鈦合金高精度薄壁圓環(huán)齒輪加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，具體涉及鈦合金高精度薄壁圓環(huán)齒輪加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦合金高精度薄壁圓環(huán)齒輪加工時(shí)的變形問題，已成為加工難點(diǎn)。某6級(jí)精度的齒輪.材料為鈦合金TC4，齒頂圓相對(duì)基準(zhǔn)內(nèi)環(huán)孔的同軸度、兩端面相對(duì)基準(zhǔn)內(nèi)環(huán)孔的垂直度均要求較高，且該齒輪屬典型的薄壁零件，剛性差，易變形，鈦合金材料因熱導(dǎo)率小、彈性模量小，故其本身材料剛性也差，不易加工制作薄壁零件。鈦合金材料具有較好的力學(xué)、化學(xué)、物理等綜合性能:①質(zhì)輕，但其比強(qiáng)度/密度為23?27，是金屬材料中最高的；②鈦合金材料熱穩(wěn)定性高，工作溫度達(dá)500°C，在300-350°C條件下其強(qiáng)度比鋁合金高10倍；⑧抗蝕性好，表面能生成致密堅(jiān)固的氧化膜，其耐蝕性比不銹鋼還好；④熱導(dǎo)率小，彈性模量小，剛性差，變形大，不宜制作細(xì)長(zhǎng)軸類和薄壁零件。鈦合金切削性能差，是典型的難切削材料，其難點(diǎn)體現(xiàn)在:①導(dǎo)熱系數(shù)低，在切削過程中散熱和冷卻效果很差，易在切削加工區(qū)形成高溫；②鈦合金材料彈性模量小，屈服強(qiáng)度高，加工變形回彈量大.造成刀具后刀面劇烈的摩擦、黏附、黏結(jié)磨損；③變形系數(shù)小是鈦合金加工的顯著特點(diǎn)，甚至小于1.切肩與刀具前面的接觸長(zhǎng)度很短，單位面積上的切削力大，集中在切削刀尖處，極易造成崩刃；④鈦合金化學(xué)活性高，在高溫下易與刀具材料起反應(yīng)，形成熔敷、擴(kuò)散、黏刀、燒刀等現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種加工過程簡(jiǎn)單，在加工過程中消除加工中零件的變形，可保證工件的加工質(zhì)量和尺寸精度，通過多次的熱處理，進(jìn)一步穩(wěn)定工件的尺寸及質(zhì)量穩(wěn)定性的鈦合金高精度薄壁圓環(huán)齒輪加工方法。
[0004]本發(fā)明鈦合金高精度薄壁圓環(huán)齒輪加工方法，包括以下步驟:
第一步，鍛造毛坯，采用鍛造方法，鍛造出工件；
第二步，粗車毛坯，在機(jī)床上粗車工件外形，去除大部分多余加工余量，并加工出環(huán)形工藝凸臺(tái)，用于精車時(shí)裝夾工件；
第三步，退火，在粗車工件后，由于工件內(nèi)部，晶粒變形，進(jìn)行退火由于材料金相組織及應(yīng)力狀態(tài)不平衡，進(jìn)行再結(jié)晶退火，使材料重新結(jié)晶，組織恢復(fù)平衡，零件內(nèi)部應(yīng)力得到充分釋放；
第四步，粗車齒坯，在車床上粗車工件齒坯外形，并留精車加工余量0.;
第五步，熱處理，進(jìn)行冷熱循環(huán)，穩(wěn)定材料組織和消除切削應(yīng)力；
第六步，半精車，上車床，采用三爪卡盤固定工件，半精車工件，并留精車余量0.3mm-0.5mm ；
第七步，熱處理，去應(yīng)力退火，穩(wěn)定材料組織，消除切削應(yīng)力；
第八步，熱處理，深冷處理，消除材料組織彌散產(chǎn)生的應(yīng)力，提高工件在使用過程中精度的穩(wěn)定性； 第九步，精加工，在機(jī)床上使用專用夾具裝夾工件，并對(duì)對(duì)齒坯進(jìn)行精加工，并逐層切除環(huán)形工藝凸臺(tái)；
第十步，熱處理，冷熱循環(huán)兩次，進(jìn)一步穩(wěn)定組織，穩(wěn)定工件尺寸，消除齒面應(yīng)力。
[0005]本發(fā)明加工過程簡(jiǎn)單，在加工過程中消除加工中零件的變形，可保證工件的加工質(zhì)量和尺寸精度，通過多次的熱處理，進(jìn)一步穩(wěn)定工件的尺寸及質(zhì)量穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0006]本發(fā)明鈦合金高精度薄壁圓環(huán)齒輪加工方法，包括以下步驟:
第一步，鍛造毛坯，采用鍛造方法，鍛造出工件；
第二步，粗車毛坯，在機(jī)床上粗車工件外形，去除大部分多余加工余量，并加工出環(huán)形工藝凸臺(tái)，用于精車時(shí)裝夾工件；
第三步，退火，在粗車工件后，由于工件內(nèi)部，晶粒變形，進(jìn)行退火由于材料金相組織及應(yīng)力狀態(tài)不平衡，進(jìn)行再結(jié)晶退火，使材料重新結(jié)晶，組織恢復(fù)平衡，零件內(nèi)部應(yīng)力得到充分釋放；
第四步，粗車齒坯，在車床上粗車工件齒坯外形，并留精車加工余量0.;
第五步，熱處理，進(jìn)行冷熱循環(huán)，穩(wěn)定材料組織和消除切削應(yīng)力；
第六步，半精車，上車床，采用三爪卡盤固定工件，半精車工件，并留精車余量0.3mm-0.5mm ；
第七步，熱處理，去應(yīng)力退火，穩(wěn)定材料組織，消除切削應(yīng)力；
第八步，熱處理，深冷處理，消除材料組織彌散產(chǎn)生的應(yīng)力，提高工件在使用過程中精度的穩(wěn)定性；
第九步，精加工，在機(jī)床上使用專用夾具裝夾工件，并對(duì)對(duì)齒坯進(jìn)行精加工，并逐層切除環(huán)形工藝凸臺(tái)；
第十步，熱處理，冷熱循環(huán)兩次，進(jìn)一步穩(wěn)定組織，穩(wěn)定工件尺寸，消除齒面應(yīng)力。
[0007]在第二次定位誤差粗車齒坯時(shí)，利用調(diào)整螺釘及百分表校正零件定位誤差在0.005?0.008 _內(nèi)，再使用調(diào)整螺釘壓緊零件。進(jìn)行切削齒輪側(cè)面及基準(zhǔn)孔內(nèi)徑，用基準(zhǔn)孔及齒輪側(cè)面定位。軸向壓緊后切削環(huán)形工藝凸臺(tái)兩側(cè)面，保證平行度不大于0.008 mm，，保證零件光滑裝卸。毛坯精車后，專用夾具裝夾工件，逐層切除環(huán)形工藝凸臺(tái)，控制好切削參數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈦合金高精度薄壁圓環(huán)齒輪加工方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，鍛造毛坯，采用鍛造方法，鍛造出工件； 第二步，粗車毛坯，在機(jī)床上粗車工件外形，去除大部分多余加工余量，并加工出環(huán)形工藝凸臺(tái)，用于精車時(shí)裝夾工件； 第三步，退火，在粗車工件后，由于工件內(nèi)部，晶粒變形，進(jìn)行退火由于材料金相組織及應(yīng)力狀態(tài)不平衡，進(jìn)行再結(jié)晶退火，使材料重新結(jié)晶，組織恢復(fù)平衡，零件內(nèi)部應(yīng)力得到充分釋放； 第四步，粗車齒坯，在車床上粗車工件齒坯外形，并留精車加工余量0.; 第五步，熱處理，進(jìn)行冷熱循環(huán)，穩(wěn)定材料組織和消除切削應(yīng)力； 第六步，半精車，上車床，采用三爪卡盤固定工件，半精車工件，并留精車余量0.3mm-0.5mm ； 第七步，熱處理，去應(yīng)力退火，穩(wěn)定材料組織，消除切削應(yīng)力； 第八步，熱處理，深冷處理，消除材料組織彌散產(chǎn)生的應(yīng)力，提高工件在使用過程中精度的穩(wěn)定性； 第九步，精加工，在機(jī)床上使用專用夾具裝夾工件，并對(duì)對(duì)齒坯進(jìn)行精加工，并逐層切除環(huán)形工藝凸臺(tái)； 第十步，熱處理，冷熱循環(huán)兩次，進(jìn)一步穩(wěn)定組織，穩(wěn)定工件尺寸，消除齒面應(yīng)力。
【專利摘要】本發(fā)明鈦合金高精度薄壁圓環(huán)齒輪加工方法涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，具體涉及鈦合金高精度薄壁圓環(huán)齒輪加工方法，包括以下步驟：鍛造毛坯；粗車毛坯；退火；粗車齒坯；熱處理；半精車；熱處理；精加工，在機(jī)床上使用專用夾具裝夾工件，并對(duì)對(duì)齒坯進(jìn)行精加工，并逐層切除環(huán)形工藝凸臺(tái)；熱處理，冷熱循環(huán)兩次，進(jìn)一步穩(wěn)定組織，穩(wěn)定工件尺寸，消除齒面應(yīng)力。本發(fā)明加工過程簡(jiǎn)單，在加工過程中消除加工中零件的變形，可保證工件的加工質(zhì)量和尺寸精度，通過多次的熱處理，進(jìn)一步穩(wěn)定工件的尺寸及質(zhì)量穩(wěn)定性。
【IPC分類】B23P15-14
【公開號(hào)】CN104668918
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410760135
【發(fā)明人】吳明鉑
【申請(qǐng)人】吳明鉑
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日