根据实际加工条件,为提高齿轮精度,提供几点供大家参考。
在对原设计的小轮工装经过反复研究后,发现有一个地方还可以加以改进,即小轮工装前锥体的顶出螺孔由2—M12改为均布的4—M12,此螺孔可在找正工装跳动时,用M12的顶出螺钉来微调工装跳动。一般来说,小轮工装采用垫纸的方法只能找正至跳动0.015 mm~0.03 mm,而用顶出螺钉可找正至跳动0.005 mm~0.01 mm,该跳动值均是用校对棒在齿面中部位置测出的,这比用垫纸的方法找正快,且精度高。同时,大轮、小轮工装(包括弹性套)均采用20CrMnTi材料进行渗碳淬火处理。
操作规范和精切余量
对于大轮而言,经过检测后发现跳动大的产品往往有杂物在大轮定位面上,或者在大轮的定位面上有小的碰伤,因此我们对操作加工做了以下规定:
(1)大轮在精切前,首先擦净大轮的定位面和工装的定位面,如发现大轮的定位面有小的碰伤,则应使用锉刀修掉该碰伤。
(2)对于小轮也同样要先擦净定位面后才能装入工装内加工,如发现定位轴承档有碰伤,则应用砂布打去该碰伤。
根据切削原理可知,精切余量愈大,则切削力愈大,加工后的表面粗糙度和精度也就愈差。为改善齿面的表面粗糙度,将大轮的精切余量从原来的1.4 mm~1.6 mm改为1.2 mm~1.3 mm(双面余量),这样还进一步稳定或提高了大轮的切齿精度,齿圈的径向跳动波动范围也由原来的0.04 mm~0.11 mm稳定至0.04 mm~0.08 mm。
对于小轮的精切也采取了同样的措施,把双面的精切余量由原来的2 mm改为1.6 mm~1.8 mm,这也同样改善了齿面的表面粗糙度。
3 热处理变形的控制和校正
在热处理变形方面,大轮的变形比较严重。BJ130大轮一次热处理变形的合格率只有40%,60%需要用油压机压平。我们在大轮校正方面积累了以下一些经验。
(1)在校平时,改冷压为热压,把大轮加热至80°C左右进行热压。
(2)在进行大轮平面度检测时,不仅测内圈不超过0.2 mm,外圈不超过0.1 mm,而且还增加用平尺检查齿平面是否有中间凸出的情况,绝不允许有中凸现象。
对于BJ130小轮的校正,在Y41-40单柱校正油压机工作台上用V形块支撑,用百分表在φ45 mm轴承处校直为0.05 mm跳动,后轴承φ35 mm处为0.1 mm跳动。
为了更好地提高齿轮精度,我们增加了检查齿圈径向跳动为0.05 mm以下的项目,从而对稳定小轮热处理后的精度起了很好的作用。
4 配对前产品的精度检测和精度分类
对于弧齿锥齿轮的常规制造工艺来说,一般在配对前是不作精度检测的。但是,奥利康(Oerlikon)公司生产的T20配对机可对每套配对的产品进行精度的综合显示,以判断产品的配对精度是否合格。
对于不具有T20配对机的用户,弧齿锥齿轮的精度完quan随机性地组合。对于BJ130弧齿锥齿轮,图纸规定为大轮齿圈径向跳动为0.11 mm,小轮为0.065 mm,侧隙变化量为0.15 mm。为了保证产品的出厂精度,具体做法是:
(1)对于BJ130弧齿锥齿轮,把大轮和小轮分别进行齿圈径向跳动的全部检验,以找出弧齿锥齿轮精度合格的产品,再进行配对。
(2)为了提高产品的配对率,又将奥利康公司的skkz调刀仪改装成齿圈跳动检查仪,以提高检测率,改装后一个人一班可测150~170件BJ130大轮。根据T20检测机的数据情况,发现有以下规律:
ΔFrΣ=ΔFrA+ΔFrB (1)
式中 ΔFrΣ——大小轮齿圈径向跳动之和,mm
ΔFrA——大轮齿圈径向跳动,mm
ΔFrB——小轮齿圈径向跳动,mm
为满足ΔFrΣ=0.175 mm≈0.18 mm的要求,我们对BJ130弧齿锥齿轮采用下列组合的方法:
①(0.14~0.15) mm+0.02 mm=(0.16~0.17) mm,约占10%。
②(0.12~0.13) mm+0.03 mm=(0.15~0.16) mm,约占20%。
③(0.09~0.11) mm+(0.04+0.07) mm=(0.13~0.18) mm,约占60%。
④(0.05~0.08) mm+(0.08+0.10) mm=(0.13~0.18) mm,约占5%。
其余非配套车辆的精度定为ΔFrΣ≈0.18 mm~0.24 mm,约占5%。
对于小轮采取以上综合措施后,基本上达到了100%的精度合格配套率,大轮达到了95%左右的精度配套合格率。
5 结论
经过长期的实际验证,采取以下措施,可以提高弧齿锥齿轮的制造精度。
(1) 配做摇台轴承滚柱,提高机床传动精度。
(2) 改进工装结构,提高找正定位精度。
(3) 改进操作方法,稳定加工精度。
(4) 减少精切余量,提高切齿精度。
(5) 热压校平。
(6) 按精度分类组合配套大小齿轮,提高成品合格率。