中國(guó)航發(fā)長(zhǎng)沙中傳機(jī)械有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410200

1 前言

公司2014年底引進(jìn)德國(guó)SACCK公司的數(shù)控插齒刀磨床,在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)插齒刀周節(jié)累積出差的質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致返工,不僅影響加工效率也使刀具正常刃磨壽命降低。

2 研究(攻關(guān))內(nèi)容

解決插齒刀周節(jié)累積出差的質(zhì)量問(wèn)題。

3 技術(shù)方案

分析影響插齒刀周節(jié)累積出差的因素并進(jìn)行優(yōu)化;

4 實(shí)施過(guò)程

4.1 因素分析

4.2 改善措施

序號(hào) 改善內(nèi)容 改善效果1修復(fù)中心孔跳動(dòng) 中心孔跳動(dòng)＜0.003 2改善細(xì)頸部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 增加剛性和抗沖擊力3制作內(nèi)圓對(duì)表件 定位孔尺寸零超差4調(diào)整精磨參數(shù) 周節(jié)累積誤差減少

4.3 帶柄插齒刀周節(jié)累積誤差改善

4.3.1 中心孔檢查及修復(fù) 在帶柄插齒刀加工過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)下列情況導(dǎo)致中心孔損壞,從而影響后續(xù)的磨齒精度。

1)因車工中心孔加工不標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致60°錐面長(zhǎng)度不足1mm;

2)鐵屑未清理干凈在熱處理時(shí)導(dǎo)致60°錐面拉傷破損;

3)60°錐面部分未研起等現(xiàn)象。

這些損壞的中心孔在后續(xù)磨齒過(guò)程中均會(huì)不同程度影響帶柄插齒刀的周節(jié)累積誤差。在磨齒前應(yīng)仔細(xì)檢查中心孔,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后使用中心孔磨床找正錐柄跳動(dòng)修復(fù)中心孔,再將插齒刀裝到偏擺儀上檢查錐柄跳動(dòng)是否＜0.003。

4.3.2 改善細(xì)頸部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖1 (調(diào)整前)

圖2 (調(diào)整后)

如圖所示,這是一把典型的細(xì)頸部帶柄插齒刀。模數(shù)1,齒數(shù)7,總長(zhǎng)80mm,頸部為4.6mm,磨齒加工時(shí)很難保證周節(jié)累積0.01合格,合格率不足20%。經(jīng)與刀具設(shè)計(jì)員溝通,將刀具設(shè)計(jì)進(jìn)行四處調(diào)整:①刀頭長(zhǎng)度從25mm調(diào)整至22mm;②齒槽長(zhǎng)度從14mm調(diào)整至16mm;③在頸部與柄部連接處增加了兩處R圓弧過(guò)渡;④頸部直徑從4.6mm調(diào)整至4.9mm。

調(diào)整后增加齒槽長(zhǎng)度保證退刀時(shí)不會(huì)發(fā)生頂切干涉,同時(shí)縮小刀具頸部長(zhǎng)徑比,這樣既能保證插齒刀正常加工產(chǎn)品,又增加了刀具結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗沖擊性能。

綜合以上改善因素,使細(xì)頸部插齒刀磨齒合格率提升至100%。

4.4 盤(pán)型插齒刀周節(jié)累積誤差改善

4.4.1 制作專用內(nèi)孔對(duì)表件 盤(pán)型插齒刀磨齒時(shí)需將刀具定位孔安裝到專用磨齒芯棒上進(jìn)行,常見(jiàn)的定位孔尺寸為Φ20mm、Φ22mm、Φ31.743mm,孔徑公差為0～+0.005。假設(shè)孔徑出差后,插齒刀內(nèi)孔和磨齒芯棒定位外圓之間會(huì)形成一個(gè)間隙帶,因?yàn)殚g隙的存在會(huì)使得加工基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)不重合。磨齒時(shí)的中心取決于操作者安裝刀具到磨齒芯棒上并用螺母固定時(shí)的狀態(tài)。而在齒輪檢測(cè)中心P26上計(jì)量時(shí)檢驗(yàn)員將刀具裝到帶錐度的直桿芯棒上的中心是無(wú)法復(fù)原到磨齒狀態(tài)的,那么存在的間隙將直接量化影響刀具的節(jié)圓跳動(dòng)和周節(jié)累積誤差。

通過(guò)制作專用的內(nèi)孔對(duì)表件,可以嚴(yán)格的將孔徑控制在公差內(nèi),提升基準(zhǔn)重合度,減少后續(xù)磨齒的不利因素。

4.4.2 調(diào)整精磨參數(shù) 在磨削小模數(shù)多齒數(shù)的盤(pán)型插齒刀時(shí),例如M=0.8 Z=72α=30°這套刀具參數(shù)時(shí),砂輪修型后砂輪尖最細(xì)的部分只有0.2-0.3。在這種情況下,砂輪一圈齒還沒(méi)磨完可能就損耗了,可能會(huì)影響插齒刀周節(jié)累積誤差。考慮到砂輪的損耗,這類刀具磨齒時(shí)需設(shè)置兩個(gè)防錯(cuò)機(jī)制。一是將機(jī)床設(shè)置在磨完2/3圈齒后進(jìn)行一次精修砂輪;二是將機(jī)床設(shè)置每磨一圈齒后進(jìn)行跳齒磨削。跳齒磨削即在磨完一圈齒回到原始齒槽N后,機(jī)床根據(jù)設(shè)定將刀具旋轉(zhuǎn)到N+3齒槽,將N+3齒槽作為原始起點(diǎn)再開(kāi)始第二圈磨齒,跳齒磨削的好處是消除砂輪損耗帶來(lái)的不確定性。

磨削AA級(jí)精度插齒刀必須嚴(yán)格控制各項(xiàng)加工基準(zhǔn),并在最后0.2精磨量時(shí),設(shè)置為0.005磨兩圈、0.003磨兩圈、0.002磨兩圈、光整磨兩圈。

綜合以上改善因素,使盤(pán)型插齒刀磨齒合格率提升至100%。