近日,江苏省金象传动设备股份有限公司精心制造了迄今为止国内直径最大的高精度硬齿面克林贝尔格螺旋锥齿轮副,该锥齿轮副用于锻压机床、强冲击工况,锥齿轮直径达2725mm,为圈状结构,齿圈壁厚仅185mm,为薄壁易变形件。锥齿轮副速比达6.07,小轮外锥距近1400mm,为典型长锥距传动。
在金象传动技术、车间与生产部门的合力努力下,在建模、TCA、CAM、加工中心精铣、热处理等关键技术环节严格按照标准执行,充分运用优化工具,零件精度全部达到图纸要求,接触区完全达到TCA优化目标,完美诠释了精工细作的工匠精神。
建模的主要目标是得到锥齿轮副最优的接触区,通过反复多次的建模与TCA分析,调整多项控制参数,得到理想的接触斑点。由于外锥距近1400mm长锥距锥齿轮副,采用传统的刀盘铣齿工艺,很难得到理想的接触区。金象采用的建立三维精确数字模型+TCA技术路线,可以保证在加工前得到最佳接触区,避免在加工阶段的反复试配。
编制CAM加工程序是一件极需要耐心的细致工作,由于工件是薄壁件,在渗碳淬火后变形较明显,变形量大且不规则,需要在加工中多次调整CAM刀轨的多轴参数,保证加工精度与尽量大的有效硬化层深度、降低齿面粗糙度,以保证齿轮的耐磨与抗冲击性能。
小锥齿轮齿槽加工刀轨图
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在齿轮的加工过程中,齿面加工是核心工序,装夹与定位、余量的分配、切削速度与切削深度的选择、刀具的选择等,都需要精心确定,并根据切削过程中的实际加工质量适时调整。
小锥齿轮是整体式齿轮轴,其头部是锥齿轮齿牙,总长近1500mm,金象传动将齿轴圆柱部分置于机床中心孔内,尽量降低头部伸出的高度,以增强工艺系统刚性,减小振动,获得高质量的齿面。
齿轮齿牙最终精度达到DIN6级,其中齿轮轴部分精度指标达DIN5,齿面粗糙度达到Ra0.8,整体精度达GB6级,接触斑点完全符合TCA结果。