工藝選擇對齒輪品質(zhì)的影響

1、工藝選擇對齒輪品質(zhì)的影響齒坯工藝方案的選擇    本公司生產(chǎn)的是替代日本進口4JA1、4JB1汽車發(fā)動機正時齒輪，由于該齒輪要求精度高、壽命長、耐磨性好，因此對齒坯的幾何精度、尺寸精度和形位公差的要求都相應(yīng)比國內(nèi)齒輪加工要高出12個精度等級。由于齒坯精度是保證齒形加工的決定因素，因此，保證齒坯加工精度是齒輪加工的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)公司齒輪加工工藝的實踐及公司齒坯加工設(shè)備的現(xiàn)狀，參考東風(fēng)公司及其他齒輪加工廠家的經(jīng)驗，對齒坯加工我們決定從以下兩種方案中確定一種方案。1.第一種方案    采用轉(zhuǎn)搭車床加工端面與內(nèi)孔用多刀半自動車床加工外圓和另一

2、端面用數(shù)控車床精加工端面和內(nèi)孔。2.第二種方案    程控車床加工毛坯外形，數(shù)控車床加工重要的幾何尺寸，高精度內(nèi)孔端面磨床加工重要的內(nèi)孔和端面。3.比較    通過試驗，兩種方案分析對比見表1.同時由于第一種方案加工出來的內(nèi)孔，經(jīng)熱處理氮化有變大的趨勢，通過分析評審，決定采用第二種工藝方案。經(jīng)多年的生產(chǎn)實踐證明，該工藝穩(wěn)定可靠。剃齒參數(shù)的確定    1.齒輪的硬度對剃齒的影響    該齒輪材料屬于50鋼，技術(shù)要求調(diào)質(zhì)硬度在225265HBW內(nèi)。在這樣的硬度條件下，采用一般的齒

3、輪滾刀滾齒，對齒輪的齒形加工質(zhì)量和工效存在著一定的影響，不但切削困難、效率低、成本高，而且滾齒精度也難以保證。為了解決這一問題，公司專門請漢江工具廠設(shè)計制造了大直徑圓磨法涂層滾刀，滾刀材料為M35,通過試用解決了以上弊病，提高了滾齒精度和生產(chǎn)效率。由于剃齒刀硬度為6264HRC,對于硬度在187241HBW之間的材料有較好的剃削性，并且剃齒工序?qū)儆陔S形切削， 因此齒輪的硬度對于剃齒后的齒形齒向誤差有絕對的影響。為了解決和摸索出影響因素的大小，對剃齒齒輪作了如下試驗：第一組齒輪硬度在255285HBW范圍內(nèi)；第二組齒輪硬度為240255HBW之間；第三組齒輪硬度為225240HBW之間。三種試驗

4、對比見表2.根據(jù)多次試驗、討論認定，把熱處理硬度盡量控制在225240HBW,齒輪加工效率高，產(chǎn)品質(zhì)量有可靠的保證。2.剃齒對齒輪精度的影響    眾所周知， 剃齒對滾齒后齒輪的短周期誤差有一定的修正能力（如齒形公差、齒向公差、螺旋線波度誤差及齒面粗糙度等），但對長周期誤差有時不但沒有修正能力，而且可能增加新的誤差（公法線長度變動量、周節(jié)累積誤差、徑向綜合公差等）。因此剃齒工序質(zhì)量的好壞，直接影響齒輪的精度。這就要求不但對上道工序滾齒精度必須保證之外，合理的選用剃齒速度、進給量和光整次數(shù)，對齒輪精度都有較大的影響（見表3、表4、表5）。綜合上述， 采用合理剃削速度

5、、小進給、多次光整對保證齒輪的剃齒質(zhì)量起到了決定性的作用。拉鍵槽加工工藝與檢測方法的確定    發(fā)動機曲軸正時齒輪和凸輪軸正時齒輪都是有鍵槽的齒輪，而鍵槽與齒面的角度是非常關(guān)鍵的尺寸，它直接關(guān)系到發(fā)動機的點火時間和順序，角度誤差太大直接關(guān)系到發(fā)動機的功率大小，嚴重時可造成發(fā)動機損壞。為此我們在拉鍵方面作了大量試驗與研究，具體方案如下：（1）在試制樣件過程中，鍵槽的拉鍵工藝采用標(biāo)準(zhǔn)樣件套在拉鍵心軸上，再用標(biāo)準(zhǔn)的鍵銷定位后，緊固拉鍵夾具，而后再把工件安裝上去拉鍵。拉幾件后，再用標(biāo)準(zhǔn)樣件校準(zhǔn)拉鍵夾具。采用這種工藝的優(yōu)點是校準(zhǔn)簡單方便，投資小，適用于試件和小批量試制。但缺

6、點是直接受校準(zhǔn)件的影響，校準(zhǔn)件的好壞直接反應(yīng)到所加工的工件上。在實施過程中，對拉鍵后的齒輪試件進行抽查，用工具顯微鏡檢查時，發(fā)現(xiàn)工件角度有一定的偏差，經(jīng)分析查找，發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件的鍵槽角度也存在著一定的偏差，而且出現(xiàn)鍵槽角度偏差的原因是由標(biāo)準(zhǔn)件誤差影響的。因此，這種工藝不適用于大批量生產(chǎn)。（2）拉鍵角度采用工具顯微鏡檢查合格后再進行拉鍵。這種方法精度高、角度檢查準(zhǔn)確，但由于工具顯微鏡屬于計量儀器，操作復(fù)雜、檢查繁瑣、檢查時間長，每檢查一件大約需要30min,不適用于大批量生產(chǎn)，同時還受齒端倒角的嚴重影響，同時易造成鍵槽角度拉鍵調(diào)整的誤指導(dǎo)（見表6）。（3）為了解決拉鍵問題，公司技術(shù)人員經(jīng)過多次研究、

7、試驗、論證，翻閱了大量技術(shù)資料，最后決定首先從影響鍵槽角度的直接因素-拉鍵的定位夾具入手攻關(guān)。因為定位夾具精度的高低直接決定著鍵槽角度的超差與否。而定位夾具的精度要求主要是拉鍵心軸，拉鍵心軸導(dǎo)向槽的對稱度精度要求、直徑公差的大小、端面與心軸軸線的垂直度都起重要影響。同時定位頭對套的配合精度、松緊以及定位頭與拉鍵心軸的距離長短，斜與正都對拉鍵角度有影響。因此，如何保證拉鍵夾具精度是至關(guān)重要的。在加工操作方面，制訂操作規(guī)程，排除了一些人為因素影響，如操作工對工件定位面擦得是否干凈，拉鍵定位面是否有鐵屑和雜物，工件定位面是否緊靠夾具定位面等直接影響因素。經(jīng)過多方面努力，保證了鍵槽的拉鍵角度。（4）為了確保鍵槽角度檢查的準(zhǔn)確、方便，能適應(yīng)于大批量生產(chǎn)的要求，技術(shù)人員設(shè)計了以鍵槽角度誤差換算成百分表直接反映讀數(shù)的角度檢查儀。該檢查儀操作簡單，測量精度高，直觀明了，易于掌握，能直接判斷出所拉鍵槽角度的合格與否，大大提高生產(chǎn)效益，保證了鍵槽角度精度的相對穩(wěn)定性。缺點是檢具精度高，檢具鑒定困難，價格昂貴。結(jié)語