影响轴齿轮滚齿加工精度的原因分析

丁双双

摘 要：在我国快速发展过程中，经济在快速发展，社会在不断进步，机械产品运用的频率已经日益增多，减速机便是时代作用下的产物。在减速机中，滚齿与轴齿轮都是主要零件，假若轴齿轮滚齿的加工精度受损，那么减速机的减速效果也会大打折扣。文章通过分析影响轴齿轮滚齿加工精度被破坏的原因，来提高被加工零件的质量，并从物理和化学两方面对其展开具体分析。

关键词：加工精度;轴齿轮;滚齿;加工质量

引言

轴齿轮主要应用在减速机中，并且和减速机的质量和效率有着直接的关系。如果轴齿轮在工作过程中产生精度等相关问题就会影响减速机的正常工作。对于轴齿轮来说，最难控制的精度就是滚齿加工精度，因为轴齿轮的工作部分就是由滚齿来控制的，传统的加工轴齿轮滚齿的方法就是采用滚齿磨齿相结合的方法，在这个过程中容易产生一系列的加工误差问题，影响最终的成齿精度。因此为了提高轴齿轮的加工质量，最先要保证加工的轴齿轮滚齿的加工精度符合要求。因此本文将主要通过对控制轴齿轮滚齿的加工精度的几个因素进行分析，然后从轴齿轮滚齿加工过程，加工误差的控制以及设备影响等多个方面进行原因分析，从而在今后的轴齿轮滚齿加工的过程中可以将加工精度这一标准控制的更加严格，生产出高质量的轴齿轮，从而不断的提高齿轮加工的整体竞争力。

1影响滚齿加工精度的因素分析

1.1齿圈径跳误差

齿圈径跳又叫几何偏心，是指“齿轮一转范围内，测头在齿槽内或轮齿上，与齿高中部双面接触，测头相对于轮齿轴线的最大变动量。”简言之，齿圈径跳就是轮齿齿圈出现轴中心线偏心的情况，导致这种现象的原因，多发生在零件安装时期，由于零件与工作台出现回转中心不重合或者存在较大偏差的情况，引发偏心。同样的，滚齿芯轴顶尖孔或者齿轮机顶尖制造不良，由于定位面接触不良，导致偏心的情况。

1.2运动偏心

运动偏心一般表现为公法线长度误差，这种误差出现的原因是滚齿在进行齿轮加工的过程中一般会采用展成法，因此，当对于齿坯间的分齿到刀具传动链进行确立时，必须要将传动比关系作为其运动精确性的主要决定因素。然而，传动链本身并非单项结构，它是由较多的传动元件组成。因此，当传动链在进行运动过程中，必定会出现零件误差在传动链末端集中反映的情况，也就是相对运动中的不均匀性，并由此对加工精度造成影响。而此处，运动偏心，也就是公法线长度，其变动与齿轮牙齿分布状况有一定关联，当齿轮牙齿分布不均匀时，公法线长度的变动就会直观地表现出其出现误差的最大范围。

1.3齿面粗糙度分析

据调查统计，影响齿面粗糙度差的基本原因主要由几种现象所引起：鱼鳞、撕裂、啃齿和发纹。而这些现象又是由机床、工件和刀具系统的刚性不足所引起。在轴齿轮滚齿的加工过程中，由于滚齿和工件的相对加工位置可能发生变化，导致实际加工位置与设计位置不重合，进而造成加工歪斜，表面粗糙度不均衡的现象。从物理的角度来讲，零件的材质也与实际加工效果有着不可切断的联系，例如低碳合金钢的硬度就低于高碳合金钢，所以在加工轴齿轮和滚齿的过程中，必须对所用材料进行多次比较，得到适合所用零件加工的材料，适合的加工材料将降低齿面粗糙度，并使其加工出合格且符合国家标准的零件。在机械加工中，齿轮齿面的粗糙度一般取1.6即可，但是假若磨齿的加工精度要求较高，其表面粗糙度便可为0.8甚至更小的一些;齿顶圆的表面一般取6.43，假若所加工的齿顶圆被作为检测基准，那么便取3.2或更小。

1.4影響粗糙度的轴齿轮滚齿的加工精度原因分析

对于轴齿轮如果滚齿的粗糙度没有达到实际要求的那样就会产生崩齿、滚齿的撕裂以及鳞屑等现象。实际加工中造成轴齿轮滚齿粗糙度达不到生产要求的最关键因素还是出现在加工设备中，尤其是成套的设备，如数控机床的加工中，它和回转刀架的精度，机床的夹具精度以及数控机床控制工作系统等都有关系，并且在成形的过程中还会综合考虑这些成套设备带来的不可避免的误差，需要在要求的范围内制定这些不可避免的误差，然后重点控制数控机床成套设备的精度问题。尤其是出现了滚齿之间间隙较大的情况下，主要是由于加工的滚刀与工件之间的相向的过程中出现一系列的问题，从而造成了滚齿之间间隙增大，粗糙度增大。另外滚刀如果没有精磨到一定的精度生产加工出来的滚齿也会产生粗糙度和加工出现的粗糙度产生误差等。这些都是产生粗糙度影响轴齿轮滚齿加工的原因。

2提高滚齿加工精度的方法

2.1提升齿坯加工质量

对于齿轮加工而言，齿坯的质量直接影响着齿轮的精度，提升齿坯质量是提升齿轮精度的基础和关键。齿轮内孔和齿轮端面是齿轮加工的定位基准，借助数控机床可以直接削出齿轮的端面和内孔，端面的跳动<=0.015mm，以往使用普通车床或者半自动车床，加工出来的齿坯，端面跳动>=0.05mm。提升定位基准的精度，可以大幅度提升齿轮加工精度，尤其是齿向精度。

2.2提升刀具刃磨精度

刀具刃磨精度也会影响到齿形精度。为了确保刀具有着良好的加工精度，选择刀具时，需要选择精度等级较高的，而且注意刃磨精度的提升，按照加工齿轮的精度选择刀具精度。最为简单的办法就是选择国外生产的滚刀，可以保证刃磨精度。滚刀进行刃磨涂层，可以加工1200件齿轮，刃磨10-13次，其带来的产品质量效益要高于它的价格。滚刀进行刃磨之后，必须添加涂层，保证其使用寿命。使用国产的滚刀时，需要合理进行刃磨涂层和窜刀量。如果滚刀齿轮出现磨损的情况，齿轮的齿形精度以及表面质量会下降，还会导致机床出现振动。一般情况下，粗切时磨损量超过0.8-1mm或者精切时磨损量超过0.2-0.5mm，则需要重新磨刀。

2.3齿形误差对策

齿形误差主要指包容实际齿形轮廓线的理想齿形廓线法向在齿形工作部分中的距离。一般而言，渐开线齿形总会存在一定偏差，这种偏差会使传动平稳性受到影响，出现不对称、角误差等现象，进而产生滚刀齿形误差。而对齿形误差的成因进行具体分析，就可以发现，在渐开线齿形决定的过程中，齿轮基圆是唯一决定性参数，因此，一旦基圆发生误差，齿形也会因此出现误差。当对齿轮进行加工时，渐开线齿形其中依靠齿坯滚刀之间固定速比的分齿进行保证，由此可以证明，滚刀齿形误差决定了齿形误差，并导致不对称等现象的产生。

结语

文章主要从物理和化学两个因素对轴齿轮滚齿的加工精度展开讨论，并且也描述了磨齿对加工精度的有效控制。通过对几何偏差、吃面粗糙度和齿形误差的分析，使其了解影响轴齿轮滚齿加工精度的真正原因，通过对这些因素的合理控制，将使滚轮精度得到有效提升，进而得到加工精度全面提高的目的。

参考文献：

[1]范玉泉，李勃.影响轴齿轮滚齿加工精度原因分析[J].山西科技，2017（05）：109，111.

[2]葛宇.滚齿机工作台轴线漂移对齿轮加工精度的影响[J].机械工艺师，2016（4）：21-23.

[3]李朋九，任素红.齿轮装夹倾斜误差对齿轮精度检测的影响研究[J].内燃机与配件，2019（12）：149-150.