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齿轮加工工艺过程中常见问题及对策

[摘要]齿轮是现代机械传动中的重要组成部分，从国防机械到民用机械，从重工业机械到轻工业机械，齿轮传动在其中有着无可替代的重要地位。为了最大限度提高齿轮加工质量，本文对齿轮加工工艺过程中常见问题和相关问题解决对策进行了探讨。

[关键词]齿轮、齿数、加工工艺、问题

中图分类号：TG61文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）27-0337-01

前言

在制造业中制造各种零件对国家的生产和建设有很大的帮助。制造业为社会各行各业提供工具和材料，但各种工具的用途和性能不同，其组成零件的材料、结构和技术要求也各不相同。所以，各种零件的加工工艺是不同的，即使是同一类型的零部件，如果生产条件和批量大小的不同，其加工工艺也不同，因此，需要制定合理的工艺规程。随着我国工农业生产和科学技术的飞跃发展，对于齿轮的需要显著增加。因此，多快好省精的生产齿轮已经成为发展机械工业的一个重要环节。

一、齿轮加工工艺过程中常见问题

1.1齿数不正确

在齿轮的整个圆周上轮齿的总数称为齿数。齿轮齿数的确定原则和要求先初定齿轮模数及传动轴直径，以便满足结构要求。首先，滚刀选用不正确。由于齿轮齿形比较复杂，影响其加工精度的因素也十分复杂多变。除滚齿设备的自身精度、齿坯的安装调整、齿轮材质、热处理等因素外，齿轮滚刀的合理选择也是十分重要的。齿数误差会引起每对齿轮啮合过程中传动比的瞬时变化。其次，工件毛坯尺寸不正确。传统毛坯尺寸基准设计忽略了工艺过程的差异，而统一将零件图中各尺寸基准作为毛坯尺寸基准，导致毛坯在后续加工过程中余量误差增大而浪费材料。第三，附加运动方向不对。在滚齿机加工斜齿轮时，附加运动方向的判定比较困难，再加上铣削方式、工件螺旋方向及滚刀螺旋方向等因素的变化，更增加了判断的难度。

1.2齿形不对称

首先，滚刀安装不对中。滚刀的安装好坏影响着滚刀径向、轴向跳动，最终影响切齿精度。一般安装滚刀前宜先校正刀轴，控制两端径向圆跳动小于0.005mm。台阶与螺母端面对轴线的垂直度应小于0.01mm，垫圈应淬硬磨平。滚刀装到刀轴上需校正两边凸台的径向圆跳动，尽可能使其“同步”，即两端径向圆跳动的最高点在同一方向。其次，滚刀刃磨后，螺旋角或导程误差大。常用的加工外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮的刀具。加工时，滚刀相当于一个螺旋角很大的螺旋齿轮，其齿数即为滚刀的头数，工件相当于另一个螺旋齿轮，彼此按照一对螺旋齿轮作空间啮合，以固定的速比旋转，由依次切削的各相邻位置的刀齿齿形包络成齿轮的齿形。

1.3齿形误差

齿形误差是指在齿形工作部门内，包容实际齿形廓线的理想齿形（渐开线）廓线间的法向间隔。齿轮滚刀是加工外啮合直齿和斜齿圆柱渐开线齿轮最常用的一种刀具。这种滚刀侧后刀面的轴向截形是直线，如果用它代替渐开线滚刀切齿时，则切出的齿轮齿形不是渐开线，因而在理论上造成了一定的齿形误差，称为齿轮滚刀的造形误差。另外，在实际加工过程中不可能获得完全准确的渐开线齿形，老是存在各种误差，从而影响传动的平稳性。齿轮的基圆是决定渐开线齿形的惟一参数，假如在滚齿加工时基圆产生误差，齿形势必也会有误差。

二、齿轮加工工艺过程常见问题解决对策

2.1正确确定齿轮齿数

首先，合理选用滚刀。我们要选择模数、压力角相同，螺旋角相近，变位系数差异在0.1mm内，这样齿根差异才不会太大。如果相差很大，也可以通过微调滚刀的安装角度，以达到图纸上要求的根径。如果发现做出的齿轮齿顶变宽，根径变小，情况不严重时，也可以适当加大刀架角度，这样滚出的齿轮的齿顶就会变尖一点。根径变小。其次，确认好工件毛坯尺寸。加工前的齿轮毛坯加工，在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。无论从提高生产率，还是从保证齿轮的加工质量，都必须重视齿轮毛坯的加工。因此，在齿轮的技术要求中，应注意齿顶圆的尺寸精度要求，因为齿厚的检测是以齿顶圆为测量基准的，齿顶圆精度太低，必然使所测量出的齿厚值无法正确反映齿侧问隙的大小。第三，附加运动方向要准确。目前，金属切削机床书籍及有关资料中，对滚切斜齿圆柱齿轮时工件附加运动方向的判定是：滚刀竖直移动工件螺旋线导程的过程中，当滚刀与齿轮螺旋线方向相同时，工件应多转一周，即工件附加运动方向与工件展成运动方向相同。反之，当滚刀与齿轮螺旋线方向相反时，工件应少转一周。由此可见，附加运动是形成齿轮螺旋线的运动。附加运动方向与展成运动方向、铣削方式、工件螺旋方向有关。因此，附加运动一定要准确才能保证齿轮加工质量。

2.2齿形要对称

齿形加