加工方案的選擇
由于齒輪產(chǎn)品的使用工況和要求各不相同，規(guī)格大小差異很大，生產(chǎn)規(guī)模也不一致，加上裝備條件等因素，因此，在設(shè)計(jì)高速齒輪時(shí)必須根據(jù)企業(yè)的條件采用不同的加工方案，目前主要有以下幾種：
1）大、小齒輪全部都采用合金鋼滲碳淬火方案。
2）大、小齒輪全部都采用齒面滲氮方案，逐步推廣深層滲氮（滲層深度可達(dá)1mm）工藝。
3）小齒輪采用合金鋼滲碳淬火或滲氮，大齒輪采用中硬齒面調(diào)質(zhì)方案。
4）大、小齒輪均采用中硬齒面調(diào)質(zhì)方案（齒面硬度要求在250～340HBS）。
5）小齒輪采用合金鋼滲碳火或滲氮，大齒輪采用一般調(diào)質(zhì)（軟齒面硬度＜300HBS）方案。
以上幾種設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用的加工方法各異，目前主要有表8-1所列幾種。
表8-1 高速齒輪不同齒面的加工方法
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齒面硬度 |
工藝流程 |
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軟齒面 |
滾齒—剃齒 |
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中硬齒面 |
滾齒—剃齒—珩齒 |
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滲氮硬齒面 |
滾齒—精磨齒—滲氮 |
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滾齒—粗磨齒—滲氮—精磨齒 |
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滲碳淬火硬齒面 |
滾齒—滲碳淬火—磨齒 |
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滾齒—滲碳淬火—超硬滾—精磨齒 |
軟齒面（＜300HBS）齒輪的加工
隨著透平機(jī)械的不斷發(fā)展，高速齒輪的應(yīng)用日益增多。這種齒輪的精度要求很高，而且大齒輪的直徑大、齒數(shù)多、齒面寬，由于受到磨齒機(jī)性能和磨齒成本的限制，往往只能采用滾齒法進(jìn)行齒面的精加工。，在滾齒機(jī)上加工軟齒面的高速齒輪，齒輪的精度主要取決于所使用的機(jī)床。滾刀的制造精度、工件夾具的剛度和精度以及齒坯精度。高精度滾齒機(jī)是用來(lái)加工軟齒面的高速齒輪和其他高精度齒輪的精加工設(shè)備，可以加工出運(yùn)動(dòng)精度為4～5級(jí)精度齒輪。
精滾齒加工余量
精滾齒余量見(jiàn)表8-2。
表8-2 齒輪精滾齒加工余量（齒厚）
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模數(shù) |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
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余量 |
0.6 |
0.75 |
0.9 |
1.05 |
1.2 |
1.35 |
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模數(shù) |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
余量 |
1.5 |
1.7 |
1.9 |
2.1 |
2.2 |
對(duì)齒輪滾刀的要求
1）滾刀應(yīng)具有很高的制造精度，一般應(yīng)不低于AAA級(jí)。
2）滾刀應(yīng)采用較大的外徑、孔徑、長(zhǎng)度和較多的圓周齒數(shù)（容屑槽數(shù)），一般應(yīng)選用GB6083-85《齒輪滾刀的基本型式和尺寸》中的Ⅰ型尺寸系列。
3）滾刀應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)高速鋼制造，最好再進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚�，以保證滾刀具有較高的壽命。
4）用于高速齒輪加工的滾刀齒形應(yīng)經(jīng)專(zhuān)門(mén)修緣，以緩和齒輪基節(jié)誤差的影響，減小高速齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的撞擊，并有利于油膜的形成。
JB3227-83規(guī)定了AAA級(jí)高精度齒輪滾刀的技術(shù)條件，這種精度等級(jí)的滾刀一般可用于加工6級(jí)（GB10095-88）甚至更高精度的齒輪，其主要技術(shù)要求如下：
1）滾刀內(nèi)孔，端面、軸臺(tái)外圓、刀齒前刀面和側(cè)刀后面的表面粗糙度不大于Ra0.20μm；齒頂和圓角部分的表面粗糙度值不大于Ra3.2μm。
2）滾刀外徑和總長(zhǎng)的偏差均按IT15（GB1800-79）規(guī)定。
3）滾刀制造時(shí)的主要公差應(yīng)符合表8-3中的規(guī)定。
4）滾刀的成品精度應(yīng)盡量采用第一組（嚙合誤差）檢驗(yàn)法進(jìn)行檢驗(yàn)。這時(shí)，在所規(guī)定的嚙合誤差的公差滿足要求時(shí)，齒形和螺旋線誤差的公差按11、15兩項(xiàng)規(guī)定。在沒(méi)有檢測(cè)嚙合誤差的條件時(shí)，允許按第二組檢驗(yàn)法檢驗(yàn)。
5）滾刀齒側(cè)面上齒形合格部分的長(zhǎng)度，應(yīng)不少于齒長(zhǎng)的二分之一。
表8-3 AAA級(jí)高精度齒輪滾刀的制造公差
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序號(hào) |
項(xiàng)目 |
公差代號(hào) |
模數(shù)（mm） |
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1～3 |
＞2～3.5 |
＞3.5～6.3 |
＞6.3～10 |
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1 |
孔徑極限偏差 |
δD |
H4（GB1801-79） |
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2 |
軸臺(tái)的徑向圓跳動(dòng) |
δd1r |
2 |
2 |
3 |
4 |
|
3 |
端面圓跳動(dòng) |
δd1x |
2 |
2 |
2 |
3 |
|
4 |
刀齒的徑向圓跳動(dòng) |
δder |
10 |
12 |
14 |
20 |
|
5 |
刀齒前面的徑向性 |
δfr |
8 |
9 |
11 |
15 |
|
6 |
容屑槽的相鄰齒距差 |
δfp |
10 |
12 |
14 |
20 |
|
7 |
容屑槽齒距的最大累積誤差 |
δFp |
18 |
21 |
27 |
36 |
|
8 |
刀齒前面與內(nèi)孔軸線的平行度（僅用于直槽滾刀） |
δfx |
20 |
25 |
30 |
40 |
|
9 |
容屑槽的導(dǎo)程誤差（僅用于螺旋槽滾刀） |
δpk |
30/100mm |
30/100mm |
40/100mm |
40/100mm |
|
10 |
齒形誤差 |
δff |
9 |
4 |
5 |
6 |
|
11 |
齒形誤差（按嚙合誤差檢驗(yàn)時(shí)用） |
δff′ |
6 |
7 |
9 |
12 |
|
12 |
齒厚偏差 |
δsx |
-13 |
-16 |
-20 |
-27 |
|
13 |
相鄰切削刃的螺旋線誤差 |
δz |
3 |
3 |
4 |
5 |
|
14 |
滾刀一轉(zhuǎn)內(nèi)切削刃的螺旋線誤差 |
δz1 |
5 |
6 |
7 |
10 |
|
15 |
滾刀一轉(zhuǎn)內(nèi)切削刃的螺旋線誤差（按嚙合誤差檢驗(yàn)時(shí)用） |
δz′1 |
6 |
7 |
8 |
11 |
|
16 |
滾刀三轉(zhuǎn)內(nèi)切削刃的螺旋線誤差 |
δz3 |
8 |
10 |
13 |
17 |
|
17 |
相鄰刀齒的嚙合誤差 |
δgα1 |
3 |
3 |
4 |
5 |
|
18 |
嚙合誤差 |
δgα |
6 |
7 |
9 |
12 |
滾切大直徑圓柱齒輪的新結(jié)構(gòu)滾刀
在滾切大直徑圓柱齒輪時(shí)，滾刀的長(zhǎng)度需要很長(zhǎng)，如果滾刀長(zhǎng)度不夠，其切入端的第一個(gè)刀齒承受的負(fù)荷很大，從而易產(chǎn)生滾切中刀齒的折斷現(xiàn)象。使?jié)L切無(wú)法進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)使整個(gè)齒輪成為廢品，尤其是滾切大直徑大螺旋角斜齒和人字齒齒輪時(shí)，這種可能性更大。
作為通用工具的滾刀其結(jié)構(gòu)參數(shù)都有具體規(guī)定，應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（如GB6083-85）。以模數(shù)6～10為例，見(jiàn)表8-4。
表8-4
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模數(shù)m |
6～7 |
8 |
9 |
10 |
|
長(zhǎng)度L |
140 |
160 |
180 |
200 |
