1 问题的提出
图1 为传统的用于Y5120A 型插齿机的液压夹紧芯轴,我厂自1970 年代购进Y5l20A 型插齿机并使用这套芯轴,情况一直较好。由于市场变化,新产品中有三种如图2 小模数(m =2)、小孔径(φ12、φ16、φ20 )的齿轮采用这台机床、这套芯轴加工,但齿形误差δJ、径向跳动δej 。等精度超差占80%左右。
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2 问题分析
齿坯加工工艺检查:齿坯的加工工艺是:左端面、齿轮外径及内孔为一刀下.右端面平磨。经检查按该工艺加工的齿坯均达到图纸要求.因此排除了齿坯加工不合格的因素。
设备检查:刻11 全面检查了机床几何精度,确定几何精度没有问题后,又检查油缸,发现油缸不圆度超差0.0055mm:为此修复油缸使之达到精度要求。
芯轴分析:油缸修复后,我们曾按照随机芯轴图样(如图l )加工一批芯轴(外径已加大0.005mm) ,但加工出的齿轮存在同样的问题:在我们一一排除了垫圈的平行度,刀具刃磨误差等因素后,确定问题出在芯轴上。检查加工后的齿轮发现两个问题:一是有的齿轮齿厚不一,齿面宽窄不同,而只有在齿轮加工时齿轮偏离了机床中心才会出现这种情况,说明齿轮在加工时压紧不牢。二是有的齿轮只是径向跳动δej 或光洁度差,出现这种情况说明芯轴本身刚性不足,导致加工时产生振动。
小齿轮孔径为φ12、φ16 和φ20)(图1)芯轴的轴颈b 分别为φ8、φ8和φ10。压紧面α只是与齿轮内孔相等(当然还加压垫圈).这样压紧面小摩擦力小夹紧力不足,插齿刀和齿轮作相对运动时,插齿刀的径向力把齿轮推向一边(如图3 示意),这是原机床芯轴在加工小孔径齿轮时先天不足之处。
经过上述分析,确定是因为芯轴的轴颈太细且长所致。
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3 小孔径齿轮插齿芯轴的改进设计
图4 为改进后的芯轴示意图,加工小孔径齿轮专用。待加工的齿轮由螺母压紧,去除了轴径b 部分,这样就不会产生振动和让刀现象,压紧牢固可靠,芯轴定位仍安装在油缸中,校正方便,经其加工的齿轮完全合格。