浅议齿轮加工误差的产生和分析

陈亚兰

摘 要：齿轮，作为生产制造设备必不可少的基础零件，直接或间接地影响着生产设备的精密度，影响着生产产品的精细度。在实际的齿轮生产中，因为机床精度、工装卡具、加工工艺等误差的存在，都会产生齿轮加工误差，本文就齿轮加工出现的误差问题，做一个简要的分析，并提出一些降低齿轮加工误差的方法。

关键词：齿轮加工 误差与问题 解决方法

引言

齿轮，作为生产制造设备必不可少的基础零件，直接或间接地影响着生产设备的精密度，影响着生产产品的精细度。为了保障设备与产品的质量得到提升，齿轮自身的精密度与精细度就必须得到提高。在实际的齿轮生产中，因为机床精度、工装卡具、加工工艺等误差的存在，都会产生齿轮加工误差。本文就齿轮加工出现的误差问题，做一个简要的分析，并提出一些降低齿轮加工误差的方法。

1.齿轮加工过程中常见的误差

1.1 加工机床精密度存在误差

齿轮加工机床的精密度受两个主要因素的影响。第一个是机床本身就是有诸多齿轮、丝杠、台面等零部件组成，各种零部件的精密度与配合度直接影响到机床自身的精密度；第二个是在生产加工过程中，在机床的纵向轴径或横向轴径方向上，会因为机械传动的振动而发生不同角度不同程度的跳动；第三个是环境温度变化会引起金属零部件与材料出现热胀冷缩，造成机床自身精度发生变化。

1.2 加工工装卡具存在误差

生产加工齿轮，必然会在生产设备上设定基准孔和夹具中心轴，在孔与中心轴的生产过程中，会因为生产加工者的人为误差而产生误差，会因为机床与工装卡具自身的误差而存在误差，更何况夹具本身存在精度误差，都会影响齿轮精度。因此在生产工程中，机床的性能直接制约着加工的稳定性，装卡再严格紧密，也会出现因振动而产生的跳跃误差，导致齿轮轴心与加工中点之间发生相对位移。

1.3 齿轮加工工艺存在的误差

在齿轮加工的过程中，不论如何编排生产加工工艺，只要存在不同工序组合，必然会存在生产加工误差。一个齿轮的生产，必定是由多个工序构成的，这个误差是无法消除的，只能减小。

2.解决齿轮加工误差的办法

找到了误差产生的原因，就可以有针对性地想办法加以解决或降低齿轮加工过程中出现的误差。

2.1 提高齿轮加工设备的精密度

齿轮加工设备包括加工机床、辅助器材、刀具、润滑系统等设备，机床的设计、装配精度，辅助器材是否配套、合格，刀具的淬火、磨制、材料的选择；润滑系统的流速、润滑剂的选配。一丝一毫的偏差都会引起齿轮加工误差的增大。要想降低齿轮加工误差，首先要从生产硬件上加以改进和修正，做好平日里的维护保养工作。

2.2 降低工装的装配误差

工装的设计、加工、装配，对于降低齿轮加工的误差也非常关键，根据待加工齿轮的特点和加工要求，设计制作合适的工装，可以有效改善基准孔轴、中心轴的校准度。从而可以有效达到降低齿轮加工误差的目的。

2.3 改进齿轮加工工艺

在改进齿轮加工工艺方面，有以下几个方面需要重点关注。

（1）保持轴心的重合度。工装卡具的底面存在一个固定的端口，是为了方便装卡，这个端口与工作台面存在一个很小的间隙，虽然间隙很小，但是仍然会出现偏心现象，端口无法消除，就需要在齿轮加工的过程中进行调整，将偏心位置找出来并回归原位，或是使用可调端口的卡具代替固定端口的卡具。更重要的是，在生产过程中，严格遵照加工工艺规定，在固定时间内认真检查芯轴跳动，固定时间一般是指在每班生产前，也可以根据实际生产情况另外制定。

（2）仔细检查刀具。一名齿轮生产者的基本功就是选择刀具、加工刀具。在正式加工生产齿轮之前，首先要根据加工图纸标注的齿轮情况选择合适的刀具，尤其是刀头部分，材料、刀刃角度、前后角改进，都要符合待加工齿轮的要求，对于不符合条件的，必须立即重新磨制改刀。生产工艺中明确规定了刀具的使用寿命、进刀量，规定了单把刀具加工齿轮的数量。因此，当刀具达到规定好的加工齿轮数量时，必须更换刀具，以减少因刀具磨损导致切削力增大而产生的误差。

（3）提高滚齿加工精度。滚齿加工是当前齿轮加工中比较常用的方法。该方法是使用滚齿机进行齿轮加工，滚齿机的精度比较高，与之配套的滚刀必须配套使用，若是出现高机低配的现象，就会大大影响齿轮加工的精密度。为了提高加工精密度，可以从四个方面加以关注。①关注机床的回转中心与齿轮中心的重合性，以减少齿轮径向误差。②提高工作台蜗轮的副回转精度，降低传动链的不均匀振动，以降低公法线的长度误差。③调整机床、平台、刀架、刀具、齿轮的垂直方向的同轴性，调整并对正顶尖中心与回转中心，达到提高差动挂轮精密度的目的。④滚齿加工之后的预留磨量不需要过多留存，以免出现打磨过度而误伤齿轮表面渗碳硬度层，影响后面的淬火效果，导致不必要的误差产生。

（4）提高加工基准面的精密度。加工基准面是加工坐标的基础，依照加工坐标可以较好地保证基准孔的装配精度，因此，对于加工基准面的精密度必须严加关注。

（5）提高热处理的能力。齿轮加工过程中的不同的热处理，是为了保证后续工序的顺利进行，是为了保证齿轮的生产性能。掌握住热处理的准确度，对提高齿轮质量，降低齿轮加工误差也是至关重要的。所以要对齿轮的热处理进行严格控制。

（6）调整齿轮生产工艺，对精度要求较高的齿轮（如8级精度），可采用热处理后进行二次切削的工艺。随着刀具材料和寿命提高，目前，对精度要求较高的齿轮，多使用直接热处理再加工的工艺代替磨齿工艺，大大提高了生产效率和齿轮加工精度。

3.结论

随着科技的进步，新设备的研发使用，齿轮加工技术必然会得到不断提升，随着精密加工工艺水平的改进，广大科研工作者与生产者必然会研究出更多的解决方案，齿轮加工误差必然会得到更完美的解决。

参考文献：

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