馬麗心,孫 樂,劉 毅
(1.哈爾濱商業(yè)大學輕工學院,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)量的關鍵[3].定位基準的選擇是齒輪滾刀加工的基礎與前提,定位基準的選擇是否合理,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的選擇問題.
零件加工后的實際尺寸,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械加工精度[5].定位基準的選擇不合理會造成定位誤差,定位誤差包括基準不重合誤差和基準位置誤差.在齒輪滾刀的加工中,定位誤差則會對齒輪滾刀的機械加工精度造成影響.
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)和相互位置關系,使之成為成品或半成品的過程[6].機械加工工藝過程是由一系列按順序排列著的工序組成的,定位基準的選擇影響著加工工藝的復雜程度[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為對內(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
以下依據(jù)定位基準的選擇原則,對齒輪滾刀加工的主要工序的定位基準選擇進行分析.
對端面及外圓進行的加工主要是車削.依據(jù)基準重合原則,車削端面及外圓時采用小錐度心軸以內(nèi)孔為基準定位.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.
對內(nèi)孔進行的加工主要是鉆削、車削(拉削)和研磨加工.鉆削和車削時如圖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)孔時拉刀相當于心軸以內(nèi)孔定位,加工精度更高且效率高.研磨時采用夾罐以外圓為基準定位.對內(nèi)孔進行加工,使后續(xù)加工可以內(nèi)孔為基準定位,設計基準與定位基準重合,有利于保證加工精度.
對鍵槽的加工可以采用插削或拉削的方法,插削時采用V形塊以外圓為基準定位;拉削時如圖3所示,采用拉鍵心軸以內(nèi)孔為基準定位.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
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,加工時采用心軸以內(nèi)孔為基準定位.以內(nèi)孔定位保證前刀面與內(nèi)孔的位置度.
對齒形進行的加工主要是鏟齒頂、鏟齒側(cè)、鏟齒溝和磨齒等.加工時如圖4所示,采用心軸以內(nèi)孔為基準定位.以內(nèi)孔為基準定位保證牙齒各個表面與內(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,以此減少定位誤差,保證加工精度[8].定位基準的選擇具有一般原則,但實際生產(chǎn)的情況復雜多變,不能完全依靠原則進行選擇,需具體情況具體分析,從而選擇最合理的定位基準.
通過對齒輪滾刀加工過程中定位基準選擇的分析研究可以看出,在機械加工過程中,定位基準的選擇是根據(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.從而提高被加工零件的機械精度,以及簡化工藝流程提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟性.
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