提高齒輪加工精度的有效策略分析

蔣浩

摘 要：齒輪作為各類大型機(jī)械中最為常見的一種傳動裝置，其具有傳遞速率快、制動性能好、使用年限長等優(yōu)點(diǎn)。但在齒輪加工過程中，其精度易受到多方面因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致存在一定的誤差，最終降低了其使用性能。基于此，結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗，對齒輪加工精度的影響因素進(jìn)行了分析，并有針對性地提出了一些提高加工精度的策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：齒輪；加工精度；齒坯；機(jī)床

中圖分類號：TG61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.144

近年來，隨著機(jī)械精密化、智能化的推進(jìn)，人們對機(jī)械制造的精良程度和使用性能有了更高層次的要求。因此，零件加工業(yè)也要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和轉(zhuǎn)變。齒輪加工作為機(jī)械制造中的重要環(huán)節(jié)，其加工精度是諸多業(yè)內(nèi)人士共同關(guān)注的焦點(diǎn)，也是專業(yè)人士一直探索與研究的重要方向。因此，在這種大環(huán)境下，對齒輪加工加工精度展開了探討是非常有必要和有意義的。

1 齒輪加工精度的主要影響因素分析

在齒輪實(shí)際加工過程中，可以對其加工精度造成影響的主要因素有以下6種：①齒輪鑄造時齒坯的誤差，其對齒輪加工精度的影響是根本性的；②制造過程中加工道具的制造誤差；③刃磨誤差；④刀具安裝時產(chǎn)生的誤差；⑤齒輪在加工過程中產(chǎn)生的安裝誤差；⑥加工機(jī)床自身存在的誤差。以上任何一種誤差超過規(guī)定值都會對齒輪加工精度造成影響，且多種誤差疊加的影響會導(dǎo)致精度進(jìn)一步下降。而根據(jù)GB/T 10095中的相關(guān)規(guī)定，齒輪標(biāo)準(zhǔn)誤差通常可以細(xì)分為5個方面，即周節(jié)累積誤差、基節(jié)誤差、齒形誤差、齒圈徑向誤差以及齒向誤差。因此，為了確保齒輪加工精度，我們在其加工過程中，應(yīng)對上述5個方面的標(biāo)準(zhǔn)誤差實(shí)施全面、嚴(yán)格、規(guī)范的檢驗。

2 提高齒輪加工精度的有效策略

2.1 提高齒坯件的加工質(zhì)量

在齒輪加工過程中，齒坯件的加工質(zhì)量對其精度有著根本性的影響，因為其實(shí)齒輪后續(xù)加工的基礎(chǔ)直接關(guān)系著齒輪加工的安裝和定位精度。比如，在齒輪滾齒過程中，如果齒坯安裝縫隙比較大，則易導(dǎo)致齒坯加工偏心問題的發(fā)生。這不僅會導(dǎo)致齒圈出現(xiàn)圈徑跳動偏差過大的情況，還會直接影響齒輪后續(xù)加工，嚴(yán)重時會造成齒輪加工失敗。此外，齒圈齒坯的斷面跳動精度還會對剃齒加工工序造成不良影響，這是因為剃齒時的定位面是齒輪端面，通常在齒輪齒坯最大圓跳動位置進(jìn)行錐齒而最終加工成型的。因此，在齒輪加工過程中，要嚴(yán)格控制齒坯的加工質(zhì)量，具體要求為：在加工孔類齒輪的過程中，齒輪孔精度應(yīng)當(dāng)控制在H6級別，且在齒坯外圓不大于80直徑的端面跳動量必須控制在0.017，大于80的則應(yīng)控制在0.022 1之內(nèi)；在加工軸類齒輪齒坯時，外圓尺寸精度定位時應(yīng)按照H5級別進(jìn)行，外圓跳動應(yīng)當(dāng)控制在0.015之內(nèi)。

2.2 提高機(jī)床自身的精度

齒輪加工離不開機(jī)床，所以，機(jī)床的工作性能和精度也會直接影響齒輪的加工精度。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示，大部分齒輪加工精度下降的原因是機(jī)床自身存在問題。因此，想要提升齒輪加工精度，還需要從提高機(jī)床精度和工作性能做起。具體措施有以下2個：①加工前應(yīng)仔細(xì)檢查機(jī)床零配件等各方面的細(xì)節(jié)，科學(xué)、仔細(xì)地調(diào)節(jié)切削用量、材料安裝等，尤其要注重刀具的選擇、幾何參數(shù)的設(shè)置和機(jī)器潤滑冷卻等。②在齒輪加工前，應(yīng)提升刀具的剛度，并及時養(yǎng)護(hù)設(shè)備；在加工過程中一旦發(fā)生問題，應(yīng)通知維修人員，爭取在第一時間解決問題，防止影響到齒輪加工的精度。

2.3 減小齒輪與工裝裝夾的誤差

在提高機(jī)床自身精度的同時，我們還應(yīng)減小齒輪與工裝裝夾之間的誤差，這也是提升齒輪加工精度的一項重要舉措。此外，改良加工工藝、提高夾具中心軸和胎具中心的精確度，也能達(dá)到提升齒輪加工精度的目的。

2.4 完善齒輪加工工藝

除了齒坯件、機(jī)床及夾具等基礎(chǔ)設(shè)施外，加工工藝也是影響齒輪加工精度的重要因素。想要提高加工精確度，應(yīng)不斷完善加工工藝。具體措施有以下4個：①保證工作臺與夾具中心軸軸心能完全重合。通常情況下，我們在會在夾具底層安裝止口，雖然該止口與工作臺之間的縫隙較小，但還是會產(chǎn)生誤差，所以，安裝時我們應(yīng)盡量避免存在縫隙。②安裝刀具前應(yīng)充分檢查，確保刀具端面與內(nèi)孔等部位清潔，并將刀刃輕輕推入刀柄中，嚴(yán)禁使用重物錘擊刀柄。③提升滾齒的精度。滾齒是我們在加工齒輪時常用的處理方式，要想提升滾齒精度，必須使用精良的滾刀在精密的滾齒機(jī)上操作。此外，還應(yīng)確保機(jī)床回轉(zhuǎn)中心與齒輪中心完美重合，以有效減小徑向誤差；提升工作臺蝸輪副回轉(zhuǎn)的精度；將刀架與機(jī)床等垂直放至既定區(qū)域，并科學(xué)調(diào)整其與各零件軸線的偏移，控制好打磨量，嚴(yán)禁產(chǎn)生較多的余量。④提升齒輪自身的熱處理能力。一般在進(jìn)行熱處理的過程中，齒輪精確度、硬度和使用年限等都會受到一定程度的影響，且在熱處理之后還要進(jìn)行磨齒處理，這一工序也會對齒輪精度造成影響，因此，嚴(yán)控齒輪加工中的各個環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)才是確保齒輪精度的最有力措施。

3 結(jié)束語

綜上所述，在齒輪加工過程中，能對其精確度造成影響的因素眾多，既包括加工環(huán)境因素，又包括其自身因素。因此，想要做好這項工作，應(yīng)增強(qiáng)工作人員的質(zhì)量意識，從齒輪加工的機(jī)床、夾具、刀具、各生產(chǎn)工序等著手，嚴(yán)把各道質(zhì)量管卡，并有效提升整個生產(chǎn)加工團(tuán)隊的技術(shù)水平，確保齒輪加工的科學(xué)性、規(guī)范性，從而保證齒輪精確度的提升。

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〔編輯：張思楠〕