圖1   盤形零件圖

　　盤形零（líng）件因其（qí）零件長度與直徑比很大，零件厚度不足導致剛性差，加工工藝性不好。零件加工時，在切削力、夾緊力（lì）、切削（xuē）振動等因素作用下，極易加工變形，精度不能（néng）保證（zhèng）。

　　零件的（de）特點及加工難點

　　盤形（xíng）齒輪零件如圖1所示，零件材料為（wéi）鈦合金TC4-R，零件外徑φ2010      mm，零件總厚度為9mm。零件兩端的表麵上分別（bié）設計有減輕槽，一（yī）個表麵均布（bù）有6處扇形減（jiǎn）輕槽，另（lìng）一表麵有兩處（chù）環形減輕槽，零件（jiàn）中間部分厚度變為3mm。齒輪齒數為400，模數為0.5mm，齒（chǐ）輪精度等（děng）級為6級。此零件長徑（jìng）比最大處達到1：67，屬於薄壁（bì）零件，它有（yǒu）以下特點：

　　（1）零（líng）件壁厚（hòu）不足，剛（gāng）性差，在夾緊力或（huò）切削力（lì）作用下（xià），零件厚（hòu）度不足以抵抗夾緊力的作用，極易產生變形，無法達（dá）到尺寸精度、形（xíng）位精度（dù）、齒輪精度要求。

　　（2）零件質量重，外徑大而薄，兩麵有多種（zhǒng）減輕槽（cáo），定位、支撐、著力點（diǎn）小，定位夾緊（jǐn）困難。

　　（3）在切削力特別是軸向力的作用下，很容易產生振動和變形，影響零件尺寸精度、形位精度、齒輪精度和表麵粗糙（cāo）度。

　　工藝措施及注意事項

　　對盤形齒（chǐ）輪零件的設計圖進行分析，將毛坯加工至成品零件，材料的（de）去除率為60%以上，較大的材料去除率，如果（guǒ）不能很好地處理殘餘（yú）應力釋放問題，容易造成（chéng）零件加工過程中（zhōng）及加工後的變形，從而不能滿足設計要求。

　　為減少零件變形對加工精度的影響，工藝流程劃分為粗加工→時效（xiào）→精加工→加工。粗加工主要是去除各（gè）表麵大餘量。時效是去除精加工（gōng）的殘餘應力（lì）。精加工中定位麵的精加工是（shì）關鍵工序，為後續的精加工、齒輪（lún）加工做工藝準備。齒輪加工安排（pái）在精加工後進行。

　　工藝（yì）流程的每個工序都要考慮釋放應力和控製（zhì）零件加工變形，無論哪個階段，都把控製變形作為零件加工的重要內容進行分析和考慮，以確保零件的加工精度。

　　粗加工保留了精（jīng）加（jiā）工餘量以後，零件基本結構（gòu）已經全部加工成形。粗加工為精加工所留餘量，在保證精加工要求的前（qián）提下，盡量減少餘量留存，以保證精加工在去除餘量後不會造成大的變（biàn）形。根據（jù）經驗（yàn）和實踐，外圓留餘量單邊0.3～0.4mm，端麵留0.15～0.2mm.同時粗加工時對零件端麵的平麵（miàn）度（dù）要有限製（zhì）。

　　精加工時，定（dìng）位基準的選擇和加工精度對保證零件精度至（zhì）關重要。任何高精度表麵加工前（qián）一定要先選好、加工好定位基準。為了保證6級齒輪精度，應考慮將零件加工基準和齒輪的加工基準重（chóng）合；定位基準穩定可靠；所使用（yòng）的（de）定位基（jī）準設計的（de）夾具結構簡（jiǎn）單，易操作的原（yuán）則。根據這些原則，此零件選擇一個（gè）孔和一個端麵作為定位基（jī）準。φ71 mm台階孔（基準A）及其端（duān）麵（基（jī）準B），是設計和裝配基（jī）準，但是孔長太短（duǎn），端麵也（yě）太小。用（yòng）它們做定位基準顯然不合適。所以選用φ65 mm孔定位，定位麵相對較（jiào）長，又是通孔，夾具好製造且裝卸零件也方便。但（dàn）是φ65 mm孔公差大（dà），也沒有形位公差限製。因此在選用此孔做定（dìng）位基準時，要（yào）對其尺寸精度、對設計（jì）基準φ71的同軸度（dù）提高要求（qiú），根據經驗和試驗一般孔公差按IT7級,同軸度不大於0.005mm，以消除工藝基準與設計基準不重合造成的誤差。定位端麵的選用，因兩（liǎng）個大端麵多溝槽，不是一個完整（zhěng）的平麵，其形狀（zhuàng）精度不高，而齒輪精度等級為6級，齒向誤（wù）差為0.006mm，因此做定位麵（miàn）的端麵要提高形位公差要求，根據實踐平麵度應不大於0.005 mm，端麵對定位孔φ65 mm的垂直度要求應不大於0.005mm，對基準（zhǔn）麵B的平行（háng）度要求應不大（dà）於0.005 mm，同（tóng）時按齒輪精度等級查表選擇零件另一端麵對定位孔的跳動值。選用φ65 mm孔和一大端麵作為（wéi）定位基準麵，保證精加工、齒輪加工、檢驗和安（ān）裝時的基準統一。雖然（rán）基準進行了轉換，但工藝（yì）采取措施滿足了設計要求。

　　零件的精度要求高（gāo），精（jīng）加工定位孔與定位（wèi）端麵的加工是加工（gōng）的關鍵技術，主要是（shì）由鉗（qián）工和車工進行。鉗工配合車床保證零件定位孔、定位（wèi）端麵的形位公差要求。首先由車工車定位麵（miàn）和一個孔φ93 mm，要求一次（cì）加工完成，然後鉗（qián）工研磨加工過的端（duān）麵，保證平麵度0.005 mm，車工以研（yán）過的端麵和φ93 mm定位，軸向壓緊加工φ65 mm、φ71 mm、環（huán）形（xíng）槽、端麵和最大（dà）外徑φ201 mm，要求一次加工完成。這（zhè）樣保證了零件（jiàn）的形位公差要求。

　　值得注意的是：加工過程（chéng）要降低切削力，控製走刀量，防（fáng）止（zhǐ）零件振顫（chàn）；夾緊力控製適當，既要保證零件夾緊又不能使零件變形（xíng），為控製零件在裝夾過程的受力變形量可（kě）以采用端麵打表的方式進行控製；端麵接刀要避開裝配位置、零件定位、壓緊位置（zhì）；平麵度0.005mm檢測，因為不是設計要求，是工藝過程的要求，不一定（dìng）要有實測數據，隻要能滿足（zú）最終齒輪加工精度要求即可。通（tōng）過（guò）跟蹤現場，發現隻（zhī）要將零件定位麵放在檢驗（yàn）平台上推，感覺有均勻的（de）相互吸（xī）力，零件的平（píng）麵度就能滿足後續零件的加工精度，同時也可（kě）采（cǎi）用在平台上用表打（dǎ）端麵的方（fāng）法配合使用，這種檢驗方法（fǎ）易操作也好掌（zhǎng）握。

　　在保證滾齒夾具必要的硬度、精（jīng）度的同時，夾具定（dìng）位麵以及（jí）壓緊麵的設計很關鍵，根據零件的結構，為消除因定位麵（miàn）不平，零件在壓緊過程產（chǎn）生的變形，使零件獲得準確可靠的裝夾，選用（yòng）零件兩（liǎng）端麵靠近齒根部的環形實體麵作為定位和壓緊位置。因此夾具的定位端麵及壓緊塊上應加（jiā）工出一個大的環形槽，以便讓開零件的非定位部分，這樣可減輕夾具重量（liàng），夾具也（yě）容易製（zhì）造。
 
 
　　夾具裝在滾齒機上之後，應對夾具進行找正。找正夾具的定位軸與工作台同心；找正夾具（jù）定位軸與（yǔ）工作（zuò）台垂直；找正夾具定位端麵與工作台平行。注意夾具的徑向跳動不（bú）大於（yú）加工零件（jiàn）徑向跳動量要（yào）求的三（sān）分之一。對（duì）定位部（bù）分較長的夾具，需要校正兩點，並使兩點跳動的方向一致，以（yǐ）免夾具安裝與工作台不垂直。夾具的（de）端（duān）麵跳動根據夾具支撐端麵（miàn）半徑大小決定，一般在0.006～0.01mm。

　　零件的安裝關係著加工出的齒輪精度好壞，故（gù）零件應可靠固定，同時檢查零件外徑，應與夾具同心，並（bìng）且在零件夾緊情況下不應產生（shēng）變形，可用打表的方（fāng）式（shì）來檢查（chá）工件的裝（zhuāng）夾情況。
　　由於（yú）齒輪模數較大，加工精度高，零件材料為鈦合金，這種材料強度大、硬（yìng）度高（gāo）、耐（nài）衝擊、加工中容易硬化、切削溫（wēn）度高刀具磨損嚴重（chóng），屬難加工材料，選用AA級硬質（zhì）合金滾刀，並分多次走刀加工。

        表1 齒輪參數與檢驗項目

　　從表1中（zhōng）可以看出，通過利用三坐標測量機上Quindos測量軟件中齒輪測量功（gōng）能，一次性完成（chéng）了齒向、齒形、周節誤差、周節累積誤差及齒圈徑向跳動（dòng）的測量，並可輸出測量結果，滿足用戶檢測要求（qiú）。

　　零件材料為鈦合金，毛刺堅韌，不易去除幹（gàn）淨，需（xū）要（yào）用尖銳的刀具在放大鏡下鏟去較大的毛（máo）刺及齒（chǐ）麵粘結物，然後局（jú）部修光，再用常規的齒輪去毛刺辦法去毛刺（cì），最後用超聲波清（qīng）洗機（jī）處理（lǐ），這樣（yàng）齒輪表麵（miàn）才會幹淨。

　　上述工藝方法在現場多批零件中進行應用，經受了（le）考驗。為現場生產加工解決了生產難題，零件合格率（lǜ）可以達到99%，加工300件（包括φ181和φ201兩種齒輪）保守估（gū）計可創造上百萬（wàn）的經濟效益，同時也積澱了精密零（líng）組件加工經驗。