專利名稱：回轉窯9000mm直徑剖分式齒輪加工滾齒機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大型齒輪的加工設備，尤其涉及一種回轉窯9000mm直徑剖 分式齒輪加工專用滾齒機。
背景技術：
直徑大于Φ 7000mm以上的齒輪，一般稱為特大型齒輪。資料介紹世界上加工最大 的齒輪直徑為Φ 15000mm左右，在國內齒輪直徑為Φ 9036mm即可歸為特大型齒輪。特大型 齒輪為剖分式，兩半組成，鑄鋼毛坯。特大型齒輪的特點是尺寸大，重量重，模數大，齒數多。 加工過程中存在的問題有加工設備需要配套和大型化，加工精度很難保障，齒輪變形的控 制不穩等。具體的說，加工特大型齒輪需要有配套的大型設備，如大型立式車床，大型刨床或 大型落地鏜床，大型滾齒機等。事實上真正具有完備的配套的大型設備的企業并不多。而 齒輪齒形加工分銑齒和滾齒兩道工序，在滾齒工序中由于大齒輪外徑大，重量重，卡盤小， 頭重腳輕，原滾齒機回轉卡盤直徑很小，原八個支承架，每件有效長度是1500mm，最大支承 直徑是6900mm，無法支承近Φ 10000mm直徑的大齒輪，很容易產生震動和不穩定現象，所以 嚴重影響了加工精度和效果。如何解決以上缺陷成了一個亟需解決的技術問題。。 發明內容實用新型目的本實用新型提供一種回轉窯9000mm直徑剖分式齒輪加工專用滾 齒機，其目的是解決以往在加工9000mm或9000mm以上的大型齒輪時由于沒有適合的加工 設備所帶來的嚴重影響加工精度和效果的問題。技術方案本實用新型是通過以下技術方案來實現的回轉窯9000mm直徑剖分式齒輪加工滾齒機，包括軌道、設置在軌道上的床身、設 置在床身上的滾刀、卡盤和支撐架，其特征在于所述卡盤上設置輔助卡盤，支撐架設置在 輔助卡盤的邊緣上，軌道的長度為5000 mm。支撐架的支撐長度為1500mm ；輔助卡盤的直徑為7000 mm。優點及效果本實用新型涉及一種回轉窯9000mm直徑剖分式齒輪加工滾齒機，包 括軌道、設置在軌道上的床身、設置在床身上的滾刀、卡盤和支撐架，其特征在于所述卡盤 上設置輔助卡盤，支撐架設置在輔助卡盤的邊緣上，軌道的長度為5000 mm。工作時將輔助卡盤固定在原卡盤上，原八個支承架固定在輔助卡盤上，這樣支撐 齒輪的有效直徑就是7000+1500+1500= Φ 10000mm,保證對大齒輪的支承，輔助卡盤由四半 組成，總高度500mm，總重25t，材質是HT300，能承重100t。該實用新型通過以下措施解決了大型齒輪加工過程中，產生不穩定和震動的問 題在銑刀架兩側，加輔助支撐，頂住齒輪，用支反力抵抗切削力的作用，減小震動。若遇到 較硬的部位，震動加大，可以減小吃刀量，較硬層過去后，再恢復原吃刀量。[0012]本實用新型技術合理有效，效果明顯，很好的解決了以往在加工特大型齒輪過程 中很難解決的技術問題，本實用新型利于在加特大型齒輪的過程中推廣應用。
圖1為大型齒輪的半齒輪示意圖；圖2為大型齒輪的螺孔結構的示意圖；圖3為本實用新型的主要結構的示意圖；圖4為鏜床加工大型齒輪的半齒輪對口平面時的找正示意圖；圖5為大型齒輪的半齒輪的拉板安裝示意圖；圖6為大型齒輪按“米”字形，對稱跳躍式加工時的原理示意圖；圖7為大型齒輪的半齒輪在毛坯狀態時顯示各條加工線的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明Φ9036πιπι大齒輪是用Φ 5m滾齒機滾齒完成的，開創了用小設備滾齒加工大齒輪 的先例。大齒輪的參數該大齒輪材質是ZG35CrMo。兩半組成，具體參數見表(1)。圖1為半齒輪示意圖。表(1)大齒輪參數項目雜#1 I觀MITim40 IS'tt7224 IIiα 20 J變ft系數X0 I L j;ηram⑶:H Ipt- iJ&ief-mra39. 91 jSS黑觀公差PPnrnOJ ISISMi偏差fptWl..............................................................................................................i ±◎,15 I蕩節權》偏差fpbBWt±0.135 I頂1 徑da I9036. 5 I分S圓直βdMl8960齒 直SdfΙβ S740丄 I,·- φ I^J MiB__ I糟度等級< GM 0095—88)硬度HB如圖3所示，本實用新型提供一種在滾齒加工時所專用的回轉窯9000mm直徑剖分 式齒輪加工工藝滾齒機，包括軌道3、設置在軌道上的床身4、設置在床身上的滾刀5、卡盤6 和支撐架7，所述卡盤6上設置輔助卡盤8，支撐架7設置在輔助卡盤的邊緣上，軌道3的長 度M為5000 mm，這樣的滾齒機更適合加工9000mm直徑剖分式齒輪。支撐架的支撐長度N為1500mm;輔助卡盤8的直徑P為7000 mm。原滾齒機回轉卡 盤直徑是Φ 4500,原八個支承架，每件有效長度是1500mm，最大支承直徑是6900mm，無法支 承近Φ IOOOOmm直徑的大齒輪。于是設計制造了輔助卡盤，輔助卡盤有效直徑是Φ 7000mm， 工作時將輔助卡盤固定在原卡盤上，原八個支承架固定在輔助卡盤上，這樣支撐齒輪的有 效直徑就是7000+1500+1500= Φ 10000mm，保證對大齒輪的支承，見圖3。輔助卡盤由四半組 成，總高度500mm，總重25t，材質是HT300，能承重100t。使用時，將大型齒輪放置在支撐架 7上利用滾刀5進行加工即可。利用本實用新型的滾齒機加工直徑Φ9036πιπι的大齒輪，為加工特大型齒輪開辟
一條新路。[0030]下面介紹一下回轉窯9000mm直徑剖分式齒輪加工工藝，所述加工工藝的具體步 驟如下第一步前期處理⑴、對齒輪毛坯進行正火處理，通過正火消除一部分應力；(2)、如圖1所示，在半齒輪上設置鑄拉筋111，鑄拉筋111的位置距離公稱設計尺寸 的對口平面222的位置為100mm，所述的公稱設計尺寸的位置如圖7中k所示的位置，鑄拉 筋111的斷面尺寸為150mmX 150mm;圖7即為齒輪毛坯狀態時的示意圖第二步粗加工工藝⑴、齒輪毛坯正火后，對整個半齒輪毛坯進行檢查，確認無氣孔和裂紋等不良缺陷 后畫尺寸檢查線，保證各部尺寸均有充裕的加工余量，也就是說在預加工的位置均留出不 小于20mm的加工余量，然后畫粗加工線i，粗加工線i的位置距離對口平面的公稱設計尺寸 的位置K為13mm，該13mm的距離為加工余量，此時保留拉筋；(2)、上鏜床按(1)步驟中的粗加工線，粗加工對口平面，去掉多余的部分，加工找 正，粗糙度不小于6.3μπι;(3)、如圖2所示，上鏜床粗加工兩端對口平面上的螺孔；按照公稱尺寸為8— Φ 82mm孔的位置，先加工成8— Φ 50mm的孔，也就是說正常的設計的螺孔的尺寸為8— Φ 82mm，而在這里暫時只是先開8— Φ 50mm的孔，另一半齒輪對口上的螺孔配鉆；用M48螺 栓螺母將兩半齒輪組裝成一體，螺母擰緊，使對口無間隙，然后在兩對口平面的接縫處，用 電焊點焊牢，防止竄位；(4)、畫粗加工外圓及端面加工線；在齒輪半徑方向留20mm半精加工余量，也就是 說該加工線比設計尺寸的半徑大20mm，齒輪的寬度方向各留20mm半精加工余量，也就是說 寬度方向的加工線比設計尺寸多20mm;寬度方向也就是端面，也就是圖1中垂直于紙面的 方向；(5)、利用Φ IOm立車，按照上述(4)步驟中畫好的加工線，粗加工外圓及端面，表面 粗糙度不小于6.3μπι;(6)、將組裝的大齒輪重新拆開兩半，分別對外圓及對口端面進行探傷檢查，確認無 裂紋缺陷后，進行正火處理，消除應力，最后割掉拉筋；第三步半精加工工藝⑴、分別畫兩半齒輪對口平面半精加工線L，半精加工線L距離對口平面的公稱設 計尺寸的位置K為5mm，也就是說該半精加工線距離第二步中粗加工線i的位置為8 mm ；⑵、上鏜床按照半精加工線的位置加工對口平面，粗糙度不小于3. 2 μ m ；⑶、以原8— Φ 50mm的螺孔為基準，擴孔至8— Φ 58mm的孔，另一半齒輪對口上的 螺孔按該尺寸配鉆；(4)、用M56螺栓螺母將兩半齒輪組裝成一體，在兩對口平面的接縫處電焊牢，防止 竄位；(5)、畫半精加工外圓及端面加工線，半徑方向留IOmm精加工余量，寬度方向留精 加工余量10mm，也就是說在半徑方向和寬度方向相比設計尺寸各多出IOmm ；05)、利用Φ IOm立車，按照半精加工外圓及端面加工線，加工外圓及兩端面，粗糙 度不小于6. 3 ；[0048](7)、制作粗銑齒指形銑刀檢查樣板，樣板齒底留13mm加工余量，齒厚方向每邊留 13mm加工余量，也就是說銑齒指形銑刀檢查樣板的齒底和齒厚方向每邊均比公稱設計尺寸 的輪齒的邊緣縮進13mm，更具體的說就是按照該檢查樣板制作出來的輪齒比公稱設計尺寸 的輪齒邊緣大13mm ；制作兩種銑刀，模數m48mm和模數m=36mm銑刀；(8)、上大型銑齒機，分三刀加工，從對口縫開始，對口縫在齒谷的中間，按“米”字 形，對稱跳躍式加工，也就是如圖6所示，先加工“A”點，再加工“E”點；加工完“H”點，加工 “D”點；加工完“G”點，加工“C”點；加工完“F”點，加工“B”點，這樣形成跳躍式的加工，各 點的連線形成“米”字形，所以稱之為“米”字形加工；每一點的第一刀均用m48mm銑刀加 工，深度50mm ；第二刀均用m=36mm銑刀加工，加工深度25mm ；第三刀均用m=36mm銑刀繼續 擴寬，加深，直至滿足樣板檢測尺寸為止；而正常的加工齒輪時是按順序一個挨著一個來銑 齒的，而本實用新型采用“米”字形加工的方法是為了釋放應力，防止整個齒輪變形。⑶、將大齒輪拆開，放置廣2周，自然時效，釋放應力；第四步精加工工藝⑴、畫兩半齒輪對口精加工線，精加工線的位置為公稱設計尺寸，也就是圖7中k 所示的位置；⑵、上鏜床加工對口平面，達公稱設計尺寸，原8— Φ 58mm螺孔擴至8— Φ 82mm孔， 另一半齒輪對口螺孔配鉆；⑶、用M80螺栓及螺母組裝兩半齒輪，擰緊，然后用電焊在兩對口平面的接縫處， 電焊牢固；(4)、畫精加工外圓和端面加工線；該加工線的位置為公稱設計尺寸；(5)、上立車按加工線，加工外圓和端面，達公稱設計尺寸及設計的粗糙度要求，并 在端面上劃出分度圓圓線；05)、制作半精銑齒齒形檢測樣板，雙齒一付，單齒一付，齒深和齒厚方向留余量 5mm ；(7)、用m=36mm銑刀進行半精銑加工，用樣板檢測控制，對稱跳躍式加工，加工完 成，自然時效廣2天；(8)、精滾齒，這時，利用本實用新型的回轉窯9000mm直徑剖分式齒輪加工滾齒機 進行加工；將半精銑齒的大齒輪上Φ 5m的滾齒機，用m=40mm的滾刀滾齒加工，分二刀進行， 第一刀吃刀深度3mm，進給量0. 7mm/r ；第二刀吃刀深度2mm，進給量0. 9mm /r ；加工達到精 度要求為止；⑶、滾齒加工完成后，將大齒輪拆開，自然時效一段時間，釋放應力；_、再將大齒輪重新組裝一起，檢查對口處是否存在張口現象，檢查變形量，變形 量小于2mm為合格。所謂變形量也就是直徑方向小于2mm的變形。大齒輪的加工最麻煩的 事，就是變形問題，變形體現在對口向外擴張，對口處出現張口，齒輪呈橢圓形，變形的存在 將導致對口螺栓剪斷，運轉中出現震動等。用本實用新型的方法可以消除應力，可以解決釋 放應力，減小變形的問題。“第二步”和“第四步”中的找正方法為如圖4所示將半齒輪放置在鏜床旁，加工 中鏜床刀臺移動，而齒輪不動，在半齒輪中心部位放置一件基準平面1，基準平面1與鏜床 刀臺運行平面2平行，以基準平面1為基準，找正半齒輪兩對口平面，加工完成一端后，齒輪竄位，再進行找正，確認無誤后，加工另一端面即可。用長直尺進行測量，其結果是直尺平面 相對齒輪兩端對口平面與基準平面應嚴實無縫為合格。而原始的加工過程中，由于無大型 刨床，于是用落地鏜床進行加工，但由于鏜床刀臺行程小于10000mm，只能將齒輪進行竄位 加工，既先加工一端，然后竄位加工另一端，這就要求采取措施，保證在竄位過程中兩端面 在一個平面內。也就是說原始的方法在加工的過程中是采用鏜床不動，齒輪動的方法，而本 實用新型的加工方法采用齒輪不動鏜床刀臺移動方法加工，所以相比以往，本實用新型的 加工精度要更好。在第三步中進行銑齒操作時，在銑齒機刀架兩側加輔助支撐，頂住齒輪，用支反力 抵抗切削力的作用，減小震動。若遇到較硬的部位，震動加大，可以減小吃刀量，較硬層過去 后，再恢復原吃刀量。這樣做是因為齒輪齒形加工分銑齒和滾齒兩道工序，由于大齒輪外徑 大，重量重，卡盤小，頭重腳輕，銑齒過程中吃刀量大，在切削力作用下，產生不穩定和震動 現象，影響了加工精度和表面粗糙度。另外，加工后的齒輪發貨時是分半發貨，為防止由于運輸震動，齒輪內殘余應力變 化，引起新的變形，制作拉板9，見圖5，利用對口平面上的螺孔進行固定。控制半齒輪的張
權利要求1.回轉窯9000mm直徑剖分式齒輪加工滾齒機，包括軌道、設置在軌道上的床身、設置 在床身上的滾刀、卡盤和支撐架，其特征在于所述卡盤上設置輔助卡盤，支撐架設置在輔 助卡盤的邊緣上，軌道的長度(H)為5000 mm。
2.根據權利要求1所述的回轉窯9000mm直徑剖分式齒輪加工滾齒機，其特征在于支 撐架的支撐長度(L)為1500mm ；輔助卡盤的直徑為7000 mm。
專利摘要本實用新型提供一種回轉窯9000mm直徑剖分式齒輪加工滾齒機，包括軌道、設置在軌道上的床身、設置在床身上的滾刀、卡盤和支撐架，其特征在于所述卡盤上設置輔助卡盤，支撐架設置在輔助卡盤的邊緣上，軌道的長度為5000mm。本實用新型技術合理有效，效果明顯，很好的解決了以往在加工特大型齒輪過程中很難解決的技術問題，本實用新型利于在加特大型齒輪的過程中推廣應用。
文檔編號B23F5/20GK201922133SQ20112003171
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月30日 優先權日2011年1月30日
發明者吳敬 申請人:吳敬