双点压力机人字齿轮键槽方向偏差分析及改进措施

孙宗建，岳雨蒙，田理中

（江苏省徐州锻压机床厂集团有限公司 研究院，江苏 徐州 221116）

伴随着中国制造业的发展，锻压行业逐步打破国外行业在高精密、大型化方面的技术垄断，但在产品精度及可靠性方面，还存在较大差距，特别是零部件加工的基础工艺研究。本文针对机械压力机核心传动零件，人字齿轮上键槽的加工精度以及工艺改进方法进行深入分析。

1 加工精度偏差分析

1.1 人字齿轮键槽方向加工偏差

图1 产品主传动示意图

首先探讨人字齿轮键槽方向加工偏差对双点压力机精度的影响。双点压力机主传动结构如图1所示，飞轮轴驱动人字齿轮，通过人字轮上键槽联结齿轮轴，啮合并驱动偏心齿轮，其上偏心体部分作为连杆的回转中心，驱动导柱、滑块往复运动。图中两组人字齿轮键槽加工的对齿位置要求，影响两件偏心体转动的同步性。决定了滑块运行的稳定性，是产品同步精度控制的重要因素之一。

1.2 人字齿轮键槽方向加工偏差产生原因

人字齿轮齿形的加工采用展成法，是利用刀具与零件的啮合运动切出齿形的方法，由于齿形加工的切入点，在工件圆周上无法精确定位，因此键槽与齿形的位置度要求，只能在齿形加工后，再确定工艺基准，通过后续加工键槽保证。传统的工艺方法由钳工划线确定键槽的加工基准，由于人字齿轮齿槽具有螺旋升角，空间划线精度定位不准，存在较大加工误差。为弥补零件加工误差，整机装配后通过配阶梯键的方法加以调整。费时、费力，产品精度可靠性也不能保证。

2 加工偏差解决方案

（1）工艺改进措施。优化设计基准，实现简易工装的精确定位（图2、图3）。利用机床精度，代替人工划线。

（2）图2为优化前的设计，以人字齿轮端面齿槽为中心，作为键槽的加工基准。由于人字齿轮齿宽尺寸公差较大，其端面齿槽中心位置也发生相应变化，因此无法找到准确的加工定位基准。图3中，以工装样球定位于人字齿槽交汇点上，保证了加工基准的唯一性，样球工装能够准确定位。为实现机床校正代替手工划线提供了条件。

图2 优化前的设计加工基准

图3 优化后的设计加工基准

3 优化后工艺实施步骤

（1）按图纸要求完成键槽以外全部工序，保证图纸精度要求；

（2）工件安装在插床上，均布三处等高垫铁，保证插刀空程距离；

（3）校正齿轮中心孔与工作台回转中心重合；

（4）百分表1通过磁力表座，安装在插床滑枕上。工装样球安装在对应于基准齿槽左右相同跨齿数的两处齿槽内。利用旋转工作台的X向移动，以及工作台的旋转，对两处测量点1和测量点2的工装样球顶点进行测量，按百分表差值进行调整。（确定待加工键槽与基准齿形中心连线与工作台Y轴移动方向平行）；

（5）百分表2通过磁力表座安装于人字齿轮上，利用工作台回转分度盘正反180°旋转，以及工作台Y方向的移动，测量插刀两侧，测量面1和测量面2两处数据差值。沿X方向调整工作台，使插刀处于工件Y向对称中心线上。（确定键槽加工的对称中心线）；

图4 工艺实施示意图

（6）校正结束，按图加工保证键槽尺寸，满足图纸要求。

4 结语

工艺改进前后效果对比分析：原有工艺方法采用划线加工，按工艺规范空间划线所能保证精度误差值0.25mm，找线对刀误差值±0.1mm，加工机床误差0.02mm。单件累积最大误差0.37mm。两件啮合最大累积误差0.74mm。改进工艺后的加工过程中，工件校正均以百分表测量，百分表的分度值0.01mm,五处校正累积误差0.05mm，机床误差0.02，单件误差控制在0.07mm。两件人字齿轮最大累积误差0.14mm。将原有的加工误差缩小5倍，零件加工精度的提高对整机装配精度提供了保障，同时减少了后期拆装调试时间，改进效果明显。