魏廣遠(yuǎn)， 王東壘， 劉文寬， 張雷

（齊齊哈爾機(jī)床集團(tuán)有限公司 配套分公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

0 引言

人字齒輪具有承載能力高、傳動(dòng)平穩(wěn)和軸向載荷小等優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)在重型機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用，例如機(jī)械傳動(dòng)800 t以上的壓力機(jī)等等，但人字齒輪也同時(shí)有著加工困難、造價(jià)較高的特點(diǎn)。在人字齒本身結(jié)構(gòu)中主要有兩種形態(tài)，一種為分體制造結(jié)構(gòu)然后組裝在一起；另外一種結(jié)構(gòu)為兩側(cè)做為一體。本文以一重集團(tuán)紹興重型機(jī)床有限公司設(shè)計(jì)的專機(jī)，數(shù)控深孔鉆（TK2150×120/20）主傳動(dòng)中的組合人字齒輪為例，介紹人字齒輪中分體結(jié)構(gòu)的一種加工方案，為類似零件加工提供參考。

1 人字齒輪加工難點(diǎn)、重點(diǎn)

如圖1所示，我們可以看到零件的基本參數(shù)，模數(shù)為8 mm、β=20°1′30″，按照最常規(guī)的人字齒輪加工想法，是將兩個(gè)齒輪在制齒前組合起來，先加工一側(cè)齒輪，再通過劃線或是使用檢具方式來加工另外一側(cè)齒輪保證兩齒的同步，但通過觀察圖樣，我們可以很明顯地計(jì)算得出兩個(gè)齒輪組合后的空刀寬度為10 mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或是查表（標(biāo)準(zhǔn)滾刀切制人字齒輪的中間退刀槽尺寸mn=8，β=15°~25°，中間退刀槽=85 mm），如此窄小的空刀，此加工方案是不可能實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以考慮梳齒，但是由圖樣得出，齒輪精度為7-6C、齒部高頻淬火硬度為52 HRC，淬火后在梳齒機(jī)上也是無法實(shí)現(xiàn)的，所以只能考慮磨齒，齒輪部位分體加工，再進(jìn)行組裝，所以如何保證兩齒之間相位同步是本例中的加工重點(diǎn)和難點(diǎn)。

圖1 組合人字齒輪零件簡圖

2 具體加工方案

為了保證組裝之后兩齒的同步，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，主要思路為在制齒前，先將兩個(gè)輪組裝起來，如圖2用6個(gè)M20內(nèi)六方螺栓緊固，用6個(gè)銷孔定位，按圖2所示分別鉆在2個(gè)零件上φ6H7銷孔，將2個(gè)零件拆開，分別加工齒部，在齒加工過程中其φ6H7銷孔的中心位置在一個(gè)齒的（俗稱陽牙）中間位置，此方案有兩個(gè)難點(diǎn)：1）熱處理變形后兩零件難以再進(jìn)行組裝；2）如何保證φ6H7銷孔最終在一個(gè)齒牙的中間位置，也就是保證兩個(gè)齒輪的相位同步。

圖2 φ6H7銷孔位置加工簡圖

圖3 單齒對稱檢具

針對第一個(gè)難點(diǎn)熱處理變型問題，我們依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，僅齒部高頻淬火對其它位置的影響較小，不過對材料的穩(wěn)定性要求嚴(yán)格，所以齒輪的坯料一定要經(jīng)過正火處理；對于第二個(gè)難點(diǎn)，我們使用一種可以保證單齒對中檢具，也就是使用我們先前提到的φ6H7銷孔，檢具的示意圖如圖3所示：通過檢具在磨齒時(shí)可以保證齒的對中性在0.02 mm以內(nèi)，按照此理論數(shù)值，我們預(yù)計(jì)加工后的成品，組裝之后的人字齒輪同步可以在0.10 mm以內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求，我們進(jìn)行了實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，主要工序內(nèi)容為下，以圖1中的零件2為例：

1）數(shù)控臥車：夾左端φ195k6外圓，找正齒外圓及端面，一次車齒外圓至φ343.80h7，平右端面，在60尺寸左面車一找正帶，內(nèi)孔留量0.70 mm。

2）掉頭：夾右端外圓，找正齒外圓及60尺寸左端找正帶在0.01 mm以內(nèi)，車φ195k6外圓、φ285外圓、65±0.1 mm、130尺寸左端面、齒寬60至600-0.02mm，按圖樣倒角，以上跳動(dòng)均要求在0.015 mm以內(nèi)。

3）組裝、鉆孔結(jié)合。

4）數(shù)控鏜床：在齒外圓上鉆、鉸出兩個(gè)定位銷控φ6H7，要求此兩個(gè)銷孔位于平行零件中心的同一軸線上，且到兩個(gè)齒端面等距，誤差值在0.02 mm以內(nèi)。

5）兩零件拆開，分別準(zhǔn)備制齒加工。

6）滾齒：以φ6H7為齒頂中心，齒厚留磨量0.8 mm，要求φ6H7孔中心對稱在0.06 mm以內(nèi)。

7）淬火：僅齒部高頻淬火硬度為52HRC。

8）磨齒：以φ6H7為齒頂中心，要求φ6H7孔中心對稱在0.02 mm以內(nèi)，按圖紙要求磨削到寸。

此加工方案在實(shí)際生產(chǎn)中得到驗(yàn)證，最后加工組合人字齒輪同步為0.08 mm。