影響軸齒輪滾齒加工精度的原因分析

丁雙雙

摘 要：在我國快速發(fā)展過程中，經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會在不斷進(jìn)步，機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)用的頻率已經(jīng)日益增多，減速機(jī)便是時代作用下的產(chǎn)物。在減速機(jī)中，滾齒與軸齒輪都是主要零件，假若軸齒輪滾齒的加工精度受損，那么減速機(jī)的減速效果也會大打折扣。文章通過分析影響軸齒輪滾齒加工精度被破壞的原因，來提高被加工零件的質(zhì)量，并從物理和化學(xué)兩方面對其展開具體分析。

關(guān)鍵詞：加工精度;軸齒輪;滾齒;加工質(zhì)量

引言

軸齒輪主要應(yīng)用在減速機(jī)中，并且和減速機(jī)的質(zhì)量和效率有著直接的關(guān)系。如果軸齒輪在工作過程中產(chǎn)生精度等相關(guān)問題就會影響減速機(jī)的正常工作。對于軸齒輪來說，最難控制的精度就是滾齒加工精度，因?yàn)檩S齒輪的工作部分就是由滾齒來控制的，傳統(tǒng)的加工軸齒輪滾齒的方法就是采用滾齒磨齒相結(jié)合的方法，在這個過程中容易產(chǎn)生一系列的加工誤差問題，影響最終的成齒精度。因此為了提高軸齒輪的加工質(zhì)量，最先要保證加工的軸齒輪滾齒的加工精度符合要求。因此本文將主要通過對控制軸齒輪滾齒的加工精度的幾個因素進(jìn)行分析，然后從軸齒輪滾齒加工過程，加工誤差的控制以及設(shè)備影響等多個方面進(jìn)行原因分析，從而在今后的軸齒輪滾齒加工的過程中可以將加工精度這一標(biāo)準(zhǔn)控制的更加嚴(yán)格，生產(chǎn)出高質(zhì)量的軸齒輪，從而不斷的提高齒輪加工的整體競爭力。

1影響滾齒加工精度的因素分析

1.1齒圈徑跳誤差

齒圈徑跳又叫幾何偏心，是指“齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測頭在齒槽內(nèi)或輪齒上，與齒高中部雙面接觸，測頭相對于輪齒軸線的最大變動量?！焙喲灾?，齒圈徑跳就是輪齒齒圈出現(xiàn)軸中心線偏心的情況，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因，多發(fā)生在零件安裝時期，由于零件與工作臺出現(xiàn)回轉(zhuǎn)中心不重合或者存在較大偏差的情況，引發(fā)偏心。同樣的，滾齒芯軸頂尖孔或者齒輪機(jī)頂尖制造不良，由于定位面接觸不良，導(dǎo)致偏心的情況。

1.2運(yùn)動偏心

運(yùn)動偏心一般表現(xiàn)為公法線長度誤差，這種誤差出現(xiàn)的原因是滾齒在進(jìn)行齒輪加工的過程中一般會采用展成法，因此，當(dāng)對于齒坯間的分齒到刀具傳動鏈進(jìn)行確立時，必須要將傳動比關(guān)系作為其運(yùn)動精確性的主要決定因素。然而，傳動鏈本身并非單項(xiàng)結(jié)構(gòu)，它是由較多的傳動元件組成。因此，當(dāng)傳動鏈在進(jìn)行運(yùn)動過程中，必定會出現(xiàn)零件誤差在傳動鏈末端集中反映的情況，也就是相對運(yùn)動中的不均勻性，并由此對加工精度造成影響。而此處，運(yùn)動偏心，也就是公法線長度，其變動與齒輪牙齒分布狀況有一定關(guān)聯(lián)，當(dāng)齒輪牙齒分布不均勻時，公法線長度的變動就會直觀地表現(xiàn)出其出現(xiàn)誤差的最大范圍。

1.3齒面粗糙度分析

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，影響齒面粗糙度差的基本原因主要由幾種現(xiàn)象所引起：魚鱗、撕裂、啃齒和發(fā)紋。而這些現(xiàn)象又是由機(jī)床、工件和刀具系統(tǒng)的剛性不足所引起。在軸齒輪滾齒的加工過程中，由于滾齒和工件的相對加工位置可能發(fā)生變化，導(dǎo)致實(shí)際加工位置與設(shè)計(jì)位置不重合，進(jìn)而造成加工歪斜，表面粗糙度不均衡的現(xiàn)象。從物理的角度來講，零件的材質(zhì)也與實(shí)際加工效果有著不可切斷的聯(lián)系，例如低碳合金鋼的硬度就低于高碳合金鋼，所以在加工軸齒輪和滾齒的過程中，必須對所用材料進(jìn)行多次比較，得到適合所用零件加工的材料，適合的加工材料將降低齒面粗糙度，并使其加工出合格且符合國家標(biāo)準(zhǔn)的零件。在機(jī)械加工中，齒輪齒面的粗糙度一般取1.6即可，但是假若磨齒的加工精度要求較高，其表面粗糙度便可為0.8甚至更小的一些;齒頂圓的表面一般取6.43，假若所加工的齒頂圓被作為檢測基準(zhǔn)，那么便取3.2或更小。

1.4影響粗糙度的軸齒輪滾齒的加工精度原因分析

對于軸齒輪如果滾齒的粗糙度沒有達(dá)到實(shí)際要求的那樣就會產(chǎn)生崩齒、滾齒的撕裂以及鱗屑等現(xiàn)象。實(shí)際加工中造成軸齒輪滾齒粗糙度達(dá)不到生產(chǎn)要求的最關(guān)鍵因素還是出現(xiàn)在加工設(shè)備中，尤其是成套的設(shè)備，如數(shù)控機(jī)床的加工中，它和回轉(zhuǎn)刀架的精度，機(jī)床的夾具精度以及數(shù)控機(jī)床控制工作系統(tǒng)等都有關(guān)系，并且在成形的過程中還會綜合考慮這些成套設(shè)備帶來的不可避免的誤差，需要在要求的范圍內(nèi)制定這些不可避免的誤差，然后重點(diǎn)控制數(shù)控機(jī)床成套設(shè)備的精度問題。尤其是出現(xiàn)了滾齒之間間隙較大的情況下，主要是由于加工的滾刀與工件之間的相向的過程中出現(xiàn)一系列的問題，從而造成了滾齒之間間隙增大，粗糙度增大。另外滾刀如果沒有精磨到一定的精度生產(chǎn)加工出來的滾齒也會產(chǎn)生粗糙度和加工出現(xiàn)的粗糙度產(chǎn)生誤差等。這些都是產(chǎn)生粗糙度影響軸齒輪滾齒加工的原因。

2提高滾齒加工精度的方法

2.1提升齒坯加工質(zhì)量

對于齒輪加工而言，齒坯的質(zhì)量直接影響著齒輪的精度，提升齒坯質(zhì)量是提升齒輪精度的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。齒輪內(nèi)孔和齒輪端面是齒輪加工的定位基準(zhǔn)，借助數(shù)控機(jī)床可以直接削出齒輪的端面和內(nèi)孔，端面的跳動<=0.015mm，以往使用普通車床或者半自動車床，加工出來的齒坯，端面跳動>=0.05mm。提升定位基準(zhǔn)的精度，可以大幅度提升齒輪加工精度，尤其是齒向精度。

2.2提升刀具刃磨精度

刀具刃磨精度也會影響到齒形精度。為了確保刀具有著良好的加工精度，選擇刀具時，需要選擇精度等級較高的，而且注意刃磨精度的提升，按照加工齒輪的精度選擇刀具精度。最為簡單的辦法就是選擇國外生產(chǎn)的滾刀，可以保證刃磨精度。滾刀進(jìn)行刃磨涂層，可以加工1200件齒輪，刃磨10-13次，其帶來的產(chǎn)品質(zhì)量效益要高于它的價格。滾刀進(jìn)行刃磨之后，必須添加涂層，保證其使用壽命。使用國產(chǎn)的滾刀時，需要合理進(jìn)行刃磨涂層和竄刀量。如果滾刀齒輪出現(xiàn)磨損的情況，齒輪的齒形精度以及表面質(zhì)量會下降，還會導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)振動。一般情況下，粗切時磨損量超過0.8-1mm或者精切時磨損量超過0.2-0.5mm，則需要重新磨刀。

2.3齒形誤差對策

齒形誤差主要指包容實(shí)際齒形輪廓線的理想齒形廓線法向在齒形工作部分中的距離。一般而言，漸開線齒形總會存在一定偏差，這種偏差會使傳動平穩(wěn)性受到影響，出現(xiàn)不對稱、角誤差等現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生滾刀齒形誤差。而對齒形誤差的成因進(jìn)行具體分析，就可以發(fā)現(xiàn)，在漸開線齒形決定的過程中，齒輪基圓是唯一決定性參數(shù)，因此，一旦基圓發(fā)生誤差，齒形也會因此出現(xiàn)誤差。當(dāng)對齒輪進(jìn)行加工時，漸開線齒形其中依靠齒坯滾刀之間固定速比的分齒進(jìn)行保證，由此可以證明，滾刀齒形誤差決定了齒形誤差，并導(dǎo)致不對稱等現(xiàn)象的產(chǎn)生。

結(jié)語

文章主要從物理和化學(xué)兩個因素對軸齒輪滾齒的加工精度展開討論，并且也描述了磨齒對加工精度的有效控制。通過對幾何偏差、吃面粗糙度和齒形誤差的分析，使其了解影響軸齒輪滾齒加工精度的真正原因，通過對這些因素的合理控制，將使?jié)L輪精度得到有效提升，進(jìn)而得到加工精度全面提高的目的。

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