手表锥齿轮加工工艺方法

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　　摘要：机械手表既是实用的计时工具，又是精密的工艺品，齿轮作为手表机械传动中的重要零件，起着非常重要的作用，齿轮加工的精度直接影响手表走时的准确度，齿轮加工工艺复杂，生产技术要求高，加工制造难度大，随着制造技术的发展，对齿轮传动的要求更高，齿轮的加工质量和精度决定齿轮的传动性能。本文为大家介绍的是手表的锥齿轮的加工方法，包括锥齿轮毛坯的加工、齿形加工和热处理加工等工艺步骤，会为大家详细介绍。
　　关键词：锥齿轮;精密加工;数控车床
　　
　　一、锥齿轮加工材料
　　手表锥齿轮采用20AP高碳钢，此材料是一种含铅高碳易切削钢，广泛用于轴件，特别对热处理后要求较高表面硬度的小轴件等。20AP成品钢中，铅颗粒细小（<3μm），分布均匀，其显微组织为3-4级粒状珠光体，具有良好的被切削性能，是制造精度手表零件的重要材料之一。
　　二、锥齿轮加工设备
　　①自动车床;②滚齿机;③热处理箱式炉;④离心滚光机。
　　三、锥齿轮加工夹具、刀具、量具
　　（1）夹具：①导套;②夹头;③滚齿主卡具;④滚齿芯轴。
　　（2）刀具：①正车刀;②切断刀;③扁钻;④滚齿刀;⑤去刺刀。
　　（3）量具：①千分尺;②50X投影样板;③塞规;④100X齿形样板;⑤16X双管显微镜。
　　四、锥齿轮加工工序
　　（一）车毛坯
　　使用数控车床加工锥齿轮毛坯零件（见图1），留出下平面精修磨量，表面粗糙度达到0.8，中心孔尺寸精度要求达到0006μm，需要双面90°倒角并保证孔内无毛刺，最后使用汽油清洗零件。使用定制斜面验具和塞规测量锥齿轮倾斜角度和中心孔径以保证所加工零件达到工艺要求。
　　
　　（二）滚齿
　　滚齿加工是展成法原理来加工齿轮，用滚刀来加工对轮相当于一对交错螺旋轮啮合。零件加工完成后要求齿内无毛刺，使用汽油清洗，防止零件生锈。
　　
　　（三）淬火，初回
　　淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，淬火前需核对零件数量，检查零件有无裂纹、碰伤、缺边及锈蚀等影响淬火质量的缺陷，装炉工件均应干燥、不得有油污及其他脏物，按照图纸HV800的要求进行淬火，保温30分钟使工件内部温度均匀趋于一致，冷却阶段要保持零件的尺寸和形状精度。
　　（四）串光
　　此道工序是为了去除小毛刺以及棱边修钝。串光后，零件的棱边过渡圆滑，均匀一致，不可出现棱边不均匀的情况。
　　（五）去刺，上光
　　使用去刺刀手工去除齿内细小毛刺，以保证齿形啮合效果。下平面使用3000#细砂纸磨毛刺，光洁度达到0.2，要求零件表面无划痕、顺纹，最后使用汽油清洗。
　　（六）回火
　　此道工序是工件获得所需性能的最后一道重要工序，以圖纸要求为准回到HV630±30，避免回火脆性。
　　（七）滚光，清洗
　　此道工序为光饰工序，利用铜泥为介质，利用滚光机旋转达到使零件光亮的目的。操作者需佩戴指套，滚光后及时用汽油清洗防止生锈，保证齿形无损伤。
　　（八）钝化
　　此道工序为整个零件的最后一个工序，化学清洗的目的是为了零件的防腐蚀。所以必须立即进行钝化处理，使清洗后的金属表面生成保护膜，减缓腐蚀。从而增加零件的使用寿命。
　　（九）综合检验
　　待零件生产完成，送到检验科对零件的外观、尺寸、齿形、平行度、倾斜角度、光洁度等各个方面进行综合检验，经检验合格才可以转到装配车间进行整个机芯的装配。
　　五、总结
　　随着金属加工工艺的不断发展，手表齿轮的加工工艺也在不断完善，本文为大家介绍锥齿轮的加工方法，在加工中应确保刀具的光洁度和零件不变形。同时，在机床主轴转速，刀具角度以及刀具进给上，都需要精确设定以达到零件加工无毛刺、无变形、倾斜角度精准，外观精美的效果。采用本方法加工锥齿轮，既能确保零件质量稳定可靠，又能大幅提高生产效率，非常适合批量生产。
　　参考文献：
　　[1]郑修本.机械工艺制造学.北京：机械工业出版社，第一版.
　　[2]孟少农，等编著.机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社，1998.
　　[3]陈昌山编著.手表结构原理.上海：上海人民出版社，1974.
　　作者简介：闫春玲（1984-），本科，工程师，研究方向：手表工艺设计与研发。
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