新闻动态 News Center

 

 

 

 

新闻动态
您现在的位置:首页 >> 新闻动态 >> 齿轮加工厂 >> 齿轮加工产生的误差分析及如何控制齿轮质量

齿轮加工产生的误差分析及如何控制齿轮质量

日期:2018年5月4日 10:07

齿轮加工作为最常见的一种传动零件,是所有机器和仪器中必不可少的零件。随着人类社会的发展和科学技术的进步,人们对齿轮传动系统的小振动、低噪声提出越来越高的要求。而齿轮的质量直接影响着变速器整体的质量,特别是噪音性能指标。因而目前控制齿轮误差是提高齿轮系统质量的主要途径。

一、齿轮加工方式

1、滚齿

滚齿加工是按螺旋齿轮啮合原理进行加工的。滚刀的外形似蜗杆,其本质是一个螺旋角很大的斜齿轮,滚刀的头数即是滚刀齿数。由于渐开线滚刀制造困难,实际上均采用近似的阿基米德滚刀和法向直廓滚刀。

滚齿时机床具有下列几个基本运动:1)滚刀的转动即切削运动,滚刀每转一转,刀齿沿轴向移动一个导程;2)工件的转动即分齿运动,由机床分齿运动链保证工件与滚刀的展成运动,当滚刀刀齿移动一个齿距时,工件转动一个齿;3)滚刀架沿齿轮轴线的缓慢移动,即轴向进给运动;4)加工斜齿轮时,在轴向进给过程中,该通过差动机构和分度蜗轮副获得对应于螺旋角β的附加转动,当滚刀轴向进给一个导程时,工件附加转动一圈。

2、插齿

插齿是按照齿轮副的啮合原理进行加工的,其中一个齿轮是插齿刀,另一个齿轮是工件。在展成过程中,被切齿形就是插齿刀相对于工件的运动轨迹的包络线。插齿刀实际上是一个变位齿轮,为了形成切削刃和进行切削,其一端面磨成锥面以形成刀齿的前角,在齿宽方向将渐开线齿形磨成锥形以形成刀齿的后角。

插齿时,机床有如下五个运动:1)插齿刀的快速往复切削运动,冲程数用挂轮来调整;2)插齿刀和工件作展成运动,此运动用分齿挂轮来调整;3)插齿刀的径向进给运动。在插齿刀开始接触工件以后,在圆周进给的同时,插齿刀向工件作径向进给,直至切出全齿高为止,而圆周进给继续进行,直至工件转一周时齿轮加工完毕;4)让刀运动。在插齿刀向上的空行程中,为了避免工件和插齿刀的摩擦,工件应相对有于插齿刀退让一个距离;5)加工斜齿轮时,插齿刀在沿齿轮轴线纵向移动过程中,还要作相应于齿螺旋角β的附加转动。

3、剃齿

剃齿也是根据螺旋齿轮啮合原理进行加工的,剃齿加工是自由啮合展成法。即工件与刀具之间无刚性的运动联系。剃齿刀本身是一个渐开线螺旋齿轮,在其齿面上从齿顶到齿根开有槽,以形成切削刃而进行切削。剃齿时,由于刀具和工件的轴线互相交叉,在齿面上沿其母线方向产生滑动速度分量(即切削运动),剃齿刀的切削刃就从轮齿表面上剃下很薄的一层金属。

二、齿轮加工误差

切齿加工时所产生的各种误差的作用,可以归结为如下四种:①径向加工误差:刀具被切齿轮之间径向距离的变化;②切向加工误差:刀具与工件的展成运动遭到破坏或分度不准确而产生的加工误差;③轴向加工误差:刀具沿工件轴线移动的误差;④齿轮刀具产形面的误差。

1、径向加工误差

切齿加工的径向误差是由齿坯在机床上的定位误差、刀具的径向跳动、齿坯轴或刀具轴位置的周期变动(工作台摆动)引起的。

(1)齿坯定位误差所产生的几何偏心:所谓几何偏心,是指齿轮在加工和使用(或检验)时旋转轴线的不重合度。

(2)刀具的安装误差:①滚刀的安装误差:在加工直齿轮时,滚刀的安装误差形成齿形误差,破坏齿轮的工作平稳性,减少齿高接触区。在加工斜齿轮时,滚刀的安装误差形成接触线的波度,使齿的接触区减少。②插齿刀的安装误差:插齿机刀具轴的径向跳动、插齿刀的安装偏心以及插齿刀本身的径向跳动综合造成插齿刀的径向跳动,或称插齿刀有几何偏心。这种偏心不仅使齿轮产生径向误差,而且对公法线长度也有较大的影响。除了上述误差外,插齿刀的径向跳动还会使被切齿轮在接刀区产生误差。

2、切向加工误差

切向加工的切向误差,对于滚齿和插齿来说,主要是由于刀具和齿坯的展成运动遭到破坏而产生的。机床运动链各构件的误差,主要是最终的分度蜗轮副的误差,是产生切向误差的根源。分度蜗轮的误差使被切齿轮和滚刀的啮合产生运动偏心。

3、轴向加工误差

切齿加工的轴向误差主要是由于机床导轨的不精确、齿坯轴线的歪斜所造成的,在某些情况下,机床运动链也有影响。

4、刀具产形面的误差

刀具产形面的误差是由于刀具产形面的近似造形,及其制造和刃磨误差而产生的。刀具产形面的齿形角误差使工件产生基节偏差和接触线方向误差,从而影响直齿轮的工作平稳性,并破坏直齿轮和斜齿轮的齿面接触。

三、齿轮质量控制

1、齿坯质量控制

齿坯加工是齿轮机械加工的第一阶段,它对齿形加工有着直接的影响,需十分重视。传统的齿坯加工方法,对于盘类件多采用钻孔—粗车—拉孔—多刀车—上锥度芯轴精车端面的方法。轴类齿轮一般采用齐端面打中心孔—仿形车—磨削的工艺方法。可以看出这种排布工序较多、基准位置易磕碰划伤。目前已广泛采用数控车床加工齿坯的工艺方法,使得盘类零件只需两道工序便可完成:先精车内孔及一端面,然后以此作基准精车其余部分;而轴类齿轮的加工,采用专门的卡盘甚至可一次装卡精车完成。这不仅减少工装数量及机床占地面积,减少了工件磕碰划伤几率,而且工件尺寸一致性好,大大地提高了齿坯的精度。

2、刀具质量

刀具(包括滚、插、剃刀)的制造、安装及重磨的质量对切齿加工也有着直接的影响。刀具的制造精度一般由刀具厂家来保证,而刀具的安装与重磨需要齿轮厂家的技术水平来保证。刀具的安装要求严格按照操作规程进行,确保安装精度;刀具的重磨不仅需要专业技术指导,还需要高精度的专门设备。特别是剃刀的重磨很关键。

3、工装设计的控制

切齿夹具的设计与制造水平是齿轮加工的重要保证。盘类齿轮加工夹具在设计上采用双锥面弹性涨套结构。这种结构夹紧时,弹性变形均匀,有效地实现了无隙定心,消除了齿轮加工的几何偏心。轴类齿轮加工夹具在设计上体现了加工基准从始至终基准不变的原则,使轴类齿轮获得较高加工精度及稳定性。

4、机床

制齿设备的精度是对切齿精度的又一保证。机床的加工精度是由机床的各运动部件的制造及运动精度的良好保持来决定的。因此熟悉机床性能,恰当地调整及定期维护、保养,使机床处于良好工作状态是十分重要的。

所属类别: 齿轮加工厂

该资讯的关键词为: