本發(fā)明屬于機(jī)械加工，涉及一種整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法。

背景技術(shù)：

1、在通常的齒輪傳動(dòng)裝置中，雙聯(lián)齒輪的兩排齒之間沒有嚴(yán)格的相位角要求，加工制造精度容易滿足設(shè)計(jì)要求，因此被廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、汽車傳動(dòng)系統(tǒng)和其它工業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域。具有傳動(dòng)效率高、變速比大和輸出扭矩高的顯著特點(diǎn)。而在行星排傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，行星齒輪的材料一般選擇低碳合金鋼，如20cr、20cr2ni4a等，齒輪表面滲碳淬火處理。常見的行星齒輪是單排齒行星齒輪，因其工藝簡(jiǎn)單、加工精度容易保證而被廣泛應(yīng)用。而雙聯(lián)行星齒輪采用雙層齒輪參與傳遞動(dòng)力，兩排齒之間的相位角要求嚴(yán)格，大齒輪基本選擇滾齒、磨齒工藝，因?yàn)樾↓X輪與大齒輪間距小，無法采用滾、磨齒方案，一般會(huì)選擇插齒加工。相位角要求通常采用劃線找正的方法保證。

2、整體式雙聯(lián)行星齒輪制齒工藝性差，由于劃線找正加工誤差大，雙聯(lián)行星齒輪的大齒輪和小齒輪之間的相位角難以精確控制，通常兩排齒之間相位角誤差較大，對(duì)齒輪承載能力和振動(dòng)噪音有較大影響，因此，雙聯(lián)齒行星齒輪在行星排傳動(dòng)中應(yīng)用受限，通常應(yīng)用在負(fù)荷小，對(duì)噪音要求不高的場(chǎng)合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)發(fā)明目的

2、本發(fā)明的目的是：提供雙聯(lián)直齒行星齒輪完整的機(jī)械加工方案，克服雙聯(lián)齒相位角精度不易保證的困難。

3、(二)技術(shù)方案

4、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，包括以下步驟：

5、第一步，毛坯準(zhǔn)備：將棒料毛坯按設(shè)定的鍛造比鍛造成齒輪毛坯，各加工表面留適當(dāng)?shù)募庸び嗔?；毛坯?jīng)過正火、高溫回火處理，改善切削加工性能。

6、第二步，粗車零件外形：在粗車設(shè)備上，配置自動(dòng)定心卡盤，使用硬卡爪裝夾零件外圓，粗車零件外形，空刀刀槽等結(jié)構(gòu)不加工，并給精車工序留適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊?/p>

7、第三步，精車零件外形：在精車設(shè)備上，配置自動(dòng)定心卡盤，用軟卡爪裝夾零件外圓，精車零件外形。除內(nèi)孔和兩外端面外，其余表面原則上加工到圖紙要求的狀態(tài)，內(nèi)孔精度加嚴(yán)控制，作為制齒工序的定位基準(zhǔn)。

8、其中內(nèi)孔和端面磨削余量的確定要根據(jù)后續(xù)滲碳淬火的變形程度和磨削工序的定位誤差等因素綜合確定。

9、精車工序軟卡爪的工作表面與工件被夾持表面應(yīng)最大程度地貼合，且跳動(dòng)誤差不大于0.05。

10、第四步，粗插小齒：在插齒機(jī)上，以內(nèi)孔和端面定位，粗插小齒輪，齒面留精加工余量。

11、其中齒面精加工余量的確定要根據(jù)粗插齒加工精度、滲碳淬火的變形程度和磨齒工序的定位誤差等因素綜合確定，通常0.20～0.50mm。

12、插齒刀一般選擇精度不低b級(jí)的留磨插齒刀。

13、插齒刀桿的徑向和端面定位誤差不大于0.01。

14、第五步，滾大齒：在滾齒機(jī)上，以內(nèi)孔和端面定位，以小齒限位，粗滾大齒輪，齒面留磨量。

15、其中齒面磨削余量的確定要根據(jù)粗滾齒加工精度、滲碳淬火的變形程度、磨齒工序的定位誤差以及粗加工兩排之間的相位誤差等因素綜合確定,通常0.20～0.50mm。

16、滾齒刀一般選擇精度不低b級(jí)的留磨滾齒刀。

17、滾齒刀桿的徑向和端面定位誤差不大于0.01。

18、第六步，滲碳淬火：在滲碳淬火設(shè)備上，工件整體滲碳淬火處理，并進(jìn)行低溫回火處理，表面淬火硬度hrc≥60。

19、第七步，磨端面：在平面磨床上，磨工件的兩外端面到成品狀態(tài)，兩端面互為基準(zhǔn)，控制平行度要求。

20、第八步，磨內(nèi)孔：在內(nèi)圓磨床上，以已磨平面和齒輪為基準(zhǔn)，磨削加工內(nèi)孔，保證尺寸精度、表面粗糙度、圓度誤差和端面的跳動(dòng)要求。

21、第九步，精插小齒：在硬齒面插機(jī)上，用高精度無間隙定位夾具裝夾零件，用硬質(zhì)合金插齒刀精插小齒輪，滿足設(shè)計(jì)要求，精度可達(dá)6級(jí)。特別是插齒刀齒頂不參與切削。

22、其中，高精度無間隙定位夾具的定位精度0.005mm。插齒刀材料采用細(xì)晶粒硬質(zhì)合金并且表面硬涂層，精度等級(jí)aa級(jí)，刀具前角0～-5°，側(cè)刃后角2～6°。插齒刀桿要有足夠的剛性。

23、插齒前找正夾具定位表面誤差不大于0.005mm，找正刀桿擺差不大于0.005mm，檢驗(yàn)刀具前刀面擺差不大于0.012mm，刀具外圓擺差不大于0.008mm。

24、根據(jù)插齒余量，插齒過程分粗精插兩次或多次走刀，逐刀減小加工余量和加工誤差。其中精插齒走刀參數(shù)一般取切削速度v＝15～30m/min,圓周進(jìn)給量fc＝0.15～0.25mm/dst，徑向進(jìn)給量fr＝0.1～0.15mm，最后進(jìn)行光刀走刀。

25、第十步，精磨大齒：在成型磨齒機(jī)上，用高精度無間隙定位心軸裝夾零件，磨削大齒輪，精度可達(dá)4級(jí)以上。

26、其中，高精度無間隙定位心軸的定位精度0.005mm。砂輪的粒度號(hào)60-80、中軟硬度。

27、磨齒前，檢查心軸跳動(dòng)誤差不大于0.005mm，用滾棒調(diào)平小齒輪，誤差不大于0.005mm，確定小齒輪的周向位置，其中滾棒的尺寸測(cè)量差不大于0.003mm。

28、開始精磨大齒，首先試磨大齒輪，用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或其它檢測(cè)儀器測(cè)量?jī)膳琵X之間的相對(duì)相位角誤差，并修正砂輪中心平面的準(zhǔn)確位置；接下來，精磨多次走刀，逐次減小磨削余量和加工誤差。其中精磨齒的磨削用量一般選擇為磨削速度v＝25～35m/s,磨削深度dp＝0.02～0.035mm,縱向進(jìn)給量f＝5～11m/min。

29、(三)有益效果

30、上述技術(shù)方案所提供的整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，具有以下有益效果：

31、(1)精加工過程中，小齒輪周向位置的確定方法簡(jiǎn)單易行，精度高，是保證兩排齒之間相位關(guān)系的重要措施；

32、(2)大齒輪的精加工方法選擇成型磨削的方法，便于提高相位角精度；

33、(3)兩排齒的相位角精度是通過試加工-檢測(cè)實(shí)際偏移量-修正砂輪中心平面方式來來滿足相位角精度要求，調(diào)整后適應(yīng)批量加工；

34、(4)本發(fā)明方法可實(shí)施性強(qiáng)，滿足高精度、高硬度雙聯(lián)行星齒輪的加工要求；

35、(5)雙聯(lián)齒能滿足較高的相位角精度，可有效的提高行星齒輪的承載能力，降低傳動(dòng)噪音。

36、(6)本發(fā)明方法所涉及的加工設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備都是通用設(shè)備，加工條件容易滿足。

技術(shù)特征：

1.一種整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其特征在于，第一步中，將棒料毛坯按設(shè)定的鍛造比鍛造成齒輪毛坯，各加工表面留加工余量；毛坯經(jīng)過正火、高溫回火處理。

3.如權(quán)利要求2所述的整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其特征在于，第二步中，粗車零件外形的過程為：在粗車設(shè)備上，配置自動(dòng)定心卡盤，使用硬卡爪裝夾零件外圓，粗車零件外形，并給精車工序留加工余量。

4.如權(quán)利要求3所述的整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其特征在于，第三步中，精車零件外形的過程為：在精車設(shè)備上，配置自動(dòng)定心卡盤，用軟卡爪裝夾零件外圓，精車零件外形；除內(nèi)孔和兩外端面外，其余表面加工到圖紙要求的狀態(tài)；

5.如權(quán)利要求4所述的整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其特征在于，第四步中，粗插小齒的過程為：在插齒機(jī)上，以內(nèi)孔和端面定位，粗插小齒輪，齒面留精加工余量；

6.如權(quán)利要求5所述的整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其特征在于，第五步中，滾大齒的過程為：在滾齒機(jī)上，以內(nèi)孔和端面定位，以小齒限位，粗滾大齒輪，齒面留磨量；

7.如權(quán)利要求6所述的整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其特征在于，第六步中，滲碳淬火的過程為：在滲碳淬火設(shè)備上，工件整體滲碳淬火處理，并進(jìn)行低溫回火處理，表面淬火硬度hrc≥60。

8.如權(quán)利要求7所述的整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其特征在于，第七步中，磨端面的過程為：在平面磨床上，磨工件的兩外端面到成品狀態(tài)，兩端面互為基準(zhǔn)，控制平行度滿足要求；

9.如權(quán)利要求8所述的整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其特征在于，第九步中，精插小齒的過程為：在硬齒面插機(jī)上，用無間隙定位夾具裝夾零件，用硬質(zhì)合金插齒刀精插小齒輪；

10.如權(quán)利要求9所述的整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其特征在于，第十步中，精磨大齒的過程為：在成型磨齒機(jī)上，用無間隙定位心軸裝夾零件，磨削大齒輪；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種整體式高精度雙聯(lián)直齒行星齒輪的機(jī)械加工方法，其包括以下步驟：第一步，毛坯準(zhǔn)備；第二步，粗車零件外形；第三步，精車零件外形；第四步，粗插小齒；第五步，滾大齒；第六步，滲碳淬火；第七步，磨端面；第八步，磨內(nèi)孔；第九步，精插小齒；第十步，精磨大齒。本發(fā)明精加工過程中，小齒輪周向位置的確定方法簡(jiǎn)單易行，精度高，是保證兩排齒之間相位關(guān)系的重要措施；大齒輪的精加工方法選擇成型磨削的方法，便于提高相位角精度；兩排齒的相位角精度是通過試加工?檢測(cè)實(shí)際偏移量?修正砂輪中心平面方式來來滿足相位角精度要求，調(diào)整后適應(yīng)批量加工。

技術(shù)研發(fā)人員：楊俊峰,李昕儒,孟慶力,王國(guó)棟,譚菲,劉國(guó)強(qiáng),郭焱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15