确定齿轮类零件毛坯类型及制造方法

教学目标

＊掌握齿轮类零件毛坯的类型及其制造方法的选择。

＊掌握齿轮类零件毛坯的机械加工余量的估算方法。

＊掌握齿轮类零件的毛坯简图的绘制方法。

任务引入

通过选择齿轮毛坯的类型及其制造方法，估算齿轮毛坯的机械加工余量、绘制齿轮的毛坯简图，学习齿轮零件毛坯的类型及其制造方法的选择，以及齿轮零件毛坯的机械加工余量的估算方法、毛坯简图的绘制方法。

相关知识

齿形加工之前的齿轮加工称为齿坯加工，齿坯的内孔（或轴颈）、端面或外圆经常是齿轮加工、测量和装配的基准，齿坯的精度对齿轮的加工精度有着重要的影响。因此，齿坯加工在整个齿轮加工中占有重要的地位。

齿轮的毛坯形式主要有棒料、锻件和铸件。棒料用于小尺寸、结构简单且对强度要求不太高的齿轮。当齿轮强度要求高，并要求耐磨损、耐冲击时，多用锻件毛坯。当齿轮的直径大于φ400 时，常用铸造齿坯。为了减少机械加工量，对大尺寸、低精度的齿轮，可以直接铸出轮齿；对于小尺寸、形状复杂的齿轮，可以采用精密铸造、压力铸造、精密锻造、粉末冶金、热轧和冷挤等新工艺制造出具有轮齿的齿坯，以提高劳动生产率，节约原材料。

齿坯加工中，主要要求保证的是基准孔（或轴颈）的尺寸精度和形状精度及基准端面相对于基准孔（或轴颈）的位置精度。不同精度的孔（或轴颈）的齿坯公差及表面粗糙度等要求分别列于表5-42、表5-43 和表5-44 中。

表5-42　齿坯公差

注：① 当三个公差组的精度等级不同时，按最高精度等级确定公差值。
② 当顶圆不作为测量齿厚基准时，尺寸公差按IT11 给定，但应小于0.1mm。

表5-43　齿轮基准面径向和端面圆跳动公差(μm)及分度圆直径(mm)精度等级

表5-44　齿坯基准面的表面粗糙度Ra（μm）

齿坯加工方案的选择主要与齿轮的轮体结构、技术要求和生产批量等因素有关。对轴、套筒类齿轮的齿坯，其加工工艺与一般轴、套筒零件的加工工艺相同。下面主要对盘齿轮的齿坯加工方案进行介绍。

1．中、小批生产的齿坯加工

中小批生产尽量采用通用机床加工。对于圆柱孔齿坯，可采用粗车—精车的加工方案：(https://www.xing528.com)

1）在卧式车床上粗车齿轮各部分。

2）在一次安装中精车内孔和基准端面，以保证基准端面对内孔的跳动要求。

3）以内孔在心轴上定位，精车外圆、端面及其他部分。对于花键孔齿坯，采用粗车—拉—精车的加工方案。

2．大批量生产的齿坯加工

大批量生产中，无论花键孔还是圆柱孔，均采用高生产率的机床（如拉床、多轴自动或多刀半自动车床等），其加工方案如下：

1）以外圆定位加工端面和孔（留拉削余量）。

2）以端面支承拉孔。

3）以孔在心轴上定位，在多刀半自动车床上粗车外圆、端面和切槽。

4）不卸下心轴，在另一台车床上继续精车外圆、端面、切槽和倒角。

任务实施

1．确定齿轮毛坯的类型及其制造方法

（1）选择毛坯的类型 由附表3 可知，合金钢材料的零件一般情况下采用锻造的毛坯，根据齿轮制造材料40Cr可以确定毛坯类型为锻造。

（2）选择毛坯制造方法

根据齿轮的材料，查附表2 可得出，齿轮的毛坯采用模锻的方法。

2．估算齿轮毛坯的机械加工余量

根据齿轮加工面的公称尺寸（按最大尺寸φ88），查附表11 得单边加工余量为5mm。

3．绘制齿轮毛坯简图

双联齿轮毛坯简图的绘制方法和步骤如表5-45 所示。

表5-45　双联齿轮毛坯简图的绘制方法和步骤