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SOLUTION工芝/工装/目/断/始/组催/造
齿轮箱空心轴加工工艺研究
李治平,周亮
(天津市祥威传动设备有限公司,天津300380)
摘要:以典型的空心轴加工为例,针对空心轴的外圆、内孔、键槽的技术要求以及空心轴易变形的加工难点进行分析
采取合理的工艺措施,有效解决了加工难点,保证了工件加工精度。
关键词:空心轴;加工工艺;变形;加工工序
中图分类号:TH13.2
文献标志码:B
文章编号:1002-2333(2015)06-0224-02
0引言
1.2键槽的加工
空心轴是齿轮箱的关键零件,其加工精度要求高,加
如图1所示,空心轴有外键槽、内键槽。外键槽为
工难度大。空心轴在加工过程中容易发生变形,因此极易56N9mm,深度为18.5mm,长度240m,对称度要求
导致加工精度超差,甚至报废。我们通过对空心轴进行加为0.05mm;内键槽为50N9mm,深度为10.1mm,对称
工工艺分析,制定合理的加工工序,选用适合的机床设度要求为0.05mm,全轴贯通。此两键槽加工难度较高,且
备,选用适合的工装、刀具等,解决了加工中的各种难点,在加工过程中易使空心轴变形。
保证了加工精度,提高了加工效率。
1.3加工过程中变形
1空心轴的特点及加工难点分析
空心轴在加工过程中产生变形的原因主要有三个:
根据齿轮箱的设计需要,空心轴的材料选用45钢锻1)空心轴在原材料锻造、热处理过程中产生应力,其在后
件,工件需要调质处理,调质硬度要求220~-260HBW。空续机加工过程中释放,从而导致空心轴变形。2)空心轴在
心轴主要加工外圆、内孔及键槽等,其壁薄,内孔形位公机械加工过程中需要装卡,由于空心轴自身的结构特点,
差、尺寸公差要求高。本文以图1所示空心轴为例进行加装卡的外力使空心轴发生变形,从而影响零件的形状精
工分析。
度、尺寸精度。3)空心轴在机械加工过程中,刀具对于空
1.1外圆及内孔的加工
心轴产生的切削力以及刀具与工件摩擦产生的切削热使
如图1所示,空心轴较长,内孔加工有难度。外圆空心轴发生变形,从而影响空心轴的形状精度、尺寸精
d310h7、内孔中220H7同轴度要求0.02mm,外圆310b7度。因此,我们要根据上述加工难点选择合理的工艺、设
圆柱度要求0.02mm,表面粗糙度要求Ra0.4um
备、工装及刀具等,以便加工出质量合格的空心轴。
外壁斜面
检测样板
尺寸合格,直接进入精加工;若出现检测结果超差,则将
超差零件在精加工的合适工序修复。缸体修复的操作方
法是将外缸的水平中分面向上或内缸的水平中分面向
下,加工部位正对主轴分别上数控龙门铣床和数控镗床,
根据设计尺寸编制数控程序加工至设计尺寸,从而保证
高中压外缸和内缸的装配
3结语
本文针对高中压外缸与高压内缸装配时,因铸造毛
坯肥大发生干涉造成无法装配的实际问题,采取双向并
列检查控制的方法,根据内外缸体结构的不同,分别制定
主蒸汽中心线
了检测方法且设计了相应的检测样板、同时根据检测数
「1
据是否超差制定后续加工方案。将存在的隐患在精加工
时提前解决,避免将问题带到装配车间,此种控制方法简
单有效、切实可行。
(编辑黄获)
作者简介:贾春艳(1980-),女,硕士研究生,工程师,从事汽轮机产
图2高压内缸主蒸汽管口剖视图
品机械加工和装配工艺研究工作。
收稿日期:2015-02-11
224机械工程师2015年第6期
決盲
工芝/工装/月/断//继修/改 SOLUTION
7)内键槽加工。内键槽通常采用立式创床加工,但是
由于刨床加工时,切削力较大,工装的装卡力也较大,因
此容易使工件变形。因此内键槽选用线切割机床加工至
图样要求。线切割机床装卡工件时,需要的夹紧力较小
而且线切割加工速度慢,因此工件变形较小,加工精度亦
可满足。
66园
一二
2.2加工工装的选择
32
由于空心轴的特殊结构及加工精度要求,我们为加
工空心轴准备了以下特殊的工装。
打标记位置
1)找正盘。找正盘一端端面为中心孔,另一端为内凹结
构,外圆配有4个M20螺栓,将找正盘套入轴端,拧紧螺栓,
415
1858
(190)
上车床一夹一顶,可调节4个螺栓找正工件后加工.工件。
790
2)圆堵。为了便于车床、磨床装卡工件,我们需要制
图1空心轴图
作相应规格的圆堵来配合加工设备使用。为便于安装、拆
卸,圆堵除需要在中心打相应的DS孔外,可在端面处加
2空心轴的加工工艺
工3-M10顶出用螺纹孔。
2.1加工工序的安排及机床设备的选择
3)V型块。由于空心轴键槽在立式加工中心上加工
1)锻件粗车。锻造毛坯,选用卧式车床CW6163B,三因此需要制作合适规格的V型块,用于装卡工件。V型块
爪卡盆,加工各尺す寸单边均留量5mm。由于此工件长度可采用铸铁HT250加工,铸铁硬度低于工件硬度,而且
较长,内孔加工需要我们为其量身定做加长刀杆,以方便铸铁减振性优良,对于工件加工精度有利。
加工里孔。后序的半精车、精车加工同样需要量身定做加2.3加工刀具的选择
长刀杆。
为了降低加工过程中刀具对于空心轴产生的切削力
2)调质处理。溶火温度(840t10)℃,保温时间6-8h,以及刀具与工件摩擦产生的切削热,我们需要选择适合
冷却方式为油溶,油温60-70℃,回火温度(54010)℃,的刀具。车刀的前角增大,切削力、摩擦力减小,但是其强
保温时间6-8h。热处理设备选用箱式多用炉。为减少空度相对减小,散热面积小,散热速度较慢。同样,车刀的后
心轴变形,我们将调质处理安排在粗车工序后进行,并且角増大,切削力、摩擦力减小,但是其强度相对减小。因此
采取以下工艺持施。第一,装炉方式采取工件竖直放置的车刀选取的原则为粗加工、半精加工时选择前角后角较
方式;第二,淬火完成后及时回火,且回火保温完成后,炉小的刀具,精加工时选择前后角相对较大的刀具,高速钢
冷至400℃左右出炉空冷。
材料的车刀前角、后角应小于硬质合金材料的车刀前角、
3)半精车。选用卧式车床CW6163B,三爪卡盘,加工后角。为了减少切削热的同时减小刀具对工件表面的作
各尺寸单边均留量2mm。
用力,可选择前角大、后角相对较小的车刀。因此粗车、半
4)精车。选用数控卧车CT4500M,为减小夹紧力三精车工序在卧式车床加工时,我们选用高速钢刀具,为了
爪卡盘改为软爪卡盘,中心架,兼顾各处找正至0.5m,增加切削速度,保证刀具有足够的强度,前角选取10°
加工长度、内孔d2及内孔20H7至图纸要求,外圆20°,后角选取4-8。精车工序在数控车加工时,我们选
车找正带,上工艺圆堵;卡盘夹紧零件,顶尖顶紧,找正外用硬质合金刀具,前角选取15°-25°,后角选取5~10°。
圆找正带在001m,加工外圆直径留量05mm,轴向3结语
1858两端面各留量0.15mm。此工序工件即将完工,因
本文以典型的空心轴加工为例,通过对加工难点的
为三爪卡盘3个爪的夹紧力很难做到一致,由于空心轴研究,提出了加工工艺及工艺措施,解决了空心轴的加工
刚度较期,因此三爪卡盘不一致的外力作用容易使工件难