应用先进技术提高齿轮加工水平

《应用先进技术提高齿轮加工水平》由会员分享，可在线阅读，更多相关《应用先进技术提高齿轮加工水平（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、应用先进技术提高齿轮加工水平上海汽车齿轮总厂 唐宝国前言：随着国民经济的发展，制造技术作为基础工业的一个重要组成部分，其作用愈来愈受到人们的关注。齿轮，是一个基础工业中的重要基础元件，它在汽车、冶金、纺织、航空等各个领域有着广泛的用途，因此提高齿轮的加工水平刻不容缓。我厂是一个生产汽车齿轮的专业工厂，80年代末以前，主导产品SH760轿车变速器，技术含量低，工艺复杂，装备滞后，工人劳动强度高，质量保证手段落后；种种因素，严重制约了生产规模的扩张，产量的提高和成本降低，最高产量在一万台套左右/年，难以形成汽车生产的经济批量，规模效益差。桑塔纳轿车变速器制造技术和部分加工设备的引进，使我们看到了企

2、业与国际先进水平的差距，通过思想认识的进步，大量的技术改造和设备更新，不断的工艺摸索，使齿轮加工的水平有了大幅度的提高；同比：单件齿轮的加工时间由原来的六十二点一二分降低为二十七点三五分，生产效率提高127%，在短短的几年时间内，生产批量由3000台/年提高到台/年，工厂经济效益大为提高，科技优势充分体现，成为一个国内领先的专业汽车齿轮生产企业。主题词：应用先进技术提高加工水平一、 Santana轿车变速器齿轮情况介绍我厂引进生产的Santana轿车变速器系德国八十年代初期产品，该变速器结构紧凑，工作可靠，性能稳定，重量轻，选换档灵活，清晰，在机械类变速器中，以其独特的优越性，列国际先进水平。

3、变速器设计形式为双轴全同步纵置式前桥驱动变速器，带有差速器主传动输出机构。目前生产有四档变速器，五档变速器两种，传动齿轮均为设计齿形和设计齿向。齿轮精度等级，相当于国际GB1009588的766级，比之原来产品SH760变速器的7级，精度提高了一级左右。因此在齿轮生产中，无论是毛坯制作，机械切削加工，齿轮热处理和热处理后的磨削加工，在加工手段和检测手段等方面，提出了更高的要求。由于生产钢领逐年翻番，为了不断提高质量和降低生产成本，只能通过科技进步和先进的科学管理方法，通过不断进行技术改造、工艺改进、设备更新才能实现。本文将重点讨论盘类齿轮的生产工艺。二、 齿轮工艺分析如图21为典型的档位齿轮结

4、构图从图中我们可以清楚地看出：齿轮所要加工的是：1、 热前：a. 车前成型b. 端面油槽c. 结合齿成型及倒锥加工d. 结合齿梅角e. 齿轮成型，并达到精度要求（应用粗、精加工）图2-1档位齿轮结构图2、 热处理3、 热后加工：a.孔径磨削；b.锥孔磨削；c.端面磨削；d.消除毛刺按传统的加工工艺，要完成如此复杂的工作量，需经过45道工序，其程序如下： 由此可见，1，技术要求不易保证，操作者劳动强度大，单件耗进长达62.12分钟。 按现有的技术水准和先进设备，我们对工艺进行了优化设计，在具体工作中，我们本着优化加工过程为目的，即：以提高工件的加工质量为目的，缩短节拍时间，降低夹具、刀具的成本，

5、有效地采用新技术，掌握了几个关键的要素：1、 选择能满足技术要求和生产能力，国际或国内最新型的加工设备；2、 优化工艺，使工艺流程缩到最短，并确保每道工序能满足零件整体的技术指标；3、 优化选择各道工序所需的刀具并配有合理的切削参数；4、 选择使用能提高零件精度和刀具寿命，易回收无环境污染的冷却液；5、 配合已选用的设备和刀具，自行设计制造或购买能保证零件几何精度和只需少量装卡时间的夹具。在进行加工工艺设计时，我们立足于以下的基本要求。1、 最大限度地减少工件的装卡次数；2、 最大限度地减少加工过程中的非切削操作；3、 设计采用带有装卡定位机构的夹具；4、 尽可能减少刀具数量以达到：a.提高各

6、工序的加工质量； b.减少换刀时间； 通过技术改造，工艺优化设计，加工程序缩至26道，单件耗时缩至27.35分。 工艺优化后的程序如下： 优化的实质内容和效果。1、 采用精锻齿坯，大大减少了粗车工序，有些齿坯可直接进行精车。2、 取消了铣削端面油槽的工序，在锻件上直接锻出。3、 无拉孔工序，定芯孔径DH7直接由第一次精车时加工完成。4、 精车加工二次装夹即可完成，大大缩短了车加工工序数量和加工时间，减少了装拆次数。5、 除齿轮的精度外，零件的其余各项几何形状及精度要求均一次性装夹加工完成，减少了工件在工艺流程中的非切削时间。6、 取消了零件的珩齿加工工序，高精度的剃齿加工及少变形的热处理工艺，

7、已保证了齿轮的精度。7、 增加了啮合听噪音去毛刺工序，在装配之前完成该工序，更显得省时、实用、高效；该工序对提高一次装配合格率起了很大作用。SH760产品的一次装配合格率一般在85%88%，在Santana变速器生产中一次装配合格率达98%左右，有时甚至达到99%。8、 各道工序所选的加工设备均为当今国际上的先进水平和国内最高水平的设备，大多数设备带有智能控制，自动进给，部分设备还具备动态自动检测和反馈，补偿功能。消除了生产过程中人为质量因素。三、 加工状况介绍3.1 锻件：齿轮锻坯系采用HATEBUR AMP50XL高速镦锻机锻制而成；它不仅具有很高的生产效率（约90件/分），同是能确保有较

8、精确的几何尺寸（直径尺寸公差0.51，长度尺寸公差0.61）。锻坯精化，是节约材料、降低消耗、降低成本，提高生产效率的重要环节。3.2车加工3.2.1 精车一端，如图31为典型齿轮精车第一端加工工艺图关键尺寸精度为： 孔径+0.025 锻度7 沉孔端面粗糙度 Rt16 孔径粗糙度 Rt16设备选用：目前选用的设备有H2053，CK7815 图31精车一端工艺图 设备有以下优点： 加工范围广：直径从10mm400mm； 调整方便：可迅远地根据被加工零件的大小及形状调整切削加工程序；刀具自动回转：刀架最多可满足安装十二把（或十六把）刀具，并按预先编制的程序进行切削加工；适用面广：可满足切削内孔、外

9、圆、切槽、倒角、钻、扩、镗、铰及锥度、圆弧、曲面等切削加工。刀具进给增补量细：X轴0.0005/P Z轴0.0001/P刀具选择：刀具的选择以提高加工质量以及保证质量的稳定性为前提，尽可能地选择合适多用途的刀具，以减少刀具的数量，（即减少换时间）。工件实际质量：以D1+0.025孔径为统计对象，尺寸波动值0.0105。端面粗糙度 Rt11.026114.6027 ； 孔径粗糙度 Rt12.832313.1287单件加工工时 1分50秒3.2.2精车另一端面 其余图32精车另一端工艺图如图32是精车另一端面的加工工艺示意图：工艺关键：保证加工端面与基准端面的平行。设备先用：国产的数控车床（与精车

10、第一端相同）夹具设计，应用双锥度弹性涨套，该夹具精度高，涨量适合，安装调整方便，工件的安装定位误差小，确保了加工出的工件符合工艺提出的精度要求。单件加工工时：35秒3.3 插倒锥齿如图33是倒锥插齿及角度要求的示意图： 加工结合齿倒锥，在工艺方法上有两种：图33倒锥插齿的加工及要求a. 直接插出倒锥齿；b. 插出直齿，轧制倒锥角度； 随着加工设备的进步，插倒锥齿与插直齿，其加工出的工件，在精度上基本相同，同时加工的时间也相差无几，在此情况下，若选用插直齿再轧制倒锥，则不仅增加了设备的数量，同时也拉长了工艺流程，相应地投入也增加了。当然在零件条件限制的情况下，该工艺还是要采用的，如：内倒锥；所以

11、在一般的外倒锥加工上，我们厂都采用一次直接插处锥齿的工艺。 设备选用：目前我们厂选用的是YSN5120插齿机。 性能特点：YSN5120插齿机系高速插齿机，最大可加工工件直径200mm，模数4 mm，该机床钢性充足，结构新颖，生产效率高（最高冲程1250次/分），除具备一般插齿机的功能外，该机床还具备粗精插双速自动变冲程，圆周进给，径向进给无级调速，粗精插预选自动变速功能，设备功能齐全。 参数选用：冲程：粗500次/分，精1000次/分 周围进给：0.390.59 mm/冲程 径向进给：0.340.51 mm/冲程 工件精度：应用该型号设备加工出的零件其精度符合工艺要求，齿形误差0.02，相邻

12、齿距误差0.013，齿距综合偏差0.04，齿圈径跳0.04齿面粗糙度达RZ1623。单件工时：1分钟。 3.4梅角 梅角：随着生产批量的逐步扩大，目前采用的有单头梅角，双头梅角，双头半自动梅角等较为先进的加工设备，我厂多数采用了双头自动梅角机。 图34 梅角加工及要求 设备选用：YXN9332高效齿轮倒角机 性能特点：碗形端面铣刀，双刃同时切入进行齿端倒尖角，插入式加工方法，由分度盘及定位齿精确定位，主轴间断分度时，刀具没被切齿面作轴向冲程行动，工件每分一次，刀具往复冲动一次，完成切削。 工件的尖角角度、高度方向的角度，尖刃对称度等，可以通过调整刀具头架的结合角度容易地获得，尖拱形角的形状，则

13、由刀具的切削刃形状所决定。单件加工时间仅为30秒。 3.5 齿形加工： 齿形加工是齿轮加工中最关键的工序，随着工艺的优化，设备保障能力的提高，尤其是热处理设备及技术的进步，热变形减少到了最小的限度。我厂对适应大批量生产的工艺编排，采用了滚(或插)、剃工艺。 3.5.1 滚齿(或插齿) 滚齿(或插齿)是齿轮形状加工的粗加工工序，一般情况下，只要零件的几何形状许可，首先采用的滚齿工艺，因为滚齿的工件精度要求较插齿更容易控制，且生产效率高：而在零件的几何形状受到限制时，则加工就必须选用插齿工艺。 因精加工(剃齿)能提高齿轮的齿形、齿向、相邻，综合齿距及径向跳动误差等，因此在粗加工时，可适当放宽一些对

14、其精度要求的限制(待剃齿时修正)。这样可提高各道工序加工的经济性。 设备选用： 滚齿：现国产的滚齿机 在精度和生产效率方面一般已能满足齿轮粗加工生产的要求，对我们厂的小模数齿轮，选用的是YB3120、YX3120、YXN3120等型号的滚齿机，这类型的滚齿机均带有半自动切削循环、自动夹紧、自动窜刀装置等，机床刚性和抗扭振能力充足，电气由可编程序控制器控制，这些功能的配备，保证了机床能达到齿轮粗加工所要求的精度和具备较高的切削速度。 插齿：由于汽车变速器的档位齿轮都是具有螺旋角的，在插齿机上要插出螺旋齿轮，插齿机主轴必须配有特殊螺旋角的导套，且与齿轮的螺旋角要高度一致，这样才可能获得较理想的齿向状况；在设备选用是，一般的方法是委托专业机床厂根据齿轮螺旋角的角度，在通用插齿机上对应加工出专用的螺旋导套；我厂现用的插齿机是YSZ5120、YSN5120二手进口LORENZ插齿机。 这些设备在整机性能上仍满足原设备的加工能力，在精度上，一般特殊订货时就注明要通用精度比原精度提高一级，螺旋导套的精度，必须完全满足零件的工艺要求，并且具备一定的精度储备量。 切削参数：滚齿：线速度70mm75mmin垂直进