变速箱齿轴外圆傅里叶加工研究

2020-04-20丁井泉谢建勋周南平周奎黄志繁

时代汽车 2020年1期

丁井泉　谢建勋　周南平　周奎　黄志繁

摘要：齿轴外圆在变速箱中与轴承相连接，随着对变速箱性能要求的不断提高，外圆傅里叶要求随之出现，是提升变速箱寿命、稳定性，减少跑车异响的重要因素，因此在加工过程中通过对加工方法的研究来保证外圆傅里叶水平使其满足要求显的尤为重要;本文以MT82变速箱中间轴为研究对象，分析了加工中的技术难点，阐述了QUICKPOINT 3000 磨床的加工原理，加工方案及验收标准，利用qs-STAT软件平台的过程能力分析法，分析了加工方案的过程能力，并进行2个完整周期内傅里叶要求100%检测的方法评判傅里叶加工的稳定性。结果表明：使用加工方案后计算产品Major特性的过程能力满足加工要求≥1.33;傅里叶要求100%合格，粗糙度、圆度、平行度等要求均能够满足所要求的性能要求，为进一步研究、开发提供依据。

关键词：傅里叶外圆;QUICKPOINT 3000 磨床;加工能力

1 引言

变速箱中齿轴外圆傅里叶设计是较小整车跑车异响，优化传动稳定性的重要改善方法，直接影响变速箱的质量、寿命。齿轴外圆傅里叶在加工中的稳定性、高效性是保证齿轴外圆傅里叶设计能在得到广泛的应用在整车中并发挥该设计益处的重要前提;

2 加工原理分析

QUICKPOINT 3000机床是采用点接触式进行的高速磨削法，采用仅几毫米宽，不易磨损的立方氮化硼工作;借助砂轮前段斜角设计与水平夹紧的工件之间的倾斜产生一个后角，使砂轮与工件件的主要接触区域从线接触变化为点接触，达到快速精磨切削的目的;编辑工件程序，使砂轮刃类似车刀走程序，适应不同外径，不同轴长，不同形状的外圆加工，达到工件上不同外圆使用同一砂轮的万能磨削目的。

针对带有傅里叶要求的齿轴外圆，需单独建立相匹配的砂轮主参数，砂轮主参数中设置2次光磨程序，改善首次磨削时产生的纹理;

3 加工程序拟定

针对MT82中间轴傅里叶外圆，进行该外圆的程序编辑，如下：

3.1 在加工程序界面针对具有傅里叶要求外圆Φ50（-0.015，-0.034）建立外圆砂轮的的主磨削路径，用于去除材料，使产品加工到要求外径尺寸，从磨削起点（X：49.9755，Z：49.7）进行Z方向走刀，为保证外圆直线度、平行度，Z路径上依次设立中途点位（X：49.9755，Z：55）、（X：49.9755，Z：59），最后到达出刀点位（X：49.9755，Z：64.7）;

3.2 完成主磨削路径后，为优化傅里叶水平，设置第一次光磨程序，且为保证外圆直线度、平行度，磨削路径点位与2第一步中路径点位保持一致，依次经过点位（X：49.9755，Z：49.7）、（X：49.9755，Z：55）、（X：49.9755，Z：59）、（X：49.9755，Z：64.7）;

3.3 完成第一次光磨程序后，为获得更好傅里叶水平，同上一步骤，增加第二次光磨程序，依次经过点位（X：49.9755，Z：49.7）、（X：49.9755，Z：55）、（X：49.9755，Z：59）、（X：49.9755，Z：64.7）;

3.4 复核程序中加工路线：

3.4.1 检查切削起点（X：49.9755，Z：49.7），与零点位置距离Z49.7，对应砂轮刀刃左侧，大于零件左端凸台长度尺寸Z48.62，不会与左端凸台发生干涉;

3.4.2 检查切削终点（X：49.9755，Z：64.7），与零点位置距离Z64.7，对应砂轮刀刃右侧，小于零件右端凸台长度Z66.43，不会与右端凸台发生干涉;

3.5 常规设置进刀、退刀安全点，进行空运行检测程序无异常后进行试切加工;

4 试切结果分析

4.1 试切的中间轴产品特性要求及试切3件结果如下：

4.1.1 外圆直径Φ50（-0.015，-0.034），且为Major特性;实测Φ49.977、49.98、ΦΦ49.975;

4.1.2 粗糙度Rz2，Rmax3.2，RPK0.18，RK0.3，RVK0.3，Mr2，

实测Rz1.4-1.8，Rmax2.4-3.1，RPK0.11-0.15， RK0.18-0.24， RVK0.18-0.22， Mr1.4-1.6;

4.1.3 圆度0.004，直线度0.004，中凹0.001;实测：圆度0.0021-0.0031，直线度0.0022-0.0036，中凹0.0003-0.0006;