隨（suí）著機械製造業（yè）突飛猛進（jìn）的發展，我國（guó）齒（chǐ）輪製造業也有著廣（guǎng）闊的國內、外市場前景。齒輪產品是（shì）否能取勝國（guó）內、外市場，關（guān）鍵問題取決於齒輪（lún）製造的質量和成本。齒（chǐ）輪製造最常用的工藝就是滾剃（tì）工藝，雖然剃齒能提（tí）高齒（chǐ）輪的精度，但是由於剃齒加工工序的非強製性齧合特點，剃齒精（jīng）度在很大程度上依賴於滾（gǔn）齒精度，可以說滾（gǔn）齒精度決定了齒輪的精度。因此滾齒中（zhōng）的一些誤差項（xiàng）目（mù）如齒（chǐ）圈徑跳、公法（fǎ）線變動量、基節偏差以及齒形齒向誤差必須嚴格控製，才能（néng）製造出精確的齒輪。

      現就多年對齒輪製（zhì）造理論的研究及生產現場經驗的積累，介紹一些提（tí）高齒輪滾齒（chǐ）加工質量的方（fāng）法及途徑，供同行借鑒。

      一、 滾（gǔn）齒加工精度分析

      圓柱齒輪精度主要有運動精度、平穩性精度和接觸精度。滾齒加工中用控製公法線長度變動和齒圈徑跳來保證運動精（jīng）度，用控製齒形誤差和基節偏差來保證工作平穩性精度，用控製齒向誤差來保證接觸精度。下麵對滾齒加工中易出現的幾種（zhǒng）誤差原因進行（háng）分析：

      （1）齒（chǐ）圈徑向跳動誤差（即幾何偏心） 齒圈（quān）徑向跳動是（shì）指（zhǐ）在齒（chǐ）輪（lún）一轉範圍內，測頭在齒槽（cáo）內或輪齒上，與齒高中部雙麵接觸，測頭相對於輪齒軸（zhóu）線的最大變動量，也是輪齒齒圈相對（duì）於軸（zhóu）中心線的偏心，這（zhè）種偏心是由於在安裝零件（jiàn）時（shí），零（líng）件（jiàn）的回轉中心與工作台的回轉中心（xīn）安裝不重合或偏差太大而引（yǐn）起，或因滾（gǔn）齒機頂尖和滾齒心軸頂尖孔製造不良，使定位麵接觸不好造成偏心，所以齒（chǐ）圈徑跳主要從以（yǐ）上原因分析解決。

      （2）公法線長度誤差（即運動（dòng）偏心） 滾齒是用展成法原（yuán）理加工齒輪的，從刀具到齒坯間（jiān）的分齒傳動鏈要按（àn）一定的傳動比關係保持運動的精確性。但是這些傳動（dòng）鏈是由一係列傳動元件組（zǔ）成（chéng）的。它們（men）的製造和裝配誤差在（zài）傳動過程中必（bì）然集中反（fǎn）映到傳動鏈的末端零件上（shàng），產生相對運動的（de）不均勻性，影響輪齒的加工精（jīng）度。公法線長（zhǎng）度變動是反映齒輪（lún）牙（yá）齒分布不均勻的最大誤差，這個誤差主要是（shì）滾齒機工作台蝸杆副回轉精度不均勻造成的，還有滾齒（chǐ）機工作台圓形導軌磨損、分度蝸（wō）輪與圓形導軌不同軸造成的，再者分齒掛輪齒麵有嚴重磕碰或掛輪時咬合太鬆（sōng）或（huò）太緊也會影（yǐng）響公法線（xiàn）變（biàn）動超（chāo）差。

      （3）齒形誤差（chà）分（fèn）析 齒形（xíng）誤差是（shì）指在齒形工（gōng）作部分（fèn）內，包（bāo）容實際齒形廓線的（de）理想齒形（漸開線）廓線間的法向距離。在實際加工過程中不可能獲得完全正確的漸開線齒形，總是存在各種誤差，從而影響傳（chuán）動的平穩性。在滾齒加工過程中漸開線齒形（xíng）主要靠滾刀與齒（chǐ）坯之間保持（chí）一定的（de）分齒來保證，所以，齒形誤差主要是滾刀齒形決定的，滾刀刃磨質量不好容（róng）易出現齒（chǐ）形誤差。同時滾刀在安裝中產生的徑向跳動、軸（zhóu）向竄動（dòng）（即（jí）安裝誤差）也對齒形誤差有影響。常見的齒形誤差有不對稱、齒形角誤（wù）差（齒頂變肥或變（biàn）尖）、產（chǎn）生周期誤差等。

      （4）齒向誤差分析 齒向誤差是在分度圓柱（zhù）麵上，全齒寬範圍內（nèi），包容實際齒向線的兩（liǎng）條設（shè）計齒向線的端麵距離。引起齒（chǐ）向誤差的主要原因是機床、刀架的垂直進給方向與零件軸線有偏移，或滾齒機（jī）上尾座頂尖中心與工作台回轉中心不一致，還有滾切（qiē）斜齒輪（lún）時，差（chà）動掛（guà）輪計算誤差大，差動傳動鏈齒輪製造和調（diào）整誤差太大。另外滾齒夾具和（hé）齒（chǐ）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（chǐ）坯、夾具的誤差。

      （5）齒麵粗糙度分析 齒麵粗糙（cāo）度不好一般有幾（jǐ）種現象：發紋、啃齒、魚鱗、撕裂。引起齒麵粗糙（cāo）度差的主要原因（yīn）有以下幾方麵：機床、刀具、工件係統（tǒng）整體剛性不足、間隙大；滾刀和工件相（xiàng）對位置發生變（biàn）化；滾刀刃磨不當、零件材質不均勻；切削參數選擇不合適等。

      二、提高滾齒加工精度的方法

      通過以（yǐ）上對滾齒加工精度的（de）分析，我（wǒ）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（jīng）度（dù）、機（jī）床夾具、刀具以及整個工藝係統的精度、加工過程中的調（diào）整等。要提高滾齒加工精度，首先應從（cóng）以上方麵考慮采取相應措施，找到解決（jué）的方法（fǎ）。

      1.  提高齒坯本身的（de）加工質量

      齒坯質量是齒輪加工精度的基礎（chǔ），對（duì）於（yú）製造高精度齒輪，齒坯的精度更是起著至關重要的作用。齒輪加工（gōng）大多以其（qí）內（nèi）孔及端麵作為定（dìng）位基（jī）準，數控機床（chuáng）的使用使得圓柱齒輪（lún）可在一次安裝（zhuāng）中（zhōng）車削出齒輪的定位內孔和（hé）端麵，端麵跳動小於0.015mm。而過去在多刀半自動車床或普通車床上加工同類齒坯，端跳大約為0.05mm。定位基（jī）準（zhǔn）精度的提高，大大地提高了（le）齒輪加工的精度，特（tè）別是齒向精（jīng）度。軸齒輪類零件一般以中心孔作為定位基準，所（suǒ）以中心孔的製造精度一定要保證錐麵粗糙度（dù）好，不允許有任何磕碰是關（guān）鍵。

      2.  提高滾齒夾具的製造、安（ān）裝精度

      由前麵的分析可（kě）知，滾齒夾具的製造、安裝精（jīng）度不高，會產生齒圈徑向跳動和齒向誤（wù）差。齒坯的安裝精（jīng）度也主要取決於夾具（jù）的製造（zào）精度和安裝精度。盤類齒輪滾齒（chǐ）心軸的設計，定位外圓和定位端麵（miàn）的跳動在0.005mm以內，定位外（wài）圓和齒坯（pī）的配合間隙（xì）在0.002～0.008mm。對軸齒輪零件而（ér）言，滾齒夾具的結（jié）構一般是上下頂尖定位，夾緊工件外圓的方法。因此，頂尖製造質量的好壞對輪齒齒圈徑跳影（yǐng）響很（hěn）大。實踐證明，頂尖錐麵（miàn）粗糙度值必須達到（dào）R a=0.8μm以（yǐ）下，而且（qiě）對頂尖中心（xīn）線的徑向跳動≤0.008mm，錐麵不允許有磕碰和過度磨損。在提高夾具製造精度的（de）同時，滾刀刀杆、刀（dāo）墊、螺母的製造精度也應保證刀杆直徑精度最低必須按6級製造，配合處表麵粗糙度值R a=0.8μm以下，兩頂尖孔的同軸度要求在0.01mm以（yǐ）內，端麵跳動在（zài）0.005mm以內，刀杆錐部與機床刀架主軸孔的接觸麵積在（zài）70%以上。螺母擰在刀杆上後，其端麵對刀杆（gǎn）軸線的垂直度≤0.01mm。此外（wài）在調整夾具安裝精度時一定注（zhù）意，上尾座頂尖中心與工作台回轉中心應保持一（yī）致，裝夾零件後檢查心軸徑跳不能超過0.01mm。

      3.   提高（gāo）刀具的刃磨精度

      刀（dāo）具本身的製造精度和刃磨精度對被切齒（chǐ）輪的齒形精度有很大的（de）影響，因此，為了保證加工精度（dù），必須正確選擇刀具的精度等級和提高刀具的刃磨精度。刀具精度一般按被加工齒輪的精度選擇。最簡易可行的（de）辦法就是（shì）購置國外著名（míng）公司生產的滾刀。事實（shí）上，這（zhè）些滾刀一次刃磨塗層後可加工大約1200件齒輪，大約可刃磨10～13次，壽命及對產品（pǐn）質（zhì）量的效（xiào）益遠遠超出了它的價格。這（zhè）裏需要特別說明（míng）的是，滾刀刃磨後必須塗層。國產機床的滾（gǔn）刀刃磨精度基（jī）本上可（kě）保證滾齒齒（chǐ）形精度，但加工（gōng）時要有合理的竄刀量（liàng）及刃磨（mó）塗（tú）層。使用（yòng）磨損了的滾刀滾齒時，會降低齒輪的齒形精度和惡化表麵質量，也會（huì）加劇機床的振動。滾刀磨損量在粗切（qiē）時超過0.8～1.0mm或精切時超過0.2～0.5mm，就需要重磨前刀麵（miàn）。滾刀的重（chóng）磨精度對於滾刀的（de）齒形精度（dù）有很大影響（xiǎng），必須十分重視（shì）。滾齒齒形精度由滾刀精度決定，但以下兩種情況（kuàng）可通過調整糾正。

      （1）對於（yú）滾齒後出現如圖1所（suǒ）示齒形（xíng）誤差（chà），可通過修磨滾刀的（de）前角，糾正齒形誤差。

圖1

      修磨滾刀（dāo）前刀麵（miàn）角度γ，可由以下關係近似求出（chū）

tanγ =△f f/（α c×H）

      式中，H為滾刀齒高；α c為（wéi）滾刀側刃後角，單位為rad；△f f為齒形最大誤差；H為前刀麵徑偏移量。

      （2）滾齒後（hòu）齒（chǐ）形誤差如圖（tú）2所示，通過調整滾刀安裝角度（dù），可（kě）糾正該（gāi）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 為滾刀切削齒到刀架（jià）旋（xuán）轉中（zhōng）心距離；λ 為滾刀螺（luó）旋升角；α 為滾（gǔn）刀齒形角；△f f為齒形誤差。

圖2

      另（lìng）外，安裝滾刀時，滾刀刀杆徑向跳動必須＜0.02mm ，軸向竄動＜0.005mm，這是（shì）保證滾齒齒形不可忽視的問題。

      4.  保證和提高機床本（běn）身的（de）精度和調整（zhěng）精度

      從前麵的誤差分析可知，機床傳動鏈的傳（chuán）動誤差會造成齒輪的運動偏心，而且影響最大（dà）的環節是分度蝸杆副，因此，保（bǎo）持機床應有（yǒu）的工藝精度是保證齒輪加工精度的重（chóng）要方（fāng）麵。如果發現滾（gǔn）齒後公法線變（biàn）動超差，就應檢查機床工作台（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，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，應注意差動掛輪比的（de）計算要準確到小數點後五位或六位（wèi）。機床刀架滑板對工作台回轉軸線的平行度（dù）對滾齒齒向誤（wù）差有影響（xiǎng），提高滾齒（chǐ）機刀架（jià）導軌係統精度（dù），也是保證（zhèng）齒向（xiàng）的一（yī）方麵。由機床資料可知，在250mm長度上，平行度公差是0.021mm。

      5.  降低齒麵粗糙度值的方法（fǎ）

      采用適當的預備熱處理方法，使齒坯材料的（de）內部組織均勻，硬度一致，合（hé）理選用滾齒（chǐ）切（qiē）削參數，充分進行冷（lěng）卻潤滑，定期對（duì）滾刀進行刃磨等都是降低齒麵粗糙度（dù）值的有（yǒu）效（xiào）方法。

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