雙點壓力機人字齒輪鍵槽方向偏差分析及改進措施

孫宗建，岳雨蒙，田理中

（江蘇省徐州鍛壓機床廠集團有限公司 研究院，江蘇 徐州 221116）

伴隨著中國制造業的發展，鍛壓行業逐步打破國外行業在高精密、大型化方面的技術壟斷，但在產品精度及可靠性方面，還存在較大差距，特別是零部件加工的基礎工藝研究。本文針對機械壓力機核心傳動零件，人字齒輪上鍵槽的加工精度以及工藝改進方法進行深入分析。

1 加工精度偏差分析

1.1 人字齒輪鍵槽方向加工偏差

圖1 產品主傳動示意圖

首先探討人字齒輪鍵槽方向加工偏差對雙點壓力機精度的影響。雙點壓力機主傳動結構如圖1所示，飛輪軸驅動人字齒輪，通過人字輪上鍵槽聯結齒輪軸，嚙合并驅動偏心齒輪，其上偏心體部分作為連桿的回轉中心，驅動導柱、滑塊往復運動。圖中兩組人字齒輪鍵槽加工的對齒位置要求，影響兩件偏心體轉動的同步性。決定了滑塊運行的穩定性，是產品同步精度控制的重要因素之一。

1.2 人字齒輪鍵槽方向加工偏差產生原因

人字齒輪齒形的加工采用展成法，是利用刀具與零件的嚙合運動切出齒形的方法，由于齒形加工的切入點，在工件圓周上無法精確定位，因此鍵槽與齒形的位置度要求，只能在齒形加工后，再確定工藝基準，通過后續加工鍵槽保證。傳統的工藝方法由鉗工劃線確定鍵槽的加工基準，由于人字齒輪齒槽具有螺旋升角，空間劃線精度定位不準，存在較大加工誤差。為彌補零件加工誤差，整機裝配后通過配階梯鍵的方法加以調整。費時、費力，產品精度可靠性也不能保證。

2 加工偏差解決方案

（1）工藝改進措施。優化設計基準，實現簡易工裝的精確定位（圖2、圖3）。利用機床精度，代替人工劃線。

（2）圖2為優化前的設計，以人字齒輪端面齒槽為中心，作為鍵槽的加工基準。由于人字齒輪齒寬尺寸公差較大，其端面齒槽中心位置也發生相應變化，因此無法找到準確的加工定位基準。圖3中，以工裝樣球定位于人字齒槽交匯點上，保證了加工基準的唯一性，樣球工裝能夠準確定位。為實現機床校正代替手工劃線提供了條件。

圖2 優化前的設計加工基準

圖3 優化后的設計加工基準

3 優化后工藝實施步驟

（1）按圖紙要求完成鍵槽以外全部工序，保證圖紙精度要求；

（2）工件安裝在插床上，均布三處等高墊鐵，保證插刀空程距離；

（3）校正齒輪中心孔與工作臺回轉中心重合；

（4）百分表1通過磁力表座，安裝在插床滑枕上。工裝樣球安裝在對應于基準齒槽左右相同跨齒數的兩處齒槽內。利用旋轉工作臺的X向移動，以及工作臺的旋轉，對兩處測量點1和測量點2的工裝樣球頂點進行測量，按百分表差值進行調整。（確定待加工鍵槽與基準齒形中心連線與工作臺Y軸移動方向平行）；

（5）百分表2通過磁力表座安裝于人字齒輪上，利用工作臺回轉分度盤正反180°旋轉，以及工作臺Y方向的移動，測量插刀兩側，測量面1和測量面2兩處數據差值。沿X方向調整工作臺，使插刀處于工件Y向對稱中心線上。（確定鍵槽加工的對稱中心線）；

圖4 工藝實施示意圖

（6）校正結束，按圖加工保證鍵槽尺寸，滿足圖紙要求。

4 結語

工藝改進前后效果對比分析：原有工藝方法采用劃線加工，按工藝規范空間劃線所能保證精度誤差值0.25mm，找線對刀誤差值±0.1mm，加工機床誤差0.02mm。單件累積最大誤差0.37mm。兩件嚙合最大累積誤差0.74mm。改進工藝后的加工過程中，工件校正均以百分表測量，百分表的分度值0.01mm,五處校正累積誤差0.05mm，機床誤差0.02，單件誤差控制在0.07mm。兩件人字齒輪最大累積誤差0.14mm。將原有的加工誤差縮小5倍，零件加工精度的提高對整機裝配精度提供了保障，同時減少了后期拆裝調試時間，改進效果明顯。