齿轮零件精度检测及质量控制.docx
《齿轮零件精度检测及质量控制.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《齿轮零件精度检测及质量控制.docx(15页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 齿轮零件精度检测及质量控制摘要: 齿轮是机械传动中的重要零部件,制造精度要求高。文中重点介绍了齿轮使用中的相关要求,以及齿轮制造中的检测要求,并对常用的齿轮精度测量设备进行了分类介绍。本文提出工艺过程综合优化的概念。工艺过程的组织不仅仅是为了得到产品,而且要得到加工中零件误差改变的信息,并根据这些信息采取优化的工艺解,即综合考虑各有关因素来最有效地达到所需要的精度和强度质量指标。为了提高实验工效,降低成本,本论文工作中采用了齿轮模型试验的方法。 本文就结构、材料、机械加工、热处理、检测等因素对机器零件质量的影响进行了分析,采用数理统计方法对结构、工艺因素对零件质量指标的影响予以评估,将零件进
2、行结构一工艺性分类,利用系统分析的方法,建立起零件的结构元素与制造工艺和生产组织间关系。 以在热处理中零件能保证变形最小为目标,本文研讨了如何按系统分析的方法合理的设计零件结构,通过定量估算结构与热处理零件变形元素各方案的办法确定出最优结构方案,建立了齿轮热处理模型,并通过具体实例予以检验。 以齿轮作为典型零件,本文研究了其结构一工艺因素对加工精度的影响。通过对齿轮模型分类,并采用概率论与数理统计方法来评估在热处理过程中零件几何特征量对模型变形的影响,以大量数据及图表对零件结构因素对其精度指标的影响予以评估和分析。本章研究工作对硬齿面齿轮加工精度的提高具有重要的参考意义。关键词:齿轮;精度;测
3、量设备Abstract:Gear is an important part of mechanical transmission, high precision requirements. This paper mainly introduces the relevant requirements of the use of gears, as well as the detection requirements of gear manufacturing.This paper analyzes the factors of structure, material, machining, he
4、at treatment and detection effect on the quality of the machine parts, effect by using the method of mathematical statistics on the structure and process factors on the parts quality index to evaluate part structure of a process of classification, by using the method of system analysis, establish th
5、e structural elements of the part the manufacturing process and production organization relationship.By taking part in heat treatment can ensure the minimum deformation as the goal, this paper discusses the system analysis method according to the reasonable design of part structure, through the quan
6、titative estimation of structure and heat treatment deformation elements of each scheme to determine optimal structure scheme, a gear heat treatment model, and through specific examples to test.Taking the gear as the typical part, this paper studies the influence of the process parameters on the mac
7、hining precision. Through the classification of gear model, and the use of probability theory and mathematical statistics method to evaluate in the heat treatment process geometry of the part to influence the amount of deformation model, with a large number of data and charts for part structure fact
8、ors on the accuracy index to evaluate and analysis. The research work of this paper has an important reference value for improving the machining accuracy of hardened gear.Key words: gear; precision; measuring equipment目录第一章 引言4第二章 零件质量的评估52.1在生产工艺准备阶段对零件质量的评估52.1.1误差来源分析52.1.2误差分布规律62.1.2.1零件取样数目的确定
9、62.1.2.2检验方法62.2零件质量保证的结构一工艺性措施72.2.1热处理对齿轮误差影响72.2.2结构及工艺因素对齿轮误差影响8第三章 齿轮的使用要求83.1 对机械传动中,齿轮的使用要求83.2 对齿轮测量设备和相关技术的要求93.3 有关齿轮精度标准简介93.4常用的齿轮精度测量仪器9第四章 结构因素对精度指标影响104.1 结构因素的影响104.2 应用系统论方法来研究热处理对零件精度的影响11第五章 结语13参考文献14第一章 引言随着现代工业的发展和进步,对机械传动中的重要零部件齿轮的精度要求也越来越高。齿轮质量以能够传递大的载荷、运转平稳、噪音低和寿命长为准则,其制造精度非
10、常关键。要求在加工过程中,遵照相关标准和用高精度的测量设备对所生产的齿轮进行准确、可靠的工艺分析和质量评定。为此,不仅在齿轮的最后验收,而且在加工过程中,都需要提供各种相应测试仪器对其进行精确检测,以确保齿轮的各项精度达到技术要求。 现代机器制造业中机器的功率需求不断增大,而同时机器的尺寸和重量却要求减小,故此,对其中最重要的传动零件“齿轮”的强度和精度指标提出了越来越高的要求。相应地,近年来我国齿轮行业推广使用硬齿面,要求其制造精度提高到56级,这在实际贯彻中仍有相当的困难,本文即以硬齿面齿轮为研究对象,研究结构一工艺方法以控制其质量的系统技术手段,因而本文的研究工作不但具有一定的理论意义,
11、也有着切实的实用价值。第二章 零件质量的评估2.1在生产工艺准备阶段对零件质量的评估 产品质量是用其一系列性质和指标来反映的。这些性质和指标是由产品的用途决定的。 机器的用途指标在评价机器质量中起着重要的作用。由于要求机器在不减小轮廓尺寸和金属消耗量的同时提高其单位功率,因而就要求不断地提高其各项质量指标,首先是精度指标。迫切要求提高机器的使用寿命,即在整个使用期间保持规定的精度,以及所有机器零件的可靠性。为了提高可靠性,又要提高强度指标。机器的使用寿命和可靠性是由零件的强度指标保证的,如零件工作表面的硬度、耐磨性、接触强度以及结构形状及尺寸。在很大程度上零件的强度取决于其所用的材料。所有的强
12、度和精度质量指标都是由零件制造工艺保证的。因为绝大多数机器零件是黑色金属制造的,所以零件多采用热处理的强化方法。而在机器零件整个制造过程中难度最大的以及成本支出最大的就是控制精度指标的环节。2.1.1误差来源分析 精度问题在现代机械制造中占有首要的地位,很多机械制造工艺问题与其有关,如加工道次、加工基准、加工顺序、加工方法等,在编制机械制造工艺中,尽管对零件的机械加工精度有周全的考虑,可是在热处理工序(如渗碳、常化、高温退火、淬火、低温回火等)中精度问题考虑的却很粗糙。因此当有热处理工序时零件精度往往是很不确定的,因而也是难以保证的,特别是当零件形状较复杂其精度涉及较多参量时,如齿轮即属于这种
13、零件。采用化学热处理达到预定精度特别困难。这种情况下主要的误差来源: (1)热变形时零件不同部位的线性尺寸及体积的绝对改变量不均匀。 (2)渗碳淬火等加热过程中由于零件本身重力而引起的弯曲变形。 (3)零件心部单位体积的改变;由于渗碳以及淬火时形成马氏体而引起的零件表层单位体积的改变;材料出现极高的可塑性;零件表面曲率半径不同处的渗碳层的体积和厚度不同。 (4)强化前零件材料中的应力状态不同。 (5)加工零件造成的材料硬化的深度和程度; (6)零件毛坯(锻件)中的应力状态。 上述的误差来源与零件的结构、强化条件、材料性质,淬透深度以及某些其它特点有关。生产中,热处理中产生的误差通常分为两类:
14、(1)相变引起的零件材料单位体积的改变,这主要会使零件尺寸发生改变,但热处理前后的几何形状基本相似; (2)热应力和结构应力引起的误差,这会引起零件表面形状畸变、轴线扭曲,零件相邻各部分间的相对角位移,线性尺寸不均匀改变等。 这些都会使零件径向及轴向尺寸改变,从而引起零件形状的畸变。上述误差通常会和机加产生的零件尺寸和形状误差叠加。 强化前金属应力状态引起的尺寸误差会成为总误差中的一部分。机械加工的成形和工艺以及预热处理能在很大程度上影响金属的应力状态。因而机器零件的质量是一系列因素影响的结果,包括结构、材料、机械加工、热处理、检测。制定工艺时就要事先确定零件在制造中可能会产生的误差。而要确定
15、复杂加工过程中产生的总误差,则首先需要知道误差的分布规律。2.1.2误差分布规律 目前,关于热处理加工过程中误差的分布规律,尚没有充分掌握,而这种分布规律的信息是进行工艺计算所必须的。要解决此问题,重要的是要确定最少的零件废品率。根据最少废品率可以建立反映零件有关参数实际分布规律的分布曲线,并据此以足够的精度来确定零件的分布特性。2.1.2.1零件取样数目的确定 为了构建实际的分布曲线,以便以足够的近似程度反映出生产的零件某一参量的理论分布规律,并且能以满足实用目的的精确度计算出该参量分布规律的特性量,那么取样的零件数不得少于s0个。2.1.2.2检验方法 可用皮尔逊的xzx检验法来评价构建的
16、分布曲线与理论分布曲线的近似程度,当分布规律已知时也可按柯莫哥洛夫法进行检验。为此,要确定统计常量:算术平均误差x,均方偏差、,偏位A,经验分布的偏度E及其误差。统计常量的计算可通过分布积率进行。为了查明所取的抽样是否具有代表性且能最大可能的反映各方面的特性,必需要对抽样的随机性假设进行检查。检查可用递差法进行。检查后再对经验分布与理论分布的近似程度进行评估。2.2零件质量保证的结构一工艺性措施 用数理统计方法可以评估结构、工艺因素对零件质量指标的影响,从而可以制定出办法来控制结构、工艺因素以保证零件所需的质量指标。一般的,零件越复杂,精度和强度指标要求越高,就越要采用结构、工艺因素的保证措施
17、。2.2.1热处理对齿轮误差影响 一般地说,如果在零件加工过程中有热处理环节,那么零件的结构一定会对零件的精度指标有实质性的影响。 实际的误差分布曲线表明齿轮结构对齿轮的精度有很大的影响。复杂形状(如带法兰的)齿轮的公差带比形状简单、刚度好的齿轮(如整体铸造的,齿轮分类)大2.2倍,尽管两齿轮的尺寸是相同的。因此为了保证加工能达到需要的精度指标,必需要知道齿轮的结构对热处理后总误差的影响有多大。 单独的热处理工序对齿轮的尺寸误差及形状误差有实质性的影响。常化和渗碳主要影响形状误差。常化工序产生的公差带是最大的,这相应地也引起了齿轮尺寸的变化。因此为了保证加工齿轮能达到所需的尺寸精度和形状精度,
18、又要保证强度指标,则应尽可能采用常化以外的热处理方式。采用不同的热处理强化方法的齿轮公法线长度误差的实际分布 齿轮的最大尺寸误差和形状误差是产生在包括常化的热处理工序中。在无常化阶段情况下,淬火后误差最多可减少百分之五十左右。图中强化方法工为固体渗碳剂中的渗碳,且为气体渗碳,且I为炉内常化,IU为油中常化,V为淬火,VI为清除氧化皮后。 金属的化学成分和物理状态对热处理中零件产生的误差有影响。比如,随着含碳量的增加,淬火后金属体积的增量也会增加。钢里的合金元素,通常会引起零件形状改变(翘曲)。机械加工引起的形状和尺寸误差,通常是和热处理中产生的误差相叠加的。并且冷加工中产生的残余应力对热处理后
19、的误差有实质性的影响。在含铁素体一珠光体结构金属中,切削时,在被加工表面引起硬化,产生很高的内应力。若随后零件进行加热,则会使刚度低的零件的某些参数的误差增加。 在某些个别情况下,带有较高残余应力的零件加热后引起的形状误差较加热前的误差会增加一倍。热处理前后零件制造误差的相关分析结果,清楚地看出冷加工后的误差与热处理后的误差间是有关联的。此外金属的化学成份对这种关联的特点也有影响。在材料为20Cr2Ni4的齿轮中热处理后其齿顶圆直径减少0.7mm,而公法线长度改变约为O.lmmo2.2.2结构及工艺因素对齿轮误差影响 根据取得的实验数据,利用数理统计方法可以确定出结构因素和工艺因素对齿轮零件某
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 齿轮 零件 精度 检测 质量 控制
限制150内