剃齿切削的工艺阐述了J-200A的详细研发过程及应用实例

　　齿轮是现代机器和仪器中传递运动和扭距的重要零件。由于齿轮传递具有转动准确、传递力大、效率高、结构紧凑、可靠耐用等优点，因此齿轮传递的应用广泛，齿轮的需求量也日益增加。剃齿是齿轮加工中对精度要求最高的工艺。

　　1 剃齿工艺原理

　　一个直齿圆柱齿轮和一个螺旋齿圆柱齿轮相啮合，它们的回转轴线自然地构成夹角ψ。如果将螺旋齿轮看成加工刀具(剃齿刀)，直齿圆柱齿轮就是被加工的齿轮。在剃齿刀主动旋转，工件被动旋转的情况下，剃齿刀的圆周运动速度可以分解为两个分速度向量，分速度vz垂直于齿轮工件的轴线，分速度v滑则与工件的齿向方向平行。前者带动工件旋转，后者使两齿面产生滑移。剃削的切削作用主要是由齿向方向的滑动运动产生的。当剃齿刀与齿轮作无间隙啮合时，剃齿刀刀刃在v滑的作用下，将工件齿面切下一层厚度约为0.01～0.05mm的极薄切屑。这完全是应用了螺旋齿轮副啮合的传动原理。

　　图1 剃齿刀圆周运动速度分解图

　　剃齿工艺具有操作难度低、加工精度高、生产效率高等优点

　　2 试验方法

　　2.1运动粘度：反映油品的内摩擦力，是表示油品油性和流动性的一项指标。运动粘度越大，油膜强度越高，清洗性和冷却性越差，运动粘度越小，油膜强度越低，清洗性和冷却性越好。

　　2.2闪点：是表示油品蒸发性的一项指标，以℃表示。油品的蒸发性越大，其闪点越低。反之，油品蒸发性越小，其闪点也越高。

　　2.3倾点：是指在规定的加热条件下油品开始流动的最低温度。倾点低的润滑油能在低温下使用。润滑油的倾点应比使用环境的最低温度高5~10℃。

　　2.4四球测试，PD:即烧结负荷，用四球法测定润滑剂极压性能时，在规定条件下，使钢球发生烧结的最低负荷，以公斤表示。

　　2.5比重：物质在既定温度下的质量与体积之比值。

　　2.6粘度指数：粘度指数表示油品粘度随温度变化的程度。粘度指数越高，表示油品粘度受温度的影响越小，其粘温性能越好，反之越差。

　　3 积架剃齿切削油的研发

　　针对剃齿切削工艺的特点，初步确定剃齿切削油的各成分组成：

　　3.1 基础油的选择

　　矿物油包括石蜡基、环烷基、芳烃基。芳烃基油易腐蚀，对皮肤有刺激，一般不使用;石蜡基油粘温性能好，来源广泛容易购买;环烷基油溶解性能优良，价格较高，国内资源相对比较少。鉴于原料的易购性及使用性、经济性选择石蜡基基础油，因为剃齿加工属于精加工，合适的黏度对增强油膜强度有益，综合选定HVI150为基础油，详细指标如下表：

　　表1  HVI150典型数据

　　3.2 添加剂的选择

　　3.2.1极压添加剂的选择

　　理论上极压添加剂要达到分解温度才起作用，不同类型极压添加剂的分解温度不同，起作用的温度范围也各有不同（见图2），根据剃齿切削加工区域的温度状况而采用添加剂复配出相对应的添加剂起作用的温度曲线，即可以达到预期的润滑效果。

　　图2 添加剂起作用温度范围