C齿磨齿加工精度问题及解决
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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