摘 要：在航空领域使用的鼓形齿轮，具有尺寸精度高、结构复杂且集成化程度高的特点，导致该类零件的加工格外困难。文章主要介绍了基于多用途、高精度新型数控磨齿机和不可修整 CBN 砂轮加工鼓形齿轮的方法，研究加工过程中的齿形齿向误差分析和修正方法，填补了公司在加工小模数鼓形齿方面的技术空白。
 
       关键词：鼓形齿；多轴数控磨削；鼓形量分布
 
       1 、概述
 
       鼓形齿轮与直齿轮相比，以其承载能力强、角位移补偿量大、齿面啮合良好、噪声小等优点，在联轴器等民用产品广泛使用。
 
       航空用鼓形齿轮，一般用于具有弹性要求的轴类齿轮传扭结构件上，属于关键零部件。见图 1，由于航空用鼓形齿轮的齿形轮廓特殊和尺寸精度要求高，只能用高精度数控磨齿机进行加工。
 

                             图 1 鼓形齿示意图
   
       2 、齿轮加工参数设定
 
       所使用的数控磨齿机具备四轴联动功能，具备多位置主轴和多种自动找正功能，配置西门子 SINUMERIK 840D 系统，具备良好的人及交互界面和强大的模拟功能。
 
      （1）基本参数设定。输入齿数、法向模数、法向压力角、跨棒距尺寸、量棒直径、跨齿数、齿形点频率等参数。
      （2）确定渐进磨削方式。为了避免在砂轮过于锋利等原因而导致的过切现象出现，数控系统设置了特殊的渐进磨齿方式。15 个齿磨削完成后，再重新把初始 3 个留有余量的齿进行最终尺寸的磨削，保证磨削精度。
 

   
                   图 2 鼓形测量位置
 
       3 、齿形磨削及调整
 
      在工件第一个齿槽试磨完成后，必须在齿轮测量机上对齿形进行检测，依据检测结果对机床进行调整，对于 CBN 磨轮来说，齿形上的余量是否均匀、余量过多或过少不是“齿形调整”的主要内容。
 
      4 、齿向磨削及调整
 
      齿向磨削主要是齿面的鼓形量分布及调整，也是该零件加工的关键。鼓形分布的调整是鼓形调整的依据，首先需要必须确保检验状态与标准的一致性。如图 2 所示，在齿向的（零件轴线方向）鼓形曲线上测量所取的曲线段不同，测量结果也将不同。
 
      若测量中取了左侧鼓形线中的 A1-A2-A3 线段，右侧鼓形线中的 B1-B2-B3 线段，测量结果就会显示鼓形有角度误差，上端齿形小，下端齿形大。相反，测量结果也会显示鼓形有角度误差。经过多次试磨削和测量，最终完成了鼓形齿磨削并保证了严格的尺寸要求，最终测量结果见图 3。
  

     
  
                          图3 零件最终测量结果
 
       5 、结束语
 
      通过具体零件的加工实验，掌握了特殊结构高精度鼓形齿磨削过程中参数调整、齿形齿向调整、鼓形量分布辨别方法和调整原理；探索了新型高性能机床的新功能、新操作方法，填补了公司关于特殊结构小模数鼓形齿轮磨削的技术空白。