CN103056628B - 一种曲轴正时齿轮制备方法 - Google Patents

一种曲轴正时齿轮制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种曲轴正时齿轮制备方法,包括以下步骤:1)选择材质为20CrMnTi的锻件,将锻件放入正火炉中,控制温度900℃‑930℃,加热时间3h;2)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀;3)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀,进行精车齿轮另一大端f至40+0.05 0mm、小端g至19.7+0.03 0mm、外径h至φ175.6 0‑0.02 mm、槽j、内孔e至φ24.8+0.02 0mm。本发明在啮合过程中无轴向分力,重叠系数大,使用性能好,噪音小,承载能力强,传动平稳、效率高,抗弯强度大。

Description

一种曲轴正时齿轮制备方法
技术领域
本发明涉及齿轮的机械加工工艺,具体属于一种曲轴正时齿轮制备方法。
背景技术
较早的柴油机曲轴小头和曲轴正时齿轮之间的装配要求是过渡配合,依靠曲轴小头上的键槽和曲轴正时齿轮上的键槽通过键来传递力矩。但是,这种结构存在一些缺陷,即在本来就相对较小的曲轴小头上加工一个键槽,难免对曲轴小头强度造成严重破坏,以至于出现曲轴小头断裂等现象。曲轴正齿轮出现断裂现象主要是由于制造过程中存在缺陷,影响了正齿轮整体强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种曲轴正时齿轮制备方法,在啮合过程中无轴向分力,重叠系数大,使用性能好,噪音小,承载能力强,传动平稳、效率高,抗弯强度大。
本发明的技术方案如下:
一种曲轴正时齿轮制备方法,包括有以下操作步骤:
1)选择材质为20CrMnTi的锻件,将锻件放入正火炉中,控制温度900℃-930℃,加热时间3h;
2)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀,进行精车齿轮的大端a至42±0.2mm、小端b至外径c至槽d、内孔e至
3)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀,进行精车齿轮另一大端f至小端g至外径h至槽j、内孔e至
4)利用滚齿机进行滚齿,滚齿后再进行剃齿处理,剃齿精度达到6级精度;
5)剃齿后的齿轮在加工中心上,钻出四处φ30mm重孔i、六处φ10.5mm通孔j、销孔k;
6)在易普森工业炉中,对齿轮进行碳氮共渗处理,齿轮表面硬度57~63HRC,芯部硬度33~45HRC,渗层0.5~0.8,金相组织达到1-5级;
7)碳氮共渗处理后的齿轮加热至650-760℃,保温5-6小时,炉冷至280-320℃,保温3-5小时,再加热至650-690℃,保温32小时,以40℃/小时冷却至400℃,再以18℃/小时,冷却至120℃;热处理后再销孔k至
8)数控内圆磨床上精磨齿轮的小端g至内孔e至
9)在平面磨床上精磨小端b至
10)(1)、将加工成形的齿轮放入氮化炉内,然后升温至500℃~540℃,其中升温速度80℃~120℃/小时,保证炉内真空度的范围为400-700pa;(2)、然后通入氨气到氮化炉内,保持炉内温度在530℃-540℃,每分钟通入氨气1.6~2L,炉内真空度为460pa左右,时间为5.5h;(3)、然后升温至550℃-560℃,继续按每分钟1.6~2L通入氨气,同时按每分钟1~1.5L通入氮气,按每分钟0.2~0.25L通入稀土溶液,炉内真空度为550pa左右,时间为3~4h;
11)探伤、成品检验、清洗防锈包装、入库。
在易普森工业炉中,对齿轮进行碳氮共渗处理,齿轮表面硬度60HRC,芯部硬度39HRC,渗层0.6,金相组织达到3级。
本发明在啮合过程中无轴向分力,重叠系数大,使用性能好,噪音小,承载能力强,传动平稳、效率高,抗弯强度大。
利用本发明方法制造出的齿轮成品经过实验室检测结果如下,同炉不同位置零件以及同一零件不同位置处理硬度误差≤24HBW,金相组织为在铁素体基体上均匀分布细小的点球状碳化物,齿轮轮齿的抗拉强度≧350Mpa,齿轮传动的重叠系数1.2-1.5,齿轮的精度等级在5-7级,完全满足实际使用要求。
附图说明
图1为本发明的加工工序过程示意图。
具体实施方式
参见附图,一种曲轴正时齿轮制备方法,包括有以下操作步骤:
1)选择材质为20CrMnTi的锻件,将锻件放入正火炉中,控制温度900℃-930℃,加热时间3h;
2)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀,进行精车齿轮的大端a至42±0.2mm、小端外径c至槽d、内孔e至
3)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀,进行精车齿轮另一大端f至小端g至外径h至槽j、内孔e至
4)利用滚齿机进行滚齿,滚齿后再进行剃齿处理,剃齿精度达到6级精度;
5)剃齿后的齿轮在加工中心上,钻出四处φ30mm重孔i、六处φ10.5mm通孔j、销孔k;
6)在易普森工业炉中,对齿轮进行碳氮共渗处理,齿轮表面硬度60HRC,芯部硬度39HRC,渗层0.6,金相组织达到3级;
7)碳氮共渗处理后的齿轮加热至650-760℃,保温5-6小时,炉冷至280-320℃,保温3-5小时,再加热至650-690℃,保温32小时,以40℃/小时冷却至400℃,再以18℃/小时,冷却至120℃;热处理后再销孔k至
8)数控内圆磨床上精磨齿轮的小端g至内孔e至
9)在平面磨床上精磨小端b至
10)(1)、将加工成形的齿轮放入氮化炉内,然后升温至500℃~540℃,其中升温速度80℃~120℃/小时,保证炉内真空度的范围为400-700pa;(2)、然后通入氨气到氮化炉内,保持炉内温度在530℃-540℃,每分钟通入氨气1.6~2L,炉内真空度为460pa左右,时间为5.5h;(3)、然后升温至550℃-560℃,继续按每分钟1.6~2L通入氨气,同时按每分钟1~1.5L通入氮气,按每分钟0.2~0.25L通入稀土溶液,炉内真空度为550pa左右,时间为3~4h;
11)探伤、成品检验、清洗防锈包装、入库。

Claims (2)

1.一种曲轴正时齿轮制备方法,其特征在于,包括有以下操作步骤:
1)选择材质为20CrMnTi的锻件,将锻件放入正火炉中,控制温度900℃-930℃,加热时间3h;
2)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀,进行精车齿轮的大端a至小端b至外径c至槽d、内孔e至
3)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀,进行精车齿轮另一大端f至小端g至外径h至槽j、内孔e至
4)利用滚齿机进行滚齿,滚齿后再进行剃齿处理,剃齿精度达到6级精度;
5)剃齿后的齿轮在加工中心上,钻出四处φ30mm重孔i、六处φ10.5mm通孔j’、销孔k;
6)在易普森工业炉中,对齿轮进行碳氮共渗处理,齿轮表面硬度57~63HRC,芯部硬度33~45HRC,渗层0.5~0.8,金相组织达到1-5级;
7)碳氮共渗处理后的齿轮加热至650-760℃,保温5-6小时,炉冷至280-320℃,保温3-5小时,再加热至650-690℃,保温32小时,以40℃/小时冷却至400℃,再以18℃/小时,冷却至120℃;热处理后再销孔k至
8)数控内圆磨床上精磨齿轮的小端g至内孔e至
9)在平面磨床上精磨小端b至
10)(1)、将加工成形的齿轮放入氮化炉内,然后升温至500℃~540℃,其中升温速度80℃~120℃/小时,保证炉内真空度的范围为400-700pa;(2)、然后通入氨气到氮化炉内,保持炉内温度在530℃-540℃,每分钟通入氨气1.6~2L,炉内真空度为460pa左右,时间为5.5h;(3)、然后升温至550℃-560℃,继续按每分钟1.6~2L通入氨气,同时按每分钟1~1.5L通入氮气,按每分钟0.2~0.25L通入稀土溶液,炉内真空度为550pa左右,时间为3~4h;
11)探伤、成品检验、清洗防锈包装、入库。
2.根据权利要求1所述曲轴正时齿轮制备方法,其特征在于,在易普森工业炉中,对齿轮进行碳氮共渗处理,齿轮表面硬度60HRC,芯部硬度39HRC,渗层0.6,金相组织达到3级。
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