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剃齿加工工艺及剃齿刀修磨分析

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摘要:沈鼓集团是国内生产离心压缩机的专业化公司,离心压缩机的关键部件之一是压缩机的高速齿轮,齿轮加工工艺复杂制造难度高。高速齿轮的加工精度决定着整个机组的运行性能。文章就是针对高速齿轮加工中的剃齿刀修磨重新实现再利用并完成剃齿加工的研究。首先确定进口剃齿刀具修磨的重要意义;其次采用剃齿刀修磨机床实现剃齿刀修磨;再次采用修磨后的剃齿刀进行实际加工验证;最后对采用修磨后的剃齿刀加工的齿轮进行精度检验。

关键剃齿刀;高速齿轮;精度等级

引言

随着科学技术的不断进步,高精度齿轮市场需求量越来越大.剃齿加工是美国耐森纳尔•波洛奇公司在1926年率先发展起来,五十年代后期开始逐渐推广到各个部门,在目前全球的齿轮生产中,是主要的齿轮精加工手段。由于当代工业的发展对齿轮噪音提出了严格的要求,大量生产的齿轮也要进一步提高精度。剃齿可作为齿形加工的最后工序能修正齿圈径向跳动误差、齿距误差、齿形误差和齿向误差等,故经过剃齿齿轮的工作平稳性精度和接触精度会有较大提高,同时可获得较精细表面。据统计,美国高速传动齿轮有90%经剃齿加工。通过剃齿,一般可提高齿轮精度1-3级。剃齿刀是经过淬火磨削的齿轮形刀具,沿齿高方向有锯齿刀槽。剃齿加工就是利用剃齿刀与齿轮工件的啮合传动,从齿轮工件的齿面切削去微小的加工余量,进行剃削。齿轮工件与剃齿刀啮合旋转时,齿轮轴与刀具轴并不平行,而是互相交错;齿轮工件和剃齿刀之间只有齿面啮合,两者的轴之间没有机械的联系,互相之间自由旋转。公司GM系列原主要应用于污水处理,又有曝气风机之称,现在已广泛应用于石化、冶金、食品、制药、纺织等行业。GM系列产品由于机组结构的限制齿轮的加工工艺采用的是先滚齿后剃齿的工艺。由于公司的产品转速较高,为了保证剃齿的5级加工精度,一般采用进口的剃齿刀来加工。剃齿刀经过一段时间使用会出现磨损影响齿轮的加工精度,本论文就是解决剃齿刀修磨的问题实现剃齿刀的再利用。

1剃齿刀具修磨的重要意义

公司自1995年引进该系列产品以来一直采用这个工艺方法,同时由日本川崎重工建议采用了日本进口的滚刀和剃齿刀。经过20年的生产实践我们已经完成了机组的核心部件转子完全自主制造,但是20年后我公司的绝大多数剃齿刀已经磨损,已经无法完成高精度的齿轮加工。同时采购新的剃齿刀成本很高,为了利用磨损的剃齿刀我们公司经过了长时间的摸索,但是由于条件不具备,一直没有实现剃齿刀的修磨。旧的剃齿刀加工时由于刀具磨损产生的齿轮齿面明显被积亮,齿端出现毛刺,齿面光洁度下降;被剃齿轮齿形精度超差;剃齿过程中噪音增大和齿面产生有规律的印痕等不良现象。

2采用剃齿刀修磨机床实现剃齿刀修磨

随着工艺装备的日益先进,特别是数控剃齿刀磨床的增多,被剃齿轮的精度和廓形在很大程度上取决于剃齿刀的精度和廓形,而剃齿刀的精度和刀齿廓形又是通过剃齿刀的修磨获得的,因此,剃齿刀的修磨及剃齿刀磨床的性能对于保证剃齿质量十分重要。为我们完成剃齿刀修磨打下了坚实的基础。

3修磨后的剃齿刀进行实际加工验证

为了验证修磨后的剃齿刀使用效果,我们采用修磨后的剃齿刀模数2.5加工齿轮,该产品的型号为GM厂内代号21614。

4剃齿后检测报告及报告评定

21614齿轮由修磨后的剃齿刀进行加工,现就加工后的检测结果与国标精度等级逐一进行比较。

5结束语

经过试验我们完全可以利用旧的进口的剃齿刀进行修磨处理,这样就完全利用了进口刀具刀体的刚性(进口刀具的材料和热处理比较先进),同时又达到了我们齿轮加工的精度。我们可以得出修磨后的剃齿刀所加工的齿轮完全满足公司的齿轮加工的精度要求。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2006.5.

[2]陈宏军.实用加工工艺手册[M].北京:机械工业出版社,2000.6.

[3]杨胜群.数控机床[M].北京:清华大学出版社,2006.4.

[4]叶克明.齿轮手册[M].北京:机械工业出版社,1994.7.

作者:杨晖 单位:沈阳鼓风机集团计量理化部

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