解決方案SOLUTI。N工藝/工/嘏目/迫斷/齟/維峰/改曲柄軸的加工工藝研究丁慶福(齊齊哈爾永泰機(jī)械制造有限公司,黑龍江齊齊哈爾161000摘要:RV傳動(dòng)是一種新型齒輪傳動(dòng)方式,曲柄軸是RV傳動(dòng)中非常重要的一個(gè)零件。文中對(duì)RV減速器曲柄軸的加工工藝進(jìn)行分析研究,解決了技術(shù)難點(diǎn),從而提高了曲柄軸的加工精度與工作性能。關(guān)鍵詞:曲柄軸;加工工藝;RV減速器中圖分類號(hào):TH162文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號(hào):1002-2333(2014)03-0242-020引言擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)中作為輸人部分,把旋轉(zhuǎn)傳遞給在當(dāng)前的機(jī)械產(chǎn)品中,存在著各種各樣的傳動(dòng)形式,擺線輪,擺線輪再把旋轉(zhuǎn)傳給RV減速器的輸出軸,最后如帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等。由于齒輪傳通過(guò)輸出軸輸出所需要的功率。動(dòng)方式具有其它傳動(dòng)方式不可比擬的優(yōu)勢(shì),在傳動(dòng)方式1曲柄軸的工藝分析中占有不可動(dòng)搖的地位。齒輪機(jī)構(gòu)可以傳遞任意兩軸之曲柄軸的工程圖如圖1所示。間的運(yùn)動(dòng),具有運(yùn)動(dòng)可靠、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn),大量用于1.1毛坯材料和制造方法減速器中。在齒輪減速器的發(fā)展過(guò)程中,許多新型齒輪減由圖1可知,曲柄軸的偏心比較小,但是由于工作穩(wěn)速器如雨后春筍般出現(xiàn)。在當(dāng)前的齒輪減速器產(chǎn)品中,行定的要求,使得曲柄軸的偏心精度要求很高。同時(shí),曲柄星齒輪減速器是一種最火熱的發(fā)展方向。其中RV減速軸對(duì)于同軸度、圓柱度、表面粗糙度等有一定的要求。綜器是在傳統(tǒng)針擺行星傳動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,具有體積小、傳動(dòng)比范圍大、扭轉(zhuǎn)剛度大等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于機(jī)01A17床、醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備、衛(wèi)星接收、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)等領(lǐng)域。x45偏心曲柄軸是RⅤ減速器傳動(dòng)系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的個(gè)零件,它在傳動(dòng)系統(tǒng)中起承上啟下的作用。RV減速器是由兩部分組成,分別是第一級(jí)漸開線圓柱齒輪行星減,速機(jī)構(gòu)和第二級(jí)擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)。輸入軸的旋轉(zhuǎn)由第一級(jí)的太陽(yáng)輪傳給行星輪,同時(shí)行星輪與曲柄軸相21.5連接,它把旋轉(zhuǎn)傳給曲柄軸曲柄軸則相當(dāng)于第一級(jí)漸開線圓柱齒輪行星減速機(jī)構(gòu)的輸出部分。曲柄軸在第二級(jí)圖1曲柄軸工程圖4質(zhì)量控制效果表2采取措施前、后橫向密集度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)對(duì)比通過(guò)采取上述質(zhì)量控制措施,某型火箭彈橫向密集度偏低問題得到了有效解決。從后期生產(chǎn)的27批次的靶場(chǎng)狀態(tài)試驗(yàn)不合格優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)橫向密集度不合格標(biāo)準(zhǔn)批次批次批次批率%平均值批率%偏差m驗(yàn)收試驗(yàn)來(lái)看,每批的橫向密集度均高于圖定要求,其中控制前4672371711036(2072m)152612有25批產(chǎn)品的橫向密集度超過(guò)了優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的≤185控制后27025926121(1653m)0453的要求,占全部產(chǎn)品批次的926%;如圖2及表2所示。到了很大提高。5結(jié)語(yǔ)通過(guò)釆取質(zhì)量控制措施前后兩個(gè)時(shí)期某型火箭彈試3l/125~驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的對(duì)比,可以看出橫向密集度提高的效果明100-150l/175顯,證明所運(yùn)用的質(zhì)量控制手段和方法,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特性l/175>1851/0012001200及相關(guān)因素的控制有效,在解決該彈長(zhǎng)期以來(lái)存在的橫1/250橫向散布精度向密集度偏低問題上起到了決定性作用。圖227批次靶場(chǎng)試驗(yàn)橫向密集度直方圖(編輯立明)中國(guó)煤化工經(jīng)計(jì)算橫向散布=2(1653m,標(biāo)準(zhǔn)偏差為453m,作者簡(jiǎn)介:母文CNMHG比以前減小26%,橫向密集度呈正態(tài)分布,橫向密集度得收稿日期:2013-12-18242機(jī)械工程師2014年第3期工芝/工/嘏具/斷/齟/維餡/改【 SOLUTION合各種考慮,曲柄軸的毛坯材料可以選擇45鋼,制造工坯尺寸車出合適長(zhǎng)度的毛坯。在車端面的過(guò)程中,在兩端藝可以采用模鍛,這樣加工出來(lái)的曲柄軸具有較好的強(qiáng)打用于雙頂尖安裝的頂尖孔,車床可選用CA6140機(jī)床。度、剛度和耐磨性。3)車削加工。粗、精車曲柄軸主軸頸、連桿軸頸等所1.2主要加工表面和技術(shù)要求有的外圓表面,同時(shí)在曲柄軸的兩端倒角,留一定的磨削1)外圓表面加工。加工外圓表面的主要技術(shù)要求有余量,車越程槽。形狀精度、位置精度和表面質(zhì)量。其中形狀精度是對(duì)圓4)銑削加工。銑削鍵槽至合適的尺寸,銑床可選用度、圓柱度、直線度有一定的要求。同軸度是位置精度的X52K機(jī)床。要求。表面粗糙度、表面硬度、殘余應(yīng)力是對(duì)表面質(zhì)量提5)磨削加工。對(duì)曲柄軸的主軸頸、連桿軸頸進(jìn)行粗出的要求。加工外表面時(shí)精度的具體等級(jí),應(yīng)根據(jù)外圓表磨、精磨加工,使零件尺寸符合要求。面的具體工作情況而定。外圓表面的加工一般采用車削、6)終檢。檢查曲柄軸的各項(xiàng)尺寸和結(jié)構(gòu)是否滿足要求。磨削,其尺寸精度一般可達(dá)到Ir6-IT5,表面粗糙度可達(dá)3強(qiáng)度校核Ra0.2~Ra04不等。3.Ⅰ校核主軸頸直徑和曲軸頸直徑2)孔的加工?？椎姆诸?緊固孔≤30mm(非配合孔)通過(guò)受力分析可知主軸頸的危險(xiǎn)截面在主軸頸與曲回轉(zhuǎn)零件上的孔(中心位置)箱體上的軸承孔、深孔L/軸頸的連接處,主軸頸受轉(zhuǎn)矩和支撐力的作用,根據(jù)第三D>5~10的孔、圓錐孔?？准庸さ募夹g(shù)要求與外圓表面相強(qiáng)度理論計(jì)算允許的直徑大小,看它是否符合要求。曲軸近,但是孔的加工難度大于外圓表面。加工孔時(shí)要根據(jù)孔頸的危險(xiǎn)截面位于曲軸頸的中間截面處,它受到兩向彎的大小、深度、用途確定孔的加工方案。例如,對(duì)于深孔可曲和扭轉(zhuǎn)的作用,根據(jù)第三強(qiáng)度理論可以計(jì)算出許用的以采用鉆削。鉆削又有內(nèi)排屑深孔鉆、噴吸鉆等,可根據(jù)直徑大小,比較實(shí)際值和許用值,看是否滿足要求。具體情況選擇合適的方案。鉆削孔的精度一般在m10以3.2曲柄軸的強(qiáng)度校核下,對(duì)于要求更高的孔(如配合孔、軸承孔等)可以采用鉸曲柄軸的強(qiáng)度計(jì)算可采用按許用切應(yīng)力計(jì)算、許用削、磨削等方案,最終精度可達(dá)到IT6級(jí)左右。彎曲應(yīng)力計(jì)算、安全系數(shù)校核計(jì)算這三種方法。3)平面的加工。平面加工的技術(shù)精度主要有形狀精1)按許用切應(yīng)力計(jì)算。曲柄軸的最小直徑按公式d≥度、位置精度和表面質(zhì)量。形狀精度主要是對(duì)平面度、直線度有一定的要求。位置精度則要考慮平行度、垂直度。95102計(jì)算式中P為軸傳遞的功率;n為軸的轉(zhuǎn)表面質(zhì)量與外圓表面孔的表面質(zhì)量相似。平面的加工方速,rmin;{r]為許用切應(yīng)力,MPa案有刨、銑、車等,加工精度可達(dá)到Ra1.6-Ra0.8之間。2)按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算。先畫出軸的空間受力圖,根1.3夾具、加工余量的確定據(jù)受力圖求出合成彎矩M和轉(zhuǎn)矩T,再根據(jù)公式M=曲柄軸屬于軸類零件,如果兩端軸頸的中心線重合,√M+(am)2求出當(dāng)量彎矩M,其中a是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)加工外圓表面時(shí)則可以考慮采用雙頂尖安裝。采用雙頂而定的應(yīng)力校正系數(shù)。曲柄軸的最小直徑按公式d≥尖安裝的優(yōu)點(diǎn)是多次安裝或調(diào)頭,定位基準(zhǔn)不變,能很好mm地保證位置精度的要求。精加工時(shí)可考慮采用心軸安裝02[計(jì)算。能一定程度保證同軸度的要求。加工曲柄軸的內(nèi)孔時(shí),由3)安全系數(shù)校核計(jì)算。安全系數(shù)校核分為疲勞強(qiáng)度于要對(duì)曲柄軸的端面進(jìn)行加工故無(wú)法采用雙頂尖安裝。校核和靜強(qiáng)度校核。疲勞強(qiáng)度的校核即計(jì)入應(yīng)力集中、表考慮零件的加工要求,可采用專用的夾具,工件采用一面狀態(tài)和尺寸影響以后的精確校核。靜強(qiáng)度校核的目的面、一外圓、一孔的定位方式。在于校核軸對(duì)塑性變形的抵抗能力。曲柄軸的尺寸應(yīng)根據(jù)它的工作情況分析它的受力,4結(jié)語(yǔ)再査設(shè)計(jì)手冊(cè)確定。根據(jù)精度要求確定具體的加工方案通過(guò)對(duì)曲柄軸的加工工藝進(jìn)行分析研究,提高了曲和加工工序,逐步確定零件各處的加工余量。例如,加工柄軸的加工精度與工作性能,同時(shí)對(duì)于提高曲柄軸的生外圓表面時(shí)采用粗車、半精車、粗磨、半精磨、精磨的加工產(chǎn)效率有一定的借鑒作用。方法,查工藝手冊(cè)可知各個(gè)工序的加工余量,則加工外圓[參考文獻(xiàn)]表面的總加工余量就是所有工序加工余量的總和。毛坯1曾改燕高精度曲柄軸加工工藝分析裝備制造技術(shù)8.212的尺寸可根據(jù)曲柄軸零件的尺寸和加工余量確定。如毛(3):51-53.坯的直徑等于最大零件直徑加上它的加工余量,再考慮2]劉書,龔平曲柄軸設(shè)計(jì)計(jì)算一重技術(shù),19963):鍛造工藝的加工公差就可選擇合適的毛坯尺寸,這樣既3]楊和高精度雙向等距小偏心曲柄軸加工技術(shù)研究[J天津職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),1995(1):14-17能減少材料浪費(fèi),又能提高生產(chǎn)效率。[4]何衛(wèi)東,姜振波鮑君華等RⅤ傳動(dòng)中曲柄軸的模態(tài)分析[J2工藝流程大連交通大學(xué)學(xué)報(bào),2011(2):28-32(編輯黃獲)1)熱處理。對(duì)主軸頸、連桿軸頸要進(jìn)行表面淬火處中國(guó)煤化工理,增加材料的硬度與強(qiáng)度。作者簡(jiǎn)介:丁慶CNMHG2)車端面。采用三爪卡盤固定毛坯,按照計(jì)算好的毛收稿日期:2013-1機(jī)械工程師2014年第3期243