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王國芳

[摘要]本文以高速線材軋機中最關(guān)鍵項目產(chǎn)品——軋機高精度齒輪花鍵軸實例為據(jù)，結(jié)合我公司實際，從零件材料至齒輪修形，闡述高精度齒輪花鍵軸的加工制造技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]齒輪軸花鍵滲碳淬火 PP齒形

中圖分類號：TG333.62 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（2016）13-0004-01

高速齒輪花鍵軸是控制軋機運動的核心零件。它的制造精度關(guān)系著最終線材的質(zhì)量狀態(tài)。通過不斷探索研究，經(jīng)過工藝改進優(yōu)化，確定高速軋機齒輪花鍵軸制造技術(shù)如（圖1）。

1、零件的作用及制造關(guān)鍵

零件的作用是將齒輪箱內(nèi)動力以n=880r/min由花鍵部分（固定配合）通過外花鍵套傳遞到軋機花鍵軸部分（松配合）進入軋機內(nèi)。零件的加工關(guān)鍵是高精度齒輪加工、DIN5480標(biāo)準(zhǔn)花鍵加工。

2、零件的主要技術(shù)參數(shù)

2.1 齒輪參數(shù)

齒輪精度5級，mn=6，αn=20°，Z=44，β=12°，滲碳層1.25～1.6，齒面淬火HRC57～60，粗糙度Ramax≤0.014德馬克PP齒形，全鼓形修鼓量0.01+ 0.003

2.2 花鍵參數(shù)

花鍵基礎(chǔ)齒形按DIN5480制造。壓力角α0=30°，模數(shù)m=2.5，位移量xm=+1.125，齒數(shù)Z=34，齒厚公差屬于固定配合公差。

2.3 動平衡要求

動平衡要求等級Q6.3，不平衡量6.3mm/kg，最大轉(zhuǎn)速880r/min

3 材料及熱處理分析

零件材料為20Cr2Ni4，由淬透性曲線可知：零件860°C以下直接淬火（不滲碳），表面0～6mm，HRC約43～44。由于熱處理偏差，實測HRC為42～49。

對于一些重要表面，如齒部及花鍵部分，必須在滲碳淬火后加工成型方可達到設(shè)計技術(shù)要求。而對于一些次要表面，如外螺紋等，考慮其加工經(jīng)濟性及我廠現(xiàn)有條件，應(yīng)盡可能在淬火前完成。

4 零件加工工藝規(guī)程

據(jù)以上零件參數(shù)和工藝分析，定出以下工藝流程：（1）粗車→（2）探傷→（3）正火→（4）半精車→（5）粗滾齒→（6）齒頂齒端面倒角→（7）滲碳→（8）半精車→（9）探傷→（10）劃線→（11）鉆孔→（12）鉗工→（13）淬火（包括花鍵表面中頻回火）→（14）探傷→（15）精車→（16）端面外磨→（17）銑花鍵→（18）硬質(zhì)合金刮齒（根據(jù)實際情況選擇）→（19）磨齒并修鼓→（20）檢查→（21）鉗工→（22）裝合套件→（23）動平衡試驗→（24）鉗工

5 花鍵及齒輪加工論述

5.1 花鍵加工

5.1.1 刀具選擇

根據(jù)DIN5480標(biāo)準(zhǔn)可知，該漸開線花鍵軸精度為DIN5480B1·14中7級，可采用DIN3968中A級滾銑刀加工。

刀具材料的選擇取決于被加工工件的加工特性。刀具的選用見表1。

由表1可知，當(dāng)工件HRC<45時采用涂層刀具比較好。

5.1.2 加工方案的確定

方案1：淬火后中頻表面600°C回火、保溫達HB260～280，采用普通滾銑刀加工。

方案2：控制花鍵軸外表面硬度HRC<45、采用涂層滾銑刀加工。

方案1熱處理易控制硬度，原設(shè)計只對齒輪表面有硬度要求，而花鍵軸與花鍵套為固定搭配，不相對滑動和轉(zhuǎn)動。缺點：表面回火是在表面一定范圍內(nèi)進行軟化處理，而且HB≥260，硬度低。所以方案1便于生產(chǎn)，較能保證原設(shè)計要求及使用性能。

方案2優(yōu)點在于只進行一次性淬火處理，花鍵硬度較高，強度好，耐磨性好，使用壽命長。缺點：（1）由于熱處理偏差，實測硬度≤HRC45。（2）刀具采用涂層或鈷高速鋼，切削較困難等。方案2能夠很好保證原設(shè)計要求及使用性能

為了保證使用壽命，選用了方案2。