雙點壓力機(jī)人字齒輪鍵槽方向偏差分析及改進(jìn)措施

孫宗建，岳雨蒙，田理中

（江蘇省徐州鍛壓機(jī)床廠集團(tuán)有限公司 研究院，江蘇 徐州 221116）

伴隨著中國制造業(yè)的發(fā)展，鍛壓行業(yè)逐步打破國外行業(yè)在高精密、大型化方面的技術(shù)壟斷，但在產(chǎn)品精度及可靠性方面，還存在較大差距，特別是零部件加工的基礎(chǔ)工藝研究。本文針對機(jī)械壓力機(jī)核心傳動零件，人字齒輪上鍵槽的加工精度以及工藝改進(jìn)方法進(jìn)行深入分析。

1 加工精度偏差分析

1.1 人字齒輪鍵槽方向加工偏差

圖1 產(chǎn)品主傳動示意圖

首先探討人字齒輪鍵槽方向加工偏差對雙點壓力機(jī)精度的影響。雙點壓力機(jī)主傳動結(jié)構(gòu)如圖1所示，飛輪軸驅(qū)動人字齒輪，通過人字輪上鍵槽聯(lián)結(jié)齒輪軸，嚙合并驅(qū)動偏心齒輪，其上偏心體部分作為連桿的回轉(zhuǎn)中心，驅(qū)動導(dǎo)柱、滑塊往復(fù)運動。圖中兩組人字齒輪鍵槽加工的對齒位置要求，影響兩件偏心體轉(zhuǎn)動的同步性。決定了滑塊運行的穩(wěn)定性，是產(chǎn)品同步精度控制的重要因素之一。

1.2 人字齒輪鍵槽方向加工偏差產(chǎn)生原因

人字齒輪齒形的加工采用展成法，是利用刀具與零件的嚙合運動切出齒形的方法，由于齒形加工的切入點，在工件圓周上無法精確定位，因此鍵槽與齒形的位置度要求，只能在齒形加工后，再確定工藝基準(zhǔn)，通過后續(xù)加工鍵槽保證。傳統(tǒng)的工藝方法由鉗工劃線確定鍵槽的加工基準(zhǔn)，由于人字齒輪齒槽具有螺旋升角，空間劃線精度定位不準(zhǔn)，存在較大加工誤差。為彌補(bǔ)零件加工誤差，整機(jī)裝配后通過配階梯鍵的方法加以調(diào)整。費時、費力，產(chǎn)品精度可靠性也不能保證。

2 加工偏差解決方案

（1）工藝改進(jìn)措施。優(yōu)化設(shè)計基準(zhǔn)，實現(xiàn)簡易工裝的精確定位（圖2、圖3）。利用機(jī)床精度，代替人工劃線。

（2）圖2為優(yōu)化前的設(shè)計，以人字齒輪端面齒槽為中心，作為鍵槽的加工基準(zhǔn)。由于人字齒輪齒寬尺寸公差較大，其端面齒槽中心位置也發(fā)生相應(yīng)變化，因此無法找到準(zhǔn)確的加工定位基準(zhǔn)。圖3中，以工裝樣球定位于人字齒槽交匯點上，保證了加工基準(zhǔn)的唯一性，樣球工裝能夠準(zhǔn)確定位。為實現(xiàn)機(jī)床校正代替手工劃線提供了條件。

圖2 優(yōu)化前的設(shè)計加工基準(zhǔn)

圖3 優(yōu)化后的設(shè)計加工基準(zhǔn)

3 優(yōu)化后工藝實施步驟

（1）按圖紙要求完成鍵槽以外全部工序，保證圖紙精度要求；

（2）工件安裝在插床上，均布三處等高墊鐵，保證插刀空程距離；

（3）校正齒輪中心孔與工作臺回轉(zhuǎn)中心重合；

（4）百分表1通過磁力表座，安裝在插床滑枕上。工裝樣球安裝在對應(yīng)于基準(zhǔn)齒槽左右相同跨齒數(shù)的兩處齒槽內(nèi)。利用旋轉(zhuǎn)工作臺的X向移動，以及工作臺的旋轉(zhuǎn)，對兩處測量點1和測量點2的工裝樣球頂點進(jìn)行測量，按百分表差值進(jìn)行調(diào)整。（確定待加工鍵槽與基準(zhǔn)齒形中心連線與工作臺Y軸移動方向平行）；

（5）百分表2通過磁力表座安裝于人字齒輪上，利用工作臺回轉(zhuǎn)分度盤正反180°旋轉(zhuǎn)，以及工作臺Y方向的移動，測量插刀兩側(cè)，測量面1和測量面2兩處數(shù)據(jù)差值。沿X方向調(diào)整工作臺，使插刀處于工件Y向?qū)ΨQ中心線上。（確定鍵槽加工的對稱中心線）；

圖4 工藝實施示意圖

（6）校正結(jié)束，按圖加工保證鍵槽尺寸，滿足圖紙要求。

4 結(jié)語

工藝改進(jìn)前后效果對比分析：原有工藝方法采用劃線加工，按工藝規(guī)范空間劃線所能保證精度誤差值0.25mm，找線對刀誤差值±0.1mm，加工機(jī)床誤差0.02mm。單件累積最大誤差0.37mm。兩件嚙合最大累積誤差0.74mm。改進(jìn)工藝后的加工過程中，工件校正均以百分表測量，百分表的分度值0.01mm,五處校正累積誤差0.05mm，機(jī)床誤差0.02，單件誤差控制在0.07mm。兩件人字齒輪最大累積誤差0.14mm。將原有的加工誤差縮小5倍，零件加工精度的提高對整機(jī)裝配精度提供了保障，同時減少了后期拆裝調(diào)試時間，改進(jìn)效果明顯。