按硬度,齿面可区分为软齿面和硬齿面两种。软齿面的齿轮承载能力较低,但制造比较容易,跑合性好,多用于传动尺寸和重量无严格限制,以及小量生产的一般机械中。因为配对的齿轮中,小轮负担较重,因此为使大小齿轮工作寿命大致相等,小轮齿面硬度一般要比大轮的高。硬齿面齿轮的承载能力高,它是在齿轮精切之后,再进行淬火、表面淬火或渗碳淬火处理,以提高硬度。但在热处理中,齿轮不可避免地会产生变形,因此在热处理之后须进行磨削、研磨或精切,以消除因变形产生的误差,提高齿轮的精度。制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低,常用于尺寸较大的齿轮;灰铸铁的机械性能较差,可用于轻载的开式齿轮传动中;球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮;塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方,与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。
精加工是塑料齿轮加工厂的Z后一个步骤,精加工工艺主要包括基准的选择和齿轮毛坯的加工两个部分。
基准的选择
塑料齿轮加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。带轴齿轮主要采用顶点孔定位;对于空心轴,则在中心内孔钻出后,用两端孔口的斜面定位;孔径大时则采用锥堵。顶点定位的精度高,且能作到基准重合和统一。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。
以外圆和端面定位当工件和加剧心轴的配合间隙较大时,采用千分表校正外圆以确定中心的位置,并以端面进行轴向定位,从另一端面夹紧。这种定位方式因每个工件都要校正,故生产率低;同时对齿坯的内、外圆同轴要求高,而对夹具精度要求不高,故适用于单件、小批生产。
以内孔和端面定位这种定位方式是以工件内孔定位,确定定位位置,再以端面作为轴向定位基准,并对着端面夹紧。这样可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合,定位精度高,适合于批量生产。但对于夹具的制造精度要求较高。
齿轮毛坯的加工
齿面加工前的齿轮毛坯加工,在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来,同时齿坯加工所占工时的比例较大,无论从提高生产率,还是从保证齿轮的加工质量,都必须重视齿轮毛坯的加工。在齿轮图样的技术部要求中,如果规定以分度圆选齿厚的减薄量来测定齿侧间隙时,应注意齿顶圆的精度要求,因为齿厚的检测是以齿顶圆为测量基准的。齿顶圆精度太低,必然使测量出的齿厚无法正确反映出齿侧间隙的大小,所以,在这一加工过程中应注意以下三个问题:
(1)保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度;
(2)提高齿轮内孔的制造精度,减少与夹具心轴的配合间隙。
(3)当以齿顶圆作为测量基准时,应严格控制齿顶圆的尺寸精度;
齿轮室压铸件的温度场和流场进行了数值模拟,结合理化分析结果,确定出该压铸件孔洞类缺陷的性态及产生原因;并通过统计分析评估工艺过程的可变性,从而较快地获得铸件缺陷产生的规律。在此基础上,提出了工艺优化和质量控制措施,实施结果表明,铸件孔洞类缺陷大幅度降低,达到了预期的效果。