提升齿轮加工精度的论述

摘 要：在实际的齿轮加工过程中，齿轮的加工精度受到很多外在的因素影响。齿轮加工的精密程度就就决定了微小的因素都有可能让整个齿轮的加工精度受影响，因此要格外注意。本文针对如何提升齿轮的加工精度进行详细的阐述和分析，希望通过本文的阐述，可以为齿轮的加工精度的提升有所帮助。

关键词：齿轮加工；精度要求；齿坯；滚齿；剃齿

中图分类号：TG61 文献标识码：A

大批量生产的变速箱中的齿轮齿形的加工工艺通常情况下是滚剃的加工工艺，这种工艺的加工步骤共有五步：第一步是制坯；第二步是滚齿；第三步是剃齿；第四步是热处理；第五步是热后加工。但是步入二十一世纪之后，我国的机械加工行业已经进入到了数控的加工时代。数控加工由于其精度高，质量好，已经成为了齿轮加工的最优选择。数控车床，剃齿机及高精度磨床已经广泛的应用在了齿轮的加工过程中，这样就使得齿轮加工无论是在加工精度上，还是在加工的数量上，都有了很大程度的提升。齿轮加工的专用设备是滚齿机，滚齿机的工作原理就是按照滚切的加工方法来加工齿轮，在加工的过程中，可以看做是让齿条和齿轮之间进行一种无间隙的啮合运动。滚齿机中使用的滚刀在实际的作用中就是一种假想的齿条，这种齿条在蜗杆上设置了很多的槽，这些槽是用来形成切削刃，方便整个齿轮的切削。在整个齿轮的加工过程中，滚刀的作用是非常重要和关键的，在加工中，正是有了滚刀和加工件之间的相对运动，才有效的保障了齿轮渐开线的啮合运动，从根本上提升了齿轮的加工效率。近些年，经过科研人员的不断探索和创新中，高精度的数控滚齿机已经在精度上达到七级的精度，并且还有效的提升了加工的效率，保障了加工质量。上文提及了滚齿机，在齿轮的加工工艺中，还有一种加工设备也是非常重要的，那就是剃齿机。剃齿机在加工设备中属于对齿轮进行精加工的设备，它的加工精度可以达到六级的精度。剃齿机对于特殊齿形的齿轮的加工效果更加明显。剃齿机还可以加工没有经过热处理的直齿圆柱齿轮等。剃齿机的运行原理主要就是利用了两个圆柱螺旋齿轮的啮合点间的相互啮合来实现的。螺旋齿轮中的小槽就是剃齿刀。加工圆柱直齿轮要用斜齿剃齿刀，加工圆柱斜齿轮时要用直齿（或斜齿）剃齿刀。

一、齿轮加工过程中影响加工精度的因素

在实际的齿轮加工过程中，影响齿轮加工精度的因素大致分为六种。这六种分别是：第一种齿坯的铸造误差‘第二种是加工刀具的制造误差；第三种是刃磨误差；第四种是刀具的安装误差；第五种是齿轮加工的安装误差；第六种是加工机床的自身误差。以上六种中的一种或者是几种都有可能造成齿轮的加工精度误差，给齿轮的加工质量带来了一定的影响。参照GB/T10095的国家行业标准中规定，标准误差分为五方面的误差：第一方面是周节累积误差；第二方面是基节误差；第三方面是齿形误差；第四种是齿圈径向误差；第五种是齿向误差。在齿轮的加工过程中，要针对以上五方面的标准误差进行详细的检验和施工。

二、有效提升齿轮加工精度的措施

关于有效提升齿轮加工精度的措施的论述，本文主要从三个方面进行分析。第一个方面是提升齿坯件的加工质量。第二个方面是控制齿轮加工过程中的滚齿精度。第三个方面是控制齿轮加工过程中的剃齿的精度。下面进行详细的分析。

（1）措施一：提升齿坯件的加工质量

齿轮加工中的齿坯加工的加工质量是非常关键的，对于齿轮的后续加工质量有着非常重要的基础作用，影响着齿轮加工的安装和定位精度。一旦齿轮在滚齿的过程中，齿坯的安装缝隙过大，就会出现齿轮的齿坯加工偏心的现象。这种偏心会让齿圈出现齿圈径向跳动偏差过大的现象，这样直接影响到了齿轮的后续加工，对齿轮的加工成品的质量有非常重大的影响。同时齿圈齿坯的断面圆跳动的精度还影响着剃齿工序的加工质量。这是由于剃齿在加工过程中定位面是齿轮的端面，在齿轮齿坯的最大圆跳动的位置进行锥齿的加工成型。斜齿的加工位置在距离圆跳度量最大的圆周面的任意九十度角内。在锥齿和剃齿的加工过程中加工中的每一个齿都是锥齿和斜齿的加工合成，这样的合成加工会产生齿轮的齿向误差。基于此，在齿轮的加工过程中要严格的控制齿坯的加工质量。要按一下两种控制要求进行质量控制。第一，在加工孔类的齿轮加工过程中，齿轮孔的精度要控制在H6级别；同时齿轮齿坯的外圆不大于80直径的端面跳动量尽量控制在0.017；齿轮齿坯的外圆大于80直径的端面的跳动量尽量控制在0.0221以内；齿轮齿坯的外圆大于125直径的端面的跳动量尽量控制在0.0251以内；第二，对轴类齿轮加工的齿坯，定位外圆的尺寸精度按h5级，定位外圆的跳动≤0.015。

（2）措施二：控制齿轮加工过程中的滚齿精度

滚齿的加工方法主要是用在对齿轮的精度要求不是很高的加工中，这种情况下，要想达到齿轮的质量要求，选择标准形式的齿轮滚到就可以实现。我们在加工汽车使用的齿轮过程中，选择的加工工艺就是滚剃的加工工艺。在进行滚齿加工时，我们使用的是剃前的齿轮的滚刀进行加工，这样的加工精度至少能够提升两级，精度提升的同时，我们还要对以下三种变量参数进行控制：第一个是周节积累误差；第二个是公法线长度的变动分量；第三个是齿圈的径向跳动误差。这三种变量必须有效在加工过程中进行控制，因为这三种变量直接影响着齿轮的加工精度和质量。

（3）措施三：控制齿轮加工过程中的剃齿的精度

剃齿是齿轮齿形精加工有效手段，目的是进行修整齿形形状及修整齿向形状及位置，在实际加工中，剃齿的余量大小，不仅会影响其生产效率，同时也会在一定程度上影响加工质量的好坏。如果剃齿的余量过小，则会出现剃不起来的现象，这主要是因为不能完全地除去剃前的误差以及齿面存在的缺陷。剃齿余量过大，则生产效率下降，也会影响齿形的加工质量，一般中等模数的齿轮加工单边剃齿余量选择为0.03mm～0.04mm。

参考文献

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