風(fēng)機(jī)二級(jí)齒套插齒工藝改進(jìn)

陳迪+孫亞利+鄭華

摘 要 風(fēng)機(jī)二級(jí)齒套是風(fēng)電增速箱里的關(guān)鍵部件，該零件內(nèi)齒齒數(shù)52牙，齒寬150mm，由工變分廠(chǎng)承制插內(nèi)齒工序。因其齒數(shù)多、齒寬較長(zhǎng)而且精度等級(jí)要求高的特殊性質(zhì)，在插齒工序中，一把插齒刀僅能加工6只零件就需要磨刀，經(jīng)過(guò)刃磨后的插齒刀精度下降，再加工零件時(shí)已不能完全滿(mǎn)足零件的精度要求，要達(dá)到圖紙上的精度則需要另?yè)Q新刀，刀具消耗過(guò)大。為了改變現(xiàn)狀，本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)在使用的工藝進(jìn)行分析改進(jìn)，將原插齒工序分為粗插和精插兩道，并使用不同的刀具來(lái)加工，從而達(dá)到降低刀具消耗且滿(mǎn)足零件精度要求的目的。

關(guān)鍵詞 風(fēng)機(jī)二級(jí)齒套；刀具消耗；工藝改進(jìn)；粗插；精插；零件精度

中圖分類(lèi)號(hào) F40 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）06-0040-02

1 基本加工要素

1.1 零件參數(shù)

風(fēng)機(jī)二級(jí)齒套是風(fēng)電增速箱里的關(guān)鍵部件，它的加工質(zhì)量對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品有著重要作用。該零件由工變分廠(chǎng)承制插內(nèi)齒工序，零件參數(shù)如下：圖號(hào)FZ2000FD-09-102，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，齒形參數(shù)見(jiàn)圖2，材料：31CrMoV9。

1.2 插齒刀簡(jiǎn)介

目前所用的插齒刀均為涂層插齒刀。涂層刀具是指在強(qiáng)度和韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼（HSS）基體表面上，利用氣相沉積方法涂覆一薄層耐磨性好的難溶金屬或非金屬化合物（也可涂覆在陶瓷、金剛石和立方氮化硼等超硬材料刀片上）而獲得的。涂層作為一個(gè)化學(xué)屏障和熱屏障，涂層刀具的構(gòu)成減少了刀具與工件間的擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)，從而減少刀具磨損。

本道插齒工序所采用的插齒刀是m5、α20°、Z20的碗型插齒刀，刀具圖號(hào)為W2000D-713。該刀具為T(mén)iAlN涂層插齒刀，與普通涂層插齒刀相比較具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化磨損性，且壽命較普通涂層的插齒刀提高3—4倍。

1.3 插齒機(jī)參數(shù)

本工序采用的設(shè)備型號(hào)為YKS5180數(shù)控插齒機(jī)。具體參數(shù)見(jiàn)表1。

2 工序加工

2.1 工藝流程

2.2 刀具消耗

按此流程進(jìn)行插內(nèi)齒加工，因其齒數(shù)52牙，齒寬長(zhǎng)150mm，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)一把新插齒刀在加工6只零件后，刀具磨損，需進(jìn)行磨刀工序，使用刃磨后的刀具再次加工，零件齒形超差，因此，加工6只零件后必須使用新刀具。

2016年該零件共加工54只，需要刀具數(shù)：54只÷6只/把= 9把刀具。

每把刀具單價(jià)2 100元，所需刀具總額：9把×2 100元/把=18 900元。

3 工藝改進(jìn)

按照上述流程進(jìn)行加工，為滿(mǎn)足零件精度要求，需要消耗大量刀具，不利于生產(chǎn)成本的管理，也不符合精益生產(chǎn)的理念。為了貫徹落實(shí)降本增效活動(dòng)，對(duì)此項(xiàng)目進(jìn)行工藝攻關(guān)，以達(dá)到在滿(mǎn)足零件精度要求的條件下，降低刀具消耗的目的。

3.1 改進(jìn)后的工藝流程

通過(guò)對(duì)原插齒工藝進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，提出將插齒工序分為粗插和精插兩道工序，粗插工序因?yàn)橛嗔枯^多，使用刃磨后的刀具加工，精插工序因?yàn)橐ＷC零件精度，使用新刀具加工，具體流程如下：

3.2 工藝改進(jìn)后的刀具消耗

因精插工序余量較少只有2mm，對(duì)刀具損耗比較小。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一把新刀具在精插45只零件后刀具磨損，需要刃磨，刃磨后的刀具精度下降，用于粗插工序。

2016年該零件共加工54只，需要刀具數(shù)：

54只÷45只/把=1.2把（化整為2把） （1）

所需金額：2把×2 100元/把 =4 200元 （2）

3.3 工藝改進(jìn)后的成本差額

由式（1）和式（2）可以看出，當(dāng)插齒工藝分為粗插工序和精插工序并使用不同的刀具后，加工54只同樣的零件所用刀具減少了7把，刀具成本降低18 900元-4 200元=14 700元，降低率為77.78%。

4 工藝改進(jìn)在其他零件上的應(yīng)用

插齒工藝改進(jìn)方案，在風(fēng)機(jī)二級(jí)齒套零件上的使用，已經(jīng)取得了很好的效果，而我們分廠(chǎng)內(nèi)與之相似的零件還有很多，如果能將此種方案擴(kuò)展開(kāi)來(lái)并應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中，將會(huì)大大減少生產(chǎn)成本，從而達(dá)到降本增效的目的。為了驗(yàn)證該方案的通用性，選取了兩個(gè)品種的零件進(jìn)行方案改進(jìn)和實(shí)際加工，驗(yàn)證內(nèi)容如下：

1）另一種風(fēng)電增速箱風(fēng)機(jī)齒套：圖號(hào)FZXR2000-09-102，2016年共加工86只零件，插齒刀圖號(hào)：S2000D-712，單價(jià)3 180元/把；具體參數(shù)見(jiàn)表2。

2）垂直變漿風(fēng)機(jī)齒圈：圖號(hào)34000697和34000700，模數(shù)6，齒數(shù)分別是73牙和78牙，齒寬45mm和75mm，齒形精度等級(jí)6級(jí)，采用上述方法加工內(nèi)齒，使得加工出的零件滿(mǎn)足圖面6級(jí)精度要求。

這幾種零件的試驗(yàn)結(jié)果表明：分粗插和精插工序的插齒方案具有工藝通用性，可以應(yīng)用在相似零件的加工上。

5 結(jié)論

綜上所述，這種分粗插和精插工序的插齒工藝改進(jìn)方案，不論是從刀具成本、刀具壽命還是零件精度等方面來(lái)說(shuō)，都取得了很好的效果。它在其他零件上的驗(yàn)證情況也說(shuō)明了該方案的工藝通用性和工藝合理性，并且在實(shí)際生產(chǎn)中體現(xiàn)了它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，總結(jié)起來(lái)，有以下幾點(diǎn)：

1）將插齒工序分粗插和精插兩道工序，可以有效減少刀具數(shù)量，降低刀具消耗，與改進(jìn)前相比較，可以使刀具成本總額降低77.78%。

2）分粗插和精插工序后，對(duì)于新刀具來(lái)說(shuō)，由于加工余量減少，使得刀具在使用過(guò)程中磨損減小，從而減少磨刀次數(shù)，提高刀具壽命。

3）未磨損的刀具齒形精度高，使得零件加工可以滿(mǎn)足圖紙精度要求。

4）該方案具有工藝指導(dǎo)意義，為后續(xù)相似零件提供模版，將此種改進(jìn)應(yīng)用到更多的零件中去，真正達(dá)到降本增效的目的。

參考文獻(xiàn)

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