齿轮类零件选材与加工工艺路线
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齿轮常用材料的选择及其热处理工艺分析介绍了齿轮常用材料及典型齿轮的热处理工艺,结合常用齿轮材料的性能特点,总结了齿轮材料选用原则及热处理工艺与提高其承载能力以及延长使用寿命之间的关系,旨在通过理论来指导实践。
标签:齿轮材料;热处理;性能;承载能力引言齿轮作为传动系统中应用非常广泛的零件,在工作时,所受应力往往是非常复杂的,一是需要承受齿轮齿根部的循环往复的弯曲应力,二还要考虑接触应力以及齿面之间的相互接触所带来的不良影响,同时具有较强的摩擦齿面,齿轮啮合时,它会吸收一定量的冲击载荷。
齿轮使用过程应避免齿面磨损太多,甚至以断齿、疲劳点蚀形式失效。
合适的热处理工艺能提高齿轮的耐磨性、承载能力和使用寿命,热处理后的齿轮具有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度(抗疲劳点蚀),齿面具有较高的硬度和耐磨性,齿轮心部具有足够的强度和韧性[1]。
齿轮材料的选择以及相关的热处理工艺无论是对于齿轮的质量,又或者是齿轮的使用性能都会产生很大的影响。
比较常用的热处理工艺包括:表面淬火、碳氮共渗、渗碳、渗氮、回火、正火等。
而对于齿轮材料的选择,锻钢、铸钢、铸铁、有色金属、非金属材料等都是非常理想的选择。
1 齿轮材料及热处理工艺1.1 锻钢根据齿面的软硬程度,钢制齿轮包括软齿面齿轮和硬齿面齿轮,它们之间的分界线是布氏硬度为350HBS的时候,大于350HBS为硬齿面,反之则是软齿面。
1.1.1 软齿面齿轮软尺面齿轮,工艺路线:锻造毛坯→正火→粗车→调质、精加工。
常用材料;45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB等。
软齿面齿轮的特点:性能优良,齿面本身的硬度、强度都理想,齿心的韧性好;热处理后切齿精度可达8级;制造简单、经济、生产率高,对精度要求不高。
1.1.2 硬齿面齿轮(1)采用中碳钢时的加工工艺过程为:锻造毛坯→常化→粗切→调质→精切→高、中频淬火→低温回火→珩齿或研磨剂跑合、电火花跑合。
常用材料:45、40Cr、40CrNi。
齿轮硬度要求 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】二、典型零部件选材及工艺分析金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料是目前的主要工程材料。
高分子材料的强度、刚度较低、易老化,一般不能用于制作承受载荷较大的机械零件。
但其减振性好,耐磨性较好,适于制作受力小、减振、耐磨、密封零件,如轻载齿轮、轮胎等。
陶瓷材料硬而脆,一般也不能用于制作重要的受力零部件。
但其具有高熔点、高硬度、耐蚀性好、红硬性高等特点,可用于制作高温下工作的零部件、耐磨耐蚀零部件及切削刀具等。
复合材料克服了高分子材料和陶瓷材料的不足,具有高比强度、高减振性、高抗疲劳能力、高耐磨性等优异性能,是一种很有发展前途的工程材料。
与以上三类工程材料相比,金属材料具有优良的使用性能和工艺性能,储藏量大,生产成本比较低、广泛用于制作各种重要的机械零件和工程构件,是机械工业中最主要、应用最广泛的一类工程结构材料。
下面介绍几种钢制零部件的选材及热处理工艺分析。
㈠齿轮类零件的选材齿轮是机械工业中应用广泛的重要零件之一,主要用于传递动力、调节速度或方向。
1、齿轮的工作条件、主要失效形式及对性能的要求。
⑴齿轮的工作条件:①啮合齿表面承受较大的既有滚动又有滑动的强烈磨擦和接触疲劳压应力。
②传递动力时,轮齿类似于悬臂梁,轮齿根部承受较大的弯曲疲劳应力。
③换挡、启动、制动或啮合不均匀时,承受冲击载荷。
⑵齿轮的主要失效形式:①断齿:除因过载(主要是冲击载荷过大)产生断齿外,大多数情况下的断齿,是由于传递动力时,在齿根部产生的弯曲疲劳应力造成的。
②齿面磨损:由于齿面接触区的磨擦,使齿厚变小、齿隙加大。
③接触疲劳;在交变接触应力作用下,齿面产生微裂纹,遂渐剥落,形成麻点。
⑶对齿轮材料的性能要求:①高的弯曲疲劳强度;②高的耐磨性和接触疲劳强度;③轮齿心部要有足够的强度和韧性。
2、典型齿轮的选材⑴机床齿轮机床齿轮的选材是依其工作条件(园周速度、载荷性质与大小、精度要求等)而定的。
齿轮的工艺路线和工艺分析齿轮是一种常见的机械零部件,广泛应用于各种机械设备中。
它通过齿轮之间的啮合传递动力和运动,用于改变传动比、传递运动和扭矩。
在制造齿轮的过程中,需要经过一系列工艺步骤和分析,以确保齿轮的质量和性能。
齿轮的工艺路线通常包括以下几个主要步骤:设计、选择材料、车削加工、齿面处理、热处理、齿轮啮合试验和精加工。
首先是设计。
齿轮的设计需要确定齿轮的类型、齿数、模数、压力角、齿形、啮合条件等。
设计过程中需要根据齿轮所需的扭矩和速度选择合适的材料和尺寸。
第二步是选择材料。
齿轮通常使用高强度合金钢、铸铁或硬质合金等材料制造。
材料的选择需考虑到齿轮所需的强度、硬度、耐磨性和耐疲劳性能,同时还需考虑材料的加工性能和成本等因素。
第三步是车削加工。
齿轮的车削加工是齿轮制造的常见方法之一。
该步骤通过车床进行车削、刨削等加工工艺,将齿轮的原材料加工成所需形状和尺寸的毛坯。
第四步是齿面处理。
齿面处理的目的是改善齿轮的精密度和表面质量,以提高齿轮的啮合性能和传动效率。
常见的齿面处理方法包括滚齿、磨齿、刨齿等。
第五步是热处理。
齿轮的热处理是为了改善齿轮的硬度、强度和耐磨性能。
常见的热处理方法包括淬火、回火和表面渗碳等。
第六步是齿轮啮合试验。
经过前面的加工步骤后,需要对齿轮进行啮合试验,以检验齿轮的啮合性能和传动效率。
根据测试结果进行相应的调整和改进。
最后一步是精加工。
齿轮的精加工是为了提高齿轮的精度和表面质量。
常见的精加工方法包括滚齿修整、磨齿磨削等,以达到齿轮的设计要求。
在齿轮的工艺分析中,主要需要对每个工艺步骤进行分析和评估。
比如在材料选择上,需要评估材料的力学性能、加工性能和经济性,以确保选择的材料符合齿轮的使用要求并尽可能降低成本。
在车削加工中,需要分析车削工艺参数的选择和优化,以确保加工出的齿轮尺寸和形状的精度和表面质量满足要求。
在齿面处理和热处理中,需要对处理工艺参数进行分析和优化,以保证齿轮的硬度、强度和耐磨性能符合要求。
齿轮工艺流程
齿轮是机械传动中常见的零部件,其工艺流程对于齿轮的质量和性能起着至关
重要的作用。
下面将介绍齿轮的工艺流程,包括材料选择、加工工艺、热处理和精加工等内容。
首先,齿轮的材料选择至关重要。
常见的齿轮材料包括碳素钢、合金钢和不锈
钢等。
在选择材料时,需要考虑到齿轮的使用环境、传动功率和工作温度等因素,以确保齿轮具有足够的强度和耐磨性。
接下来是齿轮的加工工艺。
齿轮的加工工艺通常包括车削、铣削、磨削和齿轮
切削等工艺。
在进行加工时,需要根据齿轮的尺寸、精度要求和齿轮的类型选择合适的加工工艺,以确保齿轮的加工质量。
然后是齿轮的热处理工艺。
热处理是提高齿轮硬度和耐磨性的重要工艺环节。
常见的热处理工艺包括淬火、渗碳和表面强化等。
在进行热处理时,需要控制好加热温度、保温时间和冷却速度,以确保齿轮具有良好的组织结构和性能。
最后是齿轮的精加工工艺。
精加工是保证齿轮精度和表面质量的关键环节。
常
见的精加工工艺包括滚齿、磨齿和齿面修形等。
在进行精加工时,需要控制好加工参数,确保齿轮的精度和表面质量达到要求。
总的来说,齿轮的工艺流程包括材料选择、加工工艺、热处理和精加工等环节,每个环节都对齿轮的质量和性能起着至关重要的作用。
只有严格控制每个环节,才能保证齿轮具有良好的工艺性能,满足不同工况下的使用要求。
齿轮工艺流程
齿轮是机械传动的重要元件之一,广泛应用于各个行业中。
下面将对齿轮的工艺流程进行详细介绍。
首先,齿轮的工艺流程是由原材料的选择开始的。
常见的齿轮材料有钢、铸铁和铜合金等,根据不同的使用条件和要求选择合适的材料。
第二步是进行车削和铣削操作。
根据所需的齿轮尺寸和齿形,使用车床和铣床进行加工。
首先将原材料固定在车床或铣床上,然后使用工具进行削减,根据设计要求逐步将齿轮的外形加工出来。
第三步是进行齿轮的热处理。
热处理是为了提高齿轮的硬度和强度,使其能够承受更大的载荷。
常见的热处理方法有淬火和回火。
淬火可以使齿轮的表面硬度达到一定的要求,而回火则可以消除淬火过程中产生的内应力,提高齿轮的强度和韧性。
第四步是进行齿轮的修磨。
在车削和铣削过程中,由于工具的加工性能限制以及加工误差等原因,齿轮的表面会产生一定程度的粗糙度和形状误差。
因此,需要使用磨削工艺对齿轮进行修磨,使其满足设计要求。
常见的修磨方法有磨齿机和磨齿刀。
最后一步是进行齿轮的检验和组装。
在齿轮加工完毕后,需要对其进行质量检验,以确保齿轮的质量达到要求。
常用的检验方法有齿形检测和硬度检测等。
在质量检验合格后,可以进行齿轮的组装工作,将齿轮安装到所需的机械传动系统中。
综上所述,齿轮的工艺流程主要包括材料选择、车削和铣削、热处理、修磨、检验和组装等步骤。
每一步都有其独特的工艺要求和技术挑战,需要经过精心的规划和操作才能达到理想的结果。
齿轮工艺的不断改进和创新,对于提高齿轮质量和性能,推动机械工业的发展具有重要的意义。
制造齿轮的一般流程宝子们,今天来唠唠制造齿轮的那些事儿。
一、设计环节。
咱制造齿轮得先有个设计图不是?这就像盖房子得先有个蓝图一样。
设计师们得根据齿轮的用途来确定它的各种参数呢。
比如说,这个齿轮是用在小型机械上,像那种精致的手表里,那它的尺寸肯定就特别小,精度要求还超高。
要是用在大型的工业设备里,像那种大吊车啥的,尺寸就会很大,而且要能承受巨大的力量。
在设计的时候,还要考虑齿轮的齿形。
常见的有渐开线齿形,就像那种很优美的曲线,这个形状对齿轮的传动效率和稳定性可有很大影响呢。
而且呀,设计师还要确定齿轮的模数,这模数就像是齿轮的“身份证号码”,每个模数都对应着不同的尺寸和强度要求。
二、选材。
设计好了,接下来就得选材料啦。
这就像给齿轮挑“衣服”,得合适才行。
如果是要求比较低的、不太受力的小齿轮,可能就会选择一些普通的碳素钢。
这种材料比较常见,价格也相对便宜,就像我们平时买东西选性价比高的那种感觉。
但要是那种在恶劣环境下工作,或者要承受很大压力的齿轮,那就得用好材料啦,像合金钢之类的。
合金钢就像齿轮界的“高富帅”,性能特别好,又耐磨又能扛得住大力气,不过价格也比较贵。
这就好比你要参加一个很重要的比赛,肯定得给自己准备最好的装备呀。
三、毛坯制造。
选好材料后就开始制造毛坯了。
这就像是给齿轮打个基础。
一种方法是铸造,就像做小泥人一样,把融化的金属倒进模具里,等冷却了就成了齿轮的毛坯形状。
这种方法适合制造形状比较复杂的齿轮,但是呢,铸造出来的毛坯可能精度不是特别高,就像刚捏出来的小泥人还得再加工加工。
还有一种方法是锻造,这就像是打铁一样,把金属材料加热然后用锤子或者压力机锻打。
锻造出来的齿轮毛坯,内部组织比较紧密,强度高,就像经过锻炼的人身体更结实一样。
不过锻造的形状相对简单些,要是形状太复杂就不太好操作了。
四、机械加工。
毛坯有了,就开始精加工啦。
这一步可重要了,就像给齿轮做美容一样。
首先是车削,把齿轮的外圆、内孔这些地方加工到设计的尺寸。
齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计第一部份齿轮零件的机械加工工艺过程1、定位基准的选择在零件的加工过程中,合理的选择定位基准对保证零件的尺寸精度和位置度有着决定性的作用。
根据工件加工要求确定工件应限制的自由度数后,某一方向自由度的限制往往会有几个定位基准可选择,则提出了如何正确选择定位基准的问题。
定位基准有粗基准和精基准之分。
1.1. 粗基准的选择原则:(1)尽量选择不要求加工的表面作为粗基准.这样可使加工表面与不加工表面之间的位置误差量最小,同时还可以在一次装夹中加工出更多的表面。
(2)若零件的所有表面都要加工,应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准.这样可保证作为粗基准的表面在加工时,余量均匀。
(3)选择光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作为粗基准。
(4)粗基准一般只在第一到工序中用,以后应避免重复使用。
1.2.精基准的选择原则:基准重合的选择原则。
尽可能的用设计基准作为定位基准,这样可避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差,以保证加工表面与设计基准间的位置精度。
基准同一原则.一尽可能多的表面加工都用同一个定位基准,这样有利于保证各加工面之间的位置精度。
选择面积大、精度较高、安装稳定的表面作为精基准,而且所选的基准使夹具结构简单,装夹和加工方便。
综合上面的粗基准和精基准的选择原则,为使基准同一和基准重合,齿轮加工时常选内孔和端面作为精基准加工外圆和齿轮,用作精基准的端面和内孔要在一次装夹中加工出来以保证两者之间的垂直度,但是在加工大型齿轮时可用外圆作找正基准,但此时应保证内孔与外圆同轴。
所以加工本设计齿轮用齿轮外圆和端面作为粗基准,用内孔和端面作为精基准。
2.、装夹方法在加工齿轮时在滚齿机上一般用心轴装夹,滚齿心轴夹具3.、加工工艺问题(1)、基准修正齿形表面淬火后,内孔会受到影响而变形:一般的孔直径会缩小0.01-0.05mm,因此淬火后应安排精基准修正工序.修正的方法有推孔和磨孔,也可以用镗孔。
齿轮材料的选择及其热处理工艺1、齿轮材料的选择原则齿轮材料的种类很多,在选择时应考虑的因素也很多,下述几点可供选择材料时参考:1)齿轮材料必须满足工作条件的要求。
例如,用于飞行器上的齿轮,要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求,因此必须选择机械性能高的合金银;矿山机械中的齿轮传动,一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高,因此往往选择铸钢或铸铁等材料;家用及办公用机械的功率很小,但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作,因此常选用工程塑料作为齿轮材料。
总之,工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。
2)应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。
大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯,可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。
中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯,可选择锻钢制作。
尺寸较小而又要求不高时,可选用圆钢作毛坯。
齿轮表面硬化的方法有:渗碳、氨化和表面淬火。
采用渗碳上艺时,应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料;氨化钢和调质钢能采用氮化工艺;采用表面淬火时,对材料没有特别的要求。
3)正火碳钢,不论毛坯的制作方法如何,只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮,不能承受大的冲击载荷;调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。
4)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。
5)飞行器中的齿轮传动,要求齿轮尺寸尽可能小,应采用表面硬化处理的高强度合金钢。
6)金属制的软齿面齿轮,配对两轮齿面的硬度差应保持为30~50HBS或更多。
当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差(如小齿轮齿面为淬火并磨制,大齿轮齿面为常化或调质);且速度又较高时,较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应,从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。
因此,当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时,大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20%,但应注意硬度高的齿面,粗糙度值也要相应地减小。
齿轮材料的选择及其热处理工艺1、齿轮材料的选择原则齿轮材料的种类很多,在选择时应考虑的因素也很多,下述几点可供选择材料时参考:1)齿轮材料必须满足工作条件的要求。
例如,用于飞行器上的齿轮,要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求,因此必须选择机械性能高的合金银;矿山机械中的齿轮传动,一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高,因此往往选择铸钢或铸铁等材料;家用及办公用机械的功率很小,但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作,因此常选用工程塑料作为齿轮材料。
总之,工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。
2)应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。
大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯,可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。
中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯,可选择锻钢制作。
尺寸较小而又要求不高时,可选用圆钢作毛坯。
齿轮表面硬化的方法有:渗碳、氨化和表面淬火。
采用渗碳上艺时,应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料;氨化钢和调质钢能采用氮化工艺;采用表面淬火时,对材料没有特别的要求。
3)正火碳钢,不论毛坯的制作方法如何,只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮,不能承受大的冲击载荷;调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。
4)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。
5)飞行器中的齿轮传动,要求齿轮尺寸尽可能小,应采用表面硬化处理的高强度合金钢。
6)金属制的软齿面齿轮,配对两轮齿面的硬度差应保持为30~50HBS或更多。
当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差(如小齿轮齿面为淬火并磨制,大齿轮齿面为常化或调质);且速度又较高时,较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应,从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。
因此,当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时,大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20%,但应注意硬度高的齿面,粗糙度值也要相应地减小。
开题报告书一、题目:小模数齿轮的选材及改性二、选材:20CrMnTi合金渗碳钢三、工艺方案:预备热处理+渗碳+ 淬火+ 低温回火1 预备热处理正火将钢加热到Ac3(727—912)以上30℃~50℃,保温足够的时间后出炉在空气中冷却到室温。
正火可以减少碳和其他合金元素的成分偏析; 使奥氏体晶粒细化和碳化物的弥散分布, 以便在随后的热处理中增加碳化物的溶解量。
由于正火的冷却速度较快, 获得细小的片层状渗碳体珠光体, 强度、硬度都较高, 力学性能较好。
2 渗碳处理工艺气体渗碳,目前应用电解质气相离子(ECA)催渗技术控制渗碳变形也取得较好效果[6]。
现以可控井式炉中气体渗碳为例优化工艺, 滴入煤油、苯、甲醇等渗碳剂, 加热温度从一般采用的920℃改为900℃时间5小时或用固体渗碳木炭+碳酸钡10% 温度920 时间5小时空冷至室温渗碳淬火工艺过程中, 要防止齿轮变形, 要严格控制渗碳齿轮的表面碳浓度和渗层深度。
因它们会对渗层组织的膨胀系数产生影响, 渗碳后若表面形成不良碳化物分布, 将增加齿形、齿向及花键孔的变形,因此必须控制渗碳时的碳势,以防止表面碳浓度过高和碳量不均匀。
渗碳层深度越厚,也将使畸变加大。
表面含碳量影响渗碳淬火齿轮的淬透性, 而材料的淬透性对组织、性能、畸变有直接的影响[5]。
因此应使渗碳层深度及其表面含碳量控制在合理适宜的范围内。
3 淬火淬火加热温度选择Ac1 727℃以上30℃~50℃,油淬空冷加热温度过高或保温时间过长,会引起奥氏体的晶粒粗大引起过热或晶界氧化并部分熔化的过烧现象。
过热时奥氏体的晶粒粗大不仅降低齿轮力学性能, 也容易引起齿轮的变形和开裂。
过烧后的工件只能报废。
加热温度过低、保温时间不足会引起硬度不足。
故可选择900℃温度渗碳,预冷8 2 0℃左右油冷淬火。
淬火冷却速度太快,奥氏体向马氏体组织转变剧烈、体积收缩,引起很大的内应力,容易造成齿轮的变形和开裂,由于20CrMnTi是合金钢,淬透性较好,故选择油冷减小冷却速度,防止淬火造成齿轮变形或开裂。
二、典型零部件选材及工艺分析金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料是目前的主要工程材料。
高分子材料的强度、刚度较低、易老化,一般不能用于制作承受载荷较大的机械零件。
但其减振性好,耐磨性较好,适于制作受力小、减振、耐磨、密封零件,如轻载齿轮、轮胎等。
陶瓷材料硬而脆,一般也不能用于制作重要的受力零部件。
但其具有高熔点、高硬度、耐蚀性好、红硬性高等特点,可用于制作高温下工作的零部件、耐磨耐蚀零部件及切削刀具等。
复合材料克服了高分子材料和陶瓷材料的不足,具有高比强度、高减振性、高抗疲劳能力、高耐磨性等优异性能,是一种很有发展前途的工程材料。
与以上三类工程材料相比,金属材料具有优良的使用性能和工艺性能,储藏量大,生产成本比较低、广泛用于制作各种重要的机械零件和工程构件,是机械工业中最主要、应用最广泛的一类工程结构材料。
下面介绍几种钢制零部件的选材及热处理工艺分析。
㈠齿轮类零件的选材齿轮是机械工业中应用广泛的重要零件之一,主要用于传递动力、调节速度或方向。
1、齿轮的工作条件、主要失效形式及对性能的要求。
⑴齿轮的工作条件:①啮合齿表面承受较大的既有滚动又有滑动的强烈磨擦和接触疲劳压应力。
②传递动力时,轮齿类似于悬臂梁,轮齿根部承受较大的弯曲疲劳应力。
③换挡、启动、制动或啮合不均匀时,承受冲击载荷。
⑵齿轮的主要失效形式:①断齿:除因过载(主要是冲击载荷过大)产生断齿外,大多数情况下的断齿,是由于传递动力时,在齿根部产生的弯曲疲劳应力造成的。
②齿面磨损:由于齿面接触区的磨擦,使齿厚变小、齿隙加大。
③接触疲劳;在交变接触应力作用下,齿面产生微裂纹,遂渐剥落,形成麻点。
⑶对齿轮材料的性能要求:①高的弯曲疲劳强度;②高的耐磨性和接触疲劳强度;③轮齿心部要有足够的强度和韧性。
2、典型齿轮的选材⑴机床齿轮机床齿轮的选材是依其工作条件(园周速度、载荷性质与大小、精度要求等)而定的。
表13-3列出了机床齿轮的选材及热处理。
表13-3 机床齿轮的选材及热处理床传动齿轮工作时受力不大,工作较平稳,没有强烈冲击,对强度和韧性的要求都不太高,一般用中碳钢(例如45钢)经正火或调质后,再经高频感应加热表面淬火强化,提高耐磨性,表面硬度可达52~58HRC。
齿轮制造工艺流程
《齿轮制造工艺流程》
齿轮是机械传动系统中重要的零部件,其制造工艺流程一直备受关注。
齿轮制造工艺流程主要包括材料准备、车削、齿轮磨削、热处理和装配等环节。
首先,齿轮的制造过程从材料的准备开始。
常用的齿轮材料有铸铁、钢和铝合金等,选材要根据齿轮的使用环境和工作要求进行选择。
然后经过锻造、铸造或热处理等工艺对材料进行加工。
接下来是车削工艺。
车削是齿轮制造中最常见的一种工艺方法,通过车床将材料进行精确的加工和成型,使齿轮的表面粗糙度和尺寸达到要求。
然后是齿轮磨削。
磨削是对齿轮进行加工的重要环节,通过磨削工艺可以提高齿轮的精度和表面质量,使其适应更严格的使用环境和需求。
随后是热处理。
热处理是对齿轮进行强化处理的工艺,通过加热和冷却的方式来改善齿轮的力学性能,提高其硬度和耐磨性,延长使用寿命。
最后是装配工艺。
将经过各个环节加工的齿轮组装到机械传动系统中,完成齿轮的制造和应用。
总的来说,齿轮制造工艺流程是一个复杂而又精密的过程,需要各种工艺和技术的综合运用。
只有严格按照这一流程进行,才能生产出质量可靠的齿轮产品。
航空齿轮的选择和热处理方法
1、选材方法
航空齿轮是用以传递动力和改变运行速度的,对齿轮的要求是齿面应耐磨损,抗接触疲劳强高,而齿根应抗弯曲疲劳破坏。
航空上常用w(C)为0.10%~0.20%的高淬透性钢,渗碳后进淬火、低温回火使用。
渗碳层深度可取模数的15%~20%,或取节圆处齿厚的10%~20%。
航齿轮加工工艺路线:
(1)锻件毛坯→正火或调质→机械加工→渗碳及淬火→低温回火→机械加工至成品。
(2)锻件毛坯→正火或调质→机械加工→镀铜(非渗碳表面)→渗碳→除铜→淬火→低温火→机械加工至成品。
(3)锻件毛坯→正火或调质→机械加工→渗碳→机械加工→淬火→低温回火→机械加工成品。
(4)锻件毛坯→正火+调质→机械加工→镀锡或镀铜→渗氮→机械加工至成品。
航空齿轮常用材料及技术要求见表1。
表1. 航空齿轮常用材料及技术要求
2、航空齿轮热处理方法
(1)15CrA渗碳、二次淬火、低温回火。
(2)12CrNi3A渗碳、二次淬火、低温回火。
(3)12Cr2Ni4A渗碳、二次淬火、低温回火。
(4)14CrMnSiNi2MoA渗碳、淬火、低温回火。
(5)18Cr2Ni4WA渗碳、淬火、低温回火。
(6)38CrMoAlA正火、调质,渗氮。
设计者应该注意:齿轮图样上应该有最终表面硬度、心部硬度、有效硬化层深、至心部硬度降、表面碳(氮)浓度,金相组织中有渗层碳化物级别、马氏体和残留奥氏体级别,硬化层和半硬化层占整个硬化层的比例。
还应该有预备热处理的表面硬度、金相组织、晶粒度等。
制造齿轮的一般流程宝子们,今天来跟大家唠唠制造齿轮的那些事儿。
一、设计阶段。
这可是制造齿轮的第一步呢。
就像是盖房子得先画个蓝图一样,制造齿轮也要先有个设计图。
工程师们得根据这个齿轮将来要用在哪,是在大机器里转得飞快的那种,还是在慢悠悠的小设备里的,来确定齿轮的大小、齿数、模数啥的。
这个过程可不容易,要考虑好多因素,就像挑衣服得考虑场合、身材一样。
有时候为了让齿轮能完美地和其他零件配合,工程师们得反复修改设计,这就跟咱改作文似的,改了一遍又一遍,就盼着最后能出来个完美的作品。
二、选材。
齿轮的材料可重要啦。
一般有金属材料,像钢啊,铸铁啊。
要是这个齿轮要承受很大的力,那可能就会选强度高的合金钢。
要是没那么大要求,铸铁可能就够用了,还能省点成本呢。
还有些特殊的地方可能会用到塑料齿轮,塑料齿轮比较轻,而且不容易生锈,就像那种小玩具里的齿轮,用塑料就挺合适的。
选材料的时候就像咱们挑食材做饭一样,不同的菜得用不同的食材,不同的齿轮也得选合适的材料才能做出好东西。
三、毛坯制造。
选好材料后就开始做毛坯啦。
要是用金属材料,可能会有铸造或者锻造这两种方法。
铸造呢,就像是把液态的金属倒到模具里,等它冷却了就变成我们想要的形状了,就像做冰棒一样,把果汁倒到模具里冻起来就成冰棒了。
锻造就比较猛啦,用很大的力气把金属块锤打或者挤压成想要的形状。
这两种方法各有各的好处,铸造能做出比较复杂的形状,锻造的齿轮强度会比较高。
四、齿形加工。
这可是制造齿轮很关键的一步哦。
有好多种加工方法呢,比如说滚齿。
滚齿就像是用一个有齿的滚轮在齿轮毛坯上滚来滚去,把齿形给滚出来。
还有插齿,插齿就像是用一把特制的梳子一样的刀具,一下一下地把齿插到齿轮毛坯上。
这两种方法都能做出很精确的齿形。
而且在这个过程中,工人师傅得特别小心,就像我们绣花一样,一针绣错了,整个图案就不好看了。
齿形加工要是做不好,齿轮就不能很好地咬合,那整个机器都可能会出问题呢。
五、热处理。