齒輪類零件加工的工藝要求

李國(guó)強(qiáng)

（中國(guó)重汽大同齒輪有限責(zé)任公司， 山西 大同 037305）

引言

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，工業(yè)化和自動(dòng)化程度的不斷提高，衡量一家機(jī)械制造企業(yè)的好壞最終還是歸結(jié)于質(zhì)量上，而質(zhì)量則是靠工藝要求來(lái)控制。下面介紹一下大同齒輪對(duì)加工齒輪類零件的工藝要求。

1 工藝要求

1.1 車工

1）車刀裝夾。車刀刀桿伸出刀架不宜太長(zhǎng)，一般長(zhǎng)度不超過(guò)刀桿高度的1.5倍（車孔、槽除外）；車刀刀桿中心線與走刀方向垂直或平行；刀尖高度的調(diào)整：車端面、車圓錐面、車螺紋及切斷實(shí)心工件時(shí)，刀尖一般應(yīng)與工件軸線等高；粗車外圓、精車孔時(shí)，刀尖一般比工件軸線稍高；精車細(xì)長(zhǎng)軸、粗車孔、切斷空心工件時(shí)，刀尖一般比工件軸線稍低；螺紋車刀刀尖角的平分線應(yīng)與工件軸線垂直；裝夾車刀時(shí)，刀桿下面的墊片要少而平，壓緊螺釘應(yīng)擰緊［1］。

2）工件裝夾。用三爪卡盤裝夾工件時(shí)，若工件直徑小于或等于30mm時(shí)，懸伸長(zhǎng)度不大于直徑的5倍；直徑大于30mm時(shí)，懸伸長(zhǎng)度應(yīng)不大于直徑的3倍；車輪類、套類零件時(shí)，應(yīng)按不加工的表面找正，以保證加工后工件壁厚均勻。

3）注意事項(xiàng)。內(nèi)孔尺寸、公差、粗糙度；端面平行度；焊接圓尺寸公差、粗糙度；輪轂厚度的保證及重要性；車刀刀片的使用；內(nèi)孔對(duì)表環(huán)的應(yīng)用、卡規(guī)卡板的使用。

1.2 滾齒

滾齒加工原理相當(dāng)于交錯(cuò)軸斜齒輪副的嚙合過(guò)程。滾刀與工件在一定的速比關(guān)系下進(jìn)行展成運(yùn)動(dòng)［2］。

軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：滾刀沿齒坯軸線方向的軸向進(jìn)給f（mm／r）。

差動(dòng)運(yùn)動(dòng)：加工斜齒輪時(shí)，垂直進(jìn)給過(guò)程中通過(guò)差動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算、安裝調(diào)整分齒、差動(dòng)掛輪，

加工斜齒輪時(shí)計(jì)算差動(dòng)掛輪，必須計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)有效位數(shù)5位。

切深ap＝2.25采用兩次滾切時(shí)，粗滾后齒厚須留有0.5～1mm的精滾余量。

軸向行程L＝L1＋L2＋加工齒寬

1）正確安裝刀具。刀桿、刀墊及滾刀在安裝前心須擦干凈；滾刀應(yīng)輕輕推入刀桿中，不得使勁敲打；安裝滾刀前應(yīng)檢查刀桿徑向、端面（兩處）跳動(dòng)，不大于0.015；滾刀安裝后應(yīng)檢查滾刀軸臺(tái)徑向跳動(dòng)不大于0.035。

2）正確找正夾具。在安裝心軸、底座面、定位套、上下墊、工件須擦干凈；正確搬轉(zhuǎn)刀架角度：滾刀的安裝角δ＝β－γ。

3）正確安裝工件。在安裝時(shí)上下墊、工件須擦干凈；安裝工件時(shí)，定位面要正確，安裝工件應(yīng)輕拿輕放，只能用銅棒輕敲非工作、工藝定位面，不得使勁敲打工件；軸齒輪安裝前應(yīng)輕拿輕放，不得磕碰頂尖。

4）試切（齒數(shù)／螺旋角旋向）。機(jī)床調(diào)整后用啃刀花進(jìn)行試切檢查分齒、螺旋方向是否與要求相符，數(shù)齒正確后方可加工，（用右旋刀工作臺(tái)應(yīng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左旋刀工作臺(tái)應(yīng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)）。

5）技術(shù)要求。公法線長(zhǎng)度平均偏差達(dá)工藝要求；齒圈跳動(dòng)達(dá)工藝要求；齒面粗糙度達(dá)工藝要求。

6）滾刀的安裝。心軸錐度部分擦干凈，裝入軸孔內(nèi)緊固；用千分表檢查滾刀心軸端面和徑向跳動(dòng)。

8）滾齒注意事項(xiàng)。滾刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：在滾齒時(shí)，如發(fā)現(xiàn)齒面有光斑、拉毛、粗糙度變壞聲音不正常時(shí)，必須檢查滾刀的磨損量，滾刀的重磨是沿刀齒的前刀面重磨，模數(shù)2～8，最大磨損值粗切為0.2 mm，精切0.1mm。

9）滾刀的耐用度。兩次刃磨之間的滾切時(shí)間。模數(shù)5～6mm，360min／30（6h）它與被加工材料和切削用量有關(guān)，耐用度太大，切削用量要減小，生產(chǎn)率低；耐用度太小，滾刀經(jīng)常刃磨，刀具損耗大，生產(chǎn)率低。

根據(jù)刀具材料選擇切削用量；及時(shí)刃磨；滾胎的調(diào)整；順逆銑的選擇，配合間隙適當(dāng)；滾齒跳動(dòng)、公法線變動(dòng)；由于剃齒不能減小公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量，所以剃前齒輪的公法線長(zhǎng)度變動(dòng)要小。注意齒頂?shù)估狻?/p>

1.3 插齒

1）準(zhǔn)備工作。調(diào)整分齒掛輪的嚙合間隙（0.1～0.15）mm 以內(nèi)；按加工方法和工件模數(shù)、材質(zhì)、硬度進(jìn)行切削速度掛輪、進(jìn)給掛輪的選擇與調(diào)整；插齒心軸及齒坯的裝夾：心軸徑向跳動(dòng)不大于0.005mm，并且裝夾齒坯時(shí)應(yīng)使定位面貼緊，用千分表檢查端跳，不大于0.02mm。

2）安裝刀具。安裝前擦凈刀具主軸的配合部位及插齒刀的內(nèi)孔和支承面；先檢查刀軸徑跳、端跳；刀墊平行度不大于0.005，緊固螺帽的端面與螺紋軸線的垂直度小于0.01；有盤形插刀墊圈的直徑盡可能接近插齒刀的齒根圓，使用帶錐柄的插刀時(shí)，刀具主軸錐孔內(nèi)要增加工個(gè)錐度套，錐套與刀具主軸的同軸主軸的同軸度允差為0.005；手感刀孔與刀軸的配合間隙（不大于0.02）；；加工中注 意：刀具 磨 損0.15～0.3 mm時(shí)，應(yīng)及時(shí)換刀。

3）調(diào)整機(jī)床。調(diào)整刀行程長(zhǎng)度L＝B＋l1＋l23～4mm，根據(jù)刀具的承受能力、工件的材料、硬度和模數(shù)等因素選定切削速度，切削速度選定后根據(jù)下式計(jì)算沖程次數(shù)，按機(jī)床變速標(biāo)牌所列的沖程數(shù)就近先用。

插齒過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)注意刀具的磨損情況，當(dāng)?shù)都饽p達(dá)到0.15～0.3mm時(shí)，應(yīng)及時(shí)換刀。

1.4 剃齒

1）安裝準(zhǔn)備。前、后頂尖徑向跳動(dòng)不大于0.005，由四顆調(diào)節(jié)螺釘來(lái)調(diào)整。兩頂尖中心連線對(duì)工作臺(tái)移動(dòng)方向的偏移，在150mm內(nèi)應(yīng)不大于0.01；剃齒心軸裝夾后，徑跳不大于0.005；機(jī)床主軸的端面和徑跳不大于0.008（刀軸），墊圈平行度不大于0.005；剃齒刀安裝后，其端跳和徑跳不大于0.01，剃齒刀的齒數(shù)應(yīng)與被剃齒輪齒數(shù)無(wú)公約數(shù)。

2）加工調(diào)整。根據(jù)機(jī)床剛性、齒輪模數(shù)、材質(zhì)、硬度、剃齒方式、剃齒刀直徑等因素選取主軸速度掛輪；根據(jù)齒輪模數(shù)、齒數(shù)、材質(zhì)、硬度選取進(jìn)給量。徑向進(jìn)給量0.005～0.01mm／r，軸向進(jìn)給量0.1～0.5mm／r。

3）超越行程。為保證齒向精度，剃齒刀的超越行程取刀厚的1／3～2／5。

4）剃齒軸交角。剃直齒時(shí)，軸交角取5°或15°；斜齒10°～25°剃雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪時(shí)，軸交角應(yīng)根據(jù)齒輪空刀槽寬度適當(dāng)選取，保證臺(tái)肩無(wú)干涉。

軸交角公式為Σ＝ρ工件＋γ

先用上式粗調(diào)軸交角Σ，輕剃后檢查，根據(jù)實(shí)際的齒向誤差F，用游標(biāo)刻度盤或百分表進(jìn)行精確調(diào)整，按下式計(jì)算出刀架的微量回轉(zhuǎn)量值Y：

式中：R為百分表測(cè)頭到刀架回轉(zhuǎn)中心的距離；F為齒向誤差；B為工件寬度；β為工件螺旋角。

機(jī)床調(diào)整好后必須進(jìn)行試剃并檢查齒形齒向精度，合格后才能加工。

剃齒過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)齒向失去剃刀花紋，出現(xiàn)擠壓痕跡、齒形端面出現(xiàn)較大毛刺、有啃齒現(xiàn)象、齒形誤差增大，公法線長(zhǎng)度變動(dòng)超差或發(fā)生異常聲音時(shí)，應(yīng)及時(shí)換刀；剃鼓形齒時(shí)仿形板調(diào)整：仿形板按工件中心點(diǎn)放置，并與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心重合，以保證工件往復(fù)行程的擺動(dòng)量相等，使剃出的齒形鼓形量對(duì)稱。

剃刀的安裝：剃刀安裝的精度對(duì)齒輪加工精度有直接影響，安裝剃刀務(wù)必使剃刀寬度中線與刀架回轉(zhuǎn)中心重合。［3］

為了提高加工精度，消除停刀痕跡，消除彈性變形，通常在進(jìn)給完后，末次光整刀具微量返回0.02mm。為了改善嚙合接觸區(qū)，降低噪音，提高輪齒壽命，補(bǔ)償安裝誤差，推薦鼓形量為0.01～0.015mm。

2 剃齒注意事項(xiàng)

1）清洗。保證定位精度；

2）齒形齒向。保證齒形齒向符合標(biāo)準(zhǔn)；

3）M值、公法線測(cè)量的方法。M 值變動(dòng)，齒圈徑跳。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)工藝技術(shù)要求的總結(jié)和培訓(xùn)使生產(chǎn)一線有據(jù)可循，對(duì)控制產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用。

［1］ 杜俊偉.車工工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社.［J］.2008（2）：54-56.

［2］ 張幫棟.齒輪制造工藝手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社［J］.2010（6）：12-40.

［3］ 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社［J］.2006（4）：58-60.