[发明专利]齿轮制造方法及通过该制造方法制造的齿轮

说明书

本发明涉及一种齿轮制造方法及通过该制造方法制造的齿轮，所述齿轮制造方法包括如下步骤：准备材料；切割材料并在材料上形成齿形，从而制造具有多个齿轮齿的齿轮半成品(齿形切割步骤)；对切割形成齿形的齿轮半成品进行热处理(热处理步骤)；对经热处理的齿轮半成品进行滚压成型(滚压成型步骤)，在所述切割形成齿形的齿轮半成品的齿轮齿上，在圆周方向两侧设置有余量部，并且在所述滚压成型步骤中，通过滚压成型模具加压余量部，从而将齿轮半成品制造成齿轮。

技术领域

本发明涉及一种齿轮制造方法及通过该制造方法制造的齿轮，更为详细地，涉及一种齿轮制造方法及通过该制造方法制造的齿轮，就所述齿轮制造方法而言，制造工艺简单，可制造高精度及高质量的齿轮，并且节减制造费用和时间。

背景技术

齿轮通过切割加工、放电加工及塑性加工等方法制造而成。作为切割加工方法，有滚刀切割法、齿轮插刀法、齿条刀法，在切割加工中，通常利用CNC滚齿机。在CNC滚齿机的工作台安装工件之后，利用工作台使得工件旋转的同时对工件进行加工。

通常，在对使用于车辆的减速器等的齿轮进行加工时，以消减噪音为目的，在如成形、滚齿、拉削一样作为齿形加工工艺的展成步骤后，进行修整齿形的剃齿(Shaving)加工，在改善表面粗糙度的同时，进行凸面加工等轮齿修形。

剃齿作为一种去除齿轮齿面上少量的金属并对其进行修整的工艺，可通过剃齿来低廉地生产仅次于磨齿齿轮的高精密度的齿轮。剃齿为了补偿热处理过程中产生的变形，预测变形并进行轮齿修形，在热处理前金属变软的状态下实施。

在要求无燥声或精密度的高级车型或机床中所使用的齿轮要求高精密度，因此在热处理后通过研磨来生产高精密度的齿轮。

因为研磨工艺并非基本上进行轮齿修形的工艺，而且也不是去除大量表面金属的工艺，所以不能代替没有进行热处理的齿轮的剃齿。因此，在HRC40(例如)以下的硬度下进行研磨工艺是没有实际利益的。通过研磨工艺来将经过热处理而变形的齿形维持在热处理前剃齿的程度或使其进一步提高。

图1概略地示出齿轮的一部分，齿轮10沿着圆周方向具有多个齿11。在图1中，附图标号13表示节圆，附图标号15表示齿顶圆，附图标号19表示齿根圆，θ表示压力角，附图标号19表示在渐开式齿形中的基圆。齿轮的标准压力角θ为14°、20°、25°。针对这些的具体说明由于是公知的内容所以省略。

图2示出通过现有的切割加工制造齿轮的步骤，进行冷锻或热锻，并且在加工前进行热处理(退火或正火)，从而准备具有适合切割加工的硬度和组织的材料ST-10。通过车削以使得准备的材料具有所需的外径和内径的形式进行加工ST-20。

并且，通过如滚齿或成形工艺一样的过程进行齿形切割(展成)，从而加工成齿轮形态，并通过剃齿工艺进行修整ST-30，检查经加工的齿形ST-40。在热处理齿轮中，检查被剃齿的齿轮的齿形后ST-40进行热处理ST-50，并且在热处理后，为了使得通过热处理而变形的齿形达到热处理前被剃齿的程度或使其进一步提高，进行研磨加工ST-60，并且经过检查ST-70后出厂。

在所述热处理工艺中，为了使得表面硬度高、使得深部硬度比表面硬度低，根据材料或用途等进行渗碳淬火后回火，或通过进行高频热处理来使得表面硬度高，并使得深部硬度具有比表面硬度低的值。

通常，以如下形式进行热处理：使得表面硬度的范围为HRC 55～63，使得硬化深度的范围为0.8～1.4mm。

如上所述，在齿形切割ST-30后通过热处理工艺ST-50来制造齿轮时，存在通过热处理而产生变形且精密度降低的缺点。另外，研磨工艺(磨齿，Tooth Grinding)的情况，因为在热处理后执行，所以可进行高精密度的齿轮生产，但存在如下问题：由于生产效率的下降导致生产单价升高且难以大量生产，并且由于在研磨工艺中去除齿面的少量金属，所以通过热处理产生的变形大的不良的情况，只能废弃。