批发仕高玛搅拌机减速箱太阳轮

　　用于太阳轮轴加工的新工装夹具 □宋杰 【摘 要】分析了太阳轮轴常规加工方法及其优缺点，并针对缺点设计了一种新 的太阳轮轴加工工装夹具。介绍了新工装夹具的结构和原理，并给出了新工装 夹具的应用效果与推广价值。 【期刊名称】机械制造 【年(卷),期】2019(057)001 【总页数】3 【关键词】太阳轮 轴 加工 夹具 1 太阳轮轴常规加工方法 在行星减速机中，太阳轮轴数量多，材料采用低碳合金钢，价格较高，且加工 工序较多，其加工一直是生产过程中的关键点。太阳轮轴经渗碳淬火后，由于 热处理变形较大，热处理后有一道磨齿工序，用于获得高精度的齿轮。太阳轮 轴常规加工工艺路线为：下料、锻造、粗车、探伤、调质、半精车、滚齿、渗 碳、车削、淬火、车削、外磨、铣花键、磨齿。 太阳轮轴一侧为花键，另一侧为渐开线圆柱齿轮。磨齿时，中心孔定位，用磨 齿夹板夹持花键端，拨盘拨动磨齿夹板，使工件转动。磨齿夹板如图 1 所示。 在加工中发现，由于太阳轮轴普遍较短，即使使用直径最小的砂轮，磨齿时砂 轮也会与磨齿夹板产生干涉，无法顺利退刀，如图 2 所示。 2 改进后加工方法 对工艺进行改进，磨齿时为保证砂轮顺利退刀，对于总长 150～280 mm 之间 的太阳轮，增加工艺加长 50～70 mm，在所有工序完成之后，再车去工艺加 长。改进后加工情况如图 3 所示。 所研究的太阳轮轴总长为 276 mm，磨齿时工艺加长为 φ90 mm×45 mm， 由于加长部分外径比花键外径小，因此可以使用较小的磨齿夹板。由图 3 可以 看出，在增加工艺加长后，砂轮不再与磨齿夹板干涉，能够顺利退刀，完成加 工。 由此，改进后太阳轮轴加工工艺路线为：下料、锻造、粗车、探伤、调质、半 精车、滚齿、渗碳、车削、淬火、车削、外磨、铣花键、磨齿、车工艺加长。 采用增加工艺加长的方法，很好地解决了砂轮与磨齿夹板干涉的问题。这一方 法被绝大多数齿轮生产工厂认可并使用，是现有的比较成熟与实用的方法。 但是，这种方法的缺点也很明显，由于存在工艺加长，材料利用率必然降低。 而且，由于工艺加长较短，锻造时无法单独锻出，需要与花键外圆锻造尺寸一 致，这样会使成本大大增加。 为此，新设计一个合理的工装夹具显得非常重要。 3 新工装夹具的设计 笔者对改进后的太阳轮轴加工方法进行分析，发现这种方法之所以可行，是因 为两点：①由于有工艺加长，增大了磨齿夹板和砂轮中心的垂直距离；② 工艺 加长直径比花键外圆小，使用的磨齿夹板也比原来的小，相当于增大了磨齿夹 板和砂轮中心的水平距离。于是重做了磨齿夹板，使外圆直径尽可能小，同时 厚度也适当减小。但由于现有磨齿夹板结构单一，这种方法只能满足一两种太 阳轮轴的加工，对大部分太阳轮轴而言并不适用。 最终通过研究，发现可以将磨齿夹板由外圆固定变为端面固定，从而设计出新 工装夹具，如图 4、图 5 所示。 新工装夹具磨齿夹板由外圆装夹改为端面装夹，位置下移 20～30 mm。由于 改变了装夹方式，磨齿夹板的直径不受花键外圆的限制，可进一步减小，位置 可向内移 20～30 mm。 这两个改进增大了磨齿夹板和砂轮中心的垂直距离与水平距离。 4 新工装夹具的应用 笔者单位生产的行星减速机现有 20 种型号太阳轮，统计所有花键轴头尺寸后， 确认有五种规格的太阳轮轴头尺寸太小，无法基于新工装夹具加工。其余太阳 轮根据轴径大小设计了三种规格的新工装夹具，这三种规格新工装夹具的主要 区别是三个通孔的中心距不同，分别为 φ45 mm、φ70 mm、φ110 mm。 使用新工装夹具时，只需要在渗碳、车削之后增加一步钻的工序，根据夹具三 个通孔的中心距，在花键一侧端面钻攻三个螺纹孔，用螺栓将太阳轮轴与新工 装夹具固定，顶尖从中间的孔穿过，顶住工件，由原来的外圆装夹改为端面装 夹。新工装夹具装夹方式相比原工装稍复杂，但是实用性更强。使用新工装夹 具后，太阳轮轴加工工艺路线改为：下料、锻造、粗车、探伤、调质、半精车、 滚齿、渗碳、车削、钻孔、淬火、车削、外磨、铣花键、磨齿。 5 应用效果 5.1 经济效益 除少数长度极短的太阳轮轴仍需要采用增加工艺加长的方法外，新设计的工装 夹具适用于大多数太阳轮轴，材料利用率得到了提高，成本大大降低。 以 JS200SD 太阳轮为例，采用工艺加长和使用新工装夹具时的半精车分别如图 6、图 7 所示。 笔者单位购买毛坯按锻件质量进行结算。通过半精车尺寸计算锻坯尺寸，对两 种工艺的锻件尺寸及质量进行对比。 增加工艺加长，尺寸为 φ160 mm×211 mm+φ173 mm×168 mm，质量为 64.3 kg。使用新工装夹具，尺寸为 φ160 mm×136 mm+φ173 mm×168 mm， 质量为 51.9 kg。可见，单件节约质量 12.4 kg。太阳轮轴材料为 20Cr2Ni4，单价为 16.2 元/kg，单件可节约成本 200.88 元。工时影响已可略 去不计。 依据材料定额作节约成本统计：JS200SD 太阳轮单件节约 12.4 kg，ZJS757 太阳轮单件节约 4 kg，ZJS74 太阳轮单件节约 12 kg，JS315 太阳轮单件节约 11 kg，ZJS735 太阳轮单件节约 11 kg。采用新工装夹具后，太阳轮轴材料定 额单件节省原有质量的 15%～20%。 以企业每年仅生产一个 JS 系列的减速机 150 余台，太阳轮轴一个零件节约 200 元计，每年节约材料费可达 3 万元，新设计工装夹具带来的经济效益很可 观。 5.2 推广价值 除矿用减速机外，笔者单位还承接采煤机带齿件的加工。由于采煤机齿轴的长 度普遍较短，大多需要增加工艺加长，因此已尝试将新工装夹具应用到有工艺 加长的齿轴上，成功地对齿轴工艺进行了改进。2017 年，笔者单位承接采煤机 带齿件 2 000 余件，其中可应用新工装夹具的齿轴、太阳轮轴共 550 余件，共 节约成本 10 余万元。 通过对矿用减速机和采煤机中较短的太阳轮轴、齿轴进行工艺改