粗加工刀具的凸角量問題及解決方案

齒輪的精加工工藝一般分為熱處理前和熱處理后兩種。熱處理前工藝一般是指插齒和滾齒分別與剃齒組合的工藝；熱處理后工藝一般是指插齒和滾齒分別與珩齒和磨齒組合的工藝。兩者相比，在粗加工刀具凸角量問題上的表現(xiàn)形式基本一致，而熱處理前精加工沒有熱變形的影響，其挖根和臺階控制較為容易。如果出現(xiàn)臺階問題，需第一時間檢查粗加工刀具的凸角量設(shè)計和制造是否正確，下面以滾剃工藝為例進(jìn)行分析。

（1）臺階發(fā)生的位置靠近挖根的最大位置。該情況下的臺階特征在報告上較難識別，通常需要標(biāo)注剃前挖根的最大位置來識別，如圖5所示。

圖5 臺階在挖根最大位置處的報告和輪廓示意

（2）臺階發(fā)生的位置在挖根最大位置上方。該情況下的臺階容易識別，特征如圖6所示，臺階為滾刀切出的挖根圓弧和剃刀切出的挖根圓弧之間的突起形狀。

 圖6 臺階在挖根上方的報告和輪廓示意

針對上述兩類問題，因為如果嘗試增加精加工刀具的齒頂高來去除臺階，則臺階和挖根會被精加工刀尖一并切掉，從而留下新臺階，所以應(yīng)檢查和修正粗加工刀具的凸角量。

方法一：檢查滾刀的凸角量是否有制造誤差。滾刀加工的零件實測報告顯示，挖根量在0.043～0.048mm之間。圖7是通過模擬滾齒展成得到的零件端面上的挖根區(qū)域圖，挖根量數(shù)值為0.056±0.006mm?？梢园l(fā)現(xiàn)，實測挖根量的上極限尺寸0.048mm比模擬結(jié)果的下極限尺寸0.050mm還小，說明刀具的凸角量加工與設(shè)計不符，應(yīng)該對刀具齒形進(jìn)行修磨，直至能夠加工出合格的挖根。

圖7 零件端面的滾齒挖根模擬圖

方法二：調(diào)整工藝中M值的名義值，使余量適配刀具凸角量。不過該方法有其局限性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)M值的調(diào)整仍無法消除臺階時，則需修磨刀具齒形。

方法三：上述方法都無法解決問題時，則需收集熱處理變形穩(wěn)定后的熱處理前、熱處理后以及成品的加工報告，數(shù)據(jù)統(tǒng)計由熱變形導(dǎo)致的挖根變化量，得到凸角量補(bǔ)償值，從而修正滾刀設(shè)計。

精加工刀具的超越量問題

1. 精加工刀具超越量定義

精加工刀具的種類有很多，常用的有剃刀、珩齒刀具和磨齒刀具。為了避免臺階，這些刀具的設(shè)計都必須滿足超越量大于零的要求。超越量的定義是精加工刀具能夠加工到的最低點的展長與真實漸開線起始點展長的差值。圖8所示齒形示意供參考。

可見，當(dāng)刮削起始點的位置在真實漸開線起始點的下方時，超越量為正值，表示真實的漸開線起始點可以加工出來，沒有臺階產(chǎn)生；當(dāng)刮削起始點的位置在真實漸開線起始點的上方時，超越量為負(fù)值，表示真實的漸開線起始點無法加工到，有臺階產(chǎn)生。

圖8 剃齒或珩齒的加工軌跡（左）、磨齒的加工軌跡（右）

本文內(nèi)容及觀點來源于：賀鵬《汽車工藝師》 ，如有侵權(quán)，請及時聯(lián)系我們刪除。