汽车齿轮的倒棱技术

随着汽车齿轮技术的发展和使用要求的提高，对齿轮精度、强度、承载、噪音、轻量化及长寿命等性能方面的要求越来越高，而齿轮倒棱技术是提高齿轮传动平稳、降低齿轮噪音的重要工艺手段。

本文从齿轮倒棱种类、倒棱作用、倒棱加工与设备，简述汽车齿轮的倒棱技术。

一、 汽车齿轮加工工艺流程


锻造→等温正火→粗精车（齿端倒角）→滚齿或插齿（齿顶倒棱）→齿廓倒棱或齿端倒圆角（尖角）→剃齿→渗碳淬火→磨削→珩齿或磨齿

二、 倒棱种类


1、齿端倒角
齿端倒角是指齿坯粗精车时对两端面的倒角，一般倒角0.5x45°～2x45°。目的去尖角防止划伤。（如图1）

2、齿顶倒棱
齿顶倒棱是指齿顶沿齿向方向进行的小倒角，一般成品齿顶倒棱：角度为30°～45°，深度0.2～0.5mm；通常齿顶倒棱在滚齿或插齿加工时利用刀具的齿形修正就
可以获得，不需要专门的倒棱工序。（如图2）



3、齿端倒圆角或尖角
齿端倒圆角或尖角是指汽车变速挂档齿轮为了便于挂档，在齿端进行倒圆角或倒尖角。一般齿端倒尖角角度为90°～120°，通常需要专用倒角设备。（如图5）

4、齿廓倒棱
齿廓倒棱是指沿齿廓方向对齿廓、齿根、齿端进行的小倒角，一般齿廓倒棱的大小为0.3～0.8mm，通常齿廓倒棱需要专用倒棱设备。（如图1）

三、 倒棱的作用


1、降低齿轮传动噪音
倒棱是沿齿廓与齿向方向的倒角，去除了尖角与毛刺，防止生产过程中的磕碰造成齿面凸起而影响啮合精度，产生噪音。

2、提高啮合精度，减少啮合冲击
齿顶倒棱避免了齿轮副啮合传动时，齿顶与齿根的干涉，防止了啮合冲击。

3、减少热处理的应力集中
倒棱可有效地防止齿轮在热处理渗碳淬火中轮齿尖角处氧化脱碳，同时可防止和消除热处理渗碳淬火中齿轮的淬火裂纹或开裂的发生。

4、美观安全
倒棱不仅提高齿轮的美观度，而且齿轮生产过程与装配中避免划伤操作工。

四、 倒棱的加工与设备


1、齿端倒角的加工与设备
齿端倒角（如图1）。齿轮两端倒角通常在齿坯车加工时，由车工直接车削完成。

2、齿顶倒棱的加工与设备
齿顶倒棱（如图2）。齿轮滚齿时，用专用滚刀在滚齿机上加工完成。专用滚刀需根据加工工件的模数、齿数、变位系数进行设计与制造，对滚刀的齿形进行修正，设计制造一个凸缘。（如图3）这样滚齿便可实现齿顶倒棱。
齿轮插齿时，原理与加工方法同滚齿。

3、齿端倒圆角或尖角的加工与设备
一般汽车变速器中的变速齿轮，为了保证换挡时齿轮相互啮入过程的平稳、顺畅、减少冲击，需要进行倒圆角（如图4）或倒尖角（如图5）加工。


图4 齿端倒圆角示意图


图5齿端倒尖角示意图


图6数控倒角机加工示意图

齿端倒圆角或尖角加工主要在半自动倒角机及数控倒角机上进行。（如图6）

4、齿廓倒棱的加工与设备
齿廓倒棱是对齿廓、齿根、齿端进行倒角（如图7）。

齿廓倒棱常见的加工方法有几种：
（1） 倒棱法：适用于热处理前齿轮的倒棱。主要在数控倒棱机上加工。（如图8）
（2） 磨棱法：适用于热处理后淬硬齿轮的倒棱。主要在磨棱机上加工。（如图9）
（3） 人工磨棱法：适用于单件与配件的倒棱。主要用角磨机由人工倒棱。


图7齿廓倒棱示意图


图8数控倒棱机加工示意图


图9磨棱机加工示意图

五、 倒棱大小的确定与取值


倒棱值的大小与齿轮模数有关，且与齿轮承载的强度大小有关，一般模数越大及承载的强度越高，倒棱值也就越大，反之越小。目前国内、外对倒棱值的确定尚无统一的标准，不同企业的取值范围也不同。现列表本企业的倒棱大小的取值标准，供参考。



齿轮倒棱是现代齿轮加工中一个十分重要的工艺措施，尤其在汽车齿轮加工应用更广阔。