孫景屹

摘要：隨著市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，機(jī)械制造企業(yè)迅速發(fā)展，齒輪的應(yīng)用率也越來越高，同時人們對齒輪精度的要求也越來越高。本文將根據(jù)齒輪加工精度的影響因素，提出了幾種提高齒輪加工精度的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：齒輪；加工；精度；控制

中圖分類號TH11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0222-02

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，當(dāng)前我國齒輪加工技術(shù)水平已經(jīng)有所提高，利用滾齒機(jī)、剃齒機(jī)等先進(jìn)設(shè)備提高齒輪加工的精度。對于滾齒加工來說，它的操作原理就像是一對嚙合的螺旋齒輪在相互傳動運(yùn)動。齒輪加工的整個過程中，滾刀具有重要作用，在加工過程中滾刀和工件之間進(jìn)行相對運(yùn)動，保證漸開線齒輪呈現(xiàn)嚙合運(yùn)動關(guān)系，提高齒輪加工的效率。近些年來，隨著科技水平的進(jìn)步，人們對齒輪精確度的要求也在不斷提高，相關(guān)技術(shù)人員加強(qiáng)了齒輪加工的研究力度，不斷深入探討提高齒輪精度的方法，現(xiàn)將滾齒加工精度劃定為7到10級，逐步提高齒輪加工效率，生產(chǎn)高效率、高精度的齒輪。另外，相關(guān)研究人員還對蝸輪大批量加工進(jìn)行了研究，通過一系列相關(guān)實驗，收集和整理數(shù)據(jù)，將其齒輪加工出現(xiàn)誤差的原因歸結(jié)為：在齒輪加工的過程中，出現(xiàn)幾何偏心以及運(yùn)動偏心的現(xiàn)象，就會導(dǎo)致整個齒輪加工作業(yè)出現(xiàn)誤差，并進(jìn)行誤差累積，最后會影響齒輪轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性，繼而導(dǎo)致齒輪精度較低。本文以齒輪加工為研究對象，分析總結(jié)了影響齒輪加工精度的因素，并提出了提高齒輪加工精度的優(yōu)化建議，希望進(jìn)一步提高齒輪加工效率和精度。

1.影響齒輪加工精度的因素

在齒輪的加工過程中，熱處理程序、毛培成型工藝等處理程序都會影響到齒輪加工精度。另外，齒輪加工精度的影響因素不只是以上所說的，還有以下因素。

1）生產(chǎn)原理。在齒輪加工的過程中，近似刀刃輪廓和轉(zhuǎn)動關(guān)系都會影響齒輪加工，如果出現(xiàn)一些誤差，在生產(chǎn)過程中加工螺紋、復(fù)雜曲面以及齒輪的環(huán)節(jié)很容易影響成品齒輪的精度。

2）機(jī)械的調(diào)動。在齒輪的加工過程中，調(diào)動機(jī)床是一個非常重要的環(huán)節(jié)，一旦機(jī)床調(diào)整的不正確，就會產(chǎn)生誤差，最終降低齒輪精度。當(dāng)然，不僅在機(jī)床調(diào)整的階段容易出現(xiàn)誤差，如果機(jī)床制造不合標(biāo)準(zhǔn)，也會影響齒輪的精度。具體體現(xiàn)在機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向、機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)和傳動鏈3個方面。

3）夾具問題。定位、刀具導(dǎo)向元件以及分度結(jié)構(gòu)，都會影響齒輪精度。在夾具工作的過程在中出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，都會影響齒輪精度。另外，在夾具裝置工作后，元件之間容易出現(xiàn)尺寸問題，同樣會降低齒輪精度。

4）刀具問題。在齒輪加工的過程中，需要用到很多種刀具，每種刀具在加工時出現(xiàn)的誤差都是不同的。一是鉸刀、鉆頭、圓拉刀這類刀具在加工過程中出現(xiàn)的誤差會影響到齒輪尺寸的精確度；二是砂輪、成型車刀和銑刀等這類刀具的形狀會影響齒輪形狀方面的精確度；三是花鍵滾刀和齒輪等這類刀具的形狀會影響齒輪表面形狀的精確度。

5）力的問題。一是受到外力造成齒輪變形，在夾緊刀、離心力和重力等外力的影響下，會使齒輪發(fā)生形變，降低加工精確度，因此導(dǎo)致整個加工工藝系統(tǒng)的中間部件互相作用發(fā)生改變，容易出現(xiàn)誤差問題，影響齒輪的穩(wěn)定加工進(jìn)程，機(jī)床和加工器件容易出現(xiàn)變形，使得齒輪的整體形狀發(fā)生改變；二是在整個工作過程中，加工時會產(chǎn)生一些摩擦，摩擦?xí)a(chǎn)生一定的熱量，如果熱量過高將會影響整個加工過程，從而降低齒輪的精確度；三是由于力的影響，使得一些部件在工作中出現(xiàn)誤差，如毛坯制作的時候或者進(jìn)行熱處理的時候，因為殘留一些應(yīng)力，出現(xiàn)誤差。

6）環(huán)境問題。齒輪加工的過程會產(chǎn)生很大金屬碎片，這些碎片如果進(jìn)入零件的縫隙中，或者其他重要的位置中，就會直接降低零件加工的準(zhǔn)確度。這種問題容易被發(fā)現(xiàn)但是不容易解決，因為這關(guān)系到操作人員技術(shù)水平的問題。

2.提高齒輪加工精度的措施

1）提升齒坯的加工質(zhì)量。齒輪加工過程中，齒坯的質(zhì)量對后續(xù)工序具有重要作用，直接影響齒輪加工定位和安裝的準(zhǔn)確度。如果齒輪在進(jìn)行滾齒的時候，齒坯安裝縫隙過大，就會使齒坯加工出現(xiàn)偏心現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)偏心情況，就會使齒圈徑向跳動出現(xiàn)較大偏差，直接導(dǎo)致齒輪后續(xù)加工質(zhì)量不高，使得成品齒輪精度受到極大的影響。同時，齒圈齒坯在進(jìn)行斷面圓跳動的時候，如果出現(xiàn)誤差將會影響剃齒加工的質(zhì)量。這是因為剃齒加工的故從中定位面是齒輪的端面，在齒輪齒坯達(dá)到最大的圓跳動位置時進(jìn)行錐齒加工。斜齒加工的位置則是在距離齒輪齒坯圓跳動的最大圓周面的任意90。內(nèi)。在進(jìn)行錐齒加工和剃齒加工的過程中，齒輪的每個齒都是由錐齒與斜齒合力加工而成的，這種合成加工會對齒輪精度產(chǎn)生一定影響。因此，在齒輪加工過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制齒坯件的質(zhì)量，可以通過以下兩種方法提高齒坯件質(zhì)量。一是加工孔類齒輪的時候，齒輪孔應(yīng)當(dāng)控制在H6級，并且齒輪齒坯的外圓直徑不超過80的端面調(diào)動應(yīng)當(dāng)控制在0.017。齒輪齒坯的外圓直徑如果超過80的端面跳動，就應(yīng)該控制在0.0221的范圍內(nèi)。齒輪齒坯的外圓直徑如果大于125的端面跳動，就應(yīng)該控制在0.0251的范圍內(nèi)；二是在加工軸累齒輪的時候，將定位外圓的尺寸精度控制為H5級，定位外圓的跳動盡量控制在0.015以內(nèi)。

2）提高齒輪加工過程中的滾齒精度。滾齒加工的方法主要是用于對齒輪精度要求并比較低的齒輪加工中，想要提高齒輪的加工質(zhì)量和精度，需要選擇標(biāo)準(zhǔn)形式的齒輪滾刀。在加工汽車中使用的齒輪的時候，加工工藝上就應(yīng)當(dāng)選擇滾梯加工工藝。在進(jìn)行滾齒加工的過程中，我們需要應(yīng)用的是剃前的齒輪的滾刀，這樣能夠?qū)X輪精度最少提高兩級。在提高精度的同時，我們還需要對三個變量參數(shù)進(jìn)行有效控制，一是周節(jié)積累誤差；二是公法線長度變動分量；三是齒圈徑向跳動的誤差。

3）把握齒輪加工過程中剃齒的精度。剃齒是進(jìn)行齒形精加工的有效方法，它的作用是有利于休整齒形和齒向形狀以及位置。在實際操作過程中，剃齒余量的大小，不僅會影響到齒輪加工效率，還會對齒輪加工質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。如果剃齒余量過小，就會出現(xiàn)剃不起來的情況，這是因為不能完全消除剃前誤差和齒面缺陷。如果剃齒余量過大，就會降低加工效率，還會降低齒形加工質(zhì)量。一般來說，中等模數(shù)的齒輪在加工時如果選擇單邊剃齒，剃齒余量應(yīng)當(dāng)在0.03mm～0.04mm之間。

4）控制齒輪加工過程中的控制熱處理程序。齒輪加工中會涉及熱處理工序，在齒輪滲碳加工升溫的過程中溫度均衡與否、冷卻介質(zhì)溫度值、碳層均勻程度都會影響齒輪的精度。為了提高齒輪加工的精度，需要規(guī)范火工藝，將溫度調(diào)控在650℃～700℃之間。另外，還需要及時調(diào)整在粗加工后面以及精加工的前面的部件。

齒輪加工的過程具體系統(tǒng)性特征，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工。每一道工序都需要嚴(yán)格按照圖紙上的要求進(jìn)行，合理安排每一道工序，把握生產(chǎn)過程中的每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，才能全面提高齒輪加工的精確度。當(dāng)然，在齒輪加工的過程中，應(yīng)當(dāng)注意引進(jìn)先進(jìn)制造工藝對齒輪精確度的影響，及時找到有效的解決辦法提高齒輪精度。