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大直徑端齒盤加工難點(diǎn)應(yīng)該如何解決?

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  • 發(fā)布日期:2021-01-13
任何一個(gè)行業(yè)都是在不斷迅速發(fā)展的,都會(huì)有自己行業(yè)的難題和瓶頸,作為端齒盤行業(yè)發(fā)展也是有自己的難點(diǎn)和難題的,其中大直徑端齒盤加工就是一個(gè)難點(diǎn),也困然很多企業(yè),下面就這個(gè)問(wèn)題 我們聽(tīng)聽(tīng)專家的建議和介紹。
    端齒盤又稱多齒盤、細(xì)齒盤或鼠牙盤,是具有自動(dòng)定心功能的精密分度定位元件,廣泛應(yīng)用于加工中心、柔性單元、數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床、測(cè)量?jī)x器、各種高精度間歇式圓周分度裝置、多工位定位機(jī)構(gòu)以及其他需要精密分度的各種設(shè)備上,如數(shù)控車床中的多工位數(shù)控刀架、銑床及加工中心用的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)及其他分度裝置中都采用端齒盤作為精確定位元件。端齒盤實(shí)際上相當(dāng)于一對(duì)齒數(shù)相同的離合器,其嚙合過(guò)程與離合器的嚙合類似。端齒盤的齒形分為直齒和弧面齒兩種,直齒端齒盤由于加工方便、定位精度及重復(fù)定位精度高而廣受歡迎。

01
大直徑端齒盤加工工藝路線
大直徑齒盤一般直徑>500mm,齒數(shù)超過(guò)144,通常為360個(gè)齒。工件直徑越大,齒數(shù)越多,磨削加工越困難。設(shè)計(jì)大直徑齒盤工藝的基本原則為:減小加工誤差,保證加工精度;消除殘余應(yīng)力,減小變形;提高生產(chǎn)效率,降低加工成本。
對(duì)于大直徑端齒盤,特別是直徑>500mm的端齒盤,考慮到熱處理及加工過(guò)程殘余應(yīng)力等因素會(huì)導(dǎo)致工件基準(zhǔn)面或相關(guān)部位變形,工件材料常選取40Cr、38CrMoAl等,一般采用的熱處理工藝方法為調(diào)質(zhì)+氮化。工藝路線為:鍛造→熱處理(退火)→粗車→熱處理(調(diào)質(zhì))→半精車→平磨→銑齒→機(jī)鉗(倒角)→熱處理(低溫時(shí)效)→外磨→平磨→內(nèi)外圓磨→粗、半精磨齒→熱處理(氮化)→平磨→內(nèi)外圓磨→機(jī)鉗(研基準(zhǔn)面)→精磨齒。
02
大直徑端齒盤齒部精加工難點(diǎn)
端齒盤的齒部磨削精加工一直以來(lái)是個(gè)技術(shù)難點(diǎn),特別是大直徑端齒盤的磨削加工尤為明顯。由于工件直徑尺寸大,加工過(guò)程中不同程度地存在變形,調(diào)整困難,影響工件的精度。加之大直徑端齒盤在磨削時(shí),齒盤齒部與砂輪接觸面積大,砂輪會(huì)產(chǎn)生讓刀現(xiàn)象,砂輪磨損快,極易使工件產(chǎn)生分度誤差。因此,磨削大直徑端齒盤的關(guān)鍵是減少系統(tǒng)誤差,從而提高加工精度。
精磨齒時(shí),用到的分度裝置中齒盤的精度等級(jí)應(yīng)高于齒盤工件的設(shè)計(jì)精度等級(jí)。整個(gè)磨齒過(guò)程在20℃±5℃的恒溫室內(nèi)進(jìn)行,工作場(chǎng)所應(yīng)無(wú)振動(dòng),無(wú)強(qiáng)冷熱氣流沖擊。另外,為了便于制造并保證配對(duì)齒盤嚙合性能最好,配對(duì)齒盤應(yīng)在齒形角不變的同一設(shè)備上加工,并對(duì)已配好的齒盤做配對(duì)標(biāo)記。
03
齒部精加工工藝方法
大直徑端齒盤齒部的精加工應(yīng)重點(diǎn)從以下幾方面入手。
1)磨齒前要檢查機(jī)床,消除系統(tǒng)誤差。檢查機(jī)床潤(rùn)滑狀況,檢查各油孔、導(dǎo)軌的潤(rùn)滑情況,保證機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象;檢查機(jī)床運(yùn)行速度和換向速度是否一致。磨齒前,機(jī)床必須進(jìn)行2h以上的空運(yùn)轉(zhuǎn),使機(jī)床性能穩(wěn)定可靠,從而保證齒盤的加工精度。
2)砂輪的選擇和及時(shí)修整。齒部齒形的磨削關(guān)鍵是砂輪的耐磨性及其齒形的修正問(wèn)題。磨齒選用的砂輪應(yīng)具備:磨損小,壽命高;切削性能好,加工齒面表面粗糙度值??;砂輪組件不平衡量小的特點(diǎn)。
由于大直徑端齒盤尺寸大、齒數(shù)多,砂輪的選擇很關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)多年的摸索和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié),一般優(yōu)先選用中軟、自銳性好的白剛玉砂輪。在磨削過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常修整砂輪,保證砂輪鋒利,避免產(chǎn)生讓刀現(xiàn)象。另外,砂輪應(yīng)根據(jù)粗磨、半精磨和精磨工序要求,選用不同的粒度,以保證各個(gè)加工階段達(dá)到圖樣和工藝要求。一般情況下,粗磨選用46#,半精磨選用60#,精磨選用100#或120#粒度為宜。
3)工裝夾具找正是關(guān)鍵。由于工件尺寸大,調(diào)整困難,應(yīng)盡量減少找正的次數(shù),這需要有扎實(shí)的基本功。將機(jī)床表面、工裝夾具各接觸表面擦拭干凈,在必要的情況下可用油石修研表面,然后找正工裝夾具,一般將找正精度控制在工件要求的1/3以內(nèi)。
4)工件的裝夾。在裝夾工件之前,要注意消除各種影響因素,比如工件基準(zhǔn)面是否有磕碰現(xiàn)象,是否存在毛刺,查看齒盤與工裝夾具接觸面積是否達(dá)到90%以上等,這些都是為保證加工精度必須做到的。
5)磨削余量選擇及過(guò)程控制。大直徑端齒盤齒部磨削加工最難的就是保證齒盤分度精度和重復(fù)精度。因此,要合理分配磨齒加工余量。一般來(lái)說(shuō),齒部精磨前的齒面留量為0.05~0.10mm,并根據(jù)工件的形狀大小選用。氮化的硬齒齒盤精磨前留量應(yīng)偏少,以保證工件表面硬化層的最終厚度。
磨齒時(shí)齒部的測(cè)量方法與銑齒時(shí)相同,需要注意的是,上下配合齒盤總厚度尺寸有要求時(shí),應(yīng)適當(dāng)調(diào)整單個(gè)齒盤齒部尺寸以保證這項(xiàng)要求。
6)齒形磨削過(guò)程控制。在做好以上幾個(gè)步驟后,應(yīng)選擇合理的走刀量和運(yùn)行速度。粗磨時(shí),避免大吃刀量,因?yàn)檫@樣很容易出現(xiàn)讓刀,并且砂輪磨損很快,造成工件前半部分磨削量大,后半部分磨削量小。吃刀量大也會(huì)產(chǎn)生很多的磨削熱量,造成齒盤磨削變形,從而使齒盤分度精度和重復(fù)精度達(dá)不到要求。為保證齒盤的加工精度,齒部磨削一般采用的是均等循環(huán)成形磨削法,即連續(xù)分度磨削,再進(jìn)刀再連續(xù)分度磨削至整個(gè)齒形。這樣可以使工件達(dá)到較高的加工精度,基本消除變形的影響,當(dāng)然,這其中也需要相應(yīng)的操作技巧和經(jīng)驗(yàn)。
04
齒部精加工后的存放與包裝運(yùn)輸
為防止工件變形而影響齒盤的分度和重復(fù)定位精度,大直徑端齒盤在精加工后,由專職檢查員檢驗(yàn)。檢驗(yàn)合格后,做配對(duì)標(biāo)記。先用干凈的棉紗蘸180號(hào)溶劑汽油將防銹部位擦干凈,在光線充足的條件下檢驗(yàn)金屬裸露面是否有銹,有銹的部位應(yīng)進(jìn)行除銹處理,經(jīng)檢查無(wú)銹蝕、臟物、油污和手印等方可進(jìn)行防銹處理。采用刷涂法涂防銹油(脂),涂層要均勻連續(xù),不得有氣泡和漏涂現(xiàn)象。涂完防銹油(脂)后,平整放置于專用托架上進(jìn)行包裝。覆蓋苯甲酸鈉防銹紙,注意防銹紙蠟面向外,不得用反。包裝時(shí)一般配對(duì)將齒盤嚙合成對(duì)存放,然后用防銹紙沿內(nèi)外圓逐漸扎緊,平整放置并固定于包裝箱內(nèi)。
05
結(jié)語(yǔ)
大直徑端齒盤由于尺寸規(guī)格大、精度要求高,其加工一直以來(lái)都是難題;作為功能部件的核心部件,其分度及重復(fù)定位精度顯得尤為重要。本文通過(guò)加工工藝設(shè)計(jì),解決了大直徑端齒盤加工過(guò)程中易變形、分度精度和重復(fù)精度低的問(wèn)題,將提高國(guó)內(nèi)大規(guī)格功能部件的精度指標(biāo),增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
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