影響軸齒輪滾齒加工精度的原因分析

丁雙雙

摘 要：在我國快速發展過程中，經濟在快速發展，社會在不斷進步，機械產品運用的頻率已經日益增多，減速機便是時代作用下的產物。在減速機中，滾齒與軸齒輪都是主要零件，假若軸齒輪滾齒的加工精度受損，那么減速機的減速效果也會大打折扣。文章通過分析影響軸齒輪滾齒加工精度被破壞的原因，來提高被加工零件的質量，并從物理和化學兩方面對其展開具體分析。

關鍵詞：加工精度;軸齒輪;滾齒;加工質量

引言

軸齒輪主要應用在減速機中，并且和減速機的質量和效率有著直接的關系。如果軸齒輪在工作過程中產生精度等相關問題就會影響減速機的正常工作。對于軸齒輪來說，最難控制的精度就是滾齒加工精度，因為軸齒輪的工作部分就是由滾齒來控制的，傳統的加工軸齒輪滾齒的方法就是采用滾齒磨齒相結合的方法，在這個過程中容易產生一系列的加工誤差問題，影響最終的成齒精度。因此為了提高軸齒輪的加工質量，最先要保證加工的軸齒輪滾齒的加工精度符合要求。因此本文將主要通過對控制軸齒輪滾齒的加工精度的幾個因素進行分析，然后從軸齒輪滾齒加工過程，加工誤差的控制以及設備影響等多個方面進行原因分析，從而在今后的軸齒輪滾齒加工的過程中可以將加工精度這一標準控制的更加嚴格，生產出高質量的軸齒輪，從而不斷的提高齒輪加工的整體競爭力。

1影響滾齒加工精度的因素分析

1.1齒圈徑跳誤差

齒圈徑跳又叫幾何偏心，是指“齒輪一轉范圍內，測頭在齒槽內或輪齒上，與齒高中部雙面接觸，測頭相對于輪齒軸線的最大變動量。”簡言之，齒圈徑跳就是輪齒齒圈出現軸中心線偏心的情況，導致這種現象的原因，多發生在零件安裝時期，由于零件與工作臺出現回轉中心不重合或者存在較大偏差的情況，引發偏心。同樣的，滾齒芯軸頂尖孔或者齒輪機頂尖制造不良，由于定位面接觸不良，導致偏心的情況。

1.2運動偏心

運動偏心一般表現為公法線長度誤差，這種誤差出現的原因是滾齒在進行齒輪加工的過程中一般會采用展成法，因此，當對于齒坯間的分齒到刀具傳動鏈進行確立時，必須要將傳動比關系作為其運動精確性的主要決定因素。然而，傳動鏈本身并非單項結構，它是由較多的傳動元件組成。因此，當傳動鏈在進行運動過程中，必定會出現零件誤差在傳動鏈末端集中反映的情況，也就是相對運動中的不均勻性，并由此對加工精度造成影響。而此處，運動偏心，也就是公法線長度，其變動與齒輪牙齒分布狀況有一定關聯，當齒輪牙齒分布不均勻時，公法線長度的變動就會直觀地表現出其出現誤差的最大范圍。

1.3齒面粗糙度分析

據調查統計，影響齒面粗糙度差的基本原因主要由幾種現象所引起：魚鱗、撕裂、啃齒和發紋。而這些現象又是由機床、工件和刀具系統的剛性不足所引起。在軸齒輪滾齒的加工過程中，由于滾齒和工件的相對加工位置可能發生變化，導致實際加工位置與設計位置不重合，進而造成加工歪斜，表面粗糙度不均衡的現象。從物理的角度來講，零件的材質也與實際加工效果有著不可切斷的聯系，例如低碳合金鋼的硬度就低于高碳合金鋼，所以在加工軸齒輪和滾齒的過程中，必須對所用材料進行多次比較，得到適合所用零件加工的材料，適合的加工材料將降低齒面粗糙度，并使其加工出合格且符合國家標準的零件。在機械加工中，齒輪齒面的粗糙度一般取1.6即可，但是假若磨齒的加工精度要求較高，其表面粗糙度便可為0.8甚至更小的一些;齒頂圓的表面一般取6.43，假若所加工的齒頂圓被作為檢測基準，那么便取3.2或更小。

1.4影響粗糙度的軸齒輪滾齒的加工精度原因分析

對于軸齒輪如果滾齒的粗糙度沒有達到實際要求的那樣就會產生崩齒、滾齒的撕裂以及鱗屑等現象。實際加工中造成軸齒輪滾齒粗糙度達不到生產要求的最關鍵因素還是出現在加工設備中，尤其是成套的設備，如數控機床的加工中，它和回轉刀架的精度，機床的夾具精度以及數控機床控制工作系統等都有關系，并且在成形的過程中還會綜合考慮這些成套設備帶來的不可避免的誤差，需要在要求的范圍內制定這些不可避免的誤差，然后重點控制數控機床成套設備的精度問題。尤其是出現了滾齒之間間隙較大的情況下，主要是由于加工的滾刀與工件之間的相向的過程中出現一系列的問題，從而造成了滾齒之間間隙增大，粗糙度增大。另外滾刀如果沒有精磨到一定的精度生產加工出來的滾齒也會產生粗糙度和加工出現的粗糙度產生誤差等。這些都是產生粗糙度影響軸齒輪滾齒加工的原因。

2提高滾齒加工精度的方法

2.1提升齒坯加工質量

對于齒輪加工而言，齒坯的質量直接影響著齒輪的精度，提升齒坯質量是提升齒輪精度的基礎和關鍵。齒輪內孔和齒輪端面是齒輪加工的定位基準，借助數控機床可以直接削出齒輪的端面和內孔，端面的跳動<=0.015mm，以往使用普通車床或者半自動車床，加工出來的齒坯，端面跳動>=0.05mm。提升定位基準的精度，可以大幅度提升齒輪加工精度，尤其是齒向精度。

2.2提升刀具刃磨精度

刀具刃磨精度也會影響到齒形精度。為了確保刀具有著良好的加工精度，選擇刀具時，需要選擇精度等級較高的，而且注意刃磨精度的提升，按照加工齒輪的精度選擇刀具精度。最為簡單的辦法就是選擇國外生產的滾刀，可以保證刃磨精度。滾刀進行刃磨涂層，可以加工1200件齒輪，刃磨10-13次，其帶來的產品質量效益要高于它的價格。滾刀進行刃磨之后，必須添加涂層，保證其使用壽命。使用國產的滾刀時，需要合理進行刃磨涂層和竄刀量。如果滾刀齒輪出現磨損的情況，齒輪的齒形精度以及表面質量會下降，還會導致機床出現振動。一般情況下，粗切時磨損量超過0.8-1mm或者精切時磨損量超過0.2-0.5mm，則需要重新磨刀。

2.3齒形誤差對策

齒形誤差主要指包容實際齒形輪廓線的理想齒形廓線法向在齒形工作部分中的距離。一般而言，漸開線齒形總會存在一定偏差，這種偏差會使傳動平穩性受到影響，出現不對稱、角誤差等現象，進而產生滾刀齒形誤差。而對齒形誤差的成因進行具體分析，就可以發現，在漸開線齒形決定的過程中，齒輪基圓是唯一決定性參數，因此，一旦基圓發生誤差，齒形也會因此出現誤差。當對齒輪進行加工時，漸開線齒形其中依靠齒坯滾刀之間固定速比的分齒進行保證，由此可以證明，滾刀齒形誤差決定了齒形誤差，并導致不對稱等現象的產生。

結語

文章主要從物理和化學兩個因素對軸齒輪滾齒的加工精度展開討論，并且也描述了磨齒對加工精度的有效控制。通過對幾何偏差、吃面粗糙度和齒形誤差的分析，使其了解影響軸齒輪滾齒加工精度的真正原因，通過對這些因素的合理控制，將使滾輪精度得到有效提升，進而得到加工精度全面提高的目的。

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