CN113102952B - 带齿调节套组件的加工工装及带齿调节套组件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带齿调节套组件的加工工装及带齿调节套组件的加工方法，属于轧机零件加工技术领域。一种带齿调节套组件的加工工装，其用于与带齿调节套和调节套精加工时的装夹定位，其包括芯轴、用于限制带齿调节套的第一限位组件以及用于限制调节套的第二限位组件；芯轴的两端分别设有顶尖孔，两个顶尖孔的轴线重合并与芯轴的轴线偏心；芯轴设有第一定位止口和第二定位止口，第一限位组件与芯轴连接并与第一定位止口相配合，第二限位组件与芯轴连接并与第二定位止口相配合。本发明采用同一加工工装对带齿调节套和调节套进行加工，不但能解决常规加工过程中单个零件出现的位置度和精度问题，还能解决两个零件之间的位置精度问题。

Description

带齿调节套组件的加工工装及带齿调节套组件的加工方法

技术领域

本发明涉及轧机零件加工技术领域，具体涉及一种带齿调节套组件的加工工装及带齿调节套组件的加工方法。

背景技术

目前，带齿调节套组件主要用于多辊星型精密轧机内部绕同一圆心成均匀等角度的布置在轧机壳体内，多辊星型精密轧机内部由多组带齿调节套组件构成，它的精度将决定轧机是否运行、合格以及是否能够轧制出合格产品的关键因素，因此，对带齿偏心套组件的制备方法以及工装要求较高，好的制造工艺及其工装，不仅能够提高产品精度，同时还能够降低产品制造成本和保证产品的稳定性。

带齿调节套组件由两部分组件带齿调节套、调节套(请参照图1)。带齿调节套内孔与外圆偏心，调节齿、旋转齿在带齿调节套的外圆上与外圆同心，调节齿主要用于轧机轧制孔型大小的调节，在一定范围内通过调节齿带动旋转齿转动，旋转齿相互啮合带动轧机壳体内几组带齿调节套组件同时转动，实现孔型大小的调节，轧机不同规格的产品，带齿调节套组件的旋转齿相互之间啮合主要用于多组带齿调节套组件实现联动。调节套内孔与外圆偏心，由于带齿调节套、调节套外圆安装到一组孔内，内孔装配到一根轴上，所以要求带齿调节套、调节套外圆同心，内孔同心且偏心量、偏心位置一致，不然将出现转不动、卡死现象，以及严重的影响轴承的寿命、轧机的性能。

在加工带齿调节套时，难点在于：(1)外圆与内孔偏心量的精度；(2)调节齿、旋转齿相对于内孔偏心的位置精度；(3)与调节套配合端面(小端面)上的定位销孔相对于内孔的位置精度。

在加工带齿调节套时，难点在于：(1)外圆与内孔偏心量的精度；(2)与带齿调节套配合端面上的定位销孔相对于内孔的位置精度；(3)调节齿相对于调节套偏心同轴度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带齿调节套组件的加工工装及带齿调节套组件的加工方法，以解决现有带齿调节套组件在加工时不能确保精度的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种带齿调节套组件的加工工装，包括：芯轴、用于限制带齿调节套的第一限位组件以及用于限制调节套的第二限位组件；

芯轴的两端分别设有顶尖孔，两个顶尖孔的轴线重合并与芯轴的轴线偏心；

芯轴设有第一定位止口和第二定位止口，第一限位组件与芯轴连接并与第一定位止口相配合，第二限位组件与芯轴连接并与第二定位止口相配合。

本发明的加工工装既能够用于车工序、加工中心工序、磨工序，在对带齿调节套和调节套进行加工时，分别由一个定位基准加工所有的工序(即分别采用第一定位止口和第二定位止口进行定位)，解决多次装夹、多次不是同一定位基准、定位误差累积严重的影响产品的质量与精度的问题。

进一步地，上述芯轴包括定位端和限位端，芯轴沿定位端至限位端的方向依次设有并且直径依次减小的第一定位凸起、第二定位凸起、第二限位凸起以及第一限位凸起；

第一定位止口成型于第一定位凸起靠近第二定位凸起的一侧，第二定位止口成型于第二定位凸起靠近第二限位凸起的一侧；

第二限位凸起和第一限位凸起分别设有与第二限位组件和第一限位组件连接。

进一步地，上述第一定位凸起和第二定位凸起分别沿芯轴的延伸方向设有第一销钉限位槽和第二销钉限位槽，第一销钉限位槽和第二销钉限位槽的截面一致并且相对设置。

本发明的第一销钉限位槽、第二销钉限位槽分别用于确定偏心方位，结合第一定位止口和第二定位止口进行定位，解决多次装夹、多次不是同一定位基准、定位误差累积严重的影响产品的质量与精度的问题。

进一步地，上述第一限位组件包括沿定位端至限位端的方向依次套设在芯轴上的第一隔环、第一锁紧螺母以及胀紧组件；第一隔环和第一锁紧螺母分别套设在第一限位凸起上并且第一锁紧螺母与第一限位凸起螺纹配合，胀紧组件套设在限位端，用于胀紧带齿调节套。

进一步地，上述第二限位组件包括沿定位端至限位端的方向依次套设在芯轴上的第二隔环和第二锁紧螺母；第二隔环和第二锁紧螺母分别套设在第二限位凸起上并且第二锁紧螺母与第二限位凸起螺纹配合。

进一步地，上述芯轴的两端分别嵌设有顶锥板，顶锥板通过销钉和螺钉与芯轴连接，顶尖孔成型于顶锥板上。

一种带齿调节套组件的加工方法，采用上述带齿调节套组件的加工工装进行装夹加工，包括以下步骤：

S10：带齿调节套加工，其包括以下步骤：

S11：毛坯粗车外圆与内孔；

S12：根据内孔、偏心量方向铣大端面外圆的方向定位面；

S13：装夹大端外圆，粗铣旋转齿、调节齿；

S14：半精车外圆与内孔；

S15：精车内孔；

S16：以小端内孔定位，精铣大端外圆定位平面、定位销孔和螺纹孔；

S17：以加工工装装夹定位，然后依次铣带齿调节套小端的定位销孔与螺纹孔、精磨外圆、以及精铣旋转齿和调节齿；

S20：调节套加工，其具体包括以下步骤：

S21：毛坯粗车外圆与内孔；

S22：粗铣调节齿；

S23：半精车外圆与内孔；

S24：精车内孔；

S25：以内孔定位、装夹，加工与带齿调节套10相对应的端面上的定位销孔与螺纹孔；

S26：以加工工装装夹定位，然后依次精磨外圆和精铣调节齿。

进一步地，上述步骤S17中，在通过加工工装对带齿调节套装夹定位时，将销钉依次伸入到第一销钉限位槽和带齿调节套大端的定位销孔中；

步骤S26中，在通过加工工装对调节套装夹定位时，将销钉依次伸入到第二销钉限位槽和调节套端面的定位销孔中。

进一步地，上述在粗铣各齿轮后，对相应的工件进行调制处理，在半精车外圆和内孔后，对相应的工件进行应力低温回火。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的加工工装既能够用于车工序、加工中心工序、磨工序，在对带齿调节套和调节套进行加工时，分别由一个定位基准加工所有的工序(即分别采用第一定位止口和第二定位止口进行定位，采用第一销钉限位槽、第二销钉限位槽确定偏心方位)，解决多次装夹、多次不是同一定位基准、定位误差累积严重的影响产品的质量与精度的问题。

(2)本发明的加工工装能够解决带齿调节套齿套上旋转齿、调节齿与内孔之间的相对位置关系(偏心量一致、外圆与偏心内孔中心线平行)，同时还能解决旋转齿与调节齿相对位置，相对与传统的加工，本发明的加工工装加工出来的零件具有互换性，能够实现批量加工，还能保证质量和使用效果。

(3)本发明在对带齿调节套和调节套进行加工时，采用同一加工工装进行加工，不但能解决常规加工过程中，单个零件出现的位置度和精度问题，还能解决相配合的两个零件(带齿调节套和调节套)之间的位置精度问题。

(4)本发明的加工工装加工出来的带齿调节套与调节套在轧机壳体内，始终处于同一中心线上、旋转齿与调节齿的方位始终保持一致，保障轧机转动灵活、调节方便、调节进给尺寸准确，不会出现由于偏心量不一致、齿与齿之间的方位不一致出现卡死、调节不动的现象，同时可以消除由于加工原因导致轧机轴承卡死、轴承使用寿命不长，轧制产品精度与表面质量不理想等现象，提高轧机的使用寿命。

附图说明

图1为带齿调节套组件的爆炸结构示意图；

图2为本发明的加工工装的结构示意图；

图3为本发明的芯轴的结构示意图；

图4为本发明的芯轴的端部结构示意图；

图5为本发明的顶锥板的结构示意图；

图6和图7为本发明的加工工装装夹带齿调节套时的结构示意图；

图8和图9为本发明的加工工装装夹调节套时的结构示意图。

图中：10-带齿调节套；11-方向定位面；20-调节套；30-芯轴；31-顶尖孔；32-第一定位止口；33-第二定位止口；34-定位端；35-限位端；36-第一定位凸起；37-第二定位凸起；38-第二限位凸起；39-第一限位凸起；40-第一限位组件；41-第一隔环；42-第一锁紧螺母；43-胀紧组件；50-第二限位组件；51-第二隔环；52-第二锁紧螺母；60-顶锥板；361-第一销钉限位槽；371-第二销钉限位槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

请参照图2，一种带齿调节套组件的加工工装，包括：芯轴30、第一限位组件40以及第二限位组件50。芯轴30上设有第一定位止口32和第二定位止口33。第一限位组件40套设在芯轴30上，与第一定位止口32相配合后，用于限制带齿调节套10，便于对带齿调节套10的装夹。第二限位组件50也套设在芯轴30上，与第二定位止口33相配合后，用于限制调节套20，便于对调节套20的装夹。

请参照图3至图5，芯轴30为回转体结构，其本身具有轴线。芯轴30的两端分别嵌设有顶锥板60，顶锥板60通过销钉和螺钉与芯轴30连接，顶锥板60的中部分别设有顶锥孔31，两个顶锥孔31的轴线重合，并且两个顶锥孔31的轴线与芯轴30的轴线之间呈偏心设置。由于顶锥孔31在加工过程中会出现磨损，将顶锥孔31设置在能更换的顶锥板60上，能够及时进行更换，相对于直接更换芯轴，成本更低。

芯轴30包括定位端34和限位端35，芯轴30沿定位端34至限位端35的方向依次设有并且直径依次减小的第一定位凸起36、第二定位凸起37、第二限位凸起38以及第一限位凸起39。

第一定位凸起36靠近第二定位凸起37的一侧成型有第一定位止口32，第一定位凸起36沿芯轴30的延伸方向设有第一销钉限位槽361，第一销钉限位槽361与带齿调节套10小端面的定位销孔相对应。第二定位凸起36靠近第二限位凸起38的一侧成型有第二定位止口33，第二定位凸起36沿芯轴30的延伸方向设有第二销钉限位槽371，第二销钉限位槽371与第一销钉限位槽361的截面一致、延伸方向重合，第二销钉限位槽371与调节套20端面的定位销孔相对应，从而确保带齿调节套10小端面的定位销孔和调节套20端面的定位销孔之间的位置度。第二限位凸起38和第一限位凸起39分别设有螺纹。

请参照图2和图3，第一限位组件40包括第一隔环41、第一锁紧螺母42以及胀紧组件43。第一锁紧螺母42与第一限位凸起39螺纹配合。第一隔环41套设在第一限位凸起39上并位于第一锁紧螺母42和第二限位凸起38之间，用于将带齿调节套10的凸台与第一锁紧螺母42隔断，避免第一锁紧螺母42在旋转时对带齿调节套10的凸台造成损伤。胀紧组件43套设在限位端35，用于对带齿调节套10的大端撑开，避免带齿调节套10的大端与芯轴30不接触导致的加工误差。胀紧组件43可以采用常规的机械胀紧套，也可以采用常规的液压胀紧套，在本实施例中，胀紧组件43采用常规的机械胀紧套，具体结构在此处不进行详细描述。

第二限位组件50包括第二隔环51和第二锁紧螺母52。第二锁紧螺母52与第二限位凸起38螺纹配合。第二隔环51套设在第二限位凸起38上并位于第二锁紧螺母52和第二定位凸起37之间，用于将调节套20与第二锁紧螺母52隔断，避免第二锁紧螺母52在旋转时对调节套20造成损伤。

实施例2

一种带齿调节套组件的加工方法，采用上述带齿调节套组件的加工工装进行装夹加工，包括以下步骤：

S10：带齿调节套10加工，其包括以下步骤：

S11：锻造毛坯并进行正火处理，同时进行超声波探伤确保材料合格；

S12：毛坯粗车外圆与内孔；

S13：根据内孔、偏心量方向铣大端面外圆的方向定位面11，用于确定调节齿、旋转齿的方向；

S14：装夹大端外圆，粗铣旋转齿、调节齿；

S15：调质处理；

S16：半精车外圆与内孔，具体包括以下步骤：

1)以内孔定位装夹，找正外圆半精车外圆；

2)以半精车后的大端外圆装夹定位，用百分表复查偏心量，半精车其内孔；

3)以半精车后的内孔定位装夹，用百分表找正外圆复查偏心量，半精车大端内孔；

S17：去应力低温回火；

S18：精车内孔，具体步骤如下：

1)以半精车的大端内孔定位夹紧，用百分表找正小端的内孔，精车小端的内孔；

2)以精车的小端内孔定位夹紧，用百分表找正大端的内孔，精车大端的内孔；

S19：以小端内孔定位，精铣大端外圆定位平面、定位销孔和螺纹孔；

S20：以上述加工工装装夹定位，以第一定位止口32与带齿调节套10的大端面相配合，对带齿调节套10的大端面进行定位，并将销钉依次伸入到第一销钉限位槽361和带齿调节套10大端的定位销孔中，然后依次铣带齿调节套10小端的定位销孔与螺纹孔、精磨外圆、以及精铣旋转齿和调节齿；通过一次性定位装夹，并通过销钉对大端外圆的定位销孔进行定位，有效提高外圆与内孔偏心量的精度、调节齿和旋转齿相对于内孔偏心的位置精度、以及小端面上的定位销孔相对于内孔的位置精度；

S30：调节套20加工，其具体包括以下步骤：

S31：锻造毛坯并进行正火处理，同时进行超声波探伤确保材料合格；

S32：毛坯粗车外圆与内孔；

S33：粗铣调节齿；

S34：调质处理；

S35：半精车外圆与内孔，具体步骤如下：

1)以内孔定位装夹，找正外圆半精车外圆；

2)以半精车后的外圆装夹定位，用百分表复查偏心量，半精车其内孔；

S36：去应力低温回火；

S37：精车内孔；

S38：以内孔定位、装夹，加工与带齿调节套10相对应的端面上的定位销孔与螺纹孔；

S39：以加工工装装夹定位，对调节套20与带齿调节套10相对应的端面进行定位，并将销钉依次伸入到第二销钉限位槽371和调节套20端面(与带齿调节套10相对应的端面)的定位销孔中，然后依次精磨外圆以及精铣调节齿，通过一次性装夹，并通过销钉对端面(与带齿调节套10相对应的端面)的定位销孔进行定位，同时，在精加工加工带齿调节套10和调节套20时，均采用了相同的工装，不但能有效提高外圆与内孔偏心量的精度，还能提高调节齿和旋转齿相对于内孔偏心的位置精度、以及小端面上的定位销孔相对于内孔的位置精度，从而解决了常规加工过程中出现的加工难点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带齿调节套组件的加工工装，其特征在于，包括：芯轴（30）、用于限制带齿调节套（10）的第一限位组件（40）以及用于限制调节套（20）的第二限位组件（50）；

所述芯轴（30）的两端分别设有顶尖孔（31），两个顶尖孔（31）的轴线重合并与芯轴（30）的轴线偏心；

所述芯轴（30）设有第一定位止口（32）和第二定位止口（33），所述第一限位组件（40）与所述芯轴（30）连接并与所述第一定位止口（32）相配合，所述第二限位组件（50）与所述芯轴（30）连接并与所述第二定位止口（33）相配合；

所述芯轴（30）包括定位端（34）和限位端（35），所述芯轴（30）沿所述定位端（34）至所述限位端（35）的方向依次设有并且直径依次减小的第一定位凸起（36）、第二定位凸起（37）、第二限位凸起（38）以及第一限位凸起（39）；

所述第一定位止口（32）成型于所述第一定位凸起（36）靠近所述第二定位凸起（37）的一侧，所述第二定位止口（33）成型于所述第二定位凸起（37）靠近所述第二限位凸起（38）的一侧；

所述第二限位凸起（38）和所述第一限位凸起（39）分别与所述第二限位组件（50）和所述第一限位组件（40）连接；

所述第一限位组件（40）包括沿所述定位端（34）至所述限位端（35）的方向依次套设在所述芯轴（30）上的第一隔环（41）、第一锁紧螺母（42）以及胀紧组件（43）；所述第一隔环（41）和所述第一锁紧螺母（42）分别套设在所述第一限位凸起（39）上并且所述第一锁紧螺母（42）与所述第一限位凸起（39）螺纹配合，所述胀紧组件（43）套设在所述限位端（35），用于胀紧带齿调节套（10）。

2.根据权利要求1所述的带齿调节套组件的加工工装，其特征在于，所述第一定位凸起（36）和所述第二定位凸起（37）分别沿所述芯轴（30）的延伸方向设有第一销钉限位槽（361）和第二销钉限位槽（371），所述第一销钉限位槽（361）和所述第二销钉限位槽（371）的截面一致并且相对设置。

3.根据权利要求2所述的带齿调节套组件的加工工装，其特征在于，所述第二限位组件（50）包括沿所述定位端（34）至所述限位端（35）的方向依次套设在所述芯轴（30）上的第二隔环（51）和第二锁紧螺母（52）；所述第二隔环（51）和所述第二锁紧螺母（52）分别套设在所述第二限位凸起（38）上并且所述第二锁紧螺母（52）与所述第二限位凸起（38）螺纹配合。

4.根据权利要求1至3任一项所述的带齿调节套组件的加工工装，其特征在于，所述芯轴（30）的两端分别嵌设有顶锥板（60），所述顶锥板（60）通过销钉和螺钉与所述芯轴（30）连接，所述顶尖孔（31）成型于所述顶锥板（60）上。

5.一种带齿调节套组件的加工方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的带齿调节套组件的加工工装进行装夹加工，包括以下步骤：

S10：带齿调节套（10）加工，其包括以下步骤：

S11：毛坯粗车外圆与内孔；

S12：根据内孔、偏心量方向铣大端面外圆的方向定位面（11）；

S13：装夹大端外圆，粗铣旋转齿、调节齿；

S14：半精车外圆与内孔；

S15：精车内孔；

S16：以小端内孔定位，精铣大端外圆定位平面、定位销孔和螺纹孔；

S17：以加工工装装夹定位，然后依次铣带齿调节套（10）小端的定位销孔与螺纹孔、精磨外圆、以及精铣旋转齿和调节齿；

S20：调节套（20）加工，其具体包括以下步骤：

S21：毛坯粗车外圆与内孔；

S22：粗铣调节齿；

S23：半精车外圆与内孔；

S24：精车内孔；

S25：以内孔定位、装夹，加工与带齿调节套10相对应的端面上的定位销孔与螺纹孔；

S26：以加工工装装夹定位，然后依次精磨外圆和精铣调节齿。

6.根据权利要求5所述的带齿调节套组件的加工方法，其特征在于，步骤S17中，在通过加工工装对带齿调节套（10）装夹定位时，将销钉依次伸入到第一销钉限位槽（361）和带齿调节套（10）大端的定位销孔中；

步骤S26中，在通过加工工装对调节套（20）装夹定位时，将销钉依次伸入到第二销钉限位槽（371）和调节套（20）端面的定位销孔中。

7.根据权利要求6所述的带齿调节套组件的加工方法，其特征在于，在粗铣各齿轮后，对相应的工件进行调制处理，在半精车外圆和内孔后，对相应的工件进行应力低温回火。

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