渐开线圆柱齿轮的加工工艺

林长祥

（浙江格尔减速机械有限公司，温州 325409）

渐开线圆柱齿轮的加工工艺

林长祥

（浙江格尔减速机械有限公司，温州 325409）

机械系统中，齿轮被看作必要构件，不可缺失。渐开线圆柱齿轮表现出精密性，包含复杂的加工步骤。实际加工中，要注重各环节内的加工要点，经过综合衡量选取最合适的加工方式，杜绝潜在的加工偏差。对于圆柱齿轮，解析常用加工方式及工艺，结合实际提升加工齿轮的精度，从而延长齿轮的耐用期限。

渐开线圆柱齿轮加工工艺

机械传动不可缺少各类的齿轮。从现状来看，齿轮正在被广泛采纳，并用于多样的机械装置。日常加工时，既要减低各类工艺耗费的总体成本，又要提升齿轮精度。唯有如此，才能符合现今的机械加工趋势。圆柱形渐开线的齿轮含有相对较多的构件，加工起来也尤为复杂。在这种状态下，有必要从根本上选择更合适的齿轮加工方式，以提升齿轮加工的综合效能。

1　加工工艺的流程

第一步，加工齿轮毛坯。通常来看，齿轮间距及齿形决定着总体齿轮的精度，应当分布均匀。在加工毛坯时，先要确认最佳的基准定位，针对小孔及齿轮端面都要妥善定位。确保定位的精准，才能便于齿轮的后续加工。加工毛坯的总要求：内孔及齿轮端面都要符合给出的技术指标。依照设定好的基准来加工齿轮，同时不应忽视齿轮潜在的次表面。加工毛坯的后期，要注重次表面的精准性。

第二步，加工齿形。这个阶段内，某些齿轮要经过淬火，另外一些不必淬火。如果不必淬火，那么加工齿形即可获得合格的齿轮，符合图纸的规格。如果需要淬火，则应完全吻合最终的精度及齿形［1］。这是由于淬火后的加工流程密切关系到精度，是关键的步骤。

第三步，热处理的程序。针对淬火齿轮，还需再次予以热处理，以达到最优的齿轮硬度。最后是精密的加工，淬火将会更改最初的齿轮形态，防控齿轮表层太过粗糙。需要注意的是，淬火过后的齿轮端面及内侧小孔都不可避免会发生扭曲。这时还需耐心予以修整，基准面才能吻合齿轮的定位。此外，要确保分布的余量是均衡的，以符合加工需要。

2　优选加工原材

加工渐开线圆柱形的齿轮，先要选取最适用于加工的材质。选取原材时，应能衡量日常齿轮运转的条件及强度，兼顾整体的齿轮性能。唯有综合考虑，才能保证加工后得到更耐用的优质齿轮。同时，在选取材质时，需要考虑到加工性能，缩减加工中的齿轮磨损。这样可减低各步骤加工中的损耗，提升加工的成效。

详细来看，圆柱体齿面应足够坚硬并且耐磨，符合韧性的要求，满足必要的硬度，才能避免过快失效的问题。优选的材质应当能够耐住冷热加工处理，齿轮不会变形。常规状态下，齿轮要表现出最优的理化特性。这主要是因为齿轮应能符合力学规格，表现出最佳的力学属性。对于机械加工，应当实时调节加工的传递功率及速度。齿轮在运转时，齿面将会传递接触应力、动力及弯曲作用力。此外，咬合面还会承受偏大冲击及摩擦力。这种状态下，齿轮材质应能抵抗弯曲疲劳，同时拥有抗接触疲劳的性质。齿面应当坚硬，齿轮中心要符合韧性及强度要求［2］。

加工齿轮的流程中，不可避免热处理及磨削齿轮。因此，选取原材时还需兼顾热处理及切削的综合性能。经过全方位考虑，通常可选碳合金钢或常见的碳钢。若齿轮承受着较大强度，则选取低碳钢。某些齿轮运转速度较低，这时可选灰口铸铁及铸钢的材质。

3　各类加工工艺

针对圆柱渐开线齿轮，可选多样加工工艺。在仿形法加工中，制作齿轮齿槽可选取成型的铣刀。另一类方式为铣床加工，或者展成法加工。最近几年，机械加工不断提升技术层次，新式砂轮逐渐产生。与之相伴，成形磨削砂轮的磨削技术也在快速改进。经过改进后，加工可得更高精度的新型圆柱齿轮，更适合用于日常的机械生产。各类齿轮都表现出不同特性，对此应能优选合适的加工流程，创新加工齿轮的工艺。

（1）成形的磨削法。在各类工艺中，砂轮磨齿都是不可缺少的。成形磨齿的方法为：依靠成形砂轮，逐渐磨削待加工的圆柱齿轮。对于成形砂轮，磨齿并没有运动，这种状态下的打磨精度关系到齿轮的修整及定位。若打磨直齿轮，则端面齿形决定于轴向的砂轮形态；若打磨倾斜的圆柱齿轮，那么齿面及砂轮彼此接触的轴向投影即为总体的齿轮精度。针对成形磨齿，也需衡量单一齿轮的精确分度。在轴向范围内，加工需得到适宜的轴向齿轮宽度。对于轴向进给，加工时的螺旋角关系到附加的差动装置。

（2）蜗杆或碟形打磨。类似滚齿加工，蜗杆磨齿的砂轮加工也适用于渐开线齿轮。加工的流程为：砂轮及工件彼此咬合且旋转特定角度。这种状态下，齿轮渐次展开而后形成渐开线。与此同时，加工得到轴向的齿轮宽度。对于倾斜齿轮，磨削过程中还应增添额外的附加差动装置，这种方式可用作加工螺旋角相应的圆柱齿轮［3］。

在碟形加工中，碟形的磨齿包含了成对的碟形砂轮，这种加工属于展成加工。具体的步骤为：滚动圆盘及钢带彼此作用，以此来完成齿轮加工。对于钢带平面，渐开线设定两个点，分别为砂轮两侧的棱边。圆盘及钢带彼此滚动的状态下，棱边将会形成渐开线的齿轮形状。一般情况下，分度运动也借助于单一齿轮的分度盘。在轴向范围内，走刀打磨完毕后，工件将被送入后续的加工。重复这种工序，直至打磨完所有的齿轮。

（3）滚动的锥形打磨。锥形磨齿为齿条及齿轮的咬合。打磨齿轮的方式为：借助锥面砂轮，逐渐磨削齿轮的渐开线表面。滚动打磨的进程中，可假定砂轮为齿条中的某个齿；在齿轮节线中间，砂轮将会完全滚动。锥形磨齿也包含了分度运动，实现这种运动的方式为往复交替的分度盘、涡轮或分度齿轮。其中，磨齿总的宽度关系到循环性的冲程总长。通常来看，锥形磨齿的方法也表现出展成性，可设定于5级的加工精度。

4　应注意的事项

加工齿轮的初期，先要确定必备的加工参数。具体而言，各类参数包含了齿轮模数、总体的齿数、齿轮的压力角、顶部间隙的系数、分度圆的直径、精确的齿轮宽度等。具体在确定时，可分别算出各个参数对应的数值。之后，综合运算得出全面的加工参数。在真正加工齿轮时，最初的参数还可能会改动。这时还需划定严格的参数修正范围，不可随便予以更改。严格控制参数改动，这样描绘出来的齿轮渐开线才能符合实际，最接近圆弧的状态。

加工圆柱齿轮的关键步骤设定为淬火后续的处理。这是由于淬火将会更改固有的齿轮外形，严重状态下还将造成齿轮的损坏。经过淬火后，还需配备热处理的必要工艺，以防控齿轮的变形。齿轮加工得到的真实精度还关系到分布的齿距，为此应当设定最合适的加工基准，用于后续加工的参照。某些齿轮并不需要经过淬火，这时即可直接进入后续的精细处理，妥善去除齿轮附带的毛刺及倒棱等，以确保外形的平整。

5　结语

工业领域内的专用齿轮可分成多类，针对各类齿轮，都要选取合适的加工流程。渐开线齿轮表现出圆柱形，适合安装于多样的机械装置，具有广泛、适用的优势。在齿轮加工中，要注重查验质量，防控细微的加工偏差。然而，从现状看，圆柱齿轮加工仍不够完善，有待后续的工艺改进。未来的实践中，还需摸索珍贵的齿轮加工经验，提升齿轮加工的精准度，从而为企业创设更优的加工收益。

［1］莫海萍.渐开线圆柱齿轮加工工艺分析［J］.装备制造技术，2013，（1）：61-62，65.

［2］崔佳伟.渐开线圆柱齿轮加工工艺分析［J］.无线互联科技，2013，（5）：102.

［3］赵满玲.标准渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计及加工工艺分析［J］.中国科技信息，2012（3）：94，98.

Processing Technology of Involute Cylindrical Gear

LIN Changxiang
（Zhejiang koal reducer machinery Co.Ltd，Wenzhou 325409）

In the mechanical system，the gear is regarded as a necessary component，is not missing.The involute cylindrical gear shows the precision，must pay attention to the gear processing the fine aspect，to eliminate the potential processing deviation.The involute cylindrical gear contains complex machining process，and all kinds of technology will affect the gear.In the actual processing，should be able topayattentiontoallaspectsoftheprocessingpoints，aftera comprehensive measure to select the most suitable processing method. For cylindrical gear，the analysis of the common processing methods and processes；on this basis，combined with the actual lifting of the accuracy of the processing gear，the extension of the durability of the gear.

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