剃齒機頂尖優化改造

鄧陶，曹偉

（1.四川信息職業技術學院，四川 廣元 628000；2.四川長江液壓件有限責任公司，四川 成都 611130）

我公司大規模的生產齒輪，齒輪加工采用的是滾、剃、珩工藝，擁有數臺剃齒機。在生產過程中，剃齒機頂尖60°的圓錐面經常出現磨損現象。因此，需要對60°圓錐面進行修磨。而剃齒機頂尖的裝拆非常麻煩，并且頻繁的裝拆容易損壞軸承和軸承孔的精度。因而對剃齒機的頂尖安進行結構改造。

1 改造前狀態

改造前，頂尖柄部外圓直接與軸承配合，軸承安裝在頂尖座內(如圖1所示)，對頂尖進行修磨時，必須先停機將頂尖座整體取出，放置在機修鉗工平臺上，依次取下軸承和頂尖；待頂尖修磨完成后再原樣復裝，然后再將頂尖座吊裝在剃齒機工作臺上進行校正。由于修磨頂尖的整個過程工序繁多，而且操作者不能獨立進行，需要機修人員配合才能完成，同時需要用到眾多裝備、工具（如吊裝設備、推車、機修鉗臺、拆裝工具、工具磨床等），頂尖修磨時間長，嚴重影響公司生產進度。另外，由于加工的齒輪精度高，切削速度大，因此頂尖的磨損非常快（每月至少修磨二次）。軸承和頂尖的頻繁裝拆容易損傷軸承，破壞軸承孔精度，造成頂尖跳動過大，無法滿足定位精度。

圖1 改造前頂尖結構

2 改造原理

借鑒外圓磨床頂尖配合結構，將頂尖拆分為頂尖套和頂尖兩個零件，兩個零件之間采用莫氏錐度配合，實現自動定心。頂尖套外圓與軸承配合后固定安裝在頂尖座內（如圖2）。當需要進行頂尖修磨時，僅需取下頂尖交到工具磨床處修磨即可。頂尖裝拆方便快捷，并且可制作備用頂尖，在頂尖修磨時，換上備用頂尖便可繼續生產，提高了設備的利用率。同時，更改結構后，修磨頂尖不再需要拆卸軸承，提高了軸承的使用壽命。

圖2 改造后結構

因為我公司生產的齒輪模數均在7mm以內，核對頂尖座的軸承孔大小以及軸承型號樣本，確定采用莫氏4#錐度作為頂尖與頂尖套的配合錐度，這樣可以不改變頂尖座的原有尺寸；另外，因剃齒機采用的是液壓夾緊夾緊裝置，因此在頂尖前部設計拆卸螺紋孔（如圖3），以方便頂尖能夠輕松取下。

圖3 頂尖

本次設備改造難點主要集中在頂尖及頂尖套的配合精度上。要求頂尖和頂尖套的配合錐度粗糙度小于Ra0.63，必須采用磨削加工；而且配合好后的組件需保證頂尖60°錐面的跳動小于0.005mm，就必須保證零件具有非常高尺寸精度及表面粗糙度（圖4）。

3 組裝要點

（1）頂尖與頂尖套組裝時，在頂尖莫氏4#錐面上均勻涂抹紅丹粉，保證所有錐面全覆蓋，厚度3～5微米（即顏色與未涂抹的地方能區分即可）；將頂尖裝入頂尖套內，輕輕旋轉30°，取出觀察頂尖配合痕跡，需保證配合痕跡大于75%。

圖4 頂尖套

（2）將頂尖輕輕裝入頂尖套內，到位后對頂尖作多方位扳動檢查，要求不能出現晃動。

（3）將C2268109雙向推力向心球軸承和C3182109雙列向心短圓柱滾子軸承內圈裝在頂尖套上，并將C3182109雙列向心短圓柱滾子軸承外圈裝入頂尖座上的軸承孔內，裝入頂尖組件，再將兩個D36108單列向心推力球軸承從后部裝入，裝配好后，采用杠桿千分表檢測頂尖跳動，要求跳動值小于0.005。

4 操作要求及保養

（1）在工件加工過程中若出現齒輪徑向跳動超差時，應檢測剃齒機頂尖跳動，看其是否滿足小于0.005mm的跳動要求，若超出，則需對頂尖進行修磨處理。

（2）當發現頂尖60°錐面出現磨損時，應取下頂尖對該錐面進行修磨。

（3）在取下頂尖重新安裝時，應保證頂尖錐面無碰傷、無毛刺，錐面表面清潔、無異物（包括內錐面和外錐面）。

（4）頂尖在取下后需保護好莫氏4#錐面，不能出現碰傷、銹蝕等現象。

5 結語

經過改造，剃齒機的頂尖修磨問題已明顯得到改善，大大的降低了工作強度，提升了工作效率，目前已開始在我公司其余剃齒機進行推廣使用。