CN109630665A - 高扭矩大功率工程机用行星架加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高扭矩大功率工程机用行星架加工工艺，铸造得到行星架毛坯，对铸造得到的行星架毛坯进行以下机加工，步骤一：以最大外圆装夹定位粗车花键轴齿顶圆及工艺孔；步骤二：以花键轴为装夹定位粗车最大外圆、端面及基准孔；步骤三：以最大外圆装夹定位精车花键轴齿顶圆及工艺孔；步骤四：以花键轴为装夹定位精车最大外圆、端面、基准孔、轴承安装孔及密封槽；步骤五：粗、精铣隔板轮轴孔凸台平面；步骤六：加工轮轴孔、挡圈槽及钢球半圆孔；步骤七：滚外花键；铸造成型行星架毛坯，采用一体式结构设计既能满足行星架的功能要求，又能做到行星架轻量化结构优化，为降低整机重量提供贡献。
Description
技术领域
本发明涉及一种高扭矩大功率工程机用行星架加工工艺。
背景技术
行星架是各类变速器动力输入输出的关键零件。当行星架作为基本构件时，它是机构中承受外力扭矩最大的零件。行星架的结构设计和制造对各个行星轮间的载荷分配以及传动装置的承载能力、噪声和振动等有很大影响。
行星架的最佳结构应该是重量轻、刚性好、便于加工和装配。常见的行星架结构设计有整体框架、双隔板、单隔板等结构，行星架的结构形式，在很大程度上取决于使用功能，制造行星架的方法和行星齿轮减速器的装配条件等。合理的行星架结构应当是外廓尺寸小、重量轻，能保证行星轮间的载荷均匀分配及载荷沿啮合齿宽均匀分布，并具有良好的加工工艺和装配工艺，使行星齿轮传动具有高的承载能力，较小的振动和噪音。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产的行星架具有一体式结构设计既能满足行星架的功能要求，又能做到行星架轻量化和结构优化的高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，铸造得到行星架毛坯，对铸造得到的行星架毛坯进行以下机加工，
步骤一：以最大外圆装夹定位粗车花键轴齿顶圆及工艺孔；
步骤二：以花键轴为装夹定位粗车最大外圆、端面及基准孔；
步骤三：以最大外圆装夹定位精车花键轴齿顶圆及工艺孔；
步骤四：以花键轴为装夹定位精车最大外圆、端面、基准孔、轴承安装孔及密封槽；
步骤五：粗、精铣隔板轮轴孔凸台平面；
步骤六：加工轮轴孔、挡圈槽及钢球半圆孔；
步骤七：滚外花键。
作为优选的技术方案，铸造行星架毛坯时，在型腔对应于支柱处设置有冷铁。
作为优选的技术方案，铸造时在同层隔板的支柱之间铸造有伸缩筋。
作为优选的技术方案，行星架输出端功能孔底部设有圆角。
作为优选的技术方案，步骤四中所述轴承安装孔及密封槽采用车削加工。
作为优选的技术方案，步骤六中，使用加长防震精镗刀轮轴孔，以保证轮轴孔的位置度，而后采用滚压刀工艺加工轮轴孔，保证轮轴孔的粗糙度；
作为优选的技术方案，步骤六中，为了防止半圆孔加工过程中出现让刀现象，先加工与轮轴孔连通的半圆孔而后进行轮轴孔的加工，避免让刀影响半圆孔加工精度。
作为优选的技术方案，进行步骤七时，使用自定心锥形定位机构确保行星架的基准孔与工艺孔的同轴度，从而提高外花键加工的精度。
作为优选的技术方案，还包括步骤八：钻油孔；步骤九：动平衡去重检测；步骤十：标识。
由于采用了上述技术方案，高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，铸造得到行星架毛坯，对铸造得到的行星架毛坯进行以下机加工，步骤一：以最大外圆装夹定位粗车花键轴齿顶圆及工艺孔；步骤二：以花键轴为装夹定位粗车最大外圆、端面及基准孔；步骤三：以最大外圆装夹定位精车花键轴齿顶圆及工艺孔；步骤四：以花键轴为装夹定位精车最大外圆、端面、基准孔、轴承安装孔及密封槽；步骤五：粗、精铣隔板轮轴孔凸台平面；步骤六：加工轮轴孔、挡圈槽及钢球半圆孔；步骤七：滚外花键；铸造成型行星架毛坯，采用一体式结构设计既能满足行星架的功能要求，又能做到行星架轻量化结构优化，为降低整机重量提供贡献。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中行星架的结构示意图；
图2是本发明实施例中步骤一至步骤五中行星架上加工位置的示意图；
图3是本发明实施例中步骤六和步骤七中行星架上加工位置的示意图；
图4是图3的右视图；
图5是本发明实施例中自定心锥形定位机构的结构示意图。
具体实施方式
高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，铸造得到行星架毛坯，铸造成型行星架毛坯，如图1所示，采用一体式结构设计既能满足行星架的功能要求，又能做到行星架轻量化结构优化，为降低整机重量提供贡献。
铸造行星架毛坯时，在型腔对应于支柱1处设置有冷铁。行星架设计时在保证功能需求下再考虑多隔板2的空间限制，其厚度不一是多隔板结构行星架毛坯铸造的攻关难点所在。通过工艺试验来判断多隔板2厚度不均导致的变形量及变形方向，因厚度不均导致铁水冷却速度不同引起支柱内部有铸造缺陷，为解决此质量缺陷在支柱处增加冷铁来加快铁水的冷却速度保持与其它部位的冷却速度相一致。
铸造时在同层隔板2的支柱之间铸造有伸缩筋。行星架是一个薄壁结构复杂的铸造件，各隔板2通过支柱1相连，铸造过程中支柱1冷却对两隔板2产生一个拉力，隔板层层间的支柱1位置不同导致拉力不均引起变形量及方向不同，通过数据模拟及铸造试验在同层隔板2的立柱中间增加一伸缩筋，利用伸缩筋产生的力来抵消支柱产生的力，从而达到减小隔板变形量的作用。需要指出的是伸缩进的目的是防止中间隔板的铸造变形，铸造完成后伸缩筋需要人工打磨掉，因此图中并未示出伸缩筋。
对铸造得到的行星架毛坯进行以下机加工：
步骤一：如图2所示，以最大外圆装夹定位粗车花键轴齿顶圆3及工艺孔4；
步骤二：如图2所示，以花键轴为装夹定位粗车最大外圆5、端面6及基准孔7；
步骤三：如图2所示，以最大外圆装夹定位精车花键轴齿顶圆3及工艺孔4；
步骤四：如图2所示，以花键轴为装夹定位精车最大外圆5、端面6、基准孔7、轴承安装孔9及密封槽10；
步骤五：如图2所示，粗、精铣隔板轮轴孔凸台11平面；
步骤六：如图3和图4所示，加工轮轴孔12、挡圈槽13及钢球半圆孔14；
步骤七：如图3所示，滚外花键15。
如图2所示，行星架输出端功能孔底部设有圆角16。输出端功能孔底部设置有圆角，避免行星架低速高扭下输出端的断裂风险，保证行星架结构最优满足工程机功率输出。
步骤四中所述轴承安装孔9及密封槽10采用车削加工。行星架上的轴承安装孔其粗糙度要求达到Ra0.8级别，还有保证此孔的形位公差要求，利用车削工艺来实现。同时密封槽也采用车削加工，以此来保证密封槽的端面粗糙度等级，延长铜密封圈的使用寿命。
步骤六中，使用加长防震精镗刀轮轴孔，以保证轮轴孔12的位置度，而后采用滚压刀工艺加工轮轴孔12，保证轮轴孔的粗糙度；轮轴孔的粗糙度设计要求达到Ra1.6即可，常规钢件的孔加工采用镗削工艺就可以保证，但受行星架的多隔板结构影响，导致镗刀刀杆悬长较大，加工过程中易产生振纹影响加工面的粗糙度等级。为保证轮轴孔的位置度，使用加长防震精镗刀进行轮轴孔的精加工，采用孔滚压技术可以更好的保证轮轴孔的粗糙度等级，把振纹缺陷进行滚压修复，完美解决结构设计带来的工艺难点。
步骤六中，为了防止半圆孔加工过程中出现让刀现象，先加工与轮轴孔12连通的半圆孔14而后进行轮轴孔的加工，避免让刀影响半圆孔加工精度。为了防止半圆孔加工过程中出现让刀现象，先加工此半圆孔后加工轮轴孔避免让刀影响半圆孔加工精度，导致钢球装配后卡滞或功能失效。
进行步骤七时，使用自定心锥形定位机构确保行星架的基准孔与工艺孔的同轴度，从而提高外花键加工的精度。从而提高外花键加工的精度。而外花键的精度影响与配合件的正常工作。如图5所示，自定心锥形定位机构包括安装轴和与机床固定安装在一起的定心件17，所述定心件17的端面上设有锥形孔18，所述安装轴19上套有工艺孔定心套20，所述工艺孔套在定心套外，安装轴上设有与所述锥形孔配合的锥形头21，锥形头21的外周面贴合在锥形孔的内壁，由此保证了同轴度。
还包括步骤八：钻油孔；步骤九：动平衡去重检测；步骤十：标识。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。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 (9)
1.高扭矩大功率工程机用行星架加工工艺，其特征在于，铸造得到行星架毛坯，对铸造得到的行星架毛坯进行以下机加工，
步骤一：以最大外圆装夹定位粗车花键轴齿顶圆及工艺孔；
步骤二：以花键轴为装夹定位粗车最大外圆、端面及基准孔；
步骤三：以最大外圆装夹定位精车花键轴齿顶圆及工艺孔；
步骤四：以花键轴为装夹定位精车最大外圆、端面、基准孔、轴承安装孔及密封槽；
步骤五：粗、精铣隔板轮轴孔凸台平面；
步骤六：加工轮轴孔、挡圈槽及钢球半圆孔；
步骤七：滚外花键。
2.如权利要求1所述的高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，其特征在于，铸造行星架毛坯时，在型腔对应于支柱处设置有冷铁。
3.如权利要求1所述的高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，其特征在于，铸造时在同层隔板的支柱之间铸造有伸缩筋。
4.如权利要求1所述的高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，其特征在于，行星架输出端功能孔底部设有圆角。
5.如权利要求1所述的高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，其特征在于，步骤四中所述轴承安装孔及密封槽采用车削加工。
6.如权利要求1所述的高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，其特征在于，步骤六中，使用加长防震精镗刀轮轴孔，以保证轮轴孔的位置度，而后采用滚压刀工艺加工轮轴孔，保证轮轴孔的粗糙度。
7.如权利要求1所述的高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，其特征在于，步骤六中，为了防止半圆孔加工过程中出现让刀现象，先加工与轮轴孔连通的半圆孔而后进行轮轴孔的加工，避免让刀影响半圆孔加工精度。
8.如权利要求1所述的高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，其特征在于，进行步骤七时，使用自定心锥形定位机构确保行星架的基准孔与工艺孔的同轴度，从而提高外花键加工的精度。
9.如权利要求1至8任一项所述的高扭矩大功率工程机用行星架的加工工艺，其特征在于，还包括步骤八：钻油孔；步骤九：动平衡去重检测；步骤十：标识。
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