行星架开档平面的加工工艺研究及应用

沈鸣皋+俞跻聪+董朝军

摘 要：本文针对行星架开档平面的加工要求高，尤其是平面度、平行度及表面粗糙度的要求较高，通过采用合理机床，设计并制作合理的特殊刀具，并且采用目前市场上主流的可更换数控刀片，提高行星架开档加工的精度，提高加工效率，降低加工难度。

关键词：行星架；特殊刀具；高精度

行星齿轮传动具有体积小、质量小、结构紧凑和传动效率高等特点，目前在航空发动机、起重运输、石油化工和兵器等的齿轮传动装置已经被广泛运用。而行星架是行星齿轮传动的关键零件，行星架的生产精度，生产质量直接影响行星齿轮传动机构的寿命。

随着加工设备的精度及涂层刀片的普及，行星架销孔的尺寸及位置度加工精度已经有了显著提高。但行星架开档平面（见图1）的加工方法还是依旧维持着传统的加工方法。

传统的加工方法是：一、粗加工。在卧式铣床上采用多刃立铣刀横铣开档平面。二、精加工。在立式铣床上采用平挂及背挂开档平面。（见图2）

传统加工方式存在以下问题：

1.粗加工刀具损耗严重；2.粗加工效率低；3.精加工刀具刃磨难度大；4.精加工平面容易产生内凹或者内凸；5.精加工平刮刀刃磨难度大；6.平面加工的粗糙度低，而且容易产生粘屑。7.开档平面和销孔在两次装夹加工，销孔与开档平面垂直度容易超差。由于加工存在以上缺点，我们必须对开档平面的加工方法进行改进。

粗加工加工方法（图3）。使用卧式数控车床或者立式数控车床；使用特殊刀杆（刀杆采用椭圆形刀杆，保证刀杆能够偏心进入销孔，而且保证刀杆刚性，刀杆材料采用42CrMoA整体淬硬）（见图3）；使用可换涂层刀片。加工过程：1.将行星架使用两个销孔定位，装入车夹具。2.将刀杆偏心进入销孔，车行星架上下开档平面（给精铣平面留单面0.20mm加工余量）。使用该方法粗加工行星架开档的时间为12min/件（含装夹时间），刀片选用住友TCMT11刀片，价格20左右/片，一片刀片可以加工大约500件零件。

精加工加工方法（图4）：使用立式加工中心；使用特殊刀杆（刀杆材料采用42CrMoA整体淬硬）（见图4）；使用可换涂层刀片。加工过程：将刀杆偏心进入销孔，铣行星架上下开档平面。（刀具自转并走圆精铣行星架开档平面）使用该方法精加工行星架开档的时间为15min/件，刀片选用住友TCMT11刀片，价格20左右/片，一片刀片可以加工大约100件零件。表面粗糙度能够到达Ra2.0。两平面的平行度可以达到0.02mm。与销孔的垂直度可以达到0.02mm。

采用新的工艺方法采用的设备是高精度，高自动化程度的数控车床和立式加工中心，刀具完全可以自己定制，刀夹可以让刀具厂家进行非标制作，购买价格大概为200元/件。刀片采用可换涂层刀片，大大减低了对操作者技术经验要求。

通过该次创新，提高了行星架开档平面的加工质量，同时降低了生产实际制造难度，该方法同时适用于小批量生产和大批量生产。但是该方法也存在于一定的局限性，当行星架销孔直径过小时，刀杆会变的很细，没有加工刚性，所以該方法不适用于销孔直径小于等于25mm的行星架加工。endprint