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        齒輪加工精度提升措施探析

        2012-04-29 18:56:40韓毅
        科技資訊 2012年10期
        關(guān)鍵詞:蝸輪偏心技術(shù)人員

        韓毅

        摘要: 在齒輪加工的過(guò)程中,有許多因素都會(huì)影響其加工的精度。本文就如何提高齒輪的加工精度進(jìn)行了一定的分析。

        中圖分類號(hào):TB47文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2012)04(a)-0000-00

        1 引言

        隨著科技的不斷發(fā)展,我國(guó)現(xiàn)如今已經(jīng)將“在滾齒機(jī)上加工出漸開線齒輪”作為了加工齒輪的常用工藝和設(shè)備。對(duì)于滾齒的加工,其原理就好比是一對(duì)嚙合的螺旋齒輪相對(duì)地傳動(dòng)。齒輪加工的過(guò)程中,滾刀起著十分重要的作用,正是由于其與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),才可以保證漸開線齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)關(guān)系,進(jìn)而高效率地加工出齒輪。經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)人員對(duì)齒輪加工的不斷研究,現(xiàn)如今滾齒加工的精度一般可達(dá)7~10級(jí),并且生產(chǎn)效率也比以往的高出很多,所以可以高效率地生產(chǎn)直齒等,同時(shí)也可以大批量的對(duì)蝸輪進(jìn)行加工。通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,齒輪加工的誤差主要在于:齒輪加工過(guò)程的幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心,其可以引起一系列的誤差以及誤差累積,最終影響到齒輪傳動(dòng)的準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性。

        2 響齒輪加工精度的主要因素

        在齒輪的加工過(guò)程中,有許多的因素會(huì)影響到齒輪的加工精度。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的實(shí)驗(yàn)表明影響齒輪加工精度的主要因素大體上有:(1)齒坯的加工誤差;(2)滾刀的制造、刃磨和安裝誤差;(3)幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心產(chǎn)生的誤差等。只有有針對(duì)性地處理好每種誤差才可以有效地提高齒輪加工精度。

        3 齒輪加工精度提升的幾個(gè)措施

        3.1提高齒坯的加工

        提高齒輪加工精度的一個(gè)有效途徑則是提高齒坯的加工精度。在對(duì)齒坯的加工過(guò)程中,常常會(huì)因?yàn)榻畎遄陨淼牟粚?duì)稱、以及輻板的偏心或者是內(nèi)孔偏心等,而不能保證加工出來(lái)的齒坯是對(duì)稱的。正是由于這種不對(duì)稱性,便在一定程度上給機(jī)械加工和裝配造成了許多的麻煩。在實(shí)際操作過(guò)程中,不僅要照顧好齒坯的外圓,同時(shí)也需要照顧好內(nèi)孔的加工量,更需要考慮兩端面對(duì)幅板的對(duì)稱性,盡管在實(shí)際過(guò)程中,相關(guān)技術(shù)人員都考慮了這幾個(gè)方面,但是得到的齒坯依然不夠理想??偨Y(jié)其原因可以大體的分為如下一些方面:(1)重心的偏移,主要是由于兩個(gè)端面本身不具有嚴(yán)格的平行性,或者是毛坯本身存在一定的不對(duì)稱性;(2)內(nèi)孔外圓不同心,主要是由于車內(nèi)孔和外圓的轉(zhuǎn)數(shù)不同;(3)切齒的分圓軌跡的中心與內(nèi)孔中心不對(duì)齊。

        通過(guò)相關(guān)技術(shù)人員的不斷實(shí)驗(yàn)表明,要想提高齒輪的加工精度,可以從以下幾個(gè)方面著手:(1)嚴(yán)格地將齒輪的定位孔及端面加工符圖,在裝入傳動(dòng)軸時(shí)需要按照配合的要求進(jìn)行操作;(2)磨削軸和齒輪的外圓需要并靠在磨齒輪的端面上;(3)在進(jìn)行切齒操作時(shí),可以以靠磨的齒輪端面為基準(zhǔn)裝夾,同時(shí)需要做到的是保證齒輪的外圓軌跡中心與傳動(dòng)軸的中心是重合的,只有這樣才可以在一定程度上保證基準(zhǔn)的統(tǒng)一性。

        3.2 控制齒輪剃前的加工質(zhì)量

        在齒輪的一系列加工過(guò)程中,每個(gè)加工過(guò)程基本上是不相同的。就拿剃齒來(lái)說(shuō),其加工工序與滾齒、插齒加工工序是完全不同的。在對(duì)剃齒進(jìn)行加工之前,需要保證剃前的齒輪具有相當(dāng)?shù)木取T趯?shí)際加工中,剃齒的余量大小,不僅會(huì)影響其生產(chǎn)率,同時(shí)也會(huì)在一定程度上影響加工質(zhì)量的好壞。如果剃齒的余量過(guò)小,則會(huì)出現(xiàn)剃不起來(lái)的現(xiàn)象,這主要是因?yàn)椴荒芡耆爻ヌ昵暗恼`差以及齒面存在的缺陷。如果剃齒的余量過(guò)大,則會(huì)導(dǎo)致剃齒的效率比較低,同時(shí)也會(huì)使得刀具的磨損程度變快,進(jìn)而產(chǎn)生比較嚴(yán)重的“中凹”現(xiàn)象。所以在實(shí)際的加工過(guò)程中需要嚴(yán)格地保證剃齒的精度,同時(shí)在齒輪剃前加工中,也需要很好地控制齒輪的公法線變動(dòng)量公差、齒向的公差和表面粗糙度等。

        3.3 刃磨剃齒刀主要步驟

        在實(shí)際加工過(guò)程中只有正確地操作剃齒刀,才可以保證齒輪的加工精度,以下是刃磨剃齒刀的主要步驟:(1)保證齒刀容屑槽中沒(méi)有雜物,同時(shí)需要檢查刀齒的磨損程度,對(duì)于那些磨損程度比較嚴(yán)重的,則需要及時(shí)的更換,只有這樣才可以保證齒面可以完全被磨起來(lái);(2)相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該通過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,建立剃齒刀與工件接觸點(diǎn)之間的關(guān)系,以便確定剃齒刀的特形曲線等內(nèi)容;(3)當(dāng)刃磨了一個(gè)齒后,應(yīng)該檢驗(yàn)其是不是滿足預(yù)先設(shè)計(jì)好的特形曲線,如果不滿足,則需要重新設(shè)定刃磨特形曲線;(4)由于在磨削的過(guò)程中,剃齒刀有可能會(huì)產(chǎn)生磁性,所以必須對(duì)剃齒刀進(jìn)行退磁處理。

        3.4合理控制處理工序

        齒輪基本上都需要進(jìn)行熱處理加工,相關(guān)研究表明:在齒輪滲碳的熱處理加工中,有幾個(gè)因素會(huì)直接或者間接地影響齒輪的變形,比如:熱處理爐的溫度是否處于均勻狀態(tài);處理中運(yùn)用的碳層是否是均勻的等。由相關(guān)技術(shù)人員得到的數(shù)據(jù)可知如下的結(jié)論,既滲碳的溫度越高,滲碳層的厚度越厚,油的溫度越低,都會(huì)在一定程度上導(dǎo)致齒輪的變形量增大。

        在對(duì)齒輪進(jìn)行淬火的過(guò)程中,影響齒輪變形的主要因素是淬火的冷卻行為,實(shí)際中由熱油淬火得到的齒輪變形量會(huì)比用冷油淬火得到的齒輪變形量小。同時(shí)需要注意的是油的冷卻能力也會(huì)在一定程度上影響齒輪的變形。在熱處理加工的過(guò)程中,正是由于不能很好地控制處理爐的溫度和碳層的均勻性,才會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的齒輪具有一定的變形量。

        3.5抵消偏心的影響

        在齒輪加工中,常常會(huì)出現(xiàn)偏心問(wèn)題,如:齒坯定位產(chǎn)生的幾何偏心和由機(jī)床床身結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的齒坯定位的運(yùn)動(dòng)偏心。齒輪加工過(guò)程中,這兩種偏心會(huì)引起齒輪的加工誤差。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的不斷研究,現(xiàn)如今可以利用一種方法將這兩種偏心問(wèn)題進(jìn)行相互抵消、相互補(bǔ)償,進(jìn)而在一定程度上提高齒輪的加工精度。

        3.5.1幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心

        齒坯是安裝在機(jī)床工作臺(tái)心軸上的,它的定位是通過(guò)基準(zhǔn)孔確定的。幾何偏心產(chǎn)生的直接原因在于齒輪齒圈的基準(zhǔn)軸線與齒坯基準(zhǔn)孔中心沒(méi)有重合在一起,而產(chǎn)生幾何偏心的間接原因是基準(zhǔn)孔與心軸之間存在間隙或者是基準(zhǔn)孔本身就存在一定的偏心。產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偏心的直接原因是蝸輪的軸線與定位心軸的軸線之間沒(méi)有完全的重合在一起,而間接的原因在于工作臺(tái)分度蝸輪本身存在偏心蝸。

        3.5.2抵消偏心影響,減小加工誤差

        齒輪加工過(guò)程中的齒距累積誤差主要是由幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心共同作用而產(chǎn)生的。實(shí)際操作中減小齒距累積誤差的措施如下:一是保證齒坯孔的精度,主要指的是齒坯孔的定心精度;二是利用合理的方法將幾何偏心與運(yùn)動(dòng)偏心所產(chǎn)生的影響進(jìn)行一定地抵消。這種合理的方法可按如下步驟進(jìn)行:(1)測(cè)方向,既是測(cè)出分度蝸輪的運(yùn)動(dòng)偏心方向,然后試切一件齒坯,對(duì)這個(gè)試切的齒坯進(jìn)行一定地測(cè)量,既測(cè)出其公法線長(zhǎng)度的最大值(蝸輪運(yùn)動(dòng)偏心方向)和最小值,做好標(biāo)記A。(2)測(cè)出齒坯的徑向跳動(dòng),同時(shí)需要在徑向跳動(dòng)最大值方向上做好標(biāo)記B。(3)在安裝齒坯時(shí),應(yīng)使A、B的方向恰好相反。

        4 結(jié)論

        隨著我國(guó)的不斷發(fā)展,齒輪得到了比較廣泛的運(yùn)用,對(duì)于提高齒輪的精度是十分有必要的。本文介紹的幾種提高齒輪加工精度的措施都是實(shí)際運(yùn)用中經(jīng)常采用的,這些方法是通過(guò)了實(shí)踐證明的,具有一定的可行性。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 趙世華.金屬切削機(jī)床[M]北京:航空工業(yè)出版社

        [2] 張子遜,陳世平. 一種提高齒輪加工精度有效可行的方法[M].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程

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