隨著機械製造業突飛猛進的發展（zhǎn），我國齒輪製造業也有著廣闊的國內、外市場前景。齒輪產品是否能取勝國內、外市場，關鍵（jiàn）問題取決於齒輪製造的質量和成本。齒（chǐ）輪製造最常（cháng）用（yòng）的工藝就是（shì）滾剃工（gōng）藝，雖然剃齒（chǐ）能提高齒輪的精度，但是由於剃齒加工（gōng）工（gōng）序的非強製性齧合（hé）特點，剃齒精度在很大程度上（shàng）依賴於滾齒精度，可以說滾齒精度決定了（le）齒輪的精度。因此滾齒中的（de）一些誤差項目如齒圈（quān）徑跳、公法線變動量、基（jī）節偏（piān）差以（yǐ）及齒形（xíng）齒向誤差必（bì）須嚴格控製，才能製造出精確的齒輪。

      現就多年對齒輪（lún）製造理論的研究（jiū）及生（shēng）產現場經驗的積累，介紹一些提（tí）高齒輪滾（gǔn）齒加工質（zhì）量的方法及途徑，供（gòng）同行借（jiè）鑒。

      一（yī）、 滾齒加工精度分析

      圓柱齒輪精度主要（yào）有運動（dòng）精度、平穩性精度和接觸（chù）精度。滾齒加工（gōng）中用控製公法線長度變（biàn）動和齒圈徑跳來保證（zhèng）運（yùn）動精度，用控製齒形誤差和基節偏差來保證（zhèng）工作平穩性精度，用控製齒向（xiàng）誤差來保證接觸精度。下麵對滾齒加工中易出（chū）現的幾種誤差（chà）原因進行分析：

      （1）齒圈徑向跳動（dòng）誤差（即幾何偏心） 齒（chǐ）圈徑向跳動是指在齒輪一轉範（fàn）圍內，測頭在（zài）齒槽內或輪（lún）齒上，與（yǔ）齒高中部雙麵接觸，測（cè）頭（tóu）相對於輪齒軸線的（de）最大（dà）變動量，也是（shì）輪齒齒圈相對於軸（zhóu）中心線的偏心，這種（zhǒng）偏心是由於在安裝零件時，零件的回轉中心與工（gōng）作台的回轉中心安裝不重合或偏差太大而引起，或因滾齒（chǐ）機頂尖和滾齒心軸頂尖（jiān）孔製造不良，使（shǐ）定位麵接觸不好造成偏心，所以齒圈徑跳主要從以上原（yuán）因分析解決。

      （2）公法線長度誤差（即運動偏心） 滾齒是用展成法原理加工齒輪的，從刀具到齒坯間的分齒傳動鏈要按一定的傳（chuán）動比關係保持運（yùn）動的精（jīng）確性（xìng）。但（dàn）是這些傳動鏈是由（yóu）一係列傳動元件組成（chéng）的。它們的製造和裝配誤差在傳動過程中必然集中反（fǎn）映到（dào）傳動鏈的末端零件上，產生相對運動的不均勻性，影響輪齒的加工精度。公法線（xiàn）長度變動是反映齒輪牙齒分布不均勻的最大誤差，這個誤差主要（yào）是滾齒（chǐ）機工作台蝸杆副回轉精度不均勻造（zào）成（chéng）的，還有滾（gǔn）齒機工作台圓形導軌磨損、分度蝸輪與圓形導軌不同軸造成的，再者分齒掛輪齒麵有（yǒu）嚴（yán）重磕碰（pèng）或掛輪時咬合太鬆或太緊（jǐn）也會影響公法線變動超差。

      （3）齒（chǐ）形誤差分析 齒形誤差（chà）是指在齒形工作部分內，包（bāo）容實際齒形廓線的理想齒形（漸開線）廓（kuò）線間的法向距離（lí）。在實際加工過程中不可能（néng）獲得完全正確的（de）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齒坯之間保持一定（dìng）的分齒來保（bǎo）證，所以，齒形誤（wù）差主要是滾（gǔn）刀齒形決（jué）定的，滾刀刃磨質量不好容易出現齒形誤差。同時滾刀在安裝中產（chǎn）生的徑向跳動、軸向竄動（dòng）（即安裝誤差）也對齒形誤差有影響。常見的齒形誤（wù）差有不對稱、齒形角誤差（齒頂變肥或變尖）、產生周期誤差等。

      （4）齒向誤差分析 齒向誤差是在（zài）分度圓柱麵上，全齒寬範圍內，包容實際齒向線的兩條設計齒向線的端（duān）麵距離。引起齒向誤差的主要原（yuán）因是機床、刀架的垂直進給方向與零件軸線有偏（piān）移（yí），或滾齒機上尾座頂尖中心與工作台回轉中心不一（yī）致，還（hái）有滾切斜（xié）齒輪時，差動（dòng）掛輪計算誤差大，差動傳動鏈齒輪製造和調整誤差太大。另外滾齒夾具（jù）和齒坯製造、安裝、調整精度低也會引起齒向誤差。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：發紋、啃齒、魚鱗（lín）、撕裂。引起齒麵粗糙度差的主要原因有以下幾方麵：機床、刀具、工（gōng）件係統（tǒng）整體剛性不足、間隙大；滾（gǔn）刀和工件相對位置發生變化；滾刀刃磨不當、零件材質不均勻；切削參數選（xuǎn）擇不合適等。

      二、提（tí）高滾（gǔn）齒加工精度的方（fāng）法

      通過以上對滾齒加工精度的分析，我們明（míng）確了滾齒加工過程中各種誤差的產生來源，主要因素是所加工零件本身的精度、機床夾具、刀具以及整（zhěng）個工藝係統的精度、加工（gōng）過程中的調整等。要提高滾齒加（jiā）工精（jīng）度，首（shǒu）先應從以（yǐ）上方麵考（kǎo）慮采取（qǔ）相應措施，找到解決的方法。

      1.  提高齒坯本身的（de）加工質量

      齒坯質量是齒（chǐ）輪加工精度的基礎，對於製造高精度齒輪，齒坯的精度（dù）更是起著至關重要的作用。齒輪（lún）加工大多以其內孔及端麵作為定位基準，數控機床的使用使（shǐ）得圓柱齒輪可在一次（cì）安裝中車削出齒輪的定（dìng）位內孔和端麵，端麵跳動小於0.015mm。而過去在多刀（dāo）半（bàn）自動車床或（huò）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，大大地提高了齒輪（lún）加工的（de）精（jīng）度，特別（bié）是齒向精度。軸齒輪類零件一般以中心孔作為定位基準，所以中心孔的製造精度一（yī）定要保證錐麵（miàn）粗（cū）糙（cāo）度好，不允許有任何磕碰是關（guān）鍵。

      2.  提高滾齒夾（jiá）具的製造、安裝精度

      由前麵的分析可（kě）知，滾齒夾（jiá）具的製造、安裝（zhuāng）精度不高，會產生齒（chǐ）圈徑向跳動和齒向誤（wù）差。齒坯的安（ān）裝精度（dù）也主要（yào）取決（jué）於夾具的製造精（jīng）度和安裝精度（dù）。盤類齒輪（lún）滾齒心軸的設計，定位外圓和定位端麵的跳動在0.005mm以內，定位外圓和齒（chǐ）坯的配（pèi）合間隙在0.002～0.008mm。對軸齒（chǐ）輪零件而言，滾齒夾具的（de）結（jié）構一般是上下頂尖定位，夾緊工件外圓的（de）方（fāng）法。因此，頂尖製造質量的好壞對輪齒齒圈徑跳影響很大。實踐證明，頂尖錐麵粗糙度（dù）值必須達（dá）到R a=0.8μm以下，而（ér）且對頂尖中心線的（de）徑向跳動≤0.008mm，錐麵（miàn）不允（yǔn）許有磕碰和過（guò）度（dù）磨損。在提高夾具製造精度的（de）同時，滾刀刀杆（gǎn）、刀（dāo）墊、螺（luó）母的製造精度也應保證刀杆（gǎn）直徑精度最低必須按（àn）6級（jí）製（zhì）造，配合處（chù）表（biǎo）麵粗糙度（dù）值R a=0.8μm以（yǐ）下，兩頂尖孔的同軸度（dù）要求在0.01mm以內，端麵（miàn）跳動在（zài）0.005mm以內（nèi），刀杆錐部與機床刀架主軸孔的接觸麵（miàn）積在70%以上。螺母擰在（zài）刀杆上後，其端麵對刀杆軸線的（de）垂（chuí）直度≤0.01mm。此（cǐ）外在調整夾具安裝精度時一定注意，上尾（wěi）座頂（dǐng）尖中（zhōng）心（xīn）與工作（zuò）台回轉中心應保持一（yī）致，裝（zhuāng）夾零件後檢查心（xīn）軸徑跳不能超過（guò）0.01mm。

      3.   提高刀具的刃磨精度（dù）

      刀具（jù）本身（shēn）的製造精度和刃磨精度對被切齒輪的齒形精（jīng）度有很大的影響，因此（cǐ），為了保證加工精度，必須正確選擇（zé）刀具的精度等級和提高刀具的刃（rèn）磨精度。刀具精度一般按被加工齒輪的精度選擇。最簡易可行的辦（bàn）法就（jiù）是購置國外著名公司生產的滾刀。事實上，這些滾刀一次刃磨塗層後可加工（gōng）大約1200件齒輪，大約可（kě）刃磨10～13次，壽命（mìng）及對（duì）產品質（zhì）量的效益遠遠超出了它的價格。這裏需要特別說明的（de）是，滾刀刃磨後必須塗層。國產機床的滾刀刃磨精（jīng）度（dù）基本上可保證滾齒齒形（xíng）精度，但加工時要有合理的竄刀量（liàng）及刃磨塗層。使用磨損了的滾刀滾齒（chǐ）時，會降低齒輪的齒（chǐ）形精度和（hé）惡化表麵質量，也會加劇機床的振動。滾刀磨損量在（zài）粗（cū）切時超過0.8～1.0mm或（huò）精切時超過0.2～0.5mm，就（jiù）需要重磨（mó）前刀麵。滾刀（dāo）的重磨精度對於滾刀的齒形精度（dù）有很大影響，必須十分重（chóng）視。滾齒齒（chǐ）形精度由滾刀精度決定，但以下兩種情況可通過調整糾正。

      （1）對（duì）於（yú）滾齒後出（chū）現如圖1所示齒形誤差，可通過修磨滾刀的前角（jiǎo），糾正齒形誤差。

圖1

      修磨滾刀前刀麵角度γ，可由以下關係近（jìn）似求出

tanγ =△f f/（α c×H）

      式（shì）中（zhōng），H為滾刀齒高；α c為滾刀側刃後角（jiǎo），單位為rad；△f f為齒形最（zuì）大誤差；H為前刀麵徑偏移量。

      （2）滾齒後齒形（xíng）誤差如圖2所示，通過調整滾刀（dāo）安裝角（jiǎo）度，可糾正該類誤差。調整量△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 為滾刀切削齒到（dào）刀架旋轉中心距離；λ 為滾（gǔn）刀螺旋升角；α 為滾刀齒形角（jiǎo）；△f f為齒形誤差（chà）。

圖2

      另外，安裝滾刀時，滾（gǔn）刀刀杆徑向跳動必須＜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.  保證和提高機床本身的精度和調整精度

      從前麵的誤差分析可知，機床傳動鏈的傳動（dòng）誤差會造成齒（chǐ）輪的（de）運動偏心，而且影（yǐng）響最大的環節是（shì）分度蝸杆副，因此，保持機床應有的工藝精度是保證齒輪加工精度的重（chóng）要方麵。如果發（fā）現滾齒後公法線變動超差，就應檢查機（jī）床工作台（tái）分度齧合副的齧合情況，如果齧合間隙超過0.03mm就應調整（zhěng），保證始終在0.03mm以內，否則須對蝸杆副進行檢修。在滾切斜齒時，應注意（yì）差動掛輪比的計算要準確到小數點後五位或六位。機床刀架滑板對工作台回轉軸線（xiàn）的平行度對滾齒齒向誤差有影響，提高滾（gǔn）齒機刀架導軌係統精度，也是保證齒向的一方麵。由機床資料可知，在250mm長度上（shàng），平行度公差是0.021mm。

      5.  降低齒麵粗糙度值的方（fāng）法

      采用適（shì）當的預備熱處理方法，使齒坯材料的內部組織均勻，硬度一（yī）致，合理（lǐ）選用滾齒切削參數，充分進行冷（lěng）卻潤滑（huá），定期對滾刀進行（háng）刃磨等都是降低（dī）齒麵粗糙度值的有效方法（fǎ）。

      低齒麵粗糙度值的有效方法（fǎ）。綜上所述，提高滾齒加工的方法非常多（duō），需要我們在生產實踐中針對具體情況不斷去探索總結，從而能更好地指（zhǐ）導生產，加工出高（gāo）質量的齒輪產（chǎn）品。