汽车齿轮以及汽车齿轮精细磨齿工艺的制作方法

本发明涉及汽车齿轮磨削技术领域，特别是涉及一种汽车齿轮以及汽车齿轮精细磨齿工艺。

背景技术：

众所周知，齿轮是汽车行业主要的基础传动元件，通常每辆汽车中有18~30个齿部，齿轮的质量直接影响汽车的噪声、平稳性及使用寿命。随着科学技术的发展和生活水平的提高，汽车基本上已经普及到普通家庭，因此在购买汽车时对汽车的要求也越来越高，希望驾驶环境是安静的，乘坐起来是平稳的，能够享受驾驶的乐趣，为此汽车的振动和噪音性能就显得尤为重要，因此目前对于齿轮的制造质量要求也越来越高。

传统的磨齿为了达到客户要求的齿面粗糙度及波纹度的要求，整片磨削涡轮均选择更细粒度的磨削蜗轮，这会造成另一个问题：由于砂轮的粒度过细，会增加齿轮齿面磨削烧伤的风险，如果一味的降低磨削速度和减少进给量，还会增加磨削时间。

基本上汽车齿轮都采用磨齿加工来提高齿轮精度和降低齿面粗糙度，目前磨齿的齿面粗糙度的粗糙度水平一般是ra0.46，但是对于一些要求比较高的客户，汽车齿轮有波纹度要求以及粗糙度ra＜0.4要求。因此目前技术中正常的磨齿已经不能完全达到这个要求了，必须采用精细磨齿工艺来保证。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种汽车齿轮以及汽车齿轮精细磨齿工艺，磨削砂轮粒度有变化，采用精细磨削技术，在精细磨削阶段采用较细晶粒的磨削涡轮，在不改变活动区域齿轮齿侧的形貌的情况下，减小齿轮轮齿粗糙度剖面的表面峰和槽深来降低表面粗糙度，采用此精细磨削工艺加工的产品的齿面粗糙度可以达到ra0.21。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种汽车齿轮精细磨齿工艺，包括如下步骤：

a、将装夹汽车齿轮的工装夹具装到磨齿机，调整工装夹具跳动到要求值；

b、将汽车齿轮安装在工装夹具上，并通过液压涨紧方式紧固汽车齿轮；

c、将复合磨削蜗轮安装到磨齿机的磨削主轴上，然后对复合磨削蜗轮进行自动修形，整个修形过程连续完成，以保证汽车齿轮所需要的齿形；

d、启动磨齿机，使用复合磨削蜗轮对汽车齿轮进行自动对齿，然后通过复合磨削蜗轮对汽车齿轮的轮齿进行磨削：

复合磨削蜗轮上包括至少三个磨削区域，分别为粗磨区域、精磨区域和精细磨削区域：粗磨区域用于对汽车齿轮的齿面进行粗磨，精磨区域用于对汽车齿轮的齿面进行第一次精磨，精细磨削区域用于对汽车齿轮的齿面进行第二次精细磨削；

e、复合磨削蜗轮对汽车齿轮正常粗磨、精磨，然后通过磨齿机控制复合磨削蜗轮自动横移到精细磨削区域对汽车齿轮完成最终磨削。

复合磨削蜗轮上包括至少三个磨削区域，分别为粗磨区域、精磨区域和精细磨削区域：粗磨区域用于对汽车齿轮的齿面进行粗磨，精磨区域用于对汽车齿轮的齿面进行第一次精磨，精细磨削区域用于对汽车齿轮的齿面进行第二次精细磨削。

在本发明一个较佳实施例中，粗磨区域和精磨区域内砂轮的磨削粒度为f80-120，精细磨削区域内砂轮的磨削粒度为f150-220。

在本发明一个较佳实施例中，以任意一点为原点，在磨齿机内建立三维坐标系，使得复合磨削蜗轮主轴平行或重合于y轴，复合磨削蜗轮的主轴垂直于z轴，所述汽车齿轮的主轴垂直于x轴。

在本发明一个较佳实施例中，复合磨削蜗轮对汽车齿轮的轮齿的磨削步骤为：

a）、粗磨：汽车齿轮与复合磨削蜗轮自动对齿并同步旋转，通过复合磨削蜗轮的粗磨区域磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为0.8~1.3mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.15~0.20mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.025~0.045mm/rev，实现由粗磨区域向精磨区域的过渡；

b）、精磨：复合磨削蜗轮通过精磨区域继续磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为0.8~1.3mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.15~0.20mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.025~0.045mm/rev，实现由精磨区域向精细磨削区域的过渡；

c）、精细磨削：复合磨削蜗轮通过精细磨削区域继续磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为0.35~0.75mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.035~0.085mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.015~0.045mm/rev，实现在精细磨削区域内逐步过渡。

在本发明一个较佳实施例中，复合磨削蜗轮通过粗磨区域进行磨削的转速为3000~5000rpm，复合磨削蜗轮通过精磨区域进行磨削的转速为3000~5000rpm，复合磨削蜗轮通过精细磨削区域进行磨削的转速为3000~5000rpm。

在本发明一个较佳实施例中，复合磨削蜗轮在粗磨区域、精磨区域和精细磨削区域的磨削运动连续进行。

在本发明一个较佳实施例中，复合磨削蜗轮在粗磨区域、精磨区域和精细磨削区域的外轮廓均相同。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种汽车齿轮，采用上述汽车齿轮精细磨齿工艺进行磨削，汽车齿轮的轮齿齿面粗糙度为ra0.20~0.40。

在本发明一个较佳实施例中，汽车齿轮的轮齿齿面粗糙度为ra0.21。

本发明的有益效果是：本发明汽车齿轮以及汽车齿轮精细磨齿工艺采用复合磨削蜗轮，砂轮粒度有变化，采用精细磨削技术，在精细磨削阶段采用较细晶粒的磨削涡轮，在不改变活动区域齿轮齿侧的形貌的情况下，减小齿轮轮齿粗糙度剖面的齿面粗糙度，采用此精细磨削工艺加工的产品的齿面粗糙度可以达到ra0.21。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的汽车齿轮以及汽车齿轮精细磨齿工艺中复合磨削蜗轮不同磨削区域一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种汽车齿轮，采用复合磨削蜗轮通过汽车齿轮以及汽车齿轮精细磨齿工艺进行磨削，采用精细磨削技术，在精细磨削阶段采用较细晶粒的磨削涡轮，在不改变活动区域齿轮齿侧的形貌的情况下，减小齿轮轮齿粗糙度剖面的表面峰和槽深来降低表面粗糙度，磨削完成后汽车齿轮的齿面粗糙度可以达到ra0.20~0.40。

为了满足上述的表面粗糙度要求，一种汽车齿轮以及汽车齿轮精细磨齿工艺，具体包括如下步骤：

a、将装夹汽车齿轮的工装夹具装到磨齿机，调整工装夹具跳动到要求值；

b、将汽车齿轮安装在工装夹具上，并通过液压涨紧方式紧固汽车齿轮；

c、将复合磨削蜗轮安装到磨齿机的磨削主轴上，然后对复合磨削蜗轮进行自动修形，整个修形过程连续完成，以保证汽车齿轮所需要的齿形；

d、启动磨齿机，使用复合磨削蜗轮对汽车齿轮进行自动对齿，然后通过复合磨削蜗轮对汽车齿轮的轮齿进行磨削；

e、复合磨削蜗轮对汽车齿轮正常粗磨、精磨，通过磨齿机控制复合磨削蜗轮自动横移到精细磨削区域对汽车齿轮完成最终磨削。

复合磨削蜗轮上包括至少三个磨削区域，分别为粗磨区域、精磨区域和精细磨削区域，复合磨削蜗轮在粗磨区域、精磨区域和精细磨削区域的外轮廓均相同。

粗磨区域用于对汽车齿轮的轮齿的表面峰和齿槽深依次进行粗磨，精磨区域用于对汽车齿轮的齿面进行第一次精磨，精细磨削区域用于对汽车齿轮的齿面进行第二次精细磨削。

粗磨区域和精磨区域内砂轮的磨削粒度为f80-120，精细磨削区域内砂轮的磨削粒度为f150-220，复合磨削蜗轮在粗磨区域、精磨区域和精细磨削区域的磨削运动连续进行，无需中断加工。

以任意一点为原点，在磨齿机内建立三维坐标系，使得复合磨削蜗轮主轴平行或重合于y轴，复合磨削蜗轮的主轴垂直于z轴，所述汽车齿轮的主轴垂直于x轴。

实施例一

以砂轮模数=1.2，砂轮头数=5的砂轮为例，复合磨削蜗轮对汽车齿轮的轮齿的磨削步骤为：

a）、粗磨：汽车齿轮与复合磨削蜗轮自动对齿并同步旋转，通过复合磨削蜗轮的粗磨区域磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮在粗磨区域进行磨削的转速为5000rpm：

复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为0.8mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.15mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.025mm/rev，实现由粗磨区域向精磨区域的过渡；

b）、精磨：复合磨削蜗轮通过精磨区域继续磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮在精磨区域进行磨削的转速为5000rpm：

复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为0.8mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.15mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.025mm/rev，实现由精磨区域向精细磨削区域的过渡；

c）、精细磨削：复合磨削蜗轮通过精细磨削区域继续磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮在精细磨削区域进行磨削的转速为3000rpm：

复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为0.35mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.035mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.015mm/rev，实现在精细磨削区域内逐步过渡，在最后的精细磨削阶段打开低噪音移位（lns）功能，采用低噪音移位磨削程序降低齿轮啮合的噪音，利用控制系统多轴联动精密磨削，来扰乱磨削纹路。

实施例二

以砂轮模数=1.2，砂轮头数=5的砂轮为例，复合磨削蜗轮对汽车齿轮的轮齿的磨削步骤为：

a）、粗磨：汽车齿轮与复合磨削蜗轮自动对齿并同步旋转，通过复合磨削蜗轮的粗磨区域磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮在粗磨区域进行磨削的转速为5000rpm：

复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为1.05mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.18mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.036mm/rev，实现由粗磨区域向精磨区域的过渡；

b）、精磨：复合磨削蜗轮通过精磨区域继续磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮在精磨区域进行磨削的转速为5000rpm：

复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为1.08mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.16mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.035mm/rev，实现由精磨区域向精细磨削区域的过渡；

c）、精细磨削：复合磨削蜗轮通过精细磨削区域继续磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮在精细磨削区域进行磨削的转速为3000rpm：

复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为0.60mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.060mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.028mm/rev，实现在精细磨削区域内逐步过渡，在最后的精细磨削阶段打开低噪音移位（lns）功能，采用低噪音移位磨削程序降低齿轮啮合的噪音，利用控制系统多轴联动精密磨削，来扰乱磨削纹路。

实施例三

以砂轮模数=1.2，砂轮头数=5的砂轮为例，复合磨削蜗轮对汽车齿轮的轮齿的磨削步骤为：

a）、粗磨：汽车齿轮与复合磨削蜗轮自动对齿并同步旋转，通过复合磨削蜗轮的粗磨区域磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮在粗磨区域进行磨削的转速为5000rpm：

复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为1.3mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.20mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.045mm/rev，实现由粗磨区域向精磨区域的过渡；

b）、精磨：复合磨削蜗轮通过精磨区域继续磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮在精磨区域进行磨削的转速为5000rpm：

复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为1.3mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.20mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.045mm/rev，实现由精磨区域向精细磨削区域的过渡；

c）、精细磨削：复合磨削蜗轮通过精细磨削区域继续磨削汽车齿轮的齿部，复合磨削蜗轮在精细磨削区域进行磨削的转速为3000rpm：

复合磨削蜗轮沿着z轴进行上下进给运动，进给量为0.75mm/rev，复合磨削蜗轮在x轴方向的磨削深度为0.085mm，同时复合磨削蜗轮沿y轴做进给运动，进给量为0.045mm/rev，实现在精细磨削区域内逐步过渡，在最后的精细磨削阶段打开低噪音移位（lns）功能，采用低噪音移位磨削程序降低齿轮啮合的噪音，利用控制系统多轴联动精密磨削，来扰乱磨削纹路。

复合磨削蜗轮采用更细的粒度，通过上述磨齿工艺解决了磨削烧伤和更好的减少磨削时间，同时降低了磨齿齿面的粗糙度，采用此精细磨削工艺加工的产品的齿面粗糙度可以达到ra0.21，粗糙度越小对齿轮的抗胶合能力，齿面强度，噪音都有很大的好处。

本发明汽车齿轮以及汽车齿轮精细磨齿工艺的有益效果是：

采用复合磨削蜗轮，砂轮粒度有变化，采用精细磨削技术，在精细磨削阶段采用较细晶粒的磨削涡轮，在不改变活动区域齿轮齿侧的形貌的情况下，减小齿轮轮齿粗糙度剖面的表面峰和槽深来降低表面粗糙度；

粗糙度越小对齿轮的抗胶合能力，齿面强度，噪音都有很大的好处，解决了磨削烧伤的问题，更好的减少了磨削时间，采用精细磨削工艺加工的产品的齿面粗糙度可以达到ra0.21。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。