1.前言

　　強(qiáng)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(dá)到強(qiáng)制修正被珩齒輪誤差的一種新的齒面精加工方式。

　　強(qiáng)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(zhì)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(yīng)用愈來愈廣泛。

　　2.內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒的新工藝^【1】

　　2.1 內(nèi)嚙合強(qiáng)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(jī)上與加工工件進(jìn)行外嚙合的一種加工方法，這種方法只能對工件齒面進(jìn)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(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒加工是應(yīng)用齒輪形珩磨輪與被珩齒輪做嚙合運(yùn)動，相當(dāng)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(jìn)行珩磨的一種齒面精加工方法。

　　2. 2 內(nèi)嚙合的強(qiáng)力珩齒的工藝特點(如圖1)

　　圖1 內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒

　　1) 內(nèi)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(qiáng)制修正被珩齒輪誤差的作用。

　　2)內(nèi)嚙合強(qiáng)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(fēng)險控制的重點，磨削時大量的磨削熱量，改變磨削應(yīng)力狀態(tài)造成表面微裂紋，影響齒輪使用壽命。

　　強(qiáng)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(yīng)，避免了齒面燒傷。

　　3) 內(nèi)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)?；a(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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(qū)動面和非驅(qū)動面采用了修形量不等的非對稱設(shè)計，并用K型框圖加以約束(如圖2)。

　　圖2 檔位齒輪驅(qū)動面和非驅(qū)動面的非對稱修形K型框圖

　　這樣的修形設(shè)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(zhuǎn)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(dǎo)致嚙合狀態(tài)變差，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲增加。隨著汽車舒適性對NVH的要求，DCT的設(shè)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?fù)錂z查對齒面扭曲的定量要求。

　　圖4 齒面齒形齒向扭曲設(shè)計要求和拓?fù)錂z測

　　4 強(qiáng)力珩齒在DCT齒軸件加工中的應(yīng)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(jī)性可以消除基本旋轉(zhuǎn)頻率的諧次函數(shù)，這樣避免了傳動機(jī)構(gòu)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(jié)合技術(shù)，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(yīng)，從而增大振動噪聲;而珩齒表面紋路為細(xì)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(shè)計，降噪效果良好。

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

　　4.2 DCT齒軸受軸向結(jié)構(gòu)限制無法實現(xiàn)磨削加工

　　圖6 軸類零件上齒輪的臺階結(jié)構(gòu)

　　由于DCT的結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊如圖6中的齒輪2，距左側(cè)信號齒間距較小，不能實現(xiàn)齒面的磨削加工，對此，強(qiáng)力珩齒工藝就是齒面熱后精加工僅有的選擇。

　　4.3 內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒是齒面抗扭曲設(shè)計的最優(yōu)選工藝

　　由于內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒的切削進(jìn)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(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒工藝都可以使全齒面的加工精度

　　fHα、fHβ穩(wěn)定的達(dá)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(nèi)嚙合珩齒工件齒面的拓?fù)錂z測

　　5. 總結(jié)

　　內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒是近年來一種新的熱處理后齒面精加工技術(shù)，我國齒輪行業(yè)對這一新工藝的掌握也是隨進(jìn)口強(qiáng)力珩齒設(shè)備的引入而逐漸摸索著。我公司自引進(jìn)瑞士FASSLER珩齒機(jī)，通過在DCT齒軸件開發(fā)中的應(yīng)用，對強(qiáng)力珩齒這一新工藝的理解，也積累了寶貴經(jīng)驗和認(rèn)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(qiáng)力珩齒這樣新工藝新方法的應(yīng)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(jìn)。

　　參考文獻(xiàn)

　　【1】阮光珊.內(nèi)嚙合珩齒原理及生產(chǎn)應(yīng)用【J】. 制造技術(shù)與機(jī)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(cè)齒面偏差的定義和允許值,中國標(biāo)準(zhǔn)出版社