提高齿条轴加工效率的实用技巧

广东鸿源众力发电设备有限公司 (韶关 512031) 温文安

在批量生产的机械加工件中，必须运用一些反常规思维的工艺方法，才能达到提高生产效率、降低加工成本的效果，从而取得市场竞争优势。

如图1 所示零件，为一长期对外承接的加工业务，有一定的批量，每月有上千条，但价格较低，按传统工艺生产没有利润可言。为了提高加工效率，笔者尝试制定三种新工艺:一是不用调头一次车完直身外圆余量工艺;二是在车床上钻轴中心孔的快速工艺;三是采用整体式成形齿轮铣刀加工齿形工艺。

1.常规工艺

(1)下料:毛坯为φ42 mm 圆棒料，下料长度为383.5 mm。

(2)粗车:用自定心卡盘夹住棒料一端，车光端面，打中心孔，如图2 所示。把工件从卡盘中拉出一些，卡盘夹持住棒料头，另一端用尾顶尖顶住车外圆至φ40.5 mm×360 mm，如图3 所示。将工件再调头，用卡盘夹持住刚才车出的φ40.5 mm 轴段，车出另一端面、打出中心孔、钻出螺孔的底孔，并将剩余的φ42 mm×23 mm 车至φ40.5 mm。

图1 齿条轴

图2 粗车第一步

图3 粗车第二步

(3)攻螺纹→粗磨→齿形加工(用单片成形铣刀铣齿或用电火花线切割割齿)→精磨。

2.工艺改进

(1)不调头一次车完直身外圆余量工艺:在第二步粗车时，采用如图4 所示的装夹方法:在车床主轴前内锥孔内装上一支锥轴，用于控制卡盘卡爪夹持工件的长度为2.5 mm，在车外圆φ40.5 mm 时，长度车至379 mm 以上，使剩余的长度余量小于4 mm。这样的话，在下一步的调头车端面控制总长和端面倒角时，就将本工序剩余的4 mm 余量车去了，也即是省去了调头车外圆的工序，大大提高了效率。

图4 不调头一次车完直身外圆余量法

(2)在车床上钻轴中心孔的快速工艺 (见图5):一般在车床上钻轴的中心孔时是将工件夹持在卡盘上，而将其外伸出端放在中心架上;现在反过来使用，即将中心钻头从尾架移至床头，中心架靠近卡盘，用一可调的“掣子”安装在尾架锥孔内以支承工件的外端。

“掣子”用旧钻头或铰刀柄制成，用一短的矩形棒(约10 mm ×40 mm ×80 mm)钻孔、压配或焊接在锥柄上，并在另一端开槽，用作V 形支架。

图5 车床上钻轴中心孔的快速法

将中心钻放入床头的轴套内，中心架靠近它安放，中心架的顶部或是去掉或是打开。中心架和尾架的V 形架调到使工件中心同车床中心高一致。V形架的位置无关重要。然后将工件轴放入此装置，如图5 所示，用手使尾架进给，将工件推入中心钻。中心钻上的止环可以控制加工的深度。

(3)整体成形齿轮铣刀法加工齿形:原来利用单片成形齿轮铣刀铣齿或用电火花线切割割齿，效率都不高。因为该齿条的模数才1.5 mm，29 齿一起加工的话，其受力也是不大，普通铣床的功率是足够的;所以，我们专门订制了一把如图6 所示的整体式成形齿轮铣刀，并且设计了相应的夹具，一次可以装夹10 条齿条轴坯，此工艺省去了分度齿距的操作和可以多条一起加工，效率大大提高。

图6 成形整体式齿轮铣刀

专家点评:文章中的反常规思维，是创新思路，批量加工以提高生产效率为重点，作者采用的方法很简单，却很实用。

(1)在车床上钻轴中心孔的方法，可以最大限度的提高主轴转速，不足之处是，当工件的自重较轻时，中心钻可能带动工件一起旋转，工件也容易产生翘头，折断中心钻。建议中心架要适当压紧上盖，增大工件的摩擦力并保证端面中心孔的空间位置。

(2)整体成形齿轮铣刀法加工齿形，作者设计了相应的夹具，一次可以装夹10 条齿条轴坯，如有夹具原理和工作简图就更好了。