齒輪加工的案例
深鑫精密：齒輪加工技術的發展
要達到品質、噪音的雙重目標，這就要求進行精度更高的齒輪加工，實現極為復雜的齒輪齒向和齒形，目的是把變速傳動的誤差降到最小。這意味著，在今后一個時期內，磨削仍然是齒輪成批生產的主要方法，齒輪磨削這項加工工藝可能會更加廣泛應用。但要特別注意齒輪加工的單位成本。至今，成本低、收效大的剃齒帶來的好處是很明顯的。磨削在齒輪精加工中取得圓滿成功時，剃齒才可能大規模地被它代替。總之，無論選擇哪一種齒輪加工方法，都要多注意實際使用情況。
鑒于滾齒加工目前取得了相當大的發展，很有可能滾齒后所獲的高精度也不再需要進行剃齒。齒輪燒結技術的進一步發展對齒輪制造也做出較大的貢獻，但是此方法目前正在處于萌芽狀態，很難準確預測未來發展趨勢。
正如上面所說，雖然齒輪加工技術發展變化很大，但是齒輪的單位加工成本肯定不會改變。在大批量流水生產線上，齒輪加工結構調整應該以這個參數為導向。新工藝的發展對于質量、精度的提高大有裨益。隨著齒輪產品技術的精細化，對這兩個關鍵要素的要求越來越嚴格。盡管滿足這么高的要求非常難，我們也必須要追求高標準。可是，光著眼于高指標還不夠，我們更要關注的是達到價廉物美的標準，否則再好的齒輪新工藝、新功能也不會受到市場的歡迎，齒輪技術發展水平也不會進而改善。在技術含量高的行業上，應該同時并存工藝精密和價格合理的趨勢
展開 一文搞懂齒輪類零件的那些加工工藝！
齒輪加工有許多工序，這些都是為齒形加工服務的，其目的在于最終獲得符合精度要求的齒輪。
按照加工原理，齒形可分為成形法和展成法。成形法是用與被切齒輪齒槽形狀相符的成形刀具切出齒面的方法，如銑齒、拉齒和成型磨齒等。
展成法是齒輪刀具與工件按齒輪副的嚙合關系作展成運動切出齒面的方法，如滾齒、插齒、剃齒、磨齒和珩齒等。
齒形加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等級、結構形狀、生產類型及生產條件，對于不同的精度等級的齒輪，常用的齒形加工方案如下：
（1）8級精度以下齒輪
調質齒輪用滾齒或插齒就能滿足要求。對于淬硬齒輪可采用：滾（插）齒—齒端加工—淬火—校正孔的加工方案。但淬火前齒形加工精度應提高一級。
（2）6-7級精度齒輪
對于淬硬齒輪可采用：粗滾齒—精滾齒—齒端加工—精剃齒—表面淬火—校正基準—珩齒。
（3）5級精度以上齒輪
一般采用：粗滾齒—精滾齒—齒端加工—淬火—校正基準—粗磨齒—精磨齒。磨齒是目前齒形加工中精度最高，表面粗糙度值最小的加工方法，最高精度可達3-4級。
1. 銑齒
齒輪精度等級：9級以下
齒面粗糙度Ra：6.3~3.2μm
適用范圍：單件修配生產中，加工低精度的外圓柱齒輪、齒條、錐齒輪、蝸輪
2. 拉齒
齒輪精度等級：7級
齒面粗糙度Ra：1.6~0.4μm
適用范圍：大批量生產7級內齒輪，外齒輪拉刀制造復雜，故少用
3. 滾齒
齒輪精度等級：8~7級
齒面粗糙度Ra：3.2~1.6μm
適用范圍：各種批量生產中，加工中等質量外圓柱齒輪及蝸輪
4.
展開 齒輪加工必須了解的11道工序
齒輪加工是一個極為復雜的過程，只有通過運用正確的技術，才能使高效生產成為可能，生產過程中的每個部分也都必須達到極為精確的尺寸。
齒輪的加工周期中包括了普通車加工→滾齒加工→插齒加工→剃齒加工→硬車加工→磨齒加工→珩磨加工→鉆孔→內孔磨削→焊接→測量，為這個過程配置合適的裝夾系統顯得尤為重要，接下來我們就將介紹各項工藝中的齒輪裝夾系統。
普通車加工
在普通車加工中，齒輪毛胚件通常被夾持在垂直或者水平的車削機床上。對于自動夾持的夾具，絕大多數不需在主軸另一邊加裝輔助穩定裝置。
滾齒加工
因為出眾的經濟性，滾齒加工是一種用于生產外齒輪，圓柱齒輪的切削工藝。滾齒加工不僅在汽車工業中，而且還在大型的工業變速器制造中被廣泛運用，但是前提是不會受到被加工工件的外輪廓的限制。
插齒加工
插齒這種加工齒輪的工藝，主要用在不能滾齒加工的情況下。這種加工方式主要被適用于齒輪的內齒加工，以及一些受結構干擾齒輪的外齒加工。
剃齒加工
剃齒加工是一種齒輪的精加工工藝，切削時帶有對應于齒輪齒形的刀身。
展開 硬齒面齒輪精加工技術的現狀與展望
盡管這樣，Ｍａａｇ磨齒機的效率仍然很低，磨１ 個齒輪常常要耗費幾個小時，成本很高，尤其是大規格磨齒機效率更低。
錐面砂輪磨齒機傳動鏈長，而且漸開線齒面是逐點包絡出來的，影響加工精度及穩定性，單件工時一般為０．６～３ｈ；但錐面砂輪磨齒機通用性好，在生產中應用得較廣。世界上生產錐面砂輪磨齒機聲譽較高的是德國的 Ｈｏｆｌｅｒ公司和 Ｎｉｌｅｓ公司。這２家公司已發展了直徑為３５００ ｍｍ 的磨齒機系列產品。
大平面砂輪磨齒機傳動鏈短，結構比較簡單，加工精度也較高；但加工效率很低，多用來加工剃齒刀和插齒刀等齒輪刀具以及精度較高的齒輪。各國相關廠家都在生產這種磨齒機，但多年來在結構和性能上沒有太大的發展。
在各種磨齒方法中，蝸桿砂輪磨齒機的效率最高，一般１０多分鐘就能磨１個齒輪，適于５～６級齒數＞８ ｍｍ 或直徑＞６００ ｍｍ）的加工，還有待于解決。
近年來，日本還出現了采用電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸桿砂輪的數控蝸桿砂輪磨齒機，砂輪不用修整可連續加工幾萬個齒輪，用廢后換新砂輪，加工效率很高，１ ｍｉｎ 左右就能磨１ 個齒輪，并能磨修形齒輪。目前，我國各種形式的展成磨齒機都已有生產，但產品尺寸系列還不夠齊全。
5.2 成形磨齒
為了解決大批量齒輪的高效經濟磨齒問題，近年來世界上許多國家（如前面提到的瑞士 Ｍａａｇ 公司以及德國、日本、英國、美國等）又在積極研究成形磨齒工藝。成形磨齒所達到的精度與展成磨齒相媲美，且生產率還要高好多倍（但仍低于蝸桿砂輪磨齒），強力高效磨削應用于成形磨齒，效率還將進一步提高。成形磨齒一般適于５～６級精度齒輪的批量生產，還特別適合于模數大、齒致少、寬度大的齒輪和各種修形齒輪的加工。
成形磨齒要解決的第１個問題是創造通用的成形砂輪修整器，為此近年來發表了不少這方面的專利和成果，如圖２所示。
展開 
【專業知識】齒輪的八種加工方式，圖解原理
漸開線齒形常用的加工方法有兩大類，即成形法和展成法。
下面小編帶大家看看幾種齒形加工方法。
1
銑齒
采用盤形模數銑刀或指狀銑刀銑齒屬于成形法加工，銑刀刀齒截面形狀與齒輪齒間形狀相對應。此種方法加工效率和加工精度均較低，僅適用于單件小批生產。
2
成形磨齒
也屬于成形法加工，因砂輪不易修整，使用較少。
3
滾齒
屬于展成法加工，其工作原理相當于一對螺旋齒輪嚙合。齒輪滾刀的原型是一個螺旋角很大的螺旋齒輪，因齒數很少（通常齒數z = 1），牙齒很長，繞在軸上形成一個螺旋升角很小的蝸桿，再經過開槽和鏟齒，便成為了具有切削刃和后角的滾刀。
展開 切削加工齒輪的建模與仿真
蘇州科技學院學報(工程技術版)-2004年 02期-切削加工齒輪的建模與仿真
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蘇州科技學院學報(工程技術版)-2004年 02期-切削加工齒輪的建模與仿真.pdf
齒輪為什么是17個齒？
齒輪常用的加工方式一般分為成形法和范成法，成形法也就是通過制造與齒之間的間隙形狀相對應的刀具，直接切出齒形，這個一般有銑刀、蝶形砂輪等；范成法比較復雜，大家可以理解為兩個齒輪在嚙合，其中一個齒輪很硬（刀具），另一個則還處于毛胚狀態，嚙合的的過程是由離得很遠逐漸運動到正常嚙合狀態，在這個過程中切削產生新齒輪，有興趣的可以找《機械原理》具體學習。
范成法的使用很廣泛，但是當齒輪齒數較少時，就會出現刀具的齒頂線與嚙合線的交點，超過被切齒輪的嚙合極限點的情況，這時待加工齒輪的根部就會被過切除，由于被根切的部分超過了嚙合極限點，它并不影響齒輪的正常嚙合，但這樣的壞處在于它削弱了輪齒的強度，這樣的齒輪用在變速箱等重載場合時，就容易出現輪齒折斷的情況，如圖為2模8齒齒輪正常加工后的模型（有根切）。
而17是在我國齒輪標準的情況下計算出的極限齒數，齒數小于17的齒輪在使用范成法正常加工時就會出現“根切現象”，這時便要調整加工方法，如變位，如圖為變位加工的2模8齒齒輪（小根切）。
當然這里描述的內容很多內容是不全面的，機械中還有很多更有意思的零件，在工程中制造這些零件面臨的問題也更多，有興趣的金粉不妨多關注關注。
結論：17個齒來自于加工方式，也取決于加工方式，如果更換或者改進齒輪的加工方式如成形法、變位加工（這里特指直齒圓柱齒輪），就不會出現根切現象，也就沒有17個齒的極限數量問題。
另外從這個問題及其答案可以看出機械學科的一個特點——理論與實踐高度結合。
機械液壓論壇觀點：首先，齒輪少于17個齒就不能轉的說法是不正確的，下面我們簡單介紹一下17個齒這個數字是怎么來的。
展開 齒輪真的不能少于17齒嗎？那是假的！！！
結論：17個齒來自于加工方式，也取決于加工方式，如果更換或者改進齒輪的加工方式如成形法、變位加工（這里特指直齒圓柱齒輪），就不會出現根切現象，也就沒有17個齒的極限數量問題。
另外從這個問題及其答案可以看出機械學科的一個特點——理論與實踐高度結合。
機械液壓論壇觀點：首先，齒輪少于17個齒就不能轉的說法是不正確的，下面我們簡單介紹一下17個齒這個數字是怎么來的。
齒輪是指輪緣上有齒輪連續嚙合傳遞運動和動力的機械元件，齒輪齒廓有漸開線形，圓弧形等，漸開線形齒輪應用比較廣泛。
漸開線齒輪又分直齒圓柱齒輪/斜齒圓柱齒輪等，對于標準的直齒圓柱齒輪，齒頂高系數為1，齒根高系數為1.25，壓力角為20°。齒輪加工時一般采用范成法加工，即加工時刀具與齒坯的運動就像一對互相嚙合的齒輪。對于標準齒輪加工，如果齒數小于某一特定值，在齒坯的根部的漸開線輪廓就會被挖去一部分，這就叫根切，如下左圖，根切會嚴重影響齒輪的強度和傳動的平穩性，這個不發生根切的最小值是 2*1/sin（20）^2(1就是齒頂高系數，20就是壓力角 )。
這里的17個齒是針對標準直齒圓柱齒輪而言的，我們有很多辦法來，避免發生根切，比如齒輪變位，即將刀具遠離或靠近輪坯回轉中心，這里為了避免發生根切需要選擇遠離輪廓回轉中心，如下右圖，是不是完整的漸開線輪廓線又出來了。
齒輪變位之后，齒輪就又可以不受影響的轉起來了，上面通過適當的變位，5個齒的齒輪也可以轉了。
展開 為什么齒輪不能少于17個齒數，少了會怎樣？今天算長見識了
齒輪常用的加工方式一般分為成形法和范成法，成形法也就是通過制造與齒之間的間隙形狀相對應的刀具，直接切出齒形，這個一般有銑刀、蝶形砂輪等；范成法比較復雜，大家可以理解為兩個齒輪在嚙合，其中一個齒輪很硬（刀具），另一個則還處于毛胚狀態，嚙合的的過程是由離得很遠逐漸運動到正常嚙合狀態，在這個過程中切削產生新齒輪，有興趣的可以找《機械原理》具體學習。
范成法的使用很廣泛，但是當齒輪齒數較少時，就會出現刀具的齒頂線與嚙合線的交點，超過被切齒輪的嚙合極限點的情況，這時待加工齒輪的根部就會被過切除，由于被根切的部分超過了嚙合極限點，它并不影響齒輪的正常嚙合，但這樣的壞處在于它削弱了輪齒的強度，這樣的齒輪用在變速箱等重載場合時，就容易出現輪齒折斷的情況，如圖為2模8齒齒輪正常加工后的模型（有根切）。
而17是在我國齒輪標準的情況下計算出的極限齒數，齒數小于17的齒輪在使用范成法正常加工時就會出現“根切現象”，這時便要調整加工方法，如變位，如圖為變位加工的2模8齒齒輪（小根切）。
當然這里描述的內容很多內容是不全面的，機械中還有很多更有意思的零件，在工程中制造這些零件面臨的問題也更多，有興趣的金粉不妨多關注關注。
結論：17個齒來自于加工方式，也取決于加工方式，如果更換或者改進齒輪的加工方式如成形法、變位加工（這里特指直齒圓柱齒輪），就不會出現根切現象，也就沒有17個齒的極限數量問題。
另外從這個問題及其答案可以看出機械學科的一個特點——理論與實踐高度結合。
機械液壓論壇觀點：首先，齒輪少于17個齒就不能轉的說法是不正確的，下面我們簡單介紹一下17個齒這個數字是怎么來的。
展開 齒輪變位是怎么回事？為要什么變位？
變位齒輪是相對于標準齒輪而言的，標準齒輪的m（模數）、α（壓力角）、ha*（齒頂高系數）、c* （頂隙系數）均為標準值，并且分度圓上齒厚等于齒槽寬。
為什么會有變位齒輪呢？ 從齒輪的加工原理來說可能比較好理解一些，范成法是齒輪加工中比較常用的加工方法，它利用一對齒輪嚙合時兩輪的齒廓互為包絡線的原理加工齒輪的，加工時刀具與齒坯的運動就像一對互相嚙合的齒輪，最后刀具將齒坯切出漸開線齒廓。
當齒輪的齒數過少時，就無法加工出完整的漸開線了，齒廓根部有部分凹陷，一般稱為根切，發生根切的齒輪根部強度降低，齒輪的承載能力就會明顯減小。
那么有沒有不降低齒根強度，又不增加輪齒齒數的方法呢？ 答案是：有，那就是輪齒變位。
正常情況下加工標準齒輪時，刀具的中線與要加工齒輪的分度線是重合的，當刀具的中線由切制標準齒輪的位置沿齒坯的徑向方向遠離齒輪中心時，根切現象就會減輕或消除。刀具的中線由切制標準齒輪的位置沿齒坯的徑向方向移動的距離稱為徑向變位量，變位量與模數的比值稱為變位系數。
當刀具的中線由切制標準齒輪的位置沿齒坯的徑向方向遠離齒輪中心時為正變位，靠近時為負變位。
下圖為齒數為9的齒輪的加工過程，當變位量為0時，根切比較嚴重；當變位量為0.6是，根切明顯減輕；變位量為1時，幾乎沒有根切現象，齒根強度比較高。
需要提醒的是，當正變位量比較大時，齒頂寬可能出現負值，齒頂圓直徑需要修正，保證齒頂有一定的寬度，嚙合重合度也會降低。
設定兩個互相嚙合的兩個齒輪的變位系數分別為x1和x2
展開 液壓機動力原件選用齒輪泵在沖壓加工中的優缺點
五金加工廠加工五金配件離不開各種沖壓加工設備即壓力機，而液壓壓力機就是其中常用的一種。
液壓泵是液壓機的傳動系統動力原件，是能量轉換裝置，能將原動機提供的機械能轉換為液壓能，是液壓系統中的液壓能源，是組成液壓系統的心臟，用它向液壓系統輸送足夠的壓力油，從而推動執行元件對外做功。
齒輪泵是液壓泵的一種結構形式，一般用于工作環境不清潔的工程機械和精度不高的一般機床，以及壓力不太高而流量較大的液壓系統。在常年的實際生產中，沖壓件加工廠家總結出了齒輪泵在沖壓加工的優缺點，今天就由汽車沖壓件廠家—滄州惠豐汽車配件為你介紹下。
1）齒輪泵的優點
A結構簡單，工藝性較好，成本低；
B與同樣流量的其他各類泵相比，結構緊湊，體積小；
C自吸性能好。無論在高、低轉速甚至在手動情況下都能有可靠地實現自吸；
D轉速范圍大。因泵的傳動部分以及齒輪基本上都是平衡的，在高速轉速下不會產生較大的慣性力；
E油液中污物對其工作影響不嚴重不易咬死。
2）齒輪泵的缺點
A工作壓力較低，齒輪泵的齒輪，軸及軸承上受的壓力不平衡，徑向負載大，限制了壓力的提高。
B容積效率較低，這是由于齒輪泵的端面泄漏大。
C流量脈動大，引起壓力脈動大，使管道、閥門等產生振動，噪聲大。
本文來源：滄州惠豐汽車配件有限公司
公司網址：http://www.jlhengjie.com/
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五金配件沖壓加工時液壓機齒輪泵常見故障及產生原因
五金加工廠使用液壓壓力機加工五金沖壓件時，液壓機的液壓系統中的齒輪泵經常會發生一些生產故障，有經驗的設備維修人員會根據出現的這些故障現象來判斷齒輪泵發生故障的部位，及時給予解決排除。下面介紹下齒輪泵在沖壓加工中常見的一些故障。
一.不打油或輸油量不足及壓力提不高，其產生原因是：
1）電動機的轉向錯誤；2）吸入管道或濾油器堵塞；3）軸向間隙或徑向間隙過大；4）各連接處泄漏而引起空氣混入；5）油液粘度太大或油液溫升太高。
二：噪聲嚴重及壓力波動厲害，產生原因是：
1）吸油管及濾油器部分堵塞或入口濾油器容量小；2）從吸入管或軸密封處吸入空氣，或者油中有氣泡；3）泵與連軸器不同心或探傷；4）齒輪本身的精度不高；5）CB泵型齒輪油泵骨架式油封損壞或裝軸時骨架油封內彈簧脫落。
三：液壓泵旋轉不靈活或咬死，其產生原因是：
1） 軸向間隙及徑向間隙過小；2）裝配不良，CB型蓋板，與軸的同心度不好，長軸的彈簧固緊腳太長，滾針套質量太差；3）泵和電動機的連軸器同軸度不好；4）油液中雜質被吸入泵體內。
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展開 齒輪的表面完整性與抗疲勞制造技術的發展趨勢
齒輪的服役性能主要包括長壽命和低噪音等指標，因此在設計時需要綜合這兩個方面的需求來選擇適宜的表面完整性制造加工工藝。從提高齒輪的彎曲疲勞壽命和接觸疲勞壽命來講，采用無損傷的機械加工工藝，表面滲碳、滲氮、碳氮共滲等化學熱處理來提高表面層的硬度和強度，噴丸或激光沖擊強化等表面強化工藝來引入殘余壓應力，最后為了減小表面粗糙度形成的應力集中影響，對齒輪齒根和齒面進行精細的拋光或磨削。從降低齒輪嚙合時的噪音而言，對于表面的粗糙度和紋理度要求都很高。必須嚴格控制嚙合面的齒形尺寸和加工精度，并保證完好的裝配和潤滑。這樣，齒輪的表面完整性加工設計要求見圖3。
圖3 齒輪的使用性能與技術要求
2 齒輪表面完整性制造技術的現狀
2.1齒輪的機械加工及表面完整性控制
為了提高齒輪加工的生產效率和確保齒輪的表面完整性，通常將齒輪的機械加工分為粗加工和精加工，常見的齒輪加工方式見圖4。粗加工時的進給量較大，生產效率較高，主要是完成制出成形加工前所需的大致輪廓，其對表面完整性的要求不高，主要是要控制在成形加工最終尺寸要求內的表面層不引入組織缺陷和過大的殘余拉應力，所采用的措施是磨輪高速快磨和高速的冷卻與潤滑; 但在精加工時進給量和磨削速度都很小，就是典型的“磨洋工”才能出細活，而且要確保表層的殘余應力處于很小數值或殘余壓應力狀態。無論是粗加工還是精加工當接觸面較大和冷卻潤滑條件不好時，表面都極易產生燒傷，這對齒輪的承載和使用壽命將產生不利影響，尤其是關鍵的重載齒輪表面不允許存在燒傷缺陷，因此對于機械加工過程中表面完整性的在線檢測與監測顯得非常重要和必要。
展開 變速箱 S 形齒廓傳動齒輪對整車 NVH 性能的影響
經過實際加工制造驗證，在滿足齒輪各項參數要求的前提下，綜合考慮加工工藝、改進成本、改進效果等多方面因素，最終確定通過嚴格控制齒輪加工珩磨輪壽命消除齒廓的 S 形波動，改善變速箱及整車的 NVH 性能，提高變速箱產品的市場競爭力。
0
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結語
通過變速箱 EOL 振動測試和整車 NVH 測試，研究變速箱 S 形齒廓齒輪對整車 NVH 性能的影響。結果表明，S 形齒廓齒輪使得變速箱 EOL 臺架振動能量變大，在 48 階次的振動加速度級增加 31 dB，增幅最大；NHV 測試發動機艙及車內駕駛艙的聲壓級分別增加 12、7 dB，變速箱及整車的 NVH 性能較差。綜合考慮加工工藝、改進成本、改進效果等多方面因素，最終確定嚴格控制齒輪加工珩磨輪壽命消除齒廓的 S 形波動。
參考文獻略.
展開 一文搞懂汽車變速器中那些零件的加工工藝!
第一部分：齒輪、軸類零件
1. 齒輪加工工藝流程
根據不同結構要求，齒輪零件加工主要工藝流程采用的是鍛造制坯→正火→精車加工→插齒→倒尖角→滾齒→剃齒→（焊接）→熱處理→磨加工→對嚙修整。
熱后齒部一般不再加工，除了主減從齒或顧客要求磨齒的零件。
2. 軸類工藝流程
輸入軸：鍛造制坯→正火→精車加工→搓齒→鉆孔→插齒→倒尖角→滾齒→剃齒→熱處理→磨加工→對嚙修整。
輸出軸：鍛造制坯→正火→精車加工→搓齒滾齒→剃齒→熱處理→磨加工→對嚙修整。
3. 具體工藝流程
（1）鍛造制坯
熱模鍛是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。以前較廣泛采用的是熱鍛和冷擠壓的毛坯，近年來，楔橫軋技術在軸類加工上得到了大量推廣。這項技術特別適合為比較復雜的階梯軸類制坯，它不僅精度較高、后序加工余量小而且生產效率高。
（2）正火
這一工藝的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為最終熱處理做組織準備，以有效地減少熱處理變形。一般的正火由于受人員、設備和環境的影響比較大，使得工件冷卻速度和冷卻的均勻性難以控制，造成硬度散差大，金相組織不均勻，直接影響機加工和最終熱處理。
（3）精車加工
為了滿足高精度齒輪加工的定位要求.齒坯的精車加工全部采用數控車床。齒輪先進行內孔和定位端面的加工，然后另一端面及外徑加工同步完成。既保證了內孔與定位端面的垂直度要求，又保證了大批量齒坯生產的尺寸離散小。從而提高了齒坯精度，確保了后序齒輪的加工質量。
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