一、概況
受信儀是某產(chǎn)品隨動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其傳動(dòng)精度決定著發(fā)射架方位角的精度，齒輪是受信儀的重要零件，其加工精度直接影響著受信儀的傳動(dòng)精度，而高精度、大尺寸薄片齒輪在加工過程容易產(chǎn)生裝夾變形和應(yīng)力變形，是機(jī)械加工的難題，我們通過探索實(shí)踐，采用新的工藝方法，解決了這一加工難題，有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
二、零件工藝性分析
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
受信儀傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中有一種薄片齒輪，結(jié)構(gòu)尺寸大，端面跳動(dòng)和平行度要求高，加工過程變形大，加工難度高。其中的典型結(jié)構(gòu)如圖一所示，具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ：
1)徑厚比大：其直徑尺寸為 141mm, 厚度只有3mm, 直徑與厚度的比值 D/t=47, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)片齒輪的直徑與厚度比值(≤ 26)。
2)剛性差：一端端面上有深 0.7mm 的環(huán)型凹槽，結(jié)構(gòu)不對稱、剛性差。
3)有硬度要求：工件材料為優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼 40Cr，洛氏硬度值 HRC28-32。
工藝及加工難點(diǎn)
1)形位公差、表面精度要求高：厚度兩面的平行度、表面光潔度均要求很高，其中平行度要求不大于 0.03mm、表面粗糙度 Ra 不大于 1.6um, 厚度尺寸公差 0.06mm。
2) 一端端面上有環(huán)型凹槽，加工過程受力不均勻，產(chǎn)生變形易。
3)由于直徑與厚度尺寸差值大，工件剛性差，加工過程中易產(chǎn)生變形，對裝夾方法、加工方法、切削用量的控制等要求很高，加工難度大。首批采用常規(guī)磨削齒坯兩端面的加工方法試制的六件齒坯的平行度經(jīng)三坐標(biāo)檢測均超差，無法滿足設(shè)計(jì)要求，成為受信儀生產(chǎn)的瓶頸件和加工難題。
三、采取的創(chuàng)新工藝措施和加工方法
設(shè)計(jì)專用工裝，解決裝夾變形問題
由于工件的直徑與厚度比大、剛性差，車削齒坯時(shí)，直接用車床三爪裝夾會(huì)使工件產(chǎn)生變形，影響加工精度。我們設(shè)計(jì)了圖 2、圖 3 所示的帶臺階軟爪，使工件在裝夾時(shí)，一邊的端面可以靠實(shí)靠平在軟爪安裝面上，增加工件的剛性，同時(shí)將工件外徑安裝在軟爪的臺階面處，不直接與車床三爪接觸，從而減少夾緊力對工件變形的影響，有效解決了裝夾造成的工件變形問題。
創(chuàng)新加工工藝方法
1)以車代磨，改變受力狀態(tài)
在對厚度兩面加工時(shí)，打破常規(guī)磨削的加工方法，采用了車削的方式，以改變裝夾和切削受力狀態(tài)，而且，車削時(shí)采用了粗車、半精車、精車分工序逐步去量的方法，并在粗、精車工序中間采取了不同的時(shí)效溫度和時(shí)效方法，以消除加工應(yīng)力和殘余應(yīng)力。
2)以鏜代車，減少變形
在孔精加工時(shí)，沒有采用常規(guī)的車削方式，而是根據(jù)工件剛性差，易變形的特點(diǎn)采取了鏜削的方法，將裝夾方式由圓周夾緊改變?yōu)槎嗣娲怪眽壕o，使工件由徑向受力變?yōu)槎嗣娲怪笔芰Γ乙淮慰梢约庸ざ鄠€(gè)零件，提高了生產(chǎn)效率。
3)合理分配余量，改進(jìn)切削參數(shù)
精確設(shè)計(jì)了工藝流程，合理地分配了粗、精車的加工余量，其中粗車時(shí)，端面單邊留量 1.5mm，半精車時(shí)單邊留量 0.3，精車時(shí)單邊留量 0.1 mm，同時(shí)對切削參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，精車時(shí)轉(zhuǎn)速控制在 160r/min 以內(nèi)，確保精加工過程不產(chǎn)生切削熱變形。
4)設(shè)計(jì)大定位面芯軸，防止制齒變形
設(shè)計(jì)制作專用芯軸，增加制齒時(shí)齒坯的安裝定位面積，防止制齒過程中因直徑與厚度比大，定位面小而產(chǎn)生的彎曲變形，齒輪與芯軸的安裝定位如圖五所示。
四、結(jié)語
通過創(chuàng)新加工工藝方法，設(shè)計(jì)制作專用工藝裝置，優(yōu)化切削參數(shù)，解決了大尺寸薄片齒輪加工過程的變形問題，有效保證了加工質(zhì)量，采用該新工藝方法生產(chǎn)加工的零件，一次交驗(yàn)合格率達(dá)到了 98%，目前該技術(shù)成果已推廣應(yīng)用于多種同類結(jié)構(gòu)齒輪及類似結(jié)構(gòu)的薄片圓盤類零件的加工，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)略.