提高軸齒輪滾齒加工精度的方法

摘要：通過對軸齒輪滾齒加工精度的分析，找出影響滾齒加工精度的因素，以便提高滾齒加工質量。
我公司是重型汽車變速箱專業生產廠，軸齒輪是變速箱中最主要的零件，其加工精度的高低直接影響變速箱的整體質量。目前我們采用的輪齒齒部加工方法是滾齒一剃齒法。要通過滾、剃齒工藝制造出高精度齒輪，就必須把滾、剃工藝水平發揮到最好。而剃齒精度在很大程度上依鞍滾齒精度，所以滾齒中的一些誤差項目必須嚴格控制，才能制造出高質量齒輪。滾齒是一種常用的齒輪加工方法，在精度很高的滾齒機上，采用精密滾刀，可以加工出4—5級精度的輪齒。在普通級滾齒機上，用普通精度滾刀，只能加工出8級精度輪齒。變速箱軸齒輪齒部要求的精度為8—7—7級，而且滾齒加工時主要是以兩中心孔和端面做定位基準，因此分析滾齒的誤差來源，掌握保證和提高加工精度的方法非常重要。
1 滾齒加工精度分析
軸齒精度主要和運動精度、平穩性精度、接觸精度有關。滾齒加工中用控制公法線長度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：
1.1 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時，零件的兩中心孔與工作臺的回轉中心安裝不重合或偏差太大而引起。或因頂尖和頂尖孔制造不良，使定位面接觸不好造成偏心，所以齒圈徑跳主要應從以上原因分析解決。
1．2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遞運動過程中必然要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輪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、分度蝸輪與工作臺圓形導軌不同軸造成，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。
1．3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兩理想齒形(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。齒輪的基圓是決定漸開線齒形的惟一參數，如果在滾齒加工時基圓產生誤差，齒形勢必也會有誤差。基圓半徑R=滾刀移動速度／工作臺回轉角速度x cos ao (ao為滾刀原始齒形角)，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速比的分齒來保證，由此可見，齒形誤差主要是滾刀齒形誤差決定的，滾刀刃磨質量不好很容易出現齒形誤差。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(齒頂變肥或變厚)、產生周期誤差等。
1．4齒向誤差分析
齒向誤差是在分度圓柱面上，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。另外夾具和齒坯制造、安裝、調整精度低也會引起齒向誤差。
1．5齒面粗糙度分析
齒面粗糙度不好一
有幾種現象：發紋、啃齒、魚磷、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。