链轮数控加工技术研究

0 前言

　　本文研究的是基于 FANUC 系统的手工编程加工链轮，程序简练，调试方便，加工效率高。 以节距p=15.875，滚 子外径 d1=10.16，齿 数 z=25 的 三圆弧一直线齿形链轮为例系统地介绍链轮数控编程加工方法。

1 链轮图纸分析

　　国标推荐的常用链轮齿廓曲线为三圆弧一直线， 齿形如图 1 所示，A′A、AB、CD 为三段圆弧，BC为直线，这种齿形由直线、圆弧组成，编程方便；从图 2 链轮简图分析， 链轮径向基准是齿坯孔 准38 轴心线，齿坯孔尺寸精度为 H8，上极限偏差 0.062 mm，下极限偏差 0mm，表面粗糙度 Ra1.6 μm；链 轮齿沟表面粗糙度 Ra3.2 μm，25 个齿均布于圆周； 几何公差主要是链轮齿根圆径向圆跳动和齿根圆处端面圆跳动，按 10 级标准，径向和端面圆跳动均为 0.15 mm；这些精度在数控加工中容易保证。

图1 链轮齿形尺寸

图2 链轮简图

2 链轮工艺分析

　　2.1 链轮加工工艺过程

　　链轮数控加工工艺过程：锻制毛坯→预备热处理→车外圆、内孔、端面→插拉键槽→铣齿沟→齿面淬火回火。 车削时，一次性装夹完成外圆、内孔与定位端面加工，以保证内孔与齿顶圆同轴度、轴心线与定位端面垂直度，从而保证齿廓加工时定位精度。

　　2.2 齿沟数控加工工艺

　　（1）刀具选择尽量选用大直径立铣刀加工，以提高加工质量及效率；但加工内圆弧轮廓，刀具受最小内圆弧半径 Rmin限制,通常刀具半径 Rd=（0.8~0.9）Rmin。 故选用准8 的立铣刀。

　　（2）走刀路线确定

　　①走刀方向 为了达到齿廓表面粗糙度，应采取顺铣工艺，则走刀路线为 E→D→A→A′→D′→E′，相应的编程时采用 G41 刀补。

　　②下刀点 选在齿坯外齿沟中心线上,如图 3-X 轴上 P 点,推荐 XP=－［da/2+Rd+（5~10）］=-75。

图3 链轮齿沟点坐标

　　③切入/出点 应从齿廓延长线上切入及切出；同时，为了使前一个齿沟切出点又是下一个齿沟切入点，选取齿廓圆弧延长线交点 E 为切入、切出点。

　　（3）齿沟粗/精加工

　　为了达到齿沟表面粗糙度，必须分粗加工与精加工，但粗、精加工用的是同一个程序，只是输入刀补值不同。 如用 准8 铣刀， 粗加工时输入刀补值为4.2~4.5 mm，精 加工刀补值约 4 mm，需根据粗加工测量结果及刀补值计算得到。

　　（4）链轮装夹

图 4 是链轮定位夹紧示意图， 由定位元件、夹紧装置、夹具体三大部分组成。 为了保证齿沟圆径向跳动度 0.15 mm 等几何公差的要求，采用了一面一销定位方式。 一般采用短销进行不完全定位；如链轮几何公差要求高，可用长销进行过定位，以提高工件定位基准之间以及定位元件的工作面之间的位置精度要求，达到增加工艺系统刚度，提高定位稳定性目的。 用螺旋对链轮进行夹紧时，为了防止加工过程螺母松动，可采用了双螺母结构。

图4 链轮装夹示意