變速箱內(nèi)的大部分零件為齒輪，因此齒輪零件的加工精度對變速箱的質(zhì)量有著重要影響。近期YD13系列變速箱在試車過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種故障，制約了整機(jī)出廠總量。對試車記錄進(jìn)行查閱和分析，了解YD13系列變速箱主要的試車故障，通過對這些故障問題進(jìn)行拆檢分析，發(fā)現(xiàn)大部分故障原因都是由于齒輪零件的加工問題而造成的。如何提高齒輪零件的加工精度就成為減少變速箱故障的主要手段。本文的目的就是通過對齒輪零件的整個加工過程進(jìn)行控制和分析，總結(jié)出了有效控制齒輪零件加工精度的方法，同時推廣至其他型號的變速箱生產(chǎn)中，可以有效降低變速箱檢修成本，提高分廠變速箱出廠率。

　　隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場上對工程機(jī)械變速箱的需求量越來越大，變速箱生產(chǎn)廠家也由于訂單的增加而變得繁忙。然而變速箱在試車階段時經(jīng)常會出現(xiàn)各種故障問題，這些問題嚴(yán)重制約了變速箱的出廠量，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品無法交到用戶手里，使得訂單大量積壓，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的銷售情況。技術(shù)人員在對這些試車故障進(jìn)行分析和檢驗時，發(fā)現(xiàn)大部分故障原因都是由于齒輪零件的加工問題而造成的，因此，要提高變速箱出廠率，則必須要保證齒輪零件的加工質(zhì)量。在對齒輪零件的加工流程進(jìn)行控制和分析后，總結(jié)出了有效提高齒輪零件精度的方法，經(jīng)過大量的驗證后，證明這些措施對控制齒輪零件的精度是有效果的。

　　1 控制齒輪加工精度的措施

　　1.1 保證齒輪材料的質(zhì)量

　　制造齒輪的材料是保證零件加工質(zhì)量的基礎(chǔ)，因此對齒輪材料質(zhì)量的把控就顯得尤為重要。我廠制造齒輪的材料通常為20CrMnTi、19CrNi5、20MnCr5等合金鋼。材料進(jìn)廠時除了應(yīng)嚴(yán)格按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對這些鍛件進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的驗收外，必要時還可在鍛件粗加工后增加一道正火處理，以改變材料性能，控制后續(xù)機(jī)加工和熱處理變形，提高零件加工質(zhì)量。例如我廠在制造YH350鐵道維護(hù)設(shè)備液力變速箱時對重要的齒輪零件均進(jìn)行了粗車后正火處理，后續(xù)得到了很好的加工效果。

　　1.2 控制齒輪熱前加工誤差

　　齒輪熱前加工分為兩部分，一部分是齒坯的加工，另一部分是齒部加工。

　　1.2.1 齒坯加工精度

　　齒坯加工過程中，控制齒輪零件定位內(nèi)孔的尺寸精度最為關(guān)鍵。按照我廠齒輪的精度等級來說，通常齒輪內(nèi)孔的尺寸公差設(shè)定為0.03，這個數(shù)值既滿足后續(xù)齒部加工定位時的精度需要，又不會因為精度過高增加不必要的成本，符合生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。內(nèi)孔直線度應(yīng)控制在0.01以內(nèi)。

　　控制齒坯端面跳動和徑向跳動：齒坯的端面跳動直接影響滾齒時的齒向公差項目。通常要求零件內(nèi)孔和端面同時加工，以保證端面跳動≤0.01，調(diào)頭加工另一端面時，需保證兩端面之間的平行度≤0.02，同時齒部外圓與定位內(nèi)孔的徑向跳動應(yīng)控制在0.03以下。

　　1.2.2 齒部加工精度

　　在齒部加工的工序中，影響齒部誤差的主要因素有：齒輪加工機(jī)床精度;齒輪加工刀具;齒坯定位夾具等幾個方面。

　?、琵X輪加工機(jī)床精度。

　　齒輪加工機(jī)床的精度在很大程度上決定了所加工齒輪的精度，因此對機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行。

　　在準(zhǔn)備加工零件齒部前，應(yīng)確定機(jī)床的各部分偏差值符合要求：例如機(jī)床主軸的徑向間隙<0.01，刀軸徑跳 <0.005，刀軸竄動<0.008，刀具安裝后徑跳和端跳分別 <0.005，上下頂尖同軸度<0.008、工件夾具安裝在機(jī)床 工作臺后的夾具定位處徑跳和端跳<0.01。

　　⑵齒輪加工刀具。

　　齒輪刀具進(jìn)廠時應(yīng)對刀具的各項參數(shù)按設(shè)計要求進(jìn)行驗收，結(jié)果應(yīng)符合圖紙要求。通常采用的刀具等級為A 級，對于一些精度要求較高的零件可以選取AA級刀具;為了提高刀具的耐用度，可以選取涂鈦刀具;刀具刃磨后應(yīng)控制前刃面的徑向誤差。

　?、驱X坯定位夾具。

　　夾具的芯軸外徑與齒輪內(nèi)孔之間的間隙應(yīng)盡可能小，通常為0.02以下。芯軸上的螺紋應(yīng)保證垂直度0.01以下，帶肩螺母的內(nèi)螺紋與端面垂直度0.01以下。

　　1.3 齒頂?shù)估?、齒端倒角

　　齒形加工后，應(yīng)對齒部進(jìn)行齒頂?shù)估夂妄X端倒角，除了滿足齒輪在傳動過程中的需要，同時可以避免零件磕碰傷問題。齒頂?shù)估庖部稍邶X形加工時采用帶倒棱的倒棱滾刀加工成形。

　　1.4 控制熱處理的質(zhì)量

　　熱處理對齒輪的精度影響甚大。為保證后續(xù)加工，對于普通結(jié)構(gòu)的零件，應(yīng)規(guī)定零件熱后內(nèi)孔橢圓度不大于 0.03，公法線尺寸變動量不大于0.03;對于較薄且內(nèi)孔與齒部外徑相差較大的零件，除了上述規(guī)定外，該零件的端面翹曲度應(yīng)不大于0.05;對于帶內(nèi)花鍵的零件，應(yīng)避免內(nèi)花鍵變形過大。

　　1.5 熱后零件精加工

　　零件經(jīng)熱處理后，整體有輕微變形，且表面質(zhì)量降低，對于一些重要的尺寸需進(jìn)行精加工。

　　齒輪熱后磨削內(nèi)孔時，應(yīng)找正內(nèi)孔和端面跳動不大于 0.015，同時應(yīng)校核齒輪節(jié)圓跳動不大于0.04，以保證內(nèi)孔與分度圓同心。內(nèi)孔與端面磨削應(yīng)同時進(jìn)行，以保證端面對內(nèi)孔的垂直度。磨削作為擰緊定位面的另一端面時，應(yīng)保證兩端面間的平行度0.015以下。采用圓臺磨機(jī)床加工的零件應(yīng)在加工后進(jìn)行去磁工序。

　　1.6 齒部精加工

　　我廠齒部精加工通常采用數(shù)控磨齒機(jī)磨削加工的方式，目前擁有磨齒機(jī)有兩種型式，分別為成型磨齒機(jī)和蝸桿砂輪磨齒機(jī)。

　　對于成型磨齒機(jī)來說，在裝夾零件之前應(yīng)檢查機(jī)床的前后頂尖有無磨損和兩頂尖之間的同軸度;零件對刀時盡量保持在中間位置，磨削過程中應(yīng)查看兩齒面的磨削情況，如出現(xiàn)一面磨削的多，一面磨削的少的情況時，應(yīng)及時調(diào)整零件磨削位置，以保證零件磨量均勻不偏心;合理設(shè)定磨削參數(shù)及砂輪修整參數(shù)，保持砂輪磨粒的銳利性;及時更換用完的砂輪，避免齒輪展開長度不夠的現(xiàn)象產(chǎn)生;齒輪試磨后應(yīng)送計量室檢驗Fa、Fβ、Fr、Fi"、fi"、Fw等項目。

　　對于蝸桿砂輪磨齒機(jī)來說，因其磨削方法與成型磨齒機(jī)磨削方法不同，它除了注意上述要求外，還要注意以下幾個方面：蝸桿砂輪磨屬于展成法磨削，同時有多個齒參與磨削，因此產(chǎn)生的磨削熱量較多，極易造成齒面燒傷及裂紋，在設(shè)定磨削參數(shù)時可以采取少單次進(jìn)給量和多行程的方式;蝸桿砂輪磨在對砂輪進(jìn)行修整時，砂輪兩側(cè)面和外圓是分兩步修整的，這樣的方式修出來的砂輪容易造成齒輪磨削齒根或磨削的展開長度不夠，在后續(xù)的齒輪傳動中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，因此在修完砂輪開始零件磨削的過程中，應(yīng)多觀察齒部的磨削情況，及時做出調(diào)整;由于蝸桿磨齒機(jī)的砂輪修整器的結(jié)構(gòu)比較特殊，它修整砂輪的工具不是金剛筆，而是方形的塊狀，這種金剛塊極易磨損，應(yīng)經(jīng)常觀察金剛塊的磨損情況，及時更換金剛塊，以避免出現(xiàn)批量質(zhì)量事故。

　　對于磨削工裝磨齒芯軸來說，芯軸定位外圓與零件內(nèi)孔間隙通常為0.015以下，芯軸外圓與端面跳動0.01以下，芯軸外圓表面光滑無痕跡;芯軸兩頂尖孔無磨損和異物;芯軸螺紋部分須經(jīng)螺紋磨床磨削，保證垂直度0.01以下，擰緊螺母與螺紋松配。

　　2 結(jié)語

　　在生產(chǎn)過程中要控制齒輪零件的加工質(zhì)量其實不難，按照本文所述要求去做，再加上認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，經(jīng)過大量的實際應(yīng)用后，已取得了顯著效果。根據(jù)整機(jī)試車分析報告，齒輪零件的加工質(zhì)量提高了可以減少變速箱因齒輪問題而產(chǎn)生的故障率，對于有效提高整機(jī)出廠率意義重大。