林新貴，詹欣榮

（廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院　機(jī)電工程學(xué)院，廣州 511483）

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磨損失效的聯(lián)軸器反求制造技術(shù)

林新貴，詹欣榮

（廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，廣州 511483）

摘 要：某公司的滾筒機(jī)出現(xiàn)非常大的噪音，且運行速度減速明顯，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是其聯(lián)軸器磨損嚴(yán)重失效導(dǎo)致的。應(yīng)用三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過反求技術(shù)進(jìn)行模型重構(gòu)，在對其進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，利用多種設(shè)備完成了零件的加工，成功地替代了原工件，解決了故障。

關(guān)鍵詞：聯(lián)軸器；反求技術(shù)；加工工藝

0　引言

某造紙業(yè)公司卷紙車間一條生產(chǎn)線在生產(chǎn)過程中上出現(xiàn)了非常大的噪音，卷紙的速度明顯下降，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)滾筒機(jī)上有一套梅花聯(lián)軸器出現(xiàn)了嚴(yán)重的磨損，必須更換該零部件。但其為進(jìn)口的精鑄件，若進(jìn)口原零配件，需要耗時一個多月且價格不菲；為了盡快恢復(fù)生產(chǎn)，最直接有效的方案就是應(yīng)用反求技術(shù)制造整套聯(lián)軸器。

1　利用反求技術(shù)，實現(xiàn)各零件結(jié)構(gòu)的重構(gòu)和設(shè)計

對滾筒機(jī)的聯(lián)軸器進(jìn)行拆卸，可拆成聯(lián)接軸、半聯(lián)軸器A和B共三部分，其裝配圖和零件圖如圖1所示。

圖1　聯(lián)軸器裝配圖

圖2　聯(lián)接軸零件

圖3　半聯(lián)軸器A和B

圖4　半聯(lián)軸器B的測量

經(jīng)觀察原聯(lián)軸器各零件，尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但輪廓較為簡單、無復(fù)雜的三維形狀。故考慮采用三坐標(biāo)測量機(jī)對實物進(jìn)行測量（零件測量過程如圖4所示）；將采集到的數(shù)據(jù)樣點轉(zhuǎn)換到CAD軟件中，通過三維軟件重構(gòu)實物的CAD模型（如圖5～圖7所示），并進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，使其符合使用要求；最后繪制各零件的工程圖（如圖8～圖11所示），為零件加工做準(zhǔn)備。通過三坐標(biāo)測量機(jī)對聯(lián)軸器各個零件進(jìn)行測量，梅花聯(lián)軸器零件圖包括以下4個主要簡圖：圖5為梅花聯(lián)軸器裝配結(jié)構(gòu)及零件簡圖；圖6為半聯(lián)軸器A零件簡圖；圖7為半聯(lián)軸器B零件簡圖；圖8為聯(lián)接軸零件簡圖。

圖5　半聯(lián)軸器A

圖6　半聯(lián)軸器B

圖7　聯(lián)接軸

圖8　聯(lián)軸器裝配簡圖

圖9　半聯(lián)軸器A零件簡圖

圖10　半聯(lián)軸器B零件簡圖

圖11　聯(lián)接軸零件簡圖

2　聯(lián)軸器各部分加工工藝分析

2.1結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)要求分析

對于聯(lián)軸器加工，因為是單件生產(chǎn)，可采用機(jī)械加工和數(shù)控加工的方式完成；由于聯(lián)軸器的使用環(huán)境要求其動平衡不得大于負(fù)載的5%；其他的技術(shù)要求按圖紙加工即可。

2.2毛坯的選擇

根據(jù)工程圖紙和工藝特點，選擇零件材料為45號圓型鋼材。毛坯尺寸分別為：半聯(lián)軸器A為φ265×80 （mm）、連接軸為φ270×180（mm）、半聯(lián)軸器B為φ270×120（mm）。

2.3裝夾方式和定位基準(zhǔn)

由于毛坯是圓棒鋼料，采用三爪卡盤裝夾；粗加工階段：因毛坯本身圓度偏差較大，采用先車平一端面并鉆中心孔，再粗車一段外圓，然后調(diào)頭裝夾，再車削另一端面并鉆中心孔，然后以車后的外圓和中心孔定位粗車全部外圓；半精加工階段：以粗車外圓和中心孔定位加工孔，然后以孔為定位基準(zhǔn)精車外圓，再以精車外圓定位擴(kuò)孔；在銑削加工階段，將車削后端面作為基準(zhǔn)即可。

2.4工藝路線的制定

根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度要求，各零件的工藝路線方案如下：

2.4.1半聯(lián)軸器A的加工工藝方案

1）使用普通車床的工藝路線：車削端面→鉆孔→擴(kuò)孔→粗車外圓φ265→粗車內(nèi)孔φ95→精車內(nèi)孔φ95→精車外圓φ265→調(diào)頭車端面→保證總長178→粗車外圓→精車外圓。

2）使用數(shù)控銑床的工藝路線：粗加工齒→粗加工槽→精加工齒→精加工槽→鉆孔→加工鍵槽。

2.4.2半聯(lián)軸器B的加工工藝方案

1）使用普通車床的工藝路線：車削端面→鉆孔→擴(kuò)孔→粗車外圓φ265→粗車內(nèi)孔φ165→精車內(nèi)孔φ165→精車外圓→調(diào)頭車端面保證總長104。

2）使用數(shù)控銑床的工藝路線：粗加工齒→預(yù)鉆下刀孔→粗加工槽→精加工齒→精加工槽→加工鍵槽。

2.4.3連接軸的加工工藝方案

1）使用普通車床的工藝路線：車削端面→鉆孔→擴(kuò)孔→粗車外圓φ160→粗車內(nèi)孔φ80→精車內(nèi)孔φ80→精車外圓→調(diào)頭車端面保證總長123。

2）使用數(shù)控銑床的工藝路線：粗加工凸耳→精加工凸耳→鉆中心孔→鉆孔→攻牙→加工鍵槽。

2.5聯(lián)軸器的加工過程及工藝難題解決

按照上述加工工藝進(jìn)行聯(lián)軸器各部分的加工，部分加工過程如圖12～圖14所示。

圖12　加工過程1

圖13　加工過程2

圖14　加工過程3

加工中的工藝難題及解決辦法：

1）在車削加工時，由于受機(jī)床結(jié)構(gòu)的影響，在車削到一定長度時，工件會觸碰到機(jī)床的拖板。解決辦法是自制一把剛性足夠的車刀桿，將硬質(zhì)合金刀粒焊接至刀桿；由于車削過程更換了車刀，為了處理好接刀問題，在前一把車刀粗車時必須預(yù)留有足夠的精車余量。

2）在車削內(nèi)孔時，由于孔深比較大，加工過程冷切困難，斷屑和排屑問題嚴(yán)重，易發(fā)生鉆頭折斷。解決辦法是車削到一定深度時停止主軸，通過人工方法用工具將鐵屑排出并對零件和車刀進(jìn)行冷卻。

3）對半聯(lián)軸器A和B的齒進(jìn)行外形加工時，隨著加工深度的增加，彈刀現(xiàn)象就越來越嚴(yán)重。解決辦法是采用MasterCAM軟件編程時，在齒之間繪制加工輔助線。開放槽采用在XY方向增加走刀次數(shù)解決加工余量；封閉槽采用挖槽方式加工，注意不能垂直下刀，采用螺旋或斜線下刀。

4）半聯(lián)軸器B需要一次裝夾加工完成，壓板與刀具之間容易發(fā)生干涉問題，解決的辦法是先壓孔底部，加工完齒后，再壓外部，然后松開孔底壓板，這樣就避免了刀具在加工過程中與壓板的干涉問題。

5）半聯(lián)軸器A和聯(lián)接軸中的型腔加工部位比較深，排鐵屑困難，刀具易產(chǎn)生彈性變形，針對這個問題采用的解決方案是進(jìn)行分段加工，將刀具夾持的長度依次加長，切削用量依次減小進(jìn)行編程和加工。

3　裝配

工件加工完成后進(jìn)行裝配，首先將聯(lián)接軸裝至半聯(lián)軸器B上作為變速箱的輸入軸軸端，然后插入橡膠連接件，再將半聯(lián)軸器A裝到電機(jī)軸上，對好位置后，移動電機(jī)，使半聯(lián)軸器A緊緊箍住橡膠連接件，裝配即完成。然后進(jìn)行動平衡檢測，符合要求后，在生產(chǎn)線上安裝并試運行。

4　結(jié)束語

本文通過對磨損失效的聯(lián)軸器進(jìn)行反求技術(shù)處理，分析了各零件的加工工藝，采用多種設(shè)備實現(xiàn)了零件的制造，經(jīng)現(xiàn)場安裝和調(diào)試，所制造的聯(lián)軸器滿足了工作要求，為企業(yè)在短時間內(nèi)更換了失效的聯(lián)軸器，使企業(yè)生產(chǎn)線盡快地得到了恢復(fù)，證明了反求技術(shù)在零部件替換上的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

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［3］ 張金萍.典型多槽零件的數(shù)控車削加工——切紙輥槽的數(shù)控加工技術(shù)［J］.制造業(yè)自動化，2011，22：67-69.

The reverse manufacturing technology on wear-out failure coupling

LIN Xin-gui， ZHAN Xin-rong

中圖分類號：TH16

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1009-0134（2016）05-0163-03

收稿日期：2016-03-07

基金項目：廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院科技類重點資助項目（KJ-3）。

作者簡介：林新貴（1973 -），男，福建仙游人，副教授，博士研究生，主要從事數(shù)控技術(shù)方面的教學(xué)和研究。