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轴齿轮倒棱加工技术优化

【摘要】本文针对传统的人工风动砂轮倒角存在的倒角质量差、加工效率低、

环境污染大等问题,提出利用数控倒角机实现一轴热前齿廓倒角。设计了一种适

用于一轴通用快换式倒角夹具,进而试验出最优加工刀具及切削参数,显著提升

了倒角质量、减少了加工时间,取得了良好的经济效益。

【关键词】轴齿轮齿廓倒角数控倒角

1引言

当前变速器在使用时为了防止齿轮加工过程中产生的毛刺影响齿轮啮合,尤

其是斜齿轮,通常会在齿轮齿廓两端倒角。而对于模数较大的齿轮一般会选择在

齿轮热处理加工前进行倒角。齿轮的齿廓倒角通常是在齿轮相互啮合部位的两端

沿着齿轮的齿廓方向对齿轮进行倒角加工1】,通常是去除零件齿部边沿的残留

毛刺,方便齿轮之间相互啮合,同时也起到了加工保护作用,防止现场零件转运、

加工等过程中存在的毛刺出现安全事故2】。倒角的加工角度及尺寸大小则根据

产品图纸要求以及后续机加工工序齿面去量而确定。因此,齿轮的齿廓倒棱现在

越来越受到工厂车间加工的重视。

2轴齿轮齿廓倒角使用现状

2.1轴齿轮齿廓倒角主要技术指标

轴齿轮齿廓倒角主要是沿着齿轮的齿廓方向倒角。目前我公司产品图纸一般

要求齿廓倒角0.5×45°,现场工艺实际执行时,一般将齿廓倒角工序放在热前

滚齿工序之后,考虑到后续还有剃齿或磨齿工序(对齿面进行再加工),分别要

求齿廓倒角0.5~0.7×45°。主要技术指标有倒角尺寸、倒角均匀性、粗糙度等

等。

2.2现场加工存在问题

目前我公司轴齿轮倒角主要采用人工风动砂轮倒角,其倒角过程质量不可控

制,倒角均匀性差,齿与齿之间的倒角大小不一、深浅不一。由于采用人工砂轮

倒角,不能确定最优的倒角角度及倒角尺寸大小,人为影响因素较大,砂轮对每

个齿廓的切入点不同,砂轮切削过程不稳定,环境污染也较大,现场操作需要戴

双层口罩耳罩,且倒角时间较长,砂轮倒角只能单面每个齿依次倒角,一端倒完

角然后翻转另一端倒角,造成现场工作强度大,以37齿的一轴倒角为例,人工

倒角一个零件需要120S左右。

归纳起来主要存在以下三个方面的问题:

1、加工时间长。人工风动砂轮倒角,一人一机,单件节拍2min/件;

2、质量差。人工倒角经常出现齿根倒不上角,齿边倒角质量参差不齐,质

量难以控制;

3、效率低。车间每月需要倒角的大头一轴产量较高,占用人力成本高。

3设计方案

3.1新型倒角夹具设计

首先统计出车间每月一轴需要倒角的产品明细及产量,并对其一轴内孔进行

分类,选用其常干品种设计数控倒角夹具,利用数控倒角机上下刀杆同时倒角。

倒角夹具整体采用内孔涨紧、端面定位的方式。其下拉杆下端与机床主轴下端的

夹紧气缸连接,用于零件的自动夹紧和松开。夹具底座通6过个M8×20内六角

螺钉与工件主轴端面连接,机床主轴的转动由伺服电机带动涡轮副驱动,带动主

轴上的夹具和零件进行分度运动。上拉杆通过螺纹和下拉杆连接,本体通过螺钉

和底座连为一体,外调整垫片用于支撑零件端面,涨套用于涨紧零件内孔。不同

孔系的一轴加工时,只需更换涨套拉杆组件和外调整垫片,方便换产。

图1一轴齿廓倒角夹具基本结构

3.2定制刀具

不同模数的零件由于齿槽间隙大小不同,导致同一刀片在加工不同零件时,

由于刀尖太细经常出现伤齿面或倒角倒不上的情况。尤其是带外花键的大头一轴,

粗刀杆在加工零件时容易与轴头花键干涉。针对此类问题重新定制了一种细刀杆,

这种刀杆的接头部位尺寸和原来机床自带的粗刀杆尺寸一致,只是改变了刀杆伸

出部位的外径尺寸,同时原来的刀片可在这两种刀杆上通用,这样对于带外花键

的大头一轴,就可以利用细刀杆和菱形刀片的组合方式完成倒角加工。

而对于模数较小的一轴零件加工时,刀片伤齿面的问题,更换原有的菱形刀

片为R2的球头铣刀,可完美解决此问题。即对小模数和带外花键的大头一轴倒

角,通过替换粗刀杆为球头铣刀和细刀杆均可完成倒角加工。

4现场验证

选用现场产量较大一轴系列,在数控倒角机上上下刀杆同时倒角。夹具底座、

本体等和原有的一致,无需更换,根据孔径重新配用了上拉杆涨套组件和外调整

垫片,方便现场换产,程序编程时只需输入

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