航空高精度鼓形齒輪加工及齒面修形方法研究

王長清

摘 要：在航空領域使用的鼓形齒輪，具有尺寸精度高、結構復雜且集成化程度高的特點，導致該類零件的加工格外困難。文章主要介紹了基于多用途、高精度新型數控磨齒機和不可修整CBN砂輪加工鼓形齒輪的方法，研究加工過程中的齒形齒向誤差分析和修正方法，填補了公司在加工小模數鼓形齒方面的技術空白。

關鍵詞：鼓形齒；多軸數控磨削；鼓形量分布

1 概述

鼓形齒輪與直齒輪相比，以其承載能力強、角位移補償量大、齒面嚙合良好、噪聲小等優點，在聯軸器等民用產品廣泛使用。

航空用鼓形齒輪，一般用于具有彈性要求的軸類齒輪傳扭結構件上，屬于關鍵零部件。見圖1，由于航空用鼓形齒輪的齒形輪廓特殊和尺寸精度要求高，只能用高精度數控磨齒機進行加工。

2 齒輪加工參數設定

所使用的數控磨齒機具備四軸聯動功能，具備多位置主軸和多種自動找正功能，配置西門子SINUMERIK 840D系統，具備良好的人及交互界面和強大的模擬功能。

（1）基本參數設定。輸入齒數、法向模數、法向壓力角、跨棒距尺寸、量棒直徑、跨齒數、齒形點頻率等參數。

（2）確定漸進磨削方式。為了避免在砂輪過于鋒利等原因而導致的過切現象出現，數控系統設置了特殊的漸進磨齒方式。15個齒磨削完成后，再重新把初始3個留有余量的齒進行最終尺寸的磨削，保證磨削精度。

3 齒形磨削及調整

在工件第一個齒槽試磨完成后，必須在齒輪測量機上對齒形進行檢測，依據檢測結果對機床進行調整，對于CBN磨輪來說，齒形上的余量是否均勻、余量過多或過少不是“齒形調整”的主要內容。

4 齒向磨削及調整

齒向磨削主要是齒面的鼓形量分布及調整，也是該零件加工的關鍵。鼓形分布的調整是鼓形調整的依據，首先需要必須確保檢驗狀態與標準的一致性。如圖2所示，在齒向的（零件軸線方向）鼓形曲線上測量所取的曲線段不同，測量結果也將不同。

若測量中取了左側鼓形線中的A1-A2-A3線段，右側鼓形線中的B1-B2-B3線段，測量結果就會顯示鼓形有角度誤差，上端齒形小，下端齒形大。相反，測量結果也會顯示鼓形有角度誤差。

經過多次試磨削和測量，最終完成了鼓形齒磨削并保證了嚴格的尺寸要求，最終測量結果見圖3。

5 結束語

通過具體零件的加工實驗，掌握了特殊結構高精度鼓形齒磨削過程中參數調整、齒形齒向調整、鼓形量分布辨別方法和調整原理；探索了新型高性能機床的新功能、新操作方法，填補了公司關于特殊結構小模數鼓形齒輪磨削的技術空白。

參考文獻

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