1、刍议齿轮的加工技术摘要：齿轮在加工过程中，机床本身精度误差，工件与工装装卡误差，齿坯的加工误差，滚刀的制造和安装误差，齿坯的找正误差等因素都会影响齿轮的加工精度，造成齿轮的加工误差。 关键词：齿轮；加工；误差；加工质量 Abstract: Gear during processing, machine tool precision error, workpiece and tool clamping error of gear blank, machining error, cutter manufacture and installation error of gear blank, the
2、 alignment error and other factors will affect the processing precision of gear, gear processing error caused by. Key words: gear; processing; error; processing quality 中图分类号：F407.42 1 引言 在机械行业的发展过程中，齿轮产品对机械的传动起到举足轻重的作用。但是齿轮在加工过程中，机床本身精度误差，工件与工装装夹误差，齿坯的加工误差，滚刀的制造和安装误差，齿坯的找正误差等因素都会影响齿轮的加工精度，造成齿轮的加工误差
3、。本文就讨论齿轮误差产生的原因，并且如何来提高齿轮的加工精度。 2 齿轮加工方法及原理 用齿轮滚刀加工齿轮，其传动原理与一对齿轮的啮合原理相同，而滚刀可以看成是一个齿数无穷多的螺旋齿轮。切削运动是滚刀的转动，分齿运动是随着滚刀的转动，齿坯也要相应转动，滚刀转动中刀齿在轴向移动一个齿距，齿坯也相应地转过相应的齿距，这个运动是滚齿加工最重要的运动。 2.1 编制齿轮加工工艺过程大致可以划分如下几个阶段：齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件；粗加工：切除较多的余量； 半精加工：车、滚、插齿；热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等;精加工：精修基准、精加工齿形 。 2.2 齿轮加工工艺过程分析 基
4、准的选择. 对于齿轮加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。带轴齿轮主要采用顶尖孔定位；对于空心轴，则在中心内孔钻出后，用两端孔口的斜面定位；孔径大时则采用锥堵。顶尖定位的精度高，且能作到基准重合和统一。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。以内孔和端面定位 这种定位方式是以工件内孔定位，确定定位位置，再以端面作为 轴向定位基准，并对着端面夹紧。这样可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合，定位精度高，适合于批量生产。但对于夹具的制造精度要求较高。以外圆和端面定位 当工件和夹具芯轴的配合间隙较大时，采用千分表校正外圆以确定中心的位置，并以端面进行轴向定位，从另一端面
5、卡紧。这种定位方式因每个工件都要校正，故生产效率低；同时对齿坯的内、外圆同轴度要求高，而对夹具精度要求不高，故适用于单件、小批生产。综上所述，为了减少定位误差，提高齿轮加工精度，在加工时应满足以下要求：应选择基准重合、统一的定位方式；内孔定位时，配合间隙应尽可能减少；定位端面与定位孔或外圆应在一次装卡中加工出来，以保证垂直度要求。 2.3 齿轮毛坯的加工 齿面 加工前的齿轮毛坯加工，在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时的比例较大，无论从提高生产率，还是从保证齿轮的加工质量，都必须重视齿轮毛坯的加工。 在齿轮图样的技术要求中
6、，如果规定以分度圆齿厚的减薄量来测定齿侧间隙时，应注意齿顶圆的精度要求，因为齿厚的检测是以齿顶圆为测量基准的。齿顶圆精度太低，必然使测量出的齿厚无法正确反映出齿侧间隙的大小，所以，在这一加工过程中应注意以下三个问题： 当以齿顶圆作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度；保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度；提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具芯轴的配合间隙； 齿形及齿端加工。齿形加工是齿轮加工的关键，其方案的选择取决于多方面的因素，如设备条件、齿轮精度等级、表面粗糙度、硬度等。常用的齿形加工方案在上节已有讲解，在此不再叙述。 齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。如图 9-13所示。
7、经倒圆、倒尖后的齿轮在换档时容易进入啮合状态，减少撞击现象。倒棱可除去齿端尖角和毛刺。图 9-14 是用指状铣刀对齿端进行倒圆的加工示意图。倒圆时，铣刀高速旋转，并沿圆弧作摆动，加工完一个齿后，工件退离铣刀，经分度再快速向铣刀靠近加工下一个齿的齿端。 齿端加工必须在淬火之前进行，通常都在滚（插）齿之后，剃齿之前安排齿端加工。 2.5 轮加工过程中的热处理要求 在齿轮加工工艺过程中，热处理工序的位置安排十分重要，它直接影响齿轮的力学性能及切削加工性。一般在齿轮加工中进行两种热处理工序，即毛坯热处理和齿形热处理 。 圆柱齿轮加工工艺程的内容和要求。圆柱齿轮的加工工艺程一般应包括以下内容：齿轮毛坯加
8、工、齿面加工、热处理工艺及齿面的的精加工。在编制工艺过程中，常因齿轮结构、精度等级、生产批量和生产环境的不同，而采取各种不同的工艺方案。 3 齿轮加工误差的成因分析 成因分析如下： 机床本身精度：包括工作台上、下顶尖径向跳动；两顶尖间不同轴；工作台分度误差。工件与工装装夹误差：包括工件基准孔与夹具芯轴之间误差；夹具芯轴本身的径向跳动；工件端面与基准孔轴线的跳动误差；胎具中心与工作台回转中心不重合等。 基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作台回转中心产生偏心。调整夹具时，芯轴和机床工作台回转中心不重合。齿坯基准孔与芯轴间有间隙，装夹时偏向一边。此外，造成齿轮加工误差的其他因素还有机床立柱导轨误差、
9、进给丝杠的周期性误差、热变形误差、切削过程中的振动等等。 4 提高齿轮加工质量的方法 41 提高滚齿加工精度。滚齿是一种常用的齿轮加工方法，在精度很高的滚齿机上，采用精密滚刀。在普通级滚齿机上，用普通精度滚刀，只能加工出 8 级精度轮齿。滚齿如何提高加工精度，可以从以下几方面来完成：保证齿轮的中心与机床的回转中心重合，减少齿圈径向跳动误差；提高滚齿机工作台蜗轮副回转精度，尽量减少传动链引起的分度不均匀，减少公法线长度误差；调整机床、刀架的垂直进给方向与零件轴线的偏移量，使上尾座顶尖中心与工作台回转中心保持一致，提高差动挂轮计算精度；滚齿时要控制留磨量，余量不能过大，否则磨齿后齿轮的表面渗碳硬度
10、层会被磨掉，造成硬度下降，降低齿轮的接触疲劳强度。 42 在提高机床精度的同时，减小工件装卡误差，提高工件本身工艺基准的制造精度。是提高齿轮加工精度的有效途径。实践证明改进工艺方法及工装结构是提高齿轮制造精度行之有效的方法。 43 使夹具芯轴的轴心与工作台轴心重合，在夹具底面设有固定止口，虽与工作台配合间隙很小，但仍存在位置误差，为使夹具安装偏心很容易找正至零或接近于零，将夹具的固定止口改为可微调偏心止口。 44 滚刀安装前应检查刀具所注规格是否符合要求，然后将刀内孔、端面擦干净，用手推入刀杆不允许用重锤敲击。垫的数量应越少越好。另外，要严格限制锁紧螺母轴线对端面的不垂直度。滚刀的安装技术是齿
11、轮工基本功之一，其操作质量的好坏直接影响齿形精度，因而必须予以重视。 45 提高热处理能力。渗碳齿轮的热处理变形直接影响到齿轮的精度、强度、噪声和寿命，即使在渗碳热处理后加上磨齿工序，变形仍然会降低齿轮的精度等级。控制齿轮变形也必须在制造齿轮的全过程中设法去解决：减少齿轮材料冶金因素对变形的影响；采用控温正火或等温退火来处理齿轮锻件；改进设备，优化工艺，减少淬火对变形的影响。 46 提高基准加工精度。齿轮的加工精度在固定的坐标内评判才有意义，这里的坐标是由齿轮的加工基准面形成的，基准包括两个轴颈或者端面和内孔。轴颈必须与中心孔同心，如果存在偏心的话，将会使加工基准与安装基准不重合，影响装配精度
12、；齿轮的端面基准要与内孔垂直，端面跳动和内孔的圆度都应有严格的公差要求。 47 提高接触精度。研磨是在其他金属切削加工方法未能满足工件精度和表面粗糙度要求时，所采用的一种精密加工工艺。自身具有润滑作用，研磨时的磨料对工件进行微量切削的压力可达工件的工作负荷，被研工件表面不划伤、不嵌砂、不胶合，且可在很高温度下使用。当齿轮加工精度低、齿面粗糙，在啮合中仅有少数几点接触时，会产生噪声和振动，研磨可以降低噪声，成为提高产品质量的关键问题。研磨剂可以用于各种材料的齿轮及蜗轮、蜗杆研磨，可以使其精度提高 2 个等级以上，只要适当选择研磨剂的粒度，可以满足所要求的任何粗糙度值，从而可以提高传动效率。需要进行磨削的齿轮，在精滚和硬化处理后可不经磨齿，装配后直接在工作状态下进行研磨，其效率比磨齿高十几倍至几十倍，且质量超过磨齿，又比磨齿经济，因此是一种提高齿轮精度的有效方法。 5 结束语 随着齿轮工业的不断发展，齿轮制造和测量技术不断提高。影响其精度的因素很多，通过影响齿轮加工精度因素的分析，来寻求提高滚齿精度的途径，科学合理的安排各个工序和生产环节，使齿轮加工精度得到不断提高，是我们在今后的生产实际中需要解决的。
