滾齒加工工藝實踐探討

丁明亮

摘 要：齒輪是機械產品設計中的常用零件，而在齒輪齒形加工中，滾齒應用最廣泛，它除可加工直齒、斜齒圓柱齒輪外，還可以加工蝸輪、花鍵軸等。隨著齒輪的傳動速度、承載能力、使用壽命等要求的提高，以及運行噪聲、制造成本降低的需求，業內對齒輪的設計、加工等提出了更高的要求。滾齒是齒形加工中生產率較高、應用最廣的一種方法。

關鍵詞：滾齒;加工;工藝;技術

滾齒是一種常用的齒輪加工方法，滾齒加工的通用性較好，在滾齒機上用齒輪滾刀加工齒輪的原理，相當于一對螺旋齒輪作無側隙強制性的嚙合，即用一把滾刀可加工模數相同而齒敷和螺旋角不同的直齒圓柱齒輪、斜齒輪，還可加工圓柱齒輪，又能加工蝸輪。在精度很高的滾齒機上，采用精密滾刀，可以加工出4—6級精度的輪齒。在普通級滾齒機上，用普通精度滾刀，只能加工出9級精度輪齒。

一、滾齒加工工藝特點

（一）生產效率較高。刀具與工件材料相互滾動，且互相嚙合，最終形成與刀具模數完全一致的齒輪。滾齒通常加工6-10級精度齒輪，最高4級，生產率較高。滾齒為連續切削，無空行程，可用多頭滾刀來提高滾率。所以滾齒生產率一般比插齒高。而且滾齒加工時主要是以兩中心孔和端面做定位基準，因此分析滾齒的誤差來源，掌握保證和提高加工精度的方法非常重要。例如，高速干式滾齒的效率是傳統濕式滾齒的4～6倍，而刀具壽命是一般濕式加工的6倍。在齒輪加工中，使生產成本降低50%，不但節省了資源，降低了制造成本，而且沒有了環境污染，符合綠色制造的發展理念。

（二）適應性好。滾齒加工法不但能加工直齒和斜齒圓柱齒輪，而且還可以加工渦輪。用高速鋼滾刀滾齒，切削速度可達300m/min，滾切齒輪齒面硬度高達62HRC。同時，由于滾齒加工是采用展成法加工，因而一把滾刀可以加工與其模數和齒形角相同的不同齒數的齒輪。滾齒加工適于加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪，但不能加工內齒輪，扇形齒輪和相距很近的多聯齒輪。滾齒適用于單件小批量生產，也可大批大量生產。

二、滾齒加工工藝有關路徑

（一）完善生產工藝。在滾齒操作加工過程中要十分正確的選用合適的切削用量、滾刀的轉速，避免工件產生積屑瘤。 要正確的選用切削液，尤其要注意它的潤滑性能，對于發黑發臭，進水的切削油應及時的更換。滾齒油要經常添加新油，保持油箱中的油量，保證正常加工時油溫不升高。每周觀測一次油品外觀、氣味、判斷是否有水分混入，機械雜質是否超標。每周觀察超精質量情況，有無端面發黑和粗糙度不合格等現象。保證滾刀的安裝精度，同時安裝滾刀時不能敲擊;墊圈端面平整;螺母端面要垂直;錐孔內部應清潔;托架裝上后，不能留間隙。當滾刀與滾齒坯間嚴格按照齒輪于齒條的傳動比強制嚙合傳動時，滾刀刀齒在一系列位置上的包絡線就形成了工件的漸開線齒形。隨著滾刀的垂直進給，即可滾切出所需的漸開線齒廓。所以，為提高加工精度和齒面質量，宜將粗、精滾齒分開。糟滾的加工余量一般為0.5—1mm，且應取較高的切削速度和較小的進給量。

（二）選擇好滾刀。要選用專業滾刀生產廠家提供的滾刀，確保滾刀的制造精度達到要求。A 級可以加工7～8級齒輪，B 級可加工8～9級齒輪;C級可加工9～10級齒輪。滾刀的轉速加快，軸向走刀速度減慢，是可以提高齒面光潔度。滾齒工序的齒形誤差主要來源于滾刀精度、刀桿精度、滾刀和齒坯的基準校正，而滾齒工序的齒向精度、周節積累精度等則主要取決于滾齒機精度和齒坯校正精度。滾刀不同級別的誤差在0.05MM級。滾齒時滾刀切入齒坯的方法有兩種：徑向切入和軸向切入。徑向切入比軸向切入行程短，可節省切入時間，對大直徑滾刀滾齒時尤為突出。滾刀刃磨質量不好很容易出現齒形誤差。同時滾刀在安裝中產生的徑向跳動、軸向竄動（即安裝誤差）也對齒形誤差有影響。常見的齒形誤差有不對稱、齒形角誤差（齒頂變肥或變厚）、產生周期誤差等。例如，要提高滾刀的裝夾剛性，縮小支承間距離，帶柄滾刀應盡量選用大軸徑等。要提高工件的裝夾剛性，盡量加大支承端面，支承端面（包括工件）只準內凹，縮短上下頂針間距離。

（三）不斷增強操作技能。要不斷加強相互交流討論技術才能減少工作中出現這樣那樣的超差和缺陷。技術人員需要測量齒輪齒條的運動比率，并根據齒條的尺寸規模，進行齒輪設計。滾刀刀齒在轉動過程中會分散出分散出不同的運動線路，不同的運動線路組合在一起，就形成了漸開線式齒廓。切削加工完成后，可以將工件直接進行淬火處理，節省了清洗工件表面切削油的過程。控制齒坯兩端面的平行度誤差，控制齒坯定位孔與端面的垂直度。多件加工，將幾個齒坯串裝在心軸上加工，可以減少滾刀對每個齒坯的切入切出時間及裝卸時間。還可以采用徑向切入，滾齒時滾刀切入齒坯的方法有兩種：徑向切入和軸向切入。徑向切入比軸向切入行程短，可節省切入時間，對大直徑滾刀滾齒時尤為突出。實際上，只要滾刀與工件齒形共軛，就可以加工其他齒形的工件，如圓弧齒輪、擺線齒輪、鏈輪、棘輪等。大型滾齒機除按展成法工作外，尚有分度銑齒裝置，用盤銑刀或指狀銑刀作仿形銑齒：或附設的內齒滾刀架，用特定的內齒輪滾刀，按展成法滾切內齒輪。

三、結束語

在當今機械加工中，滾齒加工一種應用最廣的齒形加工方法，它具有著生產效率較高、成品工件精度較高等一系列特點。因此，在日常我們滾齒操作加工的過程中，不管齒軸還是齒輪的齒面，不可避免的存在著各種各樣的質量缺陷。不論是滾齒機床的故障，還是操作工在平時操作時的失誤。這就要求我們每一位技術人員在平時的操作加工工作中要認真仔細，要做到多看，多問，把工作中發現的各種問題自己要認真總結和思考，從而不斷提高滾齒加工工藝技術。

參考文獻：

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