蜗杆砂轮磨齿工艺是齿轮加工常用的一种精加工方法,一般情况下,用磨齿砂轮作为磨具来磨削已经粗加工出的齿轮齿面,是齿轮齿面淬硬后消除热处理变形并进一步提高齿轮精度、改善齿面粗糙度的主要方法。
一汽 DCT400 偶数轴 C 齿热后精加工,采用蜗杆砂轮进行磨齿加工,使用金刚石滚轮对砂轮齿形及外径进行修正,保证砂轮的加工精度。
1、C 齿磨齿问题及分析
C 齿是六档齿轮,属于高速档齿轮,对齿面精度要求高,尤其是对齿面波纹度ffa 要求更严格,有时齿面在磨齿加工时,因齿面的波纹度出现波动,导致 DCT400 偶数轴装箱测试时,测试台反馈六档测试有异响,测试无法通过,通过偶数轴检测及报告分析,最后确认为 DCT400 偶数轴 C 齿精度异常造成异响。
DCT400 偶数轴检测方式
DCT400 偶数轴 C 齿使用的格里森 MM 齿轮检测中心,对工件按 90°分度共选 4 个齿进行检测,普通检测报告包含 23 项检测参数,评价齿形齿向的有 16 项,其中最常用到的有 9 项,如图 1 所示。
检测报告分析
ffa 是齿形形状偏差,用以评价齿形平滑程度,数值越小,越平滑,精度越高。针对评价齿形齿向的 9 项参数,“异响件”与“合格件”各选 10 件,进行对比。可以看到ffa 参数存在明显差异,如图 2 所示。
2、分析人、机、料、法、环、测等对ffa 的影响因素
通过分析人、机、料、法、环、测,我们发现夹具磨损精度下降、机床异常振动、砂轮异常脱粒和检测标准宽泛等是可能的影响因素,如图 3 所示,分别采取措施以期解决问题。
加工参数调整
调整砂轮转速从 55 m/s 调整至 50 m/s,调整进给从 140 mm/min 调整至 100 mm/min(最后精加工两刀),调整后首件 MM 检测结果显示ffa 从 4.1 提高到 3.5,但总成测试后仍有异响产生,因此调整加工参数并不能有效解决问题。
法:检测标准宽泛
异响件齿轮检测报告所有参数全部合格,但仍有异响件流出,确认检测标准宽泛是流出源。
机:夹具磨损精度下降
经排查,发现夹具本体与涨套接触部位已出现磨损,磨损痕迹最深处 0.02 mm,会影响夹紧效果,导致加工时异常振动,进而影响ffa 数值。
机:砂轮异常脱粒
我厂所有工件磨齿使用的都是“德国泰利来”品牌刚玉砂轮,且砂轮入厂时为光板状态(通用),我厂根据生产需求随机开槽为特定工件专用砂轮,排查同批次其他工件,未出现ffa 异常的问题,故基本排除砂轮脱粒性能的影响。
机:修整器磨损
我厂所有工件磨齿使用的都是“德国 KPP”品牌修整器,排查同批次其他工件,未出现ffa 异常的问题,更换新修整器后加工检测结果,ffa 没有大的变化。
机:机床异常振动
经排查发现,机床切削油供油电机噪声较大,车间反馈近期噪声明显增大,振动大于从前。仔细检查发现磨齿机Y 轴、Z 轴丝杠轴承有间隙,基本可确定电机异常导致机床异常振动及轴承有间隙是真因之一。
3、效果确认
采取措施调整后,经过验证,偶数轴 C 齿的磨齿加工精度ffa 恢复到以前的正常加工状态,最大值小于 3.5 μm,满足装箱要求,如图 4 所示。
4、结论
经分析,导致此次 DCT400 变速器偶数轴ffa 异常的主要原因是夹具磨损、机床异常振动、磨齿机Y 轴及 Z 轴丝杠轴承有间隙。采取的调整措施包括:
(1)定期检测机床及夹具精度 , 发现异常及时处理。
(2)增加检测频次将 MM 检测裁砂轮的首件调整为 MM 检测裁砂轮的首尾件。
(3)提高齿面ffa 的加工要求,由 6.5 μm 提升为 3.5 μm。
(4)在砂轮及修整器使用寿命剩余 1/4 时,应增加机床、夹具及工件的检测频次,因砂轮及修整器后期精度会有所下降,这时机床及夹具精度出现不合格或在边缘状态,也会导致在磨齿加工时齿面ffa 出现不稳定现象。
参考文献略.