淺議齒輪加工誤差的產(chǎn)生和分析

陳亞蘭

摘 要：齒輪，作為生產(chǎn)制造設(shè)備必不可少的基礎(chǔ)零件，直接或間接地影響著生產(chǎn)設(shè)備的精密度，影響著生產(chǎn)產(chǎn)品的精細(xì)度。在實(shí)際的齒輪生產(chǎn)中，因?yàn)闄C(jī)床精度、工裝卡具、加工工藝等誤差的存在，都會(huì)產(chǎn)生齒輪加工誤差，本文就齒輪加工出現(xiàn)的誤差問(wèn)題，做一個(gè)簡(jiǎn)要的分析，并提出一些降低齒輪加工誤差的方法。

關(guān)鍵詞：齒輪加工 誤差與問(wèn)題 解決方法

引言

齒輪，作為生產(chǎn)制造設(shè)備必不可少的基礎(chǔ)零件，直接或間接地影響著生產(chǎn)設(shè)備的精密度，影響著生產(chǎn)產(chǎn)品的精細(xì)度。為了保障設(shè)備與產(chǎn)品的質(zhì)量得到提升，齒輪自身的精密度與精細(xì)度就必須得到提高。在實(shí)際的齒輪生產(chǎn)中，因?yàn)闄C(jī)床精度、工裝卡具、加工工藝等誤差的存在，都會(huì)產(chǎn)生齒輪加工誤差。本文就齒輪加工出現(xiàn)的誤差問(wèn)題，做一個(gè)簡(jiǎn)要的分析，并提出一些降低齒輪加工誤差的方法。

1.齒輪加工過(guò)程中常見(jiàn)的誤差

1.1 加工機(jī)床精密度存在誤差

齒輪加工機(jī)床的精密度受兩個(gè)主要因素的影響。第一個(gè)是機(jī)床本身就是有諸多齒輪、絲杠、臺(tái)面等零部件組成，各種零部件的精密度與配合度直接影響到機(jī)床自身的精密度；第二個(gè)是在生產(chǎn)加工過(guò)程中，在機(jī)床的縱向軸徑或橫向軸徑方向上，會(huì)因?yàn)闄C(jī)械傳動(dòng)的振動(dòng)而發(fā)生不同角度不同程度的跳動(dòng)；第三個(gè)是環(huán)境溫度變化會(huì)引起金屬零部件與材料出現(xiàn)熱脹冷縮，造成機(jī)床自身精度發(fā)生變化。

1.2 加工工裝卡具存在誤差

生產(chǎn)加工齒輪，必然會(huì)在生產(chǎn)設(shè)備上設(shè)定基準(zhǔn)孔和夾具中心軸，在孔與中心軸的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)加工者的人為誤差而產(chǎn)生誤差，會(huì)因?yàn)闄C(jī)床與工裝卡具自身的誤差而存在誤差，更何況夾具本身存在精度誤差，都會(huì)影響齒輪精度。因此在生產(chǎn)工程中，機(jī)床的性能直接制約著加工的穩(wěn)定性，裝卡再嚴(yán)格緊密，也會(huì)出現(xiàn)因振動(dòng)而產(chǎn)生的跳躍誤差，導(dǎo)致齒輪軸心與加工中點(diǎn)之間發(fā)生相對(duì)位移。

1.3 齒輪加工工藝存在的誤差

在齒輪加工的過(guò)程中，不論如何編排生產(chǎn)加工工藝，只要存在不同工序組合，必然會(huì)存在生產(chǎn)加工誤差。一個(gè)齒輪的生產(chǎn)，必定是由多個(gè)工序構(gòu)成的，這個(gè)誤差是無(wú)法消除的，只能減小。

2.解決齒輪加工誤差的辦法

找到了誤差產(chǎn)生的原因，就可以有針對(duì)性地想辦法加以解決或降低齒輪加工過(guò)程中出現(xiàn)的誤差。

2.1 提高齒輪加工設(shè)備的精密度

齒輪加工設(shè)備包括加工機(jī)床、輔助器材、刀具、潤(rùn)滑系統(tǒng)等設(shè)備，機(jī)床的設(shè)計(jì)、裝配精度，輔助器材是否配套、合格，刀具的淬火、磨制、材料的選擇；潤(rùn)滑系統(tǒng)的流速、潤(rùn)滑劑的選配。一絲一毫的偏差都會(huì)引起齒輪加工誤差的增大。要想降低齒輪加工誤差，首先要從生產(chǎn)硬件上加以改進(jìn)和修正，做好平日里的維護(hù)保養(yǎng)工作。

2.2 降低工裝的裝配誤差

工裝的設(shè)計(jì)、加工、裝配，對(duì)于降低齒輪加工的誤差也非常關(guān)鍵，根據(jù)待加工齒輪的特點(diǎn)和加工要求，設(shè)計(jì)制作合適的工裝，可以有效改善基準(zhǔn)孔軸、中心軸的校準(zhǔn)度。從而可以有效達(dá)到降低齒輪加工誤差的目的。

2.3 改進(jìn)齒輪加工工藝

在改進(jìn)齒輪加工工藝方面，有以下幾個(gè)方面需要重點(diǎn)關(guān)注。

（1）保持軸心的重合度。工裝卡具的底面存在一個(gè)固定的端口，是為了方便裝卡，這個(gè)端口與工作臺(tái)面存在一個(gè)很小的間隙，雖然間隙很小，但是仍然會(huì)出現(xiàn)偏心現(xiàn)象，端口無(wú)法消除，就需要在齒輪加工的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整，將偏心位置找出來(lái)并回歸原位，或是使用可調(diào)端口的卡具代替固定端口的卡具。更重要的是，在生產(chǎn)過(guò)程中，嚴(yán)格遵照加工工藝規(guī)定，在固定時(shí)間內(nèi)認(rèn)真檢查芯軸跳動(dòng)，固定時(shí)間一般是指在每班生產(chǎn)前，也可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況另外制定。

（2）仔細(xì)檢查刀具。一名齒輪生產(chǎn)者的基本功就是選擇刀具、加工刀具。在正式加工生產(chǎn)齒輪之前，首先要根據(jù)加工圖紙標(biāo)注的齒輪情況選擇合適的刀具，尤其是刀頭部分，材料、刀刃角度、前后角改進(jìn)，都要符合待加工齒輪的要求，對(duì)于不符合條件的，必須立即重新磨制改刀。生產(chǎn)工藝中明確規(guī)定了刀具的使用壽命、進(jìn)刀量，規(guī)定了單把刀具加工齒輪的數(shù)量。因此，當(dāng)?shù)毒哌_(dá)到規(guī)定好的加工齒輪數(shù)量時(shí)，必須更換刀具，以減少因刀具磨損導(dǎo)致切削力增大而產(chǎn)生的誤差。

（3）提高滾齒加工精度。滾齒加工是當(dāng)前齒輪加工中比較常用的方法。該方法是使用滾齒機(jī)進(jìn)行齒輪加工，滾齒機(jī)的精度比較高，與之配套的滾刀必須配套使用，若是出現(xiàn)高機(jī)低配的現(xiàn)象，就會(huì)大大影響齒輪加工的精密度。為了提高加工精密度，可以從四個(gè)方面加以關(guān)注。①關(guān)注機(jī)床的回轉(zhuǎn)中心與齒輪中心的重合性，以減少齒輪徑向誤差。②提高工作臺(tái)蝸輪的副回轉(zhuǎn)精度，降低傳動(dòng)鏈的不均勻振動(dòng)，以降低公法線的長(zhǎng)度誤差。③調(diào)整機(jī)床、平臺(tái)、刀架、刀具、齒輪的垂直方向的同軸性，調(diào)整并對(duì)正頂尖中心與回轉(zhuǎn)中心，達(dá)到提高差動(dòng)掛輪精密度的目的。④滾齒加工之后的預(yù)留磨量不需要過(guò)多留存，以免出現(xiàn)打磨過(guò)度而誤傷齒輪表面滲碳硬度層，影響后面的淬火效果，導(dǎo)致不必要的誤差產(chǎn)生。

（4）提高加工基準(zhǔn)面的精密度。加工基準(zhǔn)面是加工坐標(biāo)的基礎(chǔ)，依照加工坐標(biāo)可以較好地保證基準(zhǔn)孔的裝配精度，因此，對(duì)于加工基準(zhǔn)面的精密度必須嚴(yán)加關(guān)注。

（5）提高熱處理的能力。齒輪加工過(guò)程中的不同的熱處理，是為了保證后續(xù)工序的順利進(jìn)行，是為了保證齒輪的生產(chǎn)性能。掌握住熱處理的準(zhǔn)確度，對(duì)提高齒輪質(zhì)量，降低齒輪加工誤差也是至關(guān)重要的。所以要對(duì)齒輪的熱處理進(jìn)行嚴(yán)格控制。

（6）調(diào)整齒輪生產(chǎn)工藝，對(duì)精度要求較高的齒輪（如8級(jí)精度），可采用熱處理后進(jìn)行二次切削的工藝。隨著刀具材料和壽命提高，目前，對(duì)精度要求較高的齒輪，多使用直接熱處理再加工的工藝代替磨齒工藝，大大提高了生產(chǎn)效率和齒輪加工精度。

3.結(jié)論

隨著科技的進(jìn)步，新設(shè)備的研發(fā)使用，齒輪加工技術(shù)必然會(huì)得到不斷提升，隨著精密加工工藝水平的改進(jìn)，廣大科研工作者與生產(chǎn)者必然會(huì)研究出更多的解決方案，齒輪加工誤差必然會(huì)得到更完美的解決。

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