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铸造加工论文电火花加工技术论文 论铸造齿轮替代机械加工齿轮 　摘要:对齿轮的加工，传统的加工都是机械切削加工而制造出来的，就是通过毛坯粗车到精车。再滚齿成形，最后到热处理成产品。如果改用一种新型的熔模精密铸造，这种小无切削的加工工艺。大大地降低了生产成本节约了合金资源，提高了生产效率，特别是对于低速大模数的齿轮，效果更为明显。本文是以扎钢机直齿轮为例，探讨研究。 　　关键词:齿轮；模具；精密铸造工艺 　　一般中小型的扎钢机械，在使用运行过程中，由于设备的环境、条件、工况较差，加上是传动力距大，又是连续运行，导致齿轮磨损大，视这零件为易损配件，需经常更换的一种备件。 　　一、加工齿轮与铸造齿轮的比较 　　（一）机加工轧钢机齿轮的要求与各项指标 　　（1）齿轮模数 m=7齿数 z=25 　　（2）压力角 a=20° 　　（3）齿节（分度园）d=m·z=7×25=175 　　（4）齿顶高ha=m=7 　　（5）齿根高 hf=1.25×m=1.25×7= 8.75 　　（6）全齿高 h=2.25×m=2.25×7=15.75 　　（7）顶隙c=0.25×m=0.25×7=1.75 　　（8）齿顶圆直径da=d+2ha=175+2×7=189 　　（9）齿根圆直径df=d-2hf=175-2×8.75=157.5 　　（10）基圆直径 db=d·cosa 　　（11）齿距 p=πm=3.14×7=21.98 　　（12）齿厚s=πm/2=21.98/2=10.99 　　（13）齿间宽e=πm/2=21.98/2=10.99 　　（14）齿宽 b=80 　　以上数据是机械加工要求的轧钢机齿轮，由于这齿轮加工成本高，就机械加工齿轮为例，在正常的情况下，单加工齿面的机械加工费需126元左右（未含毛坯材料费、端面及内孔，键槽加工费），而改精铸制造的话，单价计算=单价×重量，铸件每公斤8元，该铸件重13kg×8.00元=104元就可以做出，但铸造能否达到加工件的要求，因为铸造本身有其特有的优势和劣势，就以本人根据这齿轮的用途和工作条件，两种结合取长补短，第一改正常齿为变位齿，第二是由原来的加工精度6级改为8级精度，第三是从铸造工艺出发提高模具精度，改善铸造工艺来保证齿轮各参数，使其能符合齿合传动要求。 　　（二）铸件齿轮参数 　　（1）采用变位齿形，因为铸造齿轮在铸造时齿根与齿底圆会可能产生铸造缺陷，有组织结构疏松现象，所以采用变位齿来克服这铸造缺陷。 　　（2）表面粗糙度。精密铸造粗糙度为12.5，完全达到该齿的正常要求。 　　（3）铸造的收缩率为自由收缩2.8%，障碍收缩1.4%，半障碍收缩1.7%～1.9%之间，根据铸件截面积折算取1.9%符合要求。 　　（4）铸件孺变形0.8～1.0%。齿厚10.99×0.01=0.1最大的变形度均达到齿合要求。因轧钢机的轴动配合精度已超过这公差，完全不会发生卡齿或公法线误差所造成的齿合不良现象。 　　（5）用工艺方法改变由径向收缩为纵向收缩，改善金相结构应力和收缩变形。 　　（6）改善模具结构，不采用拨模斜度，保证齿面的制造成型精度。 　　（7）调剂铸件化学元素成分，提高齿轮的机械强度和耐磨度。 　　根据以上参数和性能，铸造齿轮完全能代替机械加工性能，甚至有部分性能超过加工件的机械性能，就以机械强度和耐磨度更是铸件的优势。通过两种加工制造比较铸造齿轮完全能替代机械加工齿轮。 　　二、齿轮模具（钢模）设计 　　制熔模的压型是钢模，它是熔模精密铸造不可缺少的工艺装备，它直接影响着精密铸件的尺寸精度及表面质量，只有更好的模具才能制出良好的蜡模，进而得到优质的铸件。 　　模具设计，不仅是设计出经济合理的模型结构，而且还要综合协调地利用铸造生产中影响铸件尺寸精度的各因素，从而设计算出合理的型腔尺寸，所以模具设计不但要具备机加工知识之内还需掌握精铸有关的加工工艺知识，从钢模复制蜡模到涂料制壳、失蜡、到金属浇注等多道工序制造而成，而每一道工序都会产生制造误差，影响成型精度。因此在设计钢模时，必须考虑到每一个工艺和每一道工序的总和变量的各种因素。 　　精密铸造是由多道工序、多个生产流程而组合的生产过程，我们希望铸件的正负误差都必须符合零件的要求，因此在制造型腔时，需对各种参数进行周密运算、修正，使铸件的公差变化波动时仍得到合格的铸件。 　　（一）铸件的构形设计 　　采用齿轮变位，用正变位齿来改善铸造性能，因为在铸造中，对于转节位置上容易产生铸造缺陷，这种现象的解决方法一方面是加大铸造圆角，另一方面采用加大过度面来保证铸件，而在这个齿轮中都不能采用，所以只能选用正变位的办法来保证铸造工艺，补偿方法如图1所示： 　　图1 正变位的补偿办法 　　（二）缩