长轴齿轮零件成形加工工艺优化
目前，齿轮的加工仍以为主滚齿和齿轮整形.不同的加工工艺具有不同的特性。在实际加工中，通常根据零件的特性选择最合适的加工工艺;不同加工工艺的选择将影响甚至决定加工的质量和水平。在我国齿轮加工技术现阶段，工艺设计人员仍需要考虑许多问题，不断提出优化的新方法，以提高齿轮加工技术水平。
齿轮零件的齿轮加工一般采用高效率的滚齿工艺;与滚齿工艺相比，虽然整形工艺效率较低，但其精度优于滚齿工艺。此外，齿轮整形可以加工内齿和离轴。齿轮靠近肩膀。例如，对于某个长时间轴齿轮零件，由于轴肩部结构的限制，没有足够的滚齿，因此只能采用整形工艺。然而，由于齿轮整形效率低，工艺优化尤为重要。通过设计自动拧紧夹具并优化切削参数和余量，可以提高齿轮整形的加工效率。
图1为拖拉机零件的动力输出驱动轴，其中A齿模块为5mm，齿数为11，B齿模块为5mm，齿数为13。B齿可以直接滚齿，而当A齿直接滚齿时，B齿会干扰滚刀，只能长时间通过齿轮整形加工。轴类零件的加工一般采用两端的中心孔作为定位参考，但该零件长（478mm），且杆的外圆较细（Φ30mm），因此A齿的齿形加工过程采用外圆D和端面E定位，手动用刻度盘指示器找到A齿部分的外圆C进行加工;C、D外圆和E端面在成牙前有精细的研磨工艺。此外，夹具需要手动拧紧四个压力板来压缩零件。加工效率和夹紧效率极低，劳动强度也高。每班只加工15件，成为这部分加工的瓶颈，严重影响了产能。图2显示了工艺优化前的手动夹紧夹具。通过对零件结构和原有工艺方案的分析，认为这种零件加工的主要问题是加工效率低下。要解决这一问题，可以在以下两个方面找到突破口：一是在加工技术方面：找到高效的加工方法来弥补齿轮整形工艺效率低的缺点;二、夹具：设计了新型的齿轮整形夹具，具有自动拧紧和无间隙定位功能，无需手动单件对准和上压板螺钉，大大提高了夹紧度。
滚齿是目前最有效的加工工艺，但直接滚齿会产生刀具干扰。于是我想到了滚齿和成齿的结合，即滚齿只去掉了大部分的加工余量而没有加工到尺寸，剩下的余量通过齿轮整形加工成尺寸，这样可以避免刀具干扰，也可以达到提高效率的目的。要设计自动拧紧，首先要考虑的是零件结构。由于零件的结构比较长，设计夹具比较困难：零件的长度为478mm，大部分长度必须安装在机床的工作面上，基本达到了机床的加工极限。按照常规设计，夹具制造极其困难，制造精度难以保证，重量也很大，价格会非常昂贵。
通过对零件的理论分析和绘图（见图1），发现A处滚齿的干扰很小。例如，将滚齿的常见正常值降低1mm即可完成滚齿;粗滚齿后，使用整形工艺处理剩余的齿余量，以完成最终的齿形加工。这样，将工艺分为两部分，两种加工方法的加工余量小，可以使用大进给加工，滚齿工艺的效率固有地高，因此加工效率将提高一倍。
在分析了原始工艺后，外圆D和端面E是地面基准，因此新夹具仍然位于外圆D和端面E上。其组装原理图如图2所示。以前加工精度低主要是由于外圆D与夹具之间的间隙定位造成的，手动对准精度不高;新夹具采用弹性夹头固定外圈D，定位无间隙，无需对准牙齿外圆;弹性油缸 夹具通过连接螺母、连杆和拉杆与机床的液压缸连接，零件的自动定位和拧紧过程在机床液压缸的作用下完成。采用四根长拉杆连接机床的弹性夹头和液压缸，既避免了长零件拉杆，又不会导致夹具超重，节省材料，降低夹具成本。上半身配有手动齿形对准量计。第一件调整后，后续的齿对准量规可以保证每个零件的齿槽与刀齿之间的对应关系。由于普通法线的边距为1mm，齿对准方便快捷，也可满足对齿轮整形精度的要求。
在新工艺实施之前，由于整形和夹紧效率低，每个班次只加工15件。采用新工艺后，粗轧工序为每班60件，精插拔工序为每班35件，使加工时间翻了一番。此外，零件的精度也大大提高，齿轮成形夹紧不需要对准，因此取消了齿部分外圈C的热预精加工过程。该零件采用粗滚齿工艺，必须通过实验进行检查和加工，并严格控制普通法线和刀切的尺寸，以避免过度切割对B齿造成干扰;加工。此外，齿轮成型过程应主要注意齿的操作，以避免齿的不准确和齿面不能完全加工。
通过工艺方案的创新优化和齿轮成形夹具的创新设计，在提高加工效率的同时，提高零件的加工质量，减少多余的磨削工艺，实现工艺的整体优化，以及未来特殊零件的加工。提供了新的工艺方案。因此，机械工艺的设计和优化只有突破传统的加工思维才能找到解决方案，并在理论的基础上进行不断的实践验证，才能成为可行、创新的解决方案。
文章来源：齿轮传动
齿轮零件的齿轮加工一般采用高效率的滚齿工艺;与滚齿工艺相比，虽然整形工艺效率较低，但其精度优于滚齿工艺。此外，齿轮整形可以加工内齿和离轴。齿轮靠近肩膀。例如，对于某个长时间轴齿轮零件，由于轴肩部结构的限制，没有足够的滚齿，因此只能采用整形工艺。然而，由于齿轮整形效率低，工艺优化尤为重要。通过设计自动拧紧夹具并优化切削参数和余量，可以提高齿轮整形的加工效率。
1. 工件结构及现状分析
图1为拖拉机零件的动力输出驱动轴，其中A齿模块为5mm，齿数为11，B齿模块为5mm，齿数为13。B齿可以直接滚齿，而当A齿直接滚齿时，B齿会干扰滚刀，只能长时间通过齿轮整形加工。轴类零件的加工一般采用两端的中心孔作为定位参考，但该零件长（478mm），且杆的外圆较细（Φ30mm），因此A齿的齿形加工过程采用外圆D和端面E定位，手动用刻度盘指示器找到A齿部分的外圆C进行加工;C、D外圆和E端面在成牙前有精细的研磨工艺。此外，夹具需要手动拧紧四个压力板来压缩零件。加工效率和夹紧效率极低，劳动强度也高。每班只加工15件，成为这部分加工的瓶颈，严重影响了产能。图2显示了工艺优化前的手动夹紧夹具。通过对零件结构和原有工艺方案的分析，认为这种零件加工的主要问题是加工效率低下。要解决这一问题，可以在以下两个方面找到突破口：一是在加工技术方面：找到高效的加工方法来弥补齿轮整形工艺效率低的缺点;二、夹具：设计了新型的齿轮整形夹具，具有自动拧紧和无间隙定位功能，无需手动单件对准和上压板螺钉，大大提高了夹紧度。
2.效率和齿轮整形精度
滚齿是目前最有效的加工工艺，但直接滚齿会产生刀具干扰。于是我想到了滚齿和成齿的结合，即滚齿只去掉了大部分的加工余量而没有加工到尺寸，剩下的余量通过齿轮整形加工成尺寸，这样可以避免刀具干扰，也可以达到提高效率的目的。要设计自动拧紧，首先要考虑的是零件结构。由于零件的结构比较长，设计夹具比较困难：零件的长度为478mm，大部分长度必须安装在机床的工作面上，基本达到了机床的加工极限。按照常规设计，夹具制造极其困难，制造精度难以保证，重量也很大，价格会非常昂贵。
3. 加工方案优化
通过对零件的理论分析和绘图（见图1），发现A处滚齿的干扰很小。例如，将滚齿的常见正常值降低1mm即可完成滚齿;粗滚齿后，使用整形工艺处理剩余的齿余量，以完成最终的齿形加工。这样，将工艺分为两部分，两种加工方法的加工余量小，可以使用大进给加工，滚齿工艺的效率固有地高，因此加工效率将提高一倍。
4. 自动夹具设计
在分析了原始工艺后，外圆D和端面E是地面基准，因此新夹具仍然位于外圆D和端面E上。其组装原理图如图2所示。以前加工精度低主要是由于外圆D与夹具之间的间隙定位造成的，手动对准精度不高;新夹具采用弹性夹头固定外圈D，定位无间隙，无需对准牙齿外圆;弹性油缸 夹具通过连接螺母、连杆和拉杆与机床的液压缸连接，零件的自动定位和拧紧过程在机床液压缸的作用下完成。采用四根长拉杆连接机床的弹性夹头和液压缸，既避免了长零件拉杆，又不会导致夹具超重，节省材料，降低夹具成本。上半身配有手动齿形对准量计。第一件调整后，后续的齿对准量规可以保证每个零件的齿槽与刀齿之间的对应关系。由于普通法线的边距为1mm，齿对准方便快捷，也可满足对齿轮整形精度的要求。
5. 新工艺方案的效果
在新工艺实施之前，由于整形和夹紧效率低，每个班次只加工15件。采用新工艺后，粗轧工序为每班60件，精插拔工序为每班35件，使加工时间翻了一番。此外，零件的精度也大大提高，齿轮成形夹紧不需要对准，因此取消了齿部分外圈C的热预精加工过程。该零件采用粗滚齿工艺，必须通过实验进行检查和加工，并严格控制普通法线和刀切的尺寸，以避免过度切割对B齿造成干扰;加工。此外，齿轮成型过程应主要注意齿的操作，以避免齿的不准确和齿面不能完全加工。
通过工艺方案的创新优化和齿轮成形夹具的创新设计，在提高加工效率的同时，提高零件的加工质量，减少多余的磨削工艺，实现工艺的整体优化，以及未来特殊零件的加工。提供了新的工艺方案。因此，机械工艺的设计和优化只有突破传统的加工思维才能找到解决方案，并在理论的基础上进行不断的实践验证，才能成为可行、创新的解决方案。
文章来源：齿轮传动
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