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论磨齿精度的提高与控制

发表时间:2019/5/10 16:23:35

磨齿是齿轮加工的最后一道工序,磨齿的精度关系着齿轮箱精度的最重要因素。而如何提高磨齿加工的精度就成为其中的重中之重。


01

精度要求

磨齿精度有以下几个部分组成。

1)齿轮基本参数:模数Mn,齿数Z,压力角a,螺旋角β,齿宽b,齿顶圆d,齿根圆de,渐开线起始圆dfe。

2)齿轮精度要求:精度等级,单个齿距偏差fpt,齿距累积总误差Fp,齿廓总偏差Fa,螺旋线总偏差Fβ,径向跳动Fr,公法线长度及偏差Wkn,跨齿数K。齿轮精度等级越高,各项偏差值就越小。


02

磨齿加工工艺

磨齿加工一般分为展成磨和成形磨。

1)展成磨加工:以展成线为轨迹,齿向方向线接触磨削。

2)成形磨加工:砂轮修形成齿廓形状,齿向方向面接触磨削。


03

齿形误差的修正

磨齿加工中首先要试磨一个试范槽,测试一下齿形,齿向及公法线。如有误差就要及时修正。齿形的误差主要表现为齿廓总偏差Fa,齿廓光洁度误差ffa,齿廓倾斜度误差fHa。按照精度等级越高,偏差值越小。如齿形超差不合格,齿廓倾斜度误差fHa:-0.013,就表示齿形压力角偏大0.013mm。在机床修正中齿形误差修正值就要填写-0.013。重新修整砂轮后再试磨一个试范槽,要是齿形等级合格,偏差在允许偏差范围内就可以整圈磨削加工至尺寸要求。也可以把剩余的误差值再修正一下,这样磨出来的齿轮精度等级可以更高。


04

齿向误差的修正

齿向的误差主要表现为螺旋线总偏差Fβ,齿向光洁度误差ffβ,齿向倾斜度误差fHβ。齿向误差的修正与齿形误差的修正一致。但由于机床类型的不同修正出来的效果也不同。如HOEFLER机床齿向修正就可以直接修正到位。而NILES机床却不能,由于NILES机床是整体机,齿向修正效果反应不出来。一旦齿向超差就需要调整机床立柱与台面的水平。


05

径向跳动误差的修正

齿轮的径向跳动误差是有齿轮的校正误差决定的。齿轮的校正误差越小径向跳动误差就越小。磨齿加工规定齿轮工件校正到0.005mm以内。


06

齿面光洁度的决定要求

齿轮精度等级一般在6级以下的,齿面光洁度要求达到0.008mm。而齿面光洁度要求决定于砂轮粒度的大小与砂轮修整的精细以及精磨时的进刀量与进给冲程速度。我们现在使用的砂轮为60粒的白刚玉完全可以达到齿面光洁度要求。而砂轮修整就要按粗磨和精磨要求来修整。粗磨砂轮径向修整进刀量为0.05mm,重叠率为1.1,修整速比为0.60.精磨砂轮径向修整进刀量为0.05mm,重叠率为6,修整速比为-0.60.(-为砂轮与金刚滚轮同相旋转)。这样的修整参数就能达到齿面光洁度要求。而齿轮精度等级在6级以上的,磨削时除了粗磨和精磨之外还要加上一圈半精磨。半精磨砂轮径向修整进刀量为0.05mm,重叠率为4,修整速比为-0.40。精磨要有4个冲程,第1和第2个冲程进刀量为0.01mm进给速度为2200mm/min。而第3和第4个冲程进刀量为0.005mm进给速度为2000mm/min。这样就可以达到光洁度要求,如有需要可以再加一圈精度。



07

齿面振纹的消除

齿面振纹产生的原因:

1)砂轮未平衡好。

2)金刚滚轮钝了金刚粒磨损严重。

3)带动金刚滚轮的皮带有松动或磨损严重。

4)磨削时冲程速度过快。

5)磨头上下移动的丝杆磨损严重。

6)工作台面有抖动。

消除齿面振纹的解决方法:

1)重新平衡砂轮。

2)更换新的金刚滚轮。

3)调节金刚滚轮皮带的张紧度,如有磨损直接更换新的皮带。

4)磨削时冲程相应减慢,如有需要再加一圈精磨。

5)确定是丝杆磨损就更换新的丝杆。

6)调整工作台面的压力,使其转动时不会抖动。如果是台面的涡轮蜗杆磨损就要重新调整或更换新的。有的是台面电机故障,就要维修。


08

磨削裂纹的产生和避免方法

齿轮磨削裂纹的产生有多种原因:

1)油管没调整好或冷却油量小,冷却油没有充分覆盖住磨削时的齿面。

2)齿面硬度高。

3)热处理后没有充分时间让应力释放。

4)磨削量过大,特别是第一圈第一个冲程就磨到齿面了。

5)砂轮修整量过小或修整牙数过多,使得砂轮钝了气孔堵塞不够锋利,磨削时产生挤压。


要避免磨削裂纹的产生就要把所有的原因都要考虑在内,每一步都不能有差错。热处理后要打硬度,不能超差,并留有充分时间让应力释放。磨削时油管要调整好,让冷却油充分。磨削量不能过大,特别是第一圈第一个冲程要空行程达到无火花磨削。砂轮修整量要调整好,修整牙数不能过多,多修砂轮让砂轮气孔不会堵塞,一直保持锋利。为避免产生磨削裂纹也可用粒度为46粒的砂轮,这样气孔大不容易堵塞。


磨齿时很好的注意并执行了以上几点,那就能有效的控制好加工精度。