CN112872743A - 一种内孔带键槽的组合式人字齿轮及单斜齿轮的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内孔带键槽的组合式人字齿轮及单斜齿轮的加工方法，包括：加工单斜齿轮的内孔、端面和齿面，并粗精插或粗精铣单斜齿轮的键槽；安装压板；检测零件中截面处的齿槽中心，计算得出上端面基准齿槽中心，使上端面基准齿槽中心与零件内孔中心连线与压板长边垂直，并将压板与零件紧固；检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心连线的对正误差；找正零件内孔及端面，找正压板水平，根据键槽的借量方向及误差值，借量精插或精铣键槽成品；找正零件内孔及端面，找正压板长边，以通过零件内孔中心且垂直于压板长边的线为基准加工组立孔。该加工方法可以独立加工组合式人字齿轮的单斜齿轮，从而使单斜齿轮具有互换性。

Description

一种内孔带键槽的组合式人字齿轮及单斜齿轮的加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，更具体地说，涉及一种组合式人字齿轮的加工方法。

背景技术

在油气开采领域中，页岩气主要开采装备为压裂泵车齿轮件，齿轮件一般为人字齿结构，其中大齿轮为内孔带键槽的组合式人字齿结构，即大齿轮件是由两个内孔带键槽且旋向相反的单斜齿轮组成的。近年来压裂泵车齿轮件供不应求，且原有大齿轮件的加工方法为两个单斜齿轮齿部成品，组立两个单斜齿轮，而后计量人字齿对中后再将键槽成品，其属于成对加工，不具备互换性，若其中一件齿轮损坏后维修成本高，且等待期较长，严重影响客户工作进度。

综上所述，如何有效地解决组合式人字齿结构维修等待期长等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法，该加工方法的可以有效地解决组合式人字齿结构维修等待期长的问题，本发明的第二个目的是提供一种内孔带键槽的组合式人字齿轮的加工方法。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法，包括：

加工成型组成组合式人字齿轮的单斜齿轮的内孔、端面和齿面，并粗精插或粗精铣所述单斜齿轮的键槽；

在所述单斜齿轮的压板定位面上安装压板；

检测零件中截面处的齿槽中心，并通过计算得出上端面的基准齿槽中心，使上端面的基准齿槽中心与零件内孔中心连线与所述压板长边垂直，并将所述压板与所述零件紧固；

检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心连线的对正误差，并给出键槽的借量方向及误差值；

找正零件内孔及端面，找正压板水平，根据所述键槽的借量方向及误差值，借量精插或精铣键槽成品；

找正零件内孔及端面，找正压板长边，以通过零件内孔中心且垂直于压板长边的线为基准加工组立孔。

优选地，上述内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法中，所述加工成型组成组合式人字齿轮的两个单斜齿轮的内孔、端面和齿面，并粗精插或粗精铣所述单斜齿轮的键槽，具体包括：

零件粗车；

预加工减轻孔，并以已加工减轻孔的位置确定基准齿槽中心作为滚齿对刀线；

以零件上端面的基准齿槽中心对刀滚齿加工，且齿轮公法线预留加工余量；

零件上端面、下端面、有形位公差的端面及压板定位面精车，单边留量，内孔精车留量；

以零件上端面的基准齿槽中心为基准，镗减轻孔、吊装孔成品，组立孔留量；

以零件上端面的基准齿槽中心为基准，粗精插或粗精铣键槽单边留量；

内孔、齿顶圆、端面及齿面成品。

优选地，上述内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法中，所述内孔、齿顶圆、端面及齿面成品具体包括：

内孔、齿顶圆、端面经车磨成品，齿面经磨齿成品。

优选地，上述内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法中，所述检测零件中截面处的齿槽中心，具体包括：

采用三坐标测量仪检测零件中截面处的齿槽中心。

优选地，上述内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法中，所述检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心连线的对正误差，具体包括：

通过三角函数换算得出零件上端面的基准齿槽中心，再采用三坐标测量仪检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心连线的对正误差。

应用本发明提供的内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法，首先加工成型组成组合式人字齿轮的单斜齿轮的内孔、端面和齿面，并粗精插或粗精铣单斜齿轮的键槽；而后在单斜齿轮的压板定位面上安装压板；再然后检测零件中截面处的齿槽中心，并通过计算得出上端面的基准齿槽中心，使上端面的基准齿槽中心与零件内孔中心连线与压板长边垂直，并将压板与零件紧固；检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心连线的对正误差，并给出键槽的借量方向及误差值；再通过找正零件内孔及端面，找正压板水平，根据键槽的借量方向及误差值，借量精插或精铣键槽成品；最后找正零件内孔及端面，找正压板长边，以通过零件内孔中心且垂直于压板长边的线为基准加工组立孔。通过上述加工方法，能够对单个单斜齿轮进行加工，保证了单个单斜齿轮键槽与基准齿槽的对中以及键槽和零件中心连线与组立孔间的位置关系，进而解决了任意两个不同旋向的单斜齿组立后的人字齿对中问题。独立加工使其加工的零件具有互换性，降低了客户使用等待期，大大提高了客户的工作效率。节约了组立加工的等待时间，也就提高生产加工效率。且相较于传统组立后只能外协线切割键槽才能保证键槽的对称度要求，本申请提供的独立加工只需设计压板，上普通的插床就能完成，进而降低了生产成本。

为了达到上述第二个目的，本发明提供如下技术方案：

一种内孔带键槽的组合式人字齿轮的加工方法，包括：

采用上述任一种内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法分别加工两个旋向相反的单斜齿轮；

将两个所述旋向相反的单斜齿轮组立获得所述组合式人字齿轮。

由于上述的单斜齿轮的加工方法具有上述技术效果，采用了该单斜齿轮的加工方法的组合式人字齿轮的加工方法也应具有相应的技术效果。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个具体实施例的内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法的流程示意图；

图2为内孔带键槽的组合式人字齿轮的组合结构俯视示意图；

图3为图2的A-A剖截面示意图；

图4为单斜齿轮与压板的配合示意图；

图5为图4的A-A剖截面示意图。

附图中标记如下：

单斜齿轮1，单斜齿轮2，压板3，基准齿槽4；图2中单斜齿轮1和单斜齿轮2的旋向相反。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种内孔带键槽的组合式人字齿轮及单斜齿轮的加工方法，以使加工的单斜齿轮具有互换性，降低了使用等待期，大大提高了的工作效率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明一个具体实施例的内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法的流程示意图。

在一个具体实施例中，本发明提供的内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法，包括以下步骤：

S1：加工成型组成组合式人字齿轮的单斜齿轮的内孔、端面和齿面，并粗精插或粗精铣单斜齿轮的键槽。

以图3所示的两件单斜齿轮中的一件为例，说明其加工方法，具体以图3中上端的单斜齿轮为例说明。加工时，首先按照传统工艺加工至零件粗车完成，而后在加工成型出单斜齿轮的内孔、端面和齿面，并粗精插单斜齿轮的键槽。具体的，当内孔足够大时可采用粗精铣单斜齿轮的键槽，也就是加工成型组成组合式人字齿轮的单斜齿轮的内孔、端面和齿面，并粗精铣单斜齿轮的键槽。此处的端面包括零件的上端面和下端面。需要说明的是，零件的上端面和下端面指其相对的两个端面，并无使用状态下绝对位置方向的限定。

S2：在单斜齿轮的压板定位面上安装压板；

内孔、齿顶圆、端面及齿面成品后，具体可以通过如图4和图5所示，在单斜齿轮的压板定位面上安装压板。压板具体可以通过螺栓固定。压板定位面即与压板配合的端面，其具体位置可以如图4和图5所示，设置在内孔外侧的台阶面。

S3：检测零件中截面处的齿槽中心，并通过计算得出上端面的基准齿槽中心，使上端面的基准齿槽中心与零件内孔中心连线与压板长边垂直，并将压板与零件紧固；

需要说明的是，压板通常采用形状为长方体的板件，故此处的压板长边指沿着长方体的长边方向，即平行于图4中十字中心线的水平方向。零件上端面的基准齿槽位置具体如图4所示，基准齿槽即与键槽的中心对应的齿槽，基准齿槽中心与键槽中心理论上是重合的。以上端面的基准齿槽中心与零件内孔中心连线为基准，放置压板，使压板的长边与其相垂直。

S4：检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心连线的对正误差，并给出键槽的借量方向及误差值；

也就是检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心的连线是否对正，并确定对正误差。具体可以通过三坐标测量仪首先检测出零件中截面处的齿槽中心，再通过三角函数计算得出上端面的基准齿槽中心，使上端面基准齿槽中心与零件内孔中心连线与工装压板长边垂直，通过螺栓将压板与零件紧固；而后，三坐标测量仪检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心连线的对正误差，并给出键槽的借量方向及误差值；

S5：找正零件内孔及端面，找正压板水平，根据键槽的借量方向及误差值，借量精插或精铣键槽成品；

根据确定的键槽的借量方向及误差值，对键槽进行调整，通过借量精插或精铣来获得调整后的键槽成品。

S6：找正零件内孔及端面，找正压板长边，以通过零件内孔中心且垂直于压板长边的线为基准加工组立孔。

键槽成品后，加工组立孔。且在组立孔加工时，以通过零件内孔中心且垂直于压板长边的线为基准该压板长边的方向与上述压板长边的方向相同。

应用本发明提供的内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法，能够对单个单斜齿轮进行加工，保证了单个单斜齿轮键槽与基准齿槽的对中以及键槽和零件中心连线与组立孔间的位置关系，进而解决了任意两个不同旋向的单斜齿组立后的人字齿对中问题。独立加工使其加工的零件具有互换性，降低了客户使用等待期，大大提高了客户的工作效率。节约了组立加工的等待时间，也就提高生产加工效率。且相较于传统组立后只能外协线切割键槽才能保证键槽的对称度要求，本申请提供的独立加工只需设计压板，上普通的插床就能完成，进而降低了生产成本。

具体的，步骤S1包括：

S11：零件粗车；

S12：预加工减轻孔，并以已加工减轻孔的位置确定基准齿槽中心作为滚齿对刀线；

具体的，以已加工减轻孔的位置按图确定基准齿槽中心作为滚齿对刀线，从而保证各减轻孔与基准齿槽的位置。

S13：以零件上端面的基准齿槽中心对刀滚齿加工，且齿轮公法线预留加工余量；

即零件粗车后进行滚齿，滚齿时以上端面的基准齿槽中心对刀，以保证位置关系。并在滚齿时预留齿轮公法线的加工余量，以为后续加工留出加工空间。

S14：零件上端面、下端面、有形位公差的端面及压板定位面精车，单边留量，内孔精车留量；

滚齿后进行精车，具体对零件的上端面、下端面，用于定位压板的压板定位面以及有形位公差的端面分别进行精车，并单边留量。

S15：以零件上端面的基准齿槽中心为基准，镗减轻孔及吊装孔成品，组立孔留量；

S16：以零件上端面的基准齿槽中心为基准，粗精插或粗精铣键槽单边留量；

减轻孔、吊装孔及键槽均以上端面的基准齿槽中心及基准，进而能够保证各部位之间的位置精度。

S17：内孔、齿顶圆、端面及齿面成品。

具体的，内孔、齿顶圆、端面经车磨成品，齿面经磨齿成品。此处的端面包括上端面、下端面。

通过上述工序获得内孔、齿顶圆、端面及齿面成品。而后，安装压板，并进行后续键槽的成品及组立孔的加工。

本发明还提供了一种内孔带键槽的组合式人字齿轮的加工方法，包括以下步骤：

采用上述实施例中一种单斜齿轮的加工方法分别加工两个旋向相反的单斜齿轮；

将两个旋向相反的单斜齿轮组立获得组合式人字齿轮。

通过上述内孔带键槽的组合式人字齿轮的加工方法，解决了任意两个不同旋向的齿轮组立后的人字齿对中问题，即解决了单个单斜齿轮加工后键槽与齿槽对中问题，以及键槽和零件中心连线与连接螺栓孔的位置关系等复杂问题，即解决了零件的互换性问题。进而，降低了客户使用等待期，大大提高了客户的工作效率。节约了组立加工的等待时间，也就提高生产加工效率。且相较于传统组立后只能外协线切割键槽才能保证键槽的对称度要求，本申请提供的独立加工只需设计压板，上普通的插床就能完成，进而降低了生产成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法，其特征在于，包括：

加工成型组成组合式人字齿轮的单斜齿轮的内孔、端面和齿面，并粗精插或粗精铣所述单斜齿轮的键槽；

在所述单斜齿轮的压板定位面上安装压板；

检测零件中截面处的齿槽中心，并通过计算得出上端面的基准齿槽中心，使上端面的基准齿槽中心与零件内孔中心连线与所述压板长边垂直，并将所述压板与所述零件紧固；

检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心连线的对正误差，并给出键槽的借量方向及误差值；

找正零件内孔及端面，找正压板水平，根据所述键槽的借量方向及误差值，借量精插或精铣键槽成品；

找正零件内孔及端面，找正压板长边，以通过零件内孔中心且垂直于压板长边的线为基准加工组立孔。

2.根据权利要求1所述的内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法，其特征在于，所述加工成型组成组合式人字齿轮的两个单斜齿轮的内孔、端面和齿面，并粗精插或粗精铣所述单斜齿轮的键槽，具体包括：

零件粗车；

预加工减轻孔，并以已加工减轻孔的位置确定基准齿槽中心作为滚齿对刀线；

以零件上端面的基准齿槽中心对刀滚齿加工，且齿轮公法线预留加工余量；

零件上端面、下端面、有形位公差的端面及压板定位面精车，单边留量，内孔精车留量；

以零件上端面的基准齿槽中心为基准，镗减轻孔及吊装孔成品，组立孔留量；

以零件上端面的基准齿槽中心为基准，粗精插或粗精铣键槽单边留量；

内孔、齿顶圆、端面及齿面成品。

3.根据权利要求2所述的内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法，其特征在于，所述内孔、齿顶圆、端面及齿面成品具体包括：

内孔、齿顶圆、端面经车磨成品，齿面经磨齿成品。

4.根据权利要求1-3任一项所述的内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法，其特征在于，所述检测零件中截面处的齿槽中心，具体包括：

采用三坐标测量仪检测零件中截面处的齿槽中心。

5.根据权利要求4所述的内孔带键槽的单斜齿轮的加工方法，其特征在于，所述检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心连线的对正误差，具体包括：

通过三角函数换算得出零件上端面的基准齿槽中心，再采用三坐标测量仪检测键槽中心与零件上端面的基准齿槽中心和内孔中心连线的对正误差。

6.一种内孔带键槽的组合式人字齿轮的加工方法，其特征在于，包括：

采用如权利要求1-5任一项所述的单斜齿轮的加工方法分别加工两个旋向相反的单斜齿轮；

将两个所述旋向相反的单斜齿轮组立获得所述组合式人字齿轮。

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