关于降低电动葫芦噪音中齿轮硬刮削的作用
一、电动葫芦噪音
1、 噪声性能指标
起升机构噪声是电动葫芦的主要性能指标，按照 JB /T 9008. 1—2004《钢丝绳电动葫芦第1部分: 型式与基本参数、技术条件》的要求，“起升机构在额定载荷下工作时， 当起重量≤5 t 时，噪声声压级不得超过 85 dB ( A) ; 当起重量＞5 t 时，噪声声压级不得超过 90 dB ( A) 。”随着人们对环境舒适度的日益关注，产品噪声指标越低越受欢迎。我公司生产的电动葫芦，制定的企业标准噪声指标要求高于行业标准，所有规格电动葫芦噪声均要求低于85 dB ( A)。实际制造过程中有电动葫芦在整机出厂试验中噪声超标， 特别对于采用二极电机的电动葫芦，由于电机同步转速达到3 000 r /min，要控制噪声低于85 dB( A)，难度更大。
2、 噪声分析
减速器零件：电动葫芦减速器是电动葫芦噪声的主要来源。电动葫芦减速器设计采用铸铁材质的箱体箱盖，箱体箱盖定位销孔及轮轴系的中心距位置及形状公差直接影响减速器轮轴配对运行平稳性。为了降低电动葫芦的负载噪声，减速器箱体箱盖加工采用日本森精机加工中心工装夹具改进，检测使用意大利 COORD3三坐标测量机。减速器零件加工已基本实现自动化或半自动化加工，现有加工条件已能保证减速器零件精度满足设计要求。
主起升机构减速器齿轮：1)减速器设计采用三级变速，渐开线圆柱斜齿轮。第一对高速级齿轮精度按照GB /T 10095—2008的8－8－7 级精度。滚齿加工时采用日本进口全数控滚齿机、AA 级滚刀，通过反复试验表明，现有加工条件已能保证齿轮精度满足设计要求。
2) 齿轮经最终表面热处理变形造成齿形和齿向等项目严重超差， 由此产生的齿轮啮合时传动误差及齿轮传动啮合刚性周期性变化等，影响了传动平稳性及载荷传递分布均匀性，是影响电动葫芦减速器噪声的主要原因之一，对斜齿轮传动影响更大，尤其是第一对高速轮轴啮合精度超差造成电动葫芦起升运行时产生高频噪声。
二、齿轮变形影响分析
1、热处理变形不可避免， 这是由于钢件淬火时钢中组织转变时的比容变化造成的体积胀缩，以及热处理应力所引起的变形。钢件热处理变形受较多因素影响。
1) 钢的化学成分对热处理变形的影响是属于内在因素，不同于加工工艺过程影响。含碳量直接影响热处理后获得的各种组织的比容。钢中合金元素影响钢件的淬透性， 直接影响到产生的热处理应力大小及其类型，从而影响变形大小。
2) 淬火前的组织应力和应力状态影响变形，如原材料偏析程度、条状碳化物的分布、锻造时碳化物的细化状况等造成热处理前条件不同，引起的变形也会不同。
3) 钢件会因形状不同、尺寸不同引起热处理时的变形方向、胀缩不同。同样零件易找出变化方向， 但还是难以控制变化大小。
4) 热处理工艺参数、淬火操作因素等对变形的影响。加热不均匀、加热温度的影响、淬火冷却不均匀、冷却速度不同、钢件放置方式等引起的变形也会不同。加热和冷却时钢件内各部分的温度差所形成的热应力、组织转变的不等时性所造成的组织应力均会造成变形的控制难度。
2、控制和减少齿轮热处理变形的措施及困难
1) 零件设计定型后，其几何形状尺寸对热处理变形控制可视为基本稳定。
2) 零件工艺流程、热处理工艺条件确定，宜保持材料制造商稳定、热处理设备固定、操作人员固定，对减少热处理相关条件的变化，减少变形的不稳定度。
3) 热处理时钢件变形是复杂的问题，任何因素的变动都或多或少地影响其变形程度，不能保证各批、各零件变形完全一致。
三、试验工艺方案
经过齿轮在工艺流程中各项条件的控制试验，表明在实际批量生产中控制热处理造成的齿形齿向变形非常困难，难以找到变形方向和变形大小的规律。但齿形齿向精度是影响电动葫芦噪声的主要原因之一。为此，针对提高齿轮的齿形齿向精度开展工艺试验。影响电动葫芦减速器噪声的齿轮组中，主要是减速器第一级高速齿轮轴系，因此，选择电动葫芦的第一级高速齿轮轴系的齿轴、齿轮为试验对象。由于产品结构原因，第一级齿轮轴的齿轮部分位于整个齿轮轴的端部，磨齿加工时，磨齿机的砂轮直径较大，在对该零件磨齿加工时无退刀余地，因此，不能采用磨齿工艺。硬刮削采用的是整体式硬质合金滚刀，滚刀直径小，加工过程中留有足够的退刀空间。基于热处理变形的控制困难和不确定度，采用齿轮表面淬火后增加硬刮削工序。通过硬刮削工艺来达到修正齿形齿向的作用，保证最终齿轮的齿形齿向精度达到设计要求。硬刮削工艺是对经热处理后留有刮削余量的齿轮齿轴的硬齿面再次进行展成法滚齿加工，原理与滚齿加工相同，只是切削量很少。齿轮滚齿时公法线长度预留硬刮削余量0. 25～0. 30 mm， 齿坯滚齿加工时采用刮前滚刀，使淬硬前的预切齿的齿槽略深于标准齿高，以使硬滚刀的顶刃不参与切削， 由于被加工件已经有硬度，采用 AAA 级负前角整体式硬质合金滚刀， 工件在刮削加工时采用端面定位和双顶尖装夹， 以保证其加工精度。