【正文】 其中齒面出棱、齒形不對稱和根切，可
。對高精度滾齒 機(jī)還可通過校正裝置去補(bǔ)償蝸輪的分度誤差，使被加工齒輪獲得較高的加工精度 ⑵影響齒輪工作平穩(wěn)性的加工誤差分折 影響齒輪 工作平穩(wěn)性的主要誤差是齒形誤差、基節(jié)偏差等。 影響傳動誤差的另一重要環(huán)節(jié)是分齒掛輪，分齒掛輪的制造和安裝誤差，也會以較大的比例傳遞到工作臺上。在分齒傳動鏈的各傳動元 件中，影響傳動誤差的最主要環(huán)節(jié)是工作臺下面的分度蝸輪。據(jù)此可以看出，通過公法線長度變動 Δ Fw 可以反映出齒輪齒距累積誤差 (切向部分 )，因此在生產(chǎn)中公法線長度變動可以作為評定齒輪傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的指標(biāo)之一。 由圖 617可以看出，當(dāng)輪齒出現(xiàn)切向位移時，圖中每隔一齒所測公法線的長度是不等的。 圖 5－ 25 幾何偏心引起的徑向誤差 r 一滾齒時的分度圓半徑 r 一以 孔軸心 O′ 為旋轉(zhuǎn)中心時，齒圈的分度圓半徑 ②齒輪的切向誤差： 齒輪的切向誤差是指：滾齒時因滾齒機(jī)分齒傳動鏈誤差，引起瞬時傳動比產(chǎn)生不穩(wěn)定，使機(jī)床工作臺不等速旋轉(zhuǎn)，工件回轉(zhuǎn)時快時慢，所切齒輪的輪齒沿切向發(fā)生位移所引起的齒距累積誤差。滾齒時，齒輪的基圓中心與工作臺的回轉(zhuǎn)中心重合于 O，這 樣切出的各齒形相對基圓中心 O分布是均勻的（如 圖中實線圓上的 P1＝ P2），但齒輪工作時是繞基準(zhǔn)孔中心 O′轉(zhuǎn)動的 (假定安裝時無偏心 )，這時各齒形相對分度圓心 O′分布不均勻了 (如圖中雙點劃線圓上的P1′≠ P2′ )。齒輪的徑向誤差是指滾齒時，由于齒坯的回轉(zhuǎn)軸線與齒輪工作時的回轉(zhuǎn)軸線不重合 (出現(xiàn)幾何偏心 )，使所切齒輪的輪 齒發(fā)生徑向位移而引起的齒距累積誤差 (圖616)。相對位置的變化 (幾何偏心 )產(chǎn)生齒輪徑向誤差，它以齒圈徑向跳動 Δ Fr 來評定；相對運(yùn)動的變化 (運(yùn)動偏心 )產(chǎn)生齒輪切向誤差，它以公法線長度變動 Δ Fw 來評定。為提高加工精度和齒面質(zhì)量，宜將粗、精滾齒分開。滾齒可以獲得較高的運(yùn)動精度。滾齒既可加工小模 數(shù)、小直徑齒輪，又可加工大模數(shù)、大直徑齒輪，加工斜齒也很方便。 1 滾齒 ⑴滾齒特點 滾齒是齒形加工中生產(chǎn)率較高，應(yīng)用最廣的一種加工方法。 指狀銑刀銑齒、盤形銑刀銑齒、齒輪拉刀拉內(nèi)齒輪等是 成形法加工齒形的例子，而滾齒、剃 齒、插齒等是展成法加工齒形的例子。 四、 齒形的加工方法 齒形加工是整個齒輪加工的關(guān)鍵。它的特點是加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。 ⑵成批生產(chǎn)的齒坯 加工 成批生產(chǎn)齒坯時，常采用“車一拉一車”的工藝方案： 1）以齒坯外圓或輪毅定位，精車外圓、端面和內(nèi)孔； 2）以端面支承拉孔 (或花鍵孔 )； 3）以孔定位精車外圓及端面等。 ⑴大批大量生產(chǎn)的齒坯加工 大批大量加工中等尺寸齒坯時，青年工人多采用“鉆一拉一多刀車”的工藝方案： 1）以毛坯外圓及端面定位進(jìn)行鉆孔或擴(kuò)孔； 2）拉孔； 3）以孔定位在多刀半自動車床上粗精車外圓、端面、切槽及倒角等。 三、 齒坯的機(jī)械加工 1 齒坯加 工方案的選擇 對于軸齒輪和套筒齒輪的齒坯，其加工過程和一般軸、套基本相似，現(xiàn)主要討論盤類齒輪齒坯的加工過程。當(dāng)齒輪要求強(qiáng)度高、耐磨和耐沖擊時，多用鍛件，直徑大于 400～ 600mm 的齒輪，常用鑄造毛坯。 (3)齒輪毛坯 齒輪的毛坯形式主要有棒料、鍛件和鑄件。 ⑵齒輪的熱處理 齒輪加工中根據(jù)不同的目的，安排兩種熱處理工序： 1）毛坯熱處理：在齒坯加工前后安排預(yù)先熱處理正火或調(diào)質(zhì)，其主要目的是消除鍛造及粗加工引起的殘余應(yīng)力、改善材料的可切削性和提高綜合力學(xué)性能。 一般齒輪選用中碳鋼 (如 45 鋼 )和低、中碳合金鋼，如 20Cr、 40Cr、 20CrMnTi等。 二、 齒輪的材料、熱處理和毛坯 ⑴材料的選擇 齒輪應(yīng)按照使用的 工作條件選用合適的材料。 圖 5－ 24 圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式 ⑶接觸精度 齒輪在傳遞動力時，為了不致因載荷分布不均勻使接觸應(yīng)力過大，引起齒面過早磨損，這就要求齒輪工作時齒面接觸要均勻，并保證有一定的接觸面積和符合要求的接觸位置。 ⑵工作平穩(wěn)性 要求齒輪傳遞運(yùn)動平穩(wěn)，沖擊、振動和噪聲要小。 2 圓柱齒輪的精度要求 齒輪本身的制造精度，對整個機(jī)器的工作性能、承載能力及使用壽命都有很大影響。普通的單齒圈齒輪工藝性好；而雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪 的小齒圈往往會受到臺肩的影響，限制了某些加工方法的使用，一般只能采用插齒。其中盤類齒輪應(yīng)用最廣。 1 圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)特點 齒輪盡管由于它們在機(jī)器中的功用不同而設(shè)計成不同的形狀和尺寸，但總是可以把它們劃分為齒圈和輪體兩個部分。通常從 “基準(zhǔn)統(tǒng)一 ”，中小批生產(chǎn)時，盡可能使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，即一般選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)；大批大量生產(chǎn)時，優(yōu)先考慮的是如何穩(wěn) 定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，不過分地強(qiáng)調(diào)基準(zhǔn)重合問題，一般多用典型的一面兩孔作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，由此而引起的基準(zhǔn)不重合誤差，可采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┤ソ鉀Q 。 以上分析可知：箱體精基準(zhǔn)的選擇有兩種方案：一是以 3平面為精基準(zhǔn)（主要定位基面為裝配基面）；另一是以一面兩孔為精基準(zhǔn)。因為這種定位方式很簡便地限制了工件 6個自由度，定位穩(wěn)定可靠；在一次安裝下，可以加工除定位以外的所有 5 個面上的孔或平面，也可以作為從粗 加工到精加工的大部分工序的定位基準(zhǔn)，實現(xiàn) “基準(zhǔn)統(tǒng)一 ”；此外，這種定位方式夾緊方便，工件的夾緊變形小；易于實現(xiàn)自動定位和自動夾緊。 上述兩種方案的對比分析，僅僅是針對類似床頭箱而言，許多其它形式的箱體，采用一面兩孔的定位方式，上面所提及的問題也不一定存在。另外，由于箱口朝 下，加工時不便于觀察各表面的加工情況，因此，不能及時發(fā)現(xiàn)毛坯是否有砂眼、氣孔等缺陷，而且加工中不便于測量和調(diào)刀。 這種定位方式的不足之處在于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差。 這種定位方式是加工時箱體口朝下，中間導(dǎo)向支架可固定在夾具上。 圖 5－ 22 吊架式鏜模夾具 圖 5－ 23 箱體以一面兩孔定位 ② 量大時采用一面兩孔作定位基準(zhǔn)。加工箱體中間壁上的孔時，為了提高刀具系統(tǒng)的剛度，應(yīng)當(dāng)在箱體內(nèi)部相應(yīng)的部位設(shè)置刀桿的導(dǎo)向支承。 2）精基準(zhǔn)的選擇 箱體加工精基準(zhǔn)的選擇也與生產(chǎn)批量大小有關(guān) 。 ① 單件小批生產(chǎn)用裝配基面做定位基準(zhǔn)。為了限制工件繞兩短軸的回轉(zhuǎn)自由度，在工件抬起后，調(diào)節(jié)兩可調(diào)支承 12，輔以簡單找正，使頂面基本成水平，再用螺桿 11 調(diào)整輔助支承 2，使其與箱體底面接觸。每個短軸上有 3 個活動支柱 8，分別頂住主軸孔的毛面，將工件抬起，離開 5 各支承面。 先將工件放在 5 預(yù)支承上，并使箱體側(cè)面緊靠支架 4，端面緊靠擋銷 6，進(jìn)行工件預(yù)定位。 圖 520 主軸箱的劃線 加工箱體平面時，按線找正裝夾工件，這樣，就體現(xiàn)了以主軸孔為粗基準(zhǔn)。再將箱體翻轉(zhuǎn) 90o（圖 520c），將 E面一端至于 3個千斤頂上，使 II 線和 IIII 線與臺面垂直。然后將箱體翻轉(zhuǎn) 90o， D 面一端置于 3 個千斤頂上，調(diào)整千斤頂，使 II 線與臺面垂直（用大角尺在兩個方向上校正），根據(jù)毛坯的主軸孔并考慮各加工部位在垂直方向的加工余量，按照上述同樣的方法劃出主軸孔的垂直軸線 IIII 作為第 2 校正線（圖 520b），也在 4 個面上均畫出。劃此線時，應(yīng)根據(jù)圖樣要求，檢查所有加工部位在水平方向是否均有加工余量，若有的加工部位無加工余量，則需要重新調(diào)整 II 線的位置，作必要的借正，直到所有的加工部位均有加工余量，才將 II 線最終確定下來。 1. 定位基準(zhǔn)的選擇 1）粗基準(zhǔn)的選擇 雖然箱體類零件一般都選擇重要孔（如主軸孔）為粗基準(zhǔn)，但隨著生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件裝 夾方式是不同的。箱體零件人工時效的方法，除了加熱保溫法外，也可采用振動時效來達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的。對一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排 1 次人工時效處理，以消除粗加工所造成的殘余應(yīng)力。人工時效的工藝規(guī)范為：加熱到 500oC～ 550oC ，保溫 4h～ 6h ，冷卻速度小于或等于 30oC/h ，出爐溫度小于或等于 200oC 。 3）工序間合理按排熱處理 箱體零 件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚也不均勻，因此，在鑄造時會產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。 2）加工階段粗、精分開 箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均，剛性不好，而加工精度要求又高，故箱體重要加工表面都要劃分粗、精加工兩個階段，這樣可以避免粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力和切削熱對加工精度的影響，有利于保證箱體的加工精度。因為箱體孔的精度要求高，加工難度大，先以孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣不僅為孔的加工提供了穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，同時還可以使孔的加工余量 較為均勻。 表 5－ 5 主軸箱小批生產(chǎn)工藝過程 序 號 工 序 內(nèi) 容 定 位 基 準(zhǔn) 1 鑄造 2 時效 3 漆底漆 4 劃線：考慮主軸孔有 加工余量，并盡量均勻。 圖 516 在組合機(jī)床上用鏜模加工孔系 1— 左動力頭 2— 鏜模 3— 右動力頭 6— 側(cè)底座 5— 中間底座 圖 517 利用已加工孔導(dǎo)向 圖 518 調(diào)頭鏜孔時工件的校正 a）第一工位 b）第二工位 六、車床主軸箱的加工工藝過程 圖 519 所示為 CA6140 車床主軸箱箱體的零件簡圖。見圖 518b。調(diào)整工作臺位置，使已加工孔與鏜床主軸同軸，然后再加工另一端孔。 ⑶采用調(diào)頭鏜 當(dāng)箱體箱壁相距較遠(yuǎn)時，可采用調(diào)頭鏜。 ⑵利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支承導(dǎo)向 這種方法其鏜桿系兩端支承，剛性好。 ⑴利用已加工孔作支承導(dǎo)向 如圖 517所示，當(dāng)箱體前壁上的孔加工好后，在孔內(nèi)裝一導(dǎo)向 套，以支承和引導(dǎo)鏜桿加工后壁上的孔，從而保證兩孔的同軸度要求。 2 同軸孔系的加工 成批生產(chǎn)中，箱體上同軸孔的同軸度幾乎都由鏜模來保證。 圖 5－ 15 用鏜模加工孔系 1— 鏜架支承 2— 鏜床主軸 3— 鏜刀 4— 鏜桿 5— 工件 6— 導(dǎo)套 現(xiàn)在國內(nèi)外許多機(jī)床廠，已經(jīng)直接用坐標(biāo)鏜床或加工中心機(jī)床來加工一般機(jī)床箱體。基準(zhǔn)孔應(yīng)盡量選擇本身尺寸精度高、表面粗糙度值小的孔 (一般為主軸孔 )， 這樣在加工過程中，便于校驗其坐標(biāo)尺寸。 ⑶坐標(biāo)法 坐標(biāo)法鏜孔是在普通臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床或數(shù)控鏜銑床等設(shè)備上，借助于精密測量裝置，調(diào)整機(jī)床主軸與工件間在水平和垂直方向的相對位置，來保證孔心距精度的一種鏜孔方法。當(dāng)從一端加工、鏜桿兩端均有導(dǎo)向支承時，孔與孔之間的同軸度和平行度可達(dá) ～ ；當(dāng) 分別由兩端加工時，可達(dá) ～ 。孔距精度主要取決于鏜模，一般可達(dá) ? 。當(dāng)用兩個或兩個以上的支承 1來引導(dǎo)鏜桿時，鏜桿與機(jī)床主軸 2 必須浮動聯(lián)接。 ⑵鏜模法 在成批生產(chǎn)中，廣泛采用鏜模加工孔系，如圖 5－ 15 所示。此法加工孔系不易出差錯，找正方便，孔距精度可達(dá) ? 。 圖 5－ 14所示為樣板找正法，用 l0～ 20mm厚的鋼板制成樣板 1，裝在垂直于各孔的 端面上(或固定于機(jī)床工作臺上 )，樣板上的孔距精度較箱體孔系的孔距精度高 (一般 ? ～? )，樣板上的孔徑較工件的孔徑大，以便于鏜桿通過。鏜第二排孔時，分別在機(jī)床主軸和已加工孔中插入心軸，采用同樣的方法來校正主軸軸線的位置，以保證孔心距的精度 (圖 5－ 13b)。 圖 5－ 13所示為心軸和量塊找正法。這種找正法加工效率低，一般只適于單件小批生產(chǎn)。 1 平行孔系的加工 下面主要介紹如何保證平行孔系孔距精度的方法。孔系可分為平行孔系、同軸孔 系和交叉孔系 (圖 5－ 12)。為了提高生產(chǎn)率和保證平面間的相互位置精度，工廠還常采用組合磨削來精加工平面?？蛇_(dá) 0. 32～ 1. 25mm。 平面磨削的加工質(zhì)量比刨削和銑削都高，而且還可以加工淬硬零件。近年來端銑刀在結(jié)構(gòu)、制造精度、刀具材料和所用機(jī)床等方面都有很大進(jìn)展。 銑削生產(chǎn)率高于刨削，在中批以上生產(chǎn)中多用銑削 加工平面。精刨后的表面粗糙度值可達(dá) 0. 63～ 2. 51mm，平面度可達(dá) 0. 002mm/m。精刨還可代替刮研來精加工箱體平面。 刨削加工的特點是：刀具結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)床調(diào)整方便，通用 性好。 四、 箱體平面的加工方法 箱體平面加工的常用方法有刨、銑和磨三種。 4 工序集中，先主后次 箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面，一般盡量集中在同一工序中加工，以保證其相互位置要求和減少裝夾次數(shù)。 3 基準(zhǔn)的選擇 箱體零件的粗基準(zhǔn)一般都用它上面的重要孔和另一個相距較遠(yuǎn)的孔作粗基準(zhǔn)，以保證孔加工時余量均勻。平面面積大，用其定位穩(wěn)定可靠；支承孔大多分布在箱體外壁平面上，先加工外壁平面可切去鑄件表面的凹凸不平及夾砂等缺陷，這樣可減少鉆頭引偏，防止刀具崩刃等，對孔加工有利。 三、 箱體機(jī)械加工工藝過程及工藝分析 在擬定箱體