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    提升行星架銷孔幾何公差精度的方法

    2018-06-21 07:15:08山推工程機械股份有限公司山東濟寧272073翟展新
    金屬加工(冷加工) 2018年6期
    關(guān)鍵詞:鏜刀精車同軸

    ■ 山推工程機械股份有限公司 (山東濟寧 272073) 李 炎 翟展新 宮 濤

    行星架是行星傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一,行星輪軸安裝在行星架銷孔內(nèi),其制造精度對各個行星輪載荷分配、傳動噪聲和振動有很大影響。本文介紹一種工藝方法,保證同軸度、位置度要求。

    1. 圖樣設(shè)計要求

    公司某型號行星架如圖1 所示,其中3組φ80mm、φ64mm用于安裝行星輪軸,要求相對于φ550mm止口(基準(zhǔn)B)位置度0.05m m,兩孔同軸度要求φ0.015mm。采用三坐標(biāo)測量儀檢測這兩個參數(shù),位置度0.05mm要求各孔實際中心位置相對于理想中心位置的偏差小于0.025mm,同軸度0.015mm要求上下兩孔軸線偏差小于0.015mm。

    2. 工藝方案對比和分析

    根據(jù)設(shè)備能力,行星架精加工有兩種工藝方案:方案一,分精車、精鏜兩道工序,精車工序使用數(shù)控立式車床,加工止口和端面,精鏜工序使用立式加工中心,找正止口,精鏜各孔;方案二,精車鏜一道工序完成,使用車削中心,一次裝夾完成全部加工。

    分析兩種方案對精度的影響因素和要求,并進行現(xiàn)場檢測驗證,結(jié)果如表1所示。

    對于位置度,方案一因設(shè)備定位精度誤差和找正誤差超過要求,無法保證位置度,方案二可以滿足。對于同軸度,兩種方案都因換刀后重復(fù)定位精度差,無法滿足要求。經(jīng)過討論分析,采用方案二,并制定以下對策保證幾何公差。

    3. 設(shè)計專用工裝

    圖 1

    表1 兩種方案的檢測結(jié)果

    使用四爪單動卡盤夾緊,雖然操作便捷、成本低,但夾緊力會導(dǎo)致工件端面翹起變形,無法滿足幾何公差要求。為此設(shè)計專用工裝,改夾緊為壓緊,以工件中心內(nèi)孔、端面定位,壓板壓緊,四周端面采用千斤頂輔助支承,如圖2所示。保證加工過程中無干涉現(xiàn)象,通過檢測工件壓緊、松開后的精度,驗證無裝夾變形現(xiàn)象。

    4. 設(shè)計組合鏜刀

    針對設(shè)備重復(fù)定位精度差、無法保證同軸度問題,設(shè)計組合鏜刀(見圖3),一把鏜刀完成兩孔精鏜,消除重復(fù)定位誤差的影響。工步內(nèi)容如下:首先半精鏜3個φ80mm、3個φ64mm孔,各留0.2mm余量,然后更換為組合鏜刀,鏜孔至要求尺寸。但需注意設(shè)計刀具時,避免兩刀刃同時切削,以免因同時受切削力,刀具產(chǎn)生振動,影響孔表面粗糙度和圓柱度。

    5. 工件試制

    根據(jù)制定的方案,行星架工藝路線為:鑄造→正火→粗車→粗鏜→調(diào)質(zhì)→半精車→半精鏜→鉆孔→精車、精鏜。首批進行5件試制(見圖4),幾何公差符合要求(見表2)。

    6. 經(jīng)驗和建議

    行星架作為行星減速機構(gòu)關(guān)鍵部件,加工精度要求高。實際加工過程中,影響精度的因素較多,根據(jù)筆者經(jīng)驗,總結(jié)幾條建議:

    (1)設(shè)計時進行有限元分析,模擬行星架在使用和加工過程中的剛性并進行優(yōu)化;若無分析能力,在保證機構(gòu)整體質(zhì)量不超標(biāo)、裝配時不干涉的前提下,增加板厚,以提高工件剛性。

    圖 2

    圖 3

    圖 4

    (2)粗加工階段最大限度去除加工余量,減少精加工余量,以減少內(nèi)應(yīng)力,并在精加工前鉆出螺栓孔,提前釋放內(nèi)應(yīng)力,避免加工變形。

    表 2 (單位:mm)

    (3)定期檢測設(shè)備精度并進行調(diào)整。若無法滿足要求,可根據(jù)三坐標(biāo)檢測結(jié)果對鏜孔坐標(biāo)進行補償,但需設(shè)計定位機構(gòu),保證工件每次安裝位置相同。

    (4)四爪單動卡盤極易導(dǎo)致薄壁件變形,需設(shè)計專用工裝,利用壓板壓緊或螺栓拉緊工件,若無合適裝夾基準(zhǔn),應(yīng)增加工藝基準(zhǔn)。

    (5)工件加工、檢測最好在恒溫車間內(nèi)進行,避免熱變形產(chǎn)生的影響。

    [1] 田磊. 5MW以上二級行星架精加工制造技術(shù)研究[J]. 重工與起重技術(shù),2015(3):27-28.

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