提高齒輪磨削精度及解決磨削裂紋的方法

陜西法士特汽車傳動集團(tuán)有限公司 韋喜梅 朱建國

提高齒輪磨削精度及解決磨削裂紋的方法

陜西法士特汽車傳動集團(tuán)有限公司 韋喜梅 朱建國

磨齒工藝一般用于齒輪滲碳淬火的精加工工序，是提高淬硬齒輪齒面加工精度的一種最有效的加工方法。與剃齒工藝相比，磨齒工藝不僅具有較高的加工精度，還可以修正齒輪的各項(xiàng)熱變形誤差，所以在齒輪加工行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。磨削裂紋是磨齒工藝過程中比較常見的問題，其影響因素是多方面的。本文，筆者就如何提高齒輪磨削精度以及如何解決磨削裂紋進(jìn)行探討。

一、提高磨齒精度的方法及措施

1. 齒輪的留磨余量要均勻。要根據(jù)齒輪的相關(guān)參數(shù)選擇合理的磨削余量，磨削余量越小越好。這樣，既可以保證淬硬層，又可以提高齒輪的承載能力。同時，熱處理時應(yīng)嚴(yán)格按工藝要求的位置和允許的范圍，將熱變形的誤差降到最小。這樣，既可以使淬硬層更均勻，又可以使磨削余量更小。

2. 磨前齒輪時，要在齒根處留一定的沉切量。沉切量一般略大于齒厚單邊的磨削余量，以起到空刀槽的作用。另外，從齒輪的熱后殘余應(yīng)力情況看，也要求齒根處有一定的沉切量。滲碳淬火后，齒輪根部殘余應(yīng)力是壓應(yīng)力，這對提高齒輪的抗彎強(qiáng)度十分有利。若磨削不留沉切量，齒輪的殘余應(yīng)力就會變?yōu)槔瓚?yīng)力，試驗(yàn)表明，拉應(yīng)力會使輪齒的抗彎強(qiáng)度降低約17%～20%。

3. 磨后齒輪時，漸開線的長度應(yīng)足夠長。由于齒根發(fā)生根切，有可能使齒輪的磨后漸開線長度不夠，導(dǎo)致齒輪的重合度降低，從而在嚙合過程中產(chǎn)生振動和噪聲，同時，也會降低齒輪的承載能力。因此磨后齒輪時，要保證齒輪漸開線的有效長度，以確保齒輪平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，起到降低噪音的作用。

4. 影響磨齒精度的原因。磨齒一般采用蝸桿砂輪磨齒，在生產(chǎn)實(shí)踐中，蝸桿砂輪磨齒常見的誤差形式及產(chǎn)生的原因見表1。

表1 蝸桿砂輪磨齒誤差產(chǎn)生的形式及原因分析

二、齒輪磨削裂紋的解決途徑

陜西法士特汽車傳動集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的某出口齒輪，磨糊磨裂現(xiàn)象很常見，達(dá)不到圖紙的技術(shù)要求，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。為了解決這個問題，技術(shù)人員從砂輪選擇、磨齒余量、切削參數(shù)、冷卻液等方面綜合考慮，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，最終解決了這一問題。

1. 砂輪的選擇。砂輪的特性主要指磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織形狀和幾何尺寸等。本文，技術(shù)人員主要基于以下幾個方面選取砂輪。

（1）砂輪磨料的選取。選取白剛玉系列，有效降低了磨削時產(chǎn)生的熱量。

（2）砂輪粒度的選取。砂輪粒度與工件表面的粗糙度有關(guān)，根據(jù)工件的精度要求，一般選取46#或60#砂輪。對于粗糙度要求較高的零件，應(yīng)選用號數(shù)較大的粒度。

（3）砂輪硬度的選擇。由于工件較硬，砂輪容易磨鈍，為了保持砂輪的切削性能和不燒傷工件，需要使磨鈍的砂粒較快脫落，從而突出新的鋒利砂粒（這種性質(zhì)稱為砂輪的自銳性），這樣，砂輪的硬度會小一些。

2. 磨齒余量的選擇。磨削余量的大小取決于預(yù)切齒輪的精度、磨齒前切齒工序產(chǎn)生的誤差、熱處理時的變形，以及熱處理后精磨內(nèi)孔形成的徑向偏差。為了提高磨齒效率，防止磨齒時出現(xiàn)燒傷和裂紋，保證齒輪質(zhì)量，必須盡量減小磨削余量，但需注意防止加工余量過小，出現(xiàn)殘留黑皮。技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，摸索出了適合產(chǎn)品需要的加工余量，具體的磨削余量選擇見表2。

表2 磨齒余量選擇

3. 切削參數(shù)的選擇。合理選擇搭配切削用量，要選擇較高的砂輪轉(zhuǎn)速，以及適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量。以秦川磨齒機(jī)（YK7236A）為例，技術(shù)人員經(jīng)過多次試驗(yàn)，調(diào)整不同的進(jìn)給量及循環(huán)次數(shù)，找到了最佳的切削參數(shù)。具體參數(shù)如表3所示。實(shí)際加工中，可以根據(jù)所留余量的大小，調(diào)整磨削2的循環(huán)次數(shù)

表3 切削用量（適用于秦川磨齒機(jī)YK7236A）

4. 冷卻液的選擇。冷卻液也是磨削中的一個重要環(huán)節(jié)。冷卻液要直接噴在磨削區(qū)上，并且必須保證其流量和壓力的充足，以及充足的循環(huán)時間，以使冷卻液得到充分冷卻。同時，循環(huán)過程中還要經(jīng)過過濾網(wǎng)，以保證冷卻液達(dá)到要求的純凈度。

三、結(jié)論

通過合理選擇磨齒磨削的工藝參數(shù)，不僅使磨削裂紋得到了有效控制，同時，還大大提高了齒輪的磨削精度，保證了被加工工件的質(zhì)量。