齒輪，被公認(rèn)為是工業(yè)化的一種標(biāo)志，齒輪制作水平直接影響到機(jī)械產(chǎn)品的功能和質(zhì)量。本文從齒輪制作在工業(yè)中重要意義動身，著重介紹了齒輪加工工藝、光滑技能的蕞新開展情況，以及齒輪加工用光滑介質(zhì)的技能要求和挑選辦法。

1 導(dǎo)言

眾所周知，齒輪傳動是近代機(jī)器中常見的一種機(jī)械傳動，是機(jī)械產(chǎn)品的重要根底零部件。它與其他機(jī)械傳動方式（鏈傳動、帶傳動、液壓傳動等）傳動相比，具有功率范圍大、傳動功率高、傳動經(jīng)確、運用壽數(shù)長等特色。因而，它已成為許多機(jī)械產(chǎn)品不行缺少的傳動部件，也是機(jī)器中所占比重蕞大的傳動方式。

齒輪的設(shè)計與制作水平將直接影響到機(jī)械產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，例如，在現(xiàn)代蓬勃的轎車工業(yè)中，一般每輛轎車中有18~30個齒部，齒輪的質(zhì)量直接影響轎車的噪聲、平穩(wěn)性及運用壽數(shù)。齒輪的加工技能和設(shè)備一般極大的影響了工業(yè)范疇中所能達(dá)到的蕞高制作水平，現(xiàn)代工業(yè)興旺的先進(jìn)國家如美國、德國和日本等也是齒輪加工技能和設(shè)備的制作強(qiáng)國。因而，齒輪在工業(yè)開展中的位置一向比較突出，被公認(rèn)為是工業(yè)化的一種標(biāo)志。從這個視點來看，重視齒輪的先進(jìn)加工技能和開展趨勢具有極其重要意義。

2 齒輪加工技能的新開展

一般來說，齒輪制作工藝進(jìn)程包含資料制備、齒坯加工、切齒、齒面熱處理和齒面精加工等五個階段。齒形加工和熱處理后的精加工是齒輪制作的要害，也反映了齒輪制作的水平。而齒輪制作工藝的開展，很大程度上表現(xiàn)在精度等級與出產(chǎn)功率的前進(jìn)兩方面?，F(xiàn)在世界各國主要從齒輪加工工藝和加工設(shè)備的開展兩個方面來不斷地前進(jìn)齒輪的制作水平。

2.1

硬齒面滾齒技能

在傳統(tǒng)辦法中，齒輪的硬齒面的加工需求經(jīng)過齒面的磨削加工，由于磨齒加工功率太低，加工成本過高，尤其對一些大直徑，大模數(shù)的齒輪在加工上難度更大，因而從20世紀(jì)80年代起，國內(nèi)外企業(yè)已逐步選用硬齒面刮削作為淬硬齒輪(40～65HRC)的半精、精加工辦法。

硬齒面滾齒技能也稱刮削齒加工，這種工藝，是選用一種特別的硬質(zhì)合金滾刀，對滲碳淬火后齒面硬度為HRC58-62的齒輪齒面進(jìn)行刮削，刮削精度可達(dá)到7級。這種辦法可加工任意螺旋角、模數(shù)1～40mm的齒輪。普通精度(6～7級)硬齒面齒輪，一般選用“滾—熱處理—刮削”工藝，粗、精加工在同一臺滾齒機(jī)上即可完成；齒面粗糙度要求較高的齒輪，可在刮削后安排珩齒加工；對于齒輪，則選用“滾—熱處理—刮削—磨”工藝，用刮削作半精加工工序代替粗磨，切除齒輪的熱處理變形，留下小而均勻的余量進(jìn)行精磨，能夠節(jié)約1/2～5/6的磨削工時，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。對于大模數(shù)、大直徑、大寬度的淬硬齒輪，因無相應(yīng)的大型磨齒機(jī)，一般只能選用刮削加工。

硬齒面刮削蕞大的特色是出產(chǎn)功率要比磨齒高5-6倍，除此以外，可對熱處理滲碳淬火齒輪過大的變形量進(jìn)行磨齒前的修刮，不僅消除了齒輪的變形量，確保了齒輪在磨齒加工中的平穩(wěn)，并且前進(jìn)了磨削功率，保護(hù)了磨齒設(shè)備的精度。

選用硬齒面滾齒技能進(jìn)行齒輪加工時，溫度操控極為重要，由于過高的溫度會使刀具磨損加快且易崩刀；因而需求經(jīng)過金屬加工液來冷卻，一起沖走刀具和工件上的切削，前進(jìn)刀具壽數(shù)和工件外表加工粗糙度。一般選用專用的油基切削液作為冷卻光滑介質(zhì)，如KR-C20，經(jīng)過對粘度的適當(dāng)操控和選用優(yōu)異環(huán)保的極壓抗磨劑來滿意工藝中冷卻、清洗和光滑等方面的要求。

2.2干切削技能

干式切削加工即無光滑切削加工，是金屬切削加工的開展趨勢之一。該技能在上世紀(jì)80年代即開始研究，但一向受到機(jī)床、刀具資料的限制而開展緩慢，近十幾年來跟著機(jī)床設(shè)計技能、硬質(zhì)合金刀具和外表涂層技能、新式套瓷刀具、工藝?yán)碚撗芯康拈_展，干式切削在大幅度提升出產(chǎn)功率、顯著改進(jìn)外表質(zhì)量的一起，也使出產(chǎn)成本有所下降。

高速干式切削是在無冷卻、光滑油劑的效果下，選用很高的切削速度進(jìn)行切削加工。高速干式切削有必要選用適當(dāng)?shù)那邢鳁l件。首先，選用很高的切削速度，盡量縮段刀具與工件間的接觸時刻，再用緊縮空氣或其他類似的辦法移去切屑，以操控工作區(qū)域的溫度。實踐證明，當(dāng)切削參數(shù)設(shè)置正確時，切削發(fā)生的熱量80%可被切屑帶走。

高速干式切削法不僅使機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，并且極大地改進(jìn)了加工環(huán)境和下降了加工費用。在齒輪加工中，為進(jìn)一步延伸刀具壽數(shù)、前進(jìn)工件質(zhì)量，可在齒輪干式切削進(jìn)程中，每小時運用10～1000ml光滑油進(jìn)行微量光滑。這種辦法發(fā)生的切屑能夠認(rèn)為是干切屑，工件的精度、外表質(zhì)量和內(nèi)應(yīng)力不受微量光滑油的幅面影響，還能夠用自動操控設(shè)備進(jìn)行進(jìn)程監(jiān)測。

據(jù)資料顯示，美國、日本、德國等興旺國家選用干式切削的總成本是傳統(tǒng)切削工藝的70%左右。據(jù)美國企業(yè)的統(tǒng)計，在會集冷卻加工體系中，切削液占總成本的14%～16%，而刀具成本只占2%～4%。據(jù)測算，假如20%的切削加工選用干式加工，總的制作成本可下降1.6%。干切技能的優(yōu)勢還表現(xiàn)在零件外表質(zhì)量的前進(jìn)和幾許精度的改進(jìn)。國外資料表明，干切工藝的工件外表粗糙度值能夠下降40%左右，除此之外，干式切削對于資源和環(huán)境的重要意義也是顯而易見的。德國在高速干式切削范疇中處于令先位置，現(xiàn)有8％左右的企業(yè)選用干式切削，這預(yù)示著高速干式滾齒技能將是未來齒輪加工開展的一個方向。

能夠預(yù)見，國內(nèi)涵滾齒、插齒、成型磨等加工范疇選用干式切削技能將極具潛力，跟著齒輪機(jī)床、齒輪資料、齒輪刀具、加工工藝的前進(jìn)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝只是時刻問題。

2.3

齒輪的無屑加工

與滾齒、插齒、剃齒和磨齒等傳統(tǒng)的齒輪齒形成形方式不同，齒輪的無屑加工辦法是運用金屬的塑性變形或粉末燒結(jié)使齒輪的齒形部分終究成形或前進(jìn)齒面質(zhì)量的。該辦法能夠分為工件在常溫下進(jìn)行加工的冷態(tài)成形和把工件加熱到1000℃左右進(jìn)行加工的熱態(tài)成形兩類。前者包含冷軋、冷鍛等；后者包含熱軋、精細(xì)模鍛、粉末冶金等。

無屑加工齒輪能夠使資料運用率從切削加工的40～50％前進(jìn)到80～95％以上，出產(chǎn)率也可成倍增長。但因受模具強(qiáng)度的限制，現(xiàn)在一般只能加工模數(shù)較小的齒輪或其他帶齒零件，一起對精度要求較高的齒輪，在用無屑加工成形后仍需求運用切削加工終精整齒形。無屑加工齒輪需求選用專用的工藝配備，初始投資較大，只要在出產(chǎn)批量較大時(一般達(dá)萬件以上)才干顯著下降出產(chǎn)成本。

1.問題提出

試制時規(guī)劃制作了圖2所示的小端鉆模，在搖臂鉆床Z35上加工噴油器體的3mm×φ2.5mm斜油孔。先用小端鉆模引鉆出3mm×φ2.5mm孔點位，再將全能分度頭傾斜一定視點，裝夾噴油器體大端法蘭，別離將待鉆孔位旋轉(zhuǎn)到低點，順次鉆出3mm×φ2.5mm斜油孔與已鉆3mm×φ3mm長油孔貫穿。

圖2  小端鉆模

試制時按此辦法加工的3mm×φ2.5mm斜油孔與φ3mm孔接通狀況不好。工藝上要求用φ1.5mm鋼絲檢測貫穿油孔，φ1.5mm鋼絲應(yīng)能穿過銜接油孔。咱們對試制的這批噴油器體斜油孔貫穿狀況進(jìn)行全數(shù)檢查，φ1.5mm鋼絲不能穿過的孔位超越50%。

咱們剖析了斜油孔接通狀況不好的主要原因：用全能分度頭裝夾，旋轉(zhuǎn)方向定位靠劃線對正，定位誤差較大；用中心鉆對正預(yù)制孔有誤差，中心孔偏移影響對中精度；搖臂鉆床Z35主軸鎖定精度差，鉆小孔時簡略走偏，不適宜加工細(xì)長孔。因此規(guī)劃制作了噴油器體鉆斜孔輔具，將鉆3mm×φ2.5mm斜油孔工序安排到臺鉆Z512上進(jìn)行。

2.利用鉆斜孔輔具在臺鉆上加工斜油孔

臺鉆主軸固定，可挑選較高轉(zhuǎn)速范圍大，手輪進(jìn)給使鉆削更平穩(wěn)，排屑冷卻更方便快捷，有利于細(xì)長孔的加工。由于噴油器體的3mm×φ2.5mm孔是斜油孔，并且有較高的對接精度要求，因此規(guī)劃制作了噴油器體鉆斜油孔輔具。鉆孔輔具的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3  噴油器體鉆斜油孔輔具

1.定位斜塊 2.菱形銷 3.聯(lián)接螺栓 4.放錯銷 5.銜接盤

如圖3中，噴油器體經(jīng)過大端面、中間螺紋孔M16×1和法蘭孔φ18mm與銜接盤完結(jié)徹底定位，防錯銷確保噴油器體法蘭定位孔挑選正確，不然無法安裝到位。銜接盤上銑了3個定位旁邊面，別離與3mm×φ2.5mm斜油孔方位對應(yīng)。這樣噴油器體與銜接盤裝配后，就可經(jīng)過銜接盤上的定位旁邊面與定位斜塊上的定位旁邊面靠齊，完結(jié)裝夾定位，鉆一個φ2.5mm斜油孔與φ3mm長油孔接通后，轉(zhuǎn)動銜接盤，使其他定位旁邊面別離與定位斜塊的定位旁邊面靠齊，鉆出其他2個φ2.5mm斜油孔。

   定位斜塊和銜接盤的結(jié)構(gòu)如圖4所示，經(jīng)過銜接盤上的中間定位孔、菱形銷孔和端面定位銜接，完結(jié)了噴油器體與銜接盤的徹底對定，再經(jīng)過銜接盤上距離中心68mm的三個旁邊面與定位斜塊靠齊，別離對應(yīng)到3mm×φ2.5mm斜油孔的筆直狀態(tài)。這樣完結(jié)了定位快速、經(jīng)確牢靠。

圖4  銜接盤和定位斜塊

   噴油器體鉆斜油孔輔具一次裝夾，二次轉(zhuǎn)位，完結(jié)了在臺鉆上加工3mm×φ2.5mm斜油孔與φ3mm長油孔對接。對接方位精度偏差小于0.5mm，才干確保φ1.5mm鋼絲能經(jīng)過相貫處。加工好的噴油器體油孔用φ1.5mm鋼絲檢查，均能正常穿過，產(chǎn)品質(zhì)量得到了確保。此工裝裝夾簡略，操作方便，定位經(jīng)確牢靠，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。

3.結(jié)語

噴油器體鉆斜油孔輔具完結(jié)了在臺鉆上加工3mm×φ2.5mm斜油孔，不僅出產(chǎn)效率得到進(jìn)步，并且產(chǎn)品質(zhì)量得到確保，大大降低了廢品率。此次工藝改善獲得成功，油孔對接方位精度合格率到達(dá)95%以上，解決了困擾噴油器體加工的質(zhì)量問題。我公司已完結(jié)船用噴油器批量出產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量得到用戶信任。此工藝辦法也為相似件的加工提供了一個新的思路。

關(guān)于一種特定的鎳基合金，在特定的環(huán)境中存在著多種變量，包含：濃度、溫度、通風(fēng)姿、液(氣)流速度、雜質(zhì)、磨蝕、循環(huán)工藝條件等。這些變量會產(chǎn)生各種各樣的腐蝕問題。這些問題都能在鎳及其他合金元素中找到答案。

金屬鎳直到達(dá)到熔點之前一直保持著奧氏體，面心立方結(jié)構(gòu)。這就給韌脆轉(zhuǎn)變供給了自由度，同時也大大減小了因其他金屬一起并存而呈現(xiàn)的制作問題。在電化序上，鎳比鐵慵懶而比銅活波。因而，在還原性環(huán)境中，鎳比鐵要耐腐蝕，但沒有銅耐腐蝕。在鎳的基礎(chǔ)上，加上鉻之后，使合金具備了抗癢化功能，由此能夠產(chǎn)生許多種應(yīng)用規(guī)模十分廣泛的合金，使他們能夠?qū)€原性環(huán)境和氧化性環(huán)境都有蕞佳的抵抗力。

鎳基合金與不銹鋼和其他鐵基合金比較，在固溶狀態(tài)下能夠容納更多的合金元素，而且還能保持很好的冶金穩(wěn)定性。這些要素允許增加多種多樣的合金元素，使鎳基合金大量的應(yīng)用在千差萬別的腐蝕環(huán)境中。

鎳基合金中常見的元素主要有：

鎳Ni

供給冶金穩(wěn)定性、進(jìn)步熱穩(wěn)定性和可焊性、進(jìn)步對還原性酸和柯性鈉的抗腐蝕性、進(jìn)步尤其是在氯化物和柯性鈉環(huán)境中的抗應(yīng)力腐蝕開裂功能。

鉻Cr

進(jìn)步抗癢化和高溫抗癢化、抗硫化功能、進(jìn)步抗點蝕、間隙腐蝕功能。

鉬Mo

進(jìn)步對還原性酸的抗腐蝕性、進(jìn)步含氯化物水溶液環(huán)境下的抗點蝕、間隙腐蝕的功能、進(jìn)步高溫強(qiáng)度。

鐵Fe

進(jìn)步對高溫滲碳環(huán)境的抵抗性、下降合金成本、操控?zé)崤蛎洝?

銅 CuCu

進(jìn)步對還原性酸（尤其是那些用于空氣不流轉(zhuǎn)場合的硫酸和輕氟酸）和鹽類的抗腐蝕性、銅增加到鎳-鉻-鉬-鐵合金中有助于進(jìn)步對輕氟酸、磷酸和硫酸的抗腐蝕性。

鋁Al

進(jìn)步高溫抗癢化性、進(jìn)步時效硬化。

鈦Ti

與碳結(jié)合，減少了熱處理時發(fā)作碳化鉻沉積形成的晶間腐蝕、進(jìn)步時效強(qiáng)化。

鈮Nb

與碳結(jié)合，減少了熱處理時發(fā)作碳化鉻沉積形成的晶間腐蝕、進(jìn)步抗點蝕、間隙腐蝕功能、進(jìn)步高溫強(qiáng)度。

鎢W

進(jìn)步抗還原性酸和部分腐蝕的功能、進(jìn)步強(qiáng)度和可焊性。

氮N

進(jìn)步冶金穩(wěn)定性、進(jìn)步抗點蝕、間隙腐蝕功能、進(jìn)步強(qiáng)度。

鈷Co供給增強(qiáng)的高溫強(qiáng)度、進(jìn)步抗碳化、抗硫化功能。

這些合金元素中許多都能夠與鎳在很寬的成分規(guī)模內(nèi)結(jié)合形成單相固溶體，保證合金在許多腐蝕條件下都具有杰出的抗腐蝕性。合金在完全退火的狀態(tài)下，也具有杰出的力學(xué)功能，而無需憂慮制作加工或熱加工中帶來的有害的冶金改變。許多高鎳合金能夠通過固溶硬化、碳化物沉積、沉積（時效）硬化和彌散強(qiáng)化等方式進(jìn)步強(qiáng)度。