立式車床加工離心機(jī)差速器系桿的方法

                                   林立君

                      中石油東北煉化工程有限公司吉林機(jī)械制造分公司

    [摘要]本文通過對(duì)離心機(jī)差速器系桿的特點(diǎn)和技術(shù)要求的分析，制定了正確的工藝方案，設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單實(shí)用的工裝夾具，經(jīng)過實(shí)踐證明，該工藝方案正確，工裝夾具設(shè)計(jì)合理，完全保證了離心機(jī)差速器系桿的技術(shù)要求。

    [關(guān)鍵詞]系桿  加工  工藝

    系桿是離心機(jī)差速器的主要傳動(dòng)件，在工作時(shí)通過其與行星齒輪輸出軸、內(nèi)齒圈的配合來傳遞轉(zhuǎn)速。在高速旋轉(zhuǎn)過程中，系桿兩齒輪軸對(duì)中心軸孔的平行度、兩齒輪軸中心與系桿中心軸孔的中心距誤差都能引起系桿承載不均勻，使系桿產(chǎn)生徑向力，使輸出軸與系桿間接觸不均，造成輸出軸加速磨損。在徑向力的作用下，會(huì)造成差速器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的偏心，產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲和機(jī)械過熱現(xiàn)象，造成離心機(jī)無法正常工作。因此 對(duì)系桿兩齒輪軸的尺寸精度及對(duì)中心軸孔的位置精度要求比 較高。為此，在沒有數(shù)控加工中心的情況下，使用普通立式車床，通過設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的組合夾具輔助加工，來達(dá)到系桿的加工要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

    一、工件概況

    圖1是離心機(jī)系桿，技術(shù)要求是：兩齒輪軸直徑是mm， 園柱度為0.008mm，齒輪軸對(duì)中心軸孔的平行度為0.015mm， 兩齒輪軸中心與中心軸孔的中心距為153±0.02 mm。在普 通臥式車床裝夾時(shí)，中心軸孔、兩齒輪軸需分別加工，存在多次 定位，且需要配重，容易產(chǎn)生變形，較難保證兩齒輪軸與中心軸 孔的位置精度及尺寸精度，并且操作繁瑣、工人勞力強(qiáng)度大，為 此我們?cè)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的組合夾具來解決這一問題，較好地保證了工 件質(zhì)量。

                 

    二、工裝夾具

    兩齒輪軸、中心軸孔在普通臥式車床上加工時(shí)需多次定 位，位置精度不易保證，而且操作繁瑣。為了便于加工，制作了 如圖2所示工裝夾具。圖2a為固定工件的平臺(tái)（簡(jiǎn)稱平臺(tái)Ⅰ）， 平臺(tái)上帶有T型槽，用來安裝固定工件的螺栓。圖2b為帶T 型槽及定位塊、限位塊的平臺(tái)（簡(jiǎn)稱平臺(tái)Ⅱ），固定在車床工作 臺(tái)上，為平臺(tái)Ⅰ在平臺(tái)Ⅱ上移動(dòng)起定位和限位作用。圖2c為 等高墊鐵，加工制作了四件，用于車削兩齒輪軸時(shí)輔助支撐，保 持加工時(shí)的平衡。

                    

    三、加工工藝方法

    工件具體加工工藝分為：粗加工→調(diào)質(zhì)處理→半精加工→ 時(shí)效處理→利用輔助工裝精加工

    1.粗加工。首先在刨床上對(duì)毛坯鍛件刨出長(zhǎng)方形外輪廓 尺寸，以底面為基準(zhǔn)，粗車127mm中心軸孔及外表面至相應(yīng) 尺寸，再以127mm中心軸孔為定位基準(zhǔn)在銑床上以單邊留量 5mm銑削2-146mm軸面及外形尺寸。

    粗加工后，最關(guān)鍵的是要對(duì)系桿進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。工件材質(zhì) 為42CrMo，選擇HB220-249，在840℃-860℃間保溫2.5小時(shí)， 進(jìn)行油冷；在550℃-580℃間保溫4小時(shí)，進(jìn)行水冷。以增強(qiáng)系 桿的韌性、塑性和強(qiáng)度，在高速旋轉(zhuǎn)中具有很好的機(jī)械性能。 

    2.半精加工。以底面為基準(zhǔn)，車2-146mm軸端面，掉個(gè) 后以146mm軸端面為基準(zhǔn)備，粗車127mm中心軸孔 及152mm中心軸孔單邊留量1.5-2mm。以127mm中心軸 孔為基準(zhǔn)，車2-146mm齒輪軸外圓留量3-4mm，各部端面留 量2mm。

半精加工后精加工之前，對(duì)系桿進(jìn)行時(shí)效處理，在 550℃-580℃間保溫6小時(shí)，進(jìn)行空冷。消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn) 定組織和尺寸，改善機(jī)械性能。

    3.精加工。在精加工時(shí)，首先加工好中心軸孔及端面，然后將工件固定在組合夾具的平臺(tái)Ⅰ上，以加工好的中心軸孔及 端面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，根據(jù)兩齒輪軸中心與中心軸孔的尺寸 153±0.02 mm分別在平臺(tái)Ⅱ上以平臺(tái)Ⅰ寬度方向兩側(cè)設(shè)好 定位塊，在平臺(tái)Ⅰ長(zhǎng)度方向兩側(cè)設(shè)置好限位塊，推動(dòng)平臺(tái)Ⅰ可 以沿定位塊移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到一側(cè)限位塊時(shí)，正好是齒輪軸與中 心軸孔的尺寸153 mm，就可以加工一側(cè)齒輪軸，加工完后，推 動(dòng)平臺(tái)Ⅰ沿定位塊到達(dá)另一側(cè)限位塊，固定好工件，既可完成 另一齒輪軸的加工。

    通過此方法加工工件，工裝簡(jiǎn)單方便，加工速度快，減輕了 工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。經(jīng)檢測(cè)，完全符合圖紙要 求，達(dá)到了預(yù)期效果。