汽車(chē)齒輪加工的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展

諶昊堃

汽車(chē)齒輪加工的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展

諶昊堃

（湖南省益陽(yáng)市箴言中學(xué) 413000）

就現(xiàn)階段來(lái)看，汽車(chē)齒輪加工中涌現(xiàn)出了一系列的新技術(shù)，珩齒與摩齒工業(yè)成為今后汽車(chē)齒輪加工工藝的發(fā)展新動(dòng)向，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，有效促進(jìn)了汽車(chē)齒輪加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文主要針對(duì)汽車(chē)齒輪加工的新技術(shù)和發(fā)展動(dòng)向進(jìn)行分析。

汽車(chē)齒輪加工；新技術(shù)；發(fā)展動(dòng)向

從目前階段來(lái)看，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都是主要采用切削加工的方式作為齒輪加工工藝的。例如當(dāng)前的變速器圓柱齒輪的加工工藝仍舊是傳統(tǒng)的滾、插、剃齒等方式為加工工藝。近些年來(lái)，隨著汽車(chē)制造業(yè)不斷發(fā)展，對(duì)汽車(chē)齒輪噪聲的要求越來(lái)越高，采用磨齒和珩齒工藝作為齒輪熱后精加工的方式在齒輪制造業(yè)中應(yīng)用的逐漸廣泛。當(dāng)前變速器圓柱齒輪采用的加工工藝主如下：首先以齒坯為基礎(chǔ)，然后在經(jīng)過(guò)切齒、剃齒、熱處理得到磨齒和珩齒，或者通過(guò)切齒和熱處理的方式得到磨齒和珩齒。

1 齒輪干切技術(shù)

在隨著技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，高速干切技術(shù)也開(kāi)始得到普及性應(yīng)用，該種技術(shù)是發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的一種齒輪切削加工技術(shù)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越重視工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能性，污染法律法規(guī)也日臻完善。我國(guó)齒輪干切技術(shù)開(kāi)始成熟起來(lái)，目前，很多地區(qū)開(kāi)始積極引入美國(guó)、日本的齒輪機(jī)床，這一技術(shù)也將成為下一階段汽車(chē)齒輪加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。之所以這一技術(shù)可以得到推廣應(yīng)用，就是在于其優(yōu)異的節(jié)能性。在進(jìn)行切削齒輪的加工工程中普遍會(huì)使用到切削油，雖然切削油能夠降低切削溫度，但是企業(yè)大量使用切削油容易造成環(huán)境污染，同時(shí)對(duì)勞動(dòng)者的身體健康造成一定的影響；此外，大量使用切削油會(huì)造成成本的增加，在一些企業(yè)中因使用和處理切削油所形成的費(fèi)用，占到了總加工費(fèi)用的20%左右。所以，為了減少環(huán)境污染和降低生產(chǎn)成本，國(guó)外生產(chǎn)機(jī)床的廠家開(kāi)始大力推行無(wú)切削油的干切技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)干切削，首先要對(duì)干切削所使用的道具和機(jī)床進(jìn)行改造。因干切削會(huì)使刀具與齒輪間溫度急劇上升，所以刀具要有極高的耐熱性和長(zhǎng)時(shí)間切削能力，而機(jī)床要具有能將高溫切削迅速排出的能力。隨著機(jī)床制造業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步和刀具涂層技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的齒輪干切削技術(shù)得到了極大的推廣并取得了良好的效益。代表性的有三菱重工的GN系列滾齒機(jī)。有的公司更是推出了干、濕兩種切削方式均可應(yīng)用的滾齒機(jī)，如日本Kashifuji公司生產(chǎn)的KN、KE、KS等系列滾齒機(jī)。

2 無(wú)斜齒導(dǎo)套的斜齒插齒機(jī)

在進(jìn)行直齒和斜齒輪加工時(shí)，普遍在插齒機(jī)上使用導(dǎo)套來(lái)實(shí)現(xiàn)切削，插斜齒輪要使用螺旋導(dǎo)套。在進(jìn)行插斜齒輪加工時(shí)，插齒刀的螺旋角與工件的螺旋角必須保持一致，在進(jìn)行加工過(guò)程中要根據(jù)不同的斜齒輪選取不同的螺旋導(dǎo)套。但是導(dǎo)套的研發(fā)過(guò)程比較復(fù)雜、生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)并且在使用過(guò)程中進(jìn)行更換時(shí)不方便，所以插斜齒就成為了新產(chǎn)品研發(fā)需要首先解決的問(wèn)題。所以針對(duì)此問(wèn)題有兩種解決方法：①在構(gòu)架允許的情況下將插斜齒的齒輪分為兩體；②根據(jù)現(xiàn)有的導(dǎo)套，對(duì)工件的螺旋角參數(shù)進(jìn)行更改，達(dá)到導(dǎo)套的導(dǎo)程要求。但是上述兩種解決方法都存在一定的約束性，所以人們開(kāi)始研發(fā)不通過(guò)導(dǎo)套就能完成插斜齒的插齒機(jī)床。在21世紀(jì)初，日本三菱重工成為了全球第一研發(fā)出不同導(dǎo)套的插齒機(jī)，而是采用伺服電機(jī)來(lái)完成插斜齒齒輪。此外美國(guó)Southeastern公司也順利研發(fā)出了不用導(dǎo)套的插齒機(jī)。而國(guó)內(nèi)的公司只是引進(jìn)了上述兩家公司的技術(shù)，而能夠自主研發(fā)的廠家還沒(méi)有出現(xiàn)，該項(xiàng)技術(shù)還處于空白。

3 同步式剃齒機(jī)

剃齒屬于齒輪精加工的一種方法，在進(jìn)行剃削時(shí)，通常是在剃齒刀的作用下帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，但是兩者之間并未安裝傳動(dòng)鏈，而是借助于剃齒刀與工件之間無(wú)側(cè)向間隙進(jìn)行螺旋齒輪副嚙合，在進(jìn)行切削過(guò)程中刀具和工件的速度、方向都是不一致的，而工件中的齒側(cè)面按照兩者剃齒刀的齒側(cè)面進(jìn)行滑移，在剃齒刀的齒側(cè)面上具有較多的小槽，切削刃就是槽與齒側(cè)面的交線。剃齒能夠有效的修正齒形和降低齒向誤差，同時(shí)能夠保持齒面良好的光潔度。所以剃齒有著較高的生產(chǎn)效率，在進(jìn)行齒輪精加工中普遍采用剃齒工藝。但是剃齒加工方法也存在一定的缺陷，由于轉(zhuǎn)速丟轉(zhuǎn)對(duì)齒形的修正能力產(chǎn)生一定的影響，所以為了解決上述問(wèn)題國(guó)外研發(fā)出了同步式剃齒機(jī)，這種剃齒機(jī)的剃齒刀與工件具有強(qiáng)制的傳動(dòng)鏈，對(duì)刀軸與工件進(jìn)行同步控制提升了剃刀修正和減少誤差的性能，大大減少了加工時(shí)間，提升了加工效率。

4 強(qiáng)力珩齒技術(shù)的發(fā)展

在20世紀(jì)70年代，汽車(chē)齒輪生產(chǎn)中主要采用圓盤(pán)狀或蝸桿狀珩輪技術(shù)，但是采用這種技術(shù)制造成的珩齒機(jī)，只是改變了齒面粗糙度，并不能提高齒形和精度，一旦珩削時(shí)間過(guò)長(zhǎng)還會(huì)對(duì)齒輪的精度造成一定的的破壞。為了提高珩齒機(jī)的效率，美國(guó)Gleason-Hurth公司和日本神崎鐵工共同合作研發(fā)出了強(qiáng)力內(nèi)齒珩，通過(guò)CNC數(shù)控軸控制保證內(nèi)齒珩輪與被珩齒輪間的強(qiáng)制傳動(dòng)，大大提高了齒輪精度和生產(chǎn)效率，并開(kāi)始大力推廣滾齒－熱處理－強(qiáng)力珩齒加工工藝。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著汽車(chē)齒輪生產(chǎn)加工技術(shù)的不斷創(chuàng)新升級(jí)，在國(guó)內(nèi)一些新技術(shù)的研究還處于空白或者剛起步階段，大量的技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備仍舊依賴(lài)于進(jìn)口，但是相信在不久的將來(lái)通過(guò)國(guó)內(nèi)科研工作者的不懈努力，我國(guó)的汽車(chē)制造水準(zhǔn)將會(huì)得到快速的提升。

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1004-7344（2016）27-0298-01

2016-9-11