大直径小宽度齿轮的加工工艺的改进.pdf

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1、2013年2月机床与液压Feb．2013第41卷第4期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．41No．4DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．04．046大直径小宽度齿轮的加工工艺的改进吴敬，张树伟(1．沈阳理工大学应用技术学院，辽宁沈阳110005；2．沈阳水泥机械机电配件公司，辽宁沈阳110005)摘要：大直径小宽度齿轮的刚性差，采用支撑圈加固，两齿轮合为一体的方式加工，能改善加工性能，解决刚性差的问题。通过制作钻模板和专用刀具，有效地保证了钻孔的质量。关键词：齿轮；刚性；加工质量中图分类号：TG659文献标识码：A

2、文章编号：1001—3881(2013)4—146—2某公司承揽了一批大直径、小宽度齿轮的加工任2首件加工工艺的探索及存在的问题务。该齿轮齿顶圆直径为850mm，齿宽为130首件加工时，由于对工件变形的严重性估计不mm，内圆止ISl圆直径为530mm，齿轮结构形状足，没有采取措施，毛坯车加工完成后，直接在8如图1所示，齿轮技术参数见表1。m滚齿机上加工齿形，工件落在工作台支架上，找正夹紧。选用0．9mm／r吃刀量，分两刀加工，开刀后发现振动严重，认为是吃刀量大造成的，于是将吃刀量改为0．4mm／r后，振动明显减小，但仍然没有完全消除。检查首件加工后的质量，并总结加

3、工过程，发现存在下列问题：(1)由于工件直径大，宽度小，刚性差，加工过程中受力使工件产生严重局部弹性变形，其中受力部位变形，不受力部位不变形，且是周期性的变形，引起振动。(2)由于M18的滚刀对齿轮压力小，无法抵抗工件的周期变形引起的振动，反过来工件的振动又作图1齿轮结构图用于滚刀，使滚刀受到反作用力的影响。表1齿轮的技术参数(3)由于吃刀量小，加工时间延长，首件加工材质40Cr分度圆直径d／mm5814仅滚齿工序就用了25天。加工后检查齿形，齿厚方齿数；323精度等级7．KL(GB10095~8)向存在厚薄不均现象，表面粗糙度也很差。模数m／ram18分度圆弦齿

4、高h．．／mm18．5293合理加工方案的确定压力角a／(。)20分度圆弦齿厚／mm28．25m-0．“48针对首件加工出现的问题，决定采用加支承加固变位系数0齿轮副中心距a／mrn3096的方法，提高工件的刚度。钻孔采用钻套工装，保证由于是第一次加工这样结构的齿轮，没有加工经孔距均匀。具体方案如下：验，经过几次探索，摸索出了一套比较可行的加工工(1)单个齿轮车削加工，外圆直径粗加工，留艺方案。保证了这批齿轮加工的顺利完成。精加工余量；里孔止口圆直径及宽度130mm加工完1工件的结构分析和工艺性分析成到设计尺寸。该齿轮直径大而宽度小，里孔止口尺寸大，宽径(2)将两

5、个齿轮落在一起，以里孔直径为基准，比为=b／d=0．022，其加工难点是刚性差，精度在工件轴向端面上钻4个均布定位孔，然后用4个定高，需要采取措施提高工件的刚度，防止工件变形。位销定位，保证两个齿轮同心。在齿轮轴向端面上，有均匀圆周排列的72个直径(3)制造两个圆形支撑圈，分别放在两个齿轮+32mm的孔，其上有直径+50mm的凹形圆槽，孔内圆止口里(见图2)止口尺寸是qb5690mlTl，调整与孔之间间距要求较高，加工时需要采取措施保证支承圈圆周上的T形螺栓，将支承圈与齿轮毛坯连接72个孔的间距要求。为一体。收稿日期：2012—01—09作者简介：吴敬(1957一

6、)，男，教授级高级工程师，研究方向为机械设计和制造工艺。E—mail：wujingab@yahoo．tom．ca。第4期吴敬等：大直径小宽度齿轮的加工工艺的改进·147·图4钻孔模板(8)加工72个~32mm孔上的qb50mm凹形孔，图2两齿轮加支承圈示意图制作专用扩孔刀具，如图5所示，钻头直径为~50(4)支承圈结构如图3所示，外圆由钢板卷制mm，钻头头部加工成+12mm圆柱体，其上安装滚动轴承(GB／T276—1994球轴承代号6201)尺寸是而成，内侧焊有24个外形为圆形的螺母，螺扣是Td=12mnl，D=32mill，加工时，钻头头部轴承伸进形，尺寸是T5

7、0x8mm。由中心呈放射线状有12个已加工完成的~32mill直径孔中，轴承在~32mln直径向支承，与外圆焊接为一体，l2个支承的里端焊径的孔中转动，这种设计既起定位作用，又减小了摩在同心圆的钢板上，组成一个整体，支承圈的轴向宽擦，保证了~50mm凹孔和~32mm孔的同心，同时度为65rain。提高了加工速度。IIlIIA图3支承圈示意图(5)支承圈放入齿轮毛坯的止口里，并将两个齿轮毛坯落在一起夹紧，大大提高了工件毛坯的刚性。上立车精加工外圆，保证两个齿轮外圆尺寸一致。(6)上滚齿机加工齿形，由于两个齿轮落在一图5专用扩孔刀具起加工，相当于齿宽增加一倍，再由于支

8、承圈的加4