摘要 風電增（zēng）速箱行星齒輪錐孔（kǒng）作為雙列圓錐滾子軸承的外圈使用, 尺寸精度要求（qiú）高, 加工（gōng）和測量難度大。通過設計製造專用（yòng）量（liàng）具、優（yōu）化工藝方案, 成功解決了錐孔的磨削和測量難題。

關鍵詞 風電增速箱 錐（zhuī）孔 測（cè）量 專用量具

0 引（yǐn）言

     風電增速箱是風電機組的核心部件之一, 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（jù）有較（jiào）小（xiǎo）的體積和重量, 同時具（jù）備（bèi）較高的零件加工精度和較長的整機使用壽命。我公司設（shè）計製造的（de）某型號風電齒輪箱, 為了盡量減小（xiǎo）整（zhěng）箱體積和重量, 采用行星齒輪傳（chuán）動結構（gòu）, 將其行星（xīng）齒輪內（nèi）孔設計成中間段為直孔、兩（liǎng）端為錐孔的形狀（zhuàng）, 兩端錐（zhuī）孔作為雙（shuāng）列圓（yuán）錐滾子軸承外圈滾道。為了保證（zhèng）和軸承外圈具有同（tóng）等（děng）的（de）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（jiè）線的位置尺寸, 這就大大（dà）增加了加工和測量（liàng）的難度。

1 工件狀態及加工、測量難點

     我公司加工的行星齒輪（lún）加工要求如圖1 所示, 零件材料為17CrNiMo6 優質滲碳鋼, 在滲（shèn）碳淬火處理後對內孔進行磨削加工。兩端內錐孔尺寸必須達到圖示要求, 目的是為了控製（zhì）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) 行星輪安裝（zhuāng）在行星托架上後與托架端麵的距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（tóng）一水平（píng）麵上。

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

      ( 1) 工件需要控製的關鍵尺寸¹ 、º均為斜錐麵與圓柱麵的交界線, 在加工機床上使用常規量具無法（fǎ）隨機準確測量。

     (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（chǐ）寸¼ 、㈦又會因尺寸¹ 、④、（四）、½ 、¾ 、⑧的變化而（ér）變（biàn）化。

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

      ( 5) 一旦（dàn）零件（jiàn）從機床上（shàng）拆卸後發現不合格, 返工時需要兼顧的（de）尺寸關係（xì）十分複雜, 困難非常大。

      綜合上述問題, 我們認為, 必須製訂合理的加工工（gōng）藝方案, 並且設計專用量具, 使零件能夠在加工設備上隨機準確測（cè）量, 並根據測量的數（shù）據調整機床工（gōng）藝參（cān）數,最終（zhōng）達（dá）到設計要求（qiú）。

2 解決難（nán）題的思（sī）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）下方式進行磨（mó）削和測量（liàng）。

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

      ( 2) 磨削工藝路線: 先磨（mó）兩（liǎng）端平麵控製總（zǒng）長; 然後一次裝（zhuāng）夾磨（mó）中孔和一端錐孔; 最後校正已經磨削的中孔和平麵, 磨另一端（duān）錐孔。

      ( 3) 從圖紙要求來看, 任何一個尺寸的變化都會引起其他尺（chǐ）寸的聯動變化, 容易引起尺寸超差, 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（jiàn）尺寸的公差。

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

3 專用量具的設計製造和使用方法（fǎ）

      專用量具的設計和製造要求如圖2 所示, 要求量

      具A、B 麵為同（tóng）一圓錐（zhuī）體表麵, 並要（yào）求有很高的精度（dù）:表麵（miàn）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（qiú）一致,同時必須嚴格控製量規主體的大端直徑尺寸、高度（dù）尺寸（cùn）及高度對表塊的長度尺寸。測量時先將量規放置在平板上, 兩邊（biān）的百分（fèn）表同時用高度對表塊對零, 按圖3方式進（jìn）行（háng）上錐孔的測量( 注意: 兩邊表的讀數如基本（běn）上一致, 則（zé）測量準（zhǔn）確, 如果數值相差較大（dà）, 則說明量具錐麵未完全與零件錐麵貼合, 需反複測（cè）幾次, 直至百分（fèn）表讀數基本一致) , 讀出百（bǎi）分表的數據, 再（zài）通過表的（de）讀數值和½ 、¾ 尺寸的換算（suàn）得出要求的¹ 、¼ 尺寸。對下錐孔的測量基本如上所述, 隻需更換對表用的高度對（duì）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（hǎo）質量, 對錐（zhuī）角的角度、直線度, 量規主體大端直徑尺寸的檢測需使用（yòng）高（gāo）精度三坐標測量儀, 同時要保證兩隻（zhī）百分表安裝孔中心（xīn）與量規主體中心的裝配精度。

4 實例計算

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

      分析:

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

     ( 2) 尺（chǐ）寸¹ 、¾ 、½ 的（de）控製最終控製了尺（chǐ）寸（cùn）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) 我們在（zài）控製了等（děng）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, 控製百分表讀數值在0~ 0. 045mm 內即（jí）可將尺寸全控製在產品圖要求內, 這（zhè）樣在立式磨床上加（jiā）工中可以隨機測量, 操（cāo）作者（zhě）可（kě）根據測量的結果及（jí）時調整進刀量, 同時該量具也可做成品檢驗使用。

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

5 結束語

      使用上文所述方（fāng）法進行小批量生產後, 我們抽取了部（bù）分零件在三坐標測量儀上檢驗對比, 對比結果表明該方法完全能夠使零件達到設計要求, 尺寸精度穩定。且由於能（néng）直接讀出（chū）數據, 因此操（cāo）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）風機零件的大批量生產中, 促進了風電增速箱的順利出產, 創造了很大（dà）經濟效益, 節約了三坐標測量儀的測量成本。同時也為其他類似零件的加工和測量提供了確切的參（cān）考（kǎo）。