时间：2023-05-30 09:49:07
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇齿轮加工，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：硬齿面；磨齿 ；光整
中图分类号：TH13 文献标识码：A
引言
挖跟齿轮的质量直接影响着发动机的性能。经过多次调整加工方法及实验，在较短周期中完成了对加工过程的分析并成功加工出了一批合格零件。
一、加工流程
1 齿轮的粗加工。齿轮的粗加工是为了去除加工余量，为半精加工确定基准，同时进行轮齿的粗加工。齿轮粗加工要选择好基准，基准的确定对以后各加工表面加工余量的分配、加工表面与非加工表面的相对位置有较大的影响。挖跟齿轮轮齿粗加工选择滚齿加工。确定滚齿分度圆齿厚时，要考虑磨齿时的碳层减薄量，一般磨齿余量单边不大于0.2mm；由于滚齿和磨齿不是采用同一加工基准，因此在滚齿时对轮齿齿形跳动量也要加以限制， 避免磨齿时余量不一致，造成齿面渗层不均匀而减小齿面耐磨性。
2 齿轮的热处理。齿轮轮体和轮齿部位经过粗加工后，为了达到设计图要求，一般要进行热处理，例如轮齿渗碳、淬火、氰化、氮化等，以改善材料的机械性能，满足使用要求。挖跟齿轮采用的是渗碳、淬火处理。采用余量保护法，渗碳后要进行半精加工，去除保护余量，再进行淬火。
3 齿轮的半精加工。半精加工主要完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。半精加工主要是车削、磨削、精加工基准的修正等。渗碳淬火中用余量保护的齿轮，其渗碳、淬火分成两道工序，中间要进行去除保护余量的半精加工。
4 齿轮的精加工。齿轮轮体的精加工主要包括零件的精密表面（主要是轴承外圆及端面）的精加工及光整加工；也包括对齿轮上内外花键的滚、插、拉削加工；螺纹的磨、铣、车加工；键槽的铣、插加工；工艺扁台的铣削；减轻孔的钻铰等。这些工序多安排在轴承外圆的精加工及轮齿的精加工（磨齿）之前；也有考虑精加工轴承外圆及轮齿的基准问题，而将上述个别工序排在精磨外圆及磨齿之后的。
齿轮精度多为6～7级，最高为5级。根据齿轮精度等级，直齿圆柱齿轮的轮齿精加工多采用磨齿。齿轮为6级精度，用磨齿机进行磨齿。磨齿时要选择合适的切削参数，避免磨削烧伤及裂纹。磨齿后进行低温回火（一般150℃左右）和烧伤检查（用化学方法）。
二、加工中出现的问题、解决方法及改进效果
目前挖跟齿轮主要出现问题是齿形不合格及齿面出现裂纹。
1 齿形不合格原因分析、解决方案及改进效果
一般在制齿工序中，齿轮在齿根圆上，根据使用要求不同有下列四种情况：
（1）齿根圆留有适当的磨削余量，对于中早期设计的齿轮，要求齿根圆进行磨削，因此齿根圆留磨削余量0.1mm～0.4mm（直径方向）。滚齿的齿根过渡曲线R与磨齿的齿根过渡曲线R相同，这样在磨齿时，齿根圆和齿根R过渡曲线全部磨光，齿根圆与齿型面转接圆滑。（2）齿根圆留磨削余量应很少，齿根圆余量0～0.2mm（直径方向），磨齿齿根有可能磨不圆，设计要求允许齿根圆磨削不完整，但齿根过渡曲线R与齿轮渐开线型面必须光滑转接。（3）齿根允许留有磨削台阶，其齿根形状滚齿时按要求留R进行齿根底径加工，齿根底径完全不磨削，磨齿时只磨削齿面。（4）齿根为一个圆弧的齿底（挖根齿轮），用特殊专用大头滚刀加工出R1min，齿面留出磨齿余量，磨齿型面时齿根不磨削。
另外在磨齿工序中，因磨齿工艺是硬齿面齿轮的精加工工艺，也是精密齿轮的主要加工工艺，故主要用采用高精度磨齿机加工，这样才能可以满足挖跟齿轮的要求。但磨齿的缺点是砂轮修整费时，金刚石修整笔的消耗量大，不适于单件或小批生产。
磨齿去余量的大小应以除去齿面缺陷层，消除渗碳淬火变形，保证渗碳层规定厚度要求，达到齿轮磨齿精度的最小余量为准，磨齿余量的均匀性对保证齿面质量是十分重要的，磨齿余量不均匀性受下列三个因素影响：
齿轮的预加工滚齿等精度
渗碳、淬火的热处理变形
热处理后修正基准加工中产生的误差
在工艺上要严格控制上述三个因素造成的误差，才能获得均匀而较小的磨齿余量。
通过以上分析得出产生齿形不合格的原因有以下四个方面：（1）滚齿工序的滚齿刀挖根对称度不好；（2）滚齿刀渐开线起始圆不合格；（3）磨齿工序用顶尖加工，测量基准与加工时装夹基准不统一；（4）磨齿设备精度不够。
为解决此项问题，针对产生的原因特制定以下方案：（1）对现有的滚齿刀进行改磨，保证滚齿工序轮齿的渐开线起始圆及挖根对称合格，为磨齿工序打好基础。（2）派制专用工装，统一加工时装夹基准及测量基准。（3）加大磨齿余量，磨齿分为粗磨及精磨两道工序，减小精磨余量。
根据以上方案对现有的滚齿刀进行改磨、统一加工时装夹基准、调整磨削余量后，有如下改进效果：（1）滚齿工序投影检查的渐开线起始圆合格且挖根对称性好。（2）磨齿工序加工时间延长，磨齿加后齿形齿向尺寸均合格。
2 齿面裂纹原因分析、解决方案及改进效果。原因分析：（1）滚齿工序后的打磨轮齿及挖根倒角不均匀，热处理工序时残余应力在轮齿尖边处释放，造成裂纹。（2）磨齿加工时震动过大产生磨削裂纹。
解决方案。（1）对打磨倒角工序进行控制，严格把关，确保倒角的均匀性。（2）在打磨倒角工序之后和磨齿加工之前加上光整工序，光整加工能有效去除零件表面的毛刺等，在原工件表面上可靠地细化表面粗糙度1～2个等级，提高零件表面层硬度，从而可延长零件的使用寿命。（3）磨齿工序派制专用夹具，确保加工的稳定性。（4）磨齿工序分为粗、精两道工序，减小磨削震动。
改进效果。（1）热处理后零件未出现表面裂纹。（2）磨齿工序后经过探伤，未发现轮齿表面出现裂纹。
结语
综上所述，经过技术人员及现场操作人员的共同努力，总结出挖跟齿轮加工时存在的问题，并加以解决，最终完成现行的加工流程，达到了满意的结果。
参考文献
关键词：加工原理；磨削；操作；加工
1 零件的内孔槽加工方法
1.1 车削内孔槽的加工原理
传统数控机床均为单刀塔配置，平床身数控车床配置前置刀塔，斜床身数控车床配置后置刀塔，在X轴方向进给车削时两者主轴都是单项受力。由于工件受径向力而使得工件变形，距离夹持位置越远变形越大，容易产生正锥的情况，圆柱度差，对主轴轴承寿命也有很大影响。利用机床上Z轴的水平方向与X轴的垂直方向的切削进给相互联系及所选刀具对零件进行加工，按照数控程序加工路线进行即可，再将零件后退到机床原点位置，加工完成。
1.2 电火花内孔槽的加工原理
利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工方法，它是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。当两电极接近时，其间介质击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低，火花通道必须在维持短暂的时间后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性，使通道能量作用于极小范围，通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。
1.3 磨削内孔槽的加工原理
因为磨削时砂轮与工件的接触面积大，发热量大，冷却条件差，易产生热变形。内圆磨床的加工转速一般不超过20000r/min，由于砂轮直径很小，内圆磨削的粗糙度一般为Ra1.6-0.4。砂轮直径很小，磨耗快，冷却液不易冲走屑末，砂轮容易堵塞，故砂轮需要经常修整或更换。
2 零件内孔槽试验加工研究
按照图纸相关要求（图1）依次对零件进行试验加工，找到最合理、最稳定、最能加工符合图纸要求的加工方法。
2.1 选取车削内孔槽
选取车削内孔槽之前，按照图纸要求定制谆应车削刀具，此内孔槽为断削加工，要求设计刀具足够坚硬和合理。由于零件的特殊性，导致零件加工中刀具磨损严重，加工完成后卸下的零件尺寸超差。因此用数控车车削此零件内孔槽的加工方法是不合适的。
2.2 电火花内孔槽加工方法
电火花加工去除速度一般比较慢，影响到生产率；而电极工装采用紫铜材料，原因是导电性能稳定，但由于放电反应，存在电极损耗，影响到成形精度；内孔槽根部圆角处受到限制，无法符合零件图纸要求。因此，最终电火花加工此内孔槽依然不合理。
2.3 磨削内孔槽加工方法
首先装夹零件，装上砂轮杆及砂轮片，将砂轮回到原点位置，即安全位置，开始进行试验加工，调整加工砂轮转速S=2000转，手动进给F=0.005，初步加工完成后，将砂轮退出，清除磨损屑，继续进行加工，直到最终完成。
将零件卸下，并将零件打样膏测量内孔槽，测量结果是内孔槽根径尺寸合格，但是宽度尺寸及内孔槽与端面距离都超差，不符合零件图纸要求。
3 确定合理内孔槽加工方法
3.1 内孔槽磨削加工分析
零件磨削加工整个过程都是手动加工，因此避免不了零件加工造成误差，校正砂轮和进刀位置都是手动调整，且用目视进行位置调整，误差严重，导致零件超差。如果避免目视调整加工位置，那么加工方法应进行改良，经与外方技术人员及本车间技术专家探讨，找出解决方案，改变加工设备，从原先内圆磨床改为加工中心，进行数控程序模拟加工，能够完全避免手动调整的误区，并且能够保证零件的加工位置准确无误。
3.2 加工中心内孔槽磨削加工
（1）将砂轮片装在三轴精密坐标镗设备上进行“磨削”加工。
（2）改变部分加工参数，从而使加工效果更好。
（3）由于齿轮轴内孔槽的槽宽和根径要求严格，将砂轮片修正到0.75mm左右。
（4）加工参数调整砂轮转速为S=10000转，进给F=200mm/分，磨削悼爻绦蜃咄旰螅不进给，继续重走程序。
（5）程序走完后，观察零件外观状态，内孔槽粗糙度到达Ra0.8。
（6）测量零件尺寸。
4 结束语
研究的齿轮轴零件，其中的小内孔槽要求严格，不易加工，为了避免加工误差，将加工设备进行调整，内圆磨床改为三轴精密坐标镗，经过试验找出一个非常合理的加工方法，并且能够达到图纸要求，利用这种磨削方法大大降低了零件超差的数量，同时也带来了利润。
【关键词】焊接式；齿轮箱体；加工工艺；质量控制
引言
齿轮箱体在生产的过程中采用焊接式有着较大的优势，其经济性、力学性能、加工精度、结构紧凑性均是其他生产工艺不能相比的，但焊接式齿轮箱体在加工的过程中，加工难度较大、制造工序较多、生产工艺较为复杂，直接的影响到焊接式齿轮箱体的产量，因此，全面的实现焊接式齿轮箱体生产加工工艺及其质量控制策略的分析有着较为重要的理论与焊接式齿轮箱体生产实际意义。
1、焊接式齿轮箱体的特点
焊接式齿轮箱的特点主要表现在3个方面：首先为焊接式齿轮箱体的重量较大、尺寸较大，容易发生变形。其次，焊接式齿轮箱体的整体结构较为复杂，内部包含有较多的钢板拼接，整体的加工控制难度较大。第三，焊接式齿轮箱体需要加工的部位较多，平面与轴承体的加工精度要求较高，加工的总体难度较大。
2、影响焊接式齿轮箱体加工精度的因素
焊接式齿轮箱体的加工精度对于焊接式齿轮箱体的正常使用时非常重要的，影响焊接式齿轮箱体加工精度的因素如下：首先为由于焊接式齿轮箱体自重较大、尺寸通常也较大，在装卡、吊装及运输的过程中较易发生变形或者扭曲，从而影响到焊接式齿轮箱体的加工精度。其次，焊接式齿轮箱体焊缝较长，所需的焊接工作量较大，多数情况下为全封焊接，这就导致在焊接的过程中由于大量焊接热量的影响，影响到焊接式齿轮箱体的加工精度。第三，通常情况下焊接式齿轮箱体所需的加工部位较多，同时各个加工部位均需要留有大于10mm的焊接加工余量，但是焊接式齿轮箱体在机械式加工的过程中，由于受到切削力、切削热带来的残余应力的影响，降低了焊接式齿轮箱体的加工精度。第四，焊接式齿轮箱体的主轴回转精度、齿轮箱体定位精度、尺寸控制精度、导轨移动精度等方面都会受到焊接式齿轮箱体的加工精度的影响。第五，焊接式齿轮箱体在生产的过程中也会受到定位夹紧方法、刀具选用、切削工艺参数、合箱精度等方面因素的影响，降低了自身的加工精度。
3、焊接式齿轮箱体加工工艺
本文以齿轮箱体尺寸为长*宽*高=4500*2100*3270的焊接式绞车减速箱体为例进行焊接式齿轮箱体加工工艺的分析。该焊接式齿轮箱体自重在二十三吨左右，见图1、图2所示。本次生产的焊接式齿轮箱体主要由热轧正火钢板Q235和箱口板等承重部位的Q345焊接加工而成，在焊接的过程中存在容易变形、异厚板较多、极易产生裂纹等焊接加工缺陷。焊接式齿轮箱体内包含有对加工精度较高要求的六组轴承孔，整体的尺寸精度控制的难度较大，需要加工的部位较多，因此，焊接式齿轮箱体在加工的过程中，采用合理的精度控制方法、选择合理的加工工艺与焊接方案为保证焊接式齿轮箱体质量的重点。为了更好的保证本次焊接式齿轮箱体的整体质量，在具体的焊接加工的过程中，选择将精加工和粗加工分开，穿插适当去应力的方法，具体的加工工艺过程为：焊接探伤去应力退火冲砂底漆划线1铣1上箱体铣2下箱体划线2钻1上箱体钻2下箱体钳组合划线3铣侧面3划线4镗孔1钻3钳分体铣4上箱体铣5下箱体钳组合钻4镗孔2钻5检验钳分体焊组件辅助工艺。在箱体焊接前，由工艺员根据实际的机床设备加工能力判定并筛选部件需要焊前预加工的，编制预加工件工艺卡片，在焊接前先加工至焊前尺寸，本文所举例箱体的焊前预加工件包括油标底座、透气帽底座、轴承座体和轴承盖以及视孔窗体等。
4、提升焊接式齿轮箱体生产加工质量控制策略
4.1焊接式齿轮箱体加工工艺的保证措施
首先由于该焊接式齿轮箱体在加工的过程中存在较多的异厚板对接的情况，所含的全封焊接较多，焊缝的长度较长，因此，为了降低焊接缺陷，在焊接的过程中应严格的控制焊接道间温度和预热温度，焊接施工的工序应当合理的进行安排，具体焊接时采用多层多道坷、对称焊接的方式，同时应当从内部到外部进行焊接，焊接过程中也注意形状的调整，从而更好的保证齿轮箱的几何形状和尺寸。各个焊接式齿轮箱体应当严格的按照设计中心线的位置进行找正，当将两个结合面固定到一起之后再开始焊接，从而降低焊接式齿轮箱体焊接面的变形量。另外，在焊接施工结束之后的24小时应对焊接的部位进行超声波100%探伤，图2为板厚不同的接头形式与焊接顺序。其次，由于本次焊接式齿轮箱体所需的焊接工作量较大，焊接的总体情况也较为复杂，容易产生较大的焊接残余应力的情况，再加上焊接式齿轮箱体内所需的机械加工的部位较多，所需的加工工作量较大、各层结合面与轴承孔所需的加工精度较高，容易出现加工残余应力的影响，因此，为更好的防止裂缝或变形出现，提升焊接接头的性能，降低焊接应力，在进行焊接式齿轮箱体焊接之后，进行一次完整的应力退火。为了降低焊接加工残余应力，在具体的焊接作业时，根据具体的焊接情况，尽量的减少焊接工作量，再焊接式齿轮箱体经过粗加工之后，进行一次完整的二次去火。通过上述两次应力去火后，能够在较大程度上降低箱体内部的残余应力。减少箱体的总变形量，改善箱体焊接缝的性能，提升箱体的加工精度，本次焊接的去火应力曲线如图3所示。第三，采用科学合理的安装方式消除焊接式齿轮箱体的原始变形量，在对箱体工作台调整的过程中，应采用三点找正法进行调整，更好的防止箱体结合面及各个轴线中心线出现变形和扭曲。在具体的加工过程中不能只在一个坐标位置上加工一处部位到成品尺寸，而要采用轮换加工方法避免局部切削热输入过大而影响箱体的加工精度。第四，要采用一定的工艺措施减小机床精度和定位误差等因素对箱体加工精度的影响，在精铣箱体结合面时，要同时在工艺块上铣出精镗孔的找正工艺基准面;合箱时必须在工作台或装配平台上进行，合箱前要将各箱体结合面清理干净，要求刮研的必须刮研并用塞尺检测，以保证结合面的接触面积;各层箱体要用螺栓紧固为一体并配作销孔、紧固销钉后方可加工轴承孔;螺栓紧固箱体时要使用力矩扳手并采用对称紧固法以保证各层螺栓紧固力矩均匀一致。第五，由于该齿轮箱在加工的过程中，结合面和箱体的轴承孔整体加工的精度较高，因此，在对其进行半精加工之后应采取谐波振动的方式将其中的残余应力消除，达到多频率消除应力和平衡应力、提高工件尺寸精度稳定性的目的。该齿轮箱体在半精加工后，经谐波振动去应力处理后再进行精加工。
4.2焊接式齿轮箱体的质量控制策略
首先为下料时质量控制策略，对坡口进行喷砂处理，提升坡口的可靠性；使用辅助支撑更好的提升焊接式齿轮箱体的结构刚性；严格的控制焊接的工艺，选择焊接参数时，应选择热输入量较少的参数。其次为组焊，每次焊接的焊缝的长度应选择适宜，不能太长；当每次焊接施工结束之后，应在焊机温度下降到不烫手的情况下再次进行下次的焊接；各层箱体结合面组对焊接时，要将相邻箱体两两固定后再进行组焊，以减小结合面的焊接变形量。第三为退火，当焊接施工结束之后，应严格的采用退火处理的方式消除焊接处的残余应力。
5、结束语
综上分析，焊接式齿轮箱体加工为一项较为复杂的工作，因此，技术人员在进行焊接式齿轮箱体加工式应当严格的按照焊接工艺流程进行加工，对出现的特殊焊接情况应深入分析，采用针对性的措施，保证焊接式齿轮箱体的焊接质量，提升焊接式齿轮箱体综合性能。
参考文献
[1]何文学,王爱民.地铁、城轨交流牵引电气传动实验室机械平台系统中高速齿轮箱的设计分析[J].机械工程师,2010,04:31-34.
[2]马建,高青,陆通,马才旺,胡宗友.椭球体钢网壳的圆管构件加工工艺研究及质量控制[J].钢结构,2015,12:68-71.
关键词：箱体；加工；装夹
引言
图1为一个齿轮减速箱体零件的加工图，是广西南宁万昌机械制造有限公司委托本人制定加工工艺。该零件的材料为HT200，加工数量为100个，该箱体是机床排屑器上的变速装置，结构复杂，内部呈腔型，主要的加工位置为平面M和各孔系，并且面和孔之间有相对较高的要求：1、平面M是加工中的设计基准，需要有较的高精度和表面粗糙度。2、本箱体中的孔系主要用来安装轴承，为了保证轴的回转精度，孔的尺寸精度分别为IT7和IT9，表面粗糙度为Ra1.6。同时两边的轴心线与A-B基准的平行度公差为0.02mm。
1.工艺分析
齿轮减速箱体由于内腔和外形结构复杂，因此毛坯选择铸造成型。在铸造时由于存在内应力，需要采用人工时效消除毛坯里面残留的内应力，防止产生加工变形。然后在加工中心上进行粗、精加工平面和孔系，钻好孔和攻好螺纹孔。接下来在钳工台上去除毛刺。然后在清洗机上清洗。最后送检。加工中心上是工序最复杂的时候，是决定箱体能否达到合格尺寸的关键一步，因此我们把加工步骤具体分为装夹、粗加工、精加工阶段，合理完成箱体的实际加工。
2.加工步骤
2.1装夹
采用螺钉和压板装夹工件，工件的M平面先加工完毕，以它为定位面，首先轻压工件，用划针根据F面找正工件，使F面与机床导轨运动方向平行，然后用螺钉和压板把工件压紧在工作台上。工件装夹后，以?90圆台的外圆，找正主轴位置，确定工件原点的偏移值量，同时完成原点偏移量的设定。
2.2粗加工
粗加工按以下顺序进行：
2.2.1以轴孔为基准首先铣削两个凸缘的端面，选用?80mm的面铣刀，转速为300r/min，进给量为60mm/min；
2.2.2钻?35的孔，留0.5mm的余量。先加工正面，再转动工作台180度。加工另外一面。钻孔的转速选择为600r/min，进给量为60mm/min；
2.2.3粗镗2x45H7，留0.5mm的余量。转动工作台180度，粗镗另外一边的2x45H7。加工时的转速为300r/min，进给量为60mm/min
2.2.4粗镗2x58H9的内孔，留0.5mm的余量。加工时的转速为300r/min，进给量为60mm/min；
2.2.5钻2x?18的内孔，加工时的转速为600r/min。进给量为60mm/min；
2.2.6钻?90圆台上4XM8处的螺纹内孔（共8处），转速为700r/min，进给量为60mm/min。到此完成所有的粗加工。
2.3精加工
精加工时基准的选择非常重要，为了保证加工精度，考虑基准重合原则.本箱体的设计基准是上盖面、凸台面及一侧外壁。根据基准重合的原则，选设计基准为精基准。精加工顺序：
2.3.1先面后孔。先精加工两处?90的平面，能够为孔加工提供可靠的定位基准。同时由于箱体是浇铸类的零件，先加工面也可以去除铸件毛坯表面的凹凸不平、砂孔等缺陷，防止加工时刀具产生大的磨损或倾斜，为后续加工奠定了基础。
2.3.2先基准面，后其他面，基准先行。该箱体在精加工时有A、B两个基准，因此先半精镗和精镗正、反两面?35H7的内孔至合格尺寸。加工时的转速为100r/min，进给量为40mm/min。然后半精镗和精镗正面的2x45H7内孔至合格尺寸。加工时的转速为100r/min，进给量为40mm/min，再转动工作台180度，加工另外一面的2x45H7内孔至合格尺寸；接着半精镗和精镗2x58H9的内孔至合格尺寸。加工时的转速为100r/min，进给量为40mm/min。
2.3.3先主后次。箱体上用于紧固的螺孔、小孔一般属于次要表面。因为这些次要孔往往要依据主要表面（轴孔）定位，所以这些螺孔的加工应在主要轴孔加工后进行。否则会使主要孔的精加工产生断续切削和振动，影响主要孔的加工质量。因此把攻两处4xM8的螺纹放在最后。
3.加工中的难点分析与处理
在铣削平面和车削孔系时容易产生振动，引起圆度误差、同轴度误差、孔和面的垂直度误差，同时表面粗糙度也较差。在加工中我们采取一些方法解决了以上问题。
3.1回转工作台中心不准
在卧式加工中心上装夹时，由于采用的是回转工作台，一面加工完成后通过指令，让机床的回转工作台转动180度，然后再加工箱体的另外一面。因此箱体各孔系的同轴度依赖着回转工作台。因此在加工前我们须对工作台的X向、Y向、Z向三个方向回转中心进行测量和调整，保证工件的加工精度。测量和调整有三种方法：第一种为心轴、量块配合百分表测量；第二种为心轴、直角尺配合百分表测量；第三种为试镗的方法。前面两种是机床静止时候测量的，精度不是很准确。我们采用前两种方法结合然后进行试切，先在工件的一端进行试切，然后工作台回转180度，再进行试切。结合两边的差值进行补偿。这样就可以保证工件加工的精度。
3.2箱体加工时刚性较差
齿轮箱体是中空类零件，在加工时容易产生振动，我们在夹紧的时候增加定位地方的支撑点，在箱体内部增加支撑杆，增加箱体两侧的刚性。合理选择正确的铸铁刀片减少零件的变形。最终保证工件加工的精度。
4.结束语
通过实践证明，我们通过此种加工方案，合理地选用刀具和切削用量，不但成功完成了齿轮箱体的加工，而且能够达到图纸的要求。该方案大大缩短了工艺流程、减少了劳动强度、保证了加工精度、提高了生产效率。值得在箱体类零件加工中推广。
参考文献：
在齿轮传动中，特别是在相交轴线的机械传动中，直齿锥齿轮应用广泛。因为直齿锥齿轮比准双曲面齿轮易于设计和加工，其齿线在机械传动中也不产生轴向力。但是，在机械传动过程中，在运动平稳性以及承载能力等方面。直齿锥齿轮却不如准双曲面齿轮。准双曲面齿轮强度高，能够更平稳地工作，适宜于减速比较大的传动，齿面磨损均匀，改善接触区，能够提高齿面光洁度，同时降低噪声。所以在轿车中几乎普遍采用准双曲面齿轮。为此，我们提出了准双曲面齿轮的加工理论参数及仿真研究非常必要。
一、准双曲面齿轮副基本几何设计
准双曲面齿轮副几何参数如图1所示：两轴线与P点的位置决定了准双曲面齿轮传动的性质。K1K2节垂线，ε大齿轮轴截面上偏置角，r1小圆节圆半径，r2大圆节圆半径。E为偏置距，Σ轴夹角，η小轮轴截面上偏置角。节平面为两节锥的共切面，节锥面为双曲面的近似。
二、准双曲面齿轮设计参数计算方法
随着计算机技术的发展，电子表格软件、数据库也不断发展，向准双曲面齿轮繁琐数据的计算和智能化使用，提供了极大的方便。使用现代计算机电子表表软件，可以进行准双曲面齿轮表格定制、处理复杂繁琐的数据，进行非常方便、快捷的数据分析和计算。
三、准双曲面齿轮仿真加工
在数控加工之前，通过在软件上进行仿真加工，不仅可以检测出加工过程中的参数计算设置情况，刀具、工件是否变形、过载情况，而且利用数控加工仿真，可对加工中的几何参数，力学性能作出分析与评价，以此改善切削条件，提高加工质量。成形法加工大齿轮：在CATIA软件或UG软件中，基于调整的参数，建立机床坐标系、大齿轮坐标系、刀盘坐标系。根据调整参数，完成建模。采用成形法加工大齿轮。刀倾法加工小齿轮：小齿轮与摇台间存在滚比，可以在三维AutoCAD软件中，根据机床调整参数，建立机床坐标系、小齿轮坐标系、刀盘坐标系，之后，根据滚比，建立轮坯一系列包络线，包络线拟合成曲面，由曲面生成切削体，利用阵列和布尔操作，完成建模。采用刀倾法加工小齿轮。此时，就可以进行数控加工的仿真加工了。如图所示。优化曲面加工工艺，确定合理参数。反复进行参数设置，进行仿真加工，选取最佳参数，确定最优方案。准双曲面齿轮仿真加工如图3所示。
四、结束语
本文针对准双曲面齿轮数控加工参数优化与仿真等主要方面进行了探索与研究，形成一些关于准双曲面齿轮制造系统的理论成果，构建出了准双曲面齿轮仿真加工系统。当然，准双曲面齿轮领域还有很多问题有待于继续深入的研究。
作者：胡虹 朱秀荣 单位：吉林工程技术师范学院机械工程学院
关键词：仿形法 鼓形齿轮 y38滚齿轮
齿式联轴器是可移动刚性联轴器中，用处最广泛的一种联轴器，它是利用内外齿啮合以实现两半联轴器的连接。允许被连接轴有一个不大的偏转角，而直齿形联轴器当外齿轮与内齿圈相对偏转时，形成齿端点接触，造成接触应力增大，磨损加剧以致早期损坏。为改善这种情况，我们常把齿式联轴器齿轮的制成鼓形齿。当两轴有相对角位移时，鼓形齿可以避免齿端点接触，改善啮合面上压力分布的均匀性并可增加许用角位移。由于鼓形齿性能好，已被广泛应用于 炼铁、炼钢、轧机中的部件。但鼓形齿齿形是一小段圆弧，给加工带来不便，必须用有专用加工设备，目前新设计的数控滚齿机都已采用鼓形齿，这些设备成本高，造价高，是普通滚齿机的几倍。而普通的滚齿机只能加工直齿，正是由于普通滚齿机的加工单一性，造成普通滚齿机设备闲置，资源浪费。我们采用在普通滚齿机上安装伺服系统，仅仅是几千元的费用，就能达到造价百万元的数控滚齿机加工鼓形齿的效果。
改装的方法如下：
利用液压仿形法。在一台国产y38滚齿机上，利用液压伺服系统的原理，改装了径向走刀传动系统，使滚刀在轴向走刀的同时，又按预定轨迹作径向进给，即滚刀的复合走刀运动为圆弧从而加工出鼓形齿齿形。
一、原理
为了使滚刀在垂直走刀的同时按预定轨迹径向走刀，在刀架上装置一块模板，模板随同刀架升降并随同立移动，在床身导轨上装置液压伺服阀，在立柱进给丝杠上装置液压缸，缸体固定在床身上。伺服阀采用正开口四边滑阀，有单独的供油装置供给压力油。由于液压缸左右油腔面积相等并通过伺服阀的四个控制边s1、s2、s3、s4，既与压力油相通又与回油相通。当模板与滑阀阀芯接触并压下一定距离使阀芯在中间位置时，液压缸的左右油腔压力相等。活塞不动，处于平衡状态。当模板推动阀芯时，如推动阀芯向左移动，这是s1和s3减小，s2和s4增大，液压缸左腔压力增大，右腔压力减小，因此活塞从左向右移动，反之从右向左移动。活塞移动时通过进给丝杠推动立柱移动。作径向进给。同时带这模板一起移动，因此立柱移动后，模板与滑阀退离接触（或压进）使系统中心恢复平衡。立柱停止完成反馈过程。而立柱的移动距离等于模板推动滑阀阀芯移动的距离。因此在滚刀沿齿轮轴向走刀的同时，能按照模板的弧形作径向进給，从而仿形加工出鼓形齿形。
二、结构设计
1.油缸
是空心双出杆活塞油缸，立柱进给丝杠从活塞中心空穿过，用螺母锁紧，这一结构保证了当油压推动活塞时带动丝杠一起移动，同时立柱的机动和手动进给仍可用原机床的传动机构带动，与液压传动互不干涉。当加工鼓形齿轮时，先开动机动进给，使滚刀接近工件，然后用锁紧螺母将丝杠，与螺母伞齿轮锁紧，以消除丝杠、螺母之间的间隙对鼓形齿加工精度的影响。需要指出，在加工鼓形齿轮时，由于在工件齿宽中线以上时，滚刀是逐渐后退，过了中线，滚刀转为逐渐前进，由于进给方向变换，因此传动系统如果存在间隙，将会造成加工误差。在鼓形齿加工过程中，不再使用原机床机动和手动进给机构，只用液压系统，先转动手轮.通过丝杠使滑阀移动到阀芯与模板接触并压下一段距离达到平衡状态，当再转动手轮使滑阀移动时，立柱也随之移动同样的距离，用这种方法可以控制吃刀和退刀，由于活塞行程有50mm，对加工模数10以下的齿轮所需的吃刀深度是足够的，当需要改换加工普通圆柱齿轮时，可以不必拆除液压缸，只需将活塞移动到左端与油缸盖相靠垫上两半剖分垫，用螺母锁紧，即可与普通滚齿机一 样使用。
2.模板装置
鼓形齿轮实际上是一个变位量沿齿宽方向连续变化的齿轮，刀具的位移量应等于齿轮变位量，因此滚刀的运动轨迹应是半径为R的圆弧，可见模板圆弧半经也是R.另外，模板的圆弧两端应有一段直线部分，以保证滚刀切入和切出 行程滑阀阀芯与模板不脱离接触。
模板应安装到刀架上，应能随同刀架升降，并能方便地调整高低位置。当加工鼓形齿轮时，为了保证鼓形量对称于齿宽中线（要求中线偏移不大于±0.5mm)，需要使当滚刀轴中心线对正工件齿宽中线时，模板的圆弧中心对正滑阀阀芯。
3.液压伺服阀
为了保证鼓形齿加工精度，要求控制系统的灵敏度高，也就是推动阀芯的力要小，克服负载的作用力要足够大，随着阀芯的微小位移，立柱能作出反应，这主要决定于伺服阀的精度，为此阀芯与阀套要采取配作加工，保证经向间 隙不超过0.005mm.四个控制窗孔要达到最理想状态。
三、特点
1.精度较高
由于利用了液压伺服系统的放大作用，控制滑阀位移的力很小，不过几公斤。因此装置的本身不会有变形，而能够把模板的弧形准确的传递刀工作机构上，得到足够大的作用力，可以用调整供油压力的大小很方便地达到。
2.机床的操作、调整方便
用这套装置加工鼓形齿轮，与在普通滚齿机上加工圆柱齿轮，操作上没多大区别。所用工时也基本相同，对于不同尺寸和模数的鼓形齿轮加工，除模板专用外，具有万能性，即适用于成批生产，也可用于单件小批生产。
3.机床的改装不大
一般机械制造厂都能办到，对于其他型号的滚齿机，包括立柱移动式和工作台移动式的都适用，它的原理也可以移植于研磨机，用以加工俢缘齿轮。改装后的滚齿机，还能够加工普通圆柱齿轮，不需要作大的改动。
用这套装置加工的鼓形齿轮精度不低于级8-8-7，齿面光洁度达到6级。
四、使用情况
调查表明，在轧机上使用鼓形齿联轴器由于偏转角大，工作条件繁重，特别是在转速高的情况下，磨损迅速，寿
命低。解决这一途径是：
1.增大模数，在按装尺寸一定时，可以适当减少齿数。
关键词：齿轮；加工工艺；工艺要求；应用研究
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.010
1 前言
尽管齿轮历史由来已久，最早记录是在三千多年前。由于齿轮具有效率高、结构紧凑、寿命长等一系列有点，所以它仍旧是目前人类应用最为广泛的传动装置，是各类机电产品的核心部件。近年来由于科学技术水平的不断提高，很多学科涌现出大量的新方法、新技术，这些因素给齿轮的加工制造研究带来了新的活力，使得新理论、新结构、新工艺等都得到了发展和应用，推进了齿轮加工制造业的大力发展。
2 齿轮加工工艺概述
毛坯锻造：广泛使用的方法是锻热压印，近几年，生产机械轴开始大规模使用横轧技术，尤其在加工复杂的阶梯轴类工件上应用普遍，应用这种技术不仅能提高精度和加工效率，还能减少资源浪费，节约成本。
正火：一般由于人工操作、设备误差、环境影响等因素，使得工件冷却速度难以控制，容易使组织结构不均匀，最终导致金属切削的热处理。所以必须使用等温正火来处理，此过程是通过齿轮切削硬度和热处理加工后，达到合适的温度来减少齿轮钢材料的热变形，实践也证明此方法效果明显。
车削加工：为满足高精度加工的齿轮定位要求，齿坯加工现在均采用数控车床，而且为了满足端面与内控的垂直度要求，提高齿坯的精度，确保齿轮的加工质量，要机械夹紧不反复磨车刀，同步完成孔径、外径和端面的加工。数控车床的加工高效率有助于设备数量的减少，经济效益明显。
滚、插齿：目前滚刀、插刀刃磨后采用再次涂层技术，非常明显的提高了刀具的寿命，减少更换刀具的次数，保证加工的稳定进行，带来了较大的经济效益。
剃齿：是齿轮精加工最常用的方法，因其高效、易于实现齿形和齿向要求的优势而被广泛应用于齿轮生产中。
热处理：常见的有淬火热处理、渗氮、渗碳等方法，经过处理后表面硬度高，中心塑韧性强，能有效提高齿轮的耐磨性、抗疲劳、延长寿命等。
磨削加工：主要是通过对齿轮的内衬、外径及断面的精加工来提高装配安装的精度。
检验：本过程非常重要，主要是在齿轮装配前对齿部进行的检查清理过程，避免装配后出现噪声，此过程利用综合检查仪观察啮合偏差来完成。
3 目前齿轮加工工艺常见问题及解决对策
（1）常见问题。受到技术水平和人工操作等因素的影响，齿轮加工制造过程仍存在一些问题。比如齿数不准、齿形不对称等。造成齿数不准的原因主要是滚刀选用不合适、毛坯尺寸误差大等。造成齿形不对称的主要原因安装滚刀时没有对准、螺旋角引起的误差等。
（2）解决对策。针对齿数不准的问题，首先要合理选择滚刀，保证滚刀的模数及压力角相同，螺旋角相近，这样才可以保证齿形误差在允许范围内。如果齿形误差已经偏大，可以将滚刀的安装角度微微调整一下，符合要求的规格参数即可。其次要注意齿轮毛坯尺寸的确定，毛坯加工在齿轮的制造中占有非常重要的地位，技术人员应高度重视，最后还要注意附加运动方向的准确性。
针对齿形不对称的问题，要做到提高滚刀的安装精度和提高滚刀刃磨质量，建议采用具有高精度、低价格、易操作特点的滚刀刃磨床。此外要经常对交换齿轮的安装和运转状况做全方位检查，保证车床的稳定运转。
4 齿轮加工应用新动向
现在齿轮加工行业对齿轮的制造精度，高效生产、绿色生产等方面的要求越来越高，所以齿轮制造研究技术出现新的动向：
（1）高效自动化。随着计算机技术的不断发展，数控技术已经大范围应用在齿轮加工业，利用数字化控制和网络控制技术，可以让设备自动识别工件正确与否、刀具磨损情况等，真正实现无人操作、高效自动化生产的目的。
（2）绿色环保生产。在切削时为延长刀具的寿命，常常会使用切削液，但飞溅的切削液和形成的油雾会对环境和工作人员的身体造成伤害。为解决这种问题，出现了高速干切技术，不仅大幅度提高了加工效率，也延长了刀具的使用寿命，所以未来干切切齿技术将成为滚齿加工的发展趋势。
（3）硬齿面加工技术。随着砂轮材料的性能提高和磨齿机向自动化发展程度越来越高，磨齿机的工作效率得到了大幅度提高，现在被广泛的应用在齿轮加工中，尤其是汽车齿轮的加工。此外目前国内正在试用滚齿-热处理-强力珩齿这种新工艺，相信不久之后也会得到普遍应用。
5 结语
综上所述，齿轮的加工制造过程中包括了很多的环节，若想制造出较高精度的齿轮，就要做好每一个环节的工作，严格执行齿轮加工工艺流程。对于加工过程中存在的问题要及时发现并努力找到解决办法。而且齿轮加工现在正逐渐朝着高效自动化、全程数控化、信息智能化方向发展，相关工作者应懂得抓住这一趋势，大力促进齿轮加工的发展及其应用的广泛推广。
参考文献：
[1]杨叔子.机械加工工艺手册[M].第3版.北京：机械工业出版社，2002：120-300.
[2]施飞.滚齿机调整对齿轮质量的影响[J].机械管理开发，2010（04）：111-113.
[3]唐进元，周长江，吴运新.齿轮弯曲强度有限元分析精确建模的探讨[J].机械科学与技术，2004，23（10）：1146-1149.
[4]何刚会.根切齿轮重合度的数值计算[J].橡塑技术与装备，2005，31（06）：40-43.
[5]周春雷.齿轮加工工艺过程中常见问题及对策探析[J].科技创新与应用，2014（08）：80.
[6]李文，王晓慧.基于工艺尺寸的工艺方案优化设计[J].装备制造技术，2011（01）.
关键词：鼓形齿；多轴数控磨削；鼓形量分布
1 概述
鼓形齿轮与直齿轮相比，以其承载能力强、角位移补偿量大、齿面啮合良好、噪声小等优点，在联轴器等民用产品广泛使用。
航空用鼓形齿轮，一般用于具有弹性要求的轴类齿轮传扭结构件上，属于关键零部件。见图1，由于航空用鼓形齿轮的齿形轮廓特殊和尺寸精度要求高，只能用高精度数控磨齿机进行加工。
2 齿轮加工参数设定
所使用的数控磨齿机具备四轴联动功能，具备多位置主轴和多种自动找正功能，配置西门子SINUMERIK 840D系统，具备良好的人及交互界面和强大的模拟功能。
（1）基本参数设定。输入齿数、法向模数、法向压力角、跨棒距尺寸、量棒直径、跨齿数、齿形点频率等参数。
（2）确定渐进磨削方式。为了避免在砂轮过于锋利等原因而导致的过切现象出现，数控系统设置了特殊的渐进磨齿方式。15个齿磨削完成后，再重新把初始3个留有余量的齿进行最终尺寸的磨削，保证磨削精度。
3 齿形磨削及调整
在工件第一个齿槽试磨完成后，必须在齿轮测量机上对齿形进行检测，依据检测结果对机床进行调整，对于CBN磨轮来说，齿形上的余量是否均匀、余量过多或过少不是“齿形调整”的主要内容。
4 齿向磨削及调整
齿向磨削主要是齿面的鼓形量分布及调整，也是该零件加工的关键。鼓形分布的调整是鼓形调整的依据，首先需要必须确保检验状态与标准的一致性。如图2所示，在齿向的（零件轴线方向）鼓形曲线上测量所取的曲线段不同，测量结果也将不同。
若测量中取了左裙男蜗咧械A1-A2-A3线段，右侧鼓形线中的B1-B2-B3线段，测量结果就会显示鼓形有角度误差，上端齿形小，下端齿形大。相反，测量结果也会显示鼓形有角度误差。
经过多次试磨削和测量，最终完成了鼓形齿磨削并保证了严格的尺寸要求，最终测量结果见图3。
5 结束语
通过具体零件的加工实验，掌握了特殊结构高精度鼓形齿磨削过程中参数调整、齿形齿向调整、鼓形量分布辨别方法和调整原理；探索了新型高性能机床的新功能、新操作方法，填补了公司关于特殊结构小模数鼓形齿轮磨削的技术空白。
参考文献
[1]周家安.鼓形齿轮及其加工方法[J].安徽工业大学学报，1992（03）：4.
【关键词】 数控机床 大型锥齿轮 工艺 误差
1 绪论
随着经济的快速发展，人们对物质的要求越来越多、越来越细，提高加工精度已经成为必然的趁势。而且快速发展的科学技术和机械制造技术，也为提高加工精度提供了基础。数控机床己成为柔性制造系统、计算机集成制造系统、智能化制造系统及工厂自动化的基本组成单元。所以提高数控机床的加工精度是提高加工产品质量的必要路径。而控制数控机床加工精度在一定的范围内是一个需要不断研究的重要课题。
仅就中国航天、航空制造业来讲，要在10年内完成登月之旅，中国的数控机床将要发挥巨大的作用，这就为机床行业提供了商机。并且为贯彻国家“振兴东北老工业基地”的战略方针，促进辽宁省装备制造业进一步的提高与发展。
2 数控机床大型锥齿轮加工总体框架
依据数控机床系统在通信、数控机床数据采集与处理和数控机床远程监视与管理方面的需求，利用关键技术对传统方案进行改进，分步设计出数控机床加工大型锥齿轮总体框架。整体思路是首先确定系统的主要组成模块，然后解决数控机床与上位机通信问题，最后解决数控机床加工精度与误差分析问题。
在确定系统主要组成模块之前，简要介绍一下嵌入式系统。嵌入式系统是对设备、机器或车间的运作，进行控制、监视或辅助的装置。另外，国内有一个更通俗，而且被普遍认同的定义：以应用为中心、以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
首先确定系统的主要组成模块，传统的系统由上位机，下位机，串口服务器和数控机床组成，上位机和下位机均基于通用 PC机。然而通用PC 机体积大、功耗高且灵活性差，在此，利用嵌入式适配器将下位机与串口服务器的功能集成起来，嵌入式适配器是一个典型的嵌入式系统，可依据需求进行定制，灵活性高。
3 大型锥齿轮主要工艺问题及解决思路
整个工艺设计过程要根据我厂现有加工能力以及装配车间现场的实际情况进行，并且应用原有数控机床加工及装配总结下来的经验，重点要在以下几个技术方面进行攻关、突破。
（1）床身、工作台整体部件加工精度保证的问题；
（2）立柱导轨面与横梁接合面垂直度加工保证问题；
（3）滑鞍Y向导轨与Z轴导轨垂直度精度保证问题；
（4）床身左侧单导轨与立柱装配保证进度问题；
（5）滑鞍、横梁部件装配精度保证问题。
4 数控机床误差源分析
加工精度是机床必须要保证的一项性能指标之一，影响机床加工精度的误差源主要表现为机床系统的空间误差、刀具系统的位置误差、工件和夹具系统的位置误差、检测系统的测量误差、外界干扰误差。上述所说的各种误差因不同种类的机床而不同，如下表4-1所示。
工作状态和环境的不同其占据的权重有所变化。表2.1是某加工中心的误差源分析结果。
表4-1 误差结果
为解决上述误差问题，下面我们要引入多体系统来解决加工中的问题。所谓的多体系统是指通过某种形式联结而成的多个刚体或柔体的复杂机械系统。多体系统的核心是拓扑结构，而其理论基础是多体系统运动学理论。即用低序体阵列方法描述多体系统拓扑结构的关联关系，用4×4阶齐次方阵描述点和矢量在广义坐标系中的变换关系，使有误差多体系统的运动分析变得简单、迅速、明了和普遍适用。拓扑结构和低序体阵列一般的用低序体阵列来描述多体系统拓扑结构。设惯性坐标系为B0体，任选一体为B1体，然后沿远离B1的方向以增长数列标定每个物体的序号，从系统的一个分支到另一个分支，直到全部标定完为止。数控机床是非常典型的多体系统，多体系统理论中，我们把构成了拓扑结构的单元成为体，而低序体阵列是用来描述体与体之间的关系。一般的低序体阵列可通过低序体运算法则来求出。
5 研究结论
大型锥齿轮加工机床的总体布局为龙门框架结构，具有高刚性和高稳定性；机床大件均采用高强度的优质铸铁件，使整机具有良好的刚性、抗振性和精度保持性；它的床身工作台设计成一体化结构，既节省材料，又方便加工，保证了主轴的高刚性、高精度、高稳定性和高转速又可以任意空间方向加工，提高加工效率；主轴采用HSK型刀柄，刀柄与主轴采用锥面和端面过定位的结合方式，能有效的提高结合刚度，具有良好的高速性能，更具有先进性、适用性、可靠性和安全性。通过对整机加工及装配的研究与实践，对于我们日后其他新产品的制造积累了丰富的经验，此次研究成果显著，达到了设计之初预想的效果。
参考文献：
[1]粟时平.多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究.长沙：中国人民国防科学技术大学，2002.
[关键词]齿轮制造；工艺技术；新工艺；发展趋势
我们发现目前齿轮制造工艺技术无论从毛坯到生产制造过程、还是从工艺方法到产品精度的整个制造过程的制造理念都发生了深刻变化。了解这种发展、变化，对掌握我们国内的齿轮加工发展方向，促进本企业技术进步有着非常重要的现实意义。
中图分类号：TG61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0070-01
一、 我国齿轮制造技术现状
工艺制造技术是当代国际间科技竞争的热点，是高质量、高水平产品重要的技术保证。我国汽车齿轮及其零部件工业在工艺技术的应用和开发方面，同国际先进工艺技术之间有明显差距。表现在以下几方面。
1、齿坯及其加工精度
精锻、冷精锻、楔横轧、摆碾等先进锻造技术，在国外己广泛应用于汽车齿轮等金属零件，其单边余量均可控制在1mm以内，锻件几何尺寸精度高，内在质量好。国内汽车齿轮毛坯大部分为热模锻，单边余量只能控制在2～4mm 之间。在精密数控车床上加工的齿坯，国外定位基准面的端跳、径跳均能控制在0.02mm以内，我国只有少数汽车齿轮专业厂能达到此精度要求。
2、制齿设备与制齿工艺差距
齿轮专业厂制齿设备的组成比例大致为：滚齿机45%、插齿机25%、剃齿机20%、磨齿机10%。高速切削和精密切削是当今齿轮切削制造技术的发展趋势。
3、热处理工艺技术差距
从国内近几年行业的发展看出，齿轮内在质量有显著提高，齿面硬度达到技术要求（HRC58～HRC64）；有效硬化层或渗碳层深度稳定；金相组织良好。
二、我国齿轮制造新技术的发展趋势
1、毛坯原材化
毛坯是生产的基础，也是整个工艺设计的出发点。为了获得高性能的产品、减小热处理变形，我们要控制毛坯的金相组织等各项指标。目前普遍采用锻造毛坯，锻造后进行正火或等温正火等预热处理方法。在欧洲考察期间，我们注意到欧洲的齿轮生产厂家，包括知名厂家，很少用锻件毛坯，从齿轮轴、花键轴到盘形齿轮，甚至300mm以上直径的弧齿锥齿轮大多都采用圆钢下料。有的甚至不经下料，直接用几米长的圆钢在车床上完成齿坯加工后再截断。毛坯原材化可以降低成本和缩短生产周期。毛坯不经锻造，可以节约的成本包括锻打费、预热处理费、材料加热氧化损耗费、运输费等。直接采用原材料代替锻造毛坯，一般可节约毛坯费用20% 以上，生产周期可以缩短10 天左右。对于高精度的齿轮，毛坯原材化的前提是高品质的原材料和完备的热后加工手段。
2、再制造技术
齿轮加工机床设计开发过程中，应从全生命周期角度出发，充分考虑机床资源的循环重用，采用可拆卸回收性设计以及模块化设计等方法，便于机床报废后进行再制造及技术提升。齿轮加工机床具有较高的回收利用价值，可重用部件资源回收利用率较高，而且再制造成本较低，如再制造滚齿机成本仅为同种技术水平的新滚齿机的50～60%。通过再制造，机床大量零部件得以重用，避免制造这些零部件的过程（铸造、焊接、切削加工和热处理等）中的环境污染及资源、能源消耗，也避免了对这些零部件进行回收处理过程的资源消耗与环境污染。对齿轮加工机床进行综合性能提升后，实现了高质量、高精度、自动化加工，减少调整、加工和检验时间，加工精度稳定，废品率降低，生产成本减少，并实现加工过程的节能、降噪。
3、质量控制SPC 化
SPC（ Statistical Process Control） 是检测和控制工艺过程的一种方法，是为了用最小的费用成本，保证生产出精度具有高度一致性的产品。SPC通过检测制造过程收集加工数据进行统计分析，不受人为的主观因素影响，及时发现引起加工精度变化的根本原因。SPC可以预示是否需要调整加工过程，如调整工装夹具、改变工艺参数等。当检测点落在上警告线UWL和下警告线LWL之间时，说明生产过程稳定；当检测点落在上警告线UWL与上控制线UCL之间，或下警告线LWL与下控制线LCL之间时，说明加工系统出现问题，但仍可继续生产，需要加大检测频次；当检测点落上控制线UCL以上或下控制线LCL以下时，说明生产过程必须停下检查，寻找加工系统不稳定的原因，进行工艺参数调整等，从而保证生产出质量稳定的产品零件。
4、齿面精加工热后化
齿面精加工采用的工艺方法主要有剃齿、磨齿、珩齿、刮齿。除剃齿外，其他3种工艺方法都是在热后加工。但是剃齿调整方便、加工效率高，投资少，成本低，因此应用最广，是最主要的齿面精加工方法。但是剃齿不能进行硬态加工，为了消除热处理变形的影响，剃
齿一般要比产品精度高半级到一级。目前，剃齿虽然仍是非常重要的齿形精加工方法，但是越来越多地为磨齿、刮齿所代替。磨齿主要采用蜗杆砂轮磨和成形磨，刮齿是在热后再次对齿轮进行滚齿加工，热后加工成的齿轮精度即是零件的最终精度，不用担心热处理变形问题。这样可以减少为防止热处理变形而提高原材料（ 毛坯） 的成分、金相组织等的技术要求，降低毛坯成本和加工成本。
5、齿轮自动分选检技术
近年来，随着齿轮生产技术的发展，在齿轮生产过程中去除毛刺和防止磕碰的技术有了飞速的进步，即使如此解决毛刺和磕碰仍是齿轮生产中的一大难题，至今仍是变速器总成装配后由于毛刺、磕碰造成噪声而不得不返修的主要原因。从目前齿轮生产行业中看，为解决这一难题，一是在生产过程中尽量减少毛刺和磕碰的产生；二是在齿轮进入变速器装配前，如何检查出其毛刺和磕碰以免造成变速器总成的返修，以避免大量人力和物力的浪费。由于
齿轮的毛刺和磕碰在生产中要完全消除是很困难的，所以对齿轮的毛刺、磕碰的检查就显得尤为重要。在日本、美国等变速器齿轮生产厂家采用了一种齿轮自动分选检验机，它可以对成品齿轮自动进行跨棒距、齿圈径向跳动和磕碰的检验并进行自动分选，把不合格品自动剔出。除可进行跨棒距、齿圈径向跳动和磕碰的检验外还可进行齿轮的内孔和端面摆差的检验，同时对工件存在磕碰的部位打上印记以利于识别修复。这种齿轮自动检验机的应用为齿轮自动检测和质量管理开辟了新的途径，特别是对齿轮磕痕的自动检测对当今我们检查毛刺、磕碰是个很好的启发，这种设备目前在国内还是空白。
结语
齿轮技术正朝着高效、高精度及绿色制造方向发展。其中有的技术如干切滚齿工艺、螺旋锥齿轮的磨齿等，国内已有单位开发出该项技术并推向市场，但还有不少新技术在国内尚属空白，为此希望国内的制造厂家能关注国际上的新技术和发展动向，将国内齿轮的制造水平推向一个新的台阶
参考文献
[1] 陆晓星.热精锻直齿锥齿轮模具设计及仿真[D].山东大学，2011.
【关键词】齿轮箱 设计 构造 加工 性能
在机床设计机械小零部件的时候，齿轮箱采用的大多是小体积的零件，并且从形态上多样化比较复杂，另外其尺寸也很难测定，加工的部分相对也比较多，所以会出现几何公差，并且要有更准确的几何公差值来进行，这些问题都是齿轮箱加工时需要考虑的，所以非常有必要探讨研究齿轮箱的加工和设计。
一、齿轮箱在加工时常见的技术性难点
用齿轮箱加工烟草来举例说明，齿轮箱卷接机组后部非常关键的零件是ZJ19B，我们分析该齿轮的特点后可以分析出齿轮箱在工作中出现很大的难度，有如下几个方面：齿轮箱的尺寸和空间比较小，不能进行测量，尤其在加工时不容易进行监控，不能用测量来满足保证；齿轮箱本省需要很多的加工部位，几何公差相对也严格了很多；齿轮箱并没有准确的定位面不能准确进行装夹；齿轮箱所用的材料在经受压力的时候容易变形而不能承受。
二、加工设备HPM1150U机床所具有的特性
由于齿轮箱所需要加工的部位较多，并且需要进行高精度加工，并且对齿轮箱加工的中心性能有着较高的要求，因此决定使用瑞士米克朗公司的HPM1150U立卧转换加工中心的加工设备。该机床具有以下几种特性：1）刀库的最大容量为30把刀，刀库的基本形式为盘式，刀柄的主要形式为Hsk-63A，采用5轴联动的方式，并且采用TNC430数控系统和软件；2）机床的最大行程为：Y=450mm、X=530mm、Z=450mm，主轴所具有的转速一般在100r/min～20000r/min之间，直线轴所具有的定位精度为0.008，重复定位精度为0.006，C轴分度精度大约为10″，重复定位精度大约为5″，C周回转的范围可以写作N×360°。
三、具体的解决方案和加工工步的分析
（一）齿轮箱加工方案设计验证过程分析。1.夹具的设计。随着齿轮箱在制造毛坯零件来看，它可以设计出集中模具，根据可行性的合理方案进行实物使用和拼装，通过分析我们看出，在两种存在相同方案的问题中，具体部位的工差加工的要素都是因为模具和刀具不要发生干涉，所以不能在一次装夹的过程中顺利的完成加工工作，这就导致零件的精度不能满足基本的精度要求。这就表明，有具体公差要求的加工要素的位置，需要在一次装夹时结束加工工作，并且做好平面定位，但该平面不属于齿轮箱零件的中间位置。所以说，应该在加工过程中适当的增设一个辅助支撑面，也就是在R29圆柱面上增加并焊接一个矩形工艺搭子，这个搭子的尺寸应该为40mm×15mm×12mm；2.螺纹的加工。齿轮箱零件中主要包括3种内螺纹，分别为M30mm×1.5mm、M45mm×1.5mm和M33mm×1.5mm。在原有的方案中，主要使用的是钳工攻螺纹，这种螺纹的直径较大，并且采用的材料为ZL101A，材质较疏松，极容易出现“烂牙”的情况，从而造成零件报废。针对这一问题，在开发的过程中，主要运用了机床中的“循环262”功能，利用单刀铣螺纹的方式，有效的解决了“烂牙”问题；
（二）重要加工工步分析。（1）对定位面和定位孔的加工。在组合夹具设计中，首先应该对基准线进行核查和校准，加工出D平面并铣出工艺搭子面；之后将D平面上的螺孔加工为43.5H6，并将其作为定位孔来使用；为了使接下来需要加工的零件能够装夹压紧，就需要在工艺搭子的两侧增加两个压紧槽，并保证其对称；（2）齿轮箱斜面和孔的加工。在设计组合夹具时，应该对其进行校准，然后以102°的角度来翻转A轴，从而加工端面、外圆和内孔等主要部位；之后以180°的角度来翻转A轴，从而加工另一个端面、外圆、内孔和内螺纹，并保证同轴度为0.02mm；最后将A周翻转到原有的位置，然后分别翻转±21.5°；（三）A基准孔和B基准孔的加工，设计组合夹具。要想避免压板之间压在已经完成加工的Ra1.6对称斜面上，要么会损坏齿轮箱上面零件的精准度，需要设计出在加工中会常使用的紧压模块，这种紧压模块的倾斜角度要与齿轮箱零件的倾斜角度保持一致，操作过程中，压板也是应该紧紧压在紧压模块上，形成紧压模块与零件他们的斜面角度保持一致，这样才能够压紧零件同时保持了零件的完整程度；（4）工艺搭子的去除。根据组合模具在设计中我体会到了齿轮箱的零件是具有很薄的孔壁，材料是ZL101A，假如在加工中出现了过于紧压，就能够造成孔壁的变形，但是紧压的力度欠缺的话，将会出现工件导致移动的现象，严重的说可能会造成零件工件的报废。假如齿轮箱的零件将压力控制好避免发生移动就必须增强辅助的顶压力，这就非常需要设计出预紧压力，这种斜面的设计角度也要考虑零件斜面，两者保持一致，在使用期间就可以避免造成对加工完成的工件浪费和伤害。
结论
齿轮箱加工一些零件在进行工艺设计的时候，一般都是使用零件的工艺路线或者使用特定的设计组合模具来解决问题。通过使用HPM1150U转换和加工的程序来解决使用齿轮箱零件多方位零件和多形态的加工。在机械制造中需要加工的零件有很多特点，有些齿轮箱零件还有相似之处，所以研究其工艺的设计是非常有必要的，能够为加工其他零件给与宝贵的经验和借鉴。
参考文献 ：
[1] 孙振明，徐敏强，王日新. 齿轮箱故障诊断中信号解调方法的研究[J]. 中国机械工程. 2002（17）.
关键词：新型数控滚齿机；加工误差；加工补偿
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.005
我国大型数控滚齿机主要的应用领域有航空航天、船舶车辆、风力发电等工程机械重要领域的X轮加工。大型数控滚齿机应用领域针对大尺寸齿轮进行结构加工，其精度要求很高，为了保证加工齿轮的质量符合工程应用标准，因此，需要对大型数控滚齿机的加工误差进行深入研究并加以改进补偿，重视细节，借鉴国外，让我国的大型数控滚齿机能够加工出高质量、高精度、低误差的齿轮零件，为经济建设和科技进步提供技术保证。
1 大型数控滚齿机加工概述
齿轮是轮缘上有齿且能连续啮合传递运动和动力的机械元件，它是制造装备业及各种机械传动系统的重要基础零部件，在制造工程中应用范围及其广泛。齿轮的优势明显，传动平稳、传动比精确、恒定功率输出、载荷承受能力强、传动效率高、耐磨耐受性强、使用时间长、工作可靠、噪音相对较小等，齿轮广泛存在于各个领域的制造使用，因此对齿轮加工工艺的要求很高，避免出现工程问题。齿轮的加工方法主要有切削法，如滚齿、插齿、剃齿、磨齿及铣齿等；按齿廓形成原理可分为成形法和展成法两大类。成形法是用刃部形状与被切齿轮槽形状相同的成形刀具来加工齿轮；展成法加工时切削刀具与工件作相对展成运动，刀具和工件的瞬心线相互作纯滚动，两者之间保持确定的速比关系，所获得加工表面就是刀刃在这种运动中的包络面。这两种方法各有优点，也各受限制。
目前针对大型高精度的齿轮加工使用的是展成法，该方法效率高、精度高、应用广，加工设备就是数控滚齿机。滚齿机滚削加工齿轮、蜗轮蜗杆时，滚齿机滚刀与工件是根据交错轴斜齿轮啮合原理进行加工，滚齿精度可达6到8级甚至更高。然而，当前我国的大型数控滚齿机加工中还存在一些问题，误差较大且难以稳定，不可确定因素较多，在大型数控滚齿机的发展道路上还有很长的路要走。
2 大型数控滚齿机加工精度影响因素
2.1 滚削力对加工精度的影响
滚齿切削力是齿轮加工的基本物理参数，在大型数控滚齿机使用过程中，大型滚齿机主轴功率很大，切削力很容易导致整个系统不稳定，甚至产生变形失稳。滚刀和工件的中心距由于主轴不可避免的变形发生位移，很大程度上影响了加工精度。在滚齿过程中，切屑力不断变化使得滚刀各齿的受力不同不停变化，而切削力受到了很多因素的影响，包括切削工艺、齿轮材料、热处理加工技术、滚刀与齿坯参数、冷却程度等。由于这些不确定因素的存在，就会使得齿轮机的加工主轴弯曲变形难以确定，需要通过数学建模，全面考虑各种可能存在的误差问题进行补偿。可以提高滚刀转速、小滚切深度分刀次切削等降低切屑力，降低滚齿机主轴的变形，降低加工误差。
2.2 热变形对加工精度的影响
齿轮加工过程是一个金属的切削过程，又由于是大型的滚齿机，加工过程的发热量可想而知，在加工的过程中，机床成为热源作为主要的发热件，同时还会存在立柱的热变形，这些都会使得主轴的中心距发生相对位移，影响了齿轮的加工精度。加工过程电机发热难以避免，切削摩擦也会生热而且是大量的热量，同时环境和加工工艺也会起到一定程度的影响。
3 大型数控滚齿机加工误差补偿技术
很多情况下，大型数控滚齿机在高速度、高负荷、高功率运行时，想要降低加工误差是非常困难的一件事，金属加工切削力很大，整个机械振动很强，主轴中心距位置几乎不可能保证，这就需要进行一定的合理加工误差补偿，这也是降低加工误差的一个重要举措。大型数控滚齿机加工误差的补偿方法主要分为硬件结构补偿和软件控制补偿两类。硬件结构补偿是在使用各种误差检测手段和技术进行误差评定，直接或间接的测量出加工误差，并通过建立起的数学模型进行误差补偿计算，以尽可能的消除误差。可以使用一种滚齿机误差差动螺旋补偿装置，包括丝杠螺母传动系统、蜗轮蜗杆补偿系统、套筒、支撑轴承及垫圈等部件。软件控制补偿就是研发出科学高效的加工自动编程系统，使用各种传感器采集加工过程中的数据，并反馈给数据处理核心，进行实时的检测和控制，使用负反馈系统，让加工的输出得到时刻的修正，更加准确。需要注意的是，软硬件误差补偿都需要以系统模型为基础，在此基础上进行计算，建立修正补偿算法模型，开发出更加科学、高效、精确的自动控制系统。综合使用软硬补偿，建立起补偿系统平台，进行误差补偿实验，不断优化改进，以实现加工齿轮的高精度目的。
4 小结
目前，随着科技的飞速发展和社会的不断进步，世界制造业也进入了发展的黄金期，加上计算机和信息技术的日益成熟，自动控制理论的不断完善，数控机床已经成为工业制造不可缺少的重要工具。不同的传统的齿轮加工，数控滚齿机让齿轮加工进入了批量生产，大规模生产的新时代，而新兴的在线监测和自动控制，让大型数控滚齿机拥有了广阔的应用前景和无尽的发展潜力。未来的大型数控滚齿机将更加呈现智能化、自动化、人性化、高效化、高精度化和多功能化的发展模式。为实现这一目标，需要所有的科研人员清楚大型滚齿机加工精度的影响因素，深入研究，不断尝试、探索、实验，最大限度的提升加工齿轮的精度，减少加工误差并及时、合理的进行误差补偿，保证加工齿轮的工程质量。
参考文献：
[1]马士祯.数控滚齿机加工误差补偿技术研究[D].沈阳理工大学，2013.
[2]杨勇.大型数控滚齿机加工误差及补偿研究[D].重庆大学，2012.
[3]王时龙，杨勇，周杰，康玲，雷松，李川.大型数控滚齿机热误差补偿建模[J].中南大学学报（自然科学版），2011（10）：3066-3072.
