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齿条制造工艺方法和控制措施

(1)粗加工 本序是从毛坯转化成半成品的过程。为了既降低成本又提高加工效率,安排在捷克斯柯达W200H数显落地镗床上,采用φ 200mm刀盘、φ 315mm三面刃铣刀和φ 25mm刀盘进行加工。首先采用φ 200mm刀盘加工齿条的6个面,单面留10mm加工余量,然后用万能角度头上φ 315mm三面刃铣刀,沿齿形轮廓开出直槽,再将工件侧立,用φ 25mm刀盘按照排折线的方式加工出两侧齿形面,各面留10mm加工余量,转下序,这样可以快速去除大部分加工余量,比单用φ 25mm刀盘粗铣齿槽加工效率提高近3倍。
(2)第一次半精加工 齿条经过调质处理后回到3m×8m数控龙门铣床上进行半精加工。将工件平放到工作台上两次装夹加工。在找正过程中发现各齿条存在着向齿侧凹心的变形,变形量在3~5mm。这主要是粗加工阶段齿形侧去除较大的加工量所造成的。均匀考虑加工余量后,半精加工外廓和齿形,各面留5mm余量,转下序进行人工时效。
(3)第二次半精加工 齿条经过人工时效后,内部的残余应力会得到充分的释放。本序主要的加工内容包括半精加工齿形、轮廓面和加工各把合孔等。在数控龙门铣床上,按照图2所示装夹方法,采用万能角度头上φ 250mm直角刀盘加工齿形,分2~3次走刀进行,单面留1mm加工余量,然后工件翻180°,加工底面至1mm加工余量,转下序自然时效5天。半精加工工序可在同一台机床上成组加工齿条,这样可以缩短整体加工周期。
(4)精加工的控制方法  本工序采用的设备和加工方法与上序相同,区别在于齿条加工精度的控制。首先将工件底面朝向机床主轴装夹,下置等高垫铁,找正完毕后轻轻夹紧即可,加工底面至0.3mm加工余量,然后将工件翻转180°,置于等高垫铁上加工齿形,首先将齿顶面加工至图样尺寸。由于齿厚和齿距精度要求很高,在精加工齿形的过程中,采用量棒进行边加工边测量的方法来控制齿形精度。选择量棒的直径时,应使量棒外圆与齿廓的接触点落在分度线及其附近位置上,一般按照量棒直径D=(1.68~1.72)m进行选取,其中m为端面模数(mm)。经计算圆整,采用φ (80±0.01)mm的量棒进行测量。具体控制方法为:按照图样要求的尺寸画出标准量棒顶端最高点与齿顶之间的距离h,如图3所示。加工过程中,首先将所有齿的一侧斜面加工至符合图样要求,然后将量棒置于第一个齿谷中,利用百分表打表检测量棒与齿顶之间的实际距离h′,h′与h之间的差值为Δh,那么刀盘沿着齿条长度方向上的加工余量A可以按照公式A=2Δhtan25°进行计算。精加工完成第一个齿后,机床滑枕沿齿条长度方向上行走152.4mm加工第二个齿,依次加工各齿及长度方向尺寸,齿面按照三次走刀加工完成,接下来采用R15球刀对齿根进行清根。齿形加工完毕后,工件翻个去除厚度和宽度的加工余量,转下序进行装配。
 

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