齿轮加工机床故障速查表

由症状查找可能的原因、检查部位和处置方法。周期、油品、数值以机床厂家、刀具厂家的规定和手头机床的使用说明书为准,这里的数值是公开资料中的示例。油性切削油的储存、处理须遵守《消防法》和市町村的火灾预防条例,并接受所辖消防署的指导

齿形起伏(波纹状齿形)滚齿机

可能原因检查部位处理
滚刀凸台跳动(安装跳动)凸台外圆、端面的跳动用刀杆和凸台重新找正。若跳动无法消除,检查刀杆、隔套、顶尖[1][2][3]
刃磨时的容屑槽分度(切削刃面的齿距)不一致容屑槽分度的单个误差、累积误差所有容屑槽按相同的量重新刃磨。确认刃磨时的跳动和分度盘的磨损[1][3][4]
滚刀孔径偏大(与刀杆的间隙)滚刀孔径和刀杆直径修正孔与刀杆的配合。更换磨损的刀杆[1][2]
滚刀齿向精度、齿形不良,或在刀杆上的安装精度不良滚刀检验报告、刃磨后的检验重磨或修复滚刀,或更换[1](单一资料·仅供参考)

齿形倾斜(压力角偏差、齿顶偏细/偏粗)滚齿机

可能原因检查部位处理
刃磨时前角误差、向心度(前刀面的中凸、中凹)不良测量向心度,滚刀端面前角和前刀面偏移量的标示按设计的前角重新刃磨。螺旋槽用碟形砂轮的锥面一侧磨削[5][1][3][4]
滚刀凸台的跳动、滚刀齿形不良凸台的跳动、滚刀检验报告修正安装。修复或更换滚刀[1](单一资料·仅供参考)
(表观不良)测量齿轮时工件的跳动工件在测量仪上的装夹修正装夹后重新测量[1](单一资料·仅供参考)

齿距误差、齿距累积误差大滚齿机

可能原因检查部位处理
滚刀凸台的跳动、在刀杆上的安装精度不良凸台的跳动重新找正[1][2]
刃磨时容屑槽分度不良、滚刀齿向精度不良刃磨后的检验重新刃磨[1](单一资料·仅供参考)
(表观不良)测量时工件的跳动在测量仪上的装夹重新测量[1](单一资料·仅供参考)

齿向(导程)误差大滚齿机

可能原因检查部位处理
滚齿机精度不良几何精度(JIS B 6216、ISO 6545),制造商的定期检查调整轴的对中和几何精度[1][6]
滚刀齿向精度不良滚刀检验报告修复或更换滚刀[1](单一资料·仅供参考)
工件夹具精度不良、刚性不足,工件刚性不足(Nidec Machine Tool 将其列为插齿加工导程不良的原因)夹具的跳动、接触面,夹紧检查、调整夹具,更换磨损零件[7][8]
(表观不良)测量时工件的跳动在测量仪上的装夹重新测量[1](单一资料·仅供参考)

齿厚(跨棒距)、外径、齿根圆直径偏差或波动滚齿机

可能原因检查部位处理
滚刀安装角错误;为应对齿面划伤而改变了安装角安装角的设定恢复为正确的安装角,或把齿厚的减少量计算在内(有安装角每变化 1° 齿厚约减少 32 µm 的例子)[1][9][10](单一资料·仅供参考)
滚齿切入尺寸不良、滚刀齿厚、齿高不良、向心度不良切入量的设定,滚刀检验报告修正切入量。重新刃磨滚刀[1](单一资料·仅供参考)
随滚刀窜刀,尺寸发生变化(刃磨时容屑槽导程误差造成的锥度,多次窜刀时跳动的影响)各窜刀位置的齿厚正确重磨容屑槽导程。重新考虑窜刀方式(每次窜1个齿距受跳动的影响较小)[2][3][11]
主轴、工作台发热造成的热变形(从冷态启动)开机后的时间与齿厚的记录确认热变形补偿和冷却功能。规定首件测量[12][13]

倒角量过大或过小,左右或各齿之间不一致滚齿机

可能原因检查部位处理
滚刀倒角高度不良、工件外径尺寸不良、切入尺寸不良、向心度不良滚刀与工件的尺寸、切入量修正造成问题的尺寸[1](单一资料·仅供参考)
滚刀安装角错误或被改动(为补偿齿厚而减少切入量,齿顶倒角会变小)安装角把安装角恢复为正确值[1][9](单一资料·仅供参考)
(各齿不同)凸台的跳动,(左右、各齿不同)滚刀齿向精度不良凸台的跳动、滚刀检验重新找正。修复滚刀[1](单一资料·仅供参考)

干切滚齿时齿面出现划伤、撕裂滚齿机

查看是所有齿的同一位置都有划伤(被正在生成的切屑划伤),还是有伤的齿和没伤的齿混杂(被切离的切屑咬入,有时能看到粘结)(Nidec Machine Tool)[10]

可能原因检查部位处理
齿面被正在生成的切屑划伤(所有齿的同一位置)划伤位置朝有划伤的齿面一侧滚刀切削刃切入角变大的方向,把安装角改动约 15′–1°(齿厚会减少,需注意)[10][9](单一资料·仅供参考)
被切离的切屑咬入加工点(有伤的齿和没伤的齿混杂)划伤的分布、切屑粘结朝切入角变小的方向改动安装角,并让气嘴靠近加工点,使切屑不易靠近[10](单一资料·仅供参考)
(齿形面、外圆撕裂)滚刀齿背切出部位的干涉滚刀的设计与刀具厂家商量[1](单一资料·仅供参考)

滚刀崩刃(缺损)滚齿机

可能原因检查部位处理
刃磨、齿形磨削时的磨削裂纹(以裂纹为起点的缺损)缺损面上是否有裂纹起点采用不产生磨削烧伤的刃磨方式(先轻触高的槽再进给,修整、光磨)[1][4]
以快速进给直接切入程序、装夹准备在实际加工前确认程序和刀具位置补偿值[1][14]
工件夹紧松动,加工中工件被带动转动夹紧力、安装夹具检查夹紧机构,更换磨损零件[1](单一资料·仅供参考)
切削油出油量不足、喷射位置不当,容屑槽被切屑堵塞出油量、喷嘴方向保证供给量,让喷嘴对准加工点[1][14]
切削了夹具等硬物,滚刀母材不良(过硬、过脆),切削热导致月牙洼附近开裂有无干涉,缺损的形状消除干涉。委托刀具厂家调查[1](单一资料·仅供参考)

滚刀磨损过快、异常磨损滚齿机

可能原因检查部位处理
滚刀窜刀不均(月牙洼磨损不均匀)窜刀的设定、间隔件数重新设定窜刀的范围、量和方向[1][11](单一资料·仅供参考)
刃磨时机过晚(月牙洼磨损使切削刃崩坏)后刀面磨损、月牙洼磨损的量以后刀面磨损 0.1–0.2 mm(涂层滚刀)为目标进行刃磨[5](单一资料·仅供参考)
涂层剥离(处理不良)磨损部位的剥离委托刀具厂家调查[1](单一资料·仅供参考)
容屑槽容积小,切削油不足,在容屑槽被切屑堵塞的状态下磨损容屑槽内的切屑保证切削油供给。重新审视刀具设计[1][14]
(均匀磨损)滚刀母材的硬度、材料、热处理不良,(刃尖圆角过渡处磨损)圆角过渡处有棱角磨损的形态与刀具厂家商量[1](单一资料·仅供参考)

插齿时齿形、齿距、导程不良,单个刀齿出现台阶插齿机

可能原因检查部位处理
插齿刀齿形不良,前角、刃磨角不良插齿刀的检验、刃磨记录遵守前角(通常 5°)和刃磨角重新刃磨[7][15](单一资料·仅供参考)
(单个刀齿有台阶、齿槽跳动)插齿刀的齿槽跳动、累积齿距不良,插齿刀与工件的安装精度不良插齿刀、工件安装时的跳动修正安装。修复或更换插齿刀[7](单一资料·仅供参考)
插齿机精度不良(齿距、齿形、导程)制造商的精度检查委托调整、修理[7][16](单一资料·仅供参考)
(导程不良)工件、安装夹具刚性不足、精度不良,螺旋导轨的导程与插齿刀不匹配夹具,螺旋导轨导程的计算修正夹具。更换为匹配的螺旋导轨[7][17](单一资料·仅供参考)

插齿刀崩刃或异常磨损,齿面撕裂插齿机

可能原因检查部位处理
切削条件不合适(切削速度、进给过高),以快速进给直接切入条件表、程序重新审视条件[7](单一资料·仅供参考)
插齿刀、工件夹紧力不足,工件硬度高夹紧,工件硬度修正夹紧[7](单一资料·仅供参考)
让刀(回程退让)干涉,插齿刀碰到台肩,或台肩之间被切屑堵塞让刀量、行程位置修正让刀和行程的设定[7](单一资料·仅供参考)
重磨时切入过大,刃磨时机延误(后刀面磨损和粘结加剧)刃磨记录,磨损宽度以磨损宽度 0.2–0.3 mm 为目标刃磨,不要一次磨得太深[7][15](单一资料·仅供参考)
(撕裂)工件材料粘韧,切削油不合适或已劣化,斜齿小齿轮的齿根残留、台阶处切入过深切削油的状态,插齿刀的形状重新选择或更换切削油。与刀具厂家重新审视插齿刀规格[7](单一资料·仅供参考)

剃齿时齿形出不来或很快劣化,剃齿刀寿命短、崩刃剃齿机

可能原因检查部位处理
(判定出入)测量仪不同、所测齿不同、齿形控制点不同测量条件用同一台测量仪、同一个齿、同一控制点进行比较[18](单一资料·仅供参考)
(试切与批量生产的差异)机床不同、条件不同、前道加工(粗切)精度不同前道工序齿轮的精度统一前道加工的精度[18](单一资料·仅供参考)
(工件齿形很快劣化)剃齿刀硬度低、剃齿刀齿形复杂、剃齿余量过大、工件硬度高余量,剃齿刀规格重新审视余量。与刀具厂家重新审视剃齿刀规格[18](单一资料·仅供参考)
(可刃磨次数少)锯齿槽(serration)浅(左右、齿顶与齿根、圆周上的差异,整体偏浅)重磨记录、线图委托刀具厂家重磨并提供记录[18][19]
(加工中缺损)与台肩齿轮干涉,切削了规格不同的工件,加工件数多(磨损),剃齿刀齿根强度不足,锯齿槽排列不当干涉、工件规格消除干涉。确定刀具寿命[18](单一资料·仅供参考)

油性切削油起火、机内发生火灾通用

多数火灾发生在使用油性切削油的长时间无人运转期间(日本机床工业协会)。着火源多为红热的切屑、磨削火花、过热的刀具,800℃ 以上的热表面尤其是有效的着火源(DGUV)[14][20]

可能原因检查部位处理
刀具折断、异常磨损导致刃尖发热、起火刀具状态、负载管理刀具寿命,用异常负载检测功能停止加工[14][20]
切削油没有充分到达加工点(液位下降、出油压力下降、喷嘴方向)液位、压力、流量、喷嘴补充切削油,修正喷嘴。加装液位、出油检测[14][20]
机内积聚切屑导致过热,切屑箱内自燃机内、容器中的切屑勤清扫,及时倒空容器[14][20]
切削条件过严,刀具路径干涉、装夹准备失误导致过载条件、程序、装夹准备采用与工件材料和刀具相符的条件,在实际加工前确认程序[14](单一资料·仅供参考)
(灭火后复燃)尚未冷却就打开了门或重新启动,灭火剂容器已空灭火后的步骤,灭火剂的量冷却之前不开门,不急于重新启动。监视灭火剂的量[21][20](单一资料·仅供参考)

油雾多、泄漏到机外通用

可能原因检查部位处理
切削油温度升高(每升高 10℃,油雾约增加一倍)油温保证足够的油量,通过挡板或冷却把油温保持在室温左右[20](单一资料·仅供参考)
喷嘴的压力、形状、方向不合适(压力高、切削速度快、飞溅的碰撞方式会形成雾)喷嘴用低压大流量喷淋,对准加工点[20](单一资料·仅供参考)
油雾收集器、风管脏污、堵塞油雾收集器、风管清扫。按保养计划更换过滤器[14][20]
容易蒸发、容易成雾的油剂油剂的性状(闪点、蒸发损失)与油剂厂家一起选用低排放油剂(不易蒸发的基础油、含油雾抑制剂)。油雾抑制剂在使用中效果会下降,有时会堵塞精细过滤器[20][22]

工作台有间隙、转动不平稳(振动)滚齿机

可能原因检查部位处理
工作台驱动蜗杆的反向间隙制造商的检查(运动精度试验)委托制造商检查、调整反向间隙消除装置,更换零件[12][23]
液压式反向间隙消除装置的油压未正常施加液压油的油面、压力检查液压单元[12][24]

加工条件、刀具方面的原因请见 加工故障大全 中。

📚参考资料

没有标记的项目,是不同发布方的 2 份以上资料内容一致的。数值、周期以各机型的规定为准。文字表述由 Kezuriba 自行归纳。

  1. Nidec Machine Tool“切削刀具专题‘滚刀加工的故障与原因’”
  2. Gear Technology(美国的齿轮专业杂志,现由 AGMA Media 发行)“B. W. Cluff(American Pfauter)Effects of Hob Quality and Resharpening Errors on Generating Accuracy, 1987年9/10月号”
  3. Gear Technology(美国的齿轮专业杂志,现由 AGMA Media 发行)“K. Liston(Pfauter-Maag Cutting Tools)Hob Basics Part II, 1993年11/12月号”
  4. Gear Technology(美国的齿轮专业杂志,现由 AGMA Media 发行)“R. Moderow(ITW Illinois Tools)The Right and Wrong of Modern Hob Sharpening, 1992年1/2月号”
  5. Nidec Machine Tool“切削刀具专题‘滚刀的刃磨磨削’”
  6. 国际标准化组织(ISO)“ISO 6545:1992 Acceptance conditions for gear hobbing machines — Testing of the accuracy”
  7. Nidec Machine Tool“切削刀具专题‘插齿加工的故障与原因’”
  8. Gleason“Workholding Services(夹紧夹具的维护)”
  9. Nidec Machine Tool“切削刀具专题‘滚刀安装角误差对齿厚及倒角量的影响’”
  10. Nidec Machine Tool“切削刀具专题‘干式滚齿的齿面划伤对策’”
  11. Nidec Machine Tool“切削刀具专题‘滚刀窜刀方法’”
  12. Kashifuji“6 轴 CNC 滚齿机 KE201/251(产品页面。工作台消隙装置、导轨面刮研、润滑、齿厚稳定装置)”
  13. 三菱重工业“新闻稿(2014)开发滚齿机‘GE10A’(通过冷却主轴和工作台轴来应对热变形)”
  14. 日本机床工业会“技术资料 60-2014‘机床火灾安全指南(用户篇)’(该会网站已停止刊载。为互联网档案馆的存档版)”
  15. Nidec Machine Tool“切削刀具专题‘插齿刀的刃磨磨削’”
  16. 三菱重工业“新闻稿(2020)开发机器人用齿轮加工机床‘FR 系列’(直驱、高精度蜗轮)”
  17. Nidec Machine Tool“切削刀具专题‘插齿刀加工时螺旋导轨通用性的探讨’”
  18. Nidec Machine Tool“切削刀具专题‘剃齿加工的故障与原因’”
  19. Gleason“Tool Services - A Total Solutions Approach(滚刀、插齿刀、剃齿刀的重磨、重新涂层)”
  20. 德国法定工伤事故保险协会(DGUV)“BGI/GUV-I 719 E(现 DGUV Information 209-027)Machine Tool Fire and Explosion Prevention and Protection(2009年,2012年更新)”
  21. 德国法定工伤事故保险协会(DGUV)“Fachbereich AKTUELL FBHM-087/E Interface machine tool/fire suppression system(2024年)”
  22. ENEOS“非氯系高闪点型非水溶性切削油 Reliacut AE 系列(产品资料 PDF)”
  23. Liebherr-Verzahntechnik“Gear Hobbing Machines LC 600 - LC 2000(产品目录 PDF)”
  24. 油研工业“YA Pack(低噪声标准小型液压站)使用说明书 JM-1028”