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高精度齿轮数控滚齿的工艺措施

未知   admin   2018-11-23 10:13   
  高精度齿轮数控滚齿的工艺措施
 
 
 

  数控滚齿机由于传动链缩短,传动误差大为减少,提高了加工精度。但对高精度齿轮,特别是齿数多、直径大、齿面长、精度要求高且加工周期长的齿轮,它们在滚切过程中要求有严格的工艺保证,必须控制好齿坯加工、夹具、刀具机床调整及环境等各个环节。否则,即使采用数控滚齿机,也难以加工出合格的高精度齿轮。

  齿坯特别是直径较大的齿坯,装夹时很容易发生弹性变形,因在滚齿机上很难弥补,因此可能造成齿轮啮合精度的丧失。由于齿面加工常以齿轮孔和端面为基准面,所以齿坯精度中主要是对齿轮孔的尺寸精度和形状精度、孔和端面的位置精度有较高的要求(参见GB10095-88)。如6级精度的齿轮,定位孔的尺寸和形状精度等级为IT6,粗糙度 Ra1.6m,分度圆直径在125~400mm 范围内的齿轮定位孔径向跳动和端面圆跳动公差不超过0.014mm。一般采用两种加工方法保证:①直接装夹车削(一次安装完成孔和基准端面的精车):②穿轴车削(以先加工好的孔为基准,完成端面、外圆的车削)。无论采用哪种方法,都应使齿坯达到规定要求,要有一个高精度的滚齿定位基准面。

齿轮加工过程,永乐国际

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  滚齿夹具要有足够的强度和能满足齿轮滚齿定位的精度。夹具定位基面在其它机床上加工后再装在滚齿机工作台上,常常不容易保证平行度。

  因此,可采用在滚齿机上车削定位平面的方法。如图1所示,将滚刀和刀杆拆下,利用滚刀架上的螺栓孔,将一特制车刀架固定在滚刀架上。编一径向走刀程序,让滚齿机工作台带动夹具转动,滚刀架送进车刀做径向进给。注意工作台的转速不要超过其额定转速,车刀切入深度一次不过0.2mm。

  夹具在机床工作台上安装后如图2所示,必须检验A 、B、C三点的跳动量,A,B之间的距离视齿轮毛坯长度(几个齿轮毛坯串联加工时视几个齿轮毛坯长度的总和)而定,一般要求允许最大跳动量A处为0.006mm,B处和C处为0.003mm。

  要平稳地将刀杆装入滚刀主轴锥孔中,并用拉杆拉紧,而后松开拉杆,以消除其拉伸应力,但不得使刀杆再次脱开。重新旋紧拉杆,恰好足以夹持滚刀杆,并将其固定。这是由于拉紧刀杆进入主轴锥孔所产生的拉力使拉杆处于拉伸状态。在机床运转过程中,因机床温升引起主轴锥孔膨胀,刀杆将被拉伸状态的拉杆更深地拉入锥孔。当停机冷却后,主轴锥孔收缩,会给拆卸刀杆带来困难。

齿轮加工过程,永乐国际

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  如图3 所示,将两块千分表分别固定在机床滚刀架上,使千分表测头触及刀杆圆柱表面。旋转滚刀杆,检验a和b处,其允许跳动量由机床加工精度而定。如加工精度为6级的滚齿机,允许最大跳动量a处为0.005mm,b处为0.002mm。

  根据齿轮的精度,选择相当精度的滚刀,一般6级精度以上的齿轮,须用AA级精度的滚刀。用调整垫片调整好滚刀相对机床中心的位置后夹紧。滚刀的夹紧应该通过滚刀、轴套及调整垫片端面之间的静摩擦力来达到驱动要求,即使是带轴向键槽的滚刀,一般情况下,键连接只起备用驱动作用。

  对高精度齿轮的加工,必须在滚刀杆上对滚刀仔细找正。如图4 所示,将两块千分表分别固定在机床上,使其触头触到滚刀两端的找正圆面上。旋转滚刀,观察千分表的跳动情况,再通过滚刀、调整垫片或轴套方位的调整,来消除滚刀的径向跳动。一般要求允许最大跳动量a处为0.006mm,b处为0.003mm。

  这里讨论的温度是机床温度和环境温度。对于加工周期长的大齿轮,温度的变化对齿轮加工精度影响很严重。在加工中,温度的变化会使滚齿机各个滑座相对工件的位置发生微量的变化。实践证明,温度对齿轮精度,特别是齿向精度影响较大,会使齿轮啮合的接触斑点量下降。

  一般数控滚齿机都有机床内部温度自动调整功能,并有数值显示。因此,在加工中一定要注意观察,并着重控制好室内温度,最好保持室内恒温。

  本文所介绍的滚齿工艺是针对高精度齿轮而言的,在实际应用中应视工件的具体情况和不同要求采取相应的工艺措施,以免增加不必要的费用。