行星轮磨齿余量的合理确定.pdf

第 2 9卷第 7 期 2 0 0 8年 7月 煤矿机械 Co a l M n eMa c h i n e r y V 0 1 ． 2 9 No ． 7 J u 1 ．20 08 行星 轮磨 齿余量 的合理 确定 夏志 刚 。郭登 明 长江大学 机械工程学院，湖北 荆州 4 M1 02 摘要 行星轮是减速机 的重要组成部分 ， 为保证传动精度 ， 行星轮需要磨齿。通过控制工件 热处理 变形 ， 减少磨削余量 ， 既能满足磨削要求 ， 又能大幅减少磨削时间， 产生可观的生产效益。 关键词 行星轮 ；磨齿 ；正火；渗碳淬火 ；变形 ；调整余量 中图分类号 T H 1 3 2 ． 4 2 5 文献标志码 B文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 o 0 8 0 7 ． 0 1 0 5 ． 0 2 Re a s o n a b l e Co n fir m o f Pl a n e t a r y Ge a r Gr i n d i n g S u r p l u s XI A 一g a n g 。GUO De n gmmg C h a n i a n g U n i v e r s i ty o f T e c h n o l o g y a n d E n g i n e e r i n g ， J i n g z h o u 4 3 4 1 0 2 。C h i n a A b s t r a c t P l a n e t a r y g e a r i s an i mp o r t a n t c o mp o n e n t o f t h e r e d u c e r s ． T h e p l ane t a r y g e a r n e e d g ri n d i n g t o e n s u r e t h e a c c u r a c y i n t r a n s mi s s i o n．Grin d i n g s u r pl u s i s r e d u c e d b y c o n t r o l l i n g h e a t t r e a t me n t o f t h e wo r k p i e c e．T h i s n o t o n l y s a t i s fie s the r e q ui r e me n t s o f g r i n d i n g ， b u t a l s o r e d u c e s t h e t i me s i g n i fi c a n tl y t o g u a r a n t e e g r e a t p r o d u c t i o n e ffic i e n c y． Ke y wo r d s p l a n e t a r y g e a r ；g e a r g r i n d i n g ；n o r ma l i z i n g ；c arb u r i z a t i o n and q u e n c h i n g ；d e f o r ma t i o n ；s u r p l u s a d j u s tme n t 0前 言 磨齿是齿轮精加工 的一种方法 ， 其主要特点是 可以作为淬硬齿轮 的最终加工工序 ， 并 可全 面纠正 齿轮磨前的各项误差 ， 获得较高的加工精度。磨齿 的特点是生产率低， 加工成本高。某公司以生产硬 齿面减速机为主， 行星轮是减速机的重要组成部分， 为保证传动精度 ， 行 星轮需要磨齿。 1 技术要求及工艺磨削余量 1 行星轮材料为2 0 C r M n T i ， 模数为 3 ． 5 ～ 1 2 ra in ， 齿顶圆大于 2 0 0 ra i n ， 重量 l 5 ～5 0 k g ， 行星轮要求渗碳 淬火处理 ， 有效硬化层深度 0 ． 2 ～0 ． 2 5 ra i n ， 齿面硬度 H R C 5 8 ～6 2 ， 心部硬度 H R C 3 5 ～ 4 2 ， 金相组织符合公司 企业标准要求 ， 晶粒度不低于 6级。 2 加工路线为 锻粗车一正火一精车一滚齿一 渗碳淬火 回火一喷丸一磨齿成品。 3 模数小于 4 i n l n ， 磨削余量为 0 ． 2 50 ． 3 0 m m； 模数为4 ～ 1 2 in ln ， 磨削余量为0 ． 3 0 ～ 0 ．4 0 in l n 。 2 热处理工艺及试验方案 1 正火 渗碳淬火处理 正火和渗碳淬火处理的热处理工艺均采用原工 艺 ， 工艺曲线见图 1和图 2 。零 件正火加热采用料 框装炉 ， 加热炉为普通 的 3 8 0 k W箱式 炉； 渗碳气体 采用甲醇 异丙醇富化气 ， 淬火介质为快速淬火油。 按图 2工艺 曲线所示工艺对 行星轮 渗碳 淬火处理 后 ， 其表面硬度和心部硬 度以及渗层金相组织均符 合工艺要求 ， 但变形偏大， 结果见表 1 。 一● ⋯ ●⋯ ● ⋯ ● ⋯ ●⋯ ● ⋯ ●⋯ ●⋯ ● ⋯ ● ⋯ ● ⋯ - ●⋯ ● ⋯ ● ⋯ ●⋯ ● ⋯ ●⋯ ● ⋯ ●⋯ ●⋯ ● ⋯ ● ⋯ ● ⋯ ●⋯ ● ⋯ ●⋯ ● ⋯ ●⋯ ● ⋯ ● ⋯ ●⋯ ● ⋯ ● ⋯- ●⋯ ● ⋯ ●⋯ ● ⋯ ●⋯ ●⋯ ● ⋯ ●⋯ ●⋯ ● ⋯ 。 ●⋯ ● ⋯ ● “ 功能， 为了方便对刀 ， 确定刀具 的相对位置 ， 编出刀 具的补偿程序后 ， 仍要求 回转刀架上所有的刀尖基 本上在同一位置， 并高于主轴中心。为了迅速夹好 加工同一工件所需要 的刀具 ， 可以按下列步骤进行 1 让刀具纵向退一个长度后 ， 回转刀架转过一 个工位再纵 向进给所退的长度 ， 回到原来 的位置。 2 在卡盘上夹持一个刀尖。 3 用点动或手动 的方法 ， 使回转刀架处于可 以 装夹第 1 把刀的位置， 按要求装好刀具， 使刀尖和顶 尖的尖头重合 ， 略高 0 ． 2～0 ． 5 m m。 4 输入刀架旋转指令， 使回转刀架转到下一个 刀位， 进行刀具的安装， 依此类推， 装完全部的刀具。 参考文献 [ 1 ] 高荣． 提高经济型数控车床车车削质量的措施[ J ] ． 煤矿机械， 2 0 0 4 ， 2 5 8 6 97 1 ． [ 2 ] 关颍 ．F A NU C系统数控车床培训 教程 [ K] ．北京 化学工业 出版 社 ， 2 0 0 7． [ 3 ] 丁亚军 ． 提 高经济 型数控 车床 车削精 度 的方法 [ J ] ．机 电工程 ， 2 0 0 2 4 25 2 8． [ 4 ] 高 ，张海舟 ． 简 易数控 车床 车削质量 的改进 方法 [ J ] ．科技信 息 ， 2 0 0 6 1 5 3 1 3 2 ． 作者 简介 刘春 利 1 9 6 9一 ， 河北 丰润人 ， 硕 士， 实验 师 ， 1 9 9 3 年毕业于河北师范大学职技学院机械制造与设备专业， 现主要从事 数 控技术 实 习指 导和 理论 研 究 教学 工 作 ， 电子 信箱 h b s d l d 1 9 6 9 1 6 3． c o rn． 一 l 0 5一 收稿 日期 2 0 0 8 ． 0 3 ． 0 9 维普资讯 V o 1 ． 2 9 N o ． 7 行星轮磨齿余量的合理确定夏志刚， 等 第2 9 卷箜 塑 时间 图 1 原正火工艺 曲线 图 2 原渗碳淬火工艺 表 1 原 工艺 、 改进工艺渗 碳淬 火处理检测结果 注 括号内数据为改进工艺后的数据 2 热处理工艺改进 由于磨削余量大 ， 通过提高正火温度 ， 降低渗碳 淬火温度 ， 控制热处理变形来减小工艺余量。改进 后 的工艺曲线见图 3和图 4 ， 变形结果见表 1 。 时间 图 3 改进正火工艺 曲线 图 4 改进渗碳淬火工艺 间 4 试验结果分析 1 影响变形的主要因素 工件淬火时引起变形是在所难免的。淬火应力 越大， 相变越不均匀， 比容差越大， 则淬火变形越严 重。淬火变形还与钢的屈 服强 度有关 ， 塑性变形抗 力越大 ， 其变形程度就越小。影响淬 火变形的因素 主要有以下几点 ①钢材的淬透性 ； ②钢材的化学成 分 ； ③淬火加热温度和加热速度 ； ④淬火冷却速度 ； ⑤原始组织状况 ； ⑥工件尺寸及形状 ； ⑦回火。针对 行星轮情况 ， 从正火温度 、 渗碳温度 、 淬火温度这几 方面着手来改善变形情况。 2 正火预处理 针对行星轮正火温度偏低的情况， 提高加热温 度 ， 让工件空冷后获得较均匀的块状铁素体 和片状 珠光体组织， 消除锻造和粗加工的残余应力， 这样可 以大大地减小热处理过程中因组织不均匀和残余应 力而造成的淬火变形。 3 渗碳淬火工艺参数 淬火温度对体积变形的影响， 往往直接反映在 钢件淬透深度和马 氏体正方度 ， 以及残余奥氏体数 量等方面。适当地降低淬火温度 ， 使热应力减小， 淬 火马氏体转变时的比容差减小 ， 这样冷却转变时的 变形倾向也减少 了。 5 磨削余量的调整 1 调整磨削余量 根据试验结果 ， 将模数小于 4 I n l T l ， 磨削余量调 整为 0 ． 1 0～ 0 ． 1 5 m m； 模数为 4～1 2 I n lT l ， 磨削余量调 整为 0 ． 1 5 ～0 ． 2 0 I n lT l 。 2 生产应用效果 将改进后的工艺应用于生产， 在处理的几十炉 工件中， 其表面硬度 、 心部硬度 、 硬化层 深度都符合 要求 ， 零件变形大幅度减小， 减少磨削余量后既能满 足磨削要求 ， 又能大幅减少磨削时问， 产生了可观的 生产效益。 参考文献 [ 1 ] 齿轮手册 编委 会 ． 齿轮 手册 下册 [ K] ． 北京 机 械工业 出 版社 ， 2 0 0 0． [ 2 ] 安运铮． 热处理工艺学[ M ] ． 北京 机械工业出版社， 1 9 8 3 ． [ 3 ] 钢的热处理裂纹和变形 编写组． 钢的热处理裂纹和变形[ Mj ． 北京 机械 出版社 ， 1 9 7 8 ． 作者简介 夏志刚 1 9 6 4 一 ， 湖北天 门人 ， 工程师 、 高级经 营师， 1 9 8 6 年 湖北工业大学机械工程 系毕业 ， 现任荆 州市 巨鲸传 动机械有 限公司董事 、 副总经理， 电话 0 7 1 6 8 3 0 3 9 9 6 ． 一 1 0 6一 收稿 日期 2 0 0 8 - 0 3 1 9 维普资讯