一种高速齿轮轴加工工艺的制作方法

1.本发明涉及齿轮轴加工技术领域，特别是一种高速齿轮轴加工工艺。


背景技术：

2.齿轮轴是轴和齿轮合成一个整体的，起着传递运动和动力的作用，齿轮轴是制造、建筑等行业中应用广泛，齿轮轴主要承受交变载荷，冲击载荷，剪切应力和接触应力大。轴部易产生裂纹，齿部易磨损。因此对齿轮轴的心部要求有一定的强度和韧性，有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，表面还应具有一定的硬度和耐磨性。
3.齿轮轴制作时需要对其进行热处理，而目前齿轮轴热处理后，很难保证其内外层渗碳程度的一致性，且加热过程中急速升温、降温容易造成工件表里温差过大而出现变形干裂，从而导致次品量变多，加大了齿轮轴的生产成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的是，针对上述问题，提供一种高速齿轮轴加工工艺，包括以下步骤：
5.s1、取材：选取合适尺寸毛坯，去除氧化皮并对其进行超声波探伤检查，筛除不良品；
6.s2、粗加工：对毛坯表面粗度加工，切除加工表面的大部分加工余量，得到接近需要尺寸的工件；
7.s3、滚齿：利用滚齿机对粗加工后的工件进行滚齿加工，得到滚齿好的工件，再对工件进行检验；
8.s4、第一次钳工：齿廓棱边倒角为2x45
°
，去除工件表面毛刺并清理干净；
9.s5、热处理：对工件进行热处理工艺；
10.s6、喷丸：使工件表层发生塑性形变而形成一定厚度的强化层，工件喷丸后将工件表面的杂质清理干净；
11.s7、精加工：对s6的工件剃齿、珩齿、研齿和磨齿，再对精加工后的工件进行检查，筛除不良品；
12.s8、第二次钳工：去除工件表面毛刺并清理干净，得到成品齿轮轴；
13.s9、终检：查阅磨齿计量数据，利用机器检查成品齿轮轴的外形、尺寸以及综合力学性能。
14.在上述的高速齿轮轴加工工艺中，所述工件材料为20crmnmo。
15.在上述的高速齿轮轴加工工艺中，所述s3滚齿处理中，找正轴颈及齿顶圆跳动≤0.03，公法线长度w7＝140.75
±
0.03，齿面粗糙度为ra6.3。
16.在上述的高速齿轮轴加工工艺中，所述s5包括：
17.s51：对s4中所述的工件进行淬火处理，温度以5-8℃/s的速率加热至790℃-820℃，得到待处理的工件；
18.s52：将a1得到的工件进行油冷处理，以3-5℃/s的速率冷却至 210-230℃，得到预
渗碳处理的工件；
19.s53：确认a2得到的工件表面渗碳程度，再次对工件进行淬火加热，温度以5-8℃/s的速率加热至840℃-860℃，得到渗碳处理后的工件；
20.s54：重新设置加热温度，以3-5℃/s的速率空冷至140℃-170℃，将a3得到的工件进行回火处理，得到处理后的工件；
21.s55：将回火处理后的工件投入冷却设备中油冷，冷却处理的温度为-70℃，直至冷却完成，并经过检测确认工件含碳量、渗碳深度，完成工件的渗碳处理。
22.在上述的高速齿轮轴加工工艺中，所述s7中精加工中的参数如下：
23.a.找正轴颈及齿顶圆跳动≤0.03，校验齿轮节圆跳动≤0.02，检查其余轴段余量；
24.b.切除中心孔料头，两端重打中心孔b6.3 gb145 ra1.6；
25.c.各ra1.6、ra0.4外圆单边留磨量0.2-0.3
㎜
，相应轴肩留靠磨量0.1-0.15
㎜
，退刀槽处r5作抛光处理，ra3.2，甩油环外圆和环槽车至成品并抛光至ra1.6，轴一端外圆单边留磨量0.25-0.3
㎜
，轴另一端外圆单边留磨量0.2-0.25
㎜
；
26.d.各外圆和端面对中心孔轴线跳动≤0.02。
27.在上述的高速齿轮轴加工工艺中，所述s7中采用磁粉探伤检测。
28.在上述的高速齿轮轴加工工艺中，所述s7精加工过程中，在齿轮轴靠近端部的外圆加工出螺纹或在轴端加工出螺纹，用于齿轮安装。
29.由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
30.1.本方案中的一种高速齿轮轴加工工艺，该渗碳工艺主要通过高温加热的方式对待处理工件进行预热，并在后续通过低于回火温度的预处理渗碳方式，对工件内外进行相同程度的渗碳处理，最后通过高温渗碳淬火、低温回火并进行冷却处理的方式来完成工件的渗碳处理，相比传统的渗碳工艺，该渗碳工艺通过预加热、预渗碳的方式来提高渗碳与工件结合活性的同时，通过预先渗碳来保证工件内外层渗碳程度的一致性，极大程度上提高了工件的硬度，进而保证了该渗碳工艺针对工件处理的实用性。
31.2.本方案中的一种高速齿轮轴加工工艺，工件热处理过程中采取缓慢且稳定的速率进行升温、降温处理，有利于工件受热均匀，工件内的奥氏体晶粒细化，可有效避免因急速升温、降温造成工件表里温差过大而出现变形干裂，保证了齿轮轴能具有良好的综合力学性能。
32.3.本方案中的一种高速齿轮轴加工工艺，对工件进行多次检查，有效地保证了产品的质量，确保齿轮轴能够达到设计。
具体实施方式
33.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。
34.本发明公开了一种高速齿轮轴加工工艺，包括以下步骤：
35.s1、取材：选取合适尺寸毛坯，去除氧化皮并对其进行超声波探伤检查，筛除不良品；
36.s2、粗加工：对毛坯表面粗度加工，切除加工表面的大部分加工余量，得到接近需要尺寸的工件；
37.s3、滚齿：利用滚齿机对粗加工后的工件进行滚齿加工，得到滚齿好的工件，再对工件进行检验；
38.s4、第一次钳工：齿廓棱边倒角为2x45
°
，去除工件表面毛刺并清理干净；
39.s5、热处理：对工件进行热处理工艺；
40.s6、喷丸：使工件表层发生塑性形变而形成一定厚度的强化层，工件喷丸后将工件表面的杂质清理干净；
41.s7、精加工：对s6的工件剃齿、珩齿、研齿和磨齿，再对精加工后的工件进行检查，筛除不良品；
42.s8、第二次钳工：去除工件表面毛刺并清理干净，得到成品齿轮轴；
43.s9、终检：查阅磨齿计量数据，利用机器检查成品齿轮轴的外形、尺寸以及综合力学性能。
44.2.根据权利要求1所述的一种高速齿轮轴加工工艺,其特征在于，所述工件材料为20crmnmo。
45.3.根据权利要求1所述的一种高速齿轮轴加工工艺,其特征在于，所述s3滚齿处理中，找正轴颈及齿顶圆跳动≤0.03，公法线长度 w7＝140.75
±
0.03，齿面粗糙度为ra6.3。
46.4.根据权利要求1所述的一种高速齿轮轴加工工艺,其特征在于，所述s5包括：
47.s51：对s4中所述的工件进行淬火处理，温度以5-8℃/s的速率加热至790℃-820℃，得到待处理的工件；
48.s52：将a1得到的工件进行油冷处理，以3-5℃/s的速率冷却至210-230℃，得到预渗碳处理的工件；
49.s53：确认a2得到的工件表面渗碳程度，再次对工件进行淬火加热，温度以5-8℃/s的速率加热至840℃-860℃，得到渗碳处理后的工件；
50.s54：重新设置加热温度，以3-5℃/s的速率空冷至140℃-170℃，将a3得到的工件进行回火处理，得到处理后的工件；
51.s55：将回火处理后的工件投入冷却设备中油冷，冷却处理的温度为-70℃，直至冷却完成，并经过检测确认工件含碳量、渗碳深度，完成工件的渗碳处理。
52.所述s7中精加工中的参数如下：
53.a.找正轴颈及齿顶圆跳动≤0.03，校验齿轮节圆跳动≤0.02，检查其余轴段余量；
54.b.切除中心孔料头，两端重打中心孔b6.3 gb145 ra1.6；
55.c.各ra1.6、ra0.4外圆单边留磨量0.2-0.3
㎜
，相应轴肩留靠磨量0.1-0.15
㎜
，退刀槽处r5作抛光处理，ra3.2，甩油环外圆和环槽车至成品并抛光至ra1.6，轴一端外圆单边留磨量0.25-0.3
㎜
，轴另一端外圆单边留磨量0.2-0.25
㎜
；
56.d.各外圆和端面对中心孔轴线跳动≤0.02。
57.所述s7中采用磁粉探伤检测。
58.所述s7精加工过程中，在齿轮轴靠近端部的外圆加工出螺纹或在轴端加工出螺纹，用于齿轮安装。
59.本发明中的渗碳工艺主要通过高温加热的方式对待处理工件进行预热，并在后续通过低于回火温度的预处理渗碳方式，对工件内外进行相同程度的渗碳处理，最后通过高温渗碳淬火、低温回火并进行冷却处理的方式来完成工件的渗碳处理，相比传统的渗碳工
艺，该渗碳工艺通过预加热、预渗碳的方式来提高渗碳与工件结合活性的同时，通过预先渗碳来保证工件内外层渗碳程度的一致性，极大程度上提高了工件的硬度，进而保证了该渗碳工艺针对工件处理的实用性。
60.工件热处理过程中采取缓慢且稳定的速率进行升温、降温处理，有利于工件受热均匀，工件内的奥氏体晶粒细化，可有效避免因急速升温、降温造成工件表里温差过大而出现变形干裂，保证了齿轮轴能具有良好的综合力学性能。
61.对工件进行多次检查，有效地保证了产品的质量，确保齿轮轴能够达到设计。