大行星齒輪倒角滾刀及工裝設計

李 明,邱永紅

(株洲市九洲四維實業(yè)有限公司,湖南株洲 412003)

大行星齒輪倒角滾刀及工裝設計

李 明,邱永紅

(株洲市九洲四維實業(yè)有限公司,湖南株洲 412003)

針對電動輪汽車大行星齒輪齒端倒角采用手工砂輪倒角尺寸精度差、生產(chǎn)效率低的缺點,設計了專用齒輪倒角滾刀,并根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求修正了部分滾刀設計參數(shù)。根據(jù)加工工藝要求設計了專用工裝模具,極大地提高了滾齒加工的生產(chǎn)效率,同時也確保了倒角質(zhì)量的穩(wěn)定。生產(chǎn)實踐證明,所設計的倒角滾刀和工裝模具大大提高了倒角工作效率,減輕了工人的勞動強度;產(chǎn)品倒角加工質(zhì)量穩(wěn)定,滾齒加工質(zhì)量滿足用戶需求,獲得了較好的經(jīng)濟效益。

齒輪;齒輪倒角滾刀;倒角;工裝

株洲市九洲四維實業(yè)有限公司生產(chǎn)的3種電動輪汽車大行星齒輪產(chǎn)品除內(nèi)孔尺寸不同外,幾何形狀基本相同,加工方法和工藝路線基本一致,齒輪齒部參數(shù)如表1所示。大行星齒輪采用手工砂輪倒角,尺寸和角度一致性不好,且齒根過渡圓弧處不圓滑,常顯出多條磨削接刀線,加上熱處理變形,使成品的倒角外觀質(zhì)量很差,另外,手工倒角具有效率低、勞動強度大等缺點。為解決此問題,確定設計專用倒角滾刀和工裝模具。

表1 電動輪汽車大行星齒輪齒部參數(shù)

1 倒角滾刀參數(shù)設計與修正

預設計的齒輪倒角滾刀按保證軸向齒距等于標準m9滾刀軸向齒距設計,經(jīng)多次試算后確定齒輪法向齒形上倒角角度按32°設計比較合理,齒輪倒角滾刀設計參數(shù)如表2。

因生產(chǎn)任務緊,該滾刀委托漢江工具廠制作,經(jīng)過檢測刀具參數(shù)和產(chǎn)品實際加工情況做了如下調(diào)整:齒全高hg原設計取值為理論值7.98 mm,實際加工使用驗證后修正為9.5mm。法向凸角量Ha設計為兩邊法向0.18,齒頂圓弧高度為2mm;對新滾刀進行檢驗發(fā)現(xiàn)凸角量為0.16,齒頂圓弧高度為1.85mm,而對其倒角產(chǎn)品的跟蹤檢查發(fā)現(xiàn):產(chǎn)品齒根圓弧處倒角左面相對右面齒稍微偏小,而左面倒角量剛合適,齒根圓弧處倒角高度也合適,故調(diào)整倒角滾刀凸角量為:左0.16mm,右0.18mm,齒頂圓弧高度1.85mm。

該倒角滾刀的特點:(1)軸向齒距為28.346mm,和標準m9的留磨滾刀軸向齒距28.364mm僅相差0.018mm,車削螺旋槽可按標準螺距車削,便于加工。(2)因產(chǎn)品齒根設計有0.6mm的沉切圓弧,該滾刀倒角產(chǎn)品齒根處也需倒成平滑過渡的倒角圓弧,對產(chǎn)品的熱處理和承載能力有益,且外觀質(zhì)量好。故滾刀齒頂要求加工成圓弧過渡,且要保證凸角法向高度Ha和齒頂圓弧高度Hb,按齒頂全圓弧不能加工,須按三段圓弧相切而成,經(jīng)計算齒頂大圓弧按R8,兩側(cè)相切小圓弧按R2.4加工。

表2 齒輪倒角滾刀設計參數(shù)

2 工裝設計

電動輪汽車大行星輪的外形尺寸如圖1,滾齒時內(nèi)孔定位尺寸分別為?76mm、?100mm、?100mm。滾齒芯軸定位尺寸按?76mm制作,另兩種產(chǎn)品加鑲套定位,此處僅按滾齒時內(nèi)孔定位尺寸?76mm的產(chǎn)品進行設計、分析。

圖1 電動輪汽車大行星輪的外形尺寸(mm)

滾齒和倒角機床為Y3180H,有立柱(帶頂尖座)時機床加工最大外徑為?550mm,工作臺面距頂尖座下端面為630mm,為了保證滾齒加工工件時滾刀能實現(xiàn)全行程加工,工件下端面距工作臺面必須≥235+5,即滾齒座高度必須≥240mm。工件工裝時存在的問題: (1)電動輪汽車大行星輪滾齒和倒角時一般需要有立柱和頂尖座(需有頂尖頂住芯軸),而頂尖座頻繁裝、卸不方便。(2)以前滾齒加工時,為了避免工件外徑?604.5mm與頂尖座產(chǎn)生干涉,均采用工件小端朝上裝卸工件。工件倒角加工時要求大端朝上裝卸,因而必須保證工件大端朝上倒角工件吊入時工件上端面距離工作臺面高度<630mm,低于立柱頂尖座下端面,同時還要考慮滾齒和倒角工裝共用。工件大端朝上安裝時,滾齒座高240mm+工件長188mm+芯軸223mm (188mm+螺紋M30長35mm)=651mm>630mm,因此工件吊裝時產(chǎn)生尺寸干涉。

為解決此問題,滾齒座高采用260mm(便于以后修磨),中間車成?190mm的沉孔,裝上芯軸后總高度控制為405mm。使工件大端朝上滾齒和倒角時,凸臺沉入沉孔內(nèi),用工件大端面定位,同時當工件大端朝上裝卸時,總高度為405 mm+188 mm= 593mm<630mm,不影響工件裝卸。為保證定位精度,將工件內(nèi)孔靠大端面一端70mm長按H7車成滾齒基準孔尺寸。將芯軸75mm長的位置外徑?76mm按H7/g6配合尺寸車成工件滾齒時內(nèi)孔尺寸,便于滾齒和倒角時芯軸定位。為了保證滾齒精度仍然要求操作者在滾齒加工前檢查工件外徑跳動,倒角加工時用芯軸定位以提高工作效率。芯軸螺紋部分:外螺紋選用細牙M56×2,便于工件大端朝上時滾齒時,緊固力勻稱,鎖緊力好;內(nèi)螺蚊選用粗牙M30,工件小端朝上倒角時,配一個長90mm的壓緊螺桿與芯軸上的內(nèi)螺紋進行旋緊緊固工件,因倒角切削力小,故用M30的螺桿緊固。

按此思路設計的滾齒座和芯軸形狀如圖2所示。工件倒角和滾齒時的工裝圖如圖3和圖4。

3 小結(jié)

該滾刀和工裝模具于2007年4月投入使用以來,大大提高了倒角工作效率,減輕了工人的勞動強度。工件裝卸方便,倒角定位精度完全滿足加工要求,滾齒加工也基本滿足要求(有時需要稍微校正滾齒外圓跳動度)。產(chǎn)品倒角加工質(zhì)量穩(wěn)定,經(jīng)質(zhì)量部檢驗符合圖紙要求,獲得了較好的經(jīng)濟效益。

REFERENCES

[1] 四川省機械工業(yè)局.復雜刀具設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1990.

[2] 葉克明,石鳳山.齒輪手冊,第1版.北京:機械工業(yè)出版社, 1990.

[3] 上海柴油機廠工藝設備研究所.金屬切削機床夾具設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1984.

On Rolling Cutter for AngleM ill ing of Large Planet Gear andW orkmanship Enginneer ing

L IMing,Q IU Yong-hong
(Zhuzhou City Jiuzhou Siwei Industrical Co.Ltd.,Zhuzhou 412003,Hu’nan,China)

Angle milling of large planet gearsof electrical-motivated trucks conductedmanually by sand wheel is of poor size accuracy and low operation efficiency,a kind of special gear angle milling rolling cutter is designed and some design parameters are revised according to product quality requirement,specialworkmanship moulds are also designed so that operation efficiecy of rolling gear manufacturing is greatly improved and stable angle milling quality is ensured,hence impoved economic benefits.

gear;gear angle milling rolling cutter;angle milling;workmanship

TH16

:B

:1009-3842(2010)01-0085-03

2010-01-18