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闲置镗铣床在大齿圈加工中发挥大作用

2019-05-22

张雯　陈勇

　　摘　要：为提高大齿圈的加工效率，降低其加工成本，针对我厂情况提出利用闲置镗铣床，通过设计专用加工刀具、改进加工工艺，对齿圈进行粗加工，Z终达到齿圈质量要求。
　　在冶金、矿山设备中，大齿圈是关键传动部件，其加工精度直接影响设备的性能。研究如何提高大齿圈加工效率，降低大齿圈加工成本，对企业意义重大。
　　1.我厂大齿圈加工现状
　　近期我厂加工的大齿圈如图1所示，技术参数如下：模数36mm，齿数162，齿厚380mm，齿圈直径达5900mm，质量达20t。由于交货期短，采用传统加工方法很难满足工期要求。

　　2.现有大齿圈加工工艺及缺陷
　　我厂在大齿圈的机械加工中一般采用的工艺为：车床粗车→半精车→精车→插床粗插齿→半精插齿→精插齿→滚齿机半精滚齿→精滚齿。
　　采用上述的机械加工工艺，可以较好地保证大齿圈的加工质量。但是，该加工工艺在插齿工序耗时较多，且加工质量很难保证。这是由于插床在插齿过程中完全凭借技术工人手工分度，无法精确分度。而且，加工中齿表面的刀痕难以消除（如图2中虚线所示），这些刀痕位置往往又会产生加工硬化现象，给后工序滚齿机的滚刀带来较大磨损，对于滚齿机刀具来说，购买、维护成本都很高。因此，传统的大齿圈加工工艺成为提高效率、降低成本的一个瓶颈。
　　3.大齿圈加工工艺改进
　　为了解决上述问题，结合我厂实际提出：
　　（1）进行加工工艺改进，利用现有镗铣床在插床粗插齿后增加半精铣齿工序。与齿轮滚刀相比，镗铣床刀具成本较低，而且可以完成较大吃刀量的切削，加工效率提高显著。根据我厂实际，采用一台闲置的镗铣床，对齿圈进行两次半精加工，这样就能大大减少滚齿机精加工的加工量，减轻滚齿机的工作压力，降低滚齿刀具的磨损，取得很好的经济效益。
　　（2）进行加工刀具研发，制作适宜镗铣床使用的铣齿刀具。通过对这批大齿圈齿形的研究，设计了图3所示的机夹铣齿刀具。这种机夹式硬质合金指状齿轮铣刀，其刀体采用40Cr，刀柄与机床主轴孔匹配，制作为短柄锥度7∶24、大端φ69.85mm、斜面长47.2mm，切削刃部为渐开线齿型，采用圆周等分4刃且为等螺旋齿，刃长大于齿廓一个标准刀片的尺寸，刀片采用钨钴合金类硬质刀片。这样就可以降低刀具成本、保证机床精度、降低劳动强度，Z大限度解决了生产瓶颈，同时可缩短滚齿机一半的加工时间，为保证工期提供了条件。

　　（3）进行加工参数改进，在采用新的机夹刀具后，经过生产实践，确定了下列加工参数：插齿后，加工余量不均匀，因此，次铣齿背吃刀量不宜过大，表1所示为次铣齿时的加工参数；第二次进给时，由于齿廓加工余量均匀，可根据加工余量的实际情况适当增加背吃刀深度、进给速度及主轴转速，主要可供参考的切削参数如表2所示。经过这样的加工参数改变，在半精加工结束后、滚齿机精加工前，大齿圈加工量可以控制在1.0～1.5mm，这样滚齿机仅仅进行一次精滚就可以达到技术要求，如图4所示。

　　4.结语
　　根据我厂实际，通过闲置镗铣床的使用，解决了大齿圈生产中的瓶颈；设计了适用于镗铣床铣齿适用的机夹刀具，并总结了切实可行的加工参数。通过改进，提高了大齿圈的加工效率，降低了大齿圈加工成本。经测算，采用新工艺后，每加工一个大模数齿圈，可降低成本约2万元。

来源：《金属加工（冷加工）》2016年第24期