機械齒輪加工工藝分析

崔明杰

摘 要：經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，機械制造企業(yè)迎來了全新的發(fā)展機遇，尤其是隨著機械制造技術(shù)水平的不斷提高，對機械齒輪加工工藝也提出了全新要求。只有在機械齒輪運行完整與精準(zhǔn)的前提下，才能確保整個機械制造系統(tǒng)的常態(tài)化運行，可見其重要地位。但就現(xiàn)狀來講，機械齒輪加工還存在許多問題，一定程度地制約了機械制造行業(yè)的健康發(fā)展。對此，本文在簡要闡述機械齒輪加工現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了其加工過程中存在的問題，并針對性地提出了相應(yīng)工藝的應(yīng)用要點，以期廣大業(yè)內(nèi)同仁提供一定啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：機械制造;齒輪加工;現(xiàn)實問題;應(yīng)用要點

21世紀(jì)以來，隨著我國市場結(jié)構(gòu)的升級轉(zhuǎn)型，機械制造業(yè)也同樣迎來了屬于自己的春天。在機械制造實踐中，齒輪無疑扮演著至關(guān)重要的角色，它是決定整個機械共工程能否順利運轉(zhuǎn)的根本所在，但就國內(nèi)齒輪加工現(xiàn)狀來講，工藝質(zhì)量尚無法滿足現(xiàn)實發(fā)展要求，一定程度地制約了機械制造行業(yè)的健康發(fā)展。因此加強機械齒輪加工工藝優(yōu)化對策的研究，具有非常重要的現(xiàn)實意義和指導(dǎo)價值。

1、機械齒輪基本介紹

在整個機械設(shè)備的構(gòu)成系統(tǒng)中，齒輪的功能作用十分突出，某種意義上講，機械齒輪決定著整個機械設(shè)備能否正常運轉(zhuǎn)。就機械齒輪的機構(gòu)來講，主要分為輪齒、齒槽、齒面和齒圓四大構(gòu)件，而就齒輪類型來講，我們可依據(jù)具體的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的劃分，具體如下：

1.1 齒輪齒形。以齒形的不同來劃分的話，齒輪主要分為漸開線齒輪、大壓力角齒輪、小壓力角齒輪和擺線齒輪等。其中的漸開線齒輪生產(chǎn)成本較低，有著非常廣泛的應(yīng)用范圍。而大壓力角齒輪有著較強的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可確保機械設(shè)備的持續(xù)化運轉(zhuǎn)，因此也有著較為廣泛的應(yīng)用。但相比于這兩類齒輪，擺線齒輪因生產(chǎn)工藝要求較高，所以應(yīng)用范圍也相對有限，而小壓力角齒輪因抗壓性較弱，破損率較高，同樣限制了其廣泛應(yīng)用。

1.2 齒輪外形。以齒輪不同外形進(jìn)行劃分的話，機械齒輪主要分為圓形齒輪、直線齒輪、錐形齒輪和斜線齒輪等。

1.3 齒輪表面。以齒輪不同表面進(jìn)行劃分的話，機械齒輪主要分為外部齒輪和內(nèi)部齒輪兩種。

2、機械齒輪加工工藝中的主要問題

2.1 數(shù)量訛誤

由上文可知，輪齒是機械齒輪的一大核心構(gòu)件，輪齒的數(shù)量，或者說是齒輪的數(shù)量，與機械裝置的尺寸有著直接聯(lián)系，并與機械裝置軸承半徑呈正相關(guān)。所以在機械制造實踐中，一定要結(jié)合機械裝置軸承半徑大小，確保齒輪數(shù)量的正確性。但在現(xiàn)實中，機械制造過程中經(jīng)常會發(fā)生齒輪數(shù)量訛誤的問題，而造成這一問題的原因主要有三，包括：

第一，技術(shù)人員所選機械裝置滾刀不合理。不同類型的齒輪具有不同的功能，只有結(jié)合機械設(shè)備的材料性能，選擇相應(yīng)的齒輪，才能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。但在進(jìn)行齒輪滾刀選擇時，許多技術(shù)人員因自身失誤，造成齒輪數(shù)量也發(fā)生了訛誤。

第二，技術(shù)人員未能準(zhǔn)確計算軸承半徑大小。整體來講，機械齒輪主要是為

機械軸承來服務(wù)的，這就要求齒輪數(shù)量必須要與機械尺寸完全吻合，許多技術(shù)人員在對機械軸承半徑進(jìn)行測量計算時，因測量失誤造成所得數(shù)據(jù)偏誤，最終所制造的齒輪無法滿足機械裝置要求。

第三，技術(shù)人員未能正確判斷滾齒機的運動方向。在齒輪應(yīng)用過程中，滾齒機始終處于運行狀態(tài)，若是方向判斷錯誤，將會對齒輪結(jié)構(gòu)帶來損壞，最終帶來數(shù)量訛誤問題。

2.2 兩側(cè)不對稱

一般而言，齒輪兩側(cè)需要保持完全對稱，這樣才能確保齒輪運轉(zhuǎn)的正常性，但在現(xiàn)實中許多技術(shù)人員因主客觀原因，造成齒輪兩側(cè)不對稱，最終影響了其功能性質(zhì)。一方面，技術(shù)人員滾刀安裝效率不高。在機械齒輪設(shè)計時，必須要安裝滾刀，但許多技術(shù)人員在該環(huán)節(jié)，未能對滾刀半徑和運動方向作出科學(xué)計算，再加上滾刀擺放位置的偏差，很容易造成臺階和螺母垂直參數(shù)的偏誤，最終帶來了齒輪兩側(cè)失衡的問題。另一方面，技術(shù)人員對螺旋角的設(shè)定存在偏差。在應(yīng)用滾刀實踐中，螺旋角的齒輪齒數(shù)直接關(guān)乎滾刀頭數(shù)，所以必須要對螺旋角齒輪作精準(zhǔn)判定。但在實際中，許多技術(shù)人員根本不結(jié)合滾刀運作速度來調(diào)整螺旋角，也沒有結(jié)合螺旋角角度合理調(diào)整對齒輪位置，最終造成齒輪兩側(cè)不對稱問題的發(fā)生。

2.3 齒形誤差

在齒輪制造實踐中，漸開線式齒輪是最佳的加工狀態(tài)，但現(xiàn)實中總會出現(xiàn)齒形誤差的問題，而造成這一問題的原因無外乎兩點，一是技術(shù)人員對齒輪滾刀未作限制。二是技術(shù)人員未能有效確保加工設(shè)備傳動的穩(wěn)定性，而一旦齒輪生產(chǎn)發(fā)生了偏差，必然會造成齒輪外形的誤差。

3、機械齒輪加工工藝的應(yīng)用要點

3.1 漸開線式齒輪加工工藝的應(yīng)用要點

3.1.1 滾齒機的加工工藝。這種加工工藝在我國的機械制造行業(yè)中非常普遍，在應(yīng)用這一加工工藝時，技術(shù)人員需要應(yīng)用齒輪滾刀，根據(jù)機械設(shè)備的參數(shù)調(diào)整滾輪的外形、齒數(shù)等，并分析齒輪的實際轉(zhuǎn)動情況。滾刀刀齒在轉(zhuǎn)動過程中會分散出不同的運動線路，不同的運動線路組合在一起，就形成了漸開線式的齒廓。

3.1.2 插齒的加工工藝。在應(yīng)用這一加工工藝時，技術(shù)人員需要對齒輪的形狀進(jìn)行判定，優(yōu)化和調(diào)整齒輪的齒條和齒面。在插齒加工中，插齒刀承擔(dān)著重要的工作職能，插齒刀能改變齒輪的外形，因此技術(shù)人員要對齒輪的運動軸線進(jìn)行分析，如果齒輪偏離了運動軸線，應(yīng)該磨損齒輪的棱角。齒輪在固定的轉(zhuǎn)動區(qū)間進(jìn)行反復(fù)運動，插齒機會不斷磨削齒輪的外圍，直到齒輪的外形已經(jīng)滿足機械制造的固定標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.3 剃齒和磨齒的加工工藝。在應(yīng)用這兩種加工工藝時，技術(shù)人員需要應(yīng)用剃齒刀和砂輪對齒輪進(jìn)行加工。這兩種加工工藝不同，應(yīng)用的順序也呈現(xiàn)出較大的差異性。一般來說，在熱處理之前，應(yīng)該采用剃齒刀對齒輪進(jìn)行切削。在熱處理之后，應(yīng)該采用砂輪對齒輪進(jìn)行磨齒精加工。

3.2 其他工藝要點

在我國機械制造行業(yè)的機械齒輪加工中，可以應(yīng)用其他加工工藝。除了上述的加工工藝外，機械制造行業(yè)還可以采用其他的齒輪加工方法，如擠壓、車齒等。以擠壓加工為例，在應(yīng)用這種技術(shù)時，需要專機對齒輪進(jìn)行成型擠壓。以車齒加工為例，在應(yīng)用這種加工技術(shù)時，需要專用車齒設(shè)備進(jìn)行。

結(jié)束語

新時代，隨著我國機械制造技術(shù)水平的不斷提高，機械齒輪加工工藝水平隨之水漲船高，并開始出現(xiàn)了智能化、自動化、現(xiàn)代化發(fā)展趨勢，機械齒輪加工在精準(zhǔn)度方面得到了有效提高。但同樣也面臨著許多問題，這就要求相關(guān)制造人員在明確齒輪加工重要性的基礎(chǔ)上，全面把握齒輪加工工藝的應(yīng)用要點，針對現(xiàn)實存在的問題采取有效措施加以改進(jìn)，以進(jìn)一步推動齒輪加工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]丕偉.齒輪加工工藝方法分析[J].河南科技，2014，05：121-122.

[2]李春瑋.齒輪加工工藝分析[J].機械管理開發(fā)，2011，02：36-37+41.