高精度齿轮数控滚齿的工艺措施.doc

高精度齿轮数控滚齿的工艺措施介绍了高精度齿轮数控滚齿过程中采取相应工艺措施的重要性，阐述了各工艺环节的具体做法和要点，即：齿坯加工时就要保证有高精度的定位基准面：滚齿夹具除要求有足够的强度，还要满足滚齿定位精度：滚刀杆及滚刀要按规定安装，并检验其跳动量进行调整。数控滚齿机由于传动链缩短，传动误差大为减少，提高了加工精度。但对高精度齿轮，特别是齿数多、直径大、齿面长、精度要求高且加工周期长的齿轮，它们在滚切过程中要求有严格的工艺保证，必须控制好齿坯加工、夹具、刀具、机床调整及环境等各个环节。否则，即使采用数控滚齿机，也难以加工出合格的高精度齿轮。 1 齿坯加工齿坯特别是直径较大的齿坯，装夹时很容易发生弹性变形，因在滚齿机上很难弥补，因此可能造成齿轮啮合精度的丧失。由于齿面加工常以齿轮孔和端面为基准面，所以齿坯精度中主要是对齿轮孔的尺寸精度和形状精度、孔和端面的位置精度有较高的要求(参见GB10095-88)。如6级精度的齿轮，定位孔的尺寸和形状精度等级为IT6，粗糙度Ra1.6m，分度圆直径在125400mm 范围内的齿轮定位孔径向跳动和端面圆跳动公差不超过0.014mm。一般采用两种加工方法保证：直接装夹车削(一次安装完成孔和基准端面的精车)：穿轴车削(以先加工好的孔为基准，完成端面、外圆的车削)。无论采用哪种方法，都应使齿坯达到规定要求，要有一个高精度的滚齿定位基准面。1.滚刀架 2.特制车刀架 3.车刀 4.夹具 5.滚齿机工作台图11. 心轴2.夹具座图22 滚齿夹具滚齿夹具要有足够的强度和能满足齿轮滚齿定位的精度。夹具定位基面在其它机床上加工后再装在滚齿机工作台上，常常不容易保证平行度。 因此，可采用在滚齿机上车削定位平面的方法。如图1所示，将滚刀和刀杆拆下，利用滚刀架上的螺栓孔，将一特制车刀架固定在滚刀架上。编一径向走刀程序，让滚齿机工作台带动夹具转动，滚刀架送进车刀做径向进给。注意工作台的转速不要超过其额定转速，车刀切入深度一次不过0.2mm。 夹具在机床工作台上安装后如图2所示，必须检验A 、B、C三点的跳动量，A，B之间的距离视齿轮毛坯长度(几个齿轮毛坯串联加工时视几个齿轮毛坯长度的总和)而定，一般要求允许最大跳动量A处为0.006mm，B处和C处为0.003mm。3 滚刀系统的安装与调整1.滚刀杆的安装与检验 a.安装 要平稳地将刀杆装入滚刀主轴锥孔中，并用拉杆拉紧，而后松开拉杆，以消除其拉伸应力，但不得使刀杆再次脱开。重新旋紧拉杆，恰好足以夹持滚刀杆，并将其固定。这是由于拉紧刀杆进入主轴锥孔所产生的拉力使拉杆处于拉伸状态。在机床运转过程中，因机床温升引起主轴锥孔膨胀，刀杆将被拉伸状态的拉杆更深地拉入锥孔。当停机冷却后，主轴锥孔收缩，会给拆卸刀杆带来困难。1.千分表 2.滚刀杆 3.主轴图31. 轴套 2.调整垫片 3.滚刀 4.滚刀杆 5.千分表 6.联接键图4b.检验 如图3 所示，将两块千分表分别固定在机床滚刀架上，使千分表测头触及刀杆圆柱表面。旋转滚刀杆，检验a和b处，其允许跳动量由机床加工精度而定。如加工精度为6级的滚齿机，允许最大跳动量a处为0.005mm，b处为0.002mm。2.滚刀的安装与调整 a.滚刀的安装 根据齿轮的精度，选择相当精度的滚刀，一般6级精度以上的齿轮，须用AA级精度的滚刀。用调整垫片调整好滚刀相对机床中心的位置后夹紧。滚刀的夹紧应该通过滚刀、轴套及调整垫片端面之间的静摩擦力来达到驱动要求，即使是带轴向键槽的滚刀，一般情况下，键连接只起备用驱动作用。 b.滚刀调整 对高精度齿轮的加工，必须在滚刀杆上对滚刀仔细找正。如图4 所示，将两块千分表分别固定在机床上，使其触头触到滚刀两端的找正圆面上。旋转滚刀，观察千分表的跳动情况，再通过滚刀、调整垫片或轴套方位的调整，来消除滚刀的径向跳动。一般要求允许最大跳动量a处为0.006mm，b处为0.003mm。4 温度对加工精度的影响这里讨论的温度是机床温度和环境温度。对于加工周期长的大齿轮，温度的变化对齿轮加工精度影响很严重。在加工中，温度的变化会使滚齿机各个滑座相对工件的位置发生微量的变化。实践证明，温度对齿轮精度，特别是齿向精度影响较大，会使齿轮啮合的接触斑点量下降。 一般数控滚齿机都有机床内部温度自动调整功能，并有数值显示。因此，在加工