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大直徑端齒盤加工難點應(yīng)該如何解決？

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發(fā)布日期：2021-01-13

任何一個行業(yè)都是在不斷迅速發(fā)展的，都會有自己行業(yè)的難題和瓶頸，作為端齒盤行業(yè)發(fā)展也是有自己的難點和難題的，其中大直徑端齒盤加工就是一個難點，也困然很多企業(yè)，下面就這個問題我們聽聽專家的建議和介紹。
端齒盤又稱多齒盤、細(xì)齒盤或鼠牙盤，是具有自動定心功能的精密分度定位元件，廣泛應(yīng)用于加工中心、柔性單元、數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床、測量儀器、各種高精度間歇式圓周分度裝置、多工位定位機(jī)構(gòu)以及其他需要精密分度的各種設(shè)備上，如數(shù)控車床中的多工位數(shù)控刀架、銑床及加工中心用的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺及其他分度裝置中都采用端齒盤作為精確定位元件。端齒盤實際上相當(dāng)于一對齒數(shù)相同的離合器，其嚙合過程與離合器的嚙合類似。端齒盤的齒形分為直齒和弧面齒兩種，直齒端齒盤由于加工方便、定位精度及重復(fù)定位精度高而廣受歡迎。

01
大直徑端齒盤加工工藝路線
大直徑齒盤一般直徑＞500mm，齒數(shù)超過144，通常為360個齒。工件直徑越大，齒數(shù)越多，磨削加工越困難。設(shè)計大直徑齒盤工藝的基本原則為：減小加工誤差，保證加工精度；消除殘余應(yīng)力，減小變形；提高生產(chǎn)效率，降低加工成本。
對于大直徑端齒盤，特別是直徑＞500mm的端齒盤，考慮到熱處理及加工過程殘余應(yīng)力等因素會導(dǎo)致工件基準(zhǔn)面或相關(guān)部位變形，工件材料常選取40Cr、38CrMoAl等，一般采用的熱處理工藝方法為調(diào)質(zhì)+氮化。工藝路線為：鍛造→熱處理（退火）→粗車→熱處理（調(diào)質(zhì)）→半精車→平磨→銑齒→機(jī)鉗（倒角）→熱處理（低溫時效）→外磨→平磨→內(nèi)外圓磨→粗、半精磨齒→熱處理（氮化）→平磨→內(nèi)外圓磨→機(jī)鉗（研基準(zhǔn)面）→精磨齒。
02
大直徑端齒盤齒部精加工難點
端齒盤的齒部磨削精加工一直以來是個技術(shù)難點，特別是大直徑端齒盤的磨削加工尤為明顯。由于工件直徑尺寸大，加工過程中不同程度地存在變形，調(diào)整困難，影響工件的精度。加之大直徑端齒盤在磨削時，齒盤齒部與砂輪接觸面積大，砂輪會產(chǎn)生讓刀現(xiàn)象，砂輪磨損快，極易使工件產(chǎn)生分度誤差。因此，磨削大直徑端齒盤的關(guān)鍵是減少系統(tǒng)誤差，從而提高加工精度。
精磨齒時，用到的分度裝置中齒盤的精度等級應(yīng)高于齒盤工件的設(shè)計精度等級。整個磨齒過程在20℃±5℃的恒溫室內(nèi)進(jìn)行，工作場所應(yīng)無振動，無強(qiáng)冷熱氣流沖擊。另外，為了便于制造并保證配對齒盤嚙合性能最好，配對齒盤應(yīng)在齒形角不變的同一設(shè)備上加工，并對已配好的齒盤做配對標(biāo)記。
03
齒部精加工工藝方法
大直徑端齒盤齒部的精加工應(yīng)重點從以下幾方面入手。
1）磨齒前要檢查機(jī)床，消除系統(tǒng)誤差。檢查機(jī)床潤滑狀況，檢查各油孔、導(dǎo)軌的潤滑情況，保證機(jī)床在運(yùn)行過程中不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；檢查機(jī)床運(yùn)行速度和換向速度是否一致。磨齒前，機(jī)床必須進(jìn)行2h以上的空運(yùn)轉(zhuǎn)，使機(jī)床性能穩(wěn)定可靠，從而保證齒盤的加工精度。
2）砂輪的選擇和及時修整。齒部齒形的磨削關(guān)鍵是砂輪的耐磨性及其齒形的修正問題。磨齒選用的砂輪應(yīng)具備：磨損小，壽命高；切削性能好，加工齒面表面粗糙度值小；砂輪組件不平衡量小的特點。
由于大直徑端齒盤尺寸大、齒數(shù)多，砂輪的選擇很關(guān)鍵。經(jīng)過多年的摸索和實踐經(jīng)驗總結(jié)，一般優(yōu)先選用中軟、自銳性好的白剛玉砂輪。在磨削過程中應(yīng)經(jīng)常修整砂輪，保證砂輪鋒利，避免產(chǎn)生讓刀現(xiàn)象。另外，砂輪應(yīng)根據(jù)粗磨、半精磨和精磨工序要求，選用不同的粒度，以保證各個加工階段達(dá)到圖樣和工藝要求。一般情況下，粗磨選用46#，半精磨選用60#，精磨選用100#或120#粒度為宜。
3）工裝夾具找正是關(guān)鍵。由于工件尺寸大，調(diào)整困難，應(yīng)盡量減少找正的次數(shù)，這需要有扎實的基本功。將機(jī)床表面、工裝夾具各接觸表面擦拭干凈，在必要的情況下可用油石修研表面，然后找正工裝夾具，一般將找正精度控制在工件要求的1/3以內(nèi)。
4）工件的裝夾。在裝夾工件之前，要注意消除各種影響因素，比如工件基準(zhǔn)面是否有磕碰現(xiàn)象，是否存在毛刺，查看齒盤與工裝夾具接觸面積是否達(dá)到90%以上等，這些都是為保證加工精度必須做到的。
5）磨削余量選擇及過程控制。大直徑端齒盤齒部磨削加工最難的就是保證齒盤分度精度和重復(fù)精度。因此，要合理分配磨齒加工余量。一般來說，齒部精磨前的齒面留量為0.05～0.10mm，并根據(jù)工件的形狀大小選用。氮化的硬齒齒盤精磨前留量應(yīng)偏少，以保證工件表面硬化層的最終厚度。
磨齒時齒部的測量方法與銑齒時相同，需要注意的是，上下配合齒盤總厚度尺寸有要求時，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整單個齒盤齒部尺寸以保證這項要求。
6）齒形磨削過程控制。在做好以上幾個步驟后，應(yīng)選擇合理的走刀量和運(yùn)行速度。粗磨時，避免大吃刀量，因為這樣很容易出現(xiàn)讓刀，并且砂輪磨損很快，造成工件前半部分磨削量大，后半部分磨削量小。吃刀量大也會產(chǎn)生很多的磨削熱量，造成齒盤磨削變形，從而使齒盤分度精度和重復(fù)精度達(dá)不到要求。為保證齒盤的加工精度，齒部磨削一般采用的是均等循環(huán)成形磨削法，即連續(xù)分度磨削，再進(jìn)刀再連續(xù)分度磨削至整個齒形。這樣可以使工件達(dá)到較高的加工精度，基本消除變形的影響，當(dāng)然，這其中也需要相應(yīng)的操作技巧和經(jīng)驗。
04
齒部精加工后的存放與包裝運(yùn)輸
為防止工件變形而影響齒盤的分度和重復(fù)定位精度，大直徑端齒盤在精加工后，由專職檢查員檢驗。檢驗合格后，做配對標(biāo)記。先用干凈的棉紗蘸180號溶劑汽油將防銹部位擦干凈，在光線充足的條件下檢驗金屬裸露面是否有銹，有銹的部位應(yīng)進(jìn)行除銹處理，經(jīng)檢查無銹蝕、臟物、油污和手印等方可進(jìn)行防銹處理。采用刷涂法涂防銹油（脂），涂層要均勻連續(xù)，不得有氣泡和漏涂現(xiàn)象。涂完防銹油（脂）后，平整放置于專用托架上進(jìn)行包裝。覆蓋苯甲酸鈉防銹紙，注意防銹紙蠟面向外，不得用反。包裝時一般配對將齒盤嚙合成對存放，然后用防銹紙沿內(nèi)外圓逐漸扎緊，平整放置并固定于包裝箱內(nèi)。
05
結(jié)語
大直徑端齒盤由于尺寸規(guī)格大、精度要求高，其加工一直以來都是難題；作為功能部件的核心部件，其分度及重復(fù)定位精度顯得尤為重要。本文通過加工工藝設(shè)計，解決了大直徑端齒盤加工過程中易變形、分度精度和重復(fù)精度低的問題，將提高國內(nèi)大規(guī)格功能部件的精度指標(biāo)，增強(qiáng)市場競爭力。

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大直徑端齒盤加工難點應(yīng)該如何解決？