CN106112400B - 一种超大直径多段齿环加工方法 - Google Patents

Abstract

一种超大直径多段齿环加工方法，涉及多段齿环加工工艺方法领域，其工艺流程是：1、分割毛坯；2、粗车端面；3、低温回火；4、精车端面；5、铣外圆和内孔；6、钻加工；7、齿加工。本发明所提出的一种超大直径多段齿环加工方法，从根本上解决了超大直径多段齿环加工过程中的变形与尺寸超差问题，生产过程易实现，产品合格率极高，降低了生产成本，降低了采购成本，提高了生产效率。

Description

一种超大直径多段齿环加工方法

技术领域

本发明涉及多段齿环加工工艺方法领域,具体涉及一种超大直径多段齿环加工方法。

背景技术

超大直径多段齿环，是指直径大于5000mm，小于8000mm，外径或内径有齿，且对齿的加工精度有要求，工况为分段使用。超大直径多段齿环因其自身结构的特点，在加工过程中经过多道工序，加工过程中，积累了较大的加工应力，使得齿环精加工完分段后，各齿环段产生很大的塑性和弹性变形。目前国内，这种超大直径多段齿环加工领域里尚未有成熟的加工工艺。现有的超大直径多段齿环存在着：(1)加工设备受限，加工大直径的工件，匹配的设备型号也是大型设备，采购成本高。(2)齿环整体加工完成后分开，因加工应力大，产生的变形很大，极易产生废品，合格率低下，制造成本太高。(3)工件转运成本高，运输成本高。基于此，合格的超大直径多段齿环，通常采购进口件，采购成本高，采购周期长，影响企业的正常生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种超大直径多段齿环加工方法，很好地解决了超大直径多段齿环生产过程中加工成本高，变形难以控制的难题，使得超大直径多段齿环形位和尺寸公差均达到了技术要求，能生产出完全可以替代进口的超大直径多段齿环。

一种超大直径多段齿环加工方法，包括以下工艺步骤：

1、分割毛坯

根据图纸要求，将工件分成几段后的精车尺寸，根据工艺要求确定加工余量，将高度预留单边6mm的加工余量，环面内外径预留单边10mm的加工余量，然后将图纸转化成程序，在火焰切割机上切割成型，注意切割完成后的坯料可组装成一个完整的环形，坯料需检查其是否翘曲，有翘曲需整平；

2、粗车端面

将多个切割好的毛坯置于5米立式车床等高垫上，固定后车其中一个端面，翻身，车另一个端面，粗车完成后单边预留2mm的加工余量，加工过程中，检查每个工件端面平面度，单次加工未达标的可进行多次加工，保证工件的平面度小于0.20mm,为避免车削过程中产生较大的车削内应力，加工走刀过程中，切削深度由2mm到1mm，到最终留0.5mm的光刀余量；

3、低温回火

将粗车完成后的工件置于低温回火炉里回火消除内应力，摆放时需平放工件，不允许有大面积的悬空，避免回火过程中工件产生变形，设置升温曲线，加温4小时，温度达到180℃，保温3小时后，关闭电源后自然冷却，完全冷却后再进行后续加工；

4、精车端面

将回火后的工件置于带有吸盘的数控机床上，充磁紧固工件，加工其中一端面，将端面车平，然后翻身，充磁固定工件，加工高度至图纸要求尺寸；

5、铣外圆或内孔

1)工装夹具的设计：根据工件的尺寸设计工装夹具，工装为可拆分工装，包括T型螺栓、压板、双头螺柱、六角螺母、夹具体和定位块六部分，标准件包括内六角螺钉、螺母和圆锥销，夹具体分为多段，与机床为螺栓联接，夹具体段与段之间采用螺栓联接，为保证其相对位置，采用圆锥销限位联接，使用时，各夹具体分段组装为一个整体使用，夹具体的上部环面内外径上设有水平方向的螺纹孔，用于固定定位块用，T型螺栓、压板、双头螺柱及六角螺母在工件加工过程中固定压紧工件用；

2)内齿式多段齿环的加工

将组装成整体的夹具体置于落地镗铣床上，落地镗铣床型号为TK6290。将精加工过的坯料组装成一个环形，置于夹具体端面上，T型螺栓与双头螺柱固定在夹具体的内环下部端面上，压板置于工件端面和T型螺栓上，双头螺柱穿过压板，用六角螺母锁紧工件，用铣刀铣削工件与夹具体的外径至图纸尺寸要求，将定位块通过螺钉固定在夹具体上部环面外径上，限位压紧工件，松六角螺母，去除压板，松T型螺栓与双头螺柱，换至外圆，同上述紧固步骤，压紧工件，用铣刀铣削内孔至图示尺寸要求；

3)外齿式多段齿环的加工

将组装成整体的夹具体置于落地镗铣床上，落地镗铣床型号为TK6290。将精加工过的坯料组装成一个环形，置于夹具体端面上，T型螺栓与双头螺柱固定在夹具体的外环下部端面上，压板置于工件端面和T型螺栓上，双头螺柱穿过压板，用六角螺母锁紧工件，用铣刀铣削工件与夹具体的内径至图纸尺寸要求，将定位块通过螺钉固定在夹具体上部环面内径上，限位压紧工件，松六角螺母，去除压板，松T型螺栓与双头螺柱，换至内孔，同上述紧固步骤，压紧工件，用铣刀铣削外圆至图示尺寸要求；

6、钻加工

换转换夹头，在落地镗铣床TK6290上，加工安装孔即可，考虑到齿加工过程中加工余量大，会产生较大的切削应力，本道工序会根据图纸尺寸加工齿孔，在齿槽处均布加工291个直径为φ18mm，以避免齿加工引起的变形；

7、齿加工

工件固定在夹具体上，在插齿机床上进行齿轮加工，加工完成后通过检测，齿环的所有尺寸均满足图纸尺寸要求，加工工序完成。

本发明所提出的一种超大直径多段齿环加工方法，从根本上解决了超大直径多段齿环加工过程中的变形与尺寸超差问题，生产过程易实现，产品合格率极高，降低了生产成本，降低了采购成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为工装夹具结构示意图：

其中：1-T型螺栓；2-六角螺母；3-双头螺柱；4-本体；5-夹具体；6-压板；7-定位块。

具体实施方式

实施例：所加工工件为内齿式多段齿环，分为六段，外径为齿顶圆直径为高度为30mm，齿轮参数为m＝18,z＝291,公法线未注尺寸公差按照GB/T807中m级执行，且齿轮相对于两个端面的垂直度为0.30mm；

一种超大直径多段齿环加工方法，包括以下工艺步骤：

1、分割毛坯

根据图纸要求，将工件分成几段后的精车尺寸，根据工艺要求确定加工余量，将高度预留单边6mm的加工余量，环面内外径预留单边10mm的加工余量，然后将图纸转化成程序，在火焰切割机上切割成型，注意切割完成后的坯料可组装成一个完整的环形，坯料需检查其是否翘曲，有翘曲需整平；

2、粗车端面

将多个切割好的毛坯置于5米立式车床等高垫上，固定后车其中一个端面，翻身，车另一个端面，粗车完成后单边预留2mm的加工余量，加工过程中，检查每个工件端面平面度，单次加工未达标的可进行多次加工，保证工件的平面度小于0.20mm,为避免车削过程中，产生较大的车削内应力，加工走刀过程中，切削深度由2mm到1mm，到最终留0.5mm的余量光刀；

3、低温回火

将粗车完成后的工件置于低温回火炉里回火消除内应力，摆放时需平放工件，不允许有大面积的悬空，避免回火过程中工件产生变形，设置升温曲线，加温4小时，温度达到180℃，保温3小时后，关闭电源后自然冷却，完全冷却后再进行后续加工；

4、精车端面

将回火后的工件置于带有吸盘的数控机床上，充磁紧固工件，加工其中一端面，将端面车平，然后翻身，充磁固定工件，加工高度至图纸要求尺寸；

5、铣外圆或内孔

根据工件的尺寸设计工装夹具，工装为可拆分工装，包括T型螺栓1、六角螺母2、双头螺柱3、本体4、夹具体5、压板6、定位块7，标准件包括内六角螺钉、螺母和圆锥销，夹具体分为3段，与机床为螺栓联接，夹具体段与段之间采用螺栓联接，为保证其相对位置，采用圆锥销限位联接，使用时，三部分夹具体5分段组装为一个整体使用，夹具体5的上部环面内外径上设有水平方向的螺纹孔，用于固定定位块7用，T型螺栓1、压板6、双头螺柱3及六角螺母2在工件加工过程中固定压紧工件用，

将组装成整体的夹具体5置于落地镗铣床上，落地镗铣床型号为TK6290，将精加工过的坯料组装成一个环形，置于夹具体5端面上，T型螺栓1与双头螺柱3固定在夹具体5的内环下部端面上，压板6置于工件端面和T型螺栓1上，双头螺柱3穿过压板6，用六角螺母2锁紧工件，用铣刀铣削工件与夹具体的外径至图纸尺寸要求，将定位块7通过螺钉固定在夹具体5上部环面外径上，限位压紧工件，松六角螺母2，去除压板6，松T型螺栓1与双头螺柱3，换至外圆，同上述紧固步骤，压紧工件，用铣刀铣削内孔至图示尺寸要求；

6、钻加工

换转换夹头，在落地镗铣床上，加工安装孔即可，考虑到齿加工过程中加工余量大，会产生较大的切削应力，本道工序会根据图纸尺寸加工齿孔，以避免齿加工引起的变形；

7、齿加工

工件固定在夹具体上，在插齿机床上进行齿轮加工，加工完成后通过检测，齿环的所有尺寸均满足图纸尺寸要求，加工工序完成。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种超大直径多段齿环加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、分割毛坯

根据图纸要求，将工件分成几段，根据工艺要求确定加工余量，将高度预留单边6mm的加工余量，环面内外径预留单边10mm的加工余量，然后将图纸转化成程序，在火焰切割机上切割成型，注意切割完成后的坯料可组装成一个完整的环形，坯料需检查其是否翘曲，有翘曲需整平；

(2)、粗车端面

将多个切割好的毛坯置于5米立式车床等高垫上，固定后车其中一个端面，翻身，车另一个端面，粗车完成后单边预留2mm的加工余量，加工过程中，检查每个工件端面平面度，单次加工未达标的进行多次加工，保证工件的平面度小于0.20mm,为避免车削过程中产生较大的车削内应力，加工走刀过程中，切削深度由2mm到1mm，到最终留0.5mm的光刀余量；

(3)、低温回火

将粗车完成后的工件置于低温回火炉里回火消除内应力，摆放时需平放工件，不允许有大面积的悬空，避免回火过程中工件产生变形，设置升温曲线，加温4小时，温度达到180℃，保温3小时后，关闭电源后自然冷却，完全冷却后再进行后续加工；

(4)、精车端面

将回火后的工件置于带有吸盘的数控机床上，充磁紧固工件，加工其中一端面，将端面车平，然后翻身，充磁固定工件，加工高度至图纸要求尺寸；

(5)、铣外圆或内孔

1)工装夹具的设计：根据工件的尺寸设计工装夹具，工装为可拆分工装，包括T型螺栓、压板、双头螺柱、六角螺母、夹具体和定位块六部分，标准件包括内六角螺钉、螺母和圆锥销，夹具体分为多段，与机床为螺栓联接，夹具体段与段之间采用螺栓联接，为保证其相对位置，采用圆锥销限位联接，使用时，各夹具体分段组装为一个整体使用，夹具体的上部环面内外径上设有水平方向的螺纹孔，用于固定定位块用，T型螺栓、压板、双头螺柱及六角螺母在工件加工过程中固定压紧工件用；

2)将组装成整体的夹具体置于落地镗铣床上，将精加工过的坯料组装成一个环形，置于夹具体端面上，T型螺栓与双头螺柱固定在夹具体的内环下部端面上，压板置于工件端面和T型螺栓上，双头螺柱穿过压板，用六角螺母锁紧工件，用铣刀铣削工件与夹具体的外径至图纸尺寸要求，将定位块通过螺钉固定在夹具体上部环面外径上，限位压紧工件，松六角螺母，去除压板，松T型螺栓与双头螺柱，换至外圆，同上述紧固步骤，压紧工件，用铣刀铣削内孔至图示尺寸要求；

(6)钻加工

换转换夹头，在落地镗铣床上，根据图纸尺寸加工齿孔，加工时在齿槽处均布加工291个直径为φ18mm的孔,以避免齿加工引起的变形；

(7)、齿加工

工件固定在夹具体上，在插齿机床上进行齿轮加工，加工完成后通过检测，齿环的所有尺寸均满足图纸尺寸要求，加工工序完成。