[发明专利]齿轮精密热滚挤碾机及其加工的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮精密热滚挤碾机及其加工的方法。

背景技术

齿轮是机械设备中重要的动力传动零件，其应用极为广泛。在国内传统的齿轮加工中，广泛采用的是滚(插)齿-剃齿-热处理-精加工工艺。而要获得高精度的硬齿面齿轮，通常采用精加工的方法有：珩齿、磨齿、硬齿面精剃、硬面齿轮滚齿等。

珩齿虽然效率高、表面质量好、无烧伤，可消除齿轮硬齿面滚、插后其表面的粗糙度及因轻微磕碰而造成的齿面毛刺和划痕，在一定程度上也能纠正齿向和齿形的局部误差，但由于珩磨轮的精度是提高珩齿精度的关键，而高精度珩磨轮的制造与修磨则比较困难，在应用中有一定的局限性。

硬齿面滚齿是一种采用硬质合金滚刀进行硬齿面滚削以修正热处理变形、提高齿轮精度的方法。这种方法在刮削加工过程中，存在刮削力大、振动、刮刀蹦刃等现象，并且刮刀重磨误差大。因此这种方法不适合大批量齿轮生产，一般用来代替粗磨齿以减少精磨齿的磨削余量以提高效率。

硬齿面精剃是一项比较成熟的工艺。以前都用于热处理前的软齿面齿轮精加工。近年来在国内推出了采用硬质合金剃齿刀加工的硬齿面剃齿法，主要用于硬度为HRC50左右的中硬齿面加工，采用单刃型硬质合金剃齿刀加工硬齿面，其切削能力大致相当于普通剃齿刀加工软齿面的能力。但是，剃齿刀在加工时接触压力大，对于齿面硬度高达HRC60左右的齿轮加工，不能采用剃齿法。而且剃齿刀制造复杂，价格较贵，剃前工件的误差对剃齿精度影响很大。

磨齿是获得高精度齿轮最可靠的方法，也是现在获得高精度硬齿面齿轮的主要加工手段。但由于磨齿机价格贵，制造成本高等原因，致使其在齿轮生产中的应用受到了限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种经济实用、误差小、精度高，且适用大批量生产的齿轮精密热滚挤碾机；本发明的另一个目的是提供一种利用齿轮精密热滚挤碾机对齿轮进行热滚挤加工的方法，它能够在齿轮热处理的过程中，直接加入精加工工序，在齿轮受热的状态下，对其进行热滚挤，使其产生热塑性变形，从而达到提高加工精度和表面质量的目的。

其技术方案是：

一种齿轮精密热滚挤碾机，其特征在于：包括第一滚齿模传动机构、第二滚齿模传动机构、工件装卸压紧机构、升降机构、第一丝杆推进机构、第二丝杆推进机构、油箱和温度控制装置及机架；

第一滚齿模传动机构自上而下由伺服电机、减速器、电磁离合器、过滤连接座、万向联轴器、主轴、上轴承座、滚齿模和下轴承座依次连接构成；

第二滚齿模传动机构自上而下由伺服电机、减速器、万向联轴器、主轴、上轴承座、滚齿模和下轴承座依次连接构成；

工件装卸压紧机构自上而下由气缸或液压缸、芯棒轴承座滑块、芯棒、卸料板、工件和工件轴承座依次连接构成；

升降机构由液压缸、滑块和滑块轨道构成；

第一丝杆推进机构和第二丝杆推进机构分别由伺服电机、减速器、一对锥齿轮、丝杆、丝杆座、丝杆螺母、推架和导轨调节板依次连接构成；

机架跨设在油箱的两侧，升降机构中的滑块安装在机架两侧设置的滑块轨道上，并与固定在机架上的液压缸的活塞杆连接；滑块上自左向右依次竖向悬吊第一滚齿模传动机构、工件装卸压紧机构和第二滚齿模传动机构，且第一滚齿模传动机构和第二滚齿模传动机构中的滚齿模分别对称置于工件的两侧；

滑块下部两侧对应设置第一丝杆推进机构和第二丝杆推进机构，第一丝杆推进机构中的推架的上、下臂分别与第二滚齿模传动机构中的上轴承座和下轴承座连接固定；第二丝杆推进机构中的推架的上、下臂分别与第一滚齿模传动机构中的上轴承座和下轴承座连接固定。

一种利用齿轮精密热滚挤碾机对齿轮进行热滚挤加工的方法，其特征在于其热滚挤的工艺步骤：

A.加热工件，随即快速油淬，得到热力学不稳定的亚稳奥氏体组织；

B.工件在快速油淬过程中与滚齿模展开滚挤，使齿面发生塑性变形，得到所需的尺寸精度和表面精度；

C.工件在低温油中继续滚挤，减少奥氏体稳定化的影响，减少残余奥氏体数量，得到坚硬的马氏体组织，获得高的尺寸稳定性。