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      基于齒輪滾刀加工過程中定位基準(zhǔn)的選擇研究

      2015-08-05 06:46:22馬麗心
      關(guān)鍵詞:心軸滾刀內(nèi)孔

      馬麗心,孫 樂,劉 毅

      (1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)輕工學(xué)院,哈爾濱150028;2.新疆怡利科技發(fā)展有限公司,烏魯木齊830000;3.哈爾濱第一工具制造有限公司,哈爾濱150020)

      傳動(dòng)系統(tǒng)向高性能的方向發(fā)展,對齒輪提出了更高的制造要求[1].而齒輪滾刀是加工齒輪最常用的刀具,其制造誤差嚴(yán)重影響被加工齒輪的加工精度[2].因此,提高齒輪滾刀的制造精度是提高滾齒加工質(zhì)量的關(guān)鍵[3].定位基準(zhǔn)的選擇是齒輪滾刀加工的基礎(chǔ)與前提,定位基準(zhǔn)的選擇是否合理,不僅影響齒輪滾刀加工工藝的繁簡程度,而且對齒輪滾刀加工精度的影響甚深[4].所以,要提高齒輪滾刀的加工精度,首先要解決定位基準(zhǔn)的選擇問題.

      1 定位基準(zhǔn)對齒輪滾刀機(jī)械加工精度影響

      零件加工后的實(shí)際尺寸,包括形狀、尺寸和位置等與理想的幾何參數(shù)相符合的程度稱為機(jī)械加工精度[5].定位基準(zhǔn)的選擇不合理會造成定位誤差,定位誤差包括基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位置誤差.在齒輪滾刀的加工中,定位誤差則會對齒輪滾刀的機(jī)械加工精度造成影響.

      2 齒輪滾刀加工工藝流程

      工藝過程是指在生產(chǎn)過程中,按一定順序、逐步的、直接的改變毛坯或原材料的形狀尺寸、性質(zhì)和相互位置關(guān)系,使之成為成品或半成品的過程[6].機(jī)械加工工藝過程是由一系列按順序排列著的工序組成的,定位基準(zhǔn)的選擇影響著加工工藝的復(fù)雜程度[7].齒輪滾刀的一般工藝流程如圖1所示,由圖可知齒輪滾刀加工的主要工序?yàn)閷?nèi)孔、外圓、端面、鍵槽、容屑槽齒形的加工.

      圖1 齒輪滾刀加工工藝流程

      3 齒輪滾刀加工過程中定位基準(zhǔn)的選擇

      以下依據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原則,對齒輪滾刀加工的主要工序的定位基準(zhǔn)選擇進(jìn)行分析.

      3.1 端面及外圓

      對端面及外圓進(jìn)行的加工主要是車削.依據(jù)基準(zhǔn)重合原則,車削端面及外圓時(shí)采用小錐度心軸以內(nèi)孔為基準(zhǔn)定位.先加工一端端面及外圓,加工完成后調(diào)轉(zhuǎn)工件180°,加工另一端端面及外圓.定位元件采用小錐度心軸使安裝拆卸方便且不需夾緊裝置.

      3.2 內(nèi)孔

      對內(nèi)孔進(jìn)行的加工主要是鉆削、車削(拉削)和研磨加工.鉆削和車削時(shí)如圖2所示,依據(jù)重要表面原則,采用三爪夾盤以端面及外圓定位.對于生產(chǎn)批量較大的企業(yè)可以拉內(nèi)孔代替車內(nèi)孔,拉內(nèi)孔時(shí)拉刀相當(dāng)于心軸以內(nèi)孔定位,加工精度更高且效率高.研磨時(shí)采用夾罐以外圓為基準(zhǔn)定位.對內(nèi)孔進(jìn)行加工,使后續(xù)加工可以內(nèi)孔為基準(zhǔn)定位,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合,有利于保證加工精度.

      3.3 鍵槽

      對鍵槽的加工可以采用插削或拉削的方法,插削時(shí)采用V形塊以外圓為基準(zhǔn)定位;拉削時(shí)如圖3所示,采用拉鍵心軸以內(nèi)孔為基準(zhǔn)定位.與插削相比,拉削以內(nèi)孔定位更能保證鍵槽與內(nèi)孔的位置精度.

      圖2 齒輪滾刀鉆內(nèi)孔定位示意圖

      圖3 齒輪滾刀拉鍵槽定位示意圖

      3.4 容屑槽

      容屑槽分為直槽和螺旋槽兩種,因直槽制造及檢測方便,所以生產(chǎn)中多采用直槽.對容屑槽的加工主要是銑削前刀面,加工時(shí)采用心軸以內(nèi)孔為基準(zhǔn)定位.以內(nèi)孔定位保證前刀面與內(nèi)孔的位置度.

      3.5 鏟齒

      對齒形進(jìn)行的加工主要是鏟齒頂、鏟齒側(cè)、鏟齒溝和磨齒等.加工時(shí)如圖4所示,采用心軸以內(nèi)孔為基準(zhǔn)定位.以內(nèi)孔為基準(zhǔn)定位保證牙齒各個(gè)表面與內(nèi)孔的位置度.

      圖4 齒輪滾刀鏟齒定位示意圖

      通過以上對主要工序的分析,得出齒輪加工中應(yīng)盡量選擇像內(nèi)孔、端面及外圓這樣相互之間具有直接位置要求的表面作為定位基準(zhǔn),以此減少定位誤差,保證加工精度[8].定位基準(zhǔn)的選擇具有一般原則,但實(shí)際生產(chǎn)的情況復(fù)雜多變,不能完全依靠原則進(jìn)行選擇,需具體情況具體分析,從而選擇最合理的定位基準(zhǔn).

      4 結(jié)語

      通過對齒輪滾刀加工過程中定位基準(zhǔn)選擇的分析研究可以看出,在機(jī)械加工過程中,定位基準(zhǔn)的選擇是根據(jù)具體情況綜合考慮夾具結(jié)構(gòu)、加工成本等因素,不斷的優(yōu)化,從而選擇最合理最適用的定位基準(zhǔn).從而提高被加工零件的機(jī)械精度,以及簡化工藝流程提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)性.

      [1]王延忠,吳燦輝,葛旭陽,等.面齒輪滾刀基本蝸桿的設(shè)計(jì)方法[J].航空航天大學(xué)學(xué)報(bào),2009(2):166-169.

      [2]LI G,SUN M,LI X,et al.Improved relief grinding method of Gear Hob with equal relief angle[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering,2011(5):842 -850.

      [3]李素奎,谷原林.齒輪滾刀鏟磨齒形方法—斜鏟法淺析及測試[J].黑龍江科技信息,2004(8):26.

      [4]吳荔銘.選擇定位基準(zhǔn)提高機(jī)械加工精度的方法[J].科技信息,2007(21):108-109.

      [5]李 巖.機(jī)械加工質(zhì)量控制技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(13):117.

      [6]王啟平.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].5版.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2005.

      [7]金 利.機(jī)械加工中定位基準(zhǔn)的選擇[J].中小企業(yè)管理與科技,2012(10):146-147.

      [8]王先奎.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.31- 42.

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