修形珩齿新工艺

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1问题的提出

1.1国外齿轮加工的现状

    降低汽车变速器中齿轮传动噪音，一直是汽车变速器行业的主攻对象。世界上大多数国家，特别是发达国家对汽车变速器规定了严格的噪音标准。为了降低噪音，汽车齿轮行业，从设计和制造两方面作了大量的工作。其中在制造方面，齿轮加工工艺的不断改进和制造精度的不断提高，使变速器齿轮传动噪音降低很多。上世纪八十年代以来，国外好多汽车齿轮行业，将原有的滚、剃工艺和滚、磨（展成法磨齿）工艺，逐步用滚、剃、高效磨（或者珩）工艺代替，我们最熟悉的美国EATON公司，在上世纪八十年代就成功地研制出了细齿变速箱，并且在片齿轮加工上，采用了滚、剃、珩工艺。上世纪八十年代、九十年代，热后磨齿工艺比较盛行。但在变速器的使用过程中，人们发现，热后高效磨齿工艺，产生的磨纹与齿轮的运转轴线平行，平行波纹产生谐振，在高速运转时降低噪音并不明显。然而，热后珩齿工艺产生的细微珩纹与齿轮的运转轴线不平行，呈斜纹状态存在。这样，就不会导致高速运转时谐振的产生，齿轮传动噪音得到了很大程度的降低。同时珩齿时的挤压和震动作用可以减少齿面热处理的残余应力，增强齿面压应力，提高齿轮的使用寿命。所以，国外著名的汽车变速器行业，正在实施滚、剃、珩工艺，或者滚、珩工艺。世界上著名的汽车齿轮加工机床生产厂商，例如格里森、德国KAPP、日本三菱公司都有强力绗齿机生产。但是，价格相当昂贵，每台价格大约在人民币500～600万元之间。而且加工各种零件相配的珩轮和珩轮修整器也相当昂贵。

1.2国内齿轮加工的现状和我公司齿轮加工的现状

    国内好多齿轮生产厂家，在上世纪九十年代开始采用滚、剃、磨工艺。但是，由于高效磨齿机价格昂贵，进口格里森磨齿机每台价格大约在人民币700～800万元之间，磨齿成本高，多数厂家只是在高速运转齿上采用此工艺，大多数齿轮仍采用滚、剃工艺。上世纪九十年代就有厂家开始采用滚、剃、珩工艺，生产的微型车变速器以噪音低，寿命长，他们的珩齿工艺采用的机床是国内生产的YW4232剃齿机（主轴电机经过改造），珩轮是自己制造的环氧树脂砂轮，珩轮几何形状跟剃刀的形状一样，珩削方法也与剃齿方法一样，只不过剃齿是在热前加工而珩齿是在热后加工。
    1995年曾到某厂考察，对他们的珩齿工艺进行了详细的调查。后来在有关领导支持下，引进了他们几个珩轮进行实验，对我公司的产品试珩，齿面粗糙度很好，但总体来讲，使用他们的珩轮效果不太理想。首先，我公司齿轮模数大，珩削力大，此环氧树脂砂轮强度不够，会发生打齿现象。其次，环氧树脂砂轮脱粒很快（此珩轮每只珩轮也只能珩150件工件），对于我公司引进美国EATON公司的齿形K曲线修正不了。鉴于以上原因此项实验只好停止。
    1996年我公司对引进美国EATON公司细齿变速箱（RT11609A）批量生产时基本上采用了EATON公司的滚、剃、珩工艺，但此工艺与现在EATON公司采用的滚、剃、珩工艺远不能比。现在EATON公司采用的滚、剃、珩工艺，珩齿是采用的格里森公司制造的强力内珩齿机（全数控），效率高，而且可以修正齿形，齿部精度高。而我公司现在在细齿生产上采用的珩齿工艺，是在日本三菱公司上世纪八十年代制造的KGH-301蜗杆珩齿机（蜗杆珩齿与滚齿原理一样，珩齿齿形不能修形）上进行的，蜗杆砂轮属于环氧树脂砂轮，脱粒很快，只能起到去毛刺，增加齿面光洁度的作用。但就这一点作用也使细齿变速箱躁音大大降低。
    我公司目前粗齿变速箱的齿轮加工采用的是滚、剃工艺。由于滚、剃工艺热后齿面不加工，所以齿面的残留毛刺和磕碰，会增加变速箱的噪音。为了减轻变速箱的噪音，现行工艺在热后专门增加了一道工序：在综合检查仪上检查齿面毛刺，并用手工去毛刺。至于齿面热处理变形问题一直是滚、剃工艺解决不了的难题。

1.3新的修形珩齿工艺可以解决齿面热处理变形问题

    要彻底解决齿面热处理变形问题，必须走滚、剃、珩工艺的路子。但是，国外绗齿机价格相当昂贵，要走滚、剃、珩工艺的路子势必增加生产成本，这是我们目前做不到的。那么，有没有一种既省钱、又能解决齿面热处理变形问题的加工方法呢？有。那就是新的修形珩齿工艺。

2新的修形珩齿工艺

2.1新的修形珩齿工艺的原理和方法

    此方法是，采用立方碳化硼珩轮在国产剃齿机上珩齿。在国产剃齿机上，修形珩齿工艺的难点是要具有脱粒少，且耐高温的珩轮。我和原宝鸡金刚石加工厂孔凤鸣工程师经过八年反复实验，成功地研制出立方碳化硼珩轮。它是以废旧剃齿刀为基体，在涂镀设备上加工出立方碳化硼珩轮。此立方碳化硼珩轮可以在一般的剃齿机（如YKA4232B）和外珩齿机上珩出合格的齿轮。珩后的齿形、齿向修正量可达到0.01～0.02mm。齿轮的热处理变形可以大部分修正过来，齿面粗糙度可达到Ra0.8以上。目前，一把珩轮可以加工400件左右齿轮，用完后可以反复涂镀立方碳化硼砂粒。
    2003年，我们给出口件SH15953制作出两把珩轮，经过两次试珩效果不错。使用设备是我公司齿一车间一台Y4232C剃齿机，珩轮转速270转/分，珩量跨棒距方向为0.10 mm采用对角珩齿法，珩齿时间1分钟。这次对SH15953齿轮520件（齿形、齿向不合格产品）进行珩齿，经检测全部符合出口件SH15953热后齿形、齿向框图要求。齿形、齿向修正情况见珩前、珩后检测报告（略）。
    2004年六月下旬，我们给16757（倒挡中间齿轮）制作出1把珩轮，为了不耽误生产，我们用齿三车间的一台YK4232CNC数控剃齿机对16757零件进行珩齿，共珩零件480件，经检测，热后齿向修正很理想，齿形修正一般。齿形、齿向修正情况见珩前、珩后检测报告。
    2004年8月，我们给19549（中间轴）制作出2把珩轮。在齿一车间的一台YW4232C剃齿机上进行珩齿。珩前此批零件经检测单齿周节误差和周节累计误差超差，珩后单齿周节误差和周节累计误差修正很理想，齿形修正一般。单齿周节误差和周节累计误差修正情况珩前、珩后检测报告（略）。

2.2新的修形珩齿工艺与其它珩齿工艺的对比

    此修形珩齿工艺与环氧树脂砂轮珩齿工艺相比有以下几点优点：1）钢性好。前面已经提到环氧树脂珩轮强度不够，珩不了几件工件就会打齿。而此珩轮不存在打齿问题。2）由以上实验可以看出此珩轮对齿轮的热处理变形可以大部分修正过来，齿面粗糙度可达到Ra0.8以上。而环氧树脂珩轮只能起到抛光去毛刺作用。3）立方碳化硼珩轮比环氧树脂珩轮寿命长，东安珩轮在东安动力齿轮箱厂每只珩轮只能珩150件工件而立方碳化硼珩轮每只珩轮可以珩400件以上工件。4）立方碳化硼珩轮加工费用低，此项珩齿工艺加工一只齿轮只需花0.2～0.3元珩轮费。

3此项工艺的市场前景

    由于此修形珩齿工艺是一项既省钱，又能解决齿面的热处理变形问题的新项目。所以，我认为有推广的必要。
    此项珩齿工艺加工一只齿轮只需花0.2～0.3元刀具费，（根据格里森公司制造的强力内珩齿机的刀具费用介绍加工一件齿轮需＄：0.193元合￥:1.58元）工作时间只需1分钟。所用机床是国产剃齿机，或国外的同步剃齿机，效果更佳价格。但是，齿轮的精度却能提高一个精度等级，齿面粗糙度可达到Ra0.8以上，珩齿后的齿轮使用寿命也会延长。变速箱的高速运转齿轮若全部珩齿，变速箱的噪音会明显降低。
    我相信经过我们不懈地努力，新的修形珩齿新工艺，必定会对我公司的齿轮产品带来一个大的进步，我们的产品会更加具有市场竞争力。

当幸福来敲门

这种刀具什么地方生产？模数2的齿轮适用吗？

zhutaiyang

是啊，这种珩磨轮哪里有生产啊？

xiexie6885

我们这里生产，

chenwang315

请教前辈，我们厂前段时间热前加工的倒档中间齿轮，到热后车内孔以后，在检验的时候发现圆周超差，双咧不合格，该怎么解决

q50430

珩齿工艺

xuefengtang

这个还是自由珩齿工艺，对齿轮的有些精度项目修整能力有限。

alexluochao

请教前辈，我的少齿数（Z=15)轴类产品在绗齿时，发现绗齿后，齿形的鼓形量会增加。通过修磨绗磨轮的外径，可以减小鼓形量。请问这个是什么原因呢？一般在我们的概念中，绗齿只是去毛刺，对齿形的鼓形、压力角也有影响？

yzvm

说的挺不错的啊！

281728389

我厂有加工M2、Z59齿的齿轮采样的是磨齿工艺，但由于成本高； 现在采样剃齿、珩齿工艺，采用的是普通珩轮珩齿，由于热处理变形，齿面珩齿后任然有不同大小面积未珩亮，珩齿前与珩齿后M值变小0.01-0.02，齿向、齿形未得到改善；若采用立方碳化硼珩轮能否解决这一问题？哪里可以加工立方碳化硼珩轮或能够买到？请知晓的朋友与我联系tghsygs@163.com