摘要 風電增速箱行星齒輪（lún）錐孔作為（wéi）雙列圓錐滾子軸承的外圈使用（yòng）, 尺寸精度要求高, 加工（gōng）和測量難度大（dà）。通過設計製（zhì）造專用量具、優（yōu）化工藝方案, 成功（gōng）解決了（le）錐孔的磨削和測量難題。

關鍵詞 風電增速箱 錐孔 測量 專用量具

0 引言

     風電（diàn）增速箱是風電機組的核心部（bù）件之一（yī）, 安（ān）裝在塔頂的狹（xiá）小空（kōng）間內, 一旦出現故障, 維修非常困難[ 1] ,所以要求其具有較小（xiǎo）的體積和重（chóng）量, 同時具（jù）備較高的零件加（jiā）工精度（dù）和較長的整機使用壽命。我（wǒ）公（gōng）司設計製造的某型號風電齒輪箱, 為了盡量（liàng）減小整箱體積和重量, 采用行星齒輪傳動結構, 將其行星齒輪內孔設（shè）計成（chéng）中間（jiān）段為直孔、兩端（duān）為錐孔的形狀, 兩端錐孔作為雙列圓錐滾子軸承外圈滾道。為了保證和軸承外圈具（jù）有同等的使用性能, 要求內孔表麵必須（xū）具有很高的形位和（hé）尺寸精度[ 2] 。而（ér）控製的關鍵項是直孔與錐（zhuī）孔交界（jiè）線的位（wèi）置尺（chǐ）寸, 這就大大增加了（le）加工和測量的難度。

1 工（gōng）件狀態及加工、測（cè）量難點

     我公司加（jiā）工（gōng）的行星齒輪加工要求如圖1 所示, 零件材料為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, 目的是為（wéi）了控製兩個單列圓錐滾子軸承間的軸向距離, 進而達到成組( 六件一組) 行星（xīng）輪安裝在行星托（tuō）架上後與托架端麵的距（jù）離保證在一定公差範圍內,使所有的行星輪運轉時幾乎在同一水平麵上。

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

      ( 1) 工（gōng）件（jiàn）需要控製的關（guān）鍵尺寸¹ 、º均（jun1）為斜錐麵與圓柱麵的交界線, 在加工機床上使（shǐ）用常規（guī）量具無法隨機準（zhǔn）確測（cè）量。

     (2) 工件尺寸（四）½、¾ 、⑧中任何一個尺寸變化都將引起尺寸¹ 或º的變化。

      ( 3) 工件尺寸¼ 、㈦又會因尺（chǐ）寸¹ 、④、（四）、½ 、¾ 、⑧的變化而（ér）變化。

      ( 4) 批量加（jiā）工時, 尺寸（四）~ ㈦ 即使都在公差內（nèi）, 也會因各尺寸間的關聯變化導致尺寸¹ 、④超差。

      ( 5) 一旦零件從機（jī）床上拆卸後發現不合格, 返（fǎn）工時需要兼顧的（de）尺寸關係十分複雜, 困難非常（cháng）大。

      綜合上（shàng）述問題（tí）, 我們認為, 必須製訂合理的加工（gōng）工藝方案（àn）, 並（bìng）且設計（jì）專用（yòng）量（liàng）具, 使零件能夠在（zài）加工（gōng）設備（bèi）上隨機準確測量, 並根據測量的數據調整機床工藝參數,最終達到設（shè）計要求。

2 解決難題的思路和方案

     為了滿（mǎn）足加工的要求, 並（bìng）保證（zhèng）錐角角度（dù）的準確性,我（wǒ）們選用以下方式（shì）進（jìn）行磨削（xuē）和測量。

      ( 1) 加工（gōng）機床: 選用數控立（lì）式磨床來進行（háng）磨削, 保證錐角角度的穩定性, 盡可能減少尺寸變化。每次（cì）調整時, 首件可用三坐標測量儀測量, 並根據工藝要求調整到位。

      ( 2) 磨削工藝（yì）路線（xiàn）: 先磨兩端平麵控製總長; 然後一次裝夾（jiá）磨中孔（kǒng）和一端錐孔（kǒng）; 最後校（xiào）正已經磨削的中孔和平麵（miàn）, 磨另一端錐孔。

      ( 3) 從（cóng）圖紙要求來看, 任何一個尺寸的變化都會引起其他尺寸的聯（lián）動變化, 容易引起（qǐ）尺寸超差, 因此, 在機床能夠滿足工藝要求的前提下, 加工過程中必須人為縮小關鍵尺寸的公（gōng）差。

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

3 專用量具的設計（jì）製造和使用方（fāng）法

      專用量具（jù）的設計（jì）和製造要求如圖2 所示, 要求量（liàng）

      具A、B 麵為同一圓錐體表麵, 並要求（qiú）有很高的精度:表麵粗糙度Ra 為0. 1Lm, 直線度為0. 004mm。兩百分表測量頭中心對量規主體回轉中心的距離要求一致,同時必須嚴格控（kòng）製量規（guī）主體的大端直徑尺（chǐ）寸、高度尺（chǐ）寸及高度對表塊的長（zhǎng）度尺寸。測量時先將量規放置在平板上（shàng）, 兩邊的百分表同時用（yòng）高（gāo）度（dù）對表塊對零, 按（àn）圖（tú）3方式進行上錐孔的測量( 注意: 兩邊表的（de）讀數如基本上一致, 則測量準確, 如果數值相差較大, 則（zé）說明量具（jù）錐麵未（wèi）完全與零件錐麵貼合, 需反複測幾次（cì）, 直至百分表（biǎo）讀數（shù）基本一致) , 讀出百分（fèn）表的數據, 再通過表的讀數值（zhí）和½ 、¾ 尺（chǐ）寸的換算（suàn）得（dé）出要求的¹ 、¼ 尺（chǐ）寸。對下錐孔的測量基本如（rú）上所述, 隻需更換對表用的高度對表塊, 通過表的（de）讀（dú）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（zhì）量, 對錐角的角度、直線度, 量規主體大（dà）端直徑尺寸的檢測需使用高精度三坐標測量儀, 同時要保證兩隻百分（fèn）表安裝孔中心與量規主體中心的（de）裝配精度。

4 實例計算

     經過上述分析, 我們在製（zhì）造（zào）加工工藝中, 將零件公差按圖（tú）4 縮小, 最終達到保證¹ 、º長度尺寸和錐（zhuī）孔尺（chǐ）寸的目的。

      分析:

      (1)尺寸¹ 、④在量規（guī）、等高塊做好, 並規定了機床、磨好工件總長後, 通過換（huàn）算直接讀出。

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

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

      ( 4) 我們在控製了等高塊高度後, 經計算由（yóu）高度對表塊將百分表對（duì）零後, 在實際加工中, 控製百分表（biǎo）讀數值在（zài）0~ 0. 045mm 內即（jí）可將（jiāng）尺寸全控製在產品（pǐn）圖（tú）要求內, 這樣在立式磨床上加工（gōng）中（zhōng）可以隨機測（cè）量, 操作者可根據測量的結果及（jí）時調整進刀量, 同時該（gāi）量具也可做成品檢驗使用。

      使（shǐ）用以上的專用量具進行加工測量後, 我們又將零件在三坐標測量（liàng）儀上進行（háng）複查測（cè）量, 得到的數（shù）值幾（jǐ）乎一（yī）致。

5 結束語

      使用上文（wén）所述方法（fǎ）進行小批量（liàng）生產後, 我們抽（chōu）取了部分零件在三坐標測量儀上檢驗對比, 對比結果（guǒ）表明該方法（fǎ）完全能夠使零件達到設計要求, 尺寸精度穩定。且由於能直（zhí）接讀出數（shù）據, 因此操作者認為使用十分方便。目前, 這一（yī）測量技術已經運用到風機零件的（de）大批（pī）量生產（chǎn）中, 促進（jìn）了風電增（zēng）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（chéng）本。同時也為其（qí）他類似零（líng）件（jiàn）的加工和測量提供了確切的參考。