1、提高圓柱齒輪滾齒加工精度的方法 2013-05-02 07:03:58| 分類： 默認分類 | 標簽： |舉報 |字號大中小 訂閱 提高圓柱齒輪滾齒加工精度的方法2012-11-16 來源： 作者：德州齒輪有限公司 王 玨隨著機械制造業突飛猛進的發展，我國齒輪制造業也有著廣闊的國內、外市場前景。齒輪產品是否能取勝國內、外市場，關鍵問題取決于齒輪制造的質量和成本。齒輪制造最常用的工藝就是滾剃工藝，雖然剃齒能提高齒輪的精度，但是由于剃齒加工工序的非強制性嚙合特點，剃齒精度在很大程度上依賴于滾齒精度，可以說滾齒精度決定了齒輪的精度。因此滾齒中的一些誤差項目如齒圈徑跳、公法線變動量、基節偏差以及齒形齒

2、向誤差必須嚴格控制，才能制造出精確的齒輪?，F就多年對齒輪制造理論的研究及生產現場經驗的積累，介紹一些提高齒輪滾齒加工質量的方法及途徑，供同行借鑒。一、 滾齒加工精度分析圓柱齒輪精度主要有運動精度、平穩性精度和接觸精度。滾齒加工中用控制公法線長度變動和齒圈徑跳來保證運動精度，用控制齒形誤差和基節偏差來保證工作平穩性精度，用控制齒向誤差來保證接觸精度。下面對滾齒加工中易出現的幾種誤差原因進行分析：（1）齒圈徑向跳動誤差（即幾何偏心） 齒圈徑向跳動是指在齒輪一轉范圍內，測頭在齒槽內或輪齒上，與齒高中部雙面接觸，測頭相對于輪齒軸線的最大變動量，也是輪齒齒圈相對于軸中心線的偏心，這種偏心是由于在安裝零件

3、時，零件的回轉中心與工作臺的回轉中心安裝不重合或偏差太大而引起，或因滾齒機頂尖和滾齒心軸頂尖孔制造不良，使定位面接觸不好造成偏心，所以齒圈徑跳主要從以上原因分析解決。（2）公法線長度誤差（即運動偏心） 滾齒是用展成法原理加工齒輪的，從刀具到齒坯間的分齒傳動鏈要按一定的傳動比關系保持運動的精確性。但是這些傳動鏈是由一系列傳動元件組成的。它們的制造和裝配誤差在傳動過程中必然集中反映到傳動鏈的末端零件上，產生相對運動的不均勻性，影響輪齒的加工精度。公法線長度變動是反映齒輪牙齒分布不均勻的最大誤差，這個誤差主要是滾齒機工作臺蝸桿副回轉精度不均勻造成的，還有滾齒機工作臺圓形導軌磨損、分度蝸輪與圓形導軌不

4、同軸造成的，再者分齒掛輪齒面有嚴重磕碰或掛輪時咬合太松或太緊也會影響公法線變動超差。（3）齒形誤差分析 齒形誤差是指在齒形工作部分內，包容實際齒形廓線的理想齒形（漸開線）廓線間的法向距離。在實際加工過程中不可能獲得完全正確的漸開線齒形，總是存在各種誤差，從而影響傳動的平穩性。在滾齒加工過程中漸開線齒形主要靠滾刀與齒坯之間保持一定的分齒來保證，所以，齒形誤差主要是滾刀齒形決定的，滾刀刃磨質量不好容易出現齒形誤差。同時滾刀在安裝中產生的徑向跳動、軸向竄動（即安裝誤差）也對齒形誤差有影響。常見的齒形誤差有不對稱、齒形角誤差（齒頂變肥或變尖）、產生周期誤差等。（4）齒向誤差分析 齒向誤差是在分度圓柱面

5、上，全齒寬范圍內，包容實際齒向線的兩條設計齒向線的端面距離。引起齒向誤差的主要原因是機床、刀架的垂直進給方向與零件軸線有偏移，或滾齒機上尾座頂尖中心與工作臺回轉中心不一致，還有滾切斜齒輪時，差動掛輪計算誤差大，差動傳動鏈齒輪制造和調整誤差太大。另外滾齒夾具和齒坯制造、安裝、調整精度低也會引起齒向誤差。齒輪的齒向誤差來自于機床、齒坯、夾具的誤差。（5）齒面粗糙度分析 齒面粗糙度不好一般有幾種現象：發紋、啃齒、魚鱗、撕裂。引起齒面粗糙度差的主要原因有以下幾方面：機床、刀具、工件系統整體剛性不足、間隙大；滾刀和工件相對位置發生變化；滾刀刃磨不當、零件材質不均勻；切削參數選擇不合適等。二、提高滾齒加工

6、精度的方法通過以上對滾齒加工精度的分析，我們明確了滾齒加工過程中各種誤差的產生來源，主要因素是所加工零件本身的精度、機床夾具、刀具以及整個工藝系統的精度、加工過程中的調整等。要提高滾齒加工精度，首先應從以上方面考慮采取相應措施，找到解決的方法。1. 提高齒坯本身的加工質量齒坯質量是齒輪加工精度的基礎，對于制造高精度齒輪，齒坯的精度更是起著至關重要的作用。齒輪加工大多以其內孔及端面作為定位基準，數控機床的使用使得圓柱齒輪可在一次安裝中車削出齒輪的定位內孔和端面，端面跳動小于0.015mm。而過去在多刀半自動車床或普通車床上加工同類齒坯，端跳大約為0.05mm。定位基準精度的提高，大大地提高了齒輪

7、加工的精度，特別是齒向精度。軸齒輪類零件一般以中心孔作為定位基準，所以中心孔的制造精度一定要保證錐面粗糙度好，不允許有任何磕碰是關鍵。2. 提高滾齒夾具的制造、安裝精度由前面的分析可知，滾齒夾具的制造、安裝精度不高，會產生齒圈徑向跳動和齒向誤差。齒坯的安裝精度也主要取決于夾具的制造精度和安裝精度。盤類齒輪滾齒心軸的設計，定位外圓和定位端面的跳動在0.005mm以內，定位外圓和齒坯的配合間隙在0.0020.008mm。對軸齒輪零件而言，滾齒夾具的結構一般是上下頂尖定位，夾緊工件外圓的方法。因此，頂尖制造質量的好壞對輪齒齒圈徑跳影響很大。實踐證明，頂尖錐面粗糙度值必須達到R a=0.8m以下，而且

8、對頂尖中心線的徑向跳動0.008mm，錐面不允許有磕碰和過度磨損。在提高夾具制造精度的同時，滾刀刀桿、刀墊、螺母的制造精度也應保證刀桿直徑精度最低必須按6級制造，配合處表面粗糙度值R a=0.8m以下，兩頂尖孔的同軸度要求在0.01mm以內，端面跳動在0.005mm以內，刀桿錐部與機床刀架主軸孔的接觸面積在70%以上。螺母擰在刀桿上后，其端面對刀桿軸線的垂直度0.01mm。此外在調整夾具安裝精度時一定注意，上尾座頂尖中心與工作臺回轉中心應保持一致，裝夾零件后檢查心軸徑跳不能超過0.01mm。3. 提高刀具的刃磨精度刀具本身的制造精度和刃磨精度對被切齒輪的齒形精度有很大的影響，因此，為了保證加工

9、精度，必須正確選擇刀具的精度等級和提高刀具的刃磨精度。刀具精度一般按被加工齒輪的精度選擇。最簡易可行的辦法就是購置國外著名公司生產的滾刀。事實上，這些滾刀一次刃磨涂層后可加工大約1200件齒輪，大約可刃磨1013次，壽命及對產品質量的效益遠遠超出了它的價格。這里需要特別說明的是，滾刀刃磨后必須涂層。國產機床的滾刀刃磨精度基本上可保證滾齒齒形精度，但加工時要有合理的竄刀量及刃磨涂層。使用磨損了的滾刀滾齒時，會降低齒輪的齒形精度和惡化表面質量，也會加劇機床的振動。滾刀磨損量在粗切時超過0.81.0mm或精切時超過0.20.5mm，就需要重磨前刀面。滾刀的重磨精度對于滾刀的齒形精度有很大影響，必須十

10、分重視。滾齒齒形精度由滾刀精度決定，但以下兩種情況可通過調整糾正。（1）對于滾齒后出現如圖1所示齒形誤差，可通過修磨滾刀的前角，糾正齒形誤差。圖1修磨滾刀前刀面角度，可由以下關系近似求出tan =f f/（ c×H）式中，H為滾刀齒高； c為滾刀側刃后角，單位為rad；f f為齒形最大誤差；H為前刀面徑偏移量。（2）滾齒后齒形誤差如圖2所示，通過調整滾刀安裝角度，可糾正該類誤差。調整量 關系式如下L cos（ ± ）L cos =f f /cos （±取決于滾刀扳角度的方向，增大角度取，反之?。┦街?， L 為滾刀切削齒到刀架旋轉中心距離； 為滾刀螺旋升角； 為滾刀

11、齒形角；f f為齒形誤差。圖2另外，安裝滾刀時，滾刀刀桿徑向跳動必須0.02mm ，軸向竄動0.005mm，這是保證滾齒齒形不可忽視的問題。4. 保證和提高機床本身的精度和調整精度從前面的誤差分析可知，機床傳動鏈的傳動誤差會造成齒輪的運動偏心，而且影響最大的環節是分度蝸桿副，因此，保持機床應有的工藝精度是保證齒輪加工精度的重要方面。如果發現滾齒后公法線變動超差，就應檢查機床工作臺分度嚙合副的嚙合情況，如果嚙合間隙超過0.03mm就應調整，保證始終在0.03mm以內，否則須對蝸桿副進行檢修。在滾切斜齒時，應注意差動掛輪比的計算要準確到小數點后五位或六位。機床刀架滑板對工作臺回轉軸線的平行度對滾齒齒向誤差有影響，提高滾齒機刀架導軌系統精度，也是保證齒向的一方面。由機床資料可知，在250mm長度上，平行度公差是0