立式车床加工离心机差速器系杆的方法

                                   林立君

                      中石油东北炼化工程有限公司吉林机械制造分公司

    [摘要]本文通过对离心机差速器系杆的特点和技术要求的分析，制定了正确的工艺方案，设计了简单实用的工装夹具，经过实践证明，该工艺方案正确，工装夹具设计合理，完全保证了离心机差速器系杆的技术要求。

    [关键词]系杆  加工  工艺

    系杆是离心机差速器的主要传动件，在工作时通过其与行星齿轮输出轴、内齿圈的配合来传递转速。在高速旋转过程中，系杆两齿轮轴对中心轴孔的平行度、两齿轮轴中心与系杆中心轴孔的中心距误差都能引起系杆承载不均匀，使系杆产生径向力，使输出轴与系杆间接触不均，造成输出轴加速磨损。在径向力的作用下，会造成差速器在运转过程中的偏心，产生振动、噪声和机械过热现象，造成离心机无法正常工作。因此 对系杆两齿轮轴的尺寸精度及对中心轴孔的位置精度要求比 较高。为此，在没有数控加工中心的情况下，使用普通立式车床，通过设计简易的组合夹具辅助加工，来达到系杆的加工要求，具有良好的经济效益。

    一、工件概况

    图1是离心机系杆，技术要求是：两齿轮轴直径是mm， 园柱度为0.008mm，齿轮轴对中心轴孔的平行度为0.015mm， 两齿轮轴中心与中心轴孔的中心距为153±0.02 mm。在普 通卧式车床装夹时，中心轴孔、两齿轮轴需分别加工，存在多次 定位，且需要配重，容易产生变形，较难保证两齿轮轴与中心轴 孔的位置精度及尺寸精度，并且操作繁琐、工人劳力强度大，为 此我们设计简易的组合夹具来解决这一问题，较好地保证了工 件质量。

                 

    二、工装夹具

    两齿轮轴、中心轴孔在普通卧式车床上加工时需多次定 位，位置精度不易保证，而且操作繁琐。为了便于加工，制作了 如图2所示工装夹具。图2a为固定工件的平台（简称平台Ⅰ）， 平台上带有T型槽，用来安装固定工件的螺栓。图2b为带T 型槽及定位块、限位块的平台（简称平台Ⅱ），固定在车床工作 台上，为平台Ⅰ在平台Ⅱ上移动起定位和限位作用。图2c为 等高垫铁，加工制作了四件，用于车削两齿轮轴时辅助支撑，保 持加工时的平衡。

                    

    三、加工工艺方法

    工件具体加工工艺分为：粗加工→调质处理→半精加工→ 时效处理→利用辅助工装精加工

    1.粗加工。首先在刨床上对毛坯锻件刨出长方形外轮廓 尺寸，以底面为基准，粗车127mm中心轴孔及外表面至相应 尺寸，再以127mm中心轴孔为定位基准在铣床上以单边留量 5mm铣削2-146mm轴面及外形尺寸。

    粗加工后，最关键的是要对系杆进行调质处理。工件材质 为42CrMo，选择HB220-249，在840℃-860℃间保温2.5小时， 进行油冷；在550℃-580℃间保温4小时，进行水冷。以增强系 杆的韧性、塑性和强度，在高速旋转中具有很好的机械性能。 

    2.半精加工。以底面为基准，车2-146mm轴端面，掉个 后以146mm轴端面为基准备，粗车127mm中心轴孔 及152mm中心轴孔单边留量1.5-2mm。以127mm中心轴 孔为基准，车2-146mm齿轮轴外圆留量3-4mm，各部端面留 量2mm。

半精加工后精加工之前，对系杆进行时效处理，在 550℃-580℃间保温6小时，进行空冷。消除工件的内应力，稳 定组织和尺寸，改善机械性能。

    3.精加工。在精加工时，首先加工好中心轴孔及端面，然后将工件固定在组合夹具的平台Ⅰ上，以加工好的中心轴孔及 端面为基准进行定位，根据两齿轮轴中心与中心轴孔的尺寸 153±0.02 mm分别在平台Ⅱ上以平台Ⅰ宽度方向两侧设好 定位块，在平台Ⅰ长度方向两侧设置好限位块，推动平台Ⅰ可 以沿定位块移动，当移动到一侧限位块时，正好是齿轮轴与中 心轴孔的尺寸153 mm，就可以加工一侧齿轮轴，加工完后，推 动平台Ⅰ沿定位块到达另一侧限位块，固定好工件，既可完成 另一齿轮轴的加工。

    通过此方法加工工件，工装简单方便，加工速度快，减轻了 工人的劳动强度，提高了工作效率。经检测，完全符合图纸要 求，达到了预期效果。