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機械齒輪加工

機械齒輪加工


近年來,各種機械齒輪加工硬齒面精加工在加工精度和加工效率上都取得了一些進展,同時還出現了一些新的硬齒面精加工方法。

 

齒輪硬齒面滾齒工藝

由于磨齒效率低、成本高,近年來,國外開始研究硬齒面滾齒工藝,采用硬質合金滾刀可以提高加工效率,目前在日本、德國等生產中已有應用。國內近年來也在積極研究硬齒面滾齒工藝,并取得了一些進展,一些工廠生產中已有應用。

 

北京第二機床廠和濟南第一機床廠等一些廠家已采用硬齒面滾齒工藝代替粗磨齒,加工效率比錐面砂輪磨齒機約高5~6倍。硬齒面滾齒工藝要求滾齒機床剛度好、精度高,只有在切齒技術、刀具及機床等幾個方面的正確配合下,使切齒過程達到最佳狀態,硬齒面滾齒的精度才能達到7級。硬齒面滾齒存在的最大問題是齒形精度較低,加工精度不穩定。

其主要原因是:

1)用硬質合金滾刀來加工60HRC 左右的硬齒面,刀具與工件的硬度相差很小,滾刀易磨損,直接影響齒形精度;

2)由于滾齒是一種斷續切削過程,滾齒過程伴隨著強迫及自激振動、力和熱的沖擊,常常容易造成硬質合金滾刀崩刃;

3)由于硬質合金滾刀采用負前角,而切削厚度小,工件硬度又高,使得徑向切削力很大。從工藝系統分析,滾齒機的剛度雖較強,但刀桿和心軸卻是2個剛性薄弱環節,徑向的變形對精度影響很大。


齒輪硬齒面插齒工藝

國外有的公司將硬質合金插齒刀頂刃磨出較大的負前角,使側刃有較大的刃傾角,形成刮削加工,也取得了初步成果。不過,要想用硬齒合金插齒刀插制6級精度齒輪是非常困難的。除了存在和硬質合金滾刀、滾齒相類似的問題外,還存在著插齒速度無法增加到與硬質合金刀具相適應的最佳切削速度,往復插齒運動造成振動、插齒機傳動鏈精度不達標等許多問題,使之未能在生產實際中應用。

 

國內一些工廠在普通插齒工藝基礎上,對硬齒面插齒工藝也作了一些研究。目前,可插制48HRC左右的中硬齒面7級精度齒輪,主要采取了以下措施:1)提高機床的剛度和精度,提高傳動鏈精度;2)采用高精度插齒刀(AA 級插齒刀),嚴格控制刀具的安裝偏心;3)提高齒坯和夾具的精度;4)選取合理的進給次數和加工進給量等。

 

齒輪硬齒面剃齒工藝

近年來,日本試驗成功用硬質臺金剃齒刀加工8級精度、硬度為60 HRC 的齒輪。為使剃齒刀能切入工件的硬齒面,除將剃齒刀上的漸開線螺旋面刃帶減至最窄處外,還要把剃齒刀每齒上的刀刃減至l~2個。本來軟齒面剃齒的最大優點是刀刃多,有漸開線螺旋面保持穩定嚙合,使剃齒效率高,并保證精度。而硬齒合金剃齒刀在結構上的改動,削弱了剃齒的上述2個優點。此外,剃齒的特點是切削厚度很小,而硬質合金的刀刃一般是較鈍的,故很難進行剃削加工;因而難于在生產中實際應用。

 

國內近年來也在研究硬齒面剃齒工藝,目前已能剃削48 HRC 左右的中硬齒面7 級精度齒輪,加工效率很高,其主要采取了以下措施:

1)選擇剃削性能好的刀具材料做剃齒刀;

2)提高剃齒刀的制造精度,并采用修形剃齒刀或負變位剃齒刀,不僅減小或消除了剃齒齒形的中凹現象,還能剃削鼓形齒輪;

3)提高熱處理前、后齒坯的加工精度,嚴格控制熱處理淬火變形;

4)精細調整機床,提高機床剛度,選擇合理的剃削用量等。



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