曹德剛

(攀成鋼四川省冶金機(jī)械廠，四川成都 610500)

1 引言

攀成鋼公司180連軋機(jī)組固定機(jī)架近期出現(xiàn)故障，經(jīng)查是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的正變位大蝸輪齒部損壞，需要緊急修復(fù)(見(jiàn)圖1)。

而配合蝸桿為標(biāo)準(zhǔn)圓弧齒圓柱蝸桿，比較完好(見(jiàn)圖2)。

經(jīng)分析:蝸輪套為銅件，經(jīng)多年使用，齒部已嚴(yán)重磨損，在正常使用情況下，勉強(qiáng)滿足要求，但在咬入軋制階段或軋卡事故時(shí)的相對(duì)較大沖擊下，蝸輪套齒部已經(jīng)超過(guò)強(qiáng)度極限而造成齒部斷裂，從而導(dǎo)致停機(jī)。為了減少維修時(shí)間，只有重復(fù)利用磨損較小的輪轂，重新制作銅件輪緣。返修工藝為:中頻爐澆注蝸輪套銅坯件—蝸輪套精加工內(nèi)孔，其余留余量—取下利舊輪轂—蝸輪套與輪轂熱套后精車各部符合圖—加工蝸輪齒—去刺，包裝入庫(kù)。

圖1 蝸輪結(jié)構(gòu)

圖2 蝸桿結(jié)構(gòu)

ZC1蝸桿傳動(dòng)(園弧圓柱蝸桿)蝸桿為阿基米德螺旋線，法向圓弧，即尼曼蝸桿可以磨削加工。其蝸輪常規(guī)的加工方法是用相應(yīng)的蝸輪滾刀在滾齒機(jī)上滾切或在有飛刀頭的滾齒機(jī)上用飛刀加工，但由于我廠沒(méi)有此種滾刀，重新定制一把滾刀周期要近兩個(gè)月，即無(wú)法保證工期，費(fèi)用也很高，為此必須另辟蹊徑解決問(wèn)題。根據(jù)蝸輪蝸桿副嚙合原理，并借鑒滾齒機(jī)上用飛刀加工的原理可以利用我廠現(xiàn)有的HB－130數(shù)控龍門銑床進(jìn)行單齒銑削方式加工(示意圖見(jiàn)圖3)。

單齒加工蝸輪齒的思路是刀具延X(jué)向直線運(yùn)動(dòng)距離和數(shù)控分度頭旋轉(zhuǎn)角度匹配，保持傳動(dòng)比要求，即保證刀具沿X向，每移動(dòng)(πm)3.14*16=50.24時(shí)，分度頭旋轉(zhuǎn)角度為360°/40=9°，就能保證該蝸輪付的嚙合關(guān)系。加工刀具采用齒形盤銑刀，可以利用我廠現(xiàn)有的一把舊的模數(shù)M=16齒形盤形銑刀改制，經(jīng)過(guò)計(jì)算給出刀具樣板圖，修磨前刀面、鏟背，用樣板檢查刀刃合格后使用(見(jiàn)圖4)。

圖3 加工示意

圖4 齒形盤銑刀

具體加工時(shí)的工藝控制要點(diǎn)是:齒形盤銑刀裝在萬(wàn)向彎頭的刀桿上，刀桿調(diào)整傾斜角度為蝸桿分度圓螺旋升角，用百分表檢查誤差小于0.01。刀具中心參考點(diǎn)要通過(guò)對(duì)刀塊擦刀來(lái)精確確定與蝸輪中心的準(zhǔn)確位置關(guān)系。加工程序編制要在Y向一次進(jìn)刀的情況下，用循環(huán)程序加工完所有的齒形，然后再手動(dòng)延Y向加刀，直到刀桿中心距離蝸輪中心為400 mm時(shí)Y向加刀完成。由于蝸輪為正變位，蝸桿為標(biāo)準(zhǔn)，雖然單齒加工中心距到位，但齒厚單側(cè)仍需要減薄1.57 mm(2*0.625*3.14*6/40=1.57)，故此時(shí)刀具Y向不變，X正、負(fù)兩向各偏移1.57進(jìn)行“減薄”加工。此時(shí)由于吃刀面積較大，選擇較小的吃刀量進(jìn)行光刀比較適宜，從而保證精加工后的齒面精度和粗糙度。精加工時(shí)，由于利舊蝸桿有磨損，在有少量余量的情況下，要將蝸桿裝夾在機(jī)床上和蝸輪按裝配關(guān)系嚙合后檢查實(shí)際中心距和嚙合狀況，邊檢查邊進(jìn)刀加工，直到檢查合格后才算加工完成(加工過(guò)程見(jiàn)圖5)。

圖5 加工過(guò)程

經(jīng)過(guò)幾天的緊張搶制，蝸輪在要求時(shí)間內(nèi)完成，在180軋機(jī)上現(xiàn)場(chǎng)順利裝配，經(jīng)試車，設(shè)備傳動(dòng)間隙、溫升、噪音完全滿足使用要求，取得了較好效果。此種蝸輪加工方法雖為特例，但這種快速加工蝸輪的方法既滿足了設(shè)備維修中的特殊要求，也為類似情況下的蝸輪制造提供了借鑒(加工后的成品見(jiàn)圖6)。

圖6 成品