1.一种大齿圈的分段加工方法,其中所述的大齿圈指的是分度圆直径大于6米的齿圈,大齿圈分段的数目超过4个,所述的加工方法包括如下步骤:一)、对齿段需要加工的各面进行粗铣加工,粗铣出各齿形;
二)、对齿段的两个端面和内弧面进行精加工到设计尺寸;
三)、使用带回转工作台的数控镗铣床对齿段的齿形及外圆和侧结合面进行精加工;
其特征在于:步骤三)包括采用特制工装将齿段定位夹紧在回转工作台上的步骤,其中所述的特制工装包括一块长方形的底板(1),在底板(1)上靠近长度方向两端的部位分别固定设有一个垫块(2),在两个垫块上分别设有一个定位销(4),两个定位销位于底板(1)宽度方向的同侧;垫块(2)的中部设有螺钉安装孔(201),在垫块上与定位销(4)所在一端相反的另一端分别设有供铣齿刀通过的工艺槽(202);在底板(1)长度方向的两端还分别设有一个L形的台阶,L形的长边与底板(1)的宽度方向相平行,L形的短边在底板(1)宽度方向上的位置与定位销(4)所处的一侧相一致,在台阶上设有可拆卸的固定定位板(3),所述定位板(3)的上端面不超过垫块(2)的上端面;两块定位板(3)对称设置,且定位板朝向底板长度方向外部的一侧设有斜定位面(301),两个斜定位面之间的夹角X与齿段两个侧结合面之间的设计角度相等;定位板朝向底板长度方向外部的一侧设有用于确定齿形尺寸精度的直定位面Ⅰ(302),定位板朝向底板宽度方向外部的一侧设有用于确定外圆弧面的尺寸精度的直定位面Ⅱ(303);经过步骤二对齿段的两个端面和内圆弧面进行精加工到设计尺寸后,使齿段的一个端面与垫块(2)相接触将齿段放置在垫块(2)上,同时使齿段的内圆弧面靠紧两个定位销(4),并使齿段的弧形中心面与两个斜定位面夹角的平分面相重合,最后采用螺钉通过设在齿段上的通孔与垫块(2)上的螺钉安装孔(201)将齿段(5)固定在垫块(2)上。
2.根据权利要求1所述的一种大齿圈的分段加工方法,其特征在于:步骤三)中,对齿段的齿形面及外圆弧面和侧结合面的精加工包括精铣外圆弧面到设计尺寸,其间,通过定位板在宽度方向侧的直定位面Ⅱ(303),测量监控外圆弧面的尺寸精度,然后旋转工作台,精铣齿段的两个侧结合面,以特制工装中定位板的斜定位面检测侧结合面加工尺寸的精度,使两个侧结合面之间的夹角与两个斜定位面之间的夹角X相等;之后多次旋转工作台,使用成型铣齿刀铣削各齿形面到设计尺寸,其间,通过测量齿顶到直定位面Ⅰ(302)、直定位面Ⅱ(303)的距离以及齿厚的测量来监控每齿位置精度,精铣齿形面时采用小切削量多次进刀进行铣削加工,齿形面加工完成后,将成型铣齿刀更换为钻头,钻出侧结合面上各个用于连接的孔,再将钻头更换为镗孔刀具镗削结合面上各精制孔到设计尺寸。
3.根据权利要求1所述的一种大齿圈的分段加工方法,其特征在于:步骤一)所述的粗铣加工包括第一次粗铣和第二次粗铣,在第一次粗铣之前,还具有一个对齿段的铸造毛坯划出外形线及中心线的步骤,本次划线为第一次划线;所述的第一次粗铣具体为:按照划线铣削齿段的两个侧结合面、两个端面、内圆弧面、外圆弧面和齿形面,第一次粗铣后,齿段各加工面均留出较大余量;在第一次粗铣与第二次粗铣之间还包括如下四个步骤:①、对齿段的各加工面进行第一次超声波探伤的步骤;
②、对齿段进行热处理的步骤;
③、对齿段表面进行喷丸处理的步骤;
④、对喷丸处理后的齿段进行再次划线,即第二次划线,本次划线内容包括在齿段表面划出外形线和中心线,划线满足各面余量均匀,且本次划线余量小于第一次划线的余量;
经过上述四个步骤后,然后按照划线对齿段进行第二次粗铣;
第二次粗铣后,对齿段各加工面进行第二次超声波探伤,然后进行第三次划线,第三次划线中,齿段的两个端面和内圆弧面按照设计尺寸进行划线,即划线余量为零,其余各面划线余量比第二次划线余量更小,但不为零;然后进入下个步骤二)。
4.根据权利要求1所述的一种大齿圈的分段加工方法,其特征在于:经过步骤三)对齿段进行精加工后,还具有如下步骤:1)、着色检测:对齿面进行着色探伤检测,保证齿段表面加工质量符合设计要求,如有缺陷,采用补焊再加工进行补救;
2)、对侧结合面各孔以外的其余孔进行划线;
3)、按照步骤2)的划线钻削齿段上的相应孔;
4)、去除齿段上各加工位置的毛刺;
5)、对齿段的各关键尺寸进行精度检测;
6)、组装:将所有齿段放置在一起,相邻两个齿段的结合面对齐,使用螺栓通过侧结合面上的联接孔进行固定连接;
7)、检查齿轮分度圆直径及结合面处齿距的尺寸,使其符合设计要求。