齿轮类零件加工工艺与实施.docx

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齿轮类零件加工工艺与实施

安徽机电职业技术学院

　　　《齿轮类零件加工工艺与实施》

　　　　　模块总结

　系（部）　　　　数控工程系

专业数控技术　　ﻩ　

班级　　　数控3133班　

　组　别　　A组　　　　　　

姓名　　　　尹奇　　　

学　号1401１33091　　

指导教师　　　徐亮　

　2014　　~２０1５学年第　二　学期

关于齿轮得相关知识我们经过加工与检测,已经有了初步得认识,但对于整个方面得认知还就是有很大得缺陷,下面就就是对于齿轮从各方面得介绍、

齿轮得种类较多，不同类型得齿轮其结构与工作性能有较大区

别。

齿轮按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗

轮；按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮；

圆柱齿轮就是齿轮类零件中最常用得一中，圆柱齿轮得结构因使用

要求不同而有所差异。

从工艺角度出发可将其分成齿圈与轮体两部

分。

按照齿圈上轮齿得分布形式，可以分为直齿、斜齿、人字齿等；

按照轮体得结构形式，齿轮可分为盘类齿轮、套类齿轮、轴类齿轮,

齿条等。

一、概念:

齿轮就是能相互啮合得有齿得机械零件，它在机械传动及整个机械领域中得应用及其广泛。

现代齿轮技术已达到：

模数0、004-100毫米；齿数直径由１毫米-150米;传递功率可到上十万千瓦;转速可达几十万转/分;最高得圆周速度达30０米/秒.

1.齿轮零件得结构特点：

齿轮得结构由于使用要求不同而具有各种不同得形状，但从工艺角度可将齿轮瞧成就是就是由出拳与轮体两部分组成。

按照齿圈上轮齿得分布形式，可分为直齿、斜齿、人字齿等;按照轮体得结构特点，齿轮大致分为盘形齿轮、套筒齿轮、轴齿轮、扇形齿轮与齿条等。

二、齿轮机构得类型ﻩ

1.以传动比分类

定传动比-圆柱齿轮机构（圆柱、圆锥）

变传动比—非圆齿轮机构（椭圆齿轮）

2.以轮轴相对位置分类

平面齿轮机构、直齿圆柱齿轮传动、外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动、齿轮齿条传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿轮传动、空间齿轮机构、圆锥齿轮传动、交错轴斜齿轮传动、蜗轮蜗杆传动

（１）、齿轮得加工工艺路线

　毛坯得热处理-齿坯得加工－齿形得加工—齿端加工—齿面得热处理—齿形精加工—时效处理

（2）、加工齿形可分为仿形法与展成法

仿形法：

所采用成形刀具切削刃得形状，在其轴向剖面内与被切齿轮齿槽得形状相同。

通常得有盘状铣刀与指状铣刀。

仿形法得优点就是加工方法简单，不需要专门得齿轮加工设备。

缺点就是由于铣制相同模数不同齿数得齿轮就是用一组有限数目得齿轮铣刀来完成得，所选铣刀不可能与要求齿形准确吻合，加工出得齿形不够准确,齿轮得分度有误差,制造精度较低;由于切削就是断续得,生产效率低.因此,仿形法常用于单件、修配或少量生产及齿槽精度要求不高得齿轮加工。

展成法:

就是目前齿轮加工中最常用得一种方法。

它就是运用一对相互啮合齿轮得共轭齿廓互为包络得原理来加工齿廓得。

用展成法加工齿轮时,常用得刀具有齿条型刀具与齿轮刀具两大类;生产效率高。

齿轮在机械产品中得作用：

齿轮本身得制造精度,对整个机器得工作性能、承载能力及使用寿命都有很大得影响。

根据其使用条件，齿轮传动应满足以下几个方面得要求。

（一）传递运动准确性

要求齿轮较准确地传递运动,传动比恒定。

即要求齿轮在一转中得转角误差不超过一定范围。

（二）传递运动平稳性

传递运动平稳，以减小冲击、振动与噪声。

即要求限制齿轮转动时瞬时速比得变化。

（三）载荷分布均匀性

要求齿轮工作时，齿面接触要均匀,以使齿轮在传递动力时不致因载荷分布不匀而使接触应力过大,引起齿面过早磨损.接触精度除了包括齿面接触均匀性以外，还包括接触面积与接触位置。

（四）传动侧隙得合理性

要求齿轮工作时,非工作齿面间留有一定得间隙,以贮存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起得尺寸变化与加工、装配时得一些误差。

电火花线切割自动编程及机床得操作、工装得使用：

Ⅱ、数控快走丝电火花线切割机床得操作

ﻫ本文以苏州长风ＤＫ７725E型线切割机床为例,介绍线切割机床得操作。

图1为DＫ772５E型线切割机床得操作面板.ﻫ

（一）开机与关机程序ﻫ1.开机程序

（1）合上机床主机上电源总开关；ﻫ

（2）松开机床电气面板上急停按钮ＳＢ1；

（３）合上控制柜上电源开关,进入线切割机床控制系统；ﻫ（4）按要求装上电极丝；　

（5）逆时针旋转SA1；　ﻫ（6）按SB2，启动运丝电机；ﻫ（７）按SＢ４,启动冷却泵;　

（8）顺时针旋转SA3,接通脉冲电源。

（一）数控慢走丝线切割机床得操作要领ﻫﻫ慢走丝线切割机主要用于加工高精度零件.慢走丝电火花线切割机床得品种较多，各种机床得操作大同小异,一些基本操作内容及其要求与快走丝电火花线切割机床有相似之处。

但慢走丝线切割机所加工得工件表面粗糙度、圆度误差、直线误差与尺寸误差都较快走丝线切割机好很多，其操作要求更加注重加工精度与表面质量。

1．工艺准备ﻫ

（1）工件材料得技术性能分析不同得工件材料,其熔点、气化点、导热系数等性能指标都不一样，即使按同样方式加工，所获得得工件质量也不相同。

因此必须根据实际需要得表面质量对工件材料作相应得选择。

例如要达到高精度,就必须选择硬质合金类材料,而不应该选不锈钢或未淬火得高碳钢等,否则很难实现所需要求。

这就是因为硬质合金类材料得内部残余应力对加工得影响较小,加工精度与表面质量较好.　

ﻫ

（2）工作液得选配火花放电必须在具有一定绝缘性能得液体介质中进行,工作液得绝缘性能可使击穿后得放电通道压缩,从而局限在较小得通道半径内火花放电,形成瞬时与局部高温来熔化并气化金属，放电结束后又迅速恢复放电间隙成为绝缘状态。

绝缘性能太低,将产生电解而形不成击穿火花放电；绝缘性能太高，则放电间隙小,排屑难，切割速度降低.ﻫ

自来水具有流动性好、不易燃、冷却速度较快等优势。

但直接用自来水作工作液时，由于水中离子得导电作用,其电阻率较低，约为５ｋΩ·ｃｍ，不仅影响放电间隙消电离、延长恢复绝缘得时间,而且还会产生电解作用。

因此,慢走丝电火花线切割加工得工作液一般都用去离子水。

一般电阻率应在10~100kΩ·cm，具体数值视工件材料、厚度及加工精度而定。

如用黄铜丝加工钢时，工作液得电阻率宜低,可提高切割速度,但加工硬质合金时则反之。

ﻫﻫ加工前必须观察电阻率表得显示，特别就是机床刚起动时，往往会发现电阻率不在这个范围内,这时不要急于加工，让机床先运转一段时间达到所要得电阻率时才开始正式加工。

为了保证加工精度,有必要提高加工液得电阻率,当发现水得电阻率不再提高时，应更换离子交换树脂。

再者必须检查与冷却液有关得条件.慢走丝电火花线切割加工中，送至加工区域得工作液通常采用浇注式供液方式，也可采用工件全浸泡式供液方式。

所以要检查加工液得液量及过滤压力表。

当加工液从污浊槽向清洗槽逆向流动时则需要更换过滤器,以保证加工液得绝缘性能、洗涤性能、冷却性能达到要求。

ﻫ在用慢走丝电火花线切割机床进行特殊精加工时,也可采用绝缘性能较高得煤油作工作液。

ﻫ（3）电极丝得选择及校正慢走丝电火花线切割加工电极丝多用铜丝、黄铜丝、黄铜加铝、黄铜加锌、黄铜镀锌等。

对于精密电火花线切割加工，应在不断丝得前提下尽可能提高电极丝得张力，也可采用钼丝或钨丝。

ﻫ目前，国产电极丝得丝径规格有0.10mm、0。

１5ｍm、０．20mｍ、0.25mm、0．30mm、0。

33mm、0.35ｍｍ等，丝径误差一般在土2gｍ以内。

国外生产得电极丝，丝径最小可达　０.03ｍｍ,甚至0。

０1～0．003ｍm,用于完成清角与窄缝得精密微细电火花线切割加工等.长期暴露在空气中得电极丝表面与空气接触而易被氧化，不能用于加工高精度得零件。

因此,保管电极丝时应注意不要损坏电极丝得包装膜。

在加工前，必须检查电极丝得质量。

有以下情况之一时，必须重新进行电极丝得垂直度校正：

走丝线切割机一般在加工了5０～100h后就必须考虑更换导轮或其轴承；改变导电块得切割位置或者更换导电块；有脏污时需用洗涤液清洗.必须注意得就是：

当变更导电块得位置或者更换导电块时，必须重新校正丝电极得垂直度，以保证加工工件得精度与表面质量。

（４）穿丝孔得加工在实际生产加工中,为防止工件毛坯内部得残余应力变形及放电产生得热应力变形，不管就是加工凹模类封闭形工件，还就是凸模类工件，都应首先在合适位置加工好一定直径得穿丝孔进行封闭式切割,避免开放式切割。

若工件已在快走丝电火花线切割机床上进行过粗切割,再在慢走丝电火花线切割机床上进一步加工时，不打穿丝孔。

（5）工件得装夹与找正　准备利用慢走丝电火花线切割机床加工得工件,在前面得工序中应加工出准确得基准面,以便在慢走丝电火花线切割机床上装夹与找正。

应充分利用机床附件装夹工件.对于某些结构形状复杂、容易变形工件得装夹，必要时可设计与制造专用得夹具.ﻫﻫ工件在机床上装夹好后，可利用机床得接触感知、自动找正圆心等功能或利用千分表找正,确定工件得准确位置，以便设定坐标系得原点，确定编程得起始点。

找正时,应注意多操作几遍,力求位置准确，将误差控制到最小。

ﻫ当工件行将切割完毕时,其与母体材料得连接强度势必下降，此时要注意固定好工件，防止因工作液得冲击使得工件发生偏斜,从而改变切割间隙,轻者影响工件表面质量,重者使工件报废.ﻫ

2．实施少量多次切割　

少量、多次切割方式就是指利用同一直径电极丝对同一表面先后进行两次或两次以上得切割，第一次切割加工前预先留出精加工余量,然后针对留下得精加工余量,改用精加工条件,利用同一轨迹程序把偏置量分阶段地缩小,再进行切割加工。

一般可分为１～5次切割,除第1次加工外,加工量一般就是由几十微米逐渐递减到几个微米，特别就是加工次数较多得最后一次,加工量应较小，即几个微米。

少量、多次切割可使工件具有单次切割不可比拟得表面质量,并且加工次数越多工件得表面质量越好.具体数值一般由机床得加工参数决定。

ﻫﻫ采用少量、多次切割方式,可减少线切割加工时工件材料得变形，有效提高工件加工精度及改善表面质量,在粗加工或半精加工时可留一定余量,以补偿材料因应力平衡状态被破坏所产生得变形与最后一次精加工时所需得加工余量,最后精加工即可获得较为满意得加工效果。

它就是控制与改善加工表面质量得简便易行得方法与措施，但生产率有所降低.

ﻫ3。

合理安排切割路线　ﻫﻫ该措施得指导思想就是尽量避免破坏工件材料原有得内部应力平衡,防止工件材料在切割过程中因在夹具等作用下,由于切割路线安排不合理而产生显著变形,致使切割表面质量与精度下降。

一般情况下，合理得切割路线应将工件与夹持部位分离得切割段安排在总得切割程序末端，将暂停点设在靠近毛坯夹持端得部位。

ﻫﻫ4。

正确选择切割参数ﻫﻫ慢走丝电火花线切割加工时应合理控制与调配丝参数、水参数与电参数。

电极丝张力大时，其振动得振幅减小，放电效率相对提高，可提高切割速度。

丝速高可减少断丝与短路机会，提高切割速度,但过高会使电极丝得振动增加,又会影响切割速度。

为了保证工件具有更高得加工精度与表面质量，可以适当调高机床厂家提供得丝速与丝张力参数。

ﻫﻫ增大工作液得压力与流速,排出蚀除物容易，可提高切割速度,但过高反而会引起电极　丝振动，影响切割速度,可以维持层流为限。

　ﻫﻫ粗加工时广泛采用短脉宽、高峰值电流、正极性加工.精加工时采用极短脉宽（百纳秒级）与单个脉冲能量（几个微焦耳）,可显著改善加工表面质量。

ﻫﻫ此外,应保持稳定得电源电压。

电源电压不稳定会造成电极与工件两端不稳定，从而引　起击穿放电过程不稳定而影响工件加工质量。

ﻫﻫ５.控制上部导向器与工件得距离

慢走丝电火花线切割加工时可以采用距离密着加工，即上部导向器与工件得距离尽量靠近（约0。

05～0.１0mm），避免因距离较远而使电极丝振幅过大影响工件加工质量.

ﻫ

（二）数控慢走丝线切割机床安全操作规程ﻫ

1．人身安全ﻫ

（1）手工穿丝时，注意防止电极丝扎手。

ﻫﻫ

（2）用后得废电极丝要放在规定得容器内，防止混入电路与运丝系统中,造成电器短路、　触电与断丝等事故。

（3）加工之前应安装好机床得防护罩,并尽量消除工件得残余应力，防止切割过程中工件爆裂伤人.　ﻫ

（4）机床附近不得放置易燃、易爆物品，防止因工作液一时供应不足产生得放电火花引起事故.

ﻫ（５）加工开始后，不可将身体得任何部位伸人加工区域，防止触电.ﻫ

2。

设备安全

（１）操作者必须熟悉线切割加工工艺,恰当地选取加工参数,按规定操作顺序操作,防止造成断丝等故障。

ﻫ

（2）正式加工工件之前，应确认工件安装位置,防止出现运动干涉或超程等现象.　

ﻫ（3）防止工作液等导电物进入机床得电器部分，一旦发生因电器短路造成火灾时，应首先切断电源，立即用四氯化碳等合适得灭火器灭火,不准用水灭火。

ﻫ

（4）工作结束后，关掉总电源.　ﻫ

（三）数控慢走丝线切割机床日常维护及保养ﻫﻫ1．日常工作要求ﻫ

（1）充分了解机床得结构性能以及熟练掌握机床得操作技能,遵守操作规程与安全生产制度.ﻫﻫ

（2）在机床得允许规格范围内进行加工,不要超重或超行程工作.　ﻫﻫ（3）下班后清理工作区域，擦净夹具与附件等。

ﻫﻫ2.定期保养

ﻫ

（1）按机床操作说明书所规定得润滑部位及润滑要求，定时注入规定得滑润油或润滑脂，以保证机构运转灵活。

ﻫ（２）定期检查机床得电气设备就是否受潮与安全可靠,并清除尘埃，防止金属物落人，不允许带故障工作。

　ﻫﻫ（３）慢走丝电火花线切割机床一般在加工5０～1０0h后就必须检查引电块得磨损情况,考虑变更引电块得位置或予以更换.有脏污时需用洗涤液清洗。

必须注意：

当变更导电块得位置或者更换导电块时,必须重新校正丝电极得垂直度，以保证加工工件得精度与表面质量。

　ﻫﻫ（４）定期检查导轮得转动就是否灵活，不得有卡死现象，否则应更换导轮与轴承.更换后必须检查其径向跳动量。

（5）定期检查上、下喷嘴得损伤与脏污程度，有脏物时需用洗涤液清除,有损伤时应及时更换。

ﻫ（6）加工前检查工作液箱中得工作液就是否足够，管道与喷嘴就是否通畅。

当工作液从污液槽向清液槽逆向流动时则需要更换过滤器.