變速箱內的大部分零件為齒輪，因此齒輪零件的加工精度對變速箱的質量有著重要影響。近期YD13系列變速箱在試車過程中經常出現各種故障，制約了整機出廠總量。對試車記錄進行查閱和分析，了解YD13系列變速箱主要的試車故障，通過對這些故障問題進行拆檢分析，發現大部分故障原因都是由于齒輪零件的加工問題而造成的。如何提高齒輪零件的加工精度就成為減少變速箱故障的主要手段。本文的目的就是通過對齒輪零件的整個加工過程進行控制和分析，總結出了有效控制齒輪零件加工精度的方法，同時推廣至其他型號的變速箱生產中，可以有效降低變速箱檢修成本，提高分廠變速箱出廠率。

　　隨著國民經濟的發展，市場上對工程機械變速箱的需求量越來越大，變速箱生產廠家也由于訂單的增加而變得繁忙。然而變速箱在試車階段時經常會出現各種故障問題，這些問題嚴重制約了變速箱的出廠量，生產出來的產品無法交到用戶手里，使得訂單大量積壓，嚴重影響了產品的銷售情況。技術人員在對這些試車故障進行分析和檢驗時，發現大部分故障原因都是由于齒輪零件的加工問題而造成的，因此，要提高變速箱出廠率，則必須要保證齒輪零件的加工質量。在對齒輪零件的加工流程進行控制和分析后，總結出了有效提高齒輪零件精度的方法，經過大量的驗證后，證明這些措施對控制齒輪零件的精度是有效果的。

　　1 控制齒輪加工精度的措施

　　1.1 保證齒輪材料的質量

　　制造齒輪的材料是保證零件加工質量的基礎，因此對齒輪材料質量的把控就顯得尤為重要。我廠制造齒輪的材料通常為20CrMnTi、19CrNi5、20MnCr5等合金鋼。材料進廠時除了應嚴格按照企業標準對這些鍛件進行相關參數的驗收外，必要時還可在鍛件粗加工后增加一道正火處理，以改變材料性能，控制后續機加工和熱處理變形，提高零件加工質量。例如我廠在制造YH350鐵道維護設備液力變速箱時對重要的齒輪零件均進行了粗車后正火處理，后續得到了很好的加工效果。

　　1.2 控制齒輪熱前加工誤差

　　齒輪熱前加工分為兩部分，一部分是齒坯的加工，另一部分是齒部加工。

　　1.2.1 齒坯加工精度

　　齒坯加工過程中，控制齒輪零件定位內孔的尺寸精度最為關鍵。按照我廠齒輪的精度等級來說，通常齒輪內孔的尺寸公差設定為0.03，這個數值既滿足后續齒部加工定位時的精度需要，又不會因為精度過高增加不必要的成本，符合生產經濟性。內孔直線度應控制在0.01以內。

　　控制齒坯端面跳動和徑向跳動：齒坯的端面跳動直接影響滾齒時的齒向公差項目。通常要求零件內孔和端面同時加工，以保證端面跳動≤0.01，調頭加工另一端面時，需保證兩端面之間的平行度≤0.02，同時齒部外圓與定位內孔的徑向跳動應控制在0.03以下。

　　1.2.2 齒部加工精度

　　在齒部加工的工序中，影響齒部誤差的主要因素有：齒輪加工機床精度;齒輪加工刀具;齒坯定位夾具等幾個方面。

　　⑴齒輪加工機床精度。

　　齒輪加工機床的精度在很大程度上決定了所加工齒輪的精度，因此對機床的維護保養應按規定進行。

　　在準備加工零件齒部前，應確定機床的各部分偏差值符合要求：例如機床主軸的徑向間隙<0.01，刀軸徑跳 <0.005，刀軸竄動<0.008，刀具安裝后徑跳和端跳分別 <0.005，上下頂尖同軸度<0.008、工件夾具安裝在機床 工作臺后的夾具定位處徑跳和端跳<0.01。

　　⑵齒輪加工刀具。

　　齒輪刀具進廠時應對刀具的各項參數按設計要求進行驗收，結果應符合圖紙要求。通常采用的刀具等級為A 級，對于一些精度要求較高的零件可以選取AA級刀具;為了提高刀具的耐用度，可以選取涂鈦刀具;刀具刃磨后應控制前刃面的徑向誤差。

　　⑶齒坯定位夾具。

　　夾具的芯軸外徑與齒輪內孔之間的間隙應盡可能小，通常為0.02以下。芯軸上的螺紋應保證垂直度0.01以下，帶肩螺母的內螺紋與端面垂直度0.01以下。

　　1.3 齒頂倒棱、齒端倒角

　　齒形加工后，應對齒部進行齒頂倒棱和齒端倒角，除了滿足齒輪在傳動過程中的需要，同時可以避免零件磕碰傷問題。齒頂倒棱也可在齒形加工時采用帶倒棱的倒棱滾刀加工成形。

　　1.4 控制熱處理的質量

　　熱處理對齒輪的精度影響甚大。為保證后續加工，對于普通結構的零件，應規定零件熱后內孔橢圓度不大于 0.03，公法線尺寸變動量不大于0.03;對于較薄且內孔與齒部外徑相差較大的零件，除了上述規定外，該零件的端面翹曲度應不大于0.05;對于帶內花鍵的零件，應避免內花鍵變形過大。

　　1.5 熱后零件精加工

　　零件經熱處理后，整體有輕微變形，且表面質量降低，對于一些重要的尺寸需進行精加工。

　　齒輪熱后磨削內孔時，應找正內孔和端面跳動不大于 0.015，同時應校核齒輪節圓跳動不大于0.04，以保證內孔與分度圓同心。內孔與端面磨削應同時進行，以保證端面對內孔的垂直度。磨削作為擰緊定位面的另一端面時，應保證兩端面間的平行度0.015以下。采用圓臺磨機床加工的零件應在加工后進行去磁工序。

　　1.6 齒部精加工

　　我廠齒部精加工通常采用數控磨齒機磨削加工的方式，目前擁有磨齒機有兩種型式，分別為成型磨齒機和蝸桿砂輪磨齒機。

　　對于成型磨齒機來說，在裝夾零件之前應檢查機床的前后頂尖有無磨損和兩頂尖之間的同軸度;零件對刀時盡量保持在中間位置，磨削過程中應查看兩齒面的磨削情況，如出現一面磨削的多，一面磨削的少的情況時，應及時調整零件磨削位置，以保證零件磨量均勻不偏心;合理設定磨削參數及砂輪修整參數，保持砂輪磨粒的銳利性;及時更換用完的砂輪，避免齒輪展開長度不夠的現象產生;齒輪試磨后應送計量室檢驗Fa、Fβ、Fr、Fi"、fi"、Fw等項目。

　　對于蝸桿砂輪磨齒機來說，因其磨削方法與成型磨齒機磨削方法不同，它除了注意上述要求外，還要注意以下幾個方面：蝸桿砂輪磨屬于展成法磨削，同時有多個齒參與磨削，因此產生的磨削熱量較多，極易造成齒面燒傷及裂紋，在設定磨削參數時可以采取少單次進給量和多行程的方式;蝸桿砂輪磨在對砂輪進行修整時，砂輪兩側面和外圓是分兩步修整的，這樣的方式修出來的砂輪容易造成齒輪磨削齒根或磨削的展開長度不夠，在后續的齒輪傳動中產生干涉現象，因此在修完砂輪開始零件磨削的過程中，應多觀察齒部的磨削情況，及時做出調整;由于蝸桿磨齒機的砂輪修整器的結構比較特殊，它修整砂輪的工具不是金剛筆，而是方形的塊狀，這種金剛塊極易磨損，應經常觀察金剛塊的磨損情況，及時更換金剛塊，以避免出現批量質量事故。

　　對于磨削工裝磨齒芯軸來說，芯軸定位外圓與零件內孔間隙通常為0.015以下，芯軸外圓與端面跳動0.01以下，芯軸外圓表面光滑無痕跡;芯軸兩頂尖孔無磨損和異物;芯軸螺紋部分須經螺紋磨床磨削，保證垂直度0.01以下，擰緊螺母與螺紋松配。

　　2 結語

在生產過程中要控制齒輪零件的加工質量其實不難，按照本文所述要求去做，再加上認真負責的態度，經過大量的實際應用后，已取得了顯著效果。根據整機試車分析報告，齒輪零件的加工質量提高了可以減少變速箱因齒輪問題而產生的故障率，對于有效提高整機出廠率意義重大。