0 前言
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。
1.1 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。
图1 格里森MM齿轮检测
1.2 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。
图2 ffa参数对比统计
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。
图3 多维度对ffa的影响
2.1 加工参数调整
调整砂轮转速从55m/s调整至50m/s,调整进给从140mm/min调整至100mm/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。
2.2 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。
2.3 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0.02mm,会影响夹紧效果,导致加工时异常振动,进而影响ffa数值。
2.4 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。
2.5 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。
2.6 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3.5μm,满足装箱要求,如图4所示。
图4 状态检查
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6.5μm提升为3.5μm。
(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。
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