[发明专利]大直径剖分式薄壁齿圈加工方法

说明书

一种大直径剖分式薄壁齿圈加工方法，包括毛坯制作步骤，制作D字形齿圈毛坯，所述D字形齿圈毛坯包括C字形齿圈和铸造拉筋；工件半精加工步骤，在所述C字形齿圈上加工多个工艺孔，使用工艺拉筋连接至少2个所述工艺孔，去除所述D字形齿圈毛坯的铸造拉筋；工件精加工步骤，精车所述C字形齿圈内圆及一端面，钻出端面孔，在精车后的所述C字形齿圈端面侧过盈安装支撑胎具，去除工艺拉筋，在带支撑胎具的同时精车所述C字形齿圈另一端面。摆脱了工件弱刚性结构对制造过程中起吊、翻转、装卡、加工的限制，有效的控制了工件的变形，缩短了加工流程，具有工艺流程短、加工成本低、运输方便、安装快捷、质量易保证的优点。

技术领域

本发明涉及大直径剖分式薄壁齿圈加工技术领域，具体涉及一种大直径剖分式薄壁齿圈加工方法。

背景技术

随着我国航空航天、船舶与海洋工程、新能源(核电、海上风电、水电)、矿山、路桥、雷达天线、大型工程机械等产业的高速发展，机械制造市场对超大直径重载加工机床的需求日益增加。

为了适应国家发展需要，我国众多机床厂家加紧研制超大直径重载加工机床，陆续有φ16米重型数控立式车铣加工中心、φ22米重型数控立式车铣加工中心问世。这类超大直径重型回转类加工设备的平稳运行，离不开一种大直径剖分式薄壁齿圈，像一条“腰带”一样束紧在工作台的下端外圆上，将动力传递到工作台。

本发明针对的这种大直径剖分式薄壁齿圈是一种新结构齿圈，他们直径很大，通常在φ5000mm-φ14000mm之间，但壁厚和高度相对较小，截面尺寸仅300×300mm左右，同时为了制造、运输方便，设计为分瓣组合结构，每段齿圈极限情况下，长径比达到70:1，比传统意义上的细长轴(20:1)刚性更弱。可以说工件制造过程中的起吊、翻转、装卡、加工等过程，都有可能造成工件塑性变形，由于变形量太大导致后续无加工量而报废。

不同于以往的大型回转类机床设备齿圈，以往的工作台直径较小，所用的齿圈直径普遍在φ5000mm以下，按薄壁整圆结构设计，虽然也存在刚性弱，但是其结构对称，且在机械设备中普遍存在，有成熟的制造经验可以借鉴，总体质量可控。

也不同于矿山机械(工业窑炉、矿用磨机)用的大齿圈，虽然也采用剖分式结构，并且直径最大可达到φ15米左右，但这类齿圈采用的是大壁厚、宽齿幅，内圆铸以“T”或“Y”字型幅板的加强结构，工件自身刚性较好，加工过程变形可控。

自然的，针对这种新结构齿圈我们可以想到设计各种工艺装备，以增强制造过程中工件的刚性，同时限制工件的变形。基于此思路，发明人发明了一种大直径剖分式薄壁齿圈约束加工方法，解决了此类齿圈加工难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种大直径剖分式薄壁齿圈加工方法，以解决大直径薄壁齿圈刚性弱、易变型导致的加工变形问题。

本发明的技术方案是：

一种大直径剖分式薄壁齿圈加工方法，包括以下步骤：

毛坯制作步骤，制作D字形齿圈毛坯，所述D字形齿圈毛坯包括C字形齿圈和铸造拉筋；

工件半精加工步骤，在所述C字形齿圈上加工多个工艺孔，使用工艺拉筋连接至少2个所述工艺孔，去除所述D字形齿圈毛坯的铸造拉筋；

工件精加工步骤，精车所述C字形齿圈内圆及一端面，钻出端面孔，在精车后的所述C字形齿圈端面侧过盈安装支撑胎具，去除工艺拉筋，在带支撑胎具的同时精车所述C字形齿圈另一端面。

进一步的，在钻出端面孔后，多个精车后的所述C字形齿圈端面侧过盈安装支撑胎具内形成齿圈。

进一步的，在粗滚齿、精滚齿、工件运输过程中，所述C字型齿圈带着支撑胎具。

优选的，在所述工件半精加工步骤，所述工艺拉筋安装在所述C字型齿圈的工件安装基准面，在所述工件精加工步骤，所述支撑胎具安装在所述C字型齿圈的背离工件安装基准面的一面。