韓振偉 王鋼

（北方重工集團(tuán)有限公司傳動(dòng)設(shè)備分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110860）

大批量生產(chǎn)的變速箱中的齒輪齒形的加工工藝通常情況下是滾剃的加工工藝，這種工藝的加工步驟共有五步：第一步是制坯；第二步是滾齒；第三步是剃齒；第四步是熱處理；第五步是熱后加工。但是步入二十一世紀(jì)之后，我國(guó)的機(jī)械加工行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到了數(shù)控的加工時(shí)代。數(shù)控加工由于其精度高，質(zhì)量好，已經(jīng)成為了齒輪加工的最優(yōu)選擇。數(shù)控車床，剃齒機(jī)及高精度磨床已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在了齒輪的加工過程中，這樣就使得齒輪加工無(wú)論是在加工精度上，還是在加工的數(shù)量上，都有了很大程度的提升。齒輪加工的專用設(shè)備是滾齒機(jī)，滾齒機(jī)的工作原理就是按照滾切的加工方法來(lái)加工齒輪，在加工的過程中，可以看做是讓齒條和齒輪之間進(jìn)行一種無(wú)間隙的嚙合運(yùn)動(dòng)。滾齒機(jī)中使用的滾刀在實(shí)際的作用中就是一種假想的齒條，這種齒條在蝸桿上設(shè)置了很多的槽，這些槽是用來(lái)形成切削刃，方便整個(gè)齒輪的切削。在整個(gè)齒輪的加工過程中，滾刀的作用是非常重要和關(guān)鍵的，在加工中，正是有了滾刀和加工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，才有效的保障了齒輪漸開線的嚙合運(yùn)動(dòng)，從根本上提升了齒輪的加工效率。近些年，經(jīng)過科研人員的不斷探索和創(chuàng)新中，高精度的數(shù)控滾齒機(jī)已經(jīng)在精度上達(dá)到七級(jí)的精度，并且還有效的提升了加工的效率，保障了加工質(zhì)量。上文提及了滾齒機(jī)，在齒輪的加工工藝中，還有一種加工設(shè)備也是非常重要的，那就是剃齒機(jī)。剃齒機(jī)在加工設(shè)備中屬于對(duì)齒輪進(jìn)行精加工的設(shè)備，它的加工精度可以達(dá)到六級(jí)的精度。剃齒機(jī)對(duì)于特殊齒形的齒輪的加工效果更加明顯。剃齒機(jī)還可以加工沒有經(jīng)過熱處理的直齒圓柱齒輪等。剃齒機(jī)的運(yùn)行原理主要就是利用了兩個(gè)圓柱螺旋齒輪的嚙合點(diǎn)間的相互嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。螺旋齒輪中的小槽就是剃齒刀。加工圓柱直齒輪要用斜齒剃齒刀，加工圓柱斜齒輪時(shí)要用直齒（或斜齒）剃齒刀。

一、齒輪加工過程中影響加工精度的因素

在實(shí)際的齒輪加工過程中，影響齒輪加工精度的因素大致分為六種。這六種分別是：第一種齒坯的鑄造誤差‘第二種是加工刀具的制造誤差；第三種是刃磨誤差；第四種是刀具的安裝誤差；第五種是齒輪加工的安裝誤差；第六種是加工機(jī)床的自身誤差。以上六種中的一種或者是幾種都有可能造成齒輪的加工精度誤差，給齒輪的加工質(zhì)量帶來(lái)了一定的影響。參照GB/T10095的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)誤差分為五方面的誤差：第一方面是周節(jié)累積誤差；第二方面是基節(jié)誤差；第三方面是齒形誤差；第四種是齒圈徑向誤差；第五種是齒向誤差。在齒輪的加工過程中，要針對(duì)以上五方面的標(biāo)準(zhǔn)誤差進(jìn)行詳細(xì)的檢驗(yàn)和施工。

二、有效提升齒輪加工精度的措施

關(guān)于有效提升齒輪加工精度的措施的論述，本文主要從三個(gè)方面進(jìn)行分析。第一個(gè)方面是提升齒坯件的加工質(zhì)量。第二個(gè)方面是控制齒輪加工過程中的滾齒精度。第三個(gè)方面是控制齒輪加工過程中的剃齒的精度。下面進(jìn)行詳細(xì)的分析。

（1）措施一：提升齒坯件的加工質(zhì)量

齒輪加工中的齒坯加工的加工質(zhì)量是非常關(guān)鍵的，對(duì)于齒輪的后續(xù)加工質(zhì)量有著非常重要的基礎(chǔ)作用，影響著齒輪加工的安裝和定位精度。一旦齒輪在滾齒的過程中，齒坯的安裝縫隙過大，就會(huì)出現(xiàn)齒輪的齒坯加工偏心的現(xiàn)象。這種偏心會(huì)讓齒圈出現(xiàn)齒圈徑向跳動(dòng)偏差過大的現(xiàn)象，這樣直接影響到了齒輪的后續(xù)加工，對(duì)齒輪的加工成品的質(zhì)量有非常重大的影響。同時(shí)齒圈齒坯的斷面圓跳動(dòng)的精度還影響著剃齒工序的加工質(zhì)量。這是由于剃齒在加工過程中定位面是齒輪的端面，在齒輪齒坯的最大圓跳動(dòng)的位置進(jìn)行錐齒的加工成型。斜齒的加工位置在距離圓跳度量最大的圓周面的任意九十度角內(nèi)。在錐齒和剃齒的加工過程中加工中的每一個(gè)齒都是錐齒和斜齒的加工合成，這樣的合成加工會(huì)產(chǎn)生齒輪的齒向誤差?；诖耍邶X輪的加工過程中要嚴(yán)格的控制齒坯的加工質(zhì)量。要按一下兩種控制要求進(jìn)行質(zhì)量控制。第一，在加工孔類的齒輪加工過程中，齒輪孔的精度要控制在H6級(jí)別；同時(shí)齒輪齒坯的外圓不大于80直徑的端面跳動(dòng)量盡量控制在0.017；齒輪齒坯的外圓大于80直徑的端面的跳動(dòng)量盡量控制在0.0221以內(nèi)；齒輪齒坯的外圓大于125直徑的端面的跳動(dòng)量盡量控制在0.0251以內(nèi)；第二，對(duì)軸類齒輪加工的齒坯，定位外圓的尺寸精度按h5級(jí)，定位外圓的跳動(dòng)≤0.015。

（2）措施二：控制齒輪加工過程中的滾齒精度

滾齒的加工方法主要是用在對(duì)齒輪的精度要求不是很高的加工中，這種情況下，要想達(dá)到齒輪的質(zhì)量要求，選擇標(biāo)準(zhǔn)形式的齒輪滾到就可以實(shí)現(xiàn)。我們?cè)诩庸て囀褂玫凝X輪過程中，選擇的加工工藝就是滾剃的加工工藝。在進(jìn)行滾齒加工時(shí)，我們使用的是剃前的齒輪的滾刀進(jìn)行加工，這樣的加工精度至少能夠提升兩級(jí)，精度提升的同時(shí)，我們還要對(duì)以下三種變量參數(shù)進(jìn)行控制：第一個(gè)是周節(jié)積累誤差；第二個(gè)是公法線長(zhǎng)度的變動(dòng)分量；第三個(gè)是齒圈的徑向跳動(dòng)誤差。這三種變量必須有效在加工過程中進(jìn)行控制，因?yàn)檫@三種變量直接影響著齒輪的加工精度和質(zhì)量。

（3）措施三：控制齒輪加工過程中的剃齒的精度

剃齒是齒輪齒形精加工有效手段，目的是進(jìn)行修整齒形形狀及修整齒向形狀及位置，在實(shí)際加工中，剃齒的余量大小，不僅會(huì)影響其生產(chǎn)效率，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。剃齒余量過大，則生產(chǎn)效率下降，也會(huì)影響齒形的加工質(zhì)量，一般中等模數(shù)的齒輪加工單邊剃齒余量選擇為0.03mm～0.04mm。

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