畢業(yè)設(shè)計(jì)---圓柱齒輪的磨削工藝與制造過程

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在齒輪加工技術(shù)領(lǐng)域里的進(jìn)展，以及差動(dòng)技術(shù)在齒輪加工中的應(yīng)用，演繹出了多種多樣的齒輪加工機(jī)床和加工工藝。其中之一就是成形磨削齒輪，齒輪成形磨本身是一項(xiàng)精加工淬硬齒輪工藝。滾切工藝是一種連續(xù)加工工藝過程，而成形法工藝卻是斷續(xù)加工過程。這就是說，機(jī)床每加工一個(gè)齒槽之后，工件作一次單分度。在用成形磨削工藝時(shí)，所用砂輪與工件齒槽的形狀

2、完全一樣。既能磨外齒輪，也能磨內(nèi)齒輪的Gleason-PFAUTER 公司的成形法磨齒機(jī)自從1984 年以來便行銷全球。在一開始，所用的磨削工具只是不可修整的CBN 砂輪。到了1994 年，因?yàn)闄C(jī)床配裝了砂輪修整裝置，這才有可能采用可修整的砂輪。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控磨齒機(jī)，Gleason-PFAUTER，齒輪成型磨削，工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　Gleason-PFAUTE

3、R forming grinding of gears</p><p>　　abstract：Gear processing technology in the field of the progress and differential gears in the processing of applications, to perform a wide range of gear processing mach

4、ine and processing technology. One of them is forming grinding gears, gear forming mill itself is a hardened gear finishing process. Roller cutting processing technology is a continuous process, and the method of forming

5、 process was interrupted. This means that each machine processing a alveolar, for the workpiece in a single su</p><p>　　keywords： CNC grinding machine, Gleason-PFAUTER, gear grinding molding, process de

6、sign.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言3</b></p><p>　　2 齒輪成形磨各個(gè)環(huán)節(jié)及重要因素 4</p><p>　　2.1 Gleason-PFAUTER磨齒機(jī)（機(jī)床）4</p><p><b

7、>　　2.2 砂輪5</b></p><p><b>　　2.3 工件7</b></p><p>　　2.3.1 工件特征7</p><p>　　2.3.2 工件材料7</p><p>　　2.3.3有特殊要求的工件8 </p><p>　　2.4 工件夾具8<

8、/p><p>　　2.5 磨削軟件9</p><p>　　3 磨削加工過程11</p><p>　　3.1 余量分配11</p><p>　　3.2 修整砂輪12</p><p>　　3.3 記錄接觸點(diǎn)位置12</p><p>　　3.4 磨削加工12</p><p&

9、gt;　　3.4.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)原理12</p><p>　　3.4.2 比磨削率13</p><p>　　3.5 工件檢查14</p><p>　　4 行星輪磨削注意事項(xiàng)15</p><p>　　5 影響齒輪質(zhì)量的諸因素15</p><p>　　6. 影響齒輪表面光潔度的因素15</p><

10、;p><b>　　6.1 磨料16</b></p><p>　　6.2 修整砂輪時(shí)的影響參數(shù)16</p><p>　　6.2.1 速度比qd:16</p><p>　　6.2.2 重疊比ud:17</p><p>　　7 影響加工時(shí)間的諸因素18</p><p>　　7.1 齒面寬

11、18</p><p>　　7.2 單面留余量19</p><p>　　7.3 比磨削率對(duì)磨削時(shí)間的影響20</p><p>　　7.4 砂輪沖程對(duì)磨削時(shí)間的影響20</p><p>　　7.5砂輪修整的頻次20</p><p>　　7.6 修整砂輪過程中的進(jìn)給速度20</p><p>

12、;　　7.7 磨入段和磨出段的影響20</p><p>　　7.8 多次走刀或大磨削深度磨削方法21</p><p>　　7.9 工件材料對(duì)磨削時(shí)間的影響21</p><p>　　8 誤差修正措施21</p><p>　　8.1 齒形誤差21</p><p>　　8.1.1 齒形角誤差fHα22</p

13、><p>　　8.1.2 齒形誤差 ffα24</p><p>　　8.2 齒向偏差24</p><p>　　8.2.1 齒側(cè)線誤差fHβ25</p><p>　　8.2.2 軸向上的齒向誤差ffβ26</p><p>　　8.2.3 在磨入段和磨出段上的齒向誤差27</p><p>　　

14、8.2.4 扭曲齒形28</p><p>　　8.3 齒距誤差28</p><p><b>　　9結(jié)束語30</b></p><p>　　10謝 辭31</p><p><b>　　11參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　1 引 言<

15、;/b></p><p>　　齒輪是機(jī)械工業(yè)中重要的基礎(chǔ)傳動(dòng)元件，具有恒功率輸出、承載能力大、傳動(dòng)效率高、使用壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)比穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。由于齒輪在機(jī)械傳動(dòng)中的重要作用及其形狀的復(fù)雜性，它的設(shè)計(jì)、制造水平已成為一個(gè)國家現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志之一，也是各國學(xué)術(shù)界和企業(yè)界關(guān)注和研究的熱點(diǎn)所在。因此，研究齒輪及齒輪加工的相關(guān)技術(shù)具有很大的理論和現(xiàn)實(shí)意義，其中成形磨齒是一種生產(chǎn)效率較高的齒輪精加工方法之一。

16、</p><p>　　在齒輪加工技術(shù)領(lǐng)域里的進(jìn)展，以及差動(dòng)技術(shù)在齒輪加工中的應(yīng)用，演繹出了多種多樣的齒輪加工機(jī)床和加工工藝。其中之一就是成形磨削齒輪，齒輪成形磨本身是一項(xiàng)精加工淬硬齒輪工藝。</p><p>　　滾切工藝是一種連續(xù)加工工藝過程，而成形法工藝卻是斷續(xù)加工過程。這就是說，機(jī)床每加工一個(gè)齒槽之后，工件作一次單分度。在用成形磨削工藝時(shí)，所用砂輪與工件齒槽的形狀完全一樣。</p

17、><p>　　本課題意在通過改進(jìn)齒輪的磨削工藝提高加工效率及減少生產(chǎn)中的廢品率。在本文中，以行星輪的加工制造過程為例，對(duì)磨削工藝以及在實(shí)際生產(chǎn)中如何減少廢品率進(jìn)行闡述。</p><p>　　2 齒輪成形磨的各個(gè)環(huán)節(jié)及重要因素</p><p>　　我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中希望能夠加工出高精度、使用壽命長(zhǎng)的齒輪，而整個(gè)加工制造過程，中間包含了許多環(huán)節(jié)，我們可以用下面的鏈條圖示，來表

18、達(dá)這種環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系。</p><p>　　圖2.1: 系統(tǒng)中的各要素相當(dāng)于一段鏈條1</p><p>　　我們知道，在數(shù)控加工的過程中，為了得到高精度規(guī)格的產(chǎn)品，許多輔助加工的步驟是必不可少的。其中我們尤其對(duì)機(jī)床和磨削工藝的要求最高，下面我們來簡(jiǎn)單介紹一下，我們加工齒輪所用的機(jī)床，</p><p>　　2.1 Gleason-PFAUTER磨齒機(jī)（機(jī)床）</

19、p><p>　　我們加工所采用的機(jī)床，在前面的概述中也提到了，其中我們對(duì)這一類適用于高精度加工的機(jī)床有一下要求：1，高結(jié)構(gòu)剛度和高動(dòng)態(tài)剛度，我們可以通過機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來達(dá)到我們的目的；2，高的幾何精度，這要求我們機(jī)床的內(nèi)部零件要精密，裝配也要精密；3，高的熱穩(wěn)定性，我們通過回路的冷卻裝置、各種冷卻油來達(dá)到目的；4，磨屑的處理，由于磨齒的屑為粉末狀，我們的過濾裝置好壞將決定機(jī)床自身加工的效率及產(chǎn)品質(zhì)量。5，全封閉的加工

20、區(qū)。</p><p>　　Gleason-Pfauter 磨齒機(jī)基本外如下圖所示，主要結(jié)構(gòu)有防護(hù)板、主軸電機(jī)、磨頭、過濾系統(tǒng)、電腦輔助系統(tǒng)等。</p><p><b>　　圖 2.1機(jī)床外觀</b></p><p><b>　　結(jié)構(gòu)圖如下：</b></p><p>　　圖2.2: Gleason-P

21、FAUTER 生產(chǎn)的成形磨齒機(jī)的基本結(jié)構(gòu) </p><p><b>　　2.2 砂輪</b></p><p>　　砂輪的好壞直接決定磨削質(zhì)量。砂輪的表面磨削體和集合體的分布影響金剛滾輪對(duì)它的修正，同時(shí)過長(zhǎng)時(shí)間的磨削損耗以及磨削時(shí)冷卻油的噴射，會(huì)影響砂輪表面粗糙度，導(dǎo)致磨削齒面粗糙度不達(dá)標(biāo)，直接影響使用壽命。我們使用的砂輪主要有下面幾種類型：</p>&l

22、t;p>　　圖2.4： 砂輪的種類</p><p>　　圖2.5: 裝在砂輪接盤上的可修整砂輪</p><p>　　可修整類砂輪，其磨料產(chǎn)生切削力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)，成型效果好，主要用于高精密模具清角、切溝、研磨鏡面。我們所使用的砂輪為諾頓品牌，其外觀如下圖所示：</p><p>　　圖2.6 磨削使用的諾頓砂輪外觀</p><p><

23、b>　　2.3 工件</b></p><p>　　2.3.1 工件特征</p><p>　　接著上述鏈條敘述，我們采用的毛坯經(jīng)過磨齒前的加工，車、熱處理、噴丸及磨等工序，到磨齒時(shí)僅剩下加工齒間左右面幾十絲的加工余量，假如在熱處理時(shí)沒有太大的應(yīng)力變形，我們的磨齒將按正常的步驟進(jìn)行，假如有大的變形，會(huì)導(dǎo)致黑皮等現(xiàn)象，這些我們?cè)诤竺娴恼撌鲋袑?huì)進(jìn)一步提到，如何預(yù)防以及解決黑皮現(xiàn)

24、象。我們所加工的齒輪主要有以下幾大類：</p><p>　　從齒輪嚙合上講主要有：外嚙合齒輪、內(nèi)嚙合齒輪</p><p>　　從齒形輪廓上講主要有：直線齒輪、斜齒輪以及人字形齒輪等</p><p>　　外齒行星輪加工為例，砂輪與工件的加工位置關(guān)系如下圖所示：</p><p>　　輪齒位于工件的外圓上。</p><p>

25、　　左邊的是砂輪，右邊的工件與砂輪的接觸要適當(dāng)，在對(duì)刀時(shí)尤其要注意。一旦發(fā)生加壓，會(huì)導(dǎo)致工件基準(zhǔn)發(fā)生位移，最后加工的質(zhì)量大受影響。假如擠到工件，應(yīng)當(dāng)把進(jìn)給倍率調(diào)零，砂輪退回，然后重新校表定位。</p><p>　　2.3.2 工件材料</p><p>　　在加工淬硬材料時(shí)，通常指的是表面淬硬并經(jīng)回火的鋼材，其硬度在HRC 60 +/- 2 之間。工件的硬度是決定工件耐磨的主導(dǎo)因素，我們常說

26、的磨削燒傷，就是部分齒面的硬度不夠，導(dǎo)致嚙合發(fā)生點(diǎn)蝕，導(dǎo)致齒輪箱壽命降低。</p><p>　　在未經(jīng)淬火的軟材料上整體磨出齒形也日益普及。因?yàn)樵诩庸ぴ囍萍騿渭a(chǎn)條件下，整體材料成形磨齒更有其經(jīng)濟(jì)意義，這類工件大都是內(nèi)齒零件，外齒不做闡述。。</p><p>　　在個(gè)別情況下，也可以在鑄造的球墨鑄鐵上磨齒。此時(shí)就需用專門研制的過濾系統(tǒng)，以便能把石墨和鐵屑的混合物從磨削油中分離出來。&l

27、t;/p><p>　　2.3.3有特殊要求的工件</p><p>　　現(xiàn)代化的高性能傳動(dòng)系統(tǒng)都具有高速、重載的特征。以行星輪的嚙合為例，當(dāng)行星輪的齒頂與太陽輪的齒根部進(jìn)行嚙合時(shí)，就會(huì)有很強(qiáng)的應(yīng)力變化，兩工件表面的粗糙度、硬度面臨巨大考驗(yàn)，如果粗糙度或者部分齒面硬度不夠，將導(dǎo)致裂紋甚至點(diǎn)蝕、斷齒。這時(shí)候我們對(duì)外齒的頂部加入修形，即齒頂部不是標(biāo)準(zhǔn)齒形。這樣嚙合時(shí)接觸壓力均勻、噪聲小、傳動(dòng)效率高，達(dá)

28、到使用壽命長(zhǎng)的目的。</p><p>　　圖2.16: 在齒形和齒向上可能實(shí)現(xiàn)各種修形</p><p>　　有時(shí)候我們也會(huì)遇到無修形的齒輪，我們稱之為標(biāo)準(zhǔn)輪，這類齒輪的齒形齒向都是一條直線。</p><p>　　有修形的齒形：在齒高上的修形，我們把它分作兩類：其一是在整個(gè)齒高上的鼓形修形，另一是齒頂和/或齒根上的修緣。這后者只是在齒頂和齒根才有修形。這類修形可使輪齒

29、運(yùn)行更柔順平滑，因而噪聲更小。這類修形也可做在齒向上。這里的鼓形和/或兩端修緣旨在避免軸線不平行時(shí)傳動(dòng)齒輪副出現(xiàn)的邊緣接觸。齒高上的鼓形修形和齒向上的兩端修緣可以同時(shí)施用。</p><p><b>　　2.4 工件夾具</b></p><p>　　工件夾具可分作兩大類：</p><p><b>　　1）雙頂法裝夾。</b>

30、</p><p>　　軸齒輪通常在它的兩個(gè)端面上各有一個(gè)中心孔。工作臺(tái)的扭矩可通過適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器來 傳遞到工件上。同心度取決于兩個(gè)頂尖的定位精度。此類工裝常用于軸類零件的加工。</p><p>　　2） 用端面定位，用軸向或/和徑向力夾緊：</p><p>　　帶有孔的工件可以用端面和孔來定位，而用壓板、螺釘或夾爪之類的裝置把它向下壓</p><

31、p>　　牢。工件定心可用校正參考面的辦法，或者用脹套自定心。行星輪的裝夾大多采用此類工裝。</p><p>　　在這方面，我們要注意一下幾點(diǎn)：</p><p>　　1）要確保圖紙上的參考面與工作臺(tái)同心。</p><p>　　2）裝夾不可過緊，防止應(yīng)力變形。</p><p>　　4）被加工齒輪的定位位置一定要保證齒面寬在機(jī)床的有效軸向行程

32、之內(nèi)。</p><p>　　5）務(wù)必要檢查工裝運(yùn)轉(zhuǎn)后是否與機(jī)床部件有沖突，確保人身和機(jī)床安全。</p><p><b>　　2.5 磨削軟件</b></p><p>　　我們使用的機(jī)床采用的是西門子操作系統(tǒng)，具有簡(jiǎn)單易操作的特點(diǎn)，其中主要有以下幾個(gè)功能區(qū)：</p><p><b>　　“輸入”區(qū)</b&g

33、t;</p><p>　　圖2.17： 磨削軟件的輸入?yún)^(qū)</p><p>　　在“輸入”區(qū)里可以生成數(shù)據(jù)文件，并可打開和保存文件，即使在機(jī)床加工過程中也可進(jìn)行這些操作。也是在這個(gè)界面下編制實(shí)際要用的加工程序。</p><p>　　要錄入的 “工件” 數(shù)據(jù)包括所有加工中的輔助裝置（測(cè)頭，砂輪等），而“齒輪”數(shù)據(jù)輸入包括齒輪的主要參數(shù)和所要求的各項(xiàng)操作（磨削，檢查，….

34、）.</p><p>　　“輸入” 區(qū)的主要功能在于：</p><p>　　1） 訪問所有的輸入數(shù)據(jù)</p><p>　　2）定義磨削參數(shù)與工藝參數(shù)</p><p>　　3）執(zhí)行齒輪磨削計(jì)算</p><p>　　4） 調(diào)整效果的檢查</p><p>　　5）生成CNC 數(shù)控零件程序</p&

35、gt;<p><b>　　“設(shè)置“ 區(qū)</b></p><p>　　在 “Input side” 輸入欄下生成的CNC 程序被傳送到加工區(qū)。</p><p><b>　　“加工” 區(qū)</b></p><p>　　圖2.18： 磨削軟件的加工區(qū)</p><p>　　在 “加工” 的加工清

36、單項(xiàng)下可以找到生成的加工程序和各項(xiàng)設(shè)置。在這里您還可以把它們傳送到CNC 控制系統(tǒng)，按一定的程序?qū)χM(jìn)行加工。</p><p>　　“加工” 區(qū)的主要功能在于：</p><p>　　1）執(zhí)行CNC 零件程序</p><p>　　2）與CNC/PLC 相交流</p><p><b>　　“輔助” 區(qū)</b></p&g

37、t;<p>　　圖2.19： 磨削程序的”輔助” 區(qū)</p><p>　　“輔助” 區(qū)的主要功能有：</p><p>　　1）機(jī)床參數(shù)與數(shù)據(jù)參數(shù)的管理</p><p>　　2） 所有加工數(shù)據(jù)的管理</p><p>　　3） 分析與評(píng)估測(cè)量結(jié)果，并將它們顯示出來</p><p>　　“輔助” 區(qū)包括以下菜單

38、：</p><p><b>　　3 磨削加工過程</b></p><p>　　當(dāng)工件與砂輪在磨齒機(jī)上裝夾好之后，只需不多幾步操作便可磨削加工和檢查了。下面，我們以行星輪的加工為例，包括中間的磨削工藝、注意事項(xiàng)進(jìn)行系統(tǒng)的講述。</p><p>　　圖3.1: 齒輪磨削加工各工序</p><p><b>　　3.1

39、 余量分配</b></p><p>　　在余量分配前，我們要按照工藝要求，在相應(yīng)的校表帶定好加工的基準(zhǔn)，之后才可以余量分配。余量分配工作包括：</p><p>　　1）把自由轉(zhuǎn)動(dòng)的工件相對(duì)于砂輪定好位，此時(shí)要考慮淬硬后工件的變形。</p><p>　　2）測(cè)量齒面，決定最大和最小的磨削余量。</p><p>　　做余量分配有哪此好

40、處以及做之前要做哪些工作：</p><p>　　1）把工件置于適當(dāng)位置，可在齒側(cè)的兩面磨去等量的金屬。</p><p>　　2）可以確保齒側(cè)兩面都能足夠的余量，磨出完全的齒形。</p><p>　　3）因?yàn)榇慊鹱冃?，通過余量分配，可以檢查出是否有足夠的余量磨出完整的齒形。</p><p>　　4）如果余量太小，磨不出完整的齒形，就應(yīng)把名義尺寸

41、縮小。</p><p>　　余量分配之前要做哪些工作</p><p>　　1）磨前要把機(jī)床內(nèi)部裝夾的輔助工具拿出來，防止機(jī)床運(yùn)行后導(dǎo)致不必要的麻煩，甚至發(fā)生危險(xiǎn)。</p><p>　　2）擦拭齒面，去除齒輪表面的砂輪灰等雜物，防止出現(xiàn)對(duì)中假象。</p><p><b>　　3.2 修整砂輪</b></p>

42、<p>　　余量分配完成后，如果上件工件的齒形或者公法線有需要改動(dòng)的，我們要對(duì)砂輪進(jìn)行修整。公法線和齒形變化小于10絲的，我們只要修整一次砂輪就可以了。修整砂輪還有以下作用：</p><p>　　1）把已經(jīng)鈍了磨粒打掉，以恢復(fù)砂輪的磨削功能。</p><p><b>　　2）開放切屑空間。</b></p><p>　　3）在砂輪上打出

43、準(zhǔn)確的幾何形狀。</p><p>　　4）把砂輪的徑向跳動(dòng)降至最小。</p><p>　　3.3 記錄接觸點(diǎn)位置</p><p>　　前兩道任務(wù)完成后，我們要記錄對(duì)刀點(diǎn)。要確定并采用（砂輪與工件）接觸點(diǎn)位置時(shí)的中心距，從而便可以確定和控制徑向上的進(jìn)刀量ΔXtot。從余量分配，以及從接觸點(diǎn)位置計(jì)算出的中心距，檢測(cè)出工件的回轉(zhuǎn)位置。</p><p&g

44、t;　　在軟件菜單中選取“記錄接觸位置”，從而讀出 “所測(cè)得的最大余量齒距”。</p><p><b>　　3.4 磨削加工</b></p><p>　　3.4.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)原理</p><p>　　輪齒的齒形是轉(zhuǎn)動(dòng)著的砂輪的負(fù)面形狀。</p><p>　　砂輪轉(zhuǎn)速（B 坐標(biāo)）給出磨削速度Vc。</p>&l

45、t;p>　　用下式計(jì)算磨削速度：</p><p>　　圖3.8: 砂輪在磨削行程中位于齒間里的情況</p><p>　　齒向上的磨削是由Z 坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)完成的。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是滑板（Z 坐標(biāo)）在進(jìn)給量為Z 時(shí)向前移動(dòng)生成的（通常把進(jìn)給量寫作fz）。</p><p>　　在加工斜齒輪時(shí)需要給砂輪一個(gè)附加的轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)（即A 坐標(biāo)），一個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)（Z 坐標(biāo)），另外還有一個(gè)

46、工件的附加回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（C 坐標(biāo)）。</p><p>　　3.4.2 比磨削率</p><p>　　在磨削過程中，引入一個(gè)體現(xiàn)金屬去除量特性的概念，即比磨削率Qw。</p><p><b>　　定義：</b></p><p>　　比切屑率Qw 這個(gè)術(shù)語的定義是在磨削過程中，在一個(gè)假想砂輪1 毫米的寬度上，每秒鐘切除的切屑容積

47、。</p><p>　　圖3.14: 比磨削率 Qw</p><p>　　每一齒廓上的加工余量q</p><p>　　在齒根的加工余量qxf</p><p>　　在齒頂?shù)募庸び嗔縬xa</p><p>　　這里的切屑容積包含的因素有：</p><p>　　ΔX 徑向切入進(jìn)給量[mm]</p

48、><p>　　60/Zeff 砂輪在1 秒鐘內(nèi)行經(jīng)的有效進(jìn)給長(zhǎng)度[mm/s]</p><p>　　1 mm 反映在法截面上1 mm 寬度上（相對(duì)砂輪軸線）的切屑量[mm]</p><p><b>　　其結(jié)果是</b></p><p><b>　　簡(jiǎn)化后得：</b></p><p&

49、gt;　　比磨削率的單位是[砂輪寬度每毫米，每分鐘，若干立方毫米]</p><p><b>　　這樣做的好處是：</b></p><p>　　因?yàn)榭紤]的只是砂輪上1 毫米寬度，所以不同規(guī)格的工件（􀁊指不同截面的齒槽）也有了性能參數(shù)可比較了。</p><p>　　在計(jì)算分多少次磨削時(shí)，Qw 是一個(gè)參考變量。磨削軟件計(jì)算出一個(gè)分次

50、磨削的次數(shù)，借此就可以把某種磨料的最大Qw 值限定在一定的范圍內(nèi)，而不致超出。</p><p>　　表3.3: 這里列出的是CBN 砂輪的允許比磨削率，以粒度為函數(shù)</p><p>　　表3.3: 可修整砂輪的最大允許磨削率</p><p>　　以上是磨削編程的原理，簡(jiǎn)單的說就是QW和VW的確定。我們?cè)凇澳ハ鳌本幊踢x擇的排刀，必須遵守其最大和最小值。目前我們加工的行

51、星輪QW為粗磨為600，磨為300。Vw值粗磨4.5，半精磨為1.6，精磨0.8。</p><p><b>　　3.5 工件檢查</b></p><p>　　磨削加工完成之后，可隨即用測(cè)頭在機(jī)檢查工件。這便無需另外添置單獨(dú)的齒輪檢查儀了，這在經(jīng)濟(jì)和時(shí)間上都是很大的節(jié)約。</p><p>　　測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)用的是DIN 或/和AGMA。</p&g

52、t;<p>　　可以測(cè)量以下諸項(xiàng)目：</p><p>　　1） 齒形 </p><p><b>　　2） 齒向</b></p><p><b>　　3） 周節(jié)（齒距）</b></p><p><b>　　4） 跳動(dòng)</b></p&g

53、t;<p>　　5） 公法線長(zhǎng)度/用測(cè)球或測(cè)針測(cè)量</p><p>　　6） 齒頂和齒根的直徑</p><p>　　7） 人字齒輪的螺旋線的交點(diǎn)（上、下兩個(gè)齒輪的交點(diǎn)）</p><p>　　齒向 齒形 周節(jié)</p><p>　　跳動(dòng) Fr公法線長(zhǎng)W</p>

54、<p>　　4 行星輪磨削注意事項(xiàng)</p><p>　　行星輪加工過程中需要注意一下幾方面：</p><p>　　1）工件上機(jī)床前務(wù)必檢查表面是否有碰傷、上道工序是否交檢。</p><p>　　2）校表后必須將機(jī)床內(nèi)部輔助工具帶出，機(jī)床內(nèi)部保持整潔。</p><p>　　3）砂輪對(duì)刀時(shí)，不要擠壓工件，避免基準(zhǔn)的位移。</p&

55、gt;<p>　　4）磨削排刀完成后，檢查是否有進(jìn)給過大的沖程，磨削過稱中是否有異?；鸹?。</p><p>　　5）磨削完成后檢查齒面是否有黑皮或者裂紋，結(jié)合齒形在線報(bào)告觀察粗糙度。</p><p>　　5 影響齒輪質(zhì)量的重要因素</p><p>　　成形磨齒齒輪的質(zhì)量很大程度上取決于機(jī)床的精度穩(wěn)定性，輪、冷卻油、油嘴的噴射角度輔助作用，那么以上的硬件

56、條件無法改善的話，那我們只有通過改動(dòng)磨削工藝來提高齒輪質(zhì)量，降低廢品的產(chǎn)生，提高效益。</p><p>　　影響磨削加工的諸因素，以下是磨削方式：</p><p>　　1）“雙面磨削” _ 在一次工步里，同時(shí)粗、精磨一個(gè)齒槽的兩個(gè)齒面。</p><p>　　2）“雙面磨削/單面磨削” _ 粗磨時(shí)用雙面磨削，精磨時(shí)用單面磨削。</p><p>

57、　　3）“單面磨削” _ 用單面磨削法分別粗磨和精磨。</p><p>　　4）“曲折進(jìn)給磨削” _ 依次連續(xù)磨削各個(gè)齒槽，但是軸向進(jìn)給的方向也在依著次序地切換。曲折磨削既可以是單面磨，也可以是雙面磨。</p><p>　　行星輪加工可以采取雙面磨，也可以采取單面磨，雙面磨效率比單面磨效率高一倍，但是磨出的齒形精度一般不如單面磨來的好。</p><p>　　6. 影

58、響齒輪表面光潔度的因素</p><p>　　磨削加工齒形的表面光潔度標(biāo)注在圖紙上，它受到許多因素的影響。其中砂輪的好壞以及金剛滾輪的修整參數(shù)很大程度上決定了齒輪粗糙度的好壞。下面來介紹下磨齒所用的砂輪包含的數(shù)據(jù)以及金剛滾輪修整參數(shù)。</p><p><b>　　6.1 磨料</b></p><p>　　對(duì)于CBN 砂輪而言，所選用的磨料是影響齒

59、輪表面光潔度的主要因素。</p><p>　　圖6.1： CBN 砂輪的磨粒尺寸可根據(jù)砂輪直徑和允許的表面不平度的深度來選取</p><p>　　知道了砂輪直徑的大小和要求的表面光潔度，便可借助上面的圖表確定磨料的粒度。</p><p>　　砂輪使用一段時(shí)間后，加工的表面光潔度會(huì)提高20%。這種表面質(zhì)量的改善是因?yàn)椋和怀龅膫€(gè)別磨粒在一開始會(huì)受到較大的應(yīng)力而脫掉，也就

60、是說砂輪變鈍了。</p><p>　　就可修整的砂輪而言，它的磨粒尺寸的選擇與所要求的表面光潔度之間的關(guān)系倒不那么緊密，然而更多的是要考慮留磨余量、工件材料的可加工性、以及材料的切屑成形。要達(dá)到所要求的光潔度，最好是在精磨時(shí)，選取適當(dāng)?shù)纳拜喰拚麉?shù)。</p><p>　　從一開始，隨著可修整砂輪的突出的磨粒被磨損掉之后，也有提高表面光潔度的效果。然而這個(gè)效果的明顯程度取決于砂輪修整的粗、細(xì)

61、程度。</p><p>　　6.2 修整砂輪時(shí)的影響參數(shù)</p><p>　　在使用可修整砂輪精磨齒輪時(shí)，加工出來的齒廓表面光潔度會(huì)受到速比qd 的影響(+號(hào)表示順磨，-號(hào)表示逆磨)，還要受重疊系數(shù)ud 的影響。</p><p>　　6.2.1 速度比qd:</p><p>　　所選用的砂輪速度和金剛輪的速度，以及它們的旋轉(zhuǎn)方向，對(duì)金屬切除率

62、，以及對(duì)磨削加工表面質(zhì)量有重大的影響。砂輪表面的形狀結(jié)構(gòu)取決于砂輪與金剛輪之間的相對(duì)速度。</p><p>　　在圖6.4 上，左邊表示的是一只磨削性能很高而表面粗糙的砂輪，它是在正速比下修整出來的；右邊的是一只負(fù)速比下修整出來的砂輪，它的表面相對(duì)要光整些。</p><p>　　圖6.4： 作為速度比函數(shù)的表面粗糙度的有效深度13</p><p>　　連續(xù)兩只金剛輪

63、在它們的有效工作路徑上，把砂輪表面修整成一個(gè)波浪狀廓形，因而生成表面粗糙度的有效深度。然而，因?yàn)橛性S許多多的這種有效路徑相互重疊，所以實(shí)際的有效深度要比理論上的廓形深度H 要低一些。</p><p>　　粗磨時(shí)要求砂輪表面具有高的磨削性能，以保證盡可能大的金屬磨削率（Qw）。所以就應(yīng)采用同向法修整砂輪（即正負(fù)號(hào)的速比），速比范圍應(yīng)當(dāng)在0.4 到0.8 之間。雖然1：1 的速比會(huì)生成更加有效的表面深度，但這時(shí)在砂輪

64、與金剛輪之間沒有相對(duì)速度，而致?lián)p壞金剛輪。精磨時(shí)可以采用逆向法修整砂輪（即負(fù)號(hào)的速比），速比范圍應(yīng)當(dāng)在 -0.4 到 -0.8 之間，以便能磨出更光整的表面。然而光整的砂輪表面，再加上表面硬度高（大于HRC60），容易出現(xiàn)表面燒傷的危險(xiǎn)。</p><p>　　6.2.2 重疊比ud:</p><p>　　重疊比ud 所描述的砂輪金剛輪的有效寬度bd 與砂輪修整進(jìn)給量sd 之間的關(guān)系<

65、/p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　金剛輪的有效寬度bd 直接取決于金剛輪的圓角，進(jìn)給量ΔZ2，以及在齒形方向上單一齒面上的磨削深度ad。</p><p>　　按照公式（6.1）的定義，在重疊比為1 的時(shí)候，砂輪上粗糙度的有效深度就應(yīng)等于每一齒廓在齒形方向上的磨削深度ad。如果重疊比為2 時(shí)，修整進(jìn)給量sd 就要減小一

66、半，同時(shí)也就將粗糙度的有效深度減小。但砂輪上仍然還有減小后剩下那部分砂輪粗糙度有效深度。</p><p>　　圖6.8： 壓力角20o 時(shí)，粗糙度有效深度與重疊比的函數(shù)關(guān)系</p><p>　　有效粗糙度與重疊比之間不是線性關(guān)系。</p><p>　　重疊比從1 變?yōu)?，我們可以看出有效粗糙度有重大的變化，然而重疊比在5 到10 之間卻基本上看不到有效粗糙度有什么變

67、化。</p><p>　　粗磨時(shí)，重疊比常選在1.2 到1.5 之間，這樣就可以得到磨削性能良好的砂輪表面結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可獲得高的磨削率Qw，同時(shí)還不那么易于出現(xiàn)表面燒傷。</p><p>　　精磨時(shí)，根據(jù)表面質(zhì)量的要求，重疊比應(yīng)選在2.5 到8 之間。這里要記住的是，在較大的重疊比（也即砂輪表面較平整）下修整出來的砂輪來磨硬工件時(shí)，有燒傷工件表面的危險(xiǎn)。</p><p&g

68、t;　　我們?cè)诩庸ば行禽啎r(shí)，以FD1660BW0110R1型號(hào)為例，各項(xiàng)修整參數(shù)如下表所示：</p><p>　　表6.2 行星輪的砂輪修整參數(shù)</p><p>　　7 影響加工時(shí)間的諸因素</p><p>　　對(duì)磨削工藝的關(guān)鍵要求是要縮短加工時(shí)間，同時(shí)還要保證質(zhì)量，甚致提高質(zhì)量。自然而然就會(huì)產(chǎn)生這樣的問題：如何才能達(dá)到這個(gè)目的呢？下面我們就來說明一下影響磨削加工

69、時(shí)間的一些因素。有些因素我們可以調(diào)整，有些因素我們無能為力而只有接受。</p><p><b>　　7.1 齒面寬</b></p><p>　　齒面寬就是每個(gè)齒輪上要磨削的那一段長(zhǎng)度（l），它對(duì)磨削時(shí)間有重大影響。</p><p>　　式中： b = 齒面寬 [毫米]</p><p><b>　　z = 齒數(shù)&

70、lt;/b></p><p>　　β = 螺旋角[o]</p><p>　　圖7.1： 磨削時(shí)間與齒寬的關(guān)系（一個(gè)實(shí)例的數(shù)據(jù)）</p><p>　　從圖7.1 可以看出，磨削時(shí)間與被加工齒輪的齒寬有線性關(guān)系。一個(gè)齒輪的齒寬，齒數(shù)或者螺旋角都是無法改變的，因此也就沒有辦法對(duì)它們進(jìn)行優(yōu)化。</p><p>　　切削時(shí)間與齒寬的函數(shù)關(guān)系<

71、;/p><p><b>　　7.2 單面留余量</b></p><p>　　每一齒廓上的留磨余量（Δq）就是前道加工工序所預(yù)留下的加工余量，同時(shí)還可能涉及淬火變形量。</p><p>　　同樣的工件上，各個(gè)齒廓上的余量也不盡一致：</p><p>　　1）工件與工件之間的不一致</p><p>　　2

72、）各個(gè)齒之間的不一致</p><p>　　3）在齒寬的各個(gè)位置上不一致</p><p>　　4）沿齒形高度上的不一致</p><p>　　這就是每一工件的磨削加工時(shí)間不盡相同的原因。為了確定磨削加工所需的時(shí)間，重要的不僅僅是要知道留量的大小，而且還要知道淬火的變形量，以及余量在整個(gè)圓周上的分配。</p><p>　　磨削加工應(yīng)當(dāng)在余量的最高點(diǎn)

73、開始。要通過測(cè)量余量的分布情況來決定出這個(gè)最高點(diǎn)，從而才能決定出總的磨削時(shí)間。</p><p>　　磨削加工時(shí)間與每一齒廓上的加工余量（Δq）之間也有著線性關(guān)系。較小的加工余量對(duì)磨削加工時(shí)間有正面的影響。但是, 這也是以前面各道工序都得到了較好控制為前題的，否則，要是淬火時(shí)變形太大，最終會(huì)磨不出所需要的尺寸。</p><p>　　7.3 比磨削率對(duì)磨削時(shí)間的影響</p>&l

74、t;p>　　比磨削率是徑向切入深度（ΔX）與軸向進(jìn)給量z 的剩積。要縮短磨削時(shí)間，最好就從它入手。然而要調(diào)整這個(gè)因素也受到一些限制，具體用的是什么磨料，被加工材料是什么，以及可能出現(xiàn)表的面燒傷。如果超出了允許的比磨削率Qw，會(huì)傷及工件材料的組織。</p><p>　　在比磨削率Qw 不變的情況下精磨，而用改變比磨削率Qw 來粗磨齒，以算出不同的磨削時(shí)間。使用可修整砂輪時(shí)，可以看出，隨著磨削率Qw 的增大，磨

75、削時(shí)間就會(huì)縮短。但是磨削時(shí)間的縮短并不呈線性變化。這是因?yàn)槟ハ鲿r(shí)間里還包含著砂輪修整時(shí)間，而砂輪修整時(shí)間并不會(huì)隨著磨削率Qw 的增大而縮短。我們姑且讓磨削率無限增大，那剩下的就只是砂輪修整時(shí)間了。</p><p>　　7.4 砂輪沖程對(duì)磨削時(shí)間的影響</p><p>　　粗磨通常都采用分度無空程磨削。這是最快的辦法，每一齒槽磨削的沖程數(shù)都是奇數(shù)，即第1 個(gè)齒槽從上面往下磨（即逆磨），而精磨

76、從底面開始磨。而磨第2個(gè)齒槽時(shí)，從底面開始磨（即順磨），而精磨時(shí)則從上面開始磨。這里我們所討論的是曲折沖程對(duì)磨削時(shí)間的影響。</p><p>　　因?yàn)樵诰ブ校ぜ馁|(zhì)量比加工時(shí)間更重要，所以在精磨時(shí)通常都選擇分度時(shí)有空程的磨削方式。所增加的這個(gè)空程就使沖程數(shù)成了奇數(shù)。即相鄰齒槽的磨削方向都是一樣的。（最后一個(gè)沖程總是同一個(gè)方向）</p><p>　　7.5砂輪修整的頻次</p>

77、;<p>　　因?yàn)樵谀ハ髦幸惨拚拜?，所以?huì)中斷磨削過程。因之，修整砂輪的次數(shù)全都算成磨削時(shí)間了。在所用磨料允許的切屑容積Qw 達(dá)到之后，就要修整砂輪。如果人為地去延長(zhǎng)修砂輪的時(shí)間間隔，那就會(huì)冒著砂輪大幅度磨損，進(jìn)而招致表面燒傷的危險(xiǎn)。所以延長(zhǎng)砂輪修整時(shí)間間隔并不是一項(xiàng)優(yōu)化磨削時(shí)間的辦法。在這方面，只有經(jīng)驗(yàn)豐富的用戶，才有可能根據(jù)生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)來人為地干預(yù)磨削工藝過程。</p><p>　　7.6

78、修整砂輪過程中的進(jìn)給速度</p><p>　　在修整砂輪過程中，采用大進(jìn)給量自然可以縮短磨削加工時(shí)間，但這樣會(huì)大大改變砂輪表面的結(jié)構(gòu)形狀，同時(shí)也就會(huì)影響到被加工齒輪的表面質(zhì)量。只有在需要保證特定的表面質(zhì)量時(shí)，或者要保證一定的磨料壽命時(shí)，才會(huì)去改變修整砂輪時(shí)的進(jìn)給速度。</p><p>　　7.7 磨入段和磨出段的影響</p><p>　　每一砂輪沖程都包含有一個(gè)磨入

79、段和一個(gè)磨出段，自然它們也會(huì)影響到磨削時(shí)間。它們的長(zhǎng)度取決于齒輪的幾何形狀，徑向進(jìn)給量，以及砂輪的直徑大小。磨削軟件使用輸入的數(shù)據(jù)來計(jì)算出磨入段和磨出段的長(zhǎng)度，并對(duì)之進(jìn)行優(yōu)化。這兩段長(zhǎng)度都不可能縮短，否則，在徑向進(jìn)給時(shí)，砂輪會(huì)與工件發(fā)生沖撞。</p><p>　　7.8 多次走刀或大磨削深度磨削方法</p><p>　　是選擇多次走刀，還是選擇大磨削深度磨削方法，這直接與磨入段和磨出段有關(guān)

80、聯(lián)。多次走刀磨削方法指的是用較低的磨削深度（ΔX）和較大的進(jìn)給量（z）來加工。用大磨削深度的蠕動(dòng)磨削方法也可達(dá)到與大進(jìn)給量，小磨削深度磨削方法相同的比磨削率Qw。這就是說前者的沖程數(shù)要少些。</p><p>　　大磨削深度磨削不用象多次走刀方法那樣需要頻繁地經(jīng)磨入段和磨出段，這就是它的優(yōu)點(diǎn)所在。所以大磨削深度磨削也是加快磨削過程的一個(gè)因素。</p><p>　　然而需要考慮的一點(diǎn)是：在所有

81、的磨削工藝?yán)?，磨料都必須從本體上崩掉，使產(chǎn)生一種自磨銳效應(yīng)。只有當(dāng)因?yàn)槟チＷ冣g而使磨削力（法向力Fn）超過某一限度時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)這種自磨銳效應(yīng)。</p><p>　　在大磨削深度蠕動(dòng)磨削中，由于接觸線長(zhǎng)度（lk）增加，這就會(huì)使砂輪與工件之間的接觸面（Ak）也增大。每一磨粒所承受的磨削力也減小了。這樣一來，您所期望的自磨銳效應(yīng)也就不會(huì)發(fā)生。</p><p>　　對(duì)此的反措施是可以采用組織結(jié)構(gòu)稍

82、微疏松些的砂輪（在一定接觸面上磨粒更少些，因而每一磨粒所受到的正壓力也會(huì)更大些，使磨粒更容易崩掉）。</p><p>　　7.9 工件材料對(duì)磨削時(shí)間的影響</p><p>　　在加工軟材料時(shí)，可以選取較高的Qw，因而會(huì)縮短磨削時(shí)間。</p><p>　　磨削硬度在HRc 62 以上的材料，則需根據(jù)所用的砂輪材料和修砂輪的情況，選取允許的最大比磨削率Qw，以避免出現(xiàn)工

83、件表面燒傷的危險(xiǎn)。這自然會(huì)增加磨削時(shí)間。</p><p><b>　　8 誤差修正措施</b></p><p>　　無論機(jī)床剛度有多么好，精度有多么高，加工之后總會(huì)發(fā)現(xiàn)一些并不希望有的誤差。這首先要通過檢查來發(fā)現(xiàn)，然后再用特定的修正方法來補(bǔ)救。</p><p><b>　　8.1 齒形誤差</b></p>&

84、lt;p>　　工件齒廓的形狀很大程度上取決于砂輪的幾何形狀。直接影響所及的是齒形誤差ffα 和齒形角誤差fHα。綜合齒形誤差Fα 是齒形和齒形角兩項(xiàng)誤差的總和。</p><p>　　圖8.1: 齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于齒形偏差和軸向誤差的定義23</p><p>　　8.1.1 齒形角誤差fHα</p><p>　　在記錄紙上所顯示的齒形角誤差fHα 是在與記錄紙走紙

85、方向相垂直的方向上，在C’C’和C”C”兩條線之間讀取的尺寸值。C’C’和C”C”兩條線與線條AA 相平行，并在測(cè)量范圍的終、始點(diǎn)與線BB 相交。24（參見圖8. 1）</p><p>　　當(dāng)頂部的材料比齒根部多時(shí)，齒形角誤差為正。</p><p>　　造成齒形角誤差的原因是：</p><p>　　加工出的工件齒形取決于砂輪齒形相對(duì)于工件的位置精度。如果這個(gè)位置精度

86、在徑向（X 坐標(biāo)）上和切身（Y 坐標(biāo)）上不準(zhǔn)確，它們就成了主要的齒形角誤差。</p><p>　　縮小中心距（X 坐標(biāo)）會(huì)減小齒形角誤差fHα，朝齒頂方向退縮。兩齒側(cè)減少同等量的誤差。</p><p>　　圖8.2： 圖中示出當(dāng)中心距減小ΔX 一段的長(zhǎng)度時(shí)，砂輪齒形所在的位置</p><p>　　在磨削外齒輪時(shí)，切向竄刀如果是朝向左齒廓，那么（右齒廓的齒形角）fHα

87、R 就會(huì)減小，而（左齒廓的齒形誤差）fHαL 便會(huì)增大。</p><p>　　圖8.3： 砂輪齒形向左側(cè)偏位ΔY</p><p>　　表8.1 和表8. 2 所示為外嚙合和內(nèi)嚙合齒輪的齒形誤差，以及相應(yīng)的位置偏差。</p><p>　　表8.1： 外嚙合齒輪的齒形偏差，及其相應(yīng)的砂輪廓形的位置偏差</p><p>　　表8.2： 內(nèi)嚙合齒輪的

88、齒形偏差，及其相應(yīng)的砂輪廓形的位置偏差</p><p><b>　　修正措施：</b></p><p>　　位置偏差大多具有疊印上去的，左、右兩齒廓都出現(xiàn)偏差，它們的偏差數(shù)值不一樣，所帶的方向符號(hào)也不相同。</p><p>　　對(duì)此的修正措施要從兩方面來考慮：</p><p>　　1. 首先是砂輪齒形要從切向方向位移到工

89、件的中心位置上。這樣便可以保證左右兩齒面的齒形角誤差值大小是對(duì)稱的。（也就是說誤差的大小和所帶的符號(hào)都是一樣的）。</p><p>　　2． 一個(gè)對(duì)稱性的齒形角誤差可以用改變中心距的辦法來糾正。</p><p>　　這里我們還要說一下可修整砂輪與CBN 砂輪的區(qū)別，它們是：</p><p>　　在使用CBN 砂輪加工時(shí)，修正措施在于改變砂輪在機(jī)床上的位置。但是砂輪的

90、厚度是固定的，先在X 坐標(biāo)上移動(dòng)砂輪，然后再改變槽寬“e”，這樣就改變了工件上基圓切線的長(zhǎng)度。</p><p>　　這就意味著CBN 砂輪不僅止于相對(duì)于工件軸線（即工件臺(tái)中心）的準(zhǔn)確定位，而且中心距也要準(zhǔn)確。生產(chǎn)廠家要把定位數(shù)據(jù)寫在文件里，提供給用戶。</p><p>　　對(duì)于可修整的砂輪而言，修正措施不會(huì)影響到砂輪的位置，而是影響砂輪修整裝置，即要修正的是修砂輪過程。這樣，在分別修整砂輪

91、的兩側(cè)齒形時(shí)，的確就不再依賴于改變中心距了，以及相應(yīng)地改變齒槽的寬度‘e’。</p><p>　　可以使用“齒形扭曲偏差補(bǔ)償”Compensation of profile slope deviation 菜單，在砂輪輸入范圍里對(duì)齒形角誤差fHα 進(jìn)行修正。</p><p>　　8.1.2 齒形誤差 ffα</p><p>　　在檢查記錄紙上，齒形誤差 ffα 是在

92、與走紙方向相垂直的方向上測(cè)量到的，數(shù)值大小就是B’B’與B”B”兩條線之間的距離，這兩條線與實(shí)際漸開線BB 相平行。在測(cè)量范圍內(nèi)，它們出現(xiàn)在檢查記錄紙上。齒形誤差也包括齒形波度25 的波形深度。</p><p>　　產(chǎn)生齒形誤差的原因：</p><p>　　齒形誤差是加工用砂輪的齒形偏差在工件上的反映。</p><p><b>　　修正措施：</b&

93、gt;</p><p>　　如果使用的是可修整砂輪，在齒形方向上的磨損了的金剛輪有可能會(huì)在工件上打出一個(gè)凹的鼓形面（cα）。有時(shí)候，這個(gè)誤差可以用編程得到的齒形鼓形來和它疊合以求補(bǔ)償。但是砂輪金剛輪的半徑并不是均勻磨損的，金剛輪用了一段時(shí)間后必須予以車正，或者更換新的。此外，砂輪表面上的有效粗糙度深度也是包含在齒形誤差ffα 里的。所以在使用可修整砂輪時(shí)，一定要注意修砂輪的工作狀態(tài)。</p><

94、;p>　　如果使用的是CBN 砂輪，它的齒形取決于砂輪的本體形狀，以及磨料鍍層。在訂購砂輪時(shí)一定要考慮最大的允許齒形誤差。這里齒形方面的問題要由砂輪的生產(chǎn)廠家來協(xié)助解決。</p><p><b>　　8.2 齒向偏差</b></p><p>　　在這里涉及3 個(gè)項(xiàng)目：軸向齒側(cè)線形狀誤差ffβ，齒側(cè)線誤差fHβ，還有齒側(cè)線綜合誤差Fβ，要區(qū)別對(duì)待。</p&g

95、t;<p>　　齒向精度在很大程度上取決于機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度。</p><p>　　8.2.1 齒側(cè)線誤差fHβ</p><p>　　在測(cè)量記錄紙上，齒向誤差是在垂直于記錄紙走紙方向量出的，它是記錄紙上C’C’與C”C”兩條線之間的一段距離。這兩條線與AA 線平行，并在齒側(cè)線測(cè)量范圍的終、始點(diǎn)相交。</p><p>　　下圖所示為幾種可能出現(xiàn)的齒向誤差，生

96、成這些齒向誤差的原因，以及修正它們的方法。</p><p>　　圖8.6： 一個(gè)錐形齒的示意圖</p><p><b>　　原因：</b></p><p>　　圖8 .6所示的齒形被加工成錐形了。誤差是對(duì)稱的（左、右兩齒廓錐度相同）。軸向滑板行程（在X 坐標(biāo)方向上）與工件軸線不平行。另一個(gè)原因就是工件沒有夾緊，而出現(xiàn)位移。</p>

97、<p><b>　　校正方法：</b></p><p>　　齒輪檢查儀床坐標(biāo)的平行度，必要時(shí)調(diào)整機(jī)床。為此，要在工作臺(tái)上插一根檢驗(yàn)心棒。最快的解決辦法就是在齒輪上重磨一個(gè)相反的錐度。若是用雙面法磨削，只需在徑向上（X 坐標(biāo)）校正就行了；若是用的單面法，那還得在回轉(zhuǎn)坐標(biāo)C 上做附加的校正。</p><p>　　圖8.7: 未經(jīng)校正的螺旋角</p>

98、<p><b>　　原因：</b></p><p>　　在圖8.7 中，砂輪上的螺旋角與公稱的螺旋角不相符?？雌饋砉ぜS線與軸向滑板行程不相平行。</p><p>　　這里要考慮以下幾個(gè)方面。如果我們假定螺旋角不合格是因?yàn)樽鴺?biāo)傾斜造成的，自然工件是在帶有同樣誤差的機(jī)床上測(cè)量的。這就是說在磨齒機(jī)上是檢查不出偏差的。因此，這種偏差只能用外部測(cè)量系統(tǒng)來檢查。&

99、lt;/p><p>　　從此，可得出結(jié)論，因磨齒機(jī)招致的齒向誤差表明在磨削中因受到外力而產(chǎn)生了位移。</p><p><b>　　校正方法：</b></p><p>　　機(jī)床上不平行的坐標(biāo)應(yīng)如上述進(jìn)行調(diào)修。如果發(fā)現(xiàn)有因受到外力而產(chǎn)生了位移，那就要檢查夾緊系統(tǒng)，必要時(shí)更換之。</p><p>　　齒向誤差通常都是具有復(fù)合的特性

100、，因而接下來，要把它們分解為徑向的和切向的分量。</p><p>　　8.2.2 軸向上的齒向誤差ffβ</p><p>　　軸向齒形誤差是在與檢查記錄紙走紙方向相垂直的方向上，并在B’B’與B”B”兩條線之間測(cè)讀出的。它們出現(xiàn)在檢查記錄紙上軸向測(cè)量范圍之內(nèi)。</p><p>　　下圖所示是幾個(gè)軸向齒向誤差的例子，產(chǎn)生這些誤差的原因，以及它們的校正方法。</p

101、><p>　　圖8.8： 左邊是兩端非對(duì)稱修緣的齒形，右邊是未經(jīng)校正的鼓形</p><p><b>　　原因：</b></p><p>　　在大軸向走刀速度下，用雙面法磨削有修正的齒輪時(shí)，就有可能出現(xiàn)圖8.8 所示的狀況。鼓形方向變化和上端修緣的開始點(diǎn)都偏高了。</p><p><b>　　校正方法：</b&

102、gt;</p><p>　　用單面磨削法就可以消除這個(gè)影響，因?yàn)榇藭r(shí)是通過工作臺(tái)軸線（C 坐標(biāo)），而不是用徑向（X 坐標(biāo)）坐標(biāo)來實(shí)現(xiàn)齒形修正的。減小軸向進(jìn)給速度也可以降低這一影響。</p><p>　　圖8.9： 圖示為有鼓形和明顯錐度的齒形</p><p><b>　　原因：</b></p><p>　　圖示的鼓形輪廓

103、一開始就可用檢查齒向的方法發(fā)現(xiàn)它。但是在這種情況下，還應(yīng)指出另一誤差源：按照工件齒的鼓形量，夾具的高度定得不妥。工件的實(shí)際位置比刀具（砂輪）的加工范圍高了。</p><p>　　圖8.10: 磨鼓形齒的運(yùn)動(dòng)順序示意圖，圖中表明夾具高度定得不對(duì)</p><p>　　斜齒小齒輪齒形扭曲超出了允差范圍。</p><p><b>　　校正方法：</b>

104、</p><p>　　如果出現(xiàn)了上述誤差，建議再次檢查夾具高度。</p><p>　　有沒有齒形扭曲，可以通過檢查齒頂和齒底部分的齒形，和測(cè)量齒頂和齒底部分的齒向發(fā)現(xiàn)。</p><p>　　如果這些誤差太大，那就得改用單面磨削法，再結(jié)合著無扭曲磨削來處理。</p><p>　　圖8.11 ：波浪形齒向示意圖</p><p&

105、gt;<b>　　原因：</b></p><p>　　在磨斜齒輪時(shí)，圖8.11 所示的波浪形齒表示，在砂輪軸向進(jìn)刀時(shí)，工件有不均勻的附加回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)是通過蝸輪驅(qū)動(dòng)的（分度驅(qū)動(dòng)）。分度蝸桿上微量的齒距誤差可通過蝸桿誤差的補(bǔ)償進(jìn)行電子校正。如果這個(gè)補(bǔ)償功能沒有激活，在加工斜齒輪時(shí)，就有可能出現(xiàn)圖示幾何形狀的齒側(cè)線。</p><p><b>　　校正方法：&l

106、t;/b></p><p>　　要由格里森-普發(fā)特的人員來檢查蝸桿誤差補(bǔ)償功能，必要時(shí)予以校正。</p><p>　　8.2.3 在磨入段和磨出段上的齒向誤差</p><p>　　無論直齒輪，還是斜齒輪，由于因外力作用而使工件夾緊機(jī)構(gòu)，或/和砂輪發(fā)生位移，都會(huì)導(dǎo)致磨入段和磨出段發(fā)生齒向誤差。</p><p><b>　　對(duì)此的

107、基本考慮：</b></p><p><b>　　直齒輪：</b></p><p>　　在加工過程中，砂輪與工件之間是一條線的接觸。加工直齒輪時(shí)，這條接觸線是水平的，也即不管您在線上選取哪一點(diǎn)，它們的高度都是一樣的（在軸向上觀察）。這就是說切向上的磨削力彼此相等，因?yàn)閮升X側(cè)同時(shí)接觸。只需考慮徑向上的位移。</p><p><b&

108、gt;　　斜齒輪：</b></p><p>　　磨斜齒輪時(shí)情況就不一樣了。如果我們考慮不同圓柱上的任何點(diǎn)，左、右兩側(cè)每點(diǎn)的高度都不一樣。</p><p>　　這樣的結(jié)果就是，在砂輪的軸向沖程中，首先接觸的是左齒廓，因而迫使其向右。加工進(jìn)一步推進(jìn)，砂輪就會(huì)磨到右齒廓。這就是說，此時(shí)切向力便彼此相等了，迫使砂輪返回到它的中央位置。在測(cè)量齒輪時(shí)，從磨入段和磨出段上的非對(duì)稱性齒向誤差，

109、可以看出砂輪的切向位移。</p><p>　　然而，這個(gè)效果還與其它的一些因素有關(guān)：</p><p>　　1）軸向進(jìn)給速度 _ 軸向進(jìn)給速度越快，磨入段和磨出段的齒向誤差越大。</p><p>　　2）被加工料的硬度 _ 材料越軟，這一效果越不明顯。</p><p>　　3）磨料的銳利程度 _ 磨料磨削性能越好，切入和磨出段的移位越小<

110、/p><p>　　4）冷卻液的壓力 _ 在砂輪的回轉(zhuǎn)作用下，冷卻液強(qiáng)行進(jìn)入齒間，這也會(huì)產(chǎn)生一種偏位作用，這點(diǎn)也不容忽視。</p><p>　　磨入和磨出段的齒向誤差可以在“嚙合”菜單（“Gearing” menu）輸入端部修緣來予以校正。</p><p>　　8.2.4 扭曲齒形</p><p>　　圖8.14: 扭曲齒形</p>

111、<p>　　在磨削有鼓形和/或錐形的斜齒輪時(shí)，在采用一定的磨削加工方法時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)扭曲齒形。扭曲齒形的特征是，在整個(gè)齒寬上齒形角誤差fHα 有變化。</p><p>　　另一特征是在測(cè)量圓柱的不同直徑上，齒側(cè)線誤差fHβ會(huì)有規(guī)律的變化。扭曲的程度取決于齒輪的特征和漸開線修正量的大小。通常小齒輪上的齒面扭曲變形最為明顯。</p><p>　　應(yīng)當(dāng)把測(cè)量到的扭曲度與要求的切齒質(zhì)量相

112、對(duì)比。根據(jù)對(duì)比的結(jié)果就可以決定是否需要采用無扭曲磨削方法。</p><p><b>　　8.3 齒距誤差</b></p><p>　　圓周齒距Pt 的定義是分度圓（d）上，界于兩個(gè)連續(xù)右齒面或左齒面之間的一段弧線。圓周齒距也可以在一個(gè)盡量與分度圓接近的，并且以齒輪軸線為中心的一個(gè)圓（即測(cè)量圓）上測(cè)量。</p><p>　　由于切齒機(jī)上的齒距誤差

113、而生成的圓周齒距誤差，因?yàn)楦叩臋C(jī)床精度加上各坐標(biāo)的電子控制，它們大都得以糾正。</p><p>　　按照DIN3960 有以下幾種齒距誤差：</p><p>　　1）單一周節(jié)差 fp</p><p><b>　　2）累積周節(jié)差Fp</b></p><p><b>　　3）相鄰齒距差fu</b><

114、;/p><p><b>　　4）齒距波動(dòng)Rp</b></p><p>　　5）在k 個(gè)齒距上的周節(jié)累積差Fpk</p><p><b>　　產(chǎn)生周節(jié)差的原因：</b></p><p>　　1、在成形磨削加工中，使用的是單分度法，所以在開始磨的第1 只齒和最后一只齒之間可能出現(xiàn)不太大的單上齒距差fp。這是

115、因?yàn)樵诰庸み^程的一轉(zhuǎn)中，溫度不斷升高的緣故。</p><p>　　2、不良的齒面光潔度也會(huì)給單一周節(jié)精度帶來負(fù)面的影響。測(cè)量中，測(cè)頭一會(huì)兒可能接觸到表面的波峰，一會(huì)兒可能接觸到表面的波谷。</p><p>　　3、 在加工鑄鐵齒輪時(shí)，磨削加工會(huì)把沉積石墨暴露出來。在測(cè)量周節(jié)時(shí)，因?yàn)檫@些細(xì)孔而使測(cè)量出現(xiàn)誤判。</p><p>　　4、 在粗磨的一圈里如果采用了較大的

116、Qw (即高的系統(tǒng)載荷)，而在精磨的一圈里又使用了相當(dāng)?shù)偷腝w（即很低的系統(tǒng)載荷），由于載荷的突然變化，這有可能使砂輪發(fā)生位移。這位移就發(fā)生在精加工一轉(zhuǎn)的開始，在磨第一個(gè)齒間時(shí)候，從而導(dǎo)致齒距誤差。</p><p>　　5、 工作臺(tái)的卸荷調(diào)整得不正確，與當(dāng)前的工作臺(tái)載荷不相匹配。此時(shí)可能出現(xiàn)工作臺(tái)飄浮，或者增大摩擦，進(jìn)而引發(fā)周節(jié)偏差。</p><p><b>　　校正方案：<

117、;/b></p><p>　　1）正確設(shè)置制冷裝置對(duì)于機(jī)床的熱穩(wěn)定性大有裨益，可以減小齒距誤差。</p><p>　　2）還要有一點(diǎn)也很重要，值得牢記在心的是，延長(zhǎng)精加工的時(shí)間，對(duì)于齒距精度有負(fù)面的影響?？梢酝ㄟ^增加進(jìn)給量而縮短加工時(shí)間。這有可能降低開始磨的第一齒與最后磨出的一只齒之間的相鄰周節(jié)差。不過，同樣應(yīng)當(dāng)記住的是，進(jìn)給量增大了，比磨削率Qw也同樣會(huì)增加。這便有可能燒傷齒面的危

118、險(xiǎn)。（按照精磨要求修整出來的砂輪可能受不住象按照粗加工修整出的砂輪所要承受那么高的載荷）。</p><p>　　3）砂輪打得越細(xì)，加工出的表面質(zhì)量也越高，這會(huì)提高相鄰齒距的精度。不過這里同樣也有極高燒傷工件表面的危險(xiǎn)。所以在使用精細(xì)修整出的砂輪時(shí)也不要忘記了這一點(diǎn)。</p><p>　　4）同時(shí)，還要確保粗一圈轉(zhuǎn)入精磨的一圈時(shí)，系統(tǒng)的載荷差別不能太大。有時(shí)精磨一圈的Qw 太低，就會(huì)出現(xiàn)這一