摘要 風電增速（sù）箱行星齒輪錐孔作為雙（shuāng）列圓錐（zhuī）滾子軸承的外圈使用（yòng）, 尺寸精度要求高, 加工和測量難度大。通過設計製造專用量（liàng）具、優化工藝方案, 成功解決了錐孔的磨削和測（cè）量難題。

關鍵詞 風電（diàn）增（zēng）速箱 錐孔 測量 專用量具

0 引言

     風電增速箱是風電機組的核心部（bù）件之一, 安（ān）裝在（zài）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（yǒu）較小的（de）體積和重量（liàng）, 同時具備較高的零件加工精度和較長的整機使用壽（shòu）命。我公司設計製造的某型（xíng）號風電齒輪（lún）箱, 為了盡量減小整箱（xiāng）體積（jī）和重量, 采用行星齒輪傳動結構, 將其行星齒輪（lún）內孔設計成中間段為直孔、兩端為錐孔的形狀, 兩端錐孔作為雙列圓錐滾子軸承外圈（quān）滾道（dào）。為了保（bǎo）證和軸承外圈具有同等的使用性能, 要求內孔表麵必須（xū）具有很高的形位和尺寸精度[ 2] 。而控製的關鍵項是（shì）直孔與錐孔交界線（xiàn）的位置（zhì）尺寸, 這就大大增加了加工和（hé）測量的難（nán）度。

1 工件狀態及加工、測量難點

     我公司加工的行星齒輪加工要求如（rú）圖1 所示, 零件材料為17CrNiMo6 優質滲碳鋼, 在滲碳（tàn）淬火處理後對內孔進行（háng）磨削加工。兩端內錐孔尺寸必須達（dá）到圖（tú）示要求, 目（mù）的是為了控製兩個單列圓（yuán）錐滾子軸承間的軸向距離, 進而達到成組( 六件一（yī）組) 行星輪安裝在行星（xīng）托架上後（hòu）與托架端（duān）麵的距離保證在（zài）一定（dìng）公（gōng）差範圍（wéi）內,使所有的行星輪（lún）運轉時幾乎在同一水平麵上。

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

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

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

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

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

      ( 5) 一（yī）旦零件從機床上拆卸後發現不合格（gé）, 返工時需要兼顧的尺（chǐ）寸關係十分複雜, 困難非常大。

      綜合上述問題, 我們（men）認為, 必須製訂合理的加工工藝方案, 並且設計專用量具, 使零件能夠在加工設備上（shàng）隨機準（zhǔn）確測量, 並根（gēn）據測量的數據調（diào）整機床工藝參（cān）數,最終達到設計要求。

2 解決難題的思路和方案

     為了滿足加工的（de）要求, 並保證錐角角（jiǎo）度的準確性,我們選用以下（xià）方式進行磨削和測量。

      ( 1) 加工機床: 選用數控立式磨床來進行磨削（xuē）, 保證錐角角度的穩定性（xìng）, 盡可能減少尺寸變化。每（měi）次調整（zhěng）時, 首件可用三坐標測量儀測量, 並根據工藝要求（qiú）調整到位。

      ( 2) 磨削工藝路線: 先磨兩端平麵控製總長; 然後一次裝夾磨中孔和一端錐孔; 最後校正已經（jīng）磨削的中孔和平（píng）麵, 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動變化, 容易引起（qǐ）尺寸超差, 因此, 在機（jī）床能夠滿足工藝要求的前提下, 加工過程中必須人為縮（suō）小關鍵尺寸的公差。

      ( 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（zhuān）用量（liàng）具。

3 專用量具的設計（jì）製造和使用（yòng）方法

      專用量具的設計和製造要（yào）求如圖2 所示, 要求（qiú）量

      具（jù）A、B 麵（miàn）為同一圓錐體表麵, 並要求有很高的精度: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（guī）主體回轉中心的距（jù）離要求一（yī）致,同時必須嚴格（gé）控製量規主（zhǔ）體的（de）大端直徑尺寸、高度尺寸及高（gāo）度對（duì）表塊（kuài）的長度尺寸。測量時先將量規放置在平板上, 兩（liǎng）邊（biān）的百分表同時用高度對表塊對零, 按（àn）圖3方式進行上錐孔的（de）測（cè）量( 注意: 兩（liǎng）邊表的讀數如基本上一致, 則測量準（zhǔn）確, 如果數值相差較大, 則說明量具錐麵未完全與零件錐麵貼合, 需（xū）反複測幾（jǐ）次, 直至百分表讀數基本一（yī）致) , 讀（dú）出百分表的數據（jù）, 再通過表的讀數值和½ 、¾ 尺寸的換算（suàn）得出要求的（de）¹ 、¼ 尺寸。對下錐孔的測量基本如上所述, 隻需更換（huàn）對表用的高度（dù）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（jiā）工必須控製好質（zhì）量, 對錐角的角度、直線度, 量（liàng）規主體大（dà）端直（zhí）徑尺寸的檢測需使用高精度三坐（zuò）標測量儀, 同時要保證兩隻百分表安裝孔中心與（yǔ）量規主體中心的裝配精度。

4 實例計算

     經過上（shàng）述分析, 我們在製造加工工（gōng）藝中, 將零件公差按圖4 縮小, 最終達到保（bǎo）證¹ 、º長度尺寸（cùn）和（hé）錐孔尺（chǐ）寸的目的。

      分析:

      (1)尺寸¹ 、④在量（liàng）規、等高塊做好, 並規定了機（jī）床、磨好工件總長後, 通過換算直接讀出。

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

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

      ( 4) 我們在控製了等高（gāo）塊（kuài）高度後, 經計算（suàn）由高度對表塊將百分表對（duì）零後, 在實際加工中, 控製百分表讀數值在0~ 0. 045mm 內即可將（jiāng）尺寸全控製在產品（pǐn）圖要（yào）求內, 這樣（yàng）在立式磨床（chuáng）上加工中可以隨機測量, 操作者可根據測量的（de）結果及時調（diào）整進刀量, 同時該量具也可做成品檢（jiǎn）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（líng）件在三坐標測量儀上進行複查測量, 得到的數值幾乎一致。

5 結束語

      使用上文所述方法進行小批量生產（chǎn）後, 我們抽取了部分零件在三坐（zuò）標測量（liàng）儀上檢驗對比, 對比結果表明該方法完全（quán）能夠使零件達到設計要（yào）求（qiú）, 尺寸精度穩定。且由於能直接（jiē）讀出數據, 因此操作者認為使用十分方（fāng）便。目前, 這一測量技術已經（jīng）運用到風機零件的大批量生產中, 促（cù）進了風電增速（sù）箱的（de）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（liàng）成本（běn）。同時也為其他類似零件的加工和測量提供了確切（qiē）的參考。