硫化機(jī)曲柄齒輪加工工藝的研究

吳延群

山東冶金機(jī)械廠有限公司 山東淄博 255000

1 綜述

曲柄齒輪是機(jī)械式硫化機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的重要零件之一，具有開(kāi)啟和閉合上模的作用，通過(guò)左右連桿承擔(dān)硫化過(guò)程的張模力。其強(qiáng)度、剛度及加工精度極大的影響著硫化機(jī)的使用壽命。由于曲柄齒輪是左右對(duì)稱使用，要求左右曲柄齒輪必須同步回轉(zhuǎn)，為此在曲柄齒輪上設(shè)計(jì)φ25H7死點(diǎn)銷孔，作為加工、安裝基準(zhǔn)。由于曲柄齒輪軸頸與內(nèi)孔偏心距較大，左右齒輪的安裝基準(zhǔn)必須統(tǒng)一，所以按照一般的加工工藝很難保證曲柄齒輪的使用要求。曲柄齒輪加工工藝的研究是本次討論的重點(diǎn)。

2 曲柄齒輪的使用要求及工藝分析

由于曲柄齒輪左右對(duì)稱使用，左右連桿的死點(diǎn)位置必須在同一位置，這就要求曲柄齒輪不但回轉(zhuǎn)必須同步，而且基準(zhǔn)點(diǎn)必須左右統(tǒng)一，不準(zhǔn)存在較大誤差，一般控制在0.05mm之內(nèi)。根據(jù)使用要求，必須在曲柄齒輪上設(shè)計(jì)定位位銷孔及死點(diǎn)定位銷孔，來(lái)保證左右曲柄齒輪的同步性。為了保證基準(zhǔn)同一，工序的安排至關(guān)重要，加工順序不能隨意改變。毛坯粗車調(diào)質(zhì)處理后，首先精車內(nèi)孔、外圓及左右端面（偏心軸除外）。第二，在數(shù)控鏜床上按照內(nèi)孔及端面找正，加工偏心軸及各定位銷孔[1]。第三，兩件曲柄齒輪利用內(nèi)孔心軸及定位銷、螺栓把合在一起，兩件齒輪大平面貼合在一起，緊固。第四，在滾齒機(jī)上將兩件把合在一起的曲柄齒輪進(jìn)行滾齒，這樣就能保證兩件曲柄齒輪的基準(zhǔn)同一。第五，兩件齒輪做配對(duì)標(biāo)記、拆分，裝配時(shí)安裝在同一臺(tái)設(shè)備上既可保證左右齒輪的同步性。具體加工工藝如下：（1）鑄毛坯（退火轉(zhuǎn)機(jī)）（2）鉗工：以毛坯內(nèi)孔為基準(zhǔn)，檢查毛坯，劃外圓、內(nèi)孔、偏心軸線及各部加工線。（3）C5231：按線嚴(yán)格找正，粗車外圓、內(nèi)孔底面各加工面，返頭以底面為基準(zhǔn)，粗車φ1750x140，內(nèi)孔右側(cè)面車至R380，各部均留8-10mm余量；（4）T6216：以底面為基準(zhǔn)，粗銑尺寸213、162留5-6mm余量，以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，粗鏜φ356偏心軸，留10mm余量。（5）熱：調(diào)質(zhì)處理HB220-240。（6）C5231精車各部至尺寸要求（保證兩側(cè)面技術(shù)要求）。（7）2A637：以內(nèi)孔為中心，找平端面，精鏜φ356偏心軸及端面，保證偏心尺寸680的要求，按尺寸鉆鉸3-φ35、φ25定位銷孔。（8）鉗：利用芯軸定位套及各定位銷，兩件把合在一體，將兩大平面貼合。（9）ND-5（3.3 米滾齒機(jī)）： 精制齒 m=18，z=101（注意防變形措施）。（10)鉗：將兩件齒輪分開(kāi)，打配對(duì)標(biāo)記，劃4-M24孔線。(11)鉆攻4-M24孔。

3 工裝設(shè)計(jì)

根據(jù)工藝分析，曲柄齒輪偏心軸的加工需在數(shù)控鏜床上加工，并且一次性裝夾完成三個(gè)銷孔及偏心軸的加工，由數(shù)控程序保證銷孔與偏心軸的相對(duì)位置，這樣才能保證曲柄齒輪配對(duì)后定位基準(zhǔn)一致。三個(gè)銷孔的加工利用鉆頭、鉸刀即可完成。但偏心軸的加工必須設(shè)計(jì)工裝，實(shí)現(xiàn)刀具旋轉(zhuǎn)來(lái)完成偏心軸的加工。

根據(jù)曲柄齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用要求，要完成配對(duì)加工齒形必須設(shè)計(jì)定位心軸及定位銷，通過(guò)心軸及定位銷，可以實(shí)現(xiàn)兩件曲柄齒輪偏心軸軸線的重合，為齒形的加工做好準(zhǔn)備。

4 曲柄齒輪偏心軸的裝夾及鏜削加工

4.1 工件的裝夾

根據(jù)工藝分析，利用數(shù)控鏜床加工曲柄齒輪偏心軸，這就要求齒輪的裝夾要牢固，不允許在加工過(guò)程中出現(xiàn)震動(dòng)等不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生，這樣會(huì)影響偏心軸的加工精度。所以，首先在鏜床回轉(zhuǎn)臺(tái)上放置方箱，利用螺栓、壓板與回轉(zhuǎn)臺(tái)把合一體，然后將齒輪與方箱把合在一起并緊固。在齒輪裝夾過(guò)程中必須保證齒輪端面（車削基準(zhǔn)面）與水平面垂直，否則，加工出的偏心軸軸線與齒輪內(nèi)孔軸線不平行，造成廢品。這樣即可完成齒輪的裝夾。

4.2 曲柄齒輪偏心軸鏜削加工

要完成齒輪偏心軸的鏜銑削加工，必須具備下列條件：可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)走刀。

可實(shí)現(xiàn)徑向調(diào)節(jié)刀具位置。

可調(diào)節(jié)刀具旋轉(zhuǎn)速度。

滿足上述條件即可完成偏心軸的加工，自動(dòng)走刀有兩種方式，一種為鏜床滑枕移動(dòng)，另一種為回轉(zhuǎn)臺(tái)移動(dòng)。這兩種移動(dòng)方式均可以由加工程序來(lái)控制，走刀速度可設(shè)定G代碼參數(shù)，達(dá)到理想狀態(tài)。根據(jù)毛坯余量大小來(lái)確定通過(guò)幾次加工來(lái)完成，每次加工的吃刀量即可確定，吃刀量的調(diào)節(jié)可通過(guò)調(diào)節(jié)刀柄位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。刀具轉(zhuǎn)速可由加工程序來(lái)控制，通過(guò)設(shè)定G代碼參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)實(shí)際加工的表面粗糙度來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速及吃刀量。

4.3 切削用量的選擇

合理選擇切削用量，可以充分發(fā)揮機(jī)床的功率(Km)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(n、f、Vf)、冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)、操作系統(tǒng)的功能，可以充分發(fā)揮刀具的硬度、耐磨性、耐熱性、強(qiáng)度及刀具的幾何參數(shù)等切削性能，可以提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量、效率，降低加工成本，確保生產(chǎn)操作安全。根據(jù)曲柄齒輪材料選擇如下切削用量：

(1)切削速度Vc ：100-200m/min

(2)切削深度ap ：0.05-10mm

(3)進(jìn)給量f ：0.1-0.3mm

4.4 刀具選擇：根據(jù)現(xiàn)有條件及滑塊材料選擇：YW 通用硬質(zhì)合金刀具。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)硫化機(jī)曲柄齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)曲柄齒輪的加工工藝分析，確定設(shè)計(jì)特殊工裝，利用特殊工裝實(shí)現(xiàn)零件的準(zhǔn)確定位及牢固裝夾，實(shí)現(xiàn)了曲柄齒輪偏心軸的鏜削加工，通過(guò)配對(duì)加工齒形，實(shí)現(xiàn)硫化機(jī)兩側(cè)齒輪的同步回轉(zhuǎn)的要求。這不但提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，而且更主要的是保證了零件的加工精度及表面粗糙度的技術(shù)要求。也為我們對(duì)特殊工件的加工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。