一種在低溫環(huán)境下工作齒輪的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在低溫環(huán)境下工作齒輪的加工方法，屬于機械加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，對一些在極端環(huán)境下工作的設(shè)施或設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)要求很高，齒輪作為其基礎(chǔ)的傳動部件，大量被應(yīng)用。而一些傳動精度要求高的傳動裝置，齒輪嚙合齒側(cè)間隙較小，受環(huán)境變化熱脹冷縮的影響，很容易出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，而受環(huán)境限制其維修成本較高。
[0003]常規(guī)齒輪的加工采用的是20CrMnTi的材料，采用滲碳淬火的方式，其工藝方法通常為:備料一粗車一正火一精車一滾齒一鉗一滲碳洋火一內(nèi)外磨一磨齒一檢驗一入庫。米用該工藝方法生產(chǎn)的齒輪部件應(yīng)用在極端環(huán)境下，容易受加工誤差的影響，裝配前需要測量，選配適合的公差帶進行裝配，裝配效率低，成本也高，還要控制齒輪在使用過程中因溫度變化產(chǎn)生的變形量，導(dǎo)致裝配難度大，且裝配后的變形量難以控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:提供一種在低溫環(huán)境下工作齒輪的加工方法，該方法在滲碳淬火后增加深冷循環(huán)處理工序，解決因溫度變化導(dǎo)致齒輪熱脹冷縮而卡死的問題，同時滲碳處理后能提高齒輪使用壽命。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種在低溫環(huán)境下工作齒輪的加工方法，包括以下步驟:
(1)粗加工:下料后進行粗車加工，將齒輪的外形加工成形，預(yù)留I?1.5mm的精加工余量;
(2)正火處理:將齒輪放入正火爐中，加熱至910°C?940°C，保溫3小時后空冷；正火能細化晶粒、使組織均勻性，為滲碳淬火提供良好的組織條件，還能改善材料的切削性能；
(3)精加工:將齒輪外形加工至圖尺寸，需要精加工的內(nèi)孔和配合面預(yù)留0.15?0.2mm加工余量；
(4)滾齒:采用滾齒工藝將齒輪的輪齒加工成型，并為后續(xù)的磨齒加工預(yù)留0.2?0.25mm磨削余量；
(5)滲碳:將齒輪放入滲碳爐中，加熱爐內(nèi)升溫至900°C?930°C，通入丙烷，保溫3小時，然后通過淬火油冷卻后采用160°C?180°C回火處理，控制表面硬度在HRC60?62，有效滲碳層深達0.7?0.9mm ；
(6)深冷循環(huán)處理:是將滲碳處理工序處理后的齒輪放入深冷設(shè)備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后把齒輪從深冷設(shè)備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫，再放入到深冷設(shè)備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后，把齒輪從深冷設(shè)備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫；
(7)磨齒:將齒輪磨削至最終要求精度； (8)檢驗及入庫:按圖紙要求檢驗，合格的齒輪油封包裝后入庫處理。
[0006]上述方法中，選用12CrNi3為齒輪材料，該材料屬于高級滲碳用合金鋼，淬透性好，淬火低溫回火后能獲得較高的表面硬度，良好的塑性和機械性能，同時淬火后組織均勻，得到晶粒細小的馬氏體組織，組織中間會殘余少量的殘余奧氏體，殘余奧氏體是一種亞穩(wěn)定組織，在受溫度和外部環(huán)境的變化時不穩(wěn)定，會產(chǎn)生轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致零件發(fā)生微量變形，淬火后深冷循環(huán)處理，可以將內(nèi)部存在的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，使零件在后續(xù)加中和使用尺寸更加穩(wěn)定，受環(huán)境的影響的變形極小，有效的控制了熱處理變形和熱處理后零件加工尺寸穩(wěn)定性。
[0007]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點在于:采用本發(fā)明的工藝方法所加工出的齒輪在溫度變化的情況下變形極小，不僅使齒輪裝配過程變得簡單，而且齒輪不會因環(huán)境變化而產(chǎn)生干涉或卡死的現(xiàn)象，產(chǎn)品經(jīng)久耐磨，使用壽命長，能滿足齒輪在溫度較低等復(fù)雜工作環(huán)境下工作。
【具體實施方式】
[0008]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0009]本發(fā)明的實施例:本發(fā)明選用12CrNi3作為齒輪材料，并采用以下步驟進行加工:
(1)粗加工:下料后進行粗車加工，將齒輪的外形加工成形，預(yù)留I?1.5mm的精加工余量;
(2)正火處理:將齒輪放入正火爐中，加熱至910°C?940°C，保溫3小時后空冷；
(3)精加工:將齒輪外形加工至圖尺寸，需要精加工的內(nèi)孔和配合面預(yù)留0.15?0.2mm加工余量；
(4)滾齒:采用滾齒工藝將齒輪的輪齒加工成型，并為后續(xù)的磨齒加工預(yù)留0.2?
0.25mm磨削余量；
(5)滲碳:將齒輪放入滲碳爐中，加熱爐內(nèi)升溫至900°C?930°C，通入丙烷，保溫3小時，然后通過淬火油冷卻后采用160°C?180°C回火處理，控制表面硬度在HRC60?62，有效滲碳層深達0.7?0.9mm ；
(6)深冷循環(huán)處理:是將滲碳處理工序處理后的齒輪放入深冷設(shè)備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后把齒輪從深冷設(shè)備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫，再放入到深冷設(shè)備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后，把齒輪從深冷設(shè)備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫；
(7)磨齒:將齒輪磨削至最終要求精度；
(8)檢驗及入庫:按圖紙要求檢驗，合格的齒輪油封包裝后入庫處理。
【主權(quán)項】
1.一種在低溫環(huán)境下工作齒輪的加工方法，其特征在于包括以下步驟: (1)粗加工:下料后進行粗車加工，將齒輪的外形加工成形，預(yù)留I?1.5mm的精加工余量; (2)正火處理:將齒輪放入正火爐中，加熱至910°C?940°C，保溫3小時后空冷； (3)精加工:將齒輪外形加工至圖尺寸，需要精加工的內(nèi)孔和配合面預(yù)留0.15?0.2mm加工余量； (4)滾齒:采用滾齒工藝將齒輪的輪齒加工成型，并為后續(xù)的磨齒加工預(yù)留0.2?0.25mm磨削余量； (5)滲碳:將齒輪放入滲碳爐中，加熱爐內(nèi)升溫至900°C?930°C，通入丙烷，保溫3小時，然后通過淬火油冷卻后采用160°C?180°C回火處理，控制表面硬度在HRC60?62，有效滲碳層深達0.7?0.9mm ； (6)深冷循環(huán)處理:是將滲碳處理工序處理后的齒輪放入深冷設(shè)備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后把齒輪從深冷設(shè)備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫，再放入到深冷設(shè)備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后，把齒輪從深冷設(shè)備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫； (7)磨齒:將齒輪磨削至最終要求精度； (8)檢驗及入庫:按圖紙要求檢驗，合格的齒輪油封包裝后入庫處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低溫環(huán)境下工作齒輪的加工方法，其特征在于:選用12CrNi3為齒輪材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在低溫環(huán)境下工作齒輪的加工方法，包括以下步驟：備料→粗車→正火→精車→滾齒→鉗→滲碳淬火→深冷循環(huán)處理→內(nèi)外磨→磨齒→檢驗→入庫待裝配，同時選用12CrNi3為齒輪材料。由于在滲碳淬火工序之后增加一道深冷循環(huán)處理工序，從而使所加工出的零件在溫度變化的情況下變形極小，不會因環(huán)境變化導(dǎo)致干涉或卡死，產(chǎn)品而耐磨，使用壽命長，能滿足齒輪在溫度較低等復(fù)雜工作環(huán)境下工作。
【IPC分類】B23P15/14
【公開號】CN105196011
【申請?zhí)枴緾N201510587993
【發(fā)明人】唐義祥
【申請人】貴州群建精密機械有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月16日