CN109262213B - 一种大模数铸钢大齿圈的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大模数铸钢大齿圈的制造方法，属于机械加工技术领域。该方法通过对铸件毛坯和齿形加工工艺的改进，解决了现有大齿圈制造时毛坯和齿形加工量大的问题，并通过将拉筋在大齿圈制造完成后保留的操作，防止大齿圈长久放置、运输和吊装时的变形。本发明制造方法方便可行，经实践验证，在保证大齿圈质量和精度的前提下，大幅提高了加工效率，降低了制造成本。齿形加工效率提高了2倍以上，大齿圈制造成本降低了20%左右。通过本发明方法制造的大齿圈，用于球磨机、混合机、烘干窑等关键设备时，设备运行平稳顺利，从未出现过齿轮传动故障。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种大模数铸钢大齿圈的制造方法。
背景技术
近年来，机械制造行业竞争越来越激烈，降低制造成本、提高加工效率将成为企业加强其竞争优势的核心所在。
齿轮齿圈传动广泛应用于水泥、冶金等行业，大齿圈是回转窑、混合机、制粒机、球磨机等设备的主要受力传动部件。大齿圈模数≥20mm，直径一般在3-6m之间，材质一般为ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570或者ZG340-640。大模数铸钢大齿圈制造时，存在毛坯和齿型加工量大、难以控制大齿圈变形现象，以及加工效率低等问题，造成制造成本过高。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述已有技术的缺陷，提供一种制造成本低的大模数铸钢大齿圈的制造方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种大模数铸钢大齿圈的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1：借助计算机模拟编制毛坯制造工艺，经过常规的“造型→冶炼→浇注→清理→检查毛坯→热处理”工序制造出带有铸造拉筋的2件合格铸件半齿圈毛坯；
步骤2：在落地镗床上加工大齿圈合口面和把合孔，合口面留量30-50mm，把合孔留量10-30mm，并采用铰制孔螺栓把合大齿圈；
步骤3：在落地镗床上找正大齿圈和回转工作台中心，使用盘铣刀粗加工大齿圈外圆，可快速切削加工掉氧化皮层、高点和毛坯余量，外圆留量30-35mm；
步骤4：在立车上粗加工大齿圈端面、外圆及其余回转部位，大齿圈端面两边各留量15-20mm，内外圆处各留量20-30mm，棱角倒钝；
步骤5：在大齿圈端面使用样板，画出大齿圈齿型线，合口面位于齿槽正中；
步骤6：在落地镗床上，找正大齿圈和回转工作台中心，使用指状铣刀按照齿型线粗加工齿型，可快速切削加工掉齿槽出余量，齿型各处留量5-15mm；
步骤7：按照“升温到860C°,保温4小时，然后雾冷到室温”的“正火+回火”工艺热处理大齿圈，使大齿圈硬度为HB160-240；
步骤8：割除铸造拉筋，释放应力；
步骤9：打开大齿圈，在落地镗床上修正合口面和把合孔，并加工至规定尺寸后采用铰制孔螺栓把合大齿圈。
步骤10：在数控立车上半精车、精车各处至规定尺寸，并在基准端面作标记，形成标记面；
步骤11：在滚齿机上以标记面为基准进行滚齿精加工，合口面位于齿槽正中；
步骤12：打开齿圈，用拉紧装置将半齿圈固定；
步骤13：按照“升温到200C°，保温8小时”的低温退火工艺热处理半齿圈，将半齿圈定型；
步骤14：以齿顶圆为基准，划出孔线，在钻床上钻孔并加工倒角。
作为本发明技术方案的进一步改进，上述步骤1中，为补偿铸件收缩，防止铸件产生缩孔和缩松缺陷，造型时，每件半齿圈上设置4-9个尺寸为240×360×400mm-500×750×800mm的冒口，该冒口为普通冒口或保温发热冒口。
上述步骤9和步骤10之间还包括以下步骤：
将大齿圈合口面紧密接触，用0.05mm塞尺不得超过50mm深，检验合口面的接触面积≥90%，保证大齿圈圆度。
上述步骤12中的拉紧装置在大齿圈制造完成后保留，可防止大齿圈长久放置、运输和吊装时变形。
本发明相比于现有技术的有益效果是：
1、本发明方法通过对铸件毛坯和齿形加工工艺的改进，解决了现有大齿圈制造时毛坯和齿形加工量大的问题，并通过将拉紧装置在大齿圈制造完成后保留的操作，防止大齿圈长久放置、运输和吊装时的变形。本发明制造方法方便可行，经实践验证，在保证大齿圈质量和精度的前提下，大幅提高了加工效率，降低了制造成本。在镗床上粗加工齿型，使齿形加工效率提高了2倍以上，大齿圈制造成本降低了20%左右。
2、通过本发明方法制造的大齿圈，用于球磨机、混合机、烘干窑等关键设备时，设备运行平稳顺利，从未出现过齿轮传动故障。
附图说明
图1为采用本发明方法制造的大模数铸钢大齿圈的整体结构示意图；
图2为图1中局部Ⅰ的放大图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为图2中局部Ⅱ的放大图；
附图标记：1、合口面；2、大齿圈外圆；3、把合孔；4、大齿圈端面；5、基准端面；6、齿槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明，采用本发明方法制造的大模数铸钢大齿圈及制造过程中的关键部位如图1-4所示。
实施例1
本发明一种模数为40mm，直径为5440mm的铸钢大齿圈的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1：利用CAPP系统编制毛坯制造工艺，经过常规的“造型→冶炼→浇注→清理→检查毛坯→热处理”工序制造出合格的带有铸造拉筋的铸件半齿圈毛坯；为补偿铸件收缩，防止铸件产生缩孔和缩松缺陷，造型时，设置6个尺寸为450×540×700mm的普通冒口；
步骤2：在落地镗床上加工大齿圈合口面和把合孔，合口面留量50mm，把合孔留量30mm，并采用铰制孔螺栓把合大齿圈；
步骤3：在落地镗床上找正大齿圈和回转工作台中心，使用盘铣刀粗加工大齿圈外圆，可快速切削加工掉氧化皮层、高点和毛坯余量，外圆留量35mm；
步骤4：在立车上粗加工大齿圈端面、外圆及其余回转部位，大齿圈端面两边各留量20mm，内外圆处各留量30mm，棱角倒钝；
步骤5：在大齿圈端面使用样板，画出大齿圈齿型线，合口面位于齿槽正中；
步骤6：在落地镗床上，找正大齿圈和回转工作台中心，使用指状铣刀按照齿型线粗加工齿型，可快速切削加工掉齿槽出余量，齿型各处留量15mm；
步骤7：按照“升温到860C°,保温4小时，然后雾冷到室温”的“正火+回火”工艺热处理大齿圈，使大齿圈硬度为HB180-230；
步骤8：割除铸造拉筋，释放应力；
步骤9：打开大齿圈，在落地镗床上修正合口面和把合孔，并把合孔加工至规定尺寸Φ50H7后采用铰制孔螺栓把合大齿圈；将大齿圈合口面紧密接触，0.05mm塞尺可插入45mm深。
步骤10：在立车上半精车、精车外圆（齿顶圆）至Φ5440-0.8 -2.5mm，两端面至500±0.3mm，并在基准端面作标记，形成标记面；
步骤11：在滚齿机上以标记面为基准进行滚齿精加工，合口面位于齿槽正中；
步骤12：打开齿圈，用拉紧装置将半齿圈拉住，防止大齿圈长久放置、运输和吊装时变形。
步骤13：按照“升温到200C°，保温8小时”的低温退火工艺热处理大齿圈，将大齿圈定型；
步骤14：以齿顶圆为基准，划出孔线，在钻床上钻孔并加工5×45°倒角即可。
实施例2
本发明一种模数为32mm，直径为4736mm的铸钢大齿圈的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1：利用CAPP系统编制毛坯制造工艺，经过常规的“造型→冶炼→浇注→清理→检查毛坯→热处理”工序制造出合格的铸件毛坯造出合格的带有铸造拉筋的铸件半齿圈毛坯；为补偿铸件收缩，防止铸件产生缩孔和缩松缺陷，造型时，设置6个尺寸为300×450×500mm的普通冒口；
步骤2：在落地镗床上加工大齿圈合口面和把合孔，合口面留量40mm，把合孔留量14mm，并采用铰制孔螺栓把合大齿圈；
步骤3：操作同实施例1，外圆留量30mm；
步骤4：在数控立车上粗加工大齿圈端面、外圆及其余回转部位，大齿圈端面两边各留量18mm，内外圆处各留量30mm，棱角倒钝；
步骤5：同实施例1；
步骤6：在落地镗床上，找正大齿圈和回转工作台中心，使用指状铣刀按照齿型线粗加工齿型，可快速切削加工掉齿槽出余量，齿型各处留量8mm；
步骤7：同实施例1，大齿圈硬度为HB163-207；
步骤8：同实施例1；
步骤9：打开大齿圈，在落地镗床上修正合口面和把合孔，并把合孔加工至规定尺寸Φ44H7后采用铰制孔螺栓把合大齿圈；将大齿圈合口面紧密接触，0.05mm塞尺可插入40mm深。
步骤10：在数控立车上半精车、精车外圆（齿顶圆）至Φ47360 -1mm，两端面至350±0.2mm，并在基准端面作标记，形成标记面；
步骤11、12、13、14：同实施例1。
实施例3
本发明一种模数为22mm，直径为4620mm的铸钢大齿圈的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1：利用CAPP系统编制毛坯制造工艺，经过常规的“造型→冶炼→浇注→清理→检查毛坯→热处理”工序造出合格的带有铸造拉筋的铸件半齿圈毛坯；为补偿铸件收缩，防止铸件产生缩孔和缩松缺陷，造型时，设置5个尺寸为450×540×650mm的保温发热冒口；
步骤2：在落地镗床上加工大齿圈合口面和把合孔，合口面留量30mm，把合孔留量20mm，并采用铰制孔螺栓把合大齿圈；
步骤3：操作同实施例1，外圆留量30mm；
步骤4：在立车上粗加工大齿圈端面、外圆及其余回转部位，大齿圈端面两边各留量15mm，内外圆处各留量20mm，棱角倒钝；
步骤5：同实施例1；
步骤6：在落地镗床上，找正大齿圈和回转工作台中心，使用指状铣刀按照齿型线粗加工齿型，可快速切削加工掉齿槽出余量，齿型各处留量5mm；
步骤7：同实施例1，大齿圈硬度为HB210-240；
步骤8：同实施例1；
步骤9：打开大齿圈，在落地镗床上修正合口面和把合孔，并把合孔加工至规定尺寸Φ60H7后采用铰制孔螺栓把合大齿圈；将大齿圈合口面紧密接触，0.05mm塞尺可插入30mm深。
步骤10：在数控立车上半精车、精车外圆（齿顶圆）至Φ46200 -0.8mm，两端面至500±0.3mm，并在基准端面作标记，形成标记面；
步骤11、12、13、14：同实施例1。
本发明未对探伤、硬度、表面粗糙度等检验要求和检验方法作以说明，应当指出将本发明和检验进行结合也应为本发明的保护范围。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，本发明的技术方案并不受此限制。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，做出的其他等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种大模数铸钢大齿圈的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：借助计算机模拟编制毛坯制造工艺，经过常规的“造型→冶炼→浇注→清理→检查毛坯→热处理”工序制造出带有铸造拉筋的2件合格铸件半齿圈毛坯；
步骤2：在落地镗床上加工大齿圈合口面和把合孔，合口面留量30-50mm，把合孔留量10-30mm，并采用铰制孔螺栓把合大齿圈；
步骤3：在落地镗床上找正大齿圈和回转工作台中心，使用盘铣刀粗加工大齿圈外圆，外圆留量30-35mm；
步骤4：在数控立车上粗加工大齿圈端面、外圆及其余回转部位，大齿圈端面两边各留量15-20mm，内外圆处各留量20-30mm，棱角倒钝；
步骤5：在大齿圈端面使用样板，画出大齿圈齿型线，合口面位于齿槽正中；
步骤6：在落地镗床上，找正大齿圈和回转工作台中心，使用指状铣刀按照齿型线粗加工齿型，齿型各处留量5-15mm；
步骤7：按照“升温到860C°，保温4小时，然后雾冷到室温”的“正火+回火”工艺热处理大齿圈，使大齿圈硬度为HB160-240；
步骤8：割除铸造拉筋，释放应力；
步骤9：打开大齿圈，在落地镗床上修正合口面和把合孔，并加工至规定尺寸后采用铰制孔螺栓把合大齿圈；
步骤10：在立车上半精车、精车各处至规定尺寸，并在基准端面作标记，形成标记面；
步骤11：在滚齿机上以标记面为基准进行滚齿精加工，合口面位于齿槽正中；
步骤12：打开齿圈，用拉紧装置将半齿圈固定；
步骤13：按照“升温到200C°，保温8小时”的低温退火工艺热处理半齿圈，将半齿圈定型；
步骤14：以齿顶圆为基准，划出孔线，在钻床上钻孔并加工倒角；
所述步骤9和步骤10之间还包括以下步骤：
将大齿圈合口面紧密接触，用0.05mm塞尺不得超过50mm深，检验合口面的接触面积≥90%。
2.如权利要求1所述的一种大模数铸钢大齿圈的制造方法，其特征在于：步骤1中，造型时，每件半齿圈上设置4-9个尺寸为240×360×400mm-500×750×800mm的冒口，该冒口为普通冒口或保温发热冒口。
3.如权利要求1或2所述的一种大模数铸钢大齿圈的制造方法，其特征在于：所述步骤12中的拉紧装置在大齿圈制造完成后保留。
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