1.前言

　　強力珩齒是指，在熱處理后硬齒面上直接采用珩齒方法，去除一定加工余量，具有達到強制修正被珩齒輪誤差的一種新的齒面精加工方式。

　　強力珩齒加工與傳統(tǒng)磨齒加工比較，具有能有效改善齒面加工質量，而且加工效率高、成本低齒面無燒傷的優(yōu)點，因此在高精度齒輪加工中應用愈來愈廣泛。

　　2.內嚙合強力珩齒的新工藝^【1】

　　2.1 內嚙合強力珩齒和傳統(tǒng)珩齒的區(qū)別

　　傳統(tǒng)珩齒加工，是采用齒輪狀珩磨輪裝在剃齒機上與加工工件進行外嚙合的一種加工方法，這種方法只能對工件齒面進行少無切削，主要效果在于改善齒面的粗糙度，而不能提高齒輪精度。

　　內嚙合強力珩齒加工是應用齒輪形珩磨輪與被珩齒輪做嚙合運動，相當于一對交錯軸斜齒輪傳動，利用其齒面間的相對滑動速度和壓力來進行珩磨的一種齒面精加工方法。

　　2. 2 內嚙合的強力珩齒的工藝特點(如圖1)

　　圖1 內嚙合強力珩齒

　　1) 內嚙合加工時重合度大，切削力均勻，加工精度高且穩(wěn)定。

　　在珩齒過程中，由于嚙合接觸重合度大，同時參與切削的齒數(shù)多，切削力波動小，不易產(chǎn)生類似于剃齒加工中凹的缺陷，具有強制修正被珩齒輪誤差的作用。

　　2)內嚙合強力珩齒可以減少齒面燒傷

　　磨削加工的齒面燒傷問題一直是磨削工藝風險控制的重點，磨削時大量的磨削熱量，改變磨削應力狀態(tài)造成表面微裂紋，影響齒輪使用壽命。

　　強力珩齒依靠珩磨砂輪與齒面的相對滑動去除材料，切削力小，切削速度低，不會在齒面切削接觸區(qū)產(chǎn)生熱效應，避免了齒面燒傷。

　　3) 內嚙合珩齒，生產(chǎn)效率高，成本低，特別適用于汽車齒輪行業(yè)的大批量規(guī)模化生產(chǎn)。

　　3. DCT齒軸件齒面精加工的工藝難點

　　3.1 齒輪精度等級要求高

　　按DCT的圖紙設計要求，所有齒軸件的圖紙對齒輪的5項精度等級【2】(Fα、Fβ、Fp、Fpt和Fr)都規(guī)定在 DIN3961標準的6級，這個等級略高于GB10095.1-2008。

　　3.2 齒面微觀修形K型框圖約束

　　所有齒輪都采用了修形要求，而且是驅動面和非驅動面采用了修形量不等的非對稱設計，并用K型框圖加以約束(如圖2)。

　　圖2 檔位齒輪驅動面和非驅動面的非對稱修形K型框圖

　　這樣的修形設計，對齒面的加工提出了很大的挑戰(zhàn)。

　　3.3 鼓形齒齒面的齒形齒向扭曲要求

　　對于齒面有齒形齒向修形要求的鼓形斜齒輪，無論是蝸桿磨還是成形磨，磨削后都會使齒面上齒頂和齒根部位的漸開線發(fā)生扭轉彎曲，這種加工缺陷我們稱之為齒面扭曲(如圖3)。

　　圖3 鼓形齒齒面的磨削扭曲

　　在齒輪傳動過程中，齒面扭曲會引起嚙合間隙的變化，增大振動、改變傳動精度，導致嚙合狀態(tài)變差，齒輪運轉噪聲增加。隨著汽車舒適性對NVH的要求，DCT的設計上對齒軸件的齒面扭曲愈加重視，提出了明確的控制要求，如圖4中的拓撲檢查對齒面扭曲的定量要求。

　　圖4 齒面齒形齒向扭曲設計要求和拓撲檢測

　　4 強力珩齒在DCT齒軸件加工中的應用

　　4.1 主、從動的對嚙合齒輪副分別采用不同的齒面精加工工藝

　　近來的研究表明，齒面的加工紋理對降低齒輪噪聲有重要作用。齒面紋理的隨機性可以消除基本旋轉頻率的諧次函數(shù)，這樣避免了傳動機構聲壓和軸的震動之間的共振，改善了NVH特性。

　　圖5 磨/珩工藝的不同加工紋理

　　對嚙齒輪采用磨齒、珩齒結合技術，即一磨一珩。磨齒可以大幅提高齒輪精度，但齒輪表面紋路為絲狀紋(如圖5中左圖)，有高低起伏點，如果配對齒輪全用磨齒加工，高低點會產(chǎn)生激振效應，從而增大振動噪聲;而珩齒表面紋路為細密網(wǎng)狀(如圖5中右圖)，高低點小，兩種不同紋理的齒面嚙合不易產(chǎn)生激勵，故這種工藝方式是設計，降噪效果良好。

　　我公司針對DCT的產(chǎn)品結構采用的主動齒強力珩工藝，從動齒磨削的工藝方案。在6/7DCT齒軸上的實際應用效果明顯。

　　4.2 DCT齒軸受軸向結構限制無法實現(xiàn)磨削加工

　　圖6 軸類零件上齒輪的臺階結構

　　由于DCT的結構設計緊湊如圖6中的齒輪2，距左側信號齒間距較小，不能實現(xiàn)齒面的磨削加工，對此，強力珩齒工藝就是齒面熱后精加工僅有的選擇。

　　4.3 內嚙合強力珩齒是齒面抗扭曲設計的最優(yōu)選工藝

　　由于內嚙合強力珩齒的切削進給方式類似于徑向剃齒工藝，不論是斜齒中的鼓形齒還是不對稱修形齒，內嚙合強力珩齒工藝都可以使全齒面的加工精度

　　fHα、fHβ穩(wěn)定的達到DIN 6級的扭曲偏差要求。

　　如下圖7我公司一款7DCT齒輪的珩齒實例。

　　圖7 內嚙合珩齒工件齒面的拓撲檢測

　　5. 總結

　　內嚙合強力珩齒是近年來一種新的熱處理后齒面精加工技術，我國齒輪行業(yè)對這一新工藝的掌握也是隨進口強力珩齒設備的引入而逐漸摸索著。我公司自引進瑞士FASSLER珩齒機，通過在DCT齒軸件開發(fā)中的應用，對強力珩齒這一新工藝的理解，也積累了寶貴經(jīng)驗和認識。

　　具有大批量生產(chǎn)特點的汽車變速器齒輪，還有著高生產(chǎn)效率、高精度、低消耗的綠色高端制造要求。而通過越來越多象強力珩齒這樣新工藝新方法的應用，一定能推動我國汽車齒輪行業(yè)，向更精益更綠色的高端制造邁進。

　　參考文獻

　　【1】阮光珊.內嚙合珩齒原理及生產(chǎn)應用【J】. 制造技術與機床，1995(7)：15-17.

　　【2】GB/T 10095.1/.2 --2008 圓柱齒輪 精度制 第一部分：輪齒同側齒面偏差的定義和允許值,中國標準出版社