CN109571022A - 一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺，包括以下步骤：锻造制坯、等温正火、确定粗基准、确定精基准、滚齿、热处理以及磨削加工。本发明基于齿轮加工工艺进行优化，采用多次端面外圆车制的方式确定精基准，减小后续因基准定位不准造成的加工误差，提高齿轮轴精度。

Description

一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺

技术领域

本发明涉及减速机相关技术领域，具体是一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺。

背景技术

在减速机中，行星减速机以其体积小，传动效率高，减速范围广，精度高等诸多有点，而被广泛应用于伺服、步进、直流等传动***中。其作用就是在保证精密传动的前提下，主要被用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。

行星减速机齿轮轴通常是小齿轮结构齿数较少，且一般用在高速级，扭矩较低。现有行星减速机齿轮轴加工未有针对上述特点进行优化，而是采用与大齿轮相同的加工工艺，存在工艺不合理的问题，导致齿轮轴刚度以及耐磨性等不佳，寿命较短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺，包括以下步骤：

步骤1.锻造制坯：采用热模锻锻造坯材，再将浇筑冷却至250℃时开箱清砂，并同时温切割浇冒口、对局部气孔、裂纹清彻干净后进行带温补焊，然后进炉作退火处理；

步骤2.正火：采用等温正火工艺，将上述加工后的材料坯加热奥氏体化后进行保温，保温完成后将材料坯冷至550-600℃，等温保持，然后空冷；

步骤3.确定定位基准：

3.1确定粗基准：以齿轮轴的左端面为粗基准，对右端面进行粗加工，留出后续半精加工的余量；

3.2.确定精基准：对于齿轮轴端面采用车削加工工艺进行加工，具体方法为：左右两端面内圆进行精加工，随后粗车两端面次内圆，再精车两端次内圆，减小直径，精车右端次外圆，再减小直径，粗车右端外圆，精车右端外圆；

步骤4.滚齿：将精车后的的材料坯件送上卧式滚齿机，先采用指形铣刀开坯，铣至齿厚单边留5mm余量后，再采用滚刀加工成型；

步骤5.热处理：将材料坯放入渗碳剂中并加入稀土剂，加热至900-950℃，保持一定时间，随后进行淬火及回火；

步骤7.磨削加工：对经过热处理的齿轮轴内孔、端面、轴的外径进行磨削精加工。

步骤1中热模锻材料选用为45号钢。

作为本发明进一步的方案：所述稀土剂为稀土化合物按3～10‰比例溶入甲醇和甲酰胺混合溶液中制成。

作为本发明进一步的方案：所述甲醇和甲酰胺的混合比例为2：1。

作为本发明进一步的方案：还包括在粗基准确定后的调质处理和失效处理步骤，所述调质处理的方法为：若使用大型加热炉，材料坯不拆卸锁合螺栓，在沿锁合口方向和垂直方向分别点焊120号槽钢拉筋，并将焊筋端面朝上，整体平置于调质炉内加热；若使用大型加热炉，将两半齿坯拆开，每半沿锁合口和垂直方向必须点焊牢固120号槽钢，作防变形拉筋，同样将焊筋端面朝上，依次平置于炉内进行调质处理，出炉仍保持水平放置状态；

失效处理的方法为：将经调质后的粗车材料坯置于露天60-180d进行自然失效处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于齿轮加工工艺进行优化，采用多次端面外圆车制的方式确定精基准，减小后续因基准定位不准造成的加工误差，提高齿轮轴精度。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺，包括以下步骤：

1.锻造制坯：

采用热模锻锻造出长233m、直径65mm的坯材，材料选用为45号钢，再将浇筑冷却至250℃时开箱清砂，并借此温切割浇冒口、对局部气孔、裂纹清彻干净后进行带温补焊，然后进炉作退火处理；

2.正火：

采用等温正火工艺，将上述加工后的材料坯加热奥氏体化后进行保温，保温完成后将材料坯冷至550-600℃，等温保持，使过冷奥氏体在此温度范围内转变完毕，得到较细的珠光体组织，然后空冷，以获得较好的加工性能和力学性能的热处理工艺；

3.确定定位基准：

3.1确定粗基准：以齿轮轴的左端面为粗基准，对右端面及内圆40mm直径进行粗加工，并保总长231mm，留出后续半精加工的余量，通常粗基准只在头道工序中使用一次，因此选用左端面为粗基准，可避免基准面重复使用，减小后续加工误差；

3.2.确定精基准：对于齿轮轴端面，因对其精度要求不高，可采用车削加工工艺进行加工，对于两端面，对左右两端面内圆进行精加工，随后粗车两端面次内圆，直径37mm，再精车两端次内圆至直径35mm，再精车右端次外圆至33mm，精车右端次外圆至30mm，粗车右端外圆至25mm，精车右端外圆至20mm；

4.滚齿：将精车后的的材料坯件送上卧式滚齿机，先采用指形铣刀开坯，铣至齿厚单边留5mm余量后，再采用滚刀加工成型；

5.热处理：

将材料坯放入渗碳剂中并加入稀土剂，稀土剂为稀土化合物按3～10‰比例溶入甲醇和甲酰胺混合溶液中(比例2：1)而制成，加热至900-950℃，保持一定时间，随后进行淬火及回火，经过渗碳淬火后试件的表面硬度可达HRC58～62,心部硬度HRC30～45，耐磨性和疲劳抗力较强；加入稀土剂，具有渗速快，温度低、有效硬化层深、齿轮变形小等特点，并改善了渗层组织和力学性能，提高了产品质量和合格率；

7.磨削加工：

对经过热处理的齿轮轴内孔、端面、轴的外径进行磨削精加工，进一步提高尺寸精度和减小形位公差。

实施例二，在实施例一粗基准确定并加工好后，还进行调质和失效处理，包括调质处理和失效处理，调质处理的方法为：对有大型加热炉的车间，材料坯不拆卸锁合螺栓，且为了防止加热变形，在沿锁合口方向和垂直方向分别点焊120号槽钢拉筋，并将焊筋端面朝上，整体平置于调质炉内加热；对没有大型加热炉的车间，可将两半齿坯拆开，每半沿锁合口和垂直方向必须点焊牢固120号槽钢，作防变形拉筋，同样将焊筋端面朝上，依次平置于炉内进行调质处理，出炉仍保持水平放置状态。

经调质后的粗车材料坯置于露天60-180d进行自然失效处理，可完全消除内在残留应力，防止精加工后和使用中由于潜在内应力的作用而致使齿轮发生变形，从而影响齿轮的正常传动使用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1.锻造制坯：采用热模锻锻造坯材，再将浇筑冷却至250℃时开箱清砂，并同时温切割浇冒口、对局部气孔、裂纹清彻干净后进行带温补焊，然后进炉作退火处理；

步骤2.正火：采用等温正火工艺，将上述加工后的材料坯加热奥氏体化后进行保温，保温完成后将材料坯冷至550-600℃，等温保持，然后空冷；

步骤3.确定定位基准：

3.1确定粗基准：以齿轮轴的左端面为粗基准，对右端面进行粗加工，留出后续半精加工的余量；

3.2.确定精基准：对于齿轮轴端面采用车削加工工艺进行加工，具体方法为：左右两端面内圆进行精加工，随后粗车两端面次内圆，再精车两端次内圆，减小直径，精车右端次外圆，再减小直径，粗车右端外圆，精车右端外圆；

步骤4.滚齿：将精车后的的材料坯件送上卧式滚齿机，先采用指形铣刀开坯，铣至齿厚单边留5mm余量后，再采用滚刀加工成型；

步骤5.热处理：将材料坯放入渗碳剂中并加入稀土剂，加热至900-950℃，保持一定时间，随后进行淬火及回火；

步骤7.磨削加工：对经过热处理的齿轮轴内孔、端面、轴的外径进行磨削精加工。

2.根据权利要求1所述的一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺，其特征在于：步骤1中热模锻材料选用为45号钢。

3.根据权利要求1所述的一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺，其特征在于：所述稀土剂为稀土化合物按3～10‰比例溶入甲醇和甲酰胺混合溶液中制成。

4.根据权利要求3所述的一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺，其特征在于：所述甲醇和甲酰胺的混合比例为2：1。

5.根据权利要求1所述的一种精密三联行星减速机齿轮轴的加工工艺，其特征在于：还包括在粗基准确定后的调质处理和失效处理步骤，所述调质处理的方法为：若使用大型加热炉，则材料坯不拆卸锁合螺栓，在沿锁合口方向和垂直方向分别点焊120号槽钢拉筋，并将焊筋端面朝上，整体平置于调质炉内加热；若不使用大型加热炉，将两半齿坯拆开，每半沿锁合口和垂直方向必须点焊牢固120号槽钢，作防变形拉筋，同样将焊筋端面朝上，依次平置于炉内进行调质处理，出炉仍保持水平放置状态；

失效处理的方法为：将经调质后的粗车材料坯置于露天60-180d进行自然失效处理。