[发明专利]一种齿条齿面的加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种齿条齿面的加工工艺。

背景技术

在机加工领域，由毛坯到圆柱齿条轮齿表面成形的加工技术，在原理上分为基于展成法和成形法的两类加工技术。外轮廓面的车削加工过程中，每一步均需要对齿坯进行固定、定位，因此步骤多、操作繁琐。展成法加工包括滚齿、插齿，成形法加工包括铣齿、拉齿。这些加工方法已经发展得较为成熟，在齿条加工业内得到广泛认同。然而随着技术的发展和进步，这些加工方法已经不能满足目前一些产品的工艺要求和精度要求。由于面锥、背锥的加工需要翻转齿坯，大端齿顶圆处为两次加工的终点交汇处，无法在车削过程中在大端齿顶圆处形成圆弧过渡；内锥成型于面锥之前，由于刀具角度问题，面锥成型时也无法同时在小端齿顶圆处形成圆弧过渡。

例如汽车自动变速器行星轮系齿套的内齿加工，由于受到空间限制，滚齿、铣齿工艺成为不可能；出于紧凑结构的考虑，内齿经常是不贯通的，内部也不设计空刀槽等工艺结构，因而也限制了插齿和拉齿工艺的实现；因此在面锥形成后，大、小端齿顶圆处容易在操作过程中由于碰撞等崩裂形成不良品，同时大、小端齿顶圆处较锋利，容易划伤操作人员，尤其是位于最外侧的大端齿顶圆处。对于轴向贯通的内齿可以采用插齿或拉齿工艺，但插齿工艺效率和加工精度都不高，拉齿工艺精度低、成本高，尤其是大直径螺旋内齿加工，螺旋拉刀的成本令人难以接受。现有的圆锥齿条除了少量小型齿条，如与齿条轴为一体的锥齿条，可以采用精锻成型以外，通常通过铸造、锻造形成齿坯，然后通过车削加工锥齿条的外轮廓面，完成外轮廓面加工后通过插齿、铣齿等方法完成齿成型，最后经热处理后完成齿条加工。进入21世纪以后，国外个别企业采用加工内花键的方法加工内齿，获得初步效果但尚未形成成熟的技术。目前中国已经成为汽车产量最大的国家，对自动变速器齿条的需求急剧增加，迫切需要相关的工艺技术和装备。

螺旋锥齿条干切法对设备、刀具、工件材料的要求都很高，国内加工成本过高。由于大、小端齿顶圆处应力集中，在后续的齿成型过程中，大、小端齿顶圆处同样容易产生毛刺及形成崩裂不良品，不利于后续加工，因此在锥齿条的整个加工过程中通常还增加了大量针对毛刺、崩裂的返工打磨步骤，虽然能够通过打磨消除部分不良品，但同时打磨容易在小端齿顶圆处形成倒毛刺，影响锥齿条的使用。

发明内容

本发明提供了一种齿条齿面的加工工艺，用以解决现有技术中加工工艺不足的缺陷。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种齿条齿面的加工工艺，包括以下步骤：

a、通过锻造或铸造制作形状与齿条形状相适应的齿坯；

b、将齿坯固定于机床；

c、车削成型齿条外轮廓面；刀具的刃形设计成与齿条齿面共轭形状，用多轴运动控制器控制同时工件和刀具的旋转、刀具的轴向进给和径向进给；刀具返回时，同时对齿条齿面进行精铣加工外轮廓面；

d、齿成型；

e、热处理，先用涂料或包装方法对工件进行保护加热；后淬火冷却。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、减去了人为误差，确保了尺寸的一致性；

2、确保表面精细度；

3、大幅度提高了效率、降低了成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案，一种齿条齿面的加工工艺，包括以下步骤：通过锻造或铸造制作形状与齿条形状相适应的齿坯；将齿坯固定于机床；车削成型齿条外轮廓面；刀具的刃形设计成与齿条齿面共轭形状，用多轴运动控制器控制同时工件和刀具的旋转、刀具的轴向进给和径向进给；刀具返回时，同时对齿条齿面进行精铣加工外轮廓面；齿成型；热处理，先用涂料或包装方法对工件进行保护加热；后淬火冷却。

由于采用了上述技术方案，本发明减去了人为误差，确保了尺寸的一致性；确保了表面精细度；大幅度提高了效率、降低了成本。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体步骤允许有变化，除此之外，同在本发明构思下存在其它的实现方案，需要说明的是，上述实施例仅为本发明实现的优选方案，并非限定性穷举，在不脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明保护范围之内。