雙聯齒輪的齒形加工，即大端滾齒和小端插齒，由于工件結構原因，其齒向及齒圈徑向圓跳動誤差往往超出產品技術要求或加工工藝要求。本文就此問題進行分析，并提出相應解決措施。

　　1、產品結構及傳統工藝工裝結構弊病

　　雙聯齒輪典型結構，其特點為工件內孔的長徑比≥3，工件的大端面較大，其外徑與孔徑之比≥2。按照機械加工工藝要求，毛坯經粗車、精車加工后，齒坯的大小端面圓跳動公差，對于7和8級精度齒輪，當分度圓直徑≤125mm時，端面圓跳動公差為0.018mm；分度圓直徑小于400mm，大于125mm時，端面圓跳動公差為0.022mm。實際加工中按此標準加工和檢驗，但在滾、插齒加工中，我們按照傳統的工裝結構設計了滾、插齒夾具。滾齒加工的工裝結構。工件以內孔和端面定位，工件內孔與芯棒外徑之間采用H6/h5配合，擰緊上面的螺母，通過開口墊而將工件夾緊。插齒加工方法為工件大端面和內孔定位，液壓拉桿通過開口墊而夾緊工件。這兩種裝夾方法均為機械手冊推薦的傳統結構。在實際加工產品時，發現滾、插齒的齒圈徑向圓跳動誤差為0.07～0.10mm，甚至達0.15mm，齒向誤差為0.02～0.05mm。而工藝要求齒圈徑向跳動誤差≤0.063mm，齒向誤差≤0.011mm。插齒的齒圈徑向跳動誤差及齒向誤差也有不同程度的超差現象。

　　一般而言，齒輪滾齒的齒圈徑向圓跳動誤差和齒向誤差產生的原因主要是齒坯的幾何偏心和安裝偏心所致；齒向誤差超差主要是夾具和齒坯的制造安裝調整精度低，分齒、差動交換齒輪誤差大以及齒坯或夾具的剛性差，夾緊后變形等。經過分析和實際檢測，我們發現夾具結構設計的不合理，是產生誤差的主要原因。

　　2、滾齒工件定位和加工受力變形分析

　　傳統工裝結構上，工件以內孔和端面定位。由于工件內孔長徑比大于3屬于長孔定位，限制4個自由度，端面限制3個自由度，這就形成了過定位現象，且重復限制的自由度數為2個，因此這種結構設計不合理。其次由于工件總長相對于內孔直徑較大，裝夾工件的定位芯棒直徑小，裝夾剛性差，在滾齒過程中，滾齒切削力的垂直分力矩基本作用在芯棒底部，使芯棒產生離開滾刀方向上的變形偏擺，這就使工件在滾齒過程中產生運動偏心，從而將增加滾齒的齒圈徑向圓跳動誤差和齒向誤差。在實際加工中，用百分表觸頭對著旋轉軸工件表面，也可以發現這種偏擺。

　　3、改進工件定位方法和工裝結構

　　由上分析可知，傳統結構中工件的定位不合理，加工過程中工裝的剛性差是導致這類齒輪滾齒誤差超差的主要原因(刀具、工件齒坯加工精度、設備精度正常條件下)，因此經研究設計了改進結構。芯棒4與上下工件內孔接觸的中間段配合選用H6/h5配合，其余部分外圓直徑比工件孔小0.05mm；這樣工件就屬于短孔定位，內孔限制2個自由度；下面的工件是以大端的內側定位于開口套5上，開口套5定位在內定位套7上，從而限制工件3個自由度，因此總體限制工件5個自由度，屬合理設計(上面的工件也是5點定位)。開口套5的另一個作用是：增加工件內側面的定位面積，減少滾齒切削力的垂直分力之力臂，從而降低力矩，相對增加工件的定位裝夾剛性。外定位套8作用是限制開口套的位置，以避免滾刀將開口套滾壞。這種工裝的使用，在實際生產過程中證明工件的齒圈圓跳動誤差在0.03～0.05mm以內，齒向公差在0.010mm以內。其要點是工件大端的內側面圓跳動必須按工藝基準面精度要求保證。其缺點是裝工件時必須同時加裝開口套，操作較麻煩。

　　這類工件的插齒加工時，工件定位也應采取類似方案以消除過定位現象，但不必使用開口套。