剃齒加工工藝及剃齒刀修磨研究

王明海 于濤

關(guān)鍵詞：剃齒加工工藝;剃齒刀修磨;發(fā)展現(xiàn)狀;研究

近年來，我國科技水平取得了日新月異的成就，而齒輪是一種應(yīng)用于機械正常運作并為機械提供一定動力作用的零件，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，齒輪的市場需求與日俱增，使得齒輪的精確度也開始得到廣泛重視。而剃齒加工工藝最先起源于1926年名稱為耐森納爾·波洛奇的美國公司，直到50年代末期逐步被大力推行應(yīng)用于各部門的工作中，現(xiàn)階段國內(nèi)與國外在實際齒輪生產(chǎn)過程中，將齒輪的精加工作為最關(guān)鍵的零件加工工序。目前，我國工業(yè)化發(fā)展進程不斷擴大，因而對齒輪零件加工工藝提出更高的標準，使得齒輪零件加工工藝的精確性也有新的提升。而將剃齒加工工序作為齒形加工的結(jié)尾流程，有利于修正齒形、齒圈徑向的跳動、齒距以及齒向等的偏差，進而對剃齒齒輪的精確性與運行平穩(wěn)具有重要作用，同時可以使齒輪有效得到更精確、細致的外觀。

1.淺析剃齒加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀

齒輪精加工的方式包括磨削加工和剃齒加工，由于剃齒加工受到一定的限制，因而剃齒加工工序是作為熱處理之前的一道工序，而磨削加工是在進行熱處理后的工序。近些年，隨著器材加工精確度的不斷改良以及數(shù)控機床的逐步健全和加工軟件的快速進步發(fā)展，使得我國齒輪精加工的技術(shù)有所新的突破成果，進而大大提高了齒輪加工的效率和精確度以及其它加工工序的水準。基于CBN砂輪與現(xiàn)代化新型陶瓷的應(yīng)用，使得展成磨削與成形磨削兩者都有較大的進步成果，由于過去大部分使用剃齒的加工逐步更換為磨齒加工，進而讓部分人產(chǎn)生“多年以后剃齒的加3232藝將會被完全替代”的觀點，現(xiàn)階段，這一觀點得以完全否定，如今無論國內(nèi)還是國外，在實際齒輪生產(chǎn)過程中，剃齒加工還是作為齒輪精加工的關(guān)鍵方法。

2.淺析剃齒刀的作用

剃齒刀是一種作為直齒與斜齒漸開線圓柱齒輪的刀類工具。剃齒加工進行時，剃齒刀的切削刃沿工件的齒面剃下一層薄金屬，有利于提升齒面的質(zhì)量以及被剃齒輪的精確度，同時有利于促進加工效率并延長刀具的使用壽命，這一刀具普遍使用于大批量生產(chǎn)中等精確度的圓柱齒輪。其次，剃齒刀是通過淬火磨削后的齒輪形狀的刀具，沿著齒高方向的凹槽稱為鋸齒刀槽。剃齒的加工即是經(jīng)過應(yīng)用齒輪工件以及剃齒刀相互作用下嚙合傳動，再從齒輪工件的齒面切削掉較為渺小的加工剩余量。此外，剃齒刀與齒輪工件進行嚙合旋轉(zhuǎn)過程中，齒輪軸與剃齒刀刀軸相互交織，而剃齒刀與齒輪工件間隔只有齒面的嚙合，因此，齒輪軸與剃齒刀刀軸之間并沒有太大的關(guān)聯(lián)，但彼此可以實現(xiàn)“無拘無束”的旋轉(zhuǎn)。

3.剃齒刀具修磨的重要作用

傳統(tǒng)舊的剃齒刀加工的齒輪會出現(xiàn)許多不良缺陷（如下圖所示），以某公司為例，這一公司在1995年開始引入這一系列的產(chǎn)品后一直在使用剃齒刀具的修磨辦法，同時也受到日本川崎強烈推薦的日本進口滾刀以及剃齒刀。通過二十年實際的生產(chǎn)實踐，這一公司已經(jīng)達成了機組的中心部件轉(zhuǎn)子完全自我制作的成果，然而，這一公司在二十年后，現(xiàn)階段大部分剃齒刀已經(jīng)受到損傷，使得難以實現(xiàn)完成更高精確度的齒輪零件加工。其次，由于購買新剃齒刀的成本較大，為了有效應(yīng)用受損的剃齒刀，這一公司積極努力展開了長時期的研究，但基于種種因素的制約影響，致使最終并未達成對剃齒刀的修正。由圖可知，傳統(tǒng)舊的剃齒刀鑒于在實際加工過程中受到刀具長時間的磨損，使得齒輪的齒面逐步產(chǎn)生一定面積的亮度，齒端發(fā)生毛刺的現(xiàn)象，致使齒面的光潔度有所降低以及被剃齒輪的齒形精確度比較差，此外，剃齒加工過程中產(chǎn)生的噪聲逐漸增強與齒面出現(xiàn)相應(yīng)的痕跡等。

4.應(yīng)用剃齒刀修磨機床有效達成剃齒刀修磨

目前，我國工藝技術(shù)的設(shè)備較為先進，而隨著數(shù)控剃齒刀磨床的日漸增加，剃齒刀的精確度與廓形直接影響了被剃齒輪的精確度以及廓形，其次，由于剃齒刀的精確度以及刀齒廓形是經(jīng)過剃齒刀的修磨所得到的，因而剃齒刀的修磨以及剃齒刀磨床的機能相對剃齒的質(zhì)量而言，具有重大作用，同時在一定程度上為相關(guān)工作人員完成剃齒刀的修磨建立穩(wěn)固的根基。

5.經(jīng)過修磨后的剃齒刀開展實踐加工檢驗

為了檢驗修磨后的剃齒刀應(yīng)用效用，這一公司員工應(yīng)用修磨后剃齒刀模數(shù)為2.5的加工齒輪，并且應(yīng)用剃齒機是美國紅環(huán)剃齒機床，其具體數(shù)據(jù)如圖表一所示：

6.剃齒后的檢測數(shù)據(jù)及報告分析

21614齒輪的經(jīng)過修磨后的剃齒刀進行加工工藝，將這一加工后的檢測數(shù)據(jù)與國內(nèi)外精確度等級相對比，如下表二所示，由表二可知修磨后的剃齒刀所加工的齒輪可以達到這一公司齒輪的加工精確度標準。

7.結(jié)束語

綜合上述，通過種種實踐表明，由于進口刀具的材質(zhì)與熱處理方法相對先進，使得通過應(yīng)用傳統(tǒng)舊的進口剃齒刀進行修磨加工處理后，這樣不僅可以完全利用進口刀具刀體的剛性，同時也可以實現(xiàn)齒輪加工精確度的標準。此外，由表二數(shù)據(jù)可以清楚了解修磨后的剃齒刀在實際加工工序后，所加工的齒輪精確度與公司提出的齒輪加工精確度相符。