[发明专利]大模数大直径小宽度齿轮的加工方法及加工工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮的加工方法，尤其涉及一种大模数大直径小宽度齿轮的加工方法。 

背景技术

大模数大直径小宽度齿轮参数为：模数M=50mm，齿数Z=113，齿顶圆直径da=5750mm，分度圆直径d=5650mm，齿宽b=200mm，变位系数x=0，齿全高h=112.5mm，齿槽宽e=78.5mm，精度等级8HK(GB/T10095)。材质35CrMo。 

在齿轮宽度方向一端面上，有均匀圆周排列的72个φ32mm直径孔，其上有直径φ50mm的凹形圆槽，孔与孔之间间距要求较高，加工中需要采取措施保证72个孔的间距要求。图1为齿轮局部示意图。 

齿轮模数M=50mm是国家标准规定的最大模数。大模数齿轮其特点是结构尺寸大。承载能力大。但模数越大，齿轮的加工难度越大。表现为加工精度低，表面粗糙度差。影响齿轮的正常使用。 

该齿轮不仅模数大，直径大，宽度还较小，加工中存在严重的变形，给加工和使用都带来不利影响。 

发明内容

发明目的：本发明提供一种大模数大直径小宽度齿轮的加工方法，其目的是解决大模数大直径小宽度齿轮加工困难和加工中容易严重变形的问题。 

技术方案： 

大模数大直径小宽度齿轮的加工方法，其特征在于：该齿轮毛坯为铸造成型，剖分式结构，铸造时分两半铸造，然后再用螺栓连接成整圆；具体方法如下：

毛坯铸造成型后，进行退火处理，消除铸造应力，控制变形；

粗加工：

在落地镗床上对每个半齿轮毛坯进行粗加工，将每个半齿轮毛坯对口平面进行粗加工，至每个半齿轮对口平面留加工余量10mm，然后组成整圆；

在φ6.3m的立车上粗加工组装在一起的齿轮的外圆及宽度方向两端面，直径方向留余量36mm，两端面每面留余量16mm。

在φ10 m的滚齿机上对齿轮的轮齿进行粗铣齿操作，采用M=36mm铣刀，分两刀进行铣齿，深度达81mm；先铣对口处对称的两个齿，齿槽中心与对口缝重合，然后按顺序铣其它齿；粗铣齿后，再将组合在一起的两个半齿轮，拆开两半，转半精加工步骤； 

半精加工：

在落地镗床上对每个半齿轮进行半精加工，将两个半齿轮在宽度方向落在一起，半精加工它们的对口平面，至每半对口平面留余量1mm；然后将两个半齿轮组装成整圆；

半精加工整个齿轮的外圆及宽度方向两端面，至直径方向留10mm余量，两端面每面留余量5mm。

采用M36mm铣刀，分两刀对整个齿轮进行铣齿，深度达到81mm，铣齿顺序同粗铣齿相同，半精铣齿后，再将组装在一起的两个半齿轮拆开两半，转精加工步骤； 

精加工：

在落地镗床上，将两半齿轮在宽度方向落在一起，精加工对口平面，达到设计尺寸，然后将两个半齿轮组成整个齿轮；

在φ6.3m立车上，精加工齿轮外圆及宽度方向两端面，达到设计尺寸。

在φ10 m滚齿机上，利用M=50mm的铣刀分两刀对整个齿轮进行精铣齿；第一刀加工深度为110mm，留2.5mm余量，第一刀铣齿，先铣对口处对称的两个齿，然后按“米”字形跳跃式铣齿，以释放应力，控制变形；第二刀从对口处开始铣齿，按顺时针逐个完成全部齿形加工，第二刀铣齿达到尺寸要求； 

加工齿轮孔：

加工齿轮端面上72个φ32mm孔，采用钻模板，用钻模板加工72-φ32mm孔，钻模板在圆周上分30°制作一件，一共12件正好拼成一个圆，每个模板上有6个钻套孔，保证各部尺寸的精确，钻孔时，将12个钻模板围成整圆摆放在齿轮端面上，找正后，压紧即可钻孔；

加工72-φ32mm孔上的φ50mm凹形孔，利用专用扩孔刀具，该刀具钻头直径为φ50mm，钻头头部加工成φ12mm的圆柱体，在该圆柱体上安装滚动轴承，轴承尺寸是d=12mm，D=32mm，加工中钻头头部轴承伸进已加工完成的φ32mm直径孔中，轴承在φ32mm直径的孔中转动。 

在每一步的加工齿轮外圆及两端面的时候都采用支撑夹具对齿轮进行支撑，具体步骤如下：在每个齿轮里止口安装支撑圈，支撑圈用T形螺栓固定在齿轮里止口处，调整支承圈圆周上的T形螺栓，将支承圈与齿轮毛坯连接为一体。 

支承圈的外圆由钢板卷制而成，内侧焊有24个外形为圆形的螺母，螺扣是T形，螺扣的尺寸是T50×8mm，支承圈由中心呈放射线状有12个径向支承，与外圆焊接为一体，12个支承的里端焊在同心圆的钢板上，组成一个整体，支承圈的轴向宽度为100mm。