变速器齿轮珩齿新工艺

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降低汽车变速器中齿轮传动噪声一直是变速器行业的主攻方向。为降低噪声，汽车齿轮行业从设计和制造两方面做了大量的工作。笔者在齿轮行业有几十年的工作经验，经过二十多年的实践，反复进行工艺试验，终于完成了CBN珩轮珩齿的新工艺，解决了滚、剃工艺一直解决不了的难题：齿面热处理变形问题，也为国内中小企业解决生产成本和产品品质问题提供了很好的参考。

　　下面我们来看看此项工艺到底是什么?希望对于从事相关工作的您有所帮助哦。

　　国内齿轮加工现状：进口珩齿设备昂贵是问题

　　20世纪90年代以来，国外很多汽车齿轮行业，将原有的滚、剃工艺和滚、磨(展成法磨齿)工艺，逐步用滚、高效磨(蜗杆砂轮磨齿机)和滚、剃、珩(内齿圈砂轮珩齿机)工艺代替。美国EATON公司在20世纪90年代就成功地研制出了细高齿双中间轴变速器，并且在齿轮加工上，采用了滚、剃、珩工艺。汽车齿轮加工机床生产厂商，如美国格里森-胡尔特、德国KAPP、莱斯豪尔和日本三菱公司都有强力珩齿机生产。但是，价格相当昂贵，而且加工各种零件相配的砂轮和砂轮修整器也相当昂贵，并且只适用于大批量生产。

　　国内很多齿轮生产厂家，如一汽齿轮箱厂、上汽齿轮箱厂、綦江齿轮箱厂和陕西汽车齿轮总厂等在20世纪90年代开始采用滚、剃工艺和滚、高效磨工艺。由于高效磨齿机价格昂贵，进口格里森磨齿机每台700万～800万元，多数厂家只是在高速运转齿上采用磨齿工艺，大多数齿轮仍采用滚、剃工艺。

　　21世纪初，陕西法士特公司后来者居上，大胆地进行技术改造，购买了大批国外著名品牌的数控加工机床和热处理设备，采用各种先进加工工艺，使变速器质量领先，产量多年雄居世界前列。

　　但问题是，大多数中小企业，由于资金不足、设备差等现实问题，想提高产品质量，只能望洋兴叹。

　　滚、剃工艺的技术缺陷?

　　笔者所在公司变速器齿轮加工原来采用的是滚、剃工艺，尽管制造的齿轮在热处理前达到了国标8-7-7标准，但由于20CrMnTi钢材材质的缺点，热处理变形大。再加上生产中齿面残留毛刺和磕碰，使齿部精度大大降低，装箱后增加了噪声。(欢迎关注汽车工艺师微信auto1950)为了减轻变速器的噪声，现行工艺在完工检查中，专门增加了一道工序：在综合检查仪上检查齿面毛刺，并用打磨机去掉毛刺和磕碰。

　　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。我公司近年来接到美国等国家的定单，送来的大多数样件都是热处理后珩齿加工出来的，为了保证质量，只能采用磨齿加工，存在加工费用高和生产效率低、盈利少的问题。

　　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，但势必增加生产成本，这是小型企业目前做不到的。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?那就是新的CBN珩轮珩齿工艺(立方氮化硼简称CBN，我们将此工艺定为CBN珩轮珩齿工艺)。

　　新工艺就是这样炼成的

　　CBN珩齿工艺的难点是要设计和制造出具有脱粒少，且切削力好的CBN珩轮。

　　采用剃齿刀设计软件，针对某一珩齿的零件热处理后的各项参数，设计出珩轮基体图样。

　　珩轮选用钢材作为基体。珩轮基体的加工工艺：

　　下料→热锻→等温正火→粗车→精车→磨前滚齿→去毛刺，磨棱角→割键槽→热处理→磨内孔，磨端面→磨另一端面→磨齿→完工检→清洗→送电镀。

　　珩轮基体加工的关键工序是电镀前的磨齿工序。我公司采用的机床是格里森-胡尔特公司出品的SRS410数控剃刀磨床，可以修磨出理想的珩轮齿形。

　　修磨好的珩轮基体经过在齿轮综合检查仪上检测合格后，送电镀车间电镀。电镀工艺关键是电镀电源的选择，其次是CBN材质、电镀配方的选择和电镀工装设备的设计和制作。

　　电镀工艺：化学除油→水洗→酸洗→水洗→电化学除油→水洗→活化→埋砂→电镀→镀后处理。

　　珩齿工艺的制定

　　对我公司的YK4232数控剃齿机主轴转速进行改造，使其最高转速达到2 000r/min。采用19552的CBN珩轮对我公司生产的富勒RT-11509C变速器中间轴传动齿轮19552，进行热处理后齿部珩齿加工。齿轮的齿形、齿向变形都修正过来了，齿轮精度都达到8-7-7标准。经过装箱后台架实验，噪声明显降低，得到了用户的好评。如果变速器所有齿轮采用珩齿工艺，噪声会更低。

　　CBN珩轮只能针对某一需珩齿的零件进行珩齿。珩齿机床为我公司现有的国产YK4232数控剃齿机。(欢迎关注汽车工艺师微信auto1950)在对机床主轴进行改造后，使主轴转速达到2000r/min.珩齿夹具要设计和制作成涨胎式珩齿夹具，以提高珩齿精度。珩齿切削液为水性切削液。

　　CBN砂轮最佳切削线速度为50m/s。CBN珩轮有它的特定环境，要求珩轮转速达到1 300r/min以上。无需径向进给，轴向走刀每件往返2个行程即可。根据零件大小，珩齿时间一般为2.5～4.5min。以模数4.233、40齿、齿宽30mm的齿轮零件为例，只需3min。

　　强调一下，热处理前齿部精度的保证很重要，可使热处理后珩齿起到事半功倍的作用。具体参数此处省略。

　　总结

　　此工艺是采用CBN砂轮在国产数控剃齿机上珩齿。CBN珩齿工艺的难点是要设计和制造出具有脱粒少，且切削力好的CBN珩轮。珩齿后的齿形齿向修正量可达到0.02～0.05mm，甚至更多。齿轮的热处理变形和磕碰完全可以修正过来。齿轮的齿形、齿向能提高一个精度等级以上，齿面粗糙度值Ra≤0.8μm。珩齿后齿轮使用寿命也会延长。变速器长啮合和高速运转齿轮若全部珩齿，噪声会明显降低。目前，每把珩轮可以加工齿轮1 000件左右，此珩齿费用每件只需2元，珩轮用完后无需修磨就可以反复涂镀立方碳化硼砂粒，即经济又实用。我国目前至少有几百家齿轮加工企业，由于资金缺乏，而无力购买价格相当昂贵的进口珩齿机。而此工艺无需购买新设备，只需对现有的剃齿机主轴转速进行改造，就可以使齿轮产品质量提高1～2个精度等级。（来源：《汽车工艺师》）