螺旋伞齿轮在相交轴之间以直角传递动力,其弯曲齿面逐步啮合,承载能力高、运转平稳、噪音低,是差速器、机床主轴、船用驱动和重型齿轮箱的标准选择。制造螺旋伞齿轮是专业性很强的工艺,因为齿形是三维的,而且每个齿轮最终都必须作为配对副的一部分工作。
工艺从毛坯开始。锻造件或切割棒料先车削到所需毛坯尺寸,包括决定齿轮在箱体中安装位置的安装孔和定位面。由于后续所有工序都以这些面为基准,毛坯公差必须从第一道工序就严格控制,孔通常要在切齿前加工到较高精度等级。
切齿是整个工艺的核心。螺旋伞齿轮齿形在专用切齿机上通过端面铣刀或端面滚刀法展成,刀具与工件相互滚动形成弯曲齿廓。机床参数决定压力角、螺旋角、齿深和齿面鼓形,配对的两个齿轮必须以匹配的机床参数切齿,才能正确啮合。
切齿后齿轮进行渗碳等表面硬化处理,齿面硬度达到 58–62 HRC。硬化会使齿形产生轻微变形,因此精密齿轮随后要对齿面进行磨齿精加工。磨齿恢复齿廓和齿距精度,对高速或大扭矩工况至关重要,因为这类应用必须控制噪音和接触应力。
最独特的一步是配对试跑。小齿轮与大齿轮在检测机上装配,在轻载下加着色剂共同运转,检查接触区、侧隙和运转噪音。通过调整小齿轮安装位置或对齿面几何进行微修正来调整接触区,最终成品以配对组形式标记,确保装配时始终成对使用。
对买方来说,实用的要点是:如果应用对噪音或载荷敏感,要求提供接触区报告;确认热处理后齿面是磨齿还是研磨;并明确小齿轮与大齿轮必须以配对组形式交付和标记。与普通机加工厂相比,拥有专用切齿机和内部检测的供应商可以为你节省数周的试错时间。
