剃齒加工工藝及剃齒刀修磨研究

王明海 于濤

關(guān)鍵詞：剃齒加工工藝;剃齒刀修磨;發(fā)展現(xiàn)狀;研究

近年來(lái)，我國(guó)科技水平取得了日新月異的成就，而齒輪是一種應(yīng)用于機(jī)械正常運(yùn)作并為機(jī)械提供一定動(dòng)力作用的零件，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，齒輪的市場(chǎng)需求與日俱增，使得齒輪的精確度也開(kāi)始得到廣泛重視。而剃齒加工工藝最先起源于1926年名稱為耐森納爾·波洛奇的美國(guó)公司，直到50年代末期逐步被大力推行應(yīng)用于各部門(mén)的工作中，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)與國(guó)外在實(shí)際齒輪生產(chǎn)過(guò)程中，將齒輪的精加工作為最關(guān)鍵的零件加工工序。目前，我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程不斷擴(kuò)大，因而對(duì)齒輪零件加工工藝提出更高的標(biāo)準(zhǔn)，使得齒輪零件加工工藝的精確性也有新的提升。而將剃齒加工工序作為齒形加工的結(jié)尾流程，有利于修正齒形、齒圈徑向的跳動(dòng)、齒距以及齒向等的偏差，進(jìn)而對(duì)剃齒齒輪的精確性與運(yùn)行平穩(wěn)具有重要作用，同時(shí)可以使齒輪有效得到更精確、細(xì)致的外觀。

1.淺析剃齒加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀

齒輪精加工的方式包括磨削加工和剃齒加工，由于剃齒加工受到一定的限制，因而剃齒加工工序是作為熱處理之前的一道工序，而磨削加工是在進(jìn)行熱處理后的工序。近些年，隨著器材加工精確度的不斷改良以及數(shù)控機(jī)床的逐步健全和加工軟件的快速進(jìn)步發(fā)展，使得我國(guó)齒輪精加工的技術(shù)有所新的突破成果，進(jìn)而大大提高了齒輪加工的效率和精確度以及其它加工工序的水準(zhǔn)。基于CBN砂輪與現(xiàn)代化新型陶瓷的應(yīng)用，使得展成磨削與成形磨削兩者都有較大的進(jìn)步成果，由于過(guò)去大部分使用剃齒的加工逐步更換為磨齒加工，進(jìn)而讓部分人產(chǎn)生“多年以后剃齒的加3232藝將會(huì)被完全替代”的觀點(diǎn)，現(xiàn)階段，這一觀點(diǎn)得以完全否定，如今無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，在實(shí)際齒輪生產(chǎn)過(guò)程中，剃齒加工還是作為齒輪精加工的關(guān)鍵方法。

2.淺析剃齒刀的作用

剃齒刀是一種作為直齒與斜齒漸開(kāi)線圓柱齒輪的刀類工具。剃齒加工進(jìn)行時(shí)，剃齒刀的切削刃沿工件的齒面剃下一層薄金屬，有利于提升齒面的質(zhì)量以及被剃齒輪的精確度，同時(shí)有利于促進(jìn)加工效率并延長(zhǎng)刀具的使用壽命，這一刀具普遍使用于大批量生產(chǎn)中等精確度的圓柱齒輪。其次，剃齒刀是通過(guò)淬火磨削后的齒輪形狀的刀具，沿著齒高方向的凹槽稱為鋸齒刀槽。剃齒的加工即是經(jīng)過(guò)應(yīng)用齒輪工件以及剃齒刀相互作用下嚙合傳動(dòng)，再?gòu)凝X輪工件的齒面切削掉較為渺小的加工剩余量。此外，剃齒刀與齒輪工件進(jìn)行嚙合旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，齒輪軸與剃齒刀刀軸相互交織，而剃齒刀與齒輪工件間隔只有齒面的嚙合，因此，齒輪軸與剃齒刀刀軸之間并沒(méi)有太大的關(guān)聯(lián)，但彼此可以實(shí)現(xiàn)“無(wú)拘無(wú)束”的旋轉(zhuǎn)。

3.剃齒刀具修磨的重要作用

傳統(tǒng)舊的剃齒刀加工的齒輪會(huì)出現(xiàn)許多不良缺陷（如下圖所示），以某公司為例，這一公司在1995年開(kāi)始引入這一系列的產(chǎn)品后一直在使用剃齒刀具的修磨辦法，同時(shí)也受到日本川崎強(qiáng)烈推薦的日本進(jìn)口滾刀以及剃齒刀。通過(guò)二十年實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐，這一公司已經(jīng)達(dá)成了機(jī)組的中心部件轉(zhuǎn)子完全自我制作的成果，然而，這一公司在二十年后，現(xiàn)階段大部分剃齒刀已經(jīng)受到損傷，使得難以實(shí)現(xiàn)完成更高精確度的齒輪零件加工。其次，由于購(gòu)買(mǎi)新剃齒刀的成本較大，為了有效應(yīng)用受損的剃齒刀，這一公司積極努力展開(kāi)了長(zhǎng)時(shí)期的研究，但基于種種因素的制約影響，致使最終并未達(dá)成對(duì)剃齒刀的修正。由圖可知，傳統(tǒng)舊的剃齒刀鑒于在實(shí)際加工過(guò)程中受到刀具長(zhǎng)時(shí)間的磨損，使得齒輪的齒面逐步產(chǎn)生一定面積的亮度，齒端發(fā)生毛刺的現(xiàn)象，致使齒面的光潔度有所降低以及被剃齒輪的齒形精確度比較差，此外，剃齒加工過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲逐漸增強(qiáng)與齒面出現(xiàn)相應(yīng)的痕跡等。

4.應(yīng)用剃齒刀修磨機(jī)床有效達(dá)成剃齒刀修磨

目前，我國(guó)工藝技術(shù)的設(shè)備較為先進(jìn)，而隨著數(shù)控剃齒刀磨床的日漸增加，剃齒刀的精確度與廓形直接影響了被剃齒輪的精確度以及廓形，其次，由于剃齒刀的精確度以及刀齒廓形是經(jīng)過(guò)剃齒刀的修磨所得到的，因而剃齒刀的修磨以及剃齒刀磨床的機(jī)能相對(duì)剃齒的質(zhì)量而言，具有重大作用，同時(shí)在一定程度上為相關(guān)工作人員完成剃齒刀的修磨建立穩(wěn)固的根基。

5.經(jīng)過(guò)修磨后的剃齒刀開(kāi)展實(shí)踐加工檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)修磨后的剃齒刀應(yīng)用效用，這一公司員工應(yīng)用修磨后剃齒刀模數(shù)為2.5的加工齒輪，并且應(yīng)用剃齒機(jī)是美國(guó)紅環(huán)剃齒機(jī)床，其具體數(shù)據(jù)如圖表一所示：

6.剃齒后的檢測(cè)數(shù)據(jù)及報(bào)告分析

21614齒輪的經(jīng)過(guò)修磨后的剃齒刀進(jìn)行加工工藝，將這一加工后的檢測(cè)數(shù)據(jù)與國(guó)內(nèi)外精確度等級(jí)相對(duì)比，如下表二所示，由表二可知修磨后的剃齒刀所加工的齒輪可以達(dá)到這一公司齒輪的加工精確度標(biāo)準(zhǔn)。

7.結(jié)束語(yǔ)

綜合上述，通過(guò)種種實(shí)踐表明，由于進(jìn)口刀具的材質(zhì)與熱處理方法相對(duì)先進(jìn)，使得通過(guò)應(yīng)用傳統(tǒng)舊的進(jìn)口剃齒刀進(jìn)行修磨加工處理后，這樣不僅可以完全利用進(jìn)口刀具刀體的剛性，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)齒輪加工精確度的標(biāo)準(zhǔn)。此外，由表二數(shù)據(jù)可以清楚了解修磨后的剃齒刀在實(shí)際加工工序后，所加工的齒輪精確度與公司提出的齒輪加工精確度相符。