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姓名：胡淋班级：03121101专业：装甲车辆工程实习地点：江麓集团指导老师：成钢生产实习报告(首都高校第七届机械创新设计大赛项目)实习报告——主动输入齿轮加工工艺目录一、实习的目的与意义二、工件介绍三、工艺路线四、加工方法五、齿轮滚刀与插刀六、材料七、检验八、热处理九、总结与致谢一、实习的目的与意义做为“卓越工程师培养计划”的一员，根据我校装甲车辆工程的办学思想，要求我们在一个半月的生产实习过程中实现工程实践能力培养与企业生产实际紧密结合，并达到以下要求：1、通过了解坦克装甲车辆生产制造的全过程，印证。巩固和丰富已学过的专业基础知识，为后续毕业设计打下良好基础；2、通过参观和学习从原材料到产品成品的全部生产过程和工艺过程，掌握生产制造工艺路线的分析与设计方法，掌握生产制造工艺规程的编制方法；3、在实习中调查研究、观察问题、分析问题、以提高分析和解决生产实际问题的能力；4、了解我国军工产品生产的实际状况。二、工件介绍本工件为主动输入齿轮，齿轮传动装置利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动，用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大等特点。齿轮传动的优点:1）瞬时传动比恒定，工作平稳性较高；2）采用非圆齿轮，瞬时传动比可按所需变化规律设计；3）传动比变化范围大，特别是采用行星传动时，传动比可到100~200（单级），适用于减速或增速传动；4）速度范围大，齿轮的圆周速度可从V0.1M/S达到200m/s，或更高；转速可从n1r/min到20000r/min以上；5）传递功率范围大，承载能力高；6）传动效率高，特别是精度较高的圆柱齿轮副，其效率可达η=0.99以上；7）结构紧凑，如使用行星传动、少齿差传动，或谐波齿轮传动，可使部件更为缩小，成为同轴线传动；8）维护简便。齿轮中的专用术语：轮齿：齿轮上的每一个用于啮合的凸起部分。齿槽：齿轮上两个相邻轮齿之间的空间。齿面：轮齿上位于齿顶圆柱面和齿顶圆柱面之间的侧表面。基圆：形成渐开线的发生线在其上作纯滚动的圆。齿顶圆：齿顶端所在的圆。齿根圆：槽底所在的圆。模数（m）：分度圆直径除以齿数，m=d/z。压力角（α）：齿轮上某个圆之共切线与通过齿接触点法线之交角。亦即作用线与共同切线之交角。通常取分度圆上的压力角为标准值，并称为分度圆压力角。中心距（a）：两轴之中心距离，以前例a=（d1+d2）/2。【未变位时的中心距】基圆（Basecircle）：虚拟圆，渐开线的发生圆，决定了渐开线的形状。三、工艺路线主动输入齿轮加工工艺路线:下料—锻造—热处理—粗车—粗车—检验（两道粗车工序）—滚齿（留磨滚刀）—检验（滚齿工序）—钳（去齿端面的毛刺）—检验—热处理—半精车—半精车—检验（两道半精车工序）—热处理—磨内圆与端面—检验—磨端面—检验—退磁—检验—磨齿—检验—插齿—检验—钳—终检热处理锻造下料粗车右检验粗车端面粗车（打孔与端面）检验热处理四、加工方法1、齿轮制造现状机械传动具有恒功率输出、承载能力大、规率高、寿命长、可靠性高、结构紧凑等优点，广泛用于各种机械设备和仪器仪表中。齿轮传动是机械传动的主要形式。齿轮是机器的基础件，其质量、性能、寿命直接影响整机的技术经济指标，齿轮因其形状复杂、技术问题多，制造难度较大，所以齿轮制造水平在较大程度检验滚齿检验两道半精车热处理检验热处理磨内圆与端面检验钳检验磨端面检验退磁检验磨齿检验插齿检验钳上反映一个国家机械工业的水平。我国在发展齿轮生产方面，到70年代末，已基本形成齿轮制造工业的完整体系。齿轮制造技术是获得优质齿轮的关键。齿轮加工的工艺，因齿轮结构形状、精度等级、生产条件可采用不同的方案，概括起来有齿坯加工、齿形加工、热处理和热处理后精加工四个阶段。齿坯加工必须保证加工基准面精度。热处理直接决定轮齿的内在质量，齿形加工和热处理后的精加工是制造的关键。也反映了齿轮制造的水平。在齿轮加工工艺上，对软齿面和中硬齿面齿轮（300~400HBS），一般工艺方法为调质后滚齿或插齿。对大模数齿轮则采用粗滚齿—调质—精滚齿。对汽车、拖拉机、机床等齿轮，批量大，要求精度高，采用滚齿或插齿后，再进行剃齿或珩齿。齿面感应淬火的齿轮（42~52HRC），其工艺为滚齿或插齿、剃齿、感应淬火，再剃齿或珩齿。对于硬齿面齿轮，一般先滚齿或插齿，有时还剃齿，热处理后精整基准面，轮齿变形大时，进行磨齿。轮齿变形较小，且精度要求在7级和7级以下的齿轮，热处理后可采用珩齿或研齿。要求精度高且载荷不太大，且要求硬齿面的齿轮，可采用精滚齿后离子渗氮工艺。齿轮制造工艺的发展，很大程度上表现在精度等级与生产效率的提高两方面。近年来，随着齿轮装置向小型化、高速化、低噪声、高可靠性发展。硬齿面齿轮制造技术日益显示其重要性。高生产率的超硬刮削技术，高效和高精度的立方氮化硼（CBN）砂轮磨齿等一系列新技术得到应用与推广。与硬齿面加工技术相适应，齿轮的热处理工艺越来越显得重要，例如齿轮渗碳采用气体渗碳法，尤其是采用离子真空渗碳法，对齿轮进行深层渗碳并能减少变形，缩短渗碳时间。电子计算机的应用，促进了齿轮制造技术的发展，应用计算机编制工艺过程进行质量控制，使制造质量稳定可靠。用数控微机系统改造切齿机床，使机床实现所需的切齿运动，提高机床的运动精度，以及实现轮齿的修形。为了齿轮在工作状态下正常啮合，对于圆周速度超过100m/s的高速齿轮，由于运转中的热效应，应对齿面热变形进行修形。对于低速重载齿轮，采用硬齿面齿轮由于跑合性能不好，齿面负荷系数增加，导致整个齿轮装置系统产生一定的弹性变形，会产生沿齿向载荷分布不均，因此，必须齿向修形。总之，国内外对齿面修形技术已作为齿轮制造中的一项重要工作内容，尤其是在减小体积，提高承载能力方面更是如此。2.主动输入齿轮运用的三种加工方法齿轮的加工方法很多，但主要方法有滚齿、插齿、剃齿和磨齿。其他尚有铣齿，刨齿、梳齿、挤齿、珩齿和研齿等。近年来，在加工技术，如硬齿面技术、计算机数控技术等方面的发展，已使各种加工方法出现了崭新面貌。（一）滚齿滚齿于1897年即被应用，是目前应用最广的切齿方法，可加工渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮、链轮、棘轮、蜗轮和包络蜗杆。滚齿精度一般可达DIN4~7级。表面粗糙度3.2~1.6。国产滚齿机（Y31800A）加工最大直径达8m，最大模数达40mm。目前高速钢滚刀的切削速度可达100~200m/min，加工齿面硬度最高达300-400HB。硬质合金滚刀切削速度可达300m/min滚切齿面硬度最高达HRC62。滚齿是一种高效切齿方法，目前滚齿的先进技术有：1）滚齿机数控化或普通滚齿机安装数显装置80年代国外已制造了全数控（CNC）机床，即用计算机数控，用电子系统协调机床各种运动，可减少调整时间和提高加工精度。如日本东芝公司研制的数控滚齿机，最大加工齿轮直径为3m，模数为40。上、下、前、后各轴位置精度为1微米脉冲，工作台分度精度为0.9s/脉冲。装有精度为1微妙的计数装置，吃刀深度和工作台的位置等可根据控制台的显示数字进行控制，分度和工作循环均由纸带编程控制。可进行斜齿、鼓形齿、锥齿等切削加工。2)硬齿面滚齿技术硬齿面滚齿扩展了滚齿领域。该方法也称刮削齿加工。刮削可作为大型齿轮磨前予加工工序，去掉淬火变形量，直到留有合理的磨削余量，以减少磨齿时间，降低成本。刮削作为精加工工序，可达到DIN3962的6级精度，如果与蜗杆珩齿相结合，可获得良好的齿面质量，避免磨削烧伤和裂纹。可比单纯磨齿提高效率1-5倍，费用降低一半以上。硬齿面滚齿的滚刀刀齿采用硬质合金或金属陶瓷材料，表层涂氮化钛，这些新材料已经能够控制刀具的崩刃。同时也提供了干式（不用切削油）切削的可能性干式切削优点是不需准备和处理冷却液，不要求油雾处理（由空气排放）的工作，干切屑无污染，零件也没有清理的要求。如果切削时使用切削油，则可提高刀寿命。硬齿面滚齿时，滚齿机需有较高的静刚度和动刚度，工作台和滚刀传动时无间隙，要预加载荷，设置理想余量分布的定位装置。如德国利勃海尔公司生产的滚齿机采用封闭式箱形铸造结构，增加刚度。有手动调整、电子传感器调整和使用开关测头对初滚后的齿轮进行对牙定位。并设计了切屑输送槽排除切屑。3)大型齿轮滚齿大型齿轮滚齿，由于工件体积大，重量重，装卡不便。所以大型齿轮滚齿设备的发展趋势是综合性加工。如德国HURTH公司的WF3500滚齿机，将滚齿、插齿、磨齿和齿轮检测集于一体，避免多次装卸。此外用工件交换工作台在机床外预装待加工齿轮，然后用上料装置送到机床上加工，以减少装机时间。对于滚齿刀、插齿刀、砂轮头和测量头的更换用快速刀具交换装置。为提高生产率，还应用可转位硬质合金镶片滚刀切削速度比高速钢滚刀高5-8倍，不需重磨，可在机床上更换镶片。目前大型滚齿机已能加工.+/以上的齿轮。如日本加工了直径11-14m的天文望远镜转台精密齿轮，前苏联的5B348型滚齿机可加工直径12.5m的齿轮。（二）磨齿磨齿是获得高精度齿轮最有效和可靠的方法。发达国家都用硬齿面齿轮，磨齿成为高精度齿轮的主要加工方法。目前碟形砂轮和大平面砂轮磨齿精度可达DIN2级，但效率很低。蜗杆砂轮磨齿精度达DIN3-4级，效率高，适用于中、小模数齿轮磨齿，但砂轮修正较为复杂。锥形砂轮磨齿精度达DIN4-5级，可磨削大齿轮，如德国Hofler公司磨齿机可磨直径为3.5m，模数为32的齿轮，效率较高。成形磨齿精度达DIN5级，机床简单，生产效率高，最大磨齿直径为4m，模数为25，适用于少齿数、大模数修形齿、5-6级精度齿轮的批量生产，但成形磨齿的砂轮修整较复杂，为此国内外已研制了数控修整装置。磨齿的主要问题是效率低、成本高，尤其是大尺寸齿轮。所以提高磨齿效率，降低费用成为当前主要研究方向，在这方面，近年来出现的新技术有：1）改进磨削方法如减少磨削次数，压缩展成长度，缩短磨削冲程。为此Maag公司提出了“K”一磨削法和Niles公司提出了“双面磨削法”。Niles和Hofler公司生产了刚性好、精度可靠的单砂轮磨齿机，实现大进给量磨削，都提高了磨齿效率。2）磨齿机采用数控（CNC）技术数控技术使磨齿机操作简便，减少了调整和停机时间，提高了效率和自动化程度，获得了稳定和可靠的精度，使齿轮磨齿工艺发生了深刻的变革。（三）插齿在插齿机上用插齿刀插齿，插齿刀和被加工齿轮按一定的速比转动，切出整圈齿轮的齿形、插齿刀的切削往复运动，切出全齿轮宽度的齿。用插齿刀插齿，插齿啮合线长度与加工件齿数和插齿刀齿数Z有关，一把插齿刀不能满足加工模数相同，齿数和修正系数不同的各种齿轮需要，插齿刀只能在一定的加工齿数范围内通用。插齿是内齿轮、多联齿轮的有效加工方法，广泛用于加工直齿轮，也可加工斜齿轮及人字齿轮，采取措施还可以加工齿条。根据上面的知识再来谈谈我的主动输入齿轮所用的这三种齿轮加工工艺。一、在齿轮成型的时候我选择了运用滚齿的方法，在成老师的指导下挑选了数控机床YKA3180，并找出合适的刀具留磨滚刀LD71-010。二、在磨齿的时候我选择数控磨床ZE800。三、在插内花键的时候我选择的是YK5150数控机床并选用插齿刀LD73-007。五、齿轮滚刀与插刀1、齿轮滚刀齿轮滚刀是加工直齿和斜齿圆柱齿轮最常用的刀具之一。一般地说，滚齿的生产率比插齿高。按其结构不同有整体式和镶片式。按模数的大小有小模数滚刀、中模数滚刀和大模数滚刀（m8）。按加工用途可分为粗加工滚刀和精加工滚刀。按精度等级又可分为四种：AA级（用于加工7级精度齿轮）；A级（用于加工8级精度齿轮）；B级（用于加工9级精度齿轮）；C级（用于加工10级精度齿轮）。滚刀很少做成双头刀，因为双头滚刀加工出来的齿轮容易出现相邻齿齿距误差超差情况，难以满足运动精度，传动精度。双头滚刀与单头滚刀外观上看，双头滚刀是两条螺旋线，单头是一条螺旋线，加工时双头滚刀转动一圈工件转动2颗齿，而单头滚刀转一圈，工件只转动