標(biāo)準(zhǔn)齒輪概述

王山城

摘 要：所謂標(biāo)準(zhǔn)齒輪就是螺旋錐齒輪被用來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)齒輪是一副配合嚙合的齒輪，根據(jù)最后被批準(zhǔn)的磨削調(diào)整卡制造，并被用于生產(chǎn)的齒輪的參考樣件，標(biāo)準(zhǔn)齒輪的各種尺寸精度要求一般在DIN3級(jí)以上，齒距累計(jì)誤差、齒形誤差、齒圈跳動(dòng)誤差和周期誤差等要求非常嚴(yán)格，國(guó)內(nèi)的加工精度很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)齒輪的要求，我公司在標(biāo)準(zhǔn)齒輪上引用阿古斯塔的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)加工和試驗(yàn)，積累了相應(yīng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)齒輪的研制和生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)齒輪；加工方法；檢查

目前國(guó)際上較先進(jìn)的數(shù)字化加工方法及檢測(cè)方法。首先根據(jù)圖紙尺寸進(jìn)行建模，然后模擬分析，調(diào)整邊界條件等各個(gè)參數(shù)得到符合圖紙的印痕形狀，并同時(shí)得到磨削此印痕的加工參數(shù)并用于加工，加工完后與標(biāo)準(zhǔn)齒輪進(jìn)行對(duì)比得到齒面誤差，對(duì)滾試驗(yàn)后與圖紙要求的印痕和模擬仿真得到的印痕進(jìn)行比較并模擬狀態(tài)，調(diào)整磨削參數(shù)繼續(xù)磨削，如此反復(fù)進(jìn)行此過(guò)程從而使得實(shí)際的齒面和印痕越來(lái)越接近圖紙的形狀并最終滿足設(shè)計(jì)要求，從而得到了此零件的加工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)加工與檢測(cè)的協(xié)同統(tǒng)一，固化加工參數(shù)，下次再加工時(shí)可直接使用此參數(shù)。同時(shí)使用數(shù)字化檢測(cè)大幅度提高檢測(cè)準(zhǔn)確性和效率，通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的檢測(cè)可以減少著色試驗(yàn)進(jìn)行的頻率，在生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定階段可以通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)齒輪對(duì)比，對(duì)齒輪印痕的著色試驗(yàn)進(jìn)行抽檢從而極大的提高效率。這其中的難點(diǎn)在于標(biāo)準(zhǔn)齒輪的建立、使用、維護(hù)等。

1 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的類型

1.1 標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）

標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）僅用于標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）的齒面著色印痕和側(cè)隙的檢驗(yàn).此標(biāo)準(zhǔn)齒輪被命名為“金輪”或“頭輪”。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)齒輪被命名為“銀輪”。標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）是“非工作”標(biāo)準(zhǔn)齒輪，僅用于檢驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）的齒面著色印痕和側(cè)隙的檢驗(yàn)。

1.3 檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）

檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）是“工作”標(biāo)準(zhǔn)齒輪并被僅用于生產(chǎn)的零件的齒面著色印痕和側(cè)隙的檢驗(yàn)。

2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)識(shí)

所有的標(biāo)準(zhǔn)齒輪應(yīng)該用振動(dòng)蝕刻法標(biāo)記工裝號(hào)、順序號(hào)、零件號(hào)、優(yōu)化發(fā)展階段、同套順序號(hào)、安裝距相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)控制標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）的分配側(cè)隙。

所有的標(biāo)準(zhǔn)齒輪應(yīng)該用以下的顏色表示色標(biāo)：

標(biāo)準(zhǔn)控制齒輪——藍(lán)色；標(biāo)準(zhǔn)齒輪——紅色；檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪——黃色。

3 標(biāo)準(zhǔn)齒輪數(shù)據(jù)記錄

對(duì)于所有的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，應(yīng)該做如下記錄。

工作齒側(cè)：中心印痕，齒輪大端，小端和齒廓。非工作齒側(cè)：中心印痕；記錄印痕應(yīng)該把印痕的每一個(gè)位置的V軸，H軸，Y軸的坐標(biāo)值記錄下來(lái)；在加載區(qū)的每個(gè)齒的側(cè)隙和在中心印痕區(qū)的總側(cè)隙值；印痕：產(chǎn)品的工作側(cè)和非工作側(cè)的中心，工作側(cè)的齒輪大端，這項(xiàng)檢查只針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)控制標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）。

4 側(cè)隙檢查

側(cè)隙就是在分圓處一個(gè)齒輪的齒槽與相配嚙合齒輪齒厚的差異量。側(cè)隙的測(cè)量是將齒輪安裝在嚙合檢查機(jī)上，嚙合檢查機(jī)在基本安裝距下并且垂直輪位為零，在分圓半徑的旋轉(zhuǎn)平面處測(cè)量。

通過(guò)小輪的軸線在水平軸線上定位小輪上標(biāo)注齒的軸線，對(duì)于產(chǎn)品的小輪，定位將要檢查的輪齒并且與在標(biāo)記的齒之間與標(biāo)準(zhǔn)齒輪進(jìn)行比較。將齒輪元件固定住，應(yīng)用專用的裝備檢查在節(jié)圓半徑上的圓周側(cè)隙。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的側(cè)隙是通過(guò)與（標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪）標(biāo)記齒相配獲得的，而產(chǎn)品中的側(cè)隙是與檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）上標(biāo)記齒相配獲得的。任何齒輪分配側(cè)隙值就是零件測(cè)量的累積側(cè)隙值減去相配的測(cè)量用控制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的側(cè)隙值。

5 印痕極限

基本印痕是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪獲得的。

中心印痕，工作側(cè)和非工作側(cè)在所有的情況下應(yīng)該用上面定義的軸系檢查如下印痕測(cè)量結(jié)果：

縱向位置：齒高方向印痕邊緣的位置應(yīng)該位于：

±0.8mm 標(biāo)準(zhǔn)齒輪和檢驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)齒輪

±1.4mm 產(chǎn)品

長(zhǎng)度：印痕位置應(yīng)該位于：

±0.8mm 標(biāo)準(zhǔn)齒輪和檢驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)齒輪

±1.4mm 產(chǎn)品

齒高方向：印痕邊緣到齒頂面的距離：

±0.4mm 標(biāo)準(zhǔn)齒輪和檢驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)齒輪

±0.7mm 產(chǎn)品

以上提到的極限應(yīng)該是和標(biāo)準(zhǔn)齒輪（標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪）對(duì)比來(lái)檢測(cè)，并且用于初始制造和后續(xù)的所有檢測(cè)中。

為了滿足上面提到的印痕的極限要求并減少單個(gè)印痕的測(cè)量次數(shù)，可制作一種能復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）印痕極限的極限印痕拓帶，這種極限印痕拓帶可以用于基本標(biāo)準(zhǔn)齒輪設(shè)置時(shí)對(duì)其他齒輪進(jìn)行目視檢查。

6 一般要求

標(biāo)準(zhǔn)齒輪的制造過(guò)程應(yīng)不包括表面處理（例如酸洗檢查、噴丸處理、氧化處理、鍍銀等），在小齒輪的大端齒上及盤齒輪大端兩個(gè)相鄰齒間標(biāo)記字母“X”。側(cè)隙用這些標(biāo)記齒測(cè)量，著色印痕也是在這些標(biāo)記的小輪齒及大輪相鄰兩個(gè)齒的齒槽上測(cè)量。標(biāo)記相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分配側(cè)隙。在嚙合檢驗(yàn)機(jī)調(diào)整安裝距時(shí)使用安裝距樣品，裝在嚙合檢驗(yàn)機(jī)的小輪轉(zhuǎn)接套上裝配側(cè)隙專用檢具，以使在小輪節(jié)錐圓弧指示位置的旋轉(zhuǎn)平面檢查側(cè)隙。標(biāo)準(zhǔn)齒輪應(yīng)有足夠的側(cè)隙以供產(chǎn)品零件在最小側(cè)隙值時(shí)的小端、大端和齒形的檢查。標(biāo)準(zhǔn)齒輪允許印痕檢查，同時(shí)把產(chǎn)品零件的可接受誤差考慮在內(nèi)。

7 標(biāo)準(zhǔn)齒輪在生產(chǎn)方式中的應(yīng)用

傳統(tǒng)方法：3件實(shí)物（MCG，MG，IG）

適用于試驗(yàn)批生產(chǎn)：1件實(shí)物（印痕檢查用）+1件實(shí)物（三坐標(biāo)機(jī)校準(zhǔn)用）+數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)齒輪（三坐標(biāo)檢驗(yàn)用）

適用于連續(xù)生產(chǎn)：1件實(shí)物（三坐標(biāo)機(jī)校準(zhǔn)用）+數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)齒輪（三坐標(biāo)檢驗(yàn)用）

新開(kāi)發(fā)定義階段：1件實(shí)物（印痕檢查用）+數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)齒輪（三坐標(biāo)檢驗(yàn)用）

輪齒表面：

適用于試驗(yàn)批生產(chǎn)：用從標(biāo)準(zhǔn)齒輪得到的柵格名義數(shù)據(jù)在P100齒輪測(cè)量機(jī)檢驗(yàn)（驗(yàn)收也僅依據(jù)印痕檢查）

適用于連續(xù)生產(chǎn)：用從標(biāo)準(zhǔn)齒輪得到的柵格名義值及定義驗(yàn)收公差。

新開(kāi)發(fā)：定義階段用理論柵格名義值P100齒輪測(cè)量機(jī)上檢驗(yàn)（用來(lái)飲恨檢查的零件誤差必須在±0.003以內(nèi)）

8 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的維護(hù)

8.1 標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）

目前我廠標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪由計(jì)量中心保管。

8.2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）

標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）與檢驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）應(yīng)用十次以后應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)控制用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MCG）檢查校準(zhǔn)，即使在減少生產(chǎn)量期間，標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）最長(zhǎng)間隔不超過(guò)5年。

8.3 檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪

正常生產(chǎn)周期內(nèi)檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（MG）重新檢定的間隔不超過(guò)6個(gè)月，生產(chǎn)量減少期間可以由質(zhì)量部門延長(zhǎng)檢定周期，但最長(zhǎng)周期不能超過(guò)9個(gè)月。如果用標(biāo)準(zhǔn)齒輪檢查印痕超出印痕極限，檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）作廢。重新檢查顯示當(dāng)誤差超過(guò)±0.013時(shí)，檢驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）的分配側(cè)隙應(yīng)重新標(biāo)記。檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）的替換需要質(zhì)量部門的批準(zhǔn)。

所有的印痕和側(cè)隙檢驗(yàn)記錄應(yīng)是檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）批準(zhǔn)文件的主要部分應(yīng)由質(zhì)量部門保存。如果產(chǎn)品停產(chǎn)或因生產(chǎn)量減少超出檢查周期，檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪（IG）特殊的檢定項(xiàng)目可以延緩，但需要在恢復(fù)生產(chǎn)前重新檢定。螺旋錐齒輪的檢驗(yàn)方法在采納傳統(tǒng)方法或試驗(yàn)批生產(chǎn)或連續(xù)生產(chǎn)的情況下，檢查用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的定檢周期可以確定為12個(gè)月，應(yīng)為這些標(biāo)準(zhǔn)齒輪僅用于每種零件首批樣件的著色印痕和側(cè)隙的檢查。標(biāo)準(zhǔn)齒輪在12個(gè)月的間隔內(nèi)應(yīng)用于校驗(yàn)齒輪測(cè)量機(jī)的零點(diǎn)。隨著標(biāo)準(zhǔn)齒輪的建立、使用，將從根本上改變傳統(tǒng)的螺旋錐齒輪的加工方式，節(jié)約加工成本，縮短加工周期，提高裝配試車后齒輪的嚙合質(zhì)量。