提高推土機(jī)終傳動(dòng)行星架垂直度精度的工藝研究

安魯琳，權(quán)中華，宮 濤，樊慶琢

（山推工程機(jī)械股份有限公司，山東 濟(jì)寧 272073）

推土機(jī)屬于品種多、批量小、技術(shù)水平高、制造難度大、可靠性要求高的工程機(jī)械產(chǎn)品。隨著國(guó)內(nèi)推土機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)、履帶底盤等關(guān)鍵核心零部件設(shè)計(jì)精度及加工制造能力的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。近幾年，我公司推出的全液壓推土機(jī)其終傳動(dòng)采用行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，行星架是行星傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要部件之一。其安裝在終傳動(dòng)外側(cè)、垂直度精度直接影響行星傳動(dòng)的嚙合和鏈輪轂內(nèi)部軸承的受載，作用至關(guān)重要。本文主要針對(duì)影響行星架垂直度的各種關(guān)鍵工藝過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)原因分析，找到關(guān)鍵因素，提出可行性解決方案。

1 行星架加工工藝及檢測(cè)過(guò)程分析

針對(duì)行星架（圖1）銷孔公軸線與基準(zhǔn)面垂直度0.02mm，結(jié)合現(xiàn)有工藝資源，采用車、鏜、鉆結(jié)合的方法完成零件的加工、重要工序在車和鏜，“一孔一面”的加工是保證行星架垂直度合格的關(guān)鍵工序。

圖1 行星架三維圖

根據(jù)以上分析，制定工藝路線如下：外協(xié)來(lái)料→半精車→半精鏜→鉆孔→精車→精鏜。

行星架垂直度通常采用三坐標(biāo)檢測(cè)，檢測(cè)原理如圖2 所示。

圖2 垂直度檢測(cè)原理圖

垂直度f(wàn)=Lcosα，從檢測(cè)內(nèi)容看出，同軸度、平面度、孔與面的夾角為影響工件垂直度的主要原因。

2 行星架垂直度超差分析

從人、機(jī)、料、法、環(huán)5 個(gè)方面對(duì)行星架同軸度超差進(jìn)行分析，列出重點(diǎn)分析的內(nèi)容：①未嚴(yán)格找正工件；②加工中心工作臺(tái)X軸Y軸方向間隙影響；③半精加工后應(yīng)力釋放

基準(zhǔn)面變形即工件存在時(shí)效變形。

2.1 鏜孔加工分析

鏜孔如圖3 所示，找正法蘭面裝夾是保證垂直度的關(guān)鍵，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)3 個(gè)定位塊墊平工件，找正法蘭面三點(diǎn)在0.01mm 以內(nèi)，滿足工藝要求，跟蹤3 件檢測(cè)結(jié)果與之前對(duì)比無(wú)明顯區(qū)別（圖4）。

圖3 行星架鏜孔裝夾狀態(tài)圖

圖4 三坐標(biāo)位置度檢測(cè)結(jié)果

2.2 鏜孔設(shè)備精度影響

精鏜孔采用立式加工中心加工，工作臺(tái)X、Y軸絲杠間隙影響垂直度加工精度，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)機(jī)床X軸方向間隙為零，Y軸存在0.02mm方向間隙。0.02mm 方向間隙通過(guò)設(shè)備精調(diào)保證困難，那么存在著0.02mm 的方向間隙會(huì)導(dǎo)致精鏜上下兩孔Y方向位置最大相差0.02mm，兩孔之間連線（軸線）最大傾斜0.02mm 已經(jīng)達(dá)設(shè)計(jì)要求，必須消除。

為了不移動(dòng)X、Y，徹底消除重復(fù)定位誤差，調(diào)整鏜孔方式減少精鏜余量為0.2mm，將通常精鏜孔循環(huán)指令G76 的退刀指示（Q）設(shè)為零。

2.3 工件時(shí)效對(duì)垂直度的影響

行星架半精加工后應(yīng)力釋放基準(zhǔn)面變形，我們采取的措施是已經(jīng)車平的工件、放置一段時(shí)間找正確認(rèn)是否變形，記錄精車后平面狀態(tài)和放置1 個(gè)月后的平面狀態(tài)對(duì)比，通過(guò)跟蹤一批5 件行星架實(shí)際放置1 個(gè)月發(fā)現(xiàn)5 件行星架在鉆孔位置法蘭面存在0.03～0.05mm 的變形，變形量已經(jīng)超出了垂直度0.02mm 的設(shè)計(jì)要求。

為此，將行星架半精鏜孔、鉆孔后，放置1個(gè)月再精車、精鏜，半精加工后自然時(shí)效一段時(shí)間再精加工。

通過(guò)這三方面嘗試，雖然工件的垂直度有所提高，但始終在0.03mm 左右，達(dá)到設(shè)計(jì)上的0.02mm 以內(nèi)的工件合格率不足60%。

3 二次討論分析與對(duì)策制定

在我們所做的分析中，找正加工始終是有一定誤差的，盡量排除人的因素的影響加工就要一次裝夾加工所有垂直度檢測(cè)項(xiàng)目，為此我們制作專用銑面鏜孔工裝，如圖5 所示?；鶞?zhǔn)面和銷孔在立式加工中心上一次裝夾完成加工。

圖5 行星架精車工裝

經(jīng)試驗(yàn)?zāi)軌驖M足設(shè)計(jì)要求，加工41 件超差3個(gè)孔，工件合格率92.6%，孔合格率98.7%

4 結(jié)論

行星架作為推土機(jī)終傳動(dòng)的關(guān)鍵零件，經(jīng)過(guò)試加工和檢測(cè)得出以下結(jié)論。

1）行星架半精加工后直接加工基準(zhǔn)面時(shí)效變形在0.03～0.05mm。

2）加工孔在消除加工中心方向間隙對(duì)垂直度的影響上可以通過(guò)調(diào)整精鏜孔循環(huán)指令G76，優(yōu)化加工余量可以保證粗糙度。

3）在消除人為誤差方面可以盡量考慮所有測(cè)量位置一次裝夾加工，并且必須要保證無(wú)裝夾變形。

我公司行星架垂直度精度的改善，對(duì)提高公司大型精密件加工制造能力以及推土機(jī)在工程機(jī)械市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方面具有重要意義。