標(biāo)準(zhǔn)齒輪概述

王山城

摘 要：所謂標(biāo)準(zhǔn)齒輪就是螺旋錐齒輪被用來作為標(biāo)準(zhǔn)齒輪是一副配合嚙合的齒輪，根據(jù)最后被批準(zhǔn)的磨削調(diào)整卡制造，并被用于生產(chǎn)的齒輪的參考樣件，標(biāo)準(zhǔn)齒輪的各種尺寸精度要求一般在DIN3級以上，齒距累計誤差、齒形誤差、齒圈跳動誤差和周期誤差等要求非常嚴(yán)格，國內(nèi)的加工精度很難達到標(biāo)準(zhǔn)齒輪的要求，我公司在標(biāo)準(zhǔn)齒輪上引用阿古斯塔的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過大量的現(xiàn)場加工和試驗，積累了相應(yīng)的數(shù)據(jù)，進行了標(biāo)準(zhǔn)齒輪的研制和生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)齒輪；加工方法；檢查

目前國際上較先進的數(shù)字化加工方法及檢測方法。首先根據(jù)圖紙尺寸進行建模，然后模擬分析，調(diào)整邊界條件等各個參數(shù)得到符合圖紙的印痕形狀，并同時得到磨削此印痕的加工參數(shù)并用于加工，加工完后與標(biāo)準(zhǔn)齒輪進行對比得到齒面誤差，對滾試驗后與圖紙要求的印痕和模擬仿真得到的印痕進行比較并模擬狀態(tài)，調(diào)整磨削參數(shù)繼續(xù)磨削，如此反復(fù)進行此過程從而使得實際的齒面和印痕越來越接近圖紙的形狀并最終滿足設(shè)計要求，從而得到了此零件的加工參數(shù)，實現(xiàn)加工與檢測的協(xié)同統(tǒng)一，固化加工參數(shù)，下次再加工時可直接使用此參數(shù)。同時使用數(shù)字化檢測大幅度提高檢測準(zhǔn)確性和效率，通過對標(biāo)準(zhǔn)齒輪的檢測可以減少著色試驗進行的頻率，在生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定階段可以通過與標(biāo)準(zhǔn)齒輪對比，對齒輪印痕的著色試驗進行抽檢從而極大的提高效率。這其中的難點在于標(biāo)準(zhǔn)齒輪的建立、使用、維護等。

1 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的類型

1.1 標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）

標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）僅用于標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）的齒面著色印痕和側(cè)隙的檢驗.此標(biāo)準(zhǔn)齒輪被命名為“金輪”或“頭輪”。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）

這個標(biāo)準(zhǔn)齒輪被命名為“銀輪”。標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）是“非工作”標(biāo)準(zhǔn)齒輪，僅用于檢驗用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）的齒面著色印痕和側(cè)隙的檢驗。

1.3 檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）

檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）是“工作”標(biāo)準(zhǔn)齒輪并被僅用于生產(chǎn)的零件的齒面著色印痕和側(cè)隙的檢驗。

2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)識

所有的標(biāo)準(zhǔn)齒輪應(yīng)該用振動蝕刻法標(biāo)記工裝號、順序號、零件號、優(yōu)化發(fā)展階段、同套順序號、安裝距相對于標(biāo)準(zhǔn)控制標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）的分配側(cè)隙。

所有的標(biāo)準(zhǔn)齒輪應(yīng)該用以下的顏色表示色標(biāo)：

標(biāo)準(zhǔn)控制齒輪——藍色；標(biāo)準(zhǔn)齒輪——紅色；檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪——黃色。

3 標(biāo)準(zhǔn)齒輪數(shù)據(jù)記錄

對于所有的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，應(yīng)該做如下記錄。

工作齒側(cè)：中心印痕，齒輪大端，小端和齒廓。非工作齒側(cè)：中心印痕；記錄印痕應(yīng)該把印痕的每一個位置的V軸，H軸，Y軸的坐標(biāo)值記錄下來；在加載區(qū)的每個齒的側(cè)隙和在中心印痕區(qū)的總側(cè)隙值；印痕：產(chǎn)品的工作側(cè)和非工作側(cè)的中心，工作側(cè)的齒輪大端，這項檢查只針對標(biāo)準(zhǔn)控制標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）。

4 側(cè)隙檢查

側(cè)隙就是在分圓處一個齒輪的齒槽與相配嚙合齒輪齒厚的差異量。側(cè)隙的測量是將齒輪安裝在嚙合檢查機上，嚙合檢查機在基本安裝距下并且垂直輪位為零，在分圓半徑的旋轉(zhuǎn)平面處測量。

通過小輪的軸線在水平軸線上定位小輪上標(biāo)注齒的軸線，對于產(chǎn)品的小輪，定位將要檢查的輪齒并且與在標(biāo)記的齒之間與標(biāo)準(zhǔn)齒輪進行比較。將齒輪元件固定住，應(yīng)用專用的裝備檢查在節(jié)圓半徑上的圓周側(cè)隙。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的側(cè)隙是通過與（標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪）標(biāo)記齒相配獲得的，而產(chǎn)品中的側(cè)隙是與檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）上標(biāo)記齒相配獲得的。任何齒輪分配側(cè)隙值就是零件測量的累積側(cè)隙值減去相配的測量用控制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的側(cè)隙值。

5 印痕極限

基本印痕是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪獲得的。

中心印痕，工作側(cè)和非工作側(cè)在所有的情況下應(yīng)該用上面定義的軸系檢查如下印痕測量結(jié)果：

縱向位置：齒高方向印痕邊緣的位置應(yīng)該位于：

±0.8mm 標(biāo)準(zhǔn)齒輪和檢驗用標(biāo)準(zhǔn)齒輪

±1.4mm 產(chǎn)品

長度：印痕位置應(yīng)該位于：

±0.8mm 標(biāo)準(zhǔn)齒輪和檢驗用標(biāo)準(zhǔn)齒輪

±1.4mm 產(chǎn)品

齒高方向：印痕邊緣到齒頂面的距離：

±0.4mm 標(biāo)準(zhǔn)齒輪和檢驗用標(biāo)準(zhǔn)齒輪

±0.7mm 產(chǎn)品

以上提到的極限應(yīng)該是和標(biāo)準(zhǔn)齒輪（標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪）對比來檢測，并且用于初始制造和后續(xù)的所有檢測中。

為了滿足上面提到的印痕的極限要求并減少單個印痕的測量次數(shù)，可制作一種能復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）印痕極限的極限印痕拓帶，這種極限印痕拓帶可以用于基本標(biāo)準(zhǔn)齒輪設(shè)置時對其他齒輪進行目視檢查。

6 一般要求

標(biāo)準(zhǔn)齒輪的制造過程應(yīng)不包括表面處理（例如酸洗檢查、噴丸處理、氧化處理、鍍銀等），在小齒輪的大端齒上及盤齒輪大端兩個相鄰齒間標(biāo)記字母“X”。側(cè)隙用這些標(biāo)記齒測量，著色印痕也是在這些標(biāo)記的小輪齒及大輪相鄰兩個齒的齒槽上測量。標(biāo)記相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分配側(cè)隙。在嚙合檢驗機調(diào)整安裝距時使用安裝距樣品，裝在嚙合檢驗機的小輪轉(zhuǎn)接套上裝配側(cè)隙專用檢具，以使在小輪節(jié)錐圓弧指示位置的旋轉(zhuǎn)平面檢查側(cè)隙。標(biāo)準(zhǔn)齒輪應(yīng)有足夠的側(cè)隙以供產(chǎn)品零件在最小側(cè)隙值時的小端、大端和齒形的檢查。標(biāo)準(zhǔn)齒輪允許印痕檢查，同時把產(chǎn)品零件的可接受誤差考慮在內(nèi)。

7 標(biāo)準(zhǔn)齒輪在生產(chǎn)方式中的應(yīng)用

傳統(tǒng)方法：3件實物（MCG，MG，IG）

適用于試驗批生產(chǎn)：1件實物（印痕檢查用）+1件實物（三坐標(biāo)機校準(zhǔn)用）+數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)齒輪（三坐標(biāo)檢驗用）

適用于連續(xù)生產(chǎn)：1件實物（三坐標(biāo)機校準(zhǔn)用）+數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)齒輪（三坐標(biāo)檢驗用）

新開發(fā)定義階段：1件實物（印痕檢查用）+數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)齒輪（三坐標(biāo)檢驗用）

輪齒表面：

適用于試驗批生產(chǎn)：用從標(biāo)準(zhǔn)齒輪得到的柵格名義數(shù)據(jù)在P100齒輪測量機檢驗（驗收也僅依據(jù)印痕檢查）

適用于連續(xù)生產(chǎn)：用從標(biāo)準(zhǔn)齒輪得到的柵格名義值及定義驗收公差。

新開發(fā)：定義階段用理論柵格名義值P100齒輪測量機上檢驗（用來飲恨檢查的零件誤差必須在±0.003以內(nèi)）

8 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的維護

8.1 標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）

目前我廠標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪由計量中心保管。

8.2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）

標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）與檢驗用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）應(yīng)用十次以后應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）檢查校準(zhǔn)，即使在減少生產(chǎn)量期間，標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）最長間隔不超過5年。

8.3 檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪

正常生產(chǎn)周期內(nèi)檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）重新檢定的間隔不超過6個月，生產(chǎn)量減少期間可以由質(zhì)量部門延長檢定周期，但最長周期不能超過9個月。如果用標(biāo)準(zhǔn)齒輪檢查印痕超出印痕極限，檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）作廢。重新檢查顯示當(dāng)誤差超過±0.013時，檢驗用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）的分配側(cè)隙應(yīng)重新標(biāo)記。檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）的替換需要質(zhì)量部門的批準(zhǔn)。

所有的印痕和側(cè)隙檢驗記錄應(yīng)是檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）批準(zhǔn)文件的主要部分應(yīng)由質(zhì)量部門保存。如果產(chǎn)品停產(chǎn)或因生產(chǎn)量減少超出檢查周期，檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）特殊的檢定項目可以延緩，但需要在恢復(fù)生產(chǎn)前重新檢定。螺旋錐齒輪的檢驗方法在采納傳統(tǒng)方法或試驗批生產(chǎn)或連續(xù)生產(chǎn)的情況下，檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的定檢周期可以確定為12個月，應(yīng)為這些標(biāo)準(zhǔn)齒輪僅用于每種零件首批樣件的著色印痕和側(cè)隙的檢查。標(biāo)準(zhǔn)齒輪在12個月的間隔內(nèi)應(yīng)用于校驗齒輪測量機的零點。隨著標(biāo)準(zhǔn)齒輪的建立、使用，將從根本上改變傳統(tǒng)的螺旋錐齒輪的加工方式，節(jié)約加工成本，縮短加工周期，提高裝配試車后齒輪的嚙合質(zhì)量。