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)計高速齒輪時必須根據(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，由于受到磨齒機性能和磨齒成本的限制，往往只能采用滾齒法進行齒面的精加工。，在滾齒機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。高精度滾齒機是用來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，可以加工出運動精度為4～5級精度齒輪。
精滾齒加工余量
精滾齒余量見表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 |
|
余量 |
0.6 |
0.75 |
0.9 |
1.05 |
1.2 |
1.35 |
|
模數(shù) |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
余量 |
1.5 |
1.7 |
1.9 |
2.1 |
2.2 |
對齒輪滾刀的要求
1）滾刀應(yīng)具有很高的制造精度，一般應(yīng)不低于AAA級。
2）滾刀應(yīng)采用較大的外徑、孔徑、長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)專門修緣，以緩和齒輪基節(jié)誤差的影響，減小高速齒輪運轉(zhuǎn)過程中的撞擊，并有利于油膜的形成。
JB3227-83規(guī)定了AAA級高精度齒輪滾刀的技術(shù)條件，這種精度等級的滾刀一般可用于加工6級（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）滾刀外徑和總長的偏差均按IT15（GB1800-79）規(guī)定。
3）滾刀制造時的主要公差應(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）檢驗法進行檢驗。這時，在所規(guī)定的嚙合誤差的公差滿足要求時，齒形和螺旋線誤差的公差按11、15兩項規(guī)定。在沒有檢測嚙合誤差的條件時，允許按第二組檢驗法檢驗。
5）滾刀齒側(cè)面上齒形合格部分的長度，應(yīng)不少于齒長的二分之一。
表8-3 AAA級高精度齒輪滾刀的制造公差
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序號 |
項目 |
公差代號 |
模數(shù)（mm） |
|
1～3 |
＞2～3.5 |
＞3.5～6.3 |
＞6.3～10 |
|
1 |
孔徑極限偏差 |
δD |
H4（GB1801-79） |
|
2 |
軸臺的徑向圓跳動 |
δd1r |
2 |
2 |
3 |
4 |
|
3 |
端面圓跳動 |
δd1x |
2 |
2 |
2 |
3 |
|
4 |
刀齒的徑向圓跳動 |
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（按嚙合誤差檢驗時用） |
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（按嚙合誤差檢驗時用） |
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，滾刀的長度需要很長，如果滾刀長度不夠，其切入端的第一個刀齒承受的負荷很大，從而易產(chǎn)生滾切中刀齒的折斷現(xiàn)象。使?jié)L切無法進行，嚴重時使整個齒輪成為廢品，尤其是滾切大直徑大螺旋角斜齒和人字齒齒輪時，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)符合國家標準（如GB6083-85）。以模數(shù)6～10為例，見表8-4。
表8-4
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模數(shù)m |
6～7 |
8 |
9 |
10 |
|
長度L |
140 |
160 |
180 |
200 |
