摘要 風電增速箱行星齒輪錐（zhuī）孔（kǒng）作為雙列圓錐滾子（zǐ）軸承的外圈使用, 尺寸精（jīng）度要求高, 加工（gōng）和測量難度（dù）大。通（tōng）過設（shè）計製（zhì）造專用（yòng）量具、優（yōu）化工藝方案, 成功解決了錐孔的磨削和測量難題（tí）。

關鍵詞 風電增速箱 錐（zhuī）孔 測量 專用量具

0 引言

     風電增速箱是風電（diàn）機組的核（hé）心部件之一, 安裝在塔頂的狹小空間內, 一旦出現故障, 維修非常困難[ 1] ,所以要求其具有較小的（de）體積和重量, 同時具備較高的零件加（jiā）工（gōng）精度和較長的整機使用壽命。我公司設計（jì）製造的某型號風電齒輪箱, 為（wéi）了（le）盡量減小整箱體積和重量（liàng）, 采用（yòng）行星齒輪傳動結構, 將其行星齒輪內孔設計成中間段為直孔（kǒng）、兩端為錐孔的形狀, 兩（liǎng）端錐孔作為雙列圓錐滾（gǔn）子（zǐ）軸承外圈（quān）滾道。為了保證和軸承外圈具有同等的使用性能, 要求內孔表麵必須具有很高的形位和尺寸精度[ 2] 。而控製的關鍵項是直孔與錐（zhuī）孔交界線的（de）位置尺寸, 這就大（dà）大增加了加工和測量的難度（dù）。

1 工件狀態（tài）及加工、測量難點

     我公司加工的行星齒輪加工要求如圖1 所示, 零（líng）件材料為17CrNiMo6 優質滲碳鋼, 在滲碳淬火處理後對內孔進行磨削加工。兩端內錐孔尺（chǐ）寸必須達到圖示要求, 目的是（shì）為了控製兩個單列圓錐滾子軸承間（jiān）的軸向距離, 進而達到成組( 六件一組) 行星輪安（ān）裝在（zài）行星托架（jià）上後與托架端麵的距離保（bǎo）證（zhèng）在一定公差範圍內,使所有的（de）行星輪運轉時幾乎在同一（yī）水平麵上。

     針對該零件進行分析, 我們認為加工和測量（liàng）時的難點主要有以下幾點:

      ( 1) 工件（jiàn）需要控製的關鍵（jiàn）尺寸¹ 、º均為斜錐麵（miàn）與圓柱麵的交界線, 在加（jiā）工機床（chuáng）上使用常規量具無法隨機準（zhǔn）確測量。

     (2) 工件尺寸（四）½、¾ 、⑧中任何（hé）一個尺寸（cùn）變化都（dōu）將引（yǐn）起尺寸¹ 或º的變化。

      ( 3) 工件尺寸¼ 、㈦又會（huì）因尺（chǐ）寸¹ 、④、（四）、½ 、¾ 、⑧的變（biàn）化而變化（huà）。

      ( 4) 批量加工時, 尺寸（cùn）（四）~ ㈦ 即使都在公差內, 也會因各（gè）尺寸間的關聯變化導致尺寸¹ 、④超（chāo）差。

      ( 5) 一旦零件從機床上拆卸後發現不合格, 返工（gōng）時需要兼顧的尺寸關係十分複雜, 困難非（fēi）常大。

      綜合上述問題, 我們認為, 必須製訂合理的加工（gōng）工（gōng）藝（yì）方案, 並且設計專用量具, 使零件能（néng）夠在加工設備上隨機（jī）準確測量, 並根據（jù）測量的數據調整機床工藝參數,最（zuì）終達到設計要求（qiú）。

2 解決難題的思路和方案

     為了滿足加工的要求, 並保證錐角角度的準確性,我們選用以（yǐ）下方式進行（háng）磨削和測量。

      ( 1) 加工機床: 選用數控立式磨床來進行磨削, 保證錐角角（jiǎo）度的穩定性, 盡可能減少尺寸變化。每次調整時, 首件可用三（sān）坐標測量儀測量, 並根據工藝要求調整到位。

      ( 2) 磨削工藝路線: 先磨兩端平（píng）麵控製總長（zhǎng）; 然（rán）後一次裝夾磨中孔和一端錐孔; 最後校正已經磨削的中孔和平麵, 磨另一（yī）端錐孔。

      ( 3) 從圖紙要求來看（kàn）, 任何一個尺寸的變化都會（huì）引起其他尺寸的聯動變化, 容易引起尺（chǐ）寸超差, 因此, 在（zài）機床能夠滿足工（gōng）藝要求（qiú）的前提下, 加工過程中必須人為縮小（xiǎo）關鍵（jiàn）尺寸的（de）公差。

      ( 4) 因為用常規量具無法直接測量尺寸¹ 和º, 所以必須設計專用（yòng）量具。

3 專（zhuān）用（yòng）量具的設計製造和（hé）使（shǐ）用（yòng）方法

      專用（yòng）量具（jù）的設計和製造要求如圖2 所示, 要求量

      具A、B 麵為同一（yī）圓錐體（tǐ）表麵, 並（bìng）要求有很高的精度:表麵粗糙度Ra 為0. 1Lm, 直（zhí）線度為0. 004mm。兩百分表測量頭（tóu）中心對量規主體回轉（zhuǎn）中心（xīn）的距離要求一致,同時必須嚴格控（kòng）製量規主體的大端直徑尺寸、高度尺寸及高（gāo）度對表塊的長度尺寸。測量時先將量規（guī）放置在平板上, 兩邊的百分表（biǎo）同時用高度對表塊對（duì）零, 按圖3方式進行上錐孔的測量( 注意: 兩（liǎng）邊（biān）表的讀數如（rú）基本上一致, 則測量準確, 如果數（shù）值相差較大, 則說（shuō）明（míng）量具錐麵未完全與零件錐麵貼合, 需反複測幾（jǐ）次, 直至（zhì）百分表讀數基本一致) , 讀出百分（fèn）表（biǎo）的數據, 再通過表的讀數值和½ 、¾ 尺寸的換算得出（chū）要求的¹ 、¼ 尺寸。對（duì）下錐孔的測（cè）量基本如上（shàng）所述, 隻（zhī）需更換對表用的高（gāo）度對表塊, 通過表的讀數值和㈣、¾ 、⑧尺寸的換算得出要求的④、㈦尺寸。

     量規的加工必須控製好質量, 對錐角的角度、直線度, 量規主體大端（duān）直徑尺寸的檢測需（xū）使用高精度三坐標測量儀, 同時要（yào）保證（zhèng）兩隻百分表安裝孔中心與（yǔ）量規主體中心的裝配精度。

4 實例（lì）計算

     經過（guò）上述分析, 我（wǒ）們在製造（zào）加工工（gōng）藝中, 將零（líng）件公差按圖4 縮小, 最（zuì）終達到保（bǎo）證¹ 、º長度尺寸和錐孔（kǒng）尺寸的目的。

      分析:

      (1)尺寸¹ 、④在量規、等高（gāo）塊做好, 並規定了機床、磨好工件（jiàn）總長後, 通（tōng）過換算（suàn）直接讀出。

     ( 2) 尺（chǐ）寸¹ 、¾ 、½ 的控製最終（zhōng）控製了尺寸¼ , 即¼ = 2×  ¹ @ tan ½ + ¾

      ( 3) 尺寸④、㈣、¾ 、⑧的控製最終控製了尺寸㈦。㈦= 2 ×(㈣- ④) × tan ⑧+ ¾

      ( 4) 我們（men）在控（kòng）製（zhì）了等高塊高度後, 經計算由高度對表塊將百分表對零後, 在實際加工中, 控（kòng）製百分表（biǎo）讀（dú）數值在0~ 0. 045mm 內即可將尺寸全控製在產品圖要（yào）求內, 這樣在立式磨床上加工中（zhōng）可以隨機測量, 操作（zuò）者可（kě）根據測量的結果及時調整進刀（dāo）量, 同時該量具也可做成品檢驗使用。

      使用以（yǐ）上的專用量具進行加工測（cè）量後, 我們又將零件在三坐標測量儀上進行複查測量（liàng）, 得到的數值幾乎一致（zhì）。

5 結束語

      使（shǐ）用上文所述方法進行小批量生產後, 我們抽（chōu）取（qǔ）了部分零件在三坐標測量儀上檢驗（yàn）對比, 對比結果表明該方法完全能夠使零件達到設計要（yào）求, 尺（chǐ）寸精度（dù）穩（wěn）定。且由於能直接讀（dú）出數據, 因此操作者認為使用十分方便。目前, 這一測（cè）量技術已經運用到（dào）風機零件（jiàn）的（de）大（dà）批量生產中, 促進了風電增速箱的順利出產, 創造了很大經濟效益, 節約了三坐標測量儀的測量成本（běn）。同時也為其他類似零件的加工和測量提供了確切的參考。