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摘要:本文以一种典型零件低速级轴系精镗进行分析,探索了一种回转误差的自动补偿方式。在零件的两边侧壁各铣出两段基准,编制补偿程序,使用探头测量两基准分别与轴承孔中心线之间的距离以及两基准之间的距离,程序可以自动计算出补偿值进行补偿。实际加工结果表明,使用此方法加工出的零件误差满足设计图纸要求,且降低了劳动强度、提高了加工自动化程度。
关键词:箱体;加工;回转误差;自动补偿
1 引言
随着风电行业的迅速发展,风电齿轮箱的生产已经日趋标准化、批量化。风电齿轮箱主要包括行星架、扭力臂、箱体、齿圈、行星轮、太阳轮、花鍵轴、中齿轴、高速轴等零件。
箱体作为风电齿轮箱中核心部件,通过轴承孔承载着平行轴系,轴承孔间位置关系非常重要。目前箱体是在卧式加工中心上完成轴承孔精镗。箱体低速级轴系较长且复杂,一般情况下低速级轴承孔需回转工作台完成加工,现有工艺中回转工作台可通过对基准孔进行盘表,但对于批量化生产,此动作无疑大大增加工人的劳动强度、降低了加工自动化程度。因此本文探索并验证了一种新的自动补偿的加工工艺,以降低工人劳动强度、提高加工自动化程度。
2 现有加工工艺介绍
2.1 一种典型箱体的低速级轴承孔同心度相关要求
如图1所示,叶片侧轴承孔A1相对于轴承孔A2与轴承孔A3拟合轴线的同心度要求0.03。工件通过专用工装固定在回转工作台上,通过工作台回转可使工件相对于主轴位于图1中0°,90°,180°,270°四种工位。
2.2 常规加工工艺简介
工件通过工装固定在工作台上,使用雷尼绍探头找正叶片侧齿圈面确定B轴的180°并确定工件坐标系Z的零点,找正A1(粗加工孔)中心确定工件坐标系XY的零点;加工内容如下:
(1)粗镗A3,A2,A1至尺寸(径向单边留精镗余量);
(2)用三面刃铣削A3,A2,A1轴承孔孔底至深度尺寸;
(3)工作台0°,分别精镗A3、A2轴承孔;
(4)工作台180°,换校表杆,校正A2轴承孔,确定坐标系,无异常后精镗A1轴承孔至尺寸。
3 回转误差自动补偿工艺方法实施与验证
3.1 回转误差的自动补偿方式
由第2章的论述可知,之前的加工工艺方法需要进行人工校表,极大地增加了工人的劳动强度、降低了加工的自动化程度、所需的加工时间较长,并且在批量化生产的情况下这些缺陷所造成的不利影响更加显著。因此,亟需探索一种自动补偿的方法,以降低劳动强度、提高加工自动化程度、缩短加工时间。经过长期研究与验证,探索出如下的自动补偿方法来补偿回转误差,具体步骤如下:
步骤一:工作台270°(如图2所示),用立铣刀在箱体两边侧壁各铣出基准1与基准2,并用雷尼绍探头对基准1与基准2进行采点,算出两者Z向落差即PP值;
步骤二:工作台0°(如图3所示),用雷尼绍探头对基准2进行采点,算出基准2与0°X零点的距离P2;工作台180°(如图3),用雷尼绍探头对基准1进行采点,算出基准1与180°X零点的距离P1,如果回转没有偏差,P1-P2=PP值,实际P1-P2不等于PP值即0°X零点与180°X零点不重合,在程序里面进行判断并补偿在0°(G510坐标系)和180°(G512坐标系)中。
3.2 案例分析与验证
某零件低速级轴承孔精镗前采用上述回转误差自动补偿方式,以验证此方法的可行性:
PP=165.969,P1=647.614,P2=481.637;
补偿值计算:
t=P1-P2-PP=647.614-481.637-165.969=0.008.
加工完在机床复校轴承孔并送三坐标计量,轴承孔A1相对于轴承孔A2和轴承孔A3拟合轴线的同心度为0.018,很好地满足了设计要求,证明此方法可行,可以替代原来的加工工艺。
3.3 注意事项
(1)首次加工需试切,换单首件需试切;
(2)每次精镗前需进行探头采点对比后自动补偿;
(3)此补偿数值在不同机床是不一致的。
4 结论
本文提出了一种回转误差的自动补偿方式并进行了可行性验证,以替代原有的加工工艺方法。应用该工艺方法加工出的零件符合设计要求,实际应用中在减轻工人劳动强度、提升加工自动化等方面有明显改善,具有一定的推广价值。
参考文献:
[1] 彼得·斯密德.数控编程手册[M].北京:化学工业出版社,2016.
[2] 甘永立.几何量公差与检测[M].上海:上海科学技术出版社,2010.
[3] 谢铁邦,李柱.互换性与技术测量[M].武汉:华中科技大学出版社,1988.
[4] 杜军.数控宏程序编程手册[M].北京:化学工业出版社,2018.
作者简介:华刚(1985—),男,工学学士,工程师,主要从事金属切削加工技术研究工作。
(作者单位:南京高速齿轮制造有限公司)
关键词:箱体;加工;回转误差;自动补偿
1 引言
随着风电行业的迅速发展,风电齿轮箱的生产已经日趋标准化、批量化。风电齿轮箱主要包括行星架、扭力臂、箱体、齿圈、行星轮、太阳轮、花鍵轴、中齿轴、高速轴等零件。
箱体作为风电齿轮箱中核心部件,通过轴承孔承载着平行轴系,轴承孔间位置关系非常重要。目前箱体是在卧式加工中心上完成轴承孔精镗。箱体低速级轴系较长且复杂,一般情况下低速级轴承孔需回转工作台完成加工,现有工艺中回转工作台可通过对基准孔进行盘表,但对于批量化生产,此动作无疑大大增加工人的劳动强度、降低了加工自动化程度。因此本文探索并验证了一种新的自动补偿的加工工艺,以降低工人劳动强度、提高加工自动化程度。
2 现有加工工艺介绍
2.1 一种典型箱体的低速级轴承孔同心度相关要求
如图1所示,叶片侧轴承孔A1相对于轴承孔A2与轴承孔A3拟合轴线的同心度要求0.03。工件通过专用工装固定在回转工作台上,通过工作台回转可使工件相对于主轴位于图1中0°,90°,180°,270°四种工位。
2.2 常规加工工艺简介
工件通过工装固定在工作台上,使用雷尼绍探头找正叶片侧齿圈面确定B轴的180°并确定工件坐标系Z的零点,找正A1(粗加工孔)中心确定工件坐标系XY的零点;加工内容如下:
(1)粗镗A3,A2,A1至尺寸(径向单边留精镗余量);
(2)用三面刃铣削A3,A2,A1轴承孔孔底至深度尺寸;
(3)工作台0°,分别精镗A3、A2轴承孔;
(4)工作台180°,换校表杆,校正A2轴承孔,确定坐标系,无异常后精镗A1轴承孔至尺寸。
3 回转误差自动补偿工艺方法实施与验证
3.1 回转误差的自动补偿方式
由第2章的论述可知,之前的加工工艺方法需要进行人工校表,极大地增加了工人的劳动强度、降低了加工的自动化程度、所需的加工时间较长,并且在批量化生产的情况下这些缺陷所造成的不利影响更加显著。因此,亟需探索一种自动补偿的方法,以降低劳动强度、提高加工自动化程度、缩短加工时间。经过长期研究与验证,探索出如下的自动补偿方法来补偿回转误差,具体步骤如下:
步骤一:工作台270°(如图2所示),用立铣刀在箱体两边侧壁各铣出基准1与基准2,并用雷尼绍探头对基准1与基准2进行采点,算出两者Z向落差即PP值;
步骤二:工作台0°(如图3所示),用雷尼绍探头对基准2进行采点,算出基准2与0°X零点的距离P2;工作台180°(如图3),用雷尼绍探头对基准1进行采点,算出基准1与180°X零点的距离P1,如果回转没有偏差,P1-P2=PP值,实际P1-P2不等于PP值即0°X零点与180°X零点不重合,在程序里面进行判断并补偿在0°(G510坐标系)和180°(G512坐标系)中。
3.2 案例分析与验证
某零件低速级轴承孔精镗前采用上述回转误差自动补偿方式,以验证此方法的可行性:
PP=165.969,P1=647.614,P2=481.637;
补偿值计算:
t=P1-P2-PP=647.614-481.637-165.969=0.008.
加工完在机床复校轴承孔并送三坐标计量,轴承孔A1相对于轴承孔A2和轴承孔A3拟合轴线的同心度为0.018,很好地满足了设计要求,证明此方法可行,可以替代原来的加工工艺。
3.3 注意事项
(1)首次加工需试切,换单首件需试切;
(2)每次精镗前需进行探头采点对比后自动补偿;
(3)此补偿数值在不同机床是不一致的。
4 结论
本文提出了一种回转误差的自动补偿方式并进行了可行性验证,以替代原有的加工工艺方法。应用该工艺方法加工出的零件符合设计要求,实际应用中在减轻工人劳动强度、提升加工自动化等方面有明显改善,具有一定的推广价值。
参考文献:
[1] 彼得·斯密德.数控编程手册[M].北京:化学工业出版社,2016.
[2] 甘永立.几何量公差与检测[M].上海:上海科学技术出版社,2010.
[3] 谢铁邦,李柱.互换性与技术测量[M].武汉:华中科技大学出版社,1988.
[4] 杜军.数控宏程序编程手册[M].北京:化学工业出版社,2018.
作者简介:华刚(1985—),男,工学学士,工程师,主要从事金属切削加工技术研究工作。
(作者单位:南京高速齿轮制造有限公司)