隨著機械製（zhì）造業突飛猛進的（de）發展，我國齒輪製造業（yè）也有著廣闊的國內、外市場前（qián）景。齒輪產品是（shì）否能取勝國內、外市場，關鍵問題取決於齒輪製造的質量和成本。齒（chǐ）輪製造最常用的工藝就是滾剃工藝，雖然剃齒能提高齒輪的精度，但是由於剃齒加（jiā）工工序的非強製性齧合特點，剃（tì）齒精度（dù）在很大程度（dù）上（shàng）依賴於滾齒精度，可以說滾齒精度決定了齒輪的精度。因（yīn）此滾（gǔn）齒中的（de）一些誤差項目如齒圈徑跳、公法線變動量、基節偏差以及齒形齒（chǐ）向誤差必須嚴格控製，才能製造出精確的齒輪。

      現就多年對齒輪製造理論的研（yán）究及（jí）生產現場經驗的積累，介（jiè）紹一些提高齒（chǐ）輪滾齒加工質量的方法及途（tú）徑，供同行借鑒。

      一、 滾齒（chǐ）加工精度分析

      圓柱齒輪精度（dù）主要有運動精度、平穩性精（jīng）度和接觸精度。滾齒加工中（zhōng）用控製公法線長度變（biàn）動和齒圈徑跳（tiào）來保（bǎo）證運動精度，用控製齒（chǐ）形誤（wù）差和基節偏差來保證工作平穩性（xìng）精度，用控製齒向誤差來保證接觸精度。下（xià）麵對滾齒加工中易出現的幾種誤差原（yuán）因（yīn）進行分析：

      （1）齒圈（quān）徑向跳動誤差（即（jí）幾何偏心） 齒圈徑向（xiàng）跳動是指在齒輪一轉範圍內，測頭在齒槽內或輪齒上，與齒高中部雙麵接觸，測頭相對於輪齒軸線的（de）最大變動量，也是輪齒齒圈相對（duì）於軸中心線的偏心，這種偏心是由於在安裝零件（jiàn）時，零件的（de）回轉中心與工作台的回轉中心安裝（zhuāng）不（bú）重合或偏差太大（dà）而引起，或因滾齒機頂尖和滾齒心軸頂尖孔製造不良，使定位麵接觸不好（hǎo）造成偏心，所以齒圈徑跳主要從以上原因分析解決。

      （2）公法線長度誤差（即（jí）運動偏心） 滾齒是用展成法（fǎ）原理加工齒輪的，從刀具到齒坯間的分齒（chǐ）傳動鏈要按一定的（de）傳（chuán）動比（bǐ）關係保持運動的精確性。但是這些傳動（dòng）鏈是由一係列傳動元（yuán）件組（zǔ）成的。它們的製造和裝配誤差在傳（chuán）動過程中必然集中反映到傳動鏈的末端零件上，產生相對運動的（de）不均勻（yún）性，影響輪齒的加工精度（dù）。公法線長（zhǎng）度變動（dòng）是反映齒輪牙齒分布不均勻的最大誤差，這（zhè）個誤差主要是滾齒機工作台蝸杆副回轉（zhuǎn）精度不均勻造成的，還有滾齒機工作台圓形導軌磨損、分度蝸輪（lún）與圓形導（dǎo）軌不同軸造成的，再者分齒掛輪齒麵有嚴重磕碰或掛輪時咬（yǎo）合太鬆或太緊也會影響公法線變動超差。

      （3）齒形誤差分析 齒形（xíng）誤差是指在齒形工作部分內，包容實（shí）際齒形廓線（xiàn）的理想齒形（漸開線（xiàn））廓線間的法向（xiàng）距離（lí）。在實（shí）際加工過（guò）程中不可能獲得完全正確（què）的漸開線齒形，總是存在各種誤差，從而影響傳動的平穩性。在滾齒加工過程中漸開線齒形主要靠滾刀與（yǔ）齒坯之間保持一定的分齒來保證，所以（yǐ），齒形誤差主要是滾刀齒形（xíng）決定的（de），滾刀刃磨質量不好容易出現齒形誤（wù）差。同時滾刀在（zài）安裝中產生的徑向跳動、軸向竄動（即安裝誤差）也對齒形（xíng）誤差有影（yǐng）響。常見的齒形誤差有不（bú）對稱、齒形角誤差（齒頂變肥或（huò）變尖）、產生周期誤差等。

      （4）齒向誤差分析 齒向誤差是在分度圓（yuán）柱麵上，全齒寬範圍內，包容（róng）實際齒向線的兩條設計齒向線的（de）端麵距（jù）離。引起齒向誤（wù）差的主要原因是機床、刀架的垂直進給方向與零件軸線有偏移，或滾齒機上尾座頂尖中心與工作（zuò）台回轉中心不一致，還（hái）有滾切斜（xié）齒輪時，差動掛（guà）輪計算誤差大，差（chà）動傳動鏈齒（chǐ）輪製造和調整誤差太大。另外滾齒夾具和齒坯製（zhì）造、安裝（zhuāng）、調整精度低也會引起齒（chǐ）向誤差。齒輪的齒向誤差來自於機床、齒坯、夾具的誤差。

      （5）齒麵粗（cū）糙度分析 齒麵粗糙度不好一般有幾種現象：發（fā）紋、啃齒（chǐ）、魚鱗、撕裂。引起齒麵粗糙度差的主（zhǔ）要原因有以下幾方麵：機床（chuáng）、刀具、工件係統整體剛性（xìng）不足（zú）、間隙大；滾刀和工件相對位置發生變化；滾刀刃磨不當、零件材質不（bú）均勻（yún）；切削參數選擇不合適等。

      二、提高滾齒加工精度的方法（fǎ）

      通（tōng）過（guò）以上對滾齒加工精度的分析，我們明確了滾齒加（jiā）工過程中各種誤差的產生來源，主（zhǔ）要因（yīn）素是所加工零（líng）件本身的精（jīng）度、機床夾具、刀具以及整個工藝係統的（de）精度、加（jiā）工（gōng）過程（chéng）中的調整等。要提高（gāo）滾齒加工精度，首先應從以上方麵（miàn）考慮采取相應措施，找到解決的方法（fǎ）。

      1.  提高齒坯本身的加工質量

      齒坯質量是齒輪加（jiā）工精度（dù）的基礎，對於製造高精度齒輪，齒坯的精（jīng）度更是起著至關（guān）重要（yào）的作用。齒輪加工大多以其內孔（kǒng）及端麵作（zuò）為定位基準（zhǔn），數控機床的使用使得圓柱齒輪可在一（yī）次安裝中車削出（chū）齒輪的定位內（nèi）孔和端麵，端麵跳動小於（yú）0.015mm。而過去在多刀半自動車床或普通車床上加工同類齒坯，端跳大約為0.05mm。定位基準精度的提高，大大地提高了齒（chǐ）輪加工的精度（dù），特別是齒向精度。軸齒輪類零件一（yī）般以中心孔作為定位基準（zhǔn），所以中心孔的製造精度一定要（yào）保證錐麵粗糙度好，不允（yǔn）許有任何（hé）磕碰是關（guān）鍵。

      2.  提高滾（gǔn）齒（chǐ）夾（jiá）具的製造、安裝精度

      由前麵的分析可知，滾齒夾具的製（zhì）造、安裝精度（dù）不高，會產生齒圈徑向跳動和齒向誤差。齒坯的（de）安裝精度也主要取決於夾具的製造（zào）精度和安裝精度。盤類齒輪滾（gǔn）齒心軸的設計，定位外圓（yuán）和定位端麵的跳動在0.005mm以（yǐ）內，定位（wèi）外圓和齒坯的配合間隙在（zài）0.002～0.008mm。對軸齒輪零件而言，滾齒夾具的結構一般是上下（xià）頂尖定位，夾緊工件（jiàn）外圓的方（fāng）法。因此，頂尖製造質量的好壞對（duì）輪齒齒圈徑跳影響很大。實踐證明，頂尖錐麵（miàn）粗糙度值必須達到R a=0.8μm以下，而且對頂尖中心線的徑向跳動≤0.008mm，錐麵不（bú）允許有磕碰和過度磨損。在提高夾具（jù）製造精度的同時，滾刀刀杆、刀墊、螺母的製造精度也應保證刀杆直徑精度最低必須按6級製造（zào），配合處表麵粗糙度值（zhí）R a=0.8μm以下，兩頂尖孔的同軸度要（yào）求在（zài）0.01mm以內，端麵跳（tiào）動在0.005mm以內，刀杆錐部與機床刀架主軸孔（kǒng）的接觸麵積在70%以上（shàng）。螺（luó）母擰在刀（dāo）杆（gǎn）上後，其端麵對刀杆軸線的（de）垂直度≤0.01mm。此外在調整夾具安裝精度時一定注意，上尾（wěi）座頂尖中心與工作台回（huí）轉中心應（yīng）保（bǎo）持一致，裝夾零件後檢查心軸徑跳不能超過0.01mm。

      3.   提高刀具（jù）的刃磨精（jīng）度

      刀具本身（shēn）的製造精度（dù）和刃磨精度對被切齒（chǐ）輪的齒形精度（dù）有很大的影響，因此，為了保證加工精度，必須正確選擇刀具的精度等級和提高刀具的刃磨（mó）精度。刀具精度一般（bān）按被加工齒輪的精度選擇。最簡易可行（háng）的辦法就（jiù）是購置國外著名公司生產的滾刀。事實上（shàng），這些滾刀一次刃（rèn）磨塗層（céng）後可加工大約（yuē）1200件齒輪，大約可刃磨（mó）10～13次，壽命及對產品質量的效益遠遠超出了它的價格（gé）。這裏需要特別（bié）說明的是，滾刀刃磨後必須塗層。國產機床的滾刀刃磨精度基本上（shàng）可保證滾齒齒形精度（dù），但加工時要有合理（lǐ）的（de）竄刀量及刃磨塗層。使用磨損了的滾刀滾齒時，會降低齒輪（lún）的齒形精度和惡化表麵質量，也會加劇機床的振動。滾刀磨損量在粗切時超過0.8～1.0mm或精切時超過0.2～0.5mm，就需（xū）要重（chóng）磨前刀麵。滾刀的重磨（mó）精度（dù）對於（yú）滾刀的齒形精度有很大（dà）影響，必須十分重視。滾齒齒形精（jīng）度由滾刀精度決定，但以下兩種情況可通過調整糾（jiū）正。

      （1）對於滾（gǔn）齒後出現如圖1所示齒形誤差，可（kě）通過修（xiū）磨滾刀的前角，糾正齒形誤差。

圖1

      修（xiū）磨滾刀前刀麵角度γ，可（kě）由以下關係近似求出

tanγ =△f f/（α c×H）

      式中，H為滾刀齒高；α c為滾刀側刃後角，單位為rad；△f f為齒形最大誤差；H為前刀麵徑（jìng）偏移量。

      （2）滾齒後齒形（xíng）誤差如圖（tú）2所示，通過調整滾刀安裝角度，可糾（jiū）正該類誤差。調整量（liàng）△λ 關係式如下L cos（λ ±△λ ）－L cosλ =△f f /cosα （±取決於滾刀扳角度的方向，增大角度取＋，反之取－）式中， L 為滾刀切（qiē）削齒到刀架旋轉中心距（jù）離（lí）；λ 為滾刀螺旋升角；α 為滾刀齒形角；△f f為齒形誤差。

圖（tú）2

      另（lìng）外，安裝滾（gǔn）刀時，滾刀刀杆（gǎn）徑向跳動必須＜0.02mm ，軸向竄動＜0.005mm，這是保（bǎo）證滾齒齒形不可忽視的問題。

      4.  保證和（hé）提高（gāo）機床本身的精度和調整精度

      從前（qián）麵的誤差分析可（kě）知，機床傳動鏈（liàn）的傳（chuán）動誤差會造成齒輪的（de）運動偏心，而且影響最大的環節是分度蝸杆副，因此，保持機（jī）床應有的工藝精（jīng）度（dù）是（shì）保證齒（chǐ）輪加工精度的重要方麵。如果發現滾齒後公法線變動超差，就應檢查（chá）機床工作台分度（dù）齧合（hé）副的齧合（hé）情況，如（rú）果齧合間（jiān）隙（xì）超過0.03mm就應調整，保證始終在0.03mm以內，否則須對蝸杆副進（jìn）行檢修。在（zài）滾切斜齒時，應注意差動掛輪比的計算要準（zhǔn）確到（dào）小數點後五位或六位。機床刀架滑板對工作台回轉軸線（xiàn）的平行度（dù）對（duì）滾齒（chǐ）齒向誤差（chà）有影響（xiǎng），提高滾齒機（jī）刀架導軌係統精度，也是保證齒向的（de）一方（fāng）麵。由機床資料可（kě）知，在250mm長度上，平行度（dù）公差是0.021mm。

      5.  降低齒麵粗糙度值的方法

      采用適當的預（yù）備熱處理方法，使齒坯材料的內部（bù）組織均勻，硬度一致，合理選用滾齒切削參數，充分進行冷（lěng）卻潤滑，定期（qī）對滾刀進行刃磨（mó）等（děng）都（dōu）是降低齒麵粗糙度值的有效方法。

      低齒麵粗糙度值的有效方法。綜上所述，提高滾齒加工的方法非常多，需要我們在（zài）生產實踐中針對具體（tǐ）情況不斷去探索總結（jié），從而能更好地指導生（shēng）產，加工出高質量的齒輪產品。