01

內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒加工簡介

對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車，變速器是其三大件之一，變速器傳動(dòng)性能的好壞直接影響對(duì)整車的評(píng)價(jià)，若需變速器有好的傳動(dòng)性能，滿足高速傳動(dòng)、承載沖擊、低噪音等要求，就需要有高精度齒輪來支撐， 目前主要依靠蝸桿砂輪磨齒和內(nèi)齒強(qiáng)力珩齒工藝來滿足高性能齒輪的特殊要求，蝸桿砂輪磨齒可應(yīng)用于大部分齒輪精加工，但由于一些齒輪結(jié)構(gòu)原因，無法進(jìn)行蝸桿砂輪磨齒加工或使用蝸桿砂輪磨齒加工經(jīng)濟(jì)性差，須采用內(nèi)齒強(qiáng)力珩齒進(jìn)行加工。

與普通珩齒加工技術(shù)能對(duì)表面進(jìn)行光整加工，無法有效改變齒輪表面形狀不同，內(nèi)齒珩磨輪強(qiáng)力珩齒技術(shù)能有效地糾正前項(xiàng)工序中的齒輪加工誤差，而且還能改善工件表面形貌，特點(diǎn)是加工效率高，精度好，因此內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒加工在齒輪加工領(lǐng)域中應(yīng)用**。

02

內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒加工原理

內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒加工原理是交錯(cuò)軸齒輪內(nèi)嚙合，珩磨輪位于外側(cè)，固定在機(jī)床珩磨頭上，被加工工件位于內(nèi)側(cè)，固定在主軸上，珩磨輪中心線與工件中心線成一定空間角度，稱軸交角 ∑，如 圖 1 所示?！啤枝?sub style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;">1±β₂，其中，β₁ 為工件的螺旋角， β₂ 為珩磨輪的螺旋角。

圖 1 內(nèi)齒強(qiáng)力珩齒加工原理

珩磨輪對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，珩磨輪齒面與工件表面共軛接觸，包絡(luò)出工件漸開線齒面，珩磨輪表面隨機(jī)磨粒相當(dāng)于一個(gè)個(gè)細(xì)小特殊切削工具壓入工件表面，通過齒面間相對(duì)滑移對(duì)工件表面材料進(jìn)行去除，加工時(shí)工件在軸向進(jìn)行往復(fù)震蕩，以這種軸向切削和徑向切削的配合加工出工件表面形狀。

03

內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒加工部分常見問題與解決方法

以某工廠生產(chǎn)的自動(dòng)變速器中雙聯(lián)齒輪為例，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2 所示。圖 3 為生產(chǎn)工藝流程。

圖 2 齒輪結(jié)構(gòu)

圖 3 齒輪加工工藝流程

珩齒為此零部件**一道機(jī)加工工序，也是問題很多的工序。本文介紹的常見問題有預(yù)檢不合格、成品徑向跳動(dòng)F_r 值大、漸開線檢測曲線與擬合曲線重合度低、珩磨輪打齒及雙嚙儀檢測不合格。

預(yù)檢不合格：為保證待加工工件精度在一定范圍內(nèi)，在工件加工之前珩齒機(jī)對(duì)其進(jìn)行預(yù)檢，預(yù)檢采用 4 級(jí)精度齒輪與被檢測工件無側(cè)隙嚙合，檢測出待加工工件齒厚和徑跳，預(yù)檢不合格很常見的現(xiàn)象是待加工工件徑向跳動(dòng)超差，預(yù)檢不合格的原因如下： 

（1）待加工工件或檢測輪上有雜質(zhì) 

預(yù)檢功能對(duì)待加工工件精度要求較高，而工件在加工轉(zhuǎn)運(yùn)過程中難免有雜質(zhì)附著在工件表面，偶爾也會(huì)附著在檢測輪上。對(duì)此類問題的解決方法是使用高壓風(fēng)*對(duì)待加工工件及檢測輪表面進(jìn)行清理。 

（2）檢測輪磨損嚴(yán)重 

當(dāng)檢測輪磨損嚴(yán)重時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)預(yù)檢不合格情況。若檢測輪磨損嚴(yán)重，會(huì)出現(xiàn)大批工件預(yù)檢不合格，此問題的解決方法是更換檢測輪。

（3）待加工工件本身精度差

珩齒工序?yàn)楸玖悴考?*一道工序，前序的累積誤差會(huì)導(dǎo)致個(gè)別或部分待加工工件預(yù)檢不合格，對(duì)于這種零部件的一般處理方法如下所述：

①根據(jù)預(yù)檢跳動(dòng)值和跨棒距尺寸判斷該工件是否需要報(bào)廢，若預(yù)檢徑向跳動(dòng)值超出要求值過多或跨棒距尺寸接近滾齒跨棒距尺寸下限，建議此工件報(bào)廢，若預(yù)檢徑向跳動(dòng)超差不大且珩齒還有一定余量，考慮對(duì)該工件進(jìn)行加工；

②若想加工預(yù)檢不合格工件，可暫時(shí)適當(dāng)放寬預(yù)檢跳動(dòng)允許值，工件進(jìn)給量減小進(jìn)行預(yù)加工；

③預(yù)加工完成以后導(dǎo)致工件預(yù)檢不合格的部分已被加工掉，此時(shí)可將跳動(dòng)允許值調(diào)回原值，根據(jù)預(yù)加工后零部件狀態(tài)調(diào)整對(duì)稱性并按照正常進(jìn)給進(jìn)行加工。

（4）待加工工件齒厚超差 

若待加工工件齒厚超下差，加工此工件產(chǎn)生廢品概率極大，無加工意義，建議報(bào)廢；若待加工工件齒厚超上差，加工時(shí)珩磨輪漸開線齒頂部分與零部件漸開線齒根部分會(huì)產(chǎn)生干涉，珩磨輪打齒風(fēng)險(xiǎn)較大，也建議報(bào)廢。

成品徑向跳動(dòng)F_r值大 ：工件通過夾具直接連接在主軸上，當(dāng)機(jī)床主軸（C 軸 ）或夾具精度下降時(shí)會(huì)導(dǎo)致成品徑向跳動(dòng) F_r變大，若出現(xiàn)成品徑向跳動(dòng) F_r值批量明顯增大，可測量主軸和夾具的徑向跳動(dòng)，若主軸和夾具徑向跳動(dòng)不滿足要求，需對(duì)其進(jìn)行調(diào)整或更換夾具零部件，直到主軸及夾具徑向跳動(dòng)在允許范圍內(nèi)為止。圖 4 為調(diào)整夾具徑向跳動(dòng)前后成品工件徑向跳動(dòng)對(duì)比，由圖可以看出，成品工件徑向跳動(dòng)由調(diào)整前 22.6 變?yōu)檎{(diào)整后 5.0。 

圖 4 夾具調(diào)整前后工件徑跳 Fr 對(duì)比

漸開線檢測曲線與擬合曲線重合度低：生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)齒形檢測的漸開線檢測曲線與擬合曲線重合度低的情況，例如在齒根部位出現(xiàn)“鼓包”現(xiàn)象，如果這種現(xiàn)象隨著加工過程越來越嚴(yán)重，那么原因之一是夾具漲套已經(jīng)開裂，將漲套卸下更換新漲套，“鼓包”現(xiàn)象會(huì)有較大的改善。

珩磨輪打齒： 珩磨輪打齒是珩齒加工很常見的問題之一，也是各個(gè)生產(chǎn)廠家很頭疼的問題，由于珩磨輪材質(zhì)較脆，在工件加工過 程中珩磨輪容易打齒，打齒形式大多是整圈打齒（圖 5），珩磨輪打齒的原因有如下方面：

圖 5 打齒的珩磨輪

（1）待加工工件徑向跳動(dòng)大

一般情況下，若待加工工件徑向跳動(dòng)較大不滿足加工要求，會(huì)在工件預(yù)檢時(shí)被珩齒機(jī)分離出來，但由于徑向跳動(dòng)允許值是人為設(shè)定的，若因徑向跳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)過低而導(dǎo)致珩磨輪打齒，則建議將預(yù)檢標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)，預(yù)檢時(shí)分離出徑向跳動(dòng)大的被加工工件，按照介紹的方法進(jìn)行加工。 

（2）加工時(shí)珩磨輪與工件有干涉

加工時(shí)珩磨輪與工件有較小干涉也會(huì)導(dǎo)致珩磨輪打齒，由于干涉而導(dǎo)致珩磨輪打齒的原因有如下幾個(gè)方面。

①滾刀設(shè)計(jì)不合理。滾齒工序是珩齒工序的前序，若滾齒工序加工出的工件不適合珩齒加工，比如滾刀凸角若設(shè)計(jì)較小，珩齒加工工件漸開線根部有較大臺(tái)階，與珩磨輪漸開 線頂部發(fā)生干涉，導(dǎo)致珩磨輪打齒。滾刀凸角越大，珩齒工序越不容易打齒，因此對(duì)于珩齒來說滾刀圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求滾刀凸角越大越好。

②工藝設(shè)計(jì)不合理。滾刀 凸角大小能設(shè)計(jì)在一定范圍內(nèi)，不能無限變大，若加工余量設(shè)計(jì)過大，也會(huì)使珩齒加工時(shí)工件漸開線根部有較大臺(tái)階，導(dǎo)致珩磨輪打齒。對(duì)于內(nèi)嚙合強(qiáng)力珩齒加工，分度圓法向弧齒厚單邊余量為 0.06 mm 左右即可。 

③砂輪修整的參數(shù)設(shè)置不合理。修整珩磨輪時(shí)，若設(shè)置珩磨輪修整后齒長過長，珩磨輪加工時(shí)，珩磨輪齒頂與工件齒根會(huì)產(chǎn)生干涉，導(dǎo)致珩磨輪打齒。遇到這種情況的解決方法是打開參數(shù)調(diào)整面，（以普瑞威瑪珩齒機(jī)為例）將“修整工具”→“齒頂修整工具”→“過程參數(shù)”中“齒長修正”值適當(dāng)減小。 

（3）珩磨輪裝夾失效

當(dāng)珩磨輪裝夾失效時(shí)，珩磨輪加工工件時(shí)會(huì)因受力在珩磨頭里產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，后續(xù)珩磨輪與被加工工件無法正確“嚙合”，從而導(dǎo)致珩磨輪打齒。遇到這種情況需要檢查機(jī)床珩磨頭（圖 6）的膨脹率，膨脹率是當(dāng)珩磨頭有油壓和無油壓時(shí)珩磨頭內(nèi)壁的移動(dòng)量，膨脹率較低時(shí)（普瑞威瑪珩齒機(jī)珩磨頭膨脹率要求為 0.12±0.01）需 要向珩磨頭中注油。

圖 6 普瑞威瑪珩齒機(jī)珩磨頭

（4）雙嚙檢測不合格

使用 MM 檢測儀檢測工件合格（圖 7），但在雙嚙儀上檢測不合格（圖 8），導(dǎo)致雙嚙檢測結(jié)果超出允許值范圍。

圖 7 MM 檢測儀齒形檢測結(jié)果