提升行星架销孔几何公差精度的方法

■ 山推工程机械股份有限公司 （山东济宁 272073） 李 炎 翟展新 宫 涛

行星架是行星传动系统的关键部件之一，行星轮轴安装在行星架销孔内，其制造精度对各个行星轮载荷分配、传动噪声和振动有很大影响。本文介绍一种工艺方法，保证同轴度、位置度要求。

1. 图样设计要求

公司某型号行星架如图1 所示，其中3组φ80mm、φ64mm用于安装行星轮轴，要求相对于φ550mm止口（基准B）位置度0.05m m，两孔同轴度要求φ0.015mm。采用三坐标测量仪检测这两个参数，位置度0.05mm要求各孔实际中心位置相对于理想中心位置的偏差小于0.025mm，同轴度0.015mm要求上下两孔轴线偏差小于0.015mm。

2. 工艺方案对比和分析

根据设备能力，行星架精加工有两种工艺方案：方案一，分精车、精镗两道工序，精车工序使用数控立式车床，加工止口和端面，精镗工序使用立式加工中心，找正止口，精镗各孔；方案二，精车镗一道工序完成，使用车削中心，一次装夹完成全部加工。

分析两种方案对精度的影响因素和要求，并进行现场检测验证，结果如表1所示。

对于位置度，方案一因设备定位精度误差和找正误差超过要求，无法保证位置度，方案二可以满足。对于同轴度，两种方案都因换刀后重复定位精度差，无法满足要求。经过讨论分析，采用方案二，并制定以下对策保证几何公差。

3. 设计专用工装

图 1

表1 两种方案的检测结果

使用四爪单动卡盘夹紧，虽然操作便捷、成本低，但夹紧力会导致工件端面翘起变形，无法满足几何公差要求。为此设计专用工装，改夹紧为压紧，以工件中心内孔、端面定位，压板压紧，四周端面采用千斤顶辅助支承，如图2所示。保证加工过程中无干涉现象，通过检测工件压紧、松开后的精度，验证无装夹变形现象。

4. 设计组合镗刀

针对设备重复定位精度差、无法保证同轴度问题，设计组合镗刀（见图3），一把镗刀完成两孔精镗，消除重复定位误差的影响。工步内容如下：首先半精镗3个φ80mm、3个φ64mm孔，各留0.2mm余量，然后更换为组合镗刀，镗孔至要求尺寸。但需注意设计刀具时，避免两刀刃同时切削，以免因同时受切削力，刀具产生振动，影响孔表面粗糙度和圆柱度。

5. 工件试制

根据制定的方案，行星架工艺路线为：铸造→正火→粗车→粗镗→调质→半精车→半精镗→钻孔→精车、精镗。首批进行5件试制（见图4），几何公差符合要求（见表2）。

6. 经验和建议

行星架作为行星减速机构关键部件，加工精度要求高。实际加工过程中，影响精度的因素较多，根据笔者经验，总结几条建议：

（1）设计时进行有限元分析，模拟行星架在使用和加工过程中的刚性并进行优化；若无分析能力，在保证机构整体质量不超标、装配时不干涉的前提下，增加板厚，以提高工件刚性。

图 2

图 3

图 4

（2）粗加工阶段最大限度去除加工余量，减少精加工余量，以减少内应力，并在精加工前钻出螺栓孔，提前释放内应力，避免加工变形。

表 2 （单位：mm）

（3）定期检测设备精度并进行调整。若无法满足要求，可根据三坐标检测结果对镗孔坐标进行补偿，但需设计定位机构，保证工件每次安装位置相同。

（4）四爪单动卡盘极易导致薄壁件变形，需设计专用工装，利用压板压紧或螺栓拉紧工件，若无合适装夹基准，应增加工艺基准。

（5）工件加工、检测最好在恒温车间内进行，避免热变形产生的影响。

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[1] 田磊. 5MW以上二级行星架精加工制造技术研究[J]. 重工与起重技术，2015（3）：27-28.