淺談漸開線花鍵環(huán)規(guī)校對規(guī)的設(shè)計改進

摘 要：本文簡要介紹了如何解決圓柱直齒漸開線花鍵環(huán)規(guī)——校對規(guī)的設(shè)計改進問題，使花鍵量規(guī)設(shè)計更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，提升工裝設(shè)計速度，保證產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，滿足新機科研和批生產(chǎn)的檢測要求。

關(guān)鍵詞：漸開線；花鍵環(huán)規(guī)；花鍵校對塞規(guī)

中圖分類號：S718.69 文獻標(biāo)識碼：A

隨著我公司航空產(chǎn)品、轉(zhuǎn)包產(chǎn)品和重型燃機等產(chǎn)品的質(zhì)量需求，新品研制工裝設(shè)計進度要求緊急，制造周期短。圓柱直齒漸開線花鍵測量用的綜合環(huán)規(guī)及其校對規(guī)的設(shè)計比較繁瑣，技術(shù)要求較高，花鍵量規(guī)制造較為困難，尤其以校對規(guī)的制造最為困難；工具的檢測方法也與國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定略有不同，針對國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的花鍵量規(guī)的一些技術(shù)條件，使用我公司測量中心現(xiàn)有的測量儀器就能直接檢測花鍵綜合環(huán)規(guī)設(shè)計參數(shù)，不必再設(shè)計校對規(guī)，檢測花鍵綜合環(huán)規(guī)。在此種情況下，如何探索并修訂出適合我公司乃至本行業(yè)工裝設(shè)計需求的花鍵量規(guī)設(shè)計方法和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的提升至關(guān)重要。

1 工裝設(shè)計現(xiàn)狀分析

1.1 花鍵設(shè)計分析

由于工廠原有花鍵檢測設(shè)備無法直接準(zhǔn)確測量花鍵環(huán)規(guī)的設(shè)計參數(shù)是否符合花鍵設(shè)計要求，所以設(shè)計花鍵環(huán)規(guī)時需要輔助設(shè)計二類工具--花鍵校對塞規(guī)，花鍵校對塞規(guī)一般為錐體的結(jié)構(gòu)，校對規(guī)體上需標(biāo)記通、止、磨損極限的齒厚刻線，因此花鍵環(huán)規(guī)的校對塞規(guī)計算過程較復(fù)雜，成熟設(shè)計員仍需要0.5個工作日的設(shè)計周期，且因花鍵環(huán)規(guī)設(shè)計參數(shù)較多，稍有疏忽，既成錯誤。結(jié)構(gòu)見下圖1，2所示：

1.1.1 花鍵環(huán)規(guī)需設(shè)計測量的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有：大徑最小值Dei（min）、小徑Dii、作用齒槽寬E（由棒間距MRi反映）、漸開線終止圓直徑最小值Dfi（min）。

1.1.2 花鍵環(huán)規(guī)需檢查的技術(shù)條件主要有：齒向公差Fβ、齒形公差ff、分度公差FP。

1.1.3 花鍵校對塞規(guī)需測量的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)主要有：大徑Dee、小徑最大值Die（max）、三段刻線處作用齒厚S（由相應(yīng)刻線處跨棒距MRe反映）、漸開線起始圓直徑最大值Dfe（max）。

1.1.4 花鍵校對塞規(guī)需檢查的技術(shù)條件有：齒向公差Fβ、齒形公差ff、分度公差FP。

1.2 花鍵工具制造情況

花鍵環(huán)規(guī)由我公司工裝制造廠數(shù)控慢走絲設(shè)備加工，每套花鍵環(huán)規(guī)大約需要4～5小時的加工周期；而花鍵校對塞規(guī)用數(shù)控套齒磨床加工。主要問題在于花鍵環(huán)規(guī)的技術(shù)條件——分度公差無法檢查，一般均外委檢測。另外，錐體校對塞規(guī)設(shè)計圖要求的齒厚對應(yīng)刻線位置制造難以確定，校對規(guī)的齒向為錐度，其結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)只能用齒輪測量儀（Klingenberg Gmbh）近似檢查。因此，花鍵校對塞規(guī)也只能控制環(huán)規(guī)使用后處于何種范圍，并無法準(zhǔn)確控制花鍵環(huán)規(guī)的具體制造值，且花鍵校對塞規(guī)制造合格率較低。

1.3 花鍵工具使用情況

改進前花鍵工具車間對花鍵環(huán)規(guī)只進行到貨初次檢查，即花鍵環(huán)規(guī)使用前用花鍵校對塞規(guī)校對，花鍵環(huán)規(guī)校對周期約為7天；花鍵校對塞規(guī)校驗周期為3年；花鍵校對塞規(guī)由齒輪測量儀（Klingenberg Gmbh）近似校驗。其檢測精度低，制約了產(chǎn)品零件的生產(chǎn)質(zhì)量和周期，固花鍵工具急需改善。

2 齒輪測量中心（Gleason 650GMM）的測量能力

Gleason 650GMM——是我公司產(chǎn)品檢測中心新近購置的美國進口的齒輪測量中心設(shè)備。

2.1 滿足測量2級和2級以下齒輪精度要求。

2.2 基圓直徑db=25～400mm時，漸開線齒廓總偏差≤2.0μm。

2.3 螺旋線總偏差≤2.0μm。

2.4 檢查花鍵環(huán)規(guī)的技術(shù)條件：齒向公差Fβ、齒形公差ff、分度公差FP。

2.5 檢查花鍵環(huán)規(guī)的齒槽寬E和花鍵塞規(guī)的齒厚S。

目前，Gleason 650GMM和Klingenberg Gmbh仍不能檢查錐體校對塞規(guī)的技術(shù)條件——齒向公差。

3 花鍵工具改進方法

取消花鍵環(huán)規(guī)相應(yīng)的錐體校對塞規(guī)的設(shè)計和制造，應(yīng)用產(chǎn)品檢測中心的齒輪測量儀器（Gleason 650GMM）直接檢查花鍵綜合環(huán)規(guī)的設(shè)計參數(shù)。取消錐體校對塞規(guī)的可行性分析：

3.1 錐體校對塞規(guī)的制造難度高，技術(shù)條件參數(shù)檢查困難，可信度低。

3.2 新應(yīng)用的齒輪測量中心（Gleason 650GMM）可以直接檢查花鍵環(huán)規(guī)的技術(shù)條件關(guān)鍵參數(shù)，其檢查范圍可基本覆蓋我公司花鍵環(huán)規(guī)各種規(guī)格（基圓直徑db=25～400mm）。

3.3 齒輪測量中心（Gleason 650GMM）工作效率高，準(zhǔn)確度高；檢查結(jié)果可信度高。

3.4 使用Gleason 650GMM直接檢查花鍵環(huán)規(guī)，可避免錐體校對塞規(guī)測量引入的間接誤差。

4 花鍵工具實施效果

目前，花鍵工具以實際產(chǎn)品應(yīng)用，效果良好。應(yīng)用齒輪測量中心（Gleason 650GMM）直接檢查花鍵綜合環(huán)規(guī)，取消了相應(yīng)花鍵環(huán)規(guī)的錐體校對塞規(guī)的設(shè)計和制造，既減輕了工裝設(shè)計、制造的強度，也方便了產(chǎn)品零件車間的使用。降低了工裝成本，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，將明顯改善我公司相關(guān)精益生產(chǎn)環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀。

參考文獻

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[3]《航空工藝裝備設(shè)計手冊》編寫組編.北京國防工業(yè)出版社，1978.