剃齿机顶尖优化改造

邓陶，曹伟

（1.四川信息职业技术学院，四川 广元 628000；2.四川长江液压件有限责任公司，四川 成都 611130）

我公司大规模的生产齿轮，齿轮加工采用的是滚、剃、珩工艺，拥有数台剃齿机。在生产过程中，剃齿机顶尖60°的圆锥面经常出现磨损现象。因此，需要对60°圆锥面进行修磨。而剃齿机顶尖的装拆非常麻烦，并且频繁的装拆容易损坏轴承和轴承孔的精度。因而对剃齿机的顶尖安进行结构改造。

1 改造前状态

改造前，顶尖柄部外圆直接与轴承配合，轴承安装在顶尖座内(如图1所示)，对顶尖进行修磨时，必须先停机将顶尖座整体取出，放置在机修钳工平台上，依次取下轴承和顶尖；待顶尖修磨完成后再原样复装，然后再将顶尖座吊装在剃齿机工作台上进行校正。由于修磨顶尖的整个过程工序繁多，而且操作者不能独立进行，需要机修人员配合才能完成，同时需要用到众多装备、工具（如吊装设备、推车、机修钳台、拆装工具、工具磨床等），顶尖修磨时间长，严重影响公司生产进度。另外，由于加工的齿轮精度高，切削速度大，因此顶尖的磨损非常快（每月至少修磨二次）。轴承和顶尖的频繁装拆容易损伤轴承，破坏轴承孔精度，造成顶尖跳动过大，无法满足定位精度。

图1 改造前顶尖结构

2 改造原理

借鉴外圆磨床顶尖配合结构，将顶尖拆分为顶尖套和顶尖两个零件，两个零件之间采用莫氏锥度配合，实现自动定心。顶尖套外圆与轴承配合后固定安装在顶尖座内（如图2）。当需要进行顶尖修磨时，仅需取下顶尖交到工具磨床处修磨即可。顶尖装拆方便快捷，并且可制作备用顶尖，在顶尖修磨时，换上备用顶尖便可继续生产，提高了设备的利用率。同时，更改结构后，修磨顶尖不再需要拆卸轴承，提高了轴承的使用寿命。

图2 改造后结构

因为我公司生产的齿轮模数均在7mm以内，核对顶尖座的轴承孔大小以及轴承型号样本，确定采用莫氏4#锥度作为顶尖与顶尖套的配合锥度，这样可以不改变顶尖座的原有尺寸；另外，因剃齿机采用的是液压夹紧夹紧装置，因此在顶尖前部设计拆卸螺纹孔（如图3），以方便顶尖能够轻松取下。

图3 顶尖

本次设备改造难点主要集中在顶尖及顶尖套的配合精度上。要求顶尖和顶尖套的配合锥度粗糙度小于Ra0.63，必须采用磨削加工；而且配合好后的组件需保证顶尖60°锥面的跳动小于0.005mm，就必须保证零件具有非常高尺寸精度及表面粗糙度（图4）。

3 组装要点

（1）顶尖与顶尖套组装时，在顶尖莫氏4#锥面上均匀涂抹红丹粉，保证所有锥面全覆盖，厚度3～5微米（即颜色与未涂抹的地方能区分即可）；将顶尖装入顶尖套内，轻轻旋转30°，取出观察顶尖配合痕迹，需保证配合痕迹大于75%。

图4 顶尖套

（2）将顶尖轻轻装入顶尖套内，到位后对顶尖作多方位扳动检查，要求不能出现晃动。

（3）将C2268109双向推力向心球轴承和C3182109双列向心短圆柱滚子轴承内圈装在顶尖套上，并将C3182109双列向心短圆柱滚子轴承外圈装入顶尖座上的轴承孔内，装入顶尖组件，再将两个D36108单列向心推力球轴承从后部装入，装配好后，采用杠杆千分表检测顶尖跳动，要求跳动值小于0.005。

4 操作要求及保养

（1）在工件加工过程中若出现齿轮径向跳动超差时，应检测剃齿机顶尖跳动，看其是否满足小于0.005mm的跳动要求，若超出，则需对顶尖进行修磨处理。

（2）当发现顶尖60°锥面出现磨损时，应取下顶尖对该锥面进行修磨。

（3）在取下顶尖重新安装时，应保证顶尖锥面无碰伤、无毛刺，锥面表面清洁、无异物（包括内锥面和外锥面）。

（4）顶尖在取下后需保护好莫氏4#锥面，不能出现碰伤、锈蚀等现象。

5 结语

经过改造，剃齿机的顶尖修磨问题已明显得到改善，大大的降低了工作强度，提升了工作效率，目前已开始在我公司其余剃齿机进行推广使用。