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高精度齒輪數(shù)控滾齒的工藝措施
2008-03-03 14:01:35
數(shù)控滾齒機(jī)由于傳動(dòng)鏈縮短，傳動(dòng)誤差大為減少，提高了加工精度。但對(duì)高精度齒輪，特別是齒數(shù)多、直徑大、齒面長、精度要求高且加工周期長的齒輪，它們?cè)跐L切過程中要求有嚴(yán)格的工藝保證，必須控制好齒坯加工、夾具、刀具、機(jī)床調(diào)整及環(huán)境等各個(gè)環(huán)節(jié)。否則，即使采用數(shù)控滾齒機(jī)，也難以加工出合格的高精度齒輪。

1 齒坯加工

齒坯特別是直徑較大的齒坯，裝夾時(shí)很容易發(fā)生彈性變形，因在滾齒機(jī)上很難彌補(bǔ)，因此可能造成齒輪嚙合精度的喪失。由于齒面加工常以齒輪孔和端面為基準(zhǔn)面，所以齒坯精度中主要是對(duì)齒輪孔的尺寸精度和形狀精度、孔和端面的位置精度有較高的要求(參見GB10095-88)。如6級(jí)精度的齒輪，定位孔的尺寸和形狀精度等級(jí)為IT6，粗糙度Ra1.6µm，分度圓直徑在125～400mm 范圍內(nèi)的齒輪定位孔徑向跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)公差不超過0.014mm。一般采用兩種加工方法保證：①直接裝夾車削(一次安裝完成孔和基準(zhǔn)端面的精車)：②穿軸車削(以先加工好的孔為基準(zhǔn)，完成端面、外圓的車削)。無論采用哪種方法，都應(yīng)使齒坯達(dá)到規(guī)定要求，要有一個(gè)高精度的滾齒定位基準(zhǔn)面。

1.滾刀架 2.特制車刀架 3.車刀 4.夾具 5.滾齒機(jī)工作臺(tái)
圖1
1. 心軸2.夾具座
圖2

2 滾齒夾具

滾齒夾具要有足夠的強(qiáng)度和能滿足齒輪滾齒定位的精度。夾具定位基面在其它機(jī)床上加工后再裝在滾齒機(jī)工作臺(tái)上，常常不容易保證平行度。
因此，可采用在滾齒機(jī)上車削定位平面的方法。如圖1所示，將滾刀和刀桿拆下，利用滾刀架上的螺栓孔，將一特制車刀架固定在滾刀架上。編一徑向走刀程序，讓滾齒機(jī)工作臺(tái)帶動(dòng)夾具轉(zhuǎn)動(dòng)，滾刀架送進(jìn)車刀做徑向進(jìn)給。注意工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速不要超過其額定轉(zhuǎn)速，車刀切入深度一次不過0.2mm。
夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝后如圖2所示，必須檢驗(yàn)A 、B、C三點(diǎn)的跳動(dòng)量，A，B之間的距離視齒輪毛坯長度(幾個(gè)齒輪毛坯串聯(lián)加工時(shí)視幾個(gè)齒輪毛坯長度的總和)而定，一般要求允許最大跳動(dòng)量A處為0.006mm，B處和C處為0.003mm。

3 滾刀系統(tǒng)的安裝與調(diào)整

  1. 滾刀桿的安裝與檢驗(yàn)
    1. 安裝 要平穩(wěn)地將刀桿裝入滾刀主軸錐孔中，并用拉桿拉緊，而后松開拉桿，以消除其拉伸應(yīng)力，但不得使刀桿再次脫開。重新旋緊拉桿，恰好足以夾持滾刀桿，并將其固定。這是由于拉緊刀桿進(jìn)入主軸錐孔所產(chǎn)生的拉力使拉桿處于拉伸狀態(tài)。在機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，因機(jī)床溫升引起主軸錐孔膨脹，刀桿將被拉伸狀態(tài)的拉桿更深地拉入錐孔。當(dāng)停機(jī)冷卻后，主軸錐孔收縮，會(huì)給拆卸刀桿帶來困難。

      1.千分表 2.滾刀桿 3.主軸
      圖3

      1. 軸套 2.調(diào)整墊片 3.滾刀 4.滾刀桿 5.千分表 6.聯(lián)接鍵
      圖4
    2. 檢驗(yàn) 如圖3 所示，將兩塊千分表分別固定在機(jī)床滾刀架上，使千分表測頭觸及刀桿圓柱表面。旋轉(zhuǎn)滾刀桿，檢驗(yàn)a和b處，其允許跳動(dòng)量由機(jī)床加工精度而定。如加工精度為6級(jí)的滾齒機(jī)，允許最大跳動(dòng)量a處為0.005mm，b處為0.002mm。
  2. 滾刀的安裝與調(diào)整
    1. 滾刀的安裝 根據(jù)齒輪的精度，選擇相當(dāng)精度的滾刀，一般6級(jí)精度以上的齒輪，須用AA級(jí)精度的滾刀。用調(diào)整墊片調(diào)整好滾刀相對(duì)機(jī)床中心的位置后夾緊。滾刀的夾緊應(yīng)該通過滾刀、軸套及調(diào)整墊片端面之間的靜摩擦力來達(dá)到驅(qū)動(dòng)要求，即使是帶軸向鍵槽的滾刀，一般情況下，鍵連接只起備用驅(qū)動(dòng)作用。
    2. 滾刀調(diào)整 對(duì)高精度齒輪的加工，必須在滾刀桿上對(duì)滾刀仔細(xì)找正。如圖4 所示，將兩塊千分表分別固定在機(jī)床上，使其觸頭觸到滾刀兩端的找正圓面上。旋轉(zhuǎn)滾刀，觀察千分表的跳動(dòng)情況，再通過滾刀、調(diào)整墊片或軸套方位的調(diào)整，來消除滾刀的徑向跳動(dòng)。一般要求允許最大跳動(dòng)量a處為0.006mm，b處為0.003mm。

4 溫度對(duì)加工精度的影響

這里討論的溫度是機(jī)床溫度和環(huán)境溫度。對(duì)于加工周期長的大齒輪，溫度的變化對(duì)齒輪加工精度影響很嚴(yán)重。在加工中，溫度的變化會(huì)使?jié)L齒機(jī)各個(gè)滑座相對(duì)工件的位置
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