專利名稱：減速器機(jī)體的垂直相交孔系加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械垂直相交孔系的加工技術(shù)，具體涉及ー種加工減速器機(jī)體上位置精度要求高的垂直相交孔系的方法
背景技術(shù)：
立式磨機(jī)是ー種用于粉磨水泥、煤及其它建筑、化工、陶瓷等エ業(yè)原料的設(shè)備，其具有體積小、重量輕、占地少、電耗低、節(jié)能、使用壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)。立式磨機(jī)減速機(jī)是立式磨機(jī)系統(tǒng)的核心傳動(dòng)設(shè)備。由于減速機(jī)的使用エ況特別惡劣，要求在連續(xù)承受沖擊、振動(dòng)、過載的情況下運(yùn)行，而且要求使用壽命15年以上，可靠性要求也特別高。再之，此減速器位于立磨下方，在滿足功率使用要求的情況下，要求減速器體積盡量小，重量盡量輕，故立式磨機(jī)的使用エ礦對減速機(jī)的設(shè)計(jì)制造提出了更高的要求。目前世界上立磨減速器有兩種結(jié)構(gòu)一種是ー級錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)加多級平行級結(jié)構(gòu)，屬第一代；另一種是ー級錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)加ー級或ニ級行星結(jié)構(gòu)，屬第二代。為了縮小減速器整機(jī)體積，整機(jī)設(shè)計(jì)采用ー級傘齒輪加兩級行星傳動(dòng)，同時(shí)機(jī)體采用圓筒式焊接結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，大大減輕了機(jī)體重量。但同時(shí)機(jī)體的設(shè)計(jì)精度要求很高，表面粗糙度要求超低(Ra3. 2)，給制造提出了更高的要求及難度。根據(jù)立磨減速器的使用特點(diǎn)，決定了其輸入輸出軸線垂直相交，故其機(jī)體的孔系為垂直相交孔系，一般加工エ藝流程為I、機(jī)體焊后退火，消除焊接應(yīng)力以保證エ件的穩(wěn)定性。2、一般普通加工機(jī)床進(jìn)行粗加工，按エ藝規(guī)范留量。3、粗加工后機(jī)體進(jìn)行人エ時(shí)效，最大限度的釋放焊接殘余應(yīng)力、熱應(yīng)カ和機(jī)加工應(yīng)カ，保證構(gòu)件的穩(wěn)定性。4、利用精度較高的普通立式車床一次裝卡對機(jī)體垂直軸線A-B上孔進(jìn)行半精加エ和精加工。5、劃機(jī)體水平軸孔V位置加工線6、按線找正利用精度較高的普通鏜銑床一次裝卡對機(jī)體水平軸線上孔V進(jìn)行半精加工和精加工。通過上述エ藝流程可以看出，加工垂直相交孔為兩道相關(guān)聯(lián)的獨(dú)立加工エ序，垂直孔A-B為普通車床エ序，水平孔V為普通鏜銑床エ序，兩道エ序間通過劃線連接，加工精度低，保證不了兩垂直相交孔系圖紙要求的形位精度；且以往垂直相交孔系的位置精度無法直接測量，只有待裝配時(shí)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整工作量很大，且很難滿足圖紙裝配精度要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種高精度加工減速器機(jī)體垂直相交孔系的加工方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明創(chuàng)造采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明的減速器機(jī)體垂直相交孔系加工方法技術(shù)要點(diǎn)是I、采用數(shù)控模擬技術(shù)，選擇切削用量；2、利用高精密數(shù)控機(jī)床光整加工以達(dá)到超低的表面粗糙度要求；3、應(yīng)用世界上最先進(jìn)的激光跟蹤檢測技術(shù)，保證了形位精度；4、一般エ藝流程和特殊エ藝流程相結(jié)合，合理的分配加工エ序及エ序間余量，優(yōu)化選擇各エ序的切削用量，減少加工應(yīng)力，同時(shí)釋放應(yīng)カ；
5、精密數(shù)控機(jī)床與通用機(jī)床相結(jié)合；6、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)等新エ藝與傳統(tǒng)エ藝結(jié)合。本發(fā)明具備上述技術(shù)要點(diǎn)的技術(shù)方案為a、機(jī)體焊后退火，消除焊接應(yīng)力以保證エ件的穩(wěn)定性；b、機(jī)體粗加工(I)劃線檢查機(jī)體變形情況及各部加工余量；(2)利用一般精度的P級立式車床加工垂直孔系A(chǔ)-B，一般精度P級鏜床加工水平孔V，各エ序間按エ藝規(guī)范留加工余量；(3)細(xì)化各エ序的每ーエ步和選擇合理的エ步間余量，保證熱處理變形余量的情況下最大限度的切除毛坯余量，以減少加工應(yīng)カ；C、機(jī)體粗加工后進(jìn)行人エ時(shí)效，最大限度的釋放焊接殘余應(yīng)力、熱應(yīng)カ和機(jī)加工應(yīng)力，保證構(gòu)件的穩(wěn)定性；d、機(jī)體半精加工利用高精度的P級機(jī)床對機(jī)體進(jìn)行多エ序半精加工，先選用一般精度的P級立式車床加工機(jī)體底面和垂直孔系A(chǔ)-B、一般精度的P級鏜床加工水平孔V，再選用高精度的M級立式車床加工機(jī)體底面和垂直孔系A(chǔ)-B、高精度的M級鏜床加工水平孔V，優(yōu)化工序間加エ余量，同時(shí)利用各半精加工多エ序間轉(zhuǎn)序時(shí)間合理安排自然時(shí)效，以消除殘余熱應(yīng)カ和加工應(yīng)カ保證構(gòu)件的穩(wěn)定性；其作用與傳統(tǒng)自然時(shí)效等效，但無需長時(shí)間的放置，從而不影響生產(chǎn)；e、應(yīng)用高精密數(shù)控車銑加工中心對半精加工后機(jī)體模擬加工，即通過多次模擬實(shí)驗(yàn)優(yōu)化選擇(即通過程序優(yōu)化每一孔切削用量)精加工切削用量進(jìn)行精加工；精加工時(shí)先選用立式車銑加工中心車刀架加工垂直孔系A(chǔ)-B，再調(diào)換鏜銑頭利用機(jī)床的高定位精度在水平孔V加工ー鏜孔V找正基準(zhǔn)，而后選用高精密數(shù)控鏜銑床按基準(zhǔn)孔找正精鏜水平孔V ；f、應(yīng)用空間激光檢測技術(shù)與數(shù)控機(jī)床配合以完成機(jī)體的精加工，保證機(jī)體的形位精度；在精加工過程中，高精密激光跟蹤檢測儀配合檢查垂直孔系A(chǔ)-B、水平孔V及其之間的形位精度，若檢測結(jié)果不滿足圖紙要求，根據(jù)檢測結(jié)果微調(diào)加工程序再精加工；g、應(yīng)用高精密數(shù)控機(jī)床光整精加工以達(dá)到表面粗糙度。進(jìn)一歩，b步驟劃線時(shí)，劃垂直孔系A(chǔ)-B、水平孔V的中心線，并保證兩中心線垂直相交。進(jìn)一歩，c步驟時(shí)效后噴丸處理以提高不加工面的表面機(jī)械性能。進(jìn)一歩，d步驟利用各半精加工多エ序間轉(zhuǎn)序時(shí)間合理安排自然時(shí)效時(shí)，上道エ序執(zhí)行后轉(zhuǎn)下道エ序前要求エ件自然放置48至72小時(shí)自然失效。本發(fā)明的垂直相交孔系的加工方法，利用數(shù)控立式加工中心加工垂直軸線上孔A-B,以保證軸線上各孔同心要求，同時(shí)以垂直軸線為基準(zhǔn)鏜一段水平孔，由于水平孔長度較長，為保證加工精度只鏜一段做找正基準(zhǔn)，避免了劃線誤差，以做加工水平孔V找正基準(zhǔn)。同樣利用高精度數(shù)控鏜銑床加工水平軸線上的孔V，其加工不以劃線為找正基準(zhǔn)，而是以加工垂直孔時(shí)加工的基準(zhǔn)找正，找正精度高，同時(shí)應(yīng)用空間激光檢測技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)配合，保證機(jī)體垂直相交孔系的形位精度。應(yīng)用高精密數(shù)控機(jī)床的光整加工技術(shù)和數(shù)控模擬技術(shù)選擇合理切削用量，來保證機(jī)體垂直相交孔系表面的低粗糙度要求，這是普通機(jī)床所達(dá)不到的。由于提高了加工精度，達(dá)到了圖紙要求精度，大大減少了裝配的調(diào)整量，提高了裝配精度。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明創(chuàng)造具備如下積極效果I、本發(fā)明采用新的エ藝技術(shù)、高精度數(shù)控機(jī)床、最先進(jìn)的激光測量技術(shù)，加工精度高，保證了垂直相交孔系的形位精度。2、本發(fā)明采用數(shù)控模擬技術(shù)和高精密數(shù)控機(jī)床光整加工技術(shù)達(dá)到了配合表面較低的粗糙度。 3、本發(fā)明加工精度高，大大減少了裝配調(diào)整量，提高了裝配精度。4、本發(fā)明具有經(jīng)濟(jì)使用、高效率、高精度、易操作且安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本實(shí)施例立磨減速器機(jī)體上垂直相交孔系的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)施例立磨減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施例方式結(jié)合圖I，所加工的功率4800-5300KW立磨減速器機(jī)體上垂直相交孔系主要要求I、機(jī)體各配合的尺寸精度6-7級。2、機(jī)體各孔、面之間的形狀位置精度4-6級。3、相對運(yùn)動(dòng)的配合面粗糙度Ra3. 2。本發(fā)明的大型立磨減速器機(jī)體的垂直相交孔系加工方法應(yīng)用為I、如圖2，機(jī)體進(jìn)行焊接及焊后退火以消除焊接應(yīng)力；2、劃線檢查焊接機(jī)體各部加工余量，劃垂直孔系A(chǔ)-B、水平孔V的中心線，并保證兩中心線垂直相交；3、選用P級精度的KY-64立式車床粗車機(jī)體底面D，調(diào)裝粗車垂直孔系A(chǔ)_B_C及K、E面；選用P級精度的W200H鏜床粗鏜水平孔V及其端面，同時(shí)按エ藝規(guī)范優(yōu)化工序間余量，在保證熱處理變形余量的情況下最大限度的切除毛坯余量，以減少后續(xù)エ序的加工應(yīng)力。需說明的是，此兩道エ序互為獨(dú)立，通過劃線聯(lián)接。4、人工時(shí)效及噴丸處理，最大限度的釋放焊接殘余應(yīng)カ和加工應(yīng)力，提高不加工面的表面性能。5、熱處理后為保證零件的精度，對エ藝方案進(jìn)行優(yōu)化、細(xì)化、精化。優(yōu)化工序機(jī)體時(shí)效后的粗加工選用P級精度的KY-64立式車床按エ藝規(guī)范先粗車機(jī)體底面D，調(diào)裝粗車垂直孔系A(chǔ)-B-C及K、E面，選用P級精度的W200H鏜床按エ藝規(guī)范粗鏜水平孔V及其端面；再選用M級精度的SKJ32-63普通立式車床半精車機(jī)體底面D，調(diào)裝半精車垂直孔系A(chǔ)-B-C及K、E面，選用M精度的TK6920數(shù)控鏜床半精鏜水平孔V及其端面；上述各工序均為獨(dú)立工序，各工序間按工藝規(guī)范留加工余量。最后選用進(jìn)口高精密數(shù)控車銑加工中心AC64TM5700精加工和超精加工機(jī)體底面D及垂直孔系A(chǔ)_B_C、K面、E面，同時(shí)調(diào)換鏜銑頭在水平孔V上鏜一加工孔V時(shí)的找正基準(zhǔn)，選用進(jìn)口的高精密數(shù)控鏜床FAF260精加工和超精加工水平孔V及其端面，精加工的車工序和鏜工序而是相互聯(lián)系的兩道工序。細(xì)化工序半精加工、精加工、超精加工等每一工序均分若干工步，細(xì)化每工步的定位、找正及切削用量，以減少加工應(yīng)力；細(xì)化半精加工工序其作用是利用半精加工各工序間轉(zhuǎn)序時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，上道工序執(zhí)行后轉(zhuǎn)下道工序前要求工件自然放置48至72小時(shí)自然失效；不同于傳統(tǒng)的長時(shí)間放置自然失效，以最大限度的釋放構(gòu)件的焊接殘余應(yīng)力、熱處理的殘余應(yīng)力、加工應(yīng)力，保證零件的穩(wěn)定性。
6、在精加工和超精加工工序間，利用進(jìn)口高精密數(shù)控立式加工中心AC64TM5700車床進(jìn)行超精加工垂直軸線上的孔A-B，工件裝卡時(shí)壓表控制卡緊力，以防卡緊力過大工件變形，然后多工步精細(xì)化加工。首先選擇中轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速40-70m/min)、中走刀量(走刀量
0.6mm/r)和較大切深量(切深1_1. 5mm)，各單面留量Imm精加工；松卡抓，待工件冷至室溫后重新找正卡緊，嚴(yán)格控制卡緊力，選擇高轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速60—100m/min)、小走刀(走刀量
0.3-0. 4mm/r)和小切深量(切深0. 2-0. 3mm)超精加工，切削用量通過多次數(shù)控模擬試驗(yàn)優(yōu)化選擇；在精加工后超精加工前同時(shí)應(yīng)用世界上最高精密的空間激光跟蹤測量儀配合檢測垂直軸線上各孔A-B形狀位置公差，根據(jù)檢測結(jié)果微調(diào)數(shù)控程序達(dá)到或超過圖紙精度要求后超精加工。同時(shí)在水平軸線上的孔V加工一段找正基準(zhǔn)，以提高加工水平孔V找正精度。利用進(jìn)口高精密數(shù)控FAF260鏜銑床進(jìn)行超精加工水平軸線上的孔V，工件裝卡時(shí)壓表控制卡緊力，以防卡緊力過大工件變形，然后多工步精細(xì)化加工。首先選擇中轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速40-50r/min)、中走刀量(走刀量0. 2-0. 25mm)和較大切深量(切深I(lǐng). 5_2mm)，各單面留量Imm精加工；松卡抓，待工件冷至室溫后重新找正卡緊，嚴(yán)格控制卡緊力，選擇高轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速60-75r/min)、小走刀(走刀量0. 1-0. 5mm)和小切深量(切深0. 15-0. 2mm)超精加工，切削用量通過多次數(shù)控模擬試驗(yàn)優(yōu)化選擇，同時(shí)應(yīng)用世界上最高精密的空間激光跟蹤測量儀配合檢測水平孔V及水平孔V與垂直軸線上孔A-B的形狀位置公差，根據(jù)檢測結(jié)果微調(diào)數(shù)控程序以達(dá)到或超過圖紙精度要求。7、粗糙度Ra3. 2的表面加工由于零件尺寸大，形狀相對復(fù)雜，為達(dá)到或超過圖紙要求的低粗糙度，應(yīng)用精密數(shù)控機(jī)床光整加工技術(shù)配以數(shù)控模擬技術(shù)來完成。本工藝方法實(shí)施效果經(jīng)檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過圖紙要求，且經(jīng)過裝配調(diào)試和用戶現(xiàn)場使用效果很好。需說明的是，本實(shí)施例未詳盡敘述的工藝步驟為現(xiàn)有成型技術(shù)，且本發(fā)明的技術(shù)點(diǎn)為工藝步驟的設(shè)置，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本文公開的工藝方法的教導(dǎo)，無需再付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造。與傳統(tǒng)工藝比較的優(yōu)點(diǎn)有I、加工精度高。傳統(tǒng)工藝加工的機(jī)體形位公差較大且超出圖紙要求，裝配調(diào)整量大，裝配精度低，裝配后噪音大，載荷分布不均，使用過程中出現(xiàn)這樣那樣的問題；本發(fā)明加工精度均達(dá)到或超過圖紙要求，裝配精度高，用戶現(xiàn)場應(yīng)用效果很好。
2、提高了效率。傳 統(tǒng)工藝加工由于檢驗(yàn)方法落后，加工精度低，需裝配反復(fù)調(diào)裝及返修，且裝配精度也不理想；新工藝技術(shù)加工精度高，且裝配試車一次成功，避免了重復(fù)返修工作。
權(quán)利要求
1.一種減速器機(jī)體的垂直相交孔系加工方法，其特征是包括以下加工步驟 a、機(jī)體焊后退火，消除焊接應(yīng)力以保證エ件的穩(wěn)定性； b、機(jī)體粗加工 (1)劃線檢查機(jī)體變形情況及各部加工余量； (2)利用一般精度的P級立式車床加工垂直孔系A(chǔ)-B，一般精度的P級鏜床加工水平孔V，各エ序間按エ藝規(guī)范留加工余量； (3)細(xì)化各エ序的每ーエ步和選擇合理的エ步間余量，保證熱處理變形余量的情況下最大限度的切除毛坯余量，以減少加工應(yīng)カ； C、機(jī)體粗加工后進(jìn)行人エ時(shí)效，最大限度的釋放焊接殘余應(yīng)力、熱應(yīng)カ和機(jī)加工應(yīng)力，保證構(gòu)件的穩(wěn)定性； d、機(jī)體半精加工 利用高精度的P級機(jī)床對機(jī)體進(jìn)行多エ序半精加工，先選用一般精度的P級立式車床加工機(jī)體底面和垂直孔系A(chǔ)-B、一般精度的P級鏜床加工水平孔V ;再選用高精度的M級立式車床加工機(jī)體底面和垂直孔系A(chǔ)-B、高精度的M級鏜床加工水平孔V，優(yōu)化工序間加工余量，同時(shí)利用各半精加工多エ序間轉(zhuǎn)序時(shí)間合理安排自然時(shí)效，以消除殘余熱應(yīng)カ和加工應(yīng)カ保證構(gòu)件的穩(wěn)定性； e、應(yīng)用高精密數(shù)控車銑加工中心對半精加工后機(jī)體模擬加工，通過程序優(yōu)化每一孔切削用量進(jìn)行精加工；精加工時(shí)先選用立式車銑加工中心車刀架加工垂直孔系A(chǔ)-B，再調(diào)換鏜銑頭利用機(jī)床的高定位精度在水平孔V加工ー鏜孔V找正基準(zhǔn)，而后選用高精密數(shù)控鏜銑床按基準(zhǔn)孔找正精鏜水平孔V ； f、應(yīng)用空間激光檢測技術(shù)與數(shù)控機(jī)床配合以完成機(jī)體的精加工，保證機(jī)體的形位精度；在精加工過程中，高精密激光跟蹤檢測儀配合檢查垂直孔系A(chǔ)-B、水平孔V及其之間的形位精度，若檢測結(jié)果不滿足圖紙要求，根據(jù)檢測結(jié)果微調(diào)加工程序再精加工； g、應(yīng)用高精密數(shù)控機(jī)床光整精加工以達(dá)到表面粗糙度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的減速器機(jī)體的垂直相交孔系加工方法，其特征是b步驟劃線時(shí)，劃垂直孔系A(chǔ)-B、水平孔V的中心線，并保證兩中心線垂直相交。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的減速器機(jī)體的垂直相交孔系加工方法，其特征是c步驟時(shí)效后噴丸處理以提高不加工面的表面機(jī)械性能。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的減速器機(jī)體的垂直相交孔系加工方法，其特征是d步驟利用各半精加工多エ序間轉(zhuǎn)序時(shí)間合理安排自然時(shí)效時(shí)，上道エ序執(zhí)行后轉(zhuǎn)下道エ序前要求エ件自然放置48至72小時(shí)自然失效。
全文摘要
本發(fā)明公開的減速器機(jī)體的垂直相交孔系加工方法，利用數(shù)控立式加工中心加工垂直軸線上孔A-B，以保證軸線上各孔同心要求，同時(shí)以垂直軸線為基準(zhǔn)鏜一段水平孔，由于水平孔長度較長，為保證加工精度只鏜一段做找正基準(zhǔn)，避免了劃線誤差，以做加工水平孔V找正基準(zhǔn)。同樣利用高精度數(shù)控鏜銑床加工水平軸線上的孔V，其加工不以劃線為找正基準(zhǔn)，而是以加工垂直孔時(shí)加工的基準(zhǔn)找正，找正精度高；同時(shí)應(yīng)用空間激光檢測技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)配合，保證機(jī)體垂直相交孔系的形位精度。應(yīng)用高精密數(shù)控機(jī)床的光整加工技術(shù)和數(shù)控模擬技術(shù)選擇合理切削用量，來保證機(jī)體垂直相交孔系表面的低粗糙度要求。本加工方法大大減少了裝配的調(diào)整量，提高了裝配精度。
文檔編號(hào)B23P25/00GK102642114SQ20121010318
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者亢志強(qiáng), 劉成 申請人:中信重工機(jī)械股份有限公司, 洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司