CN111822949B - 一种风电齿圈表面加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及回转支承类产品加工领域，具体是涉及一种风电齿圈表面加工工艺。采用以车代磨加工，车削采用实现表面硬度26‑32HRC的刀具，通过合理的吃刀深度、进给量和线速度，达到Rz2‑4um表面粗糙度要求；与磨加工相比，单件加工效率可提高50%，单件成本节约30%以上，同时降低质量风险，对防止产品表层烧伤及裂纹有积极意义，同时也能保证产品端面跳动和平面度等指标，加工的产品表面粗糙度满足产品要求。

Description

一种风电齿圈表面加工工艺
技术领域
本发明涉及回转支承类产品加工领域，具体是涉及一种风电齿圈表面加工工艺。
背景技术
偏航齿圈是风电设备偏航***中的关键零部件之一，其作用相当于大型滑动轴承。它位于机舱座底部，下端通过螺栓与塔筒联接固定，上部通过滑动面支撑整个机舱，周围与偏航减速机输出齿轮相啮合，通过偏航电机驱动，带动机舱机构整体缓慢旋转，使叶轮对准来风方向，以获取最大的风能和发电效率。其内径及端面滑动区的表面质量和平行差及跳动等要求较高，因产品属于软表面加工，目前成熟的工艺只能磨削，但加工效率低和工艺单一限制了出产数量，无法满足市场需要。
发明内容
鉴于上述缺陷，本发明寻求一种既能满足上述工艺要求，又能高效率满足市场需要的一种风电齿圈表面加工工艺，加工效率高具备高性价比，适用于所有在软表面需要提高表面粗糙度的场合。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种风电齿圈表面加工工艺，采用以车代磨加工，车削采用实现表面硬度26-32HRC的刀具，通过合理的吃刀深度、进给量和线速度，达到Rz2-4um表面粗糙度要求；具体工艺步骤为：
步骤1：来料验收；
步骤2：精车端面C、外径、第一齿台径、内径、第一倒角；
步骤3：内径打字；
步骤4：精车端面B、第二齿台径、二内径、台阶面、圆角、第二倒角；
步骤5：齿粗加工；
步骤6：时效处理；
步骤7：齿精加工；
步骤8：齿顶打字；
步骤9：齿淬火、回火、探伤；
步骤10：齿去除氧化；
步骤11：引钻安装螺纹孔、N孔底孔；
步骤12：钻安装沉孔、安装螺纹底、底孔倒角、钻N孔底孔；
步骤13：孔口倒角、安装螺纹孔攻丝、N孔攻丝；
步骤14：修车端面B、二内径、台阶面、内径、圆角、倒角；
步骤15：修车端面C；
步骤16：钝化锐角、除毛刺、清洁；
步骤17：齿跳检测、齿顶涂漆标识。
上述工艺步骤完成第步骤13后，步骤14和步骤15的最终车加工工序中通过CBN圆弧车刀进行车削；
进一步的，所述的CBN圆弧车刀的曲率半径为6.35mm；相比于传统方刀或菱形到的刀尖半径大，采用此形状车刀，其加工过程中产生的表面更加平滑；
进一步的，所述的CBN圆弧车刀刀片为Φ12.7mm CBN材料；
进一步的，所述圆弧车刀包括主刀刃和副刀刃，主刀刃负责车削，副刀刃负责滚压；
所述的CBN圆弧车刀极限线速度为260m/min；
进一步的，所述骤14和步骤15的最终车加工工序中采用所述CBN圆弧车刀车削条件为：吃刀深度ap：0.2mm，进给量f：0.12mm/r，线速度S：200m/min。
进一步的，所述的CBN圆弧车刀采用低于工件中心的安装方式，达到高柔性吸震的加工效果。
本发明风电齿圈加工工艺加工的产品直径包括Φ3000-Φ4500mm不等，产品要求表面粗糙度Rz2-Rz4um，表面硬度26-32HRC，属于软表面。
本发明的技术方案的有益效果是：采用以车代磨加工，与磨加工相比，单件加工效率可提高50%，单件成本节约30%以上，同时降低质量风险，对防止产品表层烧伤及裂纹有积极意义，同时也能保证产品端面跳动和平面度等指标，加工的产品表面粗糙度满足产品要求，介于Rz2-Rz4之间；采用专用车削刀具，用Φ12.7mm CBN材料硬车刀片的硬车加工工艺完全可以满足工艺要求，其优势在于圆形刀的曲率半径比传统方刀或者菱形刀的刀尖半径大很多倍，其加工过程中产生的表面更加平滑，这样通过合理的吃刀深度、进给量和线速度选择，就能保证产品的表面粗糙度,该刀片同时具备：1、刀片多转位、重复使用可体现其高性价比；2、具备260m/min的极限线速度，实际加工中200m/min就可满足；3、具备多点切削特性，去除余量、光车和滚压已加工表面的加工效果；4、采用低于工件中心的刀具安装方式，达到高柔性吸震的加工效果5、会在已加工表面形成深度5um的高耐磨性硬化层，利于提高刹车部位的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的加工工艺流程图。
图2为本发明加工工艺加工的产品结构图。
图3为本发明采用车削刀具加工产品时结构图。
图4为采用本发明加工工艺加工成品结构图。
图中，1、端面C、2、第一齿台径、3、内径、4、第一倒角、5、端面B、6、第二齿台径、7、二内径、8、台阶面、9、圆角、10、第二倒角、11、齿、12、安装螺纹孔、13、圆弧车刀、14、工件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的工艺流程进行详细说明。
如图1-4所示，一种风电齿圈表面加工工艺，采用以车代磨加工，车削采用实现表面硬度26-32HRC的刀具，通过合理的吃刀深度、进给量和线速度，达到Rz2-4um表面粗糙度要求；具体工艺步骤为：
步骤1：来料验收；
步骤2：精车端面C、外径、第一齿台径、内径、第一倒角；
步骤3：内径打字；
步骤4：精车端面B、第二齿台径、二内径、台阶面、圆角、第二倒角；
步骤5：齿粗加工；
步骤6：时效处理；
步骤7：齿精加工；
步骤8：齿顶打字；
步骤9：齿淬火、回火、探伤；
步骤10：齿去除氧化；
步骤11：引钻安装螺纹孔、N孔底孔；
步骤12：钻安装沉孔、安装螺纹底、底孔倒角、钻N孔底孔；
步骤13：孔口倒角、安装螺纹孔攻丝、N孔攻丝；
步骤14：修车端面B、二内径、台阶面、内径、圆角、倒角；
步骤15：修车端面C；
步骤16：钝化锐角、除毛刺、清洁；
步骤17：齿跳检测、齿顶涂漆标识。
上述工艺步骤完成第步骤13后，步骤14和步骤15的最终车加工工序中通过CBN圆弧车刀进行车削；
进一步的，所述的CBN圆弧车刀的曲率半径为6.35mm；相比于传统方刀或菱形到的刀尖半径大，采用此形状车刀，其加工过程中产生的表面更加平滑；
进一步的，所述的CBN圆弧车刀刀片为Φ12.7mm CBN材料；
进一步的，所述圆弧车刀包括主刀刃和副刀刃，主刀刃负责车削，副刀刃负责滚压；
所述的CBN圆弧车刀极限线速度为260m/min；
进一步的，所述骤14和步骤15的最终车加工工序中采用所述CBN圆弧车刀车削条件为：吃刀深度ap：0.2mm，进给量f：0.12mm/r，线速度S：200m/min。
进一步的，所述的CBN圆弧车刀采用低于工件中心的安装方式，达到高柔性吸震的加工效果。
本发明风电齿圈加工工艺加工的产品直径包括Φ3000-Φ4500mm不等，产品要求表面粗糙度Rz2-Rz4um，表面硬度26-32HRC，属于软表面。

Claims (5)

1.一种风电齿圈表面加工工艺，其特征在于，具体工艺步骤为：
步骤1：来料验收；
步骤2：精车端面C、外径、第一齿台径、内径、第一倒角；
步骤3：内径打字；
步骤4：精车端面B、第二齿台径、二内径、台阶面、圆角、第二倒角；
步骤5：齿粗加工；
步骤6：时效处理；
步骤7：齿精加工；
步骤8：齿顶打字；
步骤9：齿淬火、回火、探伤；
步骤10：齿去除氧化；
步骤11：引钻安装螺纹孔、N孔底孔；
步骤12：钻安装沉孔、安装螺纹底倒角和安装螺纹底孔倒角，钻N孔底孔；
步骤13：安装螺纹孔孔口倒角和N孔孔口倒角、安装螺纹孔攻丝、N孔攻丝；
步骤14：修车端面B、二内径、台阶面、内径、圆角、第二倒角；
步骤15：修车端面C；
步骤16：钝化锐角、除毛刺、清洁；
步骤17：齿跳检测、齿顶涂漆标识；上述工艺步骤完成第步骤13后，步骤14和步骤15的最终车加工工序中通过CBN圆弧车刀进行车削；所述骤14和步骤15的最终车加工工序中采用所述CBN圆弧车刀车削条件为：吃刀深度ap：0.2mm，进给量f：0.12mm/r，线速度S：200m/min；加工的产品直径包括Φ3000-Φ4500mm；产品要求表面粗糙度Rz2-Rz4um，表面硬度26-32HRC。
2.根据权利要求1所述的一种风电齿圈表面加工工艺，其特征在于：所述的CBN圆弧车刀的曲率半径为6.35mm。
3.根据权利要求2所述的一种风电齿圈表面加工工艺，其特征在于：所述的CBN圆弧车刀刀片为Φ12.7mm CBN材料。
4.根据权利要求3所述的一种风电齿圈表面加工工艺，其特征在于：所述的CBN圆弧车刀极限线速度为260m/min。
5.根据权利要求1所述的一种风电齿圈表面加工工艺，其特征在于：所述的CBN圆弧车刀采用低于工件中心的安装方式。
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