基于齿轮滚刀加工过程中定位基准的选择研究

马丽心，孙 乐，刘 毅

(1.哈尔滨商业大学轻工学院，哈尔滨150028;2.新疆怡利科技发展有限公司，乌鲁木齐830000;3.哈尔滨第一工具制造有限公司，哈尔滨150020)

传动系统向高性能的方向发展，对齿轮提出了更高的制造要求[1].而齿轮滚刀是加工齿轮最常用的刀具，其制造误差严重影响被加工齿轮的加工精度[2].因此，提高齿轮滚刀的制造精度是提高滚齿加工质量的关键[3].定位基准的选择是齿轮滚刀加工的基础与前提，定位基准的选择是否合理，不仅影响齿轮滚刀加工工艺的繁简程度，而且对齿轮滚刀加工精度的影响甚深[4].所以，要提高齿轮滚刀的加工精度，首先要解决定位基准的选择问题.

1 定位基准对齿轮滚刀机械加工精度影响

零件加工后的实际尺寸，包括形状、尺寸和位置等与理想的几何参数相符合的程度称为机械加工精度[5].定位基准的选择不合理会造成定位误差，定位误差包括基准不重合误差和基准位置误差.在齿轮滚刀的加工中，定位误差则会对齿轮滚刀的机械加工精度造成影响.

2 齿轮滚刀加工工艺流程

工艺过程是指在生产过程中，按一定顺序、逐步的、直接的改变毛坯或原材料的形状尺寸、性质和相互位置关系，使之成为成品或半成品的过程[6].机械加工工艺过程是由一系列按顺序排列着的工序组成的，定位基准的选择影响着加工工艺的复杂程度[7].齿轮滚刀的一般工艺流程如图1所示，由图可知齿轮滚刀加工的主要工序为对内孔、外圆、端面、键槽、容屑槽齿形的加工.

图1 齿轮滚刀加工工艺流程

3 齿轮滚刀加工过程中定位基准的选择

以下依据定位基准的选择原则，对齿轮滚刀加工的主要工序的定位基准选择进行分析.

3.1 端面及外圆

对端面及外圆进行的加工主要是车削.依据基准重合原则，车削端面及外圆时采用小锥度心轴以内孔为基准定位.先加工一端端面及外圆，加工完成后调转工件180°，加工另一端端面及外圆.定位元件采用小锥度心轴使安装拆卸方便且不需夹紧装置.

3.2 内孔

对内孔进行的加工主要是钻削、车削(拉削)和研磨加工.钻削和车削时如图2所示，依据重要表面原则，采用三爪夹盘以端面及外圆定位.对于生产批量较大的企业可以拉内孔代替车内孔，拉内孔时拉刀相当于心轴以内孔定位，加工精度更高且效率高.研磨时采用夹罐以外圆为基准定位.对内孔进行加工，使后续加工可以内孔为基准定位，设计基准与定位基准重合，有利于保证加工精度.

3.3 键槽

对键槽的加工可以采用插削或拉削的方法，插削时采用V形块以外圆为基准定位;拉削时如图3所示，采用拉键心轴以内孔为基准定位.与插削相比，拉削以内孔定位更能保证键槽与内孔的位置精度.

图2 齿轮滚刀钻内孔定位示意图

图3 齿轮滚刀拉键槽定位示意图

3.4 容屑槽

容屑槽分为直槽和螺旋槽两种，因直槽制造及检测方便，所以生产中多采用直槽.对容屑槽的加工主要是铣削前刀面，加工时采用心轴以内孔为基准定位.以内孔定位保证前刀面与内孔的位置度.

3.5 铲齿

对齿形进行的加工主要是铲齿顶、铲齿侧、铲齿沟和磨齿等.加工时如图4所示，采用心轴以内孔为基准定位.以内孔为基准定位保证牙齿各个表面与内孔的位置度.

图4 齿轮滚刀铲齿定位示意图

通过以上对主要工序的分析，得出齿轮加工中应尽量选择像内孔、端面及外圆这样相互之间具有直接位置要求的表面作为定位基准，以此减少定位误差，保证加工精度[8].定位基准的选择具有一般原则，但实际生产的情况复杂多变，不能完全依靠原则进行选择，需具体情况具体分析，从而选择最合理的定位基准.

4 结语

通过对齿轮滚刀加工过程中定位基准选择的分析研究可以看出，在机械加工过程中，定位基准的选择是根据具体情况综合考虑夹具结构、加工成本等因素，不断的优化，从而选择最合理最适用的定位基准.从而提高被加工零件的机械精度，以及简化工艺流程提高生产效率及经济性.

[1]王延忠，吴灿辉，葛旭阳，等.面齿轮滚刀基本蜗杆的设计方法[J].航空航天大学学报，2009(2):166－169.

[2]LI G，SUN M，LI X，et al.Improved relief grinding method of Gear Hob with equal relief angle[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering，2011(5):842 －850.

[3]李素奎，谷原林.齿轮滚刀铲磨齿形方法—斜铲法浅析及测试[J].黑龙江科技信息，2004(8):26.

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[5]李 岩.机械加工质量控制技术研究[J].科技创新与应用，2012(13):117.

[6]王启平.机械制造工艺学[M].5版.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2005.

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[8]王先奎.机械制造工艺学[M].3版.北京:机械工业出版社，2013.31－ 42.