專利名稱：一種精密內(nèi)齒輪的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)齒輪，具體涉及一種精密內(nèi)齒輪的加工方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)齒輪加工通常采用插齒、拉齒兩種切削法加工方法，由于使用拉齒制造的內(nèi)齒輪的精度比插齒的高，且拉齒能完成插齒無法實現(xiàn)的大量生產(chǎn)。所以目前大多企業(yè)使用拉刀加工內(nèi)齒輪的方法進行內(nèi)齒輪的生產(chǎn)。使用這些方法加工內(nèi)齒輪的加工步驟如下I、選定合適的鋼材；
2、利用車床對鋼材進行切削加工成毛坯；3、對鋼材進行調(diào)質(zhì)熱處理；4、對鋼材進行切削加工，車削至所需的齒坯；5、對齒坯進行拉刀切削，根據(jù)工件精度的要求而決定對齒坯的拉刀次數(shù)；6、檢驗步驟5的半成品在合理公差后，再進行熱處理；7、對半成品進行內(nèi)外徑及厚度研磨，至達到所需要的尺寸精度及光潔面。但是這種加工方法還存在很多缺陷(I)由于步驟5進行后拉刀加工后，再進行步驟6的熱處理，半成品由極高溫中急速冷卻以達到熱處理的效果，故這會改變半成品的金屬結(jié)晶，從而發(fā)生物理結(jié)構(gòu)的改變，使產(chǎn)品發(fā)生內(nèi)外徑真圓度的改變，同時直筒度也會發(fā)生變化，從而失去真圓精密度。(2)刀具的制作不但成本昂貴，而且每種規(guī)格的內(nèi)齒輪都必需有一套拉刀，而每套拉刀都必需有三到四組刀具，即第一道粗拉刀、第二道中拉刀、第三道細拉刀和第四道精細拉刀，多套拉刀的制作必定帶來成本的增加。同時拉刀制造的時間非常長，一般需要60至120天，甚至精密度更高的拉刀必須在國外訂制，需要的時間多達150至200天。這大大影響了內(nèi)齒輪的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。(3)由于拉刀是硬而脆的刀具，所以掉落地面時極可能斷裂或者發(fā)生其他的碰撞而造成刀具的損壞，就需要重新制造新拉刀，這就嚴重影響生產(chǎn)效率，還增加了搬運難度。(4)拉刀在加工過程中，會產(chǎn)生自然磨耗，將慢慢失去原有設(shè)計的尺寸，而失去精密度，造成內(nèi)外齒輪無法精密咬合的問題，則必須要再重新制造一套新的內(nèi)齒條拉刀；特別是刀具的磨損，內(nèi)齒輪的尺間隙變小的原因，造成內(nèi)外齒輪無法精密咬合的問題，而無法精密裝配。(5)拉刀一旦制作完成就無法再因產(chǎn)品設(shè)計的變動而進行修改，如當(dāng)齒輪在公差上作微小的修改時，將需要重新制造一把拉刀，而制作時間長和成本高的拉刀，故將對金錢和時間造成極大的浪費，增加了生產(chǎn)成本，影響生產(chǎn)效率。(6)最嚴重的缺點是拉刀成形的內(nèi)齒輪無法內(nèi)齒研磨，故無法再度提升齒輪的精度等級，制造的內(nèi)齒輪精度等級最高不能超過7級，導(dǎo)致齒輪在內(nèi)嚙合傳動中產(chǎn)生振動、噪聲、不能滿足中高端設(shè)備對精確傳動的要求。
由于拉刀制造的內(nèi)齒輪時存在的眾多缺陷，無法滿足企業(yè)對內(nèi)齒輪的生產(chǎn)需求。故需要一種制造內(nèi)齒輪的精度等級高，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高的加工方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種生產(chǎn)效率高、成本低，精度等級高的內(nèi)齒輪加工方法。本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)本精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于包括以下步驟a、選擇合適的合金鋼；選用可導(dǎo)電的合金鋼，如鎢鋼、銅鋼、鋁鋼等，根據(jù)內(nèi)齒輪在不同場合、不同的硬度要求選擇合適的合金鋼；
b、對合金鋼進行切削加工，將合金鋼切削成為毛坯；C、對毛坯進行調(diào)質(zhì)熱處理；所述調(diào)質(zhì)熱處理的制程為先將工件進行淬火，然后對工件進行高溫回火，調(diào)質(zhì)處理可以金屬結(jié)晶，增加機械強度，減少毛坯在后續(xù)的加工中因受力成發(fā)生變形；d、對毛坯進行切削加工，加工成所需要尺寸的齒坯；由于毛坯在進行調(diào)質(zhì)熱處理過程中會發(fā)生輕微的熱處理變形，故需要進行一細尺寸切削加工處理；e、對齒坯進行熱處理，令齒坯達到所需要的硬度要求；熱處理是把固態(tài)金屬或合金加熱到一定的溫度然后以一定的速率冷卻以獲得要求的狀態(tài)或性能的過程；熱處理一般會使用到的方法為(1)正火；(2)淬火；(3)回火；(4)表面淬火；(5)滲碳；(6)滲鉻；(7)滲氮(氮化);(8)碳氮共滲；熱處理可以提高工件的機械性能；f、使用精密級CNC慢走絲線切割機對齒坯進行線切割，將齒坯切割成為所需要齒數(shù)和模數(shù)的內(nèi)齒輪。所述步驟f之后有以下步驟，檢驗內(nèi)齒輪是否達到要求，當(dāng)內(nèi)齒輪達到需要的要求，對內(nèi)齒輪的內(nèi)徑r、外徑s和寬度h進行研磨，達到所需要的尺寸精度及表面粗糙度；當(dāng)內(nèi)齒輪沒有達到需要的要求，丟棄此內(nèi)齒輪。一般的精密齒輪研磨后得到的表面粗糙度Ra的值為0. 4 nTO. 8 u m ;而采用鏡面研磨可得到的表面粗糙度Ra的值為0. 025 u nTO. I u m。根據(jù)內(nèi)齒輪對表面粗糙度不同的需要而研磨到所需要的表面粗糙度。所述步驟e和步驟f之間有以下步驟，對步驟e得到的齒坯的內(nèi)圓o和寬度H進行研磨，至達到所需要的尺寸精度及表面粗糙度。一般的精密內(nèi)齒輪研磨后得到的表面粗糙度Ra的值為0. 4 y nTO. 8 u m ;而采用鏡面研磨可得到的表面粗糙度Ra的值為0. 025 u m^O. I u m。精密級CNC慢走絲線切割機的工作原理利用具導(dǎo)電性之銅電極線做為工具電極，在電極與被加工物(一定要是導(dǎo)電物質(zhì))在兩者之間施以低電壓引弧，在特定時間內(nèi)造成兩者之絕緣度被破壞，立即施以高壓電源產(chǎn)生放電電弧柱，利用它具放電熱能5000°C以上來溶融被加工物。其中需要施以加工液(通常是純水)做冷卻、凝固溶融部、排渣、回復(fù)極間絕緣等作用，上述引弧與放電動作持續(xù)進行，配合機臺軸向運動與持續(xù)更新的銅電極線，可以生產(chǎn)出需要的直線或曲線路徑。所述研磨達到的表面粗糙度的值為0. 025 u nTO. 8 U m0所述精密級CNC慢走絲線切割機對齒坯進行切割加工的走絲次數(shù)為至少3刀。根據(jù)不同的內(nèi)齒輪的內(nèi)齒面表面粗糙度Ra而決定切割的刀數(shù)是多少。一般的內(nèi)齒輪加工需要進行到第3刀線切割，而需要更小值的表面粗糙，則需要進行第4刀線切割，甚至第5刀線切割。切割次數(shù)不同的內(nèi)齒面粗糙度Ra的值如表一表一
權(quán)利要求
1.一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于包括以下步驟 a、選擇合適的合金鋼； b、對合金鋼進行切削加工，將合金鋼切削成為毛坯； C、對毛坯進行調(diào)質(zhì)熱處理； d、對毛坯進行切削加工，加工成所需要尺寸的齒坯； e、對齒坯進行熱處理，令齒坯達到所需要的硬度要求； f、使用精密級CNC慢走絲線切割機對齒坯進行線切割，將齒坯切割成為所需要齒數(shù)和模數(shù)的內(nèi)齒輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于所述步驟f之后有以下步驟，檢驗內(nèi)齒輪是否達到要求，當(dāng)內(nèi)齒輪達到需要的要求，對內(nèi)齒輪的內(nèi)徑r、外徑s和寬度h進行研磨，達到所需要的尺寸精度及表面粗糙度；當(dāng)內(nèi)齒輪沒有達到需要的要求,丟棄此內(nèi)齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于所述步驟e和步驟f之間有以下步驟，對步驟e得到的齒坯的內(nèi)圓O、外徑s和寬度H進行研磨，至達到所需要的尺寸精度及表面粗糙度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3任一項所述的一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于所述研磨達到的表面粗糙度的值為O. 025 μ πΓΟ. 8 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于所述精密級CNC慢走絲線切割機對齒坯進行切割加工的走絲次數(shù)為至少3刀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于所述精密級CNC慢走絲線切割機所使用的絲線為銅絲，且銅絲的直徑為O. 15mnT0. 3mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于所述精密級CNC慢走絲線切割機進行切割時留有加工余量，第一刀進行切割的加工余量為O.040mnT0. 065mm，第二刀進行切割的加工余量為O. OlOmnTO. 020mm，第三刀進行切割的加工余量為O. 005mnT0. 007mm，第四刀進行切割的加工余量為O. 002mnT0. 003mm，第五刀將齒坯切割成為所需要齒數(shù)和模數(shù)的內(nèi)齒輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于所述精密級CNC慢走絲線切割機進行線切割加工時的切割速度為100mm/min"600mm/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于所述線切割加工時的第一刀的切割速度為100mm/mirri50mm/min,第二刀的切割速度為150mm/mirr300mm/min,第三刀的切割速度為300mm/min 600mm/min,第四刀的切割速度為250mm/min 500mm/min,第五刀的切割速度為200mm/min 500mm/min ； 所述第一刀線切割得到的表面粗糙度值為2. O μ πΓ2. 3 μ m，第二刀線切割得到的表面粗糙度值為I. 8 μ πΓ2· O μ m，第三刀線切割得到的表面粗糙度值為O. 50 μ πΓΟ. 7 μ m，第四刀線切割得到的表面粗糙度值為O. 4 μ πΓΟ. 5 μ m，第五刀線切割得到的表面粗糙度值為O.2 μ m 0· 3 μ mD
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于所述步驟b和d進行的切削加工使用CNC車床進行；步驟a選用的合金鋼為下述種類的任意之一鎢鋼、銅鋼、鋁鋼；步驟e進行熱處理后，齒坯達到的硬度為45HRCT70HRC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種精密內(nèi)齒輪的加工方法，其特征在于包括以下步驟選擇合適的合金鋼；對合金鋼進行切削加工，將合金鋼切削成為毛坯；對合金鋼進行調(diào)質(zhì)熱處理；對毛坯進行切削加工，加工成所需要尺寸的齒坯；對齒坯進行熱處理，令齒坯達到所需要的硬度要求；使用慢走絲線切割機對齒坯進行線切割，將齒坯切割成為內(nèi)齒輪所需要齒數(shù)和模數(shù)的內(nèi)齒輪。本發(fā)明提供的精密內(nèi)齒輪的加工方法，通過先熱處理，再進行線切割加工，從而提高了內(nèi)齒輪的精度等級和真圓精密度，同時提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號B23H7/02GK102794622SQ20121033513
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者陳義耀 申請人:廣州泰勝數(shù)控機械有限公司