高精度齒輪數控滾齒的工藝措施

   時間:2014-03-12 03:29:45
高精度齒輪數控滾齒的工藝措施簡介
數控滾齒機由於傳動鏈縮短,傳動誤差大為減少,提高了加工精度。但對高精度齒輪,特別是齒數多、直徑大、齒面長、精度要求高且加工周期長的齒輪,它們在滾……
高精度齒輪數控滾齒的工藝措施正文

數控滾齒機由於傳動鏈縮短,傳動誤差大為減少,提高了加工精度。但對高精度齒輪,特別是齒數多、直徑大、齒面長、精度要求高且加工周期長的齒輪,它們在滾切過程中要求有嚴格的工藝保證,必須控制好齒坯加工、夾具、刀具、機床調整及環境等各個環節。否則,即使採用數控滾齒機,也難以加工出合格的高精度齒輪。

1 齒坯加工

齒坯特別是直徑較大的齒坯,裝夾時很容易發生彈性變形,因在滾齒機上很難彌補,因此可能造成齒輪嚙合精度的喪失。由於齒面加工常以齒輪孔和端面為基準面,所以齒坯精度中主要是對齒輪孔的尺寸精度和形狀精度、孔和端面的位置精度有較高的要求(參見GB10095-88)。如6級精度的齒輪,定位孔的尺寸和形狀精度等級為IT6,粗糙度Ra1.6μm,分度圓直徑在125~400mm 範圍內的齒輪定位孔徑向跳動和端面圓跳動公差不超過0.014mm。一般採用兩種加工方法保證:①直接裝夾車削(一次安裝完成孔和基準端面的精車):②穿軸車削(以先加工好的孔為基準,完成端面、外圓的車削)。無論採用哪種方法,都應使齒坯達到規定要求,要有一個高精度的滾齒定位基準面。
1.滾刀架 2.特製車刀架 3.車刀 4.夾具 5.滾齒機工作台圖11. 心軸2.夾具座圖2

2 滾齒夾具

滾齒夾具要有足夠的強度和能滿足齒輪滾齒定位的精度。夾具定位基面在其它機床上加工后再裝在滾齒機工作台上,常常不容易保證平行度。

因此,可採用在滾齒機上車削定位平面的方法。如圖1所示,將滾刀和刀桿拆下,利用滾刀架上的螺栓孔,將一特製車刀架固定在滾刀架上。編一徑向走刀程序,讓滾齒機工作台帶動夾具轉動,滾刀架送進車刀做徑向進給。注意工作台的轉速不要超過其額定轉速,車刀切入深度一次不過0.2mm。

夾具在機床工作台上安裝后如圖2所示,必須檢驗A 、B、C三點的跳動量,A,B之間的距離視齒輪毛坯長度(幾個齒輪毛坯串聯加工時視幾個齒輪毛坯長度的總和)而定,一般要求允許最大跳動量A處為0.006mm,B處和C處為0.003mm。

3 滾刀系統的安裝與調整

4 溫度對加工精度的影響

滾刀的安裝 根據齒輪的精度,選擇相當精度的滾刀,一般6級精度以上的齒輪,須用AA級精度的滾刀。用調整墊片調整好滾刀相對機床中心的位置后夾緊。滾刀的夾緊應該通過滾刀、軸套及調整墊片端面之間的靜摩擦力來達到驅動要求,即使是帶軸向鍵槽的滾刀,一般情況下,鍵連接只起備用驅動作用。

滾刀調整 對高精度齒輪的加工,必須在滾刀桿上對滾刀仔細找正。如圖4 所示,將兩塊千分表分別固定在機床上,使其觸頭觸到滾刀兩端的找正圓面上。旋轉滾刀,觀察千分表的跳動情況,再通過滾刀、調整墊片或軸套方位的調整,來消除滾刀的徑向跳動。一般要求允許最大跳動量a處為0.006mm,b處為0.003mm。

安裝 要平穩地將刀桿裝入滾刀主軸錐孔中,並用拉杆拉緊,而後鬆開拉杆,以消除其拉伸應力,但不得使刀桿再次脫開。重新旋緊拉杆,恰好足以夾持滾刀桿,並將其固定。這是由於拉緊刀桿進入主軸錐孔所產生的拉力使拉杆處於拉伸狀態。在機床運轉過程中,因機床溫升引起主軸錐孔膨脹,刀桿將被拉伸狀態的拉杆更深地拉入錐孔。當停機冷卻后,主軸錐孔收縮,會給拆卸刀桿帶來困難。
1.千分表 2.滾刀桿 3.主軸圖31. 軸套 2.調整墊片 3.滾刀 4.滾刀桿 5.千分表 6.聯接鍵圖4

檢驗 如圖3 所示,將兩塊千分表分別固定在機床滾刀架上,使千分表測頭觸及刀桿圓柱表面。旋轉滾刀桿,檢驗a和b處,其允許跳動量由機床加工精度而定。如加工精度為6級的滾齒機,允許最大跳動量a處為0.005mm,b處為0.002mm。

滾刀桿的安裝與檢驗  

滾刀的安裝與調整

這裡討論的溫度是機床溫度和環境溫度。對於加工周期長的大齒輪,溫度的變化對齒輪加工精度影響很嚴重。在加工中,溫度的變化會使滾齒機各個滑座相對工件的位置發生微量的變化。實踐證明,溫度對齒輪精度,特別是齒向精度影響較大,會使齒輪嚙合的接觸斑點量下降。

一般數控滾齒機都有機床內部溫度自動調整功能,並有數值顯示。因此,在加工中一定要注意觀察,並著重控制好室內溫度,最好保持室內恆溫。

本文所介紹的滾齒工藝是針對高精度齒輪而言的,在實際應用中應視工件的具體情況和不同要求採取相應的工藝措施,以免增加不必要的費用。

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