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(lèi)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(kāi)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(kāi)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(chēng)、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(chēng)的。正是由于這種不對(duì)稱(chēng)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(chēng)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(chēng)性；（2）內(nèi)孔外圓不同心，主要是由于車(chē)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?。在?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(mǎn)足預(yù)先設(shè)計(jì)好的特形曲線，如果不滿(mǎn)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。

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