齒輪加工工藝與潤滑技術的發展
2013-6-10 來源： 作者：
眾所周知，齒輪傳動是近代機器中最常見的一種機械傳動，是機械（xiè）產品的重要基礎零部（bù）件。它與其他機械傳動形式（鏈傳動、帶傳動、液（yè）壓傳動等）傳動相比，具有功率範圍大、傳動效率高、傳（chuán）動準確、使用（yòng）壽命長等特點。因此，它已成（chéng）為許多（duō）機（jī）械產品不可缺（quē）少的傳動部件（jiàn），也是機器中所占比重（chóng）最（zuì）大的傳動形式。齒輪在工業發展中的地位一直比較（jiào）突出，被公（gōng）認為是工（gōng）業化的一種象征。從這個角度來看，關注齒輪的先進加（jiā）工技術和發展趨勢（shì）具有極其重要的（de）意義。
1.齒輪加（jiā）工技術的（de）新發展
一般來說，齒（chǐ）輪製（zhì）造工藝過程包（bāo）括材料製備、齒坯加工、切齒、齒麵熱處理（lǐ）和齒麵精加工等五個階段。齒形（xíng）加工和（hé）熱處理後的精（jīng）加工（gōng）是齒輪製造（zào）的關鍵，也反映了齒輪製造的水（shuǐ）平（píng）。目前世界各國主要從齒輪加工工藝和加工設備的發展兩（liǎng）個方麵來不斷地提高齒輪（lún）的製（zhì）造水平。
2.硬齒（chǐ）麵滾齒（chǐ）技術
在傳統方法中，齒輪的硬齒麵的加工需要經過齒麵的磨削加工，由於磨齒加工效率太低，加工成本過高，尤其對一些大直徑，大模數的齒輪在加工上難度更大，而（ér）采用（yòng）硬齒麵刮削（xuē）作（zuò）為淬硬（yìng）齒輪（40～65HRC）的半精、精加（jiā）工則非常有效。
硬齒麵滾齒技術也稱刮削齒加工，采用一種特殊的硬質合金滾刀，對滲碳淬火後齒麵硬度（dù）為HRC58-62的齒輪齒麵進行刮削，刮削精度可達到7級（jí）。這（zhè）種方法可加工（gōng）任意螺旋角、模數1～40mm的齒（chǐ）輪。普（pǔ）通精度（6～7級）硬齒麵齒輪，一（yī）般采用“滾—熱處理—刮削”工藝，粗（cū）、精加工在同一台滾齒機上即可完（wán）成；齒麵粗糙度要求較（jiào）高（gāo）的齒輪，可在（zài）刮削後安（ān）排珩齒加工；對於高精度齒輪，則（zé）采用“滾—熱（rè）處理—刮削—磨”工藝，用刮削作半精加工（gōng）工序替代粗磨，切除齒輪的熱處理變形，留下小（xiǎo）而均勻的餘量進行精磨，可以節（jiē）約1/2～5/6的磨削工時（shí），經濟效益十分顯著。對於大模數、大直徑、大寬度的淬硬齒輪，因無相應的大（dà）型磨齒機，一般（bān）隻能（néng）采用刮削加工。
采用硬齒麵滾齒技（jì）術進行齒輪加工時，溫度控製極為重要，過高的溫度會（huì）使刀具磨損加快且易崩刀，因而需要通過金（jīn）屬加工液來冷卻，同時衝走刀具和工件上的切（qiē）屑，提高刀具壽命和降低（dī）工件表麵加工粗糙度。一般選用專用的油基切削（xuē）液（yè）作為冷卻潤滑介質，如KR-C20滾齒插齒油，通過對粘度的適當控製和采（cǎi）用優異環保的極壓抗磨劑來滿足工藝中（zhōng）冷卻、清洗（xǐ）和潤滑等方麵的要（yào）求。
3.幹切削技術
幹式切削（xuē）加工即（jí）無潤滑切削加工，是在無冷卻、潤滑油劑（jì）的作用下，采（cǎi）用很高的切削（xuē）速度進行切削加工。高速（sù）幹（gàn）式切削必須選用（yòng）適當的切削條件。首先，采用很高的切削速度，盡量縮短刀具與工件（jiàn）間的接觸（chù）時（shí）間（jiān），再（zài）用壓縮空（kōng）氣或其他類似的方法移去切屑，以控製工作區域的溫度。實踐證明，當切（qiē）削參數設置正確時，切削產生的熱量80%可被切屑帶走。為進一步（bù）延長刀具壽（shòu）命、提高工件質量，可在（zài）齒輪（lún）幹式切削過程中，每小時使用10～1000ml潤滑油進（jìn）行微量潤滑。這種方法（fǎ）產生的切屑可以（yǐ）認為是幹切屑，工件的精度、表麵質量（liàng）和內應力不受微量潤滑油的負麵影響，還可以用自動控製設備進行過程監測。
4.齒輪的（de）無屑加工
與滾齒、插齒、剃齒和磨齒等傳統的齒輪齒形成形方式不同，齒輪的無屑加工方法是利用金屬的塑（sù）性變形或粉末燒結使齒輪（lún）的齒形部分（fèn）最終成形或提高齒麵質量的。該方法可以分為工件在常溫下進行加（jiā）工的冷態成形和把工件（jiàn）加熱到（dào）1000℃左右進行加工（gōng）的熱態成形兩類。前（qián）者包括冷軋、冷鍛等，後者包括熱軋、精密模鍛、粉末冶金等，可以使材料利用（yòng）率從（cóng）切削加工的40～50％提高到80～95％以上，生產率（lǜ）成倍增長。但因受模具強度限製，目前一般隻（zhī）能加工模數（shù）較小（xiǎo）的齒輪或（huò）其他帶齒零件，對精度要求較高的齒輪，在（zài）用（yòng）無屑加（jiā）工成形後仍（réng）需要利用切削加工最後精整齒形。
5.齒輪加工潤滑技術（shù）的發展
近年來（lái），由於（yú）環境和資源壓力的增加，在切削領域出現了多種用於替代傳統加工潤（rùn）滑工藝的新型綠色切削加工工藝（yì），如無潤滑幹式切削技術、微量潤滑技術、低溫冷風切削技術等，促（cù）進了切削（xuē）技術的進步，也對機床結構、刀（dāo）具材料、潤滑（huá）介質等提出了新的要求。
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