齿轮轴磨齿抱筒设计与工艺研究

朱 霖，曹镇游，陆爱平

（扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225002）

在集团无磨齿设备前，所有大齿轮及齿轮轴磨齿均为外协加工，每年外协磨齿费用达几百万。之后公司引进3台德国格里森数控磨齿机。因该机床没有配尾座立柱，不好装顶针，以一夹一顶定位磨齿。磨削齿轮轴较困难。针对该机特点，设计出齿轮轴磨齿采用抱筒装夹，以齿轮轴两端外圆同时校正的磨齿工艺。

1 零件简介

齿轮轴是压力机传动关键零件之一，齿轮精度直接影响传动精度、平稳性及压力机噪声大小，其零件材料为45#，其齿面淬火硬度42-48HRC，精度等级为5级，车间只有一台盘类齿轮磨齿机，为保证齿轮精度等级要求，在工艺设计时，必须正确选择定位、夹紧方式。如图1所示为齿轮轴的工程图。

2 齿轮轴磨齿工艺分析

加工难点在于盘类齿轮磨齿机没有后立柱，无法通过两顶尖定位装夹，而且齿轮轴长度受立柱顶尖高度的限制。

传统的工艺设计为：①以齿轮轴的端面两中心孔定位，通过鸡心夹头夹紧齿轮轴一端外圆带动齿轮轴转动，实现齿轮轴的磨齿；②以一夹一顶定位，即：夹齿轮轴一端外圆，顶另一端中心孔。

3 用盘类磨齿机磨轴类齿轮的方法

该抱筒克服了齿轮轴直径大小及长度的影响，将齿轮轴一端灌入抱筒内，用百分表校正齿轮轴齿部上、下轴颈处，通过调节8颗调节螺杆2，使铜垫4顶住齿轮轴轴颈处，校正好后将锁紧螺母1并紧、放松。具体结构如图2所示。

4 抱筒结构及工作原理

该抱筒由7种零件即锁紧螺母、调节螺杆、调节螺套、铜垫、螺纹套、防转螺钉、底座组成，分为2组，上、下各一组，具体如图3所示。

其工作原理：先将底座7由腰形槽固定在机床工作台中心，将齿轮轴轴颈部分灌入抱筒内，通过转动调节螺杆带动调节螺套移动，因螺纹套外圆上装有防转螺钉，从而调节螺套只能直线移动，带动筒垫的移动，校正时因铜垫只直线移动，没有转动，防止了齿轮轴的转动，从而提高了校正效率。

该抱筒有如下特点：①抱轴范围，通过旋转调节螺套的伸出长度，可以扩展夹紧的范围。②调节螺杆旋转运动转换为筒垫的直线运动，通过螺纹套上的防转螺钉。③微调，因调节螺杆M42*3及M24*2都是右旋，调节螺杆转一圈，调节螺杆前进了3mm，调节螺套后退了2mm，铜垫只移动1mm。④刚性好，因螺纹套是反装的，铜垫顶在齿轮轴上的力，通过转换，作用在螺纹套的台阶面上，再作用在底座上。

5 注意事项

图1 齿轮轴工程图

图2 结构图

图3 抱筒结构图

（1）底座加工时：要控制好对称孔的同轴度。

（2）校正时：先校齿轮轴下端轴颈外圆，通过旋转底座上端的调节螺杆，再校上端轴颈外圆，通过旋转底座下端的调节螺杆。

6 结语

经过不断地探索、创新工艺，最终探索出一套可行、实用的磨齿工艺，通过机床在线检测，齿轮轴的齿形误差、齿距误差均达到5级精度，完全满足图纸设计要求，降低压力机制造成本，减少加工周期。

采用该抱筒有效地拓展了盘类磨齿机运用范围，解决了磨轴类齿轮的难题，且装夹、校正便捷、安全、可靠，具有较好的实际应用价值。

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