齿轮类零件加工的工艺要求

李国强

（中国重汽大同齿轮有限责任公司， 山西 大同 037305）

引言

随着社会的不断进步，工业化和自动化程度的不断提高，衡量一家机械制造企业的好坏最终还是归结于质量上，而质量则是靠工艺要求来控制。下面介绍一下大同齿轮对加工齿轮类零件的工艺要求。

1 工艺要求

1.1 车工

1）车刀装夹。车刀刀杆伸出刀架不宜太长，一般长度不超过刀杆高度的1.5倍（车孔、槽除外）；车刀刀杆中心线与走刀方向垂直或平行；刀尖高度的调整：车端面、车圆锥面、车螺纹及切断实心工件时，刀尖一般应与工件轴线等高；粗车外圆、精车孔时，刀尖一般比工件轴线稍高；精车细长轴、粗车孔、切断空心工件时，刀尖一般比工件轴线稍低；螺纹车刀刀尖角的平分线应与工件轴线垂直；装夹车刀时，刀杆下面的垫片要少而平，压紧螺钉应拧紧［1］。

2）工件装夹。用三爪卡盘装夹工件时，若工件直径小于或等于30mm时，悬伸长度不大于直径的5倍；直径大于30mm时，悬伸长度应不大于直径的3倍；车轮类、套类零件时，应按不加工的表面找正，以保证加工后工件壁厚均匀。

3）注意事项。内孔尺寸、公差、粗糙度；端面平行度；焊接圆尺寸公差、粗糙度；轮毂厚度的保证及重要性；车刀刀片的使用；内孔对表环的应用、卡规卡板的使用。

1.2 滚齿

滚齿加工原理相当于交错轴斜齿轮副的啮合过程。滚刀与工件在一定的速比关系下进行展成运动［2］。

轴向进给运动：滚刀沿齿坯轴线方向的轴向进给f（mm／r）。

差动运动：加工斜齿轮时，垂直进给过程中通过差动机构计算、安装调整分齿、差动挂轮，

加工斜齿轮时计算差动挂轮，必须计算到小数点有效位数5位。

切深ap＝2.25采用两次滚切时，粗滚后齿厚须留有0.5～1mm的精滚余量。

轴向行程L＝L1＋L2＋加工齿宽

1）正确安装刀具。刀杆、刀垫及滚刀在安装前心须擦干净；滚刀应轻轻推入刀杆中，不得使劲敲打；安装滚刀前应检查刀杆径向、端面（两处）跳动，不大于0.015；滚刀安装后应检查滚刀轴台径向跳动不大于0.035。

2）正确找正夹具。在安装心轴、底座面、定位套、上下垫、工件须擦干净；正确搬转刀架角度：滚刀的安装角δ＝β－γ。

3）正确安装工件。在安装时上下垫、工件须擦干净；安装工件时，定位面要正确，安装工件应轻拿轻放，只能用铜棒轻敲非工作、工艺定位面，不得使劲敲打工件；轴齿轮安装前应轻拿轻放，不得磕碰顶尖。

4）试切（齿数／螺旋角旋向）。机床调整后用啃刀花进行试切检查分齿、螺旋方向是否与要求相符，数齿正确后方可加工，（用右旋刀工作台应逆时针旋转，左旋刀工作台应顺时针旋转）。

5）技术要求。公法线长度平均偏差达工艺要求；齿圈跳动达工艺要求；齿面粗糙度达工艺要求。

6）滚刀的安装。心轴锥度部分擦干净，装入轴孔内紧固；用千分表检查滚刀心轴端面和径向跳动。

8）滚齿注意事项。滚刀磨钝标准：在滚齿时，如发现齿面有光斑、拉毛、粗糙度变坏声音不正常时，必须检查滚刀的磨损量，滚刀的重磨是沿刀齿的前刀面重磨，模数2～8，最大磨损值粗切为0.2 mm，精切0.1mm。

9）滚刀的耐用度。两次刃磨之间的滚切时间。模数5～6mm，360min／30（6h）它与被加工材料和切削用量有关，耐用度太大，切削用量要减小，生产率低；耐用度太小，滚刀经常刃磨，刀具损耗大，生产率低。

根据刀具材料选择切削用量；及时刃磨；滚胎的调整；顺逆铣的选择，配合间隙适当；滚齿跳动、公法线变动；由于剃齿不能减小公法线长度变动量，所以剃前齿轮的公法线长度变动要小。注意齿顶倒棱。

1.3 插齿

1）准备工作。调整分齿挂轮的啮合间隙（0.1～0.15）mm 以内；按加工方法和工件模数、材质、硬度进行切削速度挂轮、进给挂轮的选择与调整；插齿心轴及齿坯的装夹：心轴径向跳动不大于0.005mm，并且装夹齿坯时应使定位面贴紧，用千分表检查端跳，不大于0.02mm。

2）安装刀具。安装前擦净刀具主轴的配合部位及插齿刀的内孔和支承面；先检查刀轴径跳、端跳；刀垫平行度不大于0.005，紧固螺帽的端面与螺纹轴线的垂直度小于0.01；有盘形插刀垫圈的直径尽可能接近插齿刀的齿根圆，使用带锥柄的插刀时，刀具主轴锥孔内要增加工个锥度套，锥套与刀具主轴的同轴主轴的同轴度允差为0.005；手感刀孔与刀轴的配合间隙（不大于0.02）；；加工中注 意：刀具 磨 损0.15～0.3 mm时，应及时换刀。

3）调整机床。调整刀行程长度L＝B＋l1＋l23～4mm，根据刀具的承受能力、工件的材料、硬度和模数等因素选定切削速度，切削速度选定后根据下式计算冲程次数，按机床变速标牌所列的冲程数就近先用。

插齿过程中，应随时注意刀具的磨损情况，当刀尖磨损达到0.15～0.3mm时，应及时换刀。

1.4 剃齿

1）安装准备。前、后顶尖径向跳动不大于0.005，由四颗调节螺钉来调整。两顶尖中心连线对工作台移动方向的偏移，在150mm内应不大于0.01；剃齿心轴装夹后，径跳不大于0.005；机床主轴的端面和径跳不大于0.008（刀轴），垫圈平行度不大于0.005；剃齿刀安装后，其端跳和径跳不大于0.01，剃齿刀的齿数应与被剃齿轮齿数无公约数。

2）加工调整。根据机床刚性、齿轮模数、材质、硬度、剃齿方式、剃齿刀直径等因素选取主轴速度挂轮；根据齿轮模数、齿数、材质、硬度选取进给量。径向进给量0.005～0.01mm／r，轴向进给量0.1～0.5mm／r。

3）超越行程。为保证齿向精度，剃齿刀的超越行程取刀厚的1／3～2／5。

4）剃齿轴交角。剃直齿时，轴交角取5°或15°；斜齿10°～25°剃双联或多联齿轮时，轴交角应根据齿轮空刀槽宽度适当选取，保证台肩无干涉。

轴交角公式为Σ＝ρ工件＋γ

先用上式粗调轴交角Σ，轻剃后检查，根据实际的齿向误差F，用游标刻度盘或百分表进行精确调整，按下式计算出刀架的微量回转量值Y：

式中：R为百分表测头到刀架回转中心的距离；F为齿向误差；B为工件宽度；β为工件螺旋角。

机床调整好后必须进行试剃并检查齿形齿向精度，合格后才能加工。

剃齿过程中，发现齿向失去剃刀花纹，出现挤压痕迹、齿形端面出现较大毛刺、有啃齿现象、齿形误差增大，公法线长度变动超差或发生异常声音时，应及时换刀；剃鼓形齿时仿形板调整：仿形板按工件中心点放置，并与工作台回转中心重合，以保证工件往复行程的摆动量相等，使剃出的齿形鼓形量对称。

剃刀的安装：剃刀安装的精度对齿轮加工精度有直接影响，安装剃刀务必使剃刀宽度中线与刀架回转中心重合。［3］

为了提高加工精度，消除停刀痕迹，消除弹性变形，通常在进给完后，末次光整刀具微量返回0.02mm。为了改善啮合接触区，降低噪音，提高轮齿寿命，补偿安装误差，推荐鼓形量为0.01～0.015mm。

2 剃齿注意事项

1）清洗。保证定位精度；

2）齿形齿向。保证齿形齿向符合标准；

3）M值、公法线测量的方法。M 值变动，齿圈径跳。

3 结语

通过对工艺技术要求的总结和培训使生产一线有据可循，对控制产品质量的稳定性起到至关重要的作用。

［1］ 杜俊伟.车工工艺学.机械工业出版社.［J］.2008（2）：54-56.

［2］ 张帮栋.齿轮制造工艺手册.机械工业出版社［J］.2010（6）：12-40.

［3］ 王先逵.机械制造工艺学.机械工业出版社［J］.2006（4）：58-60.