毛美琴

(南京兴农齿轮制造有限公司，江苏 南京 211113)

1 齿轮结构简要分析

齿轮整体结构由主要由齿面、齿圆和轮齿构成。依据不同的参数及用途和种类，齿轮还有更为细致的划分标准。依据齿轮的齿型，可以将齿轮分为渐开线、摆线、大小压力角3种不同形式。其中，渐开线式齿轮具有加工工艺容易、应用范围广等优点，在工程上的应用最为广泛。而摆线式齿轮的应用范围相较于渐开线式齿轮则相对狭窄。其制造工艺仍然具有很大的发展空间和潜力。大小压力角式齿轮根据其压力角大小各自具有自身的特点。大压力角在抗压能力上更具优势，能维持设备自身的良好运行。而小压力角式齿轮则在抗压力能力上稍逊一筹。依据齿轮的形状还可以将齿轮分为锥形、直斜线、圆形3种齿轮。依据齿轮的表面形状，可将齿轮分为内、外部2种齿轮。

2 目前机械齿轮加工问题分析

2.1 齿轮数量讹误

齿轮外缘的齿轮数量被称为齿轮数量，在机械齿轮制造过程中常有齿轮数量方面的讹误问题发生，直接对齿轮所应用的设备的精密程度造成影响。机械设备的规模大小直接关系到齿轮数量的多少，一般情况下，齿轮数量与机械设备的规模成正比，设备轴承半径越大，齿轮数量越多；反之亦然，设备轴承半径越小，齿轮数量越少，因此科学合理地控制齿轮数量是非常有必要的。然而，就目前我国机械制造业的现状来说，齿轮数量讹误现象依旧十分严重，相关技术亟需提高。造成齿轮数量讹误现象的因素有很多，下面将逐一分析。一是滚刀设备的选择不合适。不同类型的齿轮具有不同的工作特点，在生产过程中更加依赖于设备的材料和生产工艺水平。技术人员在生产过程中时常依照自己的主观判断选择滚刀设备，直接导致了齿轮数量产生偏差。二是没有对设备的尺寸进行严格地分析和计算。前文已经提及，齿轮的数量与设备的规模尺寸是严格匹配的。需要技术人员在测算设备尺寸时分毫不差，因为一旦发生一点失误，将直接关系到相关齿轮数量的计算过程，造成实际齿轮数量与机器设备要求的齿轮数量不一致的问题。三是滚齿机的运动方向不准确。预判滚齿机的运动方向与齿轮的具体数量也有着直接联系，情节严重的情况下，会直接造成齿轮自身结构的破坏。

2.2 齿轮两侧失衡

齿轮在正常运行过程中需要保证齿轮两侧的平衡，然而，实际生产过程往往事与愿违，齿轮两侧失衡的问题时有发生。通常情况下，造成这个问题的出现往往是如下2个原因：滚刀安装效率低和螺旋角设定存在偏差。技术人员在设计齿轮时，通常先安装滚刀设备再进行相关方向与半径的分析。而如果技术人员不能精确计算工作范围，则会造成滚刀轴心位置不准确，使得螺母的垂直度与设计值不符合，进而影响到齿轮安装过程中的平衡性。同样的，螺母旋角设定不合理也会使得齿轮两侧不平衡。因此相关安装人员如果不重视滚刀的运行速度和螺旋角的精确角度，齿轮两侧的平衡就会达不到相应的要求。

2.3 齿形出现误差

许多机械制造企业在加工制作齿轮时常常忽略齿形的精确度，对于齿形的精度不够重视，导致了齿轮成品不符合要求。在实际应用中，渐开线式齿轮是生产中的首选齿形，满足高精度齿轮的要求。然而，在实际生产过程中，渐开线式齿轮的齿形常出现误差，不符合生产要求。而相关技术人员操作技术不成熟是产生齿轮出现误差的主要原因。直线型滚刀流向会切出直线型齿轮，需要相关操作人员限制好齿轮流向；同时，机械传动设备不稳定也会造成齿轮形状的误差。

3 高精度机械齿轮加工工艺

3.1 渐开线式加工工艺

渐开线式齿轮制造是目前我国高精度齿轮加工生产普遍采用的制造方法，因此，相关制造业需要将重心移到渐开线式齿轮加工工艺上来。加工渐开线式齿轮有2种加工方法和3种加工工艺。加工方法为绘形法和展现法。绘形法，顾名思义就是按照加工前设计的模型进行操作。而展现法则需要借助铣床等设备进行操作，充分展示齿轮加工制造的整体过程。在齿轮的3种加工工艺中，滚齿机制造的方法应用最为广泛。操作人员需要操作滚刀设备，依据整体机械的相关参数对滚轮形状和齿轮数量进行调整，必要时，对齿轮的情况进行具体地分析。除此之外，还有插齿的加工工艺和剃齿与磨齿的加工工艺。利用插齿加工工艺时，技术人员需要对齿轮的形状进行预判。并将齿条和齿面调整到合适的角度。采用剃齿和磨齿的加工工艺时，技术人员则利用剃齿刀和砂轮加工齿轮。需要引起注意的是，不同的加工工艺对于热处理的顺序也有不同的要求。例如，在热处理之前需要完成剃齿刀切削齿轮这一步骤，而利用砂轮进行磨齿精加工需要在热处理之后进行。

3.2 热前滚齿工艺

由于成本原因，较小模数工件用整体滚刀加工，材质一般为带涂层的高速钢或者粉末冶金，头数为1～3，在刀具使用窜刀完毕后，需要进行修磨，并返回专业的厂家重新进行涂层，整体硬质合金的滚刀因为性价比较低，使用较少；较大模数的齿轮由于滚刀体太大，其成本太高，一般都设计为镶刀片滚刀，这样的滚刀需要定期检查每一个刀片的磨损程度，并将已磨损或崩刃的刀片换掉；对于特大模数齿轮(一般为M>22)，一般都用齿轮铣刀加工。

4 结束语

科技的发展在持续不断地推动生产技术和生产力的提高，智能数字化信息系统已经广泛应用于机械加工制造的过程中，极大地提高了生产的效率和产品的质量和精度。为了促进机械制造业整体、全面的发展，必须提高齿轮的精密程度。机械齿轮制造企业需要不断地学习和改进自身的生产技术，在生产环节严格把控好每一关，不定期地对技术人员进行培训，以达到生产出合格的、高质量的高精度齿轮这一最终目标。