何海洋

摘 要：大型齒條的加工過程中變形總是不同程度存在的，嚴(yán)重的變形將直接影響齒條的加工精度，文章重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行簡要的分析與總結(jié)，供入?yún)⒖肌?/p>

關(guān)鍵詞：大模數(shù)齒條；加工方法；優(yōu)化原則

圖1是某大型回轉(zhuǎn)裝置的傳動部件齒條簡圖，齒條長8300mm，直徑為φ520，但其上面要加工掉143mm厚的坯料，以便形成齒形上平面，齒條的法向模數(shù)為65，材料42CrMo，重量為9300kg。這樣大模數(shù)的齒條在我公司是第一次遇到，齒條橫斷面小，縱向長度大，粗加工特別是在粗切齒后結(jié)構(gòu)易變形。

圖1

1 加工分析

（1）為保證齒條嚙合傳動強(qiáng)度要求，不能按常規(guī)將工件粗車成圓柱狀進(jìn)行調(diào)質(zhì)，而必須將齒頂面及齒形粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)，這樣可以減少齒條開齒后的變形。（2）本件不能使用兩個(gè)中心架做支撐，因?yàn)槲夜?680臥車每種規(guī)格的中心架只有一個(gè)，而兩種不同規(guī)格的中心架不能同時(shí)使用，如同時(shí)使用可能存在不同心問題。（3）使用中心架的部位一定要保留好整圓結(jié)構(gòu)，并要有一定的寬度，以便于在半精加工和精加工時(shí)能夠加工出架子窩。（4）由于工件截面不對稱，不平衡重約有2t，必須在卡盤處設(shè)置配重塊，防止偏心。（5）各齒形的加工不提專用銑刀，因?yàn)楸炯凝X形模數(shù)較大，可用刀盤裝在萬向銑頭上分別加工各齒形面，再用齒形齒距樣板控制齒形各部尺寸，這樣可以節(jié)省專用刀具費(fèi)用，并且此類工件很少加工。（6）齒條的彎曲變形采用熱校直方法，這種方法可以有效控制齒條加工產(chǎn)生的變形。齒條的加工工藝路線：鍛毛坯-粗加工/粗開齒-調(diào)質(zhì)-半精加工/半精銑齒-時(shí)效處理-精加工/精銑齒。

2 粗加工

毛坯經(jīng)劃線后檢查各部余量效勻性，在φ200鏜床上平端面，鉆中心孔75度B30頂尖孔，加工出520*520方形面，φ330吊裝孔（單面12mm或雙向24mm），上1680臥車車削工件大外圓按544mm車出，上13米數(shù)控龍門銑按簡圖加工各部尺寸并粗開齒（齒形每面留12mm），保留一處架子窩尺寸（寬度149.4mm）圖2。加工齒形時(shí)一定要先開槽后加工齒形，小切削量，多次走刀，控制工件變形。按5000號標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探傷，合格后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度達(dá)217～255。

圖2 架子窩位置

3 半精加工

齒條粗加工調(diào)質(zhì)后要重新劃全線，檢查各部尺寸變形情況，進(jìn)行試棒取樣，必要時(shí)可以采用熱校直方法。在φ200鏜床上平端面精修頂尖孔，加工出520*520方形面，φ330吊裝孔（單面7mm或雙向14mm）， 在1680臥車卡盤處安裝配重塊，防止工件偏心，車削工件大外圓按534mm車出，上13米數(shù)控龍門銑按簡圖2加工各部尺寸并粗開齒（齒形每面留7mm），根據(jù)手冊查得圓柱形齒條（20≥mL/d>15 B/h≤4 L>1500）粗切齒后進(jìn)行人工時(shí)效處理，控制齒條變形。

4 精加工

重新劃線檢查各部變形情況，測出最大彎曲彎形量，調(diào)整工件中心方向。φ200鏜床上平端面精修頂尖孔，在1680精車外圓，嚴(yán)格控制切削量，多次走刀，防止工件變形。最后在13米數(shù)控龍門銑床上將520*520方各面、φ330吊裝孔及總體長度8300mm達(dá)圖。刀盤裝在萬向銑頭上分別加工各齒形面，再用齒形齒距樣板控制齒形各部尺寸（圖3）。

圖3 齒距齒形樣板

5 齒條的彎曲變形及熱校直

大型齒條的加工過程中變形總是不同程度存在的，嚴(yán)重的變形將直接影響齒條的加工精度，一般情況下，由于切齒，特別是粗切齒后齒條內(nèi)應(yīng)力重新分布，引起齒條變形，主要表現(xiàn)在沿齒頂方向彎曲。如圖所示4，長3m，m30以上的齒條彎曲變形量δ粗銑齒后達(dá)3mm以上，如果變形量過大無法進(jìn)行精加工時(shí)，必須對齒條進(jìn)行校直，通常采用熱校直的方法效果較好，其方法是：通過加熱改變其內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)，以變形抵消原變形，從而達(dá)到校直齒條的目的，加熱時(shí)齒頂面朝向平臺，背面向上，用火烤背面，加熱溫度和時(shí)間適各部位變形大小而定，加熱后自然冷卻，待全部冷卻后翻個(gè)放置，檢查校直情況，如不符合要求時(shí)可重復(fù)進(jìn)行火燃加熱，直到達(dá)到要求為止。

圖4 齒條彎曲變形

6 結(jié)束語

目前，隨著我公司對外承攬的加工范圍的不斷擴(kuò)大，及我公司與外協(xié)公司的業(yè)務(wù)不斷增多，我們所面臨的各樣加工件的形式不斷改變。這種工藝方法優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，從工藝方法和工藝措施上保證了關(guān)鍵件、復(fù)雜件的尺寸精度、幾何精度、表面粗糙度等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求和使用性能要求，并在工藝上采用先進(jìn)手段提高產(chǎn)品質(zhì)量，并且適合于公司的生產(chǎn)要求。以后我公司還要生產(chǎn)制造其他產(chǎn)品，這種工藝方法具有廣闊的前景和深遠(yuǎn)的意義。