磨齒加工的發(fā)法與修復焊接

近年來，利用具有流動性的壓力傳遞介質(zhì)，致使薄壁套產(chǎn)生彈性變形對工件進行定位夾緊的液壓脹套式夾具，在機加工及測量方面的應用正在日益增多。高精度齒輪加工帶鋸床是一種技術含量高且結構復雜的裝備，特別是隨著汽車工業(yè)和風力發(fā)電行業(yè)的高速發(fā)展，對齒輪的需求量日益增加，對齒輪加工的效率、質(zhì)量及加工成本的要求愈來愈高，使齒輪加工帶鋸床在汽車、風力發(fā)電等行業(yè)中占有越來越重要的地位。這是因為這種根據(jù)液體靜壓力傳遞原理設計的夾具具有結構簡單，定心準確，夾緊濕度均勻，使用方便以及節(jié)省輔助時間等優(yōu)點。

一液脹夾具類型

磨齒加工夾頭結構式夾具薄壁套內(nèi)表面對工件進行定位與夾緊，適用于或軟性金屬薄壁零件環(huán)的加工。

在對薄壁形軸套磨削時，常用的彈簧脹套式心軸往往由于自身誤差很大而滿足不了加工要求。而通過夾具薄壁套外表面對工件定位夾緊的心軸式液壓脹套卻可以達到很高的定心精度。

二運用案例

液脹夾具廣泛應用在齒輪行業(yè)（磨齒、剃齒、插齒等齒輪加工及檢測）與刀具行業(yè)（滾刀、剃齒刀、銑刀等刀具加工及檢測）。

1.齒輪加工工藝流程

根據(jù)不同結構要求，齒輪零件加工主要工藝流程采用的是鍛造制坯→正火→精車加工→插齒→倒尖角→滾齒→剃齒→（焊接）→熱處理→磨加工→對嚙修整。

熱后齒部一般不再加工，除了主減從齒或顧客要求磨齒的零件。

2.軸類工藝流程

輸入軸：鍛造制坯→正火→精車加工→搓齒→鉆孔→插齒→倒尖角→滾齒→剃齒→熱處理→磨加工→對嚙修整。

輸出軸：鍛造制坯→正火→精車加工→搓齒滾齒→剃齒→熱處理→磨加工→對嚙修整。

3.具體工藝流程

(1)鍛造制坯：熱模鍛是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。以前較廣泛采用的是熱鍛和冷擠壓的毛坯，近年來，楔橫軋技術在軸類加工上得到了大量推廣。這項技術特別適合為比較復雜的階梯軸類制坯，它不僅精度較高、后序加工余量小而且生產(chǎn)。

(2)正火：這一工藝的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為終熱處理做組織準備，以有效地減少熱處理變形。一般的正火由于受人員、設備和環(huán)境的影響比較大，使得工件冷卻速度和冷卻的均勻性難以控制，造成硬度散差大，金相組織不均勻，直接影響機加工和終熱處理；使得熱變形大而無規(guī)律，零件質(zhì)量無法控制，對刀具的磨損也較大，尤其對搓齒這種受力大的工序更是明顯。加工時，被切齒輪每往復滾動一次，完成一個或兩個齒面的磨削，因此需經(jīng)多次分度及加工，才能完成全部輪齒齒面的加工。為此，采用等溫正火工藝。實踐證明，采用這種等溫正火有效地改變了一般正火的弊端，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

隨著工業(yè)發(fā)展水平不斷提高，定制的大批量生產(chǎn)齒輪很多都使用非標的模數(shù)，使其意義被弱化。

如果齒輪的齒數(shù)一定，模、端面模數(shù)ms與軸向模數(shù)mx的區(qū)別，它們都是以各自的齒距(法向齒距、端面齒距與軸向齒距)與圓周率的比值，也都以毫米為單位。對於錐齒輪，模數(shù)有大端模數(shù)me、平均模數(shù)mm和小端模數(shù)m1之分。對于刀具，則有相應的刀具模數(shù)mo等。由于溫升將導致齒輪基圓直徑增大，產(chǎn)生基節(jié)偏差制造時的齒輪齒距誤差與安裝時的中心距偏差等。標準模數(shù)的應用很廣。在公制的數(shù)越大則輪的徑向尺寸也越大。模數(shù)系列標準是根據(jù)設計、制造和檢驗等要求制訂的。對於具有非直齒的齒輪，模數(shù)有法向模數(shù)mn齒輪傳動、蝸桿傳動、同步齒形帶傳動和棘輪、齒輪聯(lián)軸器、花鍵等零件中，標準模數(shù)都是一項基本的參數(shù)。它對上述零件的設計、制造、維修等都起著基本參數(shù)的作用(見圓柱齒輪傳動、蝸桿傳動等)。

齒輪傳遞的功率和速度范圍很大瞬時傳動比恒定

齒輪傳動的基本特點：

1、齒輪傳遞的功率和速度范圍很大，功率可從很小到數(shù)十萬千瓦，圓周速度可從很小到每秒一百多米以上。齒輪尺寸可從小于1mm到大于10m。

2、齒輪傳動屬于嚙合傳動，齒輪齒廓為特定曲線，瞬時傳動比恒定，且傳動平穩(wěn)、可靠。

3、齒輪傳動，使用壽命長。

4、齒輪種類繁多，可以滿足各種傳動形式的需要。

5、齒輪的制造和安裝的精度要求較高。

齒輪齒輪損壞其基本情況相近，都是齒輪輪緣局部拆齒，少則幾齒，多則達十幾齒，齒面上有點狀壓痕。一般新裝一對齒輪由于制造和裝配等原因需要跑合一段時間，跑合情況從接觸線上很容易看出，我們注意到兩齒輪嚙合條件極差，看不出跑合線，甚至還不如初裝齒輪精度。從局部拆齒原因上分析，因斜齒輪傳動為線接觸，受載不均勻，安裝誤差或軸彎曲變形過大等都能引起拆齒。磨齒加工齒輪加工工藝鍛造制坯熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。受載不均勻是齒輪加工精度低造成的，齒輪6級精度且多家生產(chǎn)不可能都不合格。兩齒輪均為剛性軸，不存在彎曲。這兩條可以排除。因此只能從安裝上找原因。

從齒輪拆齒現(xiàn)場看到，齒輪基線附近完好，不存在疲勞破壞，通過彎曲強度校核，彎曲強度足夠。排除各種可能后，我們斷定拆齒是由于傳動過程中產(chǎn)生非正常因素造成齒輪受到?jīng)_擊負荷過大，振動造成的。至于齒面上的坑狀壓痕，是由于拆齒后碎屑的壓痕，主要原因仍是拆齒。根據(jù)動瞬心線法形成共軛齒廓的原理，當直線齒廓的齒條與動瞬心線(直線)S相固結并沿齒輪作純滾動時，可以包絡出漸開線齒廓來。這樣拆齒原因就轉為研究沖擊負荷從哪來，不均勻負荷怎么產(chǎn)生的。我們研究發(fā)現(xiàn)減速箱高低速軸支撐均采用7000型圓柱推力軸承，另外我們注意到熱力方面的原因。首先看看減速箱與透平之間的聯(lián)接是用膜盤聯(lián)軸節(jié)聯(lián)在一起的。因活塞體磨損部位在活塞正上方，對軸向平衡沒有影響，故只對缸陷部位作去毛刺處理，主要是解決因高溫形成邊緣區(qū)域的變形，以恢復活塞體軸向的平衡。

目前，各國在齒輪傳動的供油量選擇方面存在許多觀點。經(jīng)驗值、經(jīng)驗計算公式和條件性計算公式等并行使用。為了消除輪齒嚙入和嚙出沖擊，通常采用齒廓修形的方法，即沿齒高方向從齒面上去除一部分材料，從而改變齒廓形狀，消除齒對在嚙入、嚙出位置的幾何干涉。我們不難發(fā)現(xiàn)，不同供油觀點，對同一運轉工況的齒輪傳動所規(guī)定的供油量是不相同的。因而對齒輪傳動裝置的潤滑和冷卻效果的影響(例如：抗膠合能力，抗點蝕能力、振動、噪音和傳動效率等)也不相同。這其中有一種現(xiàn)象很值得我們深思，即在某種條件下(如低速小尺寸傳動)，各供油觀點所規(guī)定的供油量都十分接近，潤滑和冷卻效果也很好，一般都能從齒面?zhèn)鞒隹偘l(fā)熱量的90以上。也就是說，大多數(shù)供油觀點，都可以獲得滿意的潤滑和冷卻效果。

滾插齒加工帶有臺肩的齒輪以及空刀槽很窄的雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪

滾插齒的應用范圍與齒輪加工

（1）加工帶有臺肩的齒輪以及空刀槽很窄的雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪，只能用插齒。這是因為：插齒刀“切出”時只需要很小的空間，而滾齒則滾刀會與大直徑部位發(fā)生干涉。

（2）加工無空刀槽的人字齒輪，只能用插齒；

（3）加工內(nèi)齒輪，只能用插齒。

（4）加工蝸輪，只能用滾齒。

（5）加工斜齒圓柱齒輪，兩者都可用。但滾齒比較方便。插制斜齒輪時，插齒機的刀具主軸上須設有螺旋導軌，來提供插齒刀的螺旋運動，并且要使用專門的斜齒插齒刀，所以很不方便。

目前，磨齒加工滾齒加工朝著以下兩個方和發(fā)展①采用高速滾齒機?，F(xiàn)在加工中等模數(shù)鋼質(zhì)齒輪的切削速度一般只有25—50m/min，原因在于滾齒機剛度差，滾刀耐用度低。實踐證明，只要機床具備足夠的剛度和良好的抗振性，即使使用現(xiàn)有的高速滾齒機，如果采用硬質(zhì)合金滾齒刀，則切削速度可達300/min上，軸向進給達6-8mm/r，因為加工效率大大地提高；②在滾齒機上進行硬齒加工。③與電鍍CBN砂輪不同，陶瓷砂輪能在磨齒機上重修鋒利，而電鍍CBN砂輪必須送回原廠修磨。采用硬質(zhì)合金滾刀對齒面進行加工，使傳統(tǒng)的硬齒面加工工藝有了很大的改變。首先對于普通精度硬齒輪，就可以用硬質(zhì)合金滾刀直接進行精滾加工，（以往這類齒輪必須在磨齒機上進行磨削加工）從而大大降低了加工成勻的精磨余量。從面大大縮短磨齒工作時間，還提高了磨齒的質(zhì)量，因此，這是一項很有發(fā)展前途的新齒輪加工工藝。