一种分段式齿圈的加工方法技术

本发明专利技术公开了一种分段式齿圈的加工方法，包括以下步骤：步骤一、毛坯件的铸造：将齿圈进行分段设计，分段后的单个齿段铸造成型，成型后的齿段毛坯件留有余量；步骤二、粗铣结合面：对每个齿段的端部结合面进行粗铣加工，粗铣完成后，其端部结合面留有余量；步骤三、粗车外圆；本发明专利技术在对分段式齿圈的加工过程中，在结合面进行半精铣的阶段，先将其中部分结合面精铣到设计尺寸，然后将精铣后的结合面对接，使分段式的齿圈形成两个半圆环件，降低了之后工序的加工难度，并且有利于保证结合面处于齿根中间位置的设计要求，降低结合面部位的齿牙因受力而产生断裂的几率，延长了整体齿圈的使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种分段式齿圈的加工方法


[0001]本专利技术属于大型齿圈加工方法
，具体涉及一种分段式齿圈的加工方法。

技术介绍

[0002]目前，在加工超大直径齿轮（或齿圈）时，由于齿轮直径通常大于6米，按传统的齿轮加工方法存在以下几点缺陷：
①
齿轮直径过大会导致毛坯不容易铸造，具有成本高、铸造难度大、质量差的问题；
②
零件在机械加工时无法完全由工作台支撑，导致零件中心无法与机床回转中心重合，从而导致加工难度大、加工精度低的问题；
③
这种大型的齿轮也不便于后续的运输及装配工作，影响工作效率。因此，现有技术中通常采用分段式加工方法对齿轮进行加工，即将齿轮分成四段，每个齿段单独铸造成毛坯后再进行机械加工，机械加工时，对于每个齿段结合面的加工步骤是先粗铣结合面，热处理之后再半精铣结合面，然后经粗开齿后再精铣结合面，最后再精滚齿，实现超大型齿轮的加工。
[0003]然而，上述的加工方法在实际工作过程中也具有一定的缺陷，由于齿轮的内壁或外壁位置具有齿牙，而粗开齿阶段是在齿段的结合面经半精铣之后进行的，每个齿段的结合面处均留有一定的余量尺寸，四个齿段共有8处余量，这些余量尺寸累加后会对齿牙的成型位置造成一定的影响，具体体现在：由于齿牙工作时的受力位置在齿的渐开线位置，为了保证齿牙的长寿命使用，需要使两个齿段相对接的结合面处于齿根中间位置，而上述加工方案往往由于累计余量过多造成最终结合面偏离于齿根中心，这就容易导致该处结合面所在位置的齿牙产生断裂，影响齿轮的正常使用，造成设备停机，增大企业的成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种分段式齿圈的加工方法，用以解决上述
技术介绍
中所提出的现有分段式齿轮加工制造过程中，容易造成齿段结合面无法处于齿根中间位置的问题，能够使得加工完成后的齿圈具有结构稳定、使用寿命长的优点，避免造成设备停机及成本过大的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种分段式齿圈的加工方法，包括以下步骤：步骤一、毛坯件的铸造：将齿圈进行分段设计，分段后的单个齿段铸造成型，成型后的齿段毛坯件留有余量；步骤二、粗铣结合面：对每个齿段的端部结合面进行粗铣加工，粗铣完成后，其端部结合面留有余量；步骤三、粗车外圆：将相邻两个齿段的结合面部位通过螺栓螺母进行连接，形成圆环状结构，并将组装后圆环状结构的工件在立式车床上对其外圆进行车削，车削完成后，外圆上留有余量；步骤四、调质处理；步骤五、将部分齿段的结合面精铣到设计尺寸，部分结合面进行半精铣，其中，精铣到设计尺寸的结合面在齿段相互对接后，形成两个半圆环件，半精铣的结合面处于半圆
环件的两个端部位置；步骤六、半精车：将步骤五的两个半圆环件在两端结合面处利用螺栓连接，使其形成整体圆环件，将整体圆环件在立式车床上对其外圆进行半精车削，车削完成后的外圆尺寸留有余量；步骤七、粗开齿：以步骤六的两个半圆环件的其中一处结合面作为基准，在滚齿机上对圆环件外圆进行开齿，滚齿完成后，齿牙部位留有余量；步骤八、精铣剩余结合面：将步骤五中经过半精铣的结合面进一步进行铣削加工，并加工至设计尺寸；步骤九、精车：将两个圆环的结合面对接并通过螺栓连接形成整体圆环件后，将圆环件在立式车床上进行车削加工，其中，车削加工的外圆尺寸至设计尺寸；步骤十、精滚齿：将经过精车后的圆环件置于滚齿机上，沿着步骤七所开的齿位进行精滚齿，滚齿尺寸为设计尺寸，完成整个加工过程。
[0006]所述步骤一中，单个齿圈分段后的齿段数为大于2的偶数。
[0007]所述步骤一中，毛坯件的余量为60
‑
80mm。
[0008]所述步骤二中，齿段两端结合面的余量为8
‑
10mm。
[0009]所述步骤三中，外圆余量为40
‑
50mm。
[0010]所述步骤四中，调质处理的方法为：将齿圈淬火后进行高温回火。
[0011]所述步骤五中，半精铣的结合面余量尺寸为2
‑
3mm。
[0012]所述步骤六中，半精车后外圆余量尺寸为15
‑
20mm。
[0013]所述步骤七中，齿牙部位余量尺寸为15
‑
20mm。
[0014]所述步骤七中，在经过粗开齿后，作为基准的结合面处于开齿后齿根的中间位置。
[0015]其中，步骤一对单个齿段分别进行铸造，其目的是为了提高铸造的品质，降低单个毛坯件的尺寸，从而有利于单个齿段的加工制造，有利于提高加工精度，并且有助于后续运输工作的便捷性。
[0016]其中，步骤五对部分齿段的结合面精铣到设计尺寸，其余结合面进行半精铣，其目的一是先将精铣到设计尺寸齿段进行对接，形成半圆环件，在后续的半精车、粗开齿工序中不再考虑该结合面余量的问题，使得工作人员按照两个圆环件加工的方式进行齿圈加工，降低工作的难度；目的二是为了避免在滚齿后，其中一处或多处的结合面偏离出齿牙的齿根中心，造成该处齿牙在受力后容易产生断裂的问题，有利于延长齿圈的使用寿命。
[0017]本专利技术的有益效果为：本专利技术在对分段式齿圈的加工过程中，在结合面进行半精铣的阶段，先将其中部分结合面精铣到设计尺寸，然后将精铣后的结合面对接，使分段式的齿圈形成两个半圆环件，降低了之后工序的加工难度，并且有利于保证结合面处于齿根中间位置的设计要求，降低结合面部位的齿牙因受力而产生断裂的几率，延长了整体齿圈的使用寿命。
附图说明
[0018]图1为本专利技术步骤二的示意图；图2为本专利技术步骤三的示意图；图3为本专利技术步骤五的示意图；
图4为本专利技术步骤六的示意图；图5为本专利技术步骤七的示意图；图6为本专利技术步骤八的示意图；图7为本专利技术步骤九的示意图；图8为本专利技术步骤十的示意图。
具体实施方式
[0019]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。
[0020]如图所示，一种分段式齿圈的加工方法，包括以下步骤：步骤一、毛坯件的铸造：将齿圈进行分段设计，分段后的单个齿段铸造成型，成型后的齿段毛坯件留有余量，余量为60
‑
80mm；步骤二、粗铣结合面：对每个齿段的端部结合面进行粗铣加工，如图1所示，其结合面为齿段两端的a面，粗铣完成后，其端部结合面留有余量，余量为8
‑
10mm；步骤三、粗车外圆：如图2所示，将相邻两个齿段的结合面部位通过螺栓螺母进行连接，形成圆环状结构，并将组装后圆环状结构的工件在立式车床上对其外圆b进行车削，车削完成后，外圆上留有余量，余量为40
‑
50mm；步骤四、调质处理，其中淬火温度为860℃
±
15℃，高温回火温度为540℃
±
15℃，保温时间为720min；步骤五、如图3所示，将部分齿段的结合面（c面）精铣到设计尺寸，部分结合面（d面）进行半精铣，其中，精铣到设计尺寸的结合面在齿段相互对接后，形成两个半圆环件，半精铣的结合面处于半圆环件的两个端部位置，具体地，两个半精铣的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段式齿圈的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、毛坯件的铸造：将齿圈进行分段设计，分段后的单个齿段铸造成型，成型后的齿段毛坯件留有余量；步骤二、粗铣结合面：对每个齿段的端部结合面进行粗铣加工，粗铣完成后，其端部结合面留有余量；步骤三、粗车外圆：将相邻两个齿段的结合面部位通过螺栓螺母进行连接，形成圆环状结构，并将组装后圆环状结构的工件在立式车床上对其外圆进行车削，车削完成后，外圆上留有余量；步骤四、调质处理；步骤五、将部分齿段的结合面精铣到设计尺寸，部分结合面进行半精铣，其中，精铣到设计尺寸的结合面在齿段相互对接后，形成两个半圆环件，半精铣的结合面处于半圆环件的两个端部位置；步骤六、半精车：将步骤五的两个半圆环件在两端结合面处利用螺栓连接，使其形成整体圆环件，将整体圆环件在立式车床上对其外圆进行半精车削，车削完成后的外圆尺寸留有余量；步骤七、粗开齿：以步骤六的两个半圆环件的其中一处结合面作为基准，在滚齿机上对圆环件外圆进行开齿，滚齿完成后，齿牙部位留有余量；步骤八、精铣剩余结合面：将步骤五中经过半精铣的结合面进一步进行铣削加工，并加工至设计尺寸；步骤九、精车：将两个圆环的结合面对接并通过螺栓连接形成整体圆环件后，将圆环件在立式车床上进行车削加工，其中，车削加工的外圆尺寸至设计尺寸；步骤十、精滚齿：将经过精车后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：司顺理，姬钢，董伟丽，马鹏涛，冯博文，于振，徐雪娜，
申请(专利权)人：中实洛阳重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：