[发明专利]一种螺旋伞齿轮的精加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮的精加工方法，具体是一种螺旋伞齿轮的精加工方法，属于齿轮机械加工技术领域。

背景技术

齿轮传动是机械传动中应用最广的一种传动形式，由于其具有传动比准确、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长等特点，因而在现代机床和仪器中的应用极为广泛。

齿轮作为齿轮传动的基础元件，是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件，其中直齿圆柱齿轮的结构工艺性最好、最易加工，可采用任何一种齿形加工方法加工轮部，而对于螺旋伞齿轮(即螺旋圆锥齿轮)，由于其轮齿分布在一个圆锥体的表面、且齿形从大端到小端逐渐减小的圆弧形状，因此螺旋伞齿轮加工是齿轮加工中比较复杂的一种、机械加工较困难，通常只能采用铣齿的加工方法。

随着我国工业的快速发展，由于在各种机械传动中，以螺旋伞齿轮的传动效率为最高，对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效益，而且螺旋伞齿轮传递同等扭矩时需要的传动件传动副最省空间，同时螺旋伞齿轮具有传动比稳定、工作可靠、寿命长的特点，因此螺旋伞齿轮的市场需求量逐年增大，市场对螺旋伞齿轮的质量精度要求也不断提高，然而目前高精度螺旋伞齿轮主要还是通过进口的螺旋伞齿轮磨齿机加工而成，磨齿加工成本较高、效率较低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种螺旋伞齿轮的精加工方法，可在保证螺旋伞齿轮加工质量和精度的前提下实现提高加工效率、降低制造成本，特别适用于加工高精度螺旋伞齿轮。

为实现上述目的，本螺旋伞齿轮的精加工方法包括以下步骤：

a.螺旋伞齿轮坯件齿部粗加工：将车削加工后留有加工余量的螺旋伞齿轮坯件安装在弧齿锥齿轮铣齿机上进行齿部粗加工，啮合着色并控制啮合面长度和啮合面高度尺寸，齿厚预留加工余量；

b.让刀触角加工：完成齿部粗加工后在弧齿锥齿轮铣齿机上继续对螺旋伞齿轮坯件的齿根部位加工让刀触角至成品尺寸；

c.热处理：对螺旋伞齿轮半成品进行渗碳淬火热处理；

d.安装轴或安装孔的精加工：对螺旋伞齿轮齿轮轴架设在外圆磨床上对安装轴部位进行精磨外圆，对螺旋伞齿轮齿轮圈架设在内圆磨床上对安装孔部位进行精磨内孔；

e.硬齿面铣削加工：将完成安装轴或安装孔精加工的螺旋伞齿轮半成品安装在弧齿锥齿轮铣齿机上进行铣硬齿面加工，保留研磨加工量；

f.硬齿面研磨加工：将完成硬齿面铣削加工的螺旋伞齿轮半成品安装在锥齿轮研齿机上进行研磨齿面至成品尺寸，提高齿面表面精度、消除啮合印痕；

g.成品检验。

作为本发明的进一步改进方案，所述的步骤a中啮合面长度尺寸控制在啮合面长度方向的60％～70％，啮合面高度尺寸控制在啮合面高度方向的80％～90％。

作为本发明的进一步改进方案，所述的步骤a中齿厚预留加工余量为0.1～0.2mm。

作为本发明的进一步改进方案，所述的步骤c中渗碳层深度为1.6～2.1mm，淬火表面硬度为HRC58-63。

作为本发明的进一步改进方案，所述的步骤d中精磨外圆和精磨内孔的径向跳动均控制在0.01mm以内。

作为本发明的进一步改进方案，所述的步骤e中弧齿锥齿轮铣齿机的刀头采用硬质合金刀，且刀头的前角为8～9°以保证刀尖不会接触齿面。

作为本发明的进一步改进方案，所述的硬质合金刀的刀齿上设有铝氮化钛涂层。

作为本发明的一种实施方式，所述的螺旋伞齿轮坯件采用20CrMnTi或20CrMnMo材质。

与现有技术相比，本螺旋伞齿轮的精加工方法由于采用铣齿+研磨的方式对螺旋伞齿轮进行加工，因此较磨齿加工方式具有提高加工效率、降低制造成本的优势；由于对螺旋伞齿轮齿轮轴或螺旋伞齿轮齿轮圈的安装轴部位或安装孔部位在热处理后直接加工至成品尺寸，因此为后续的硬齿面铣削加工提供了较好的基准，进而保证螺旋伞齿轮加工质量；由于最后对完成硬齿面铣削加工的螺旋伞齿轮半成品的齿部进行研磨，因此可提高齿面表面精度、消除啮合印痕，特别适用于加工高精度螺旋伞齿轮。

具体实施方式

本螺旋伞齿轮的精加工方法包括以下步骤：

a.螺旋伞齿轮坯件齿部粗加工：将车削加工后留有加工余量的螺旋伞齿轮坯件安装在弧齿锥齿轮铣齿机上进行齿部粗加工，啮合着色并控制啮合面长度和啮合面高度尺寸，齿厚预留加工余量；

b.让刀触角加工：完成齿部粗加工后在弧齿锥齿轮铣齿机上继续对螺旋伞齿轮坯件的齿根部位加工让刀触角至成品尺寸；