行星架開檔平面的加工工藝研究及應用

沈鳴皋+俞躋聰+董朝軍

摘 要：本文針對行星架開檔平面的加工要求高，尤其是平面度、平行度及表面粗糙度的要求較高，通過采用合理機床，設計并制作合理的特殊刀具，并且采用目前市場上主流的可更換數控刀片，提高行星架開檔加工的精度，提高加工效率，降低加工難度。

關鍵詞：行星架；特殊刀具；高精度

行星齒輪傳動具有體積小、質量小、結構緊湊和傳動效率高等特點，目前在航空發動機、起重運輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動裝置已經被廣泛運用。而行星架是行星齒輪傳動的關鍵零件，行星架的生產精度，生產質量直接影響行星齒輪傳動機構的壽命。

隨著加工設備的精度及涂層刀片的普及，行星架銷孔的尺寸及位置度加工精度已經有了顯著提高。但行星架開檔平面（見圖1）的加工方法還是依舊維持著傳統的加工方法。

傳統的加工方法是：一、粗加工。在臥式銑床上采用多刃立銑刀橫銑開檔平面。二、精加工。在立式銑床上采用平掛及背掛開檔平面。（見圖2）

傳統加工方式存在以下問題：

1.粗加工刀具損耗嚴重；2.粗加工效率低；3.精加工刀具刃磨難度大；4.精加工平面容易產生內凹或者內凸；5.精加工平刮刀刃磨難度大；6.平面加工的粗糙度低，而且容易產生粘屑。7.開檔平面和銷孔在兩次裝夾加工，銷孔與開檔平面垂直度容易超差。由于加工存在以上缺點，我們必須對開檔平面的加工方法進行改進。

粗加工加工方法（圖3）。使用臥式數控車床或者立式數控車床；使用特殊刀桿（刀桿采用橢圓形刀桿，保證刀桿能夠偏心進入銷孔，而且保證刀桿剛性，刀桿材料采用42CrMoA整體淬硬）（見圖3）；使用可換涂層刀片。加工過程：1.將行星架使用兩個銷孔定位，裝入車夾具。2.將刀桿偏心進入銷孔，車行星架上下開檔平面（給精銑平面留單面0.20mm加工余量）。使用該方法粗加工行星架開檔的時間為12min/件（含裝夾時間），刀片選用住友TCMT11刀片，價格20左右/片，一片刀片可以加工大約500件零件。

精加工加工方法（圖4）：使用立式加工中心；使用特殊刀桿（刀桿材料采用42CrMoA整體淬硬）（見圖4）；使用可換涂層刀片。加工過程：將刀桿偏心進入銷孔，銑行星架上下開檔平面。（刀具自轉并走圓精銑行星架開檔平面）使用該方法精加工行星架開檔的時間為15min/件，刀片選用住友TCMT11刀片，價格20左右/片，一片刀片可以加工大約100件零件。表面粗糙度能夠到達Ra2.0。兩平面的平行度可以達到0.02mm。與銷孔的垂直度可以達到0.02mm。

采用新的工藝方法采用的設備是高精度，高自動化程度的數控車床和立式加工中心，刀具完全可以自己定制，刀夾可以讓刀具廠家進行非標制作，購買價格大概為200元/件。刀片采用可換涂層刀片，大大減低了對操作者技術經驗要求。

通過該次創新，提高了行星架開檔平面的加工質量，同時降低了生產實際制造難度，該方法同時適用于小批量生產和大批量生產。但是該方法也存在于一定的局限性，當行星架銷孔直徑過小時，刀桿會變的很細，沒有加工剛性，所以該方法不適用于銷孔直徑小于等于25mm的行星架加工。endprint