航空高精度鼓形齒輪加工及齒面修形方法研究

王長清

摘 要：在航空領(lǐng)域使用的鼓形齒輪，具有尺寸精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且集成化程度高的特點(diǎn)，導(dǎo)致該類零件的加工格外困難。文章主要介紹了基于多用途、高精度新型數(shù)控磨齒機(jī)和不可修整CBN砂輪加工鼓形齒輪的方法，研究加工過程中的齒形齒向誤差分析和修正方法，填補(bǔ)了公司在加工小模數(shù)鼓形齒方面的技術(shù)空白。

關(guān)鍵詞：鼓形齒；多軸數(shù)控磨削；鼓形量分布

1 概述

鼓形齒輪與直齒輪相比，以其承載能力強(qiáng)、角位移補(bǔ)償量大、齒面嚙合良好、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，在聯(lián)軸器等民用產(chǎn)品廣泛使用。

航空用鼓形齒輪，一般用于具有彈性要求的軸類齒輪傳扭結(jié)構(gòu)件上，屬于關(guān)鍵零部件。見圖1，由于航空用鼓形齒輪的齒形輪廓特殊和尺寸精度要求高，只能用高精度數(shù)控磨齒機(jī)進(jìn)行加工。

2 齒輪加工參數(shù)設(shè)定

所使用的數(shù)控磨齒機(jī)具備四軸聯(lián)動(dòng)功能，具備多位置主軸和多種自動(dòng)找正功能，配置西門子SINUMERIK 840D系統(tǒng)，具備良好的人及交互界面和強(qiáng)大的模擬功能。

（1）基本參數(shù)設(shè)定。輸入齒數(shù)、法向模數(shù)、法向壓力角、跨棒距尺寸、量棒直徑、跨齒數(shù)、齒形點(diǎn)頻率等參數(shù)。

（2）確定漸進(jìn)磨削方式。為了避免在砂輪過于鋒利等原因而導(dǎo)致的過切現(xiàn)象出現(xiàn)，數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置了特殊的漸進(jìn)磨齒方式。15個(gè)齒磨削完成后，再重新把初始3個(gè)留有余量的齒進(jìn)行最終尺寸的磨削，保證磨削精度。

3 齒形磨削及調(diào)整

在工件第一個(gè)齒槽試磨完成后，必須在齒輪測量機(jī)上對齒形進(jìn)行檢測，依據(jù)檢測結(jié)果對機(jī)床進(jìn)行調(diào)整，對于CBN磨輪來說，齒形上的余量是否均勻、余量過多或過少不是“齒形調(diào)整”的主要內(nèi)容。

4 齒向磨削及調(diào)整

齒向磨削主要是齒面的鼓形量分布及調(diào)整，也是該零件加工的關(guān)鍵。鼓形分布的調(diào)整是鼓形調(diào)整的依據(jù)，首先需要必須確保檢驗(yàn)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)的一致性。如圖2所示，在齒向的（零件軸線方向）鼓形曲線上測量所取的曲線段不同，測量結(jié)果也將不同。

若測量中取了左側(cè)鼓形線中的A1-A2-A3線段，右側(cè)鼓形線中的B1-B2-B3線段，測量結(jié)果就會(huì)顯示鼓形有角度誤差，上端齒形小，下端齒形大。相反，測量結(jié)果也會(huì)顯示鼓形有角度誤差。

經(jīng)過多次試磨削和測量，最終完成了鼓形齒磨削并保證了嚴(yán)格的尺寸要求，最終測量結(jié)果見圖3。

5 結(jié)束語

通過具體零件的加工實(shí)驗(yàn)，掌握了特殊結(jié)構(gòu)高精度鼓形齒磨削過程中參數(shù)調(diào)整、齒形齒向調(diào)整、鼓形量分布辨別方法和調(diào)整原理；探索了新型高性能機(jī)床的新功能、新操作方法，填補(bǔ)了公司關(guān)于特殊結(jié)構(gòu)小模數(shù)鼓形齒輪磨削的技術(shù)空白。

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