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齿轮加工误差分析及解决方法
2014-6-3  来源:连云港变速器有限公司  作者:孔繁钢

      随着社会的快速发展,加工制造业的竞争越来越激烈,无论是哪种产品想在自己所在的市场中占有一席之地,首先加工的产品质量要有所保证。想要加工出质量上乘的产品,就要有好的设备,而齿轮产品对整个设备的影响可以说是举足轻重的,在整个设备当中所有的传动都离不开齿轮,而齿轮在原配件工厂加工的过程中,由于各方面的因素会引起一定的误差,下面就齿轮加工误差产生的原因以及如何进行解决此问题做了简要的介绍。

   

1 齿轮加工误差产生原因

   

1.1 机床本身精度的误差

   

      机床精度的误差包括了几个方面的原因,首先是用来加工齿轮的机床工作台上、下两个的顶尖会有径向跳动的现象产生;其次是两顶尖之间所使用的轴为不相同的工作轴;最后是所使用的加工工作台在分度上有一定的误差。

   

1.2 工件与工装装夹的误差

   

      工件与工装装夹的误差包括了几个方面的原因,首先是在齿轮的加工设备上会设有基准孔和夹具中心轴,二者之间会存在一定的误差;其次是夹具的中心轴在工作的过程中会有径向的跳动;再次是所加工的齿轮端面同基准孔轴线之间会存在跳动的误差;最后是用来加工齿轮的工作台回转中心同胎具中心二者并不是一致的。

   

1.3 工艺系统的所引起的误差在进行齿轮加工的过程中,由于加工的工艺系统的本身的误差所造成的齿轮加工误差有以下的4 种形式:

   

      1) 径向误差:齿轮加工的过程中,被切的齿轮同刀具二者之间的径向距离会有一些变化也就是径向误差,在加工时齿坯安装位置偏心以及切割齿轮的刀具产生径向跳动是引起这一误差的主要原因; 

   

      2) 切向误差:被切齿轮同切割的刀具二者之间的分度有误差或者是展成运动遭到破坏。例如齿轮加工的过程中断续分度切齿的过程中,分度机构的分度误差所造成的误差;

   

      3) 轴向误差:齿轮加工中被刀具会对齿轮进行切割,切割的轴线会产生位移,这个位移就会引起误差,引起这个误差的主要原因是机床导轨同工作台的回转轴线是否平行、传动链的误差等原因引起的;

   

      4) 展成面的误差:这个误差,主要是由刀具本身的误差所引起的,例如刀具在加工中的误差、刃磨的误差以及采用近似成形的方法的理论等。

   

2 如何解决齿轮加工的误差

   

2.1 提升机床本身的精度

   

      想要较少由于机床的原因引起的齿轮加工如此,那么就要从机床本身的问题出发,对于机床的零配件方面对于刀具、材料、切削用量、刀具、几何参数、冷却润滑等几个重要的方面进行合理的选择,同时要准确刃磨以减少磨进而提升刀具的刚度,及时的改善材料性能,进行合理的维护保养。

   

2.2 减少齿轮同工装装夹的误差

   

      除了提升机床精度以外,通过实践我们可以知道减小齿轮同工装装夹的误差,对于降低齿轮加工误差也是非常有效的。提高工件本身工艺基准的制造精度,通过改善夹具中心轴、基准孔轴、胎具中心的精确度这些都是提高齿轮加工精度的有效途径。

   

2.3 提升齿轮加工工艺系统

   

      前面在对齿轮加工误差进行分析的时候,我们知道齿轮加工的工艺对于齿轮加工误差的影响是很大的,想要提升齿轮加工的工艺主要从以下几个方面进行改进:

   

      1) 工作台轴心同夹具中心轴的轴心要保持重合,通常我们在夹具的底面会设置一个固定的止口,这个止口同工作台之间的间隙虽然很小,但是位置误差仍然是存在的,想要加工的齿轮加工误差减少就要使夹具在安装时如果出现偏心很容易找出来,纠正到零或接近于零的位置,另外一种方式就是用夹具可微调偏心止口来替代目前使用的固定止口方式。

   

      2) 在设备安装滚刀之前要对刀具所标注的规格进行检查,查看规格是否符合生产的需求,然后擦干净刀的端面和内孔,将刀推入刀杆,在这里只能用手将刀推入,不可以用重锤之类的重物进行敲击。除此之外,对锁紧螺母轴线对端面的不垂直度要进行严格的限制。此项安装技术是一个合格齿轮工的基本功之一,齿轮工对于此项的操作技术会对齿形精度造成直接的影响,所以对于此工序加工企业要给予足够的重视。

   

      3) 提高滚齿加工精度,滚齿在齿轮加工方法当中是非常常用的一种方法,这种方法采用的是精密滚刀在精度非常高的滚齿机上进行加工。如果用普通精度的滚刀在普通级滚齿机上进行操作,加工出来的齿轮就只有8 级精度。如何提高滚齿的加工精度,我们从四个方面来进行完成:第一,确保机床的回转中心、齿轮的中心二者是重合在一起,这样可以将齿圈径向跳动误差减少;第二,将滚齿机的工作台蜗轮副回转精度提高,将由于传动链所引起的分度不均匀尽量去减少,将公法线的长度误差减少;第三,将刀架、机床二者垂直进入方向同零件的之间轴线的偏移量进行调整,让顶尖中心、回转中心两个保持一致性,从而提升差动挂轮的精度;第四,在滚齿进行打磨加工时一定要注意将留磨量控制好,不能有过大的余量。如果过度打磨就会磨掉齿轮表面原有的渗碳硬度层,硬度也就随之下降。

   

      4) 提升齿轮的基准加工精度,要评判齿轮的加工精度需要一个固定的坐标,这样评判才更加的客观,坐标的横纵坐标轴是由齿轮的加工基准面来形成。在这里需要注意的是轴颈同中内孔必须是同心的,因为如果不一致那么加工基准同安装基准儿子没有重合,这对装配精度会产生很大的影响,两位齿轮的端面基准同内孔二者要是垂直的状态。

   

      5) 提高热处理的能力。齿轮的强度、精度、噪声以及寿命会受到渗碳齿轮热处理变形的影响,磨齿工序虽然在渗碳热处理之后,变形对齿轮的精度等级仍然会产生一定的影响。所以说任何的齿轮制造工序都要对齿轮变形进行严格的控制和解决。

   

3 结语

      齿轮的测量和制造技术随着齿轮工业持续的发展而不断的提高,同时齿轮加工误差分析及解决方案也受到了越来越多的国内外学者越来越多的关注。本文针对齿轮加工误差目前出现的原因及解决方式做了简单的论述,相信未来随着更多的学者对于齿轮加工误差的研究,会给出更加实用的解决方法。 

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