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C齿磨齿加工精度问题及解决

王首春沈洪洋王建平王殿荣 AI汽车制造业 2024-11-07

本文研究了DCT400偶数轴C齿在蜗杆砂轮磨齿加工中出现的问题，特别是六档齿轮在测试时产生的异响。通过对磨齿砂轮、修整器和夹具的分析，发现夹具磨损、机床异常振动和磨齿机Y轴及Z轴丝杠轴承间隙是导致齿面波纹度ffa异常的主要原因。通过调整加工参数、提高检测频次和精度要求，成功将ffa恢复到小于3.5μm，满足了装箱要求。

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f_fa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

f_fa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f_fa参数存在明显差异，如图2所示。

图2 f_fa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f_fa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f_fa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f_fa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f_fa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f_fa异常的问题，更换新修整器后加工检测结果，f_fa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f_fa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f_fa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f_fa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f_fa出现不稳定现象。

本文为“AI汽车制造业”首发，未经授权不得转载。版权所有，转载请联系小编授权（VOGEL100）。本文作者：王首春沈洪洋王建平王殿荣，单位：一汽集团动力总成工厂。责任编辑龚淑娟，责任校对何发。本文转载请注明来源：AI汽车制造业

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