夹具设计是滚齿工序的另外一个关键环节。好的滚齿夹具至少应具备如下特点:夹持稳定、上下料迅速、校调基准方便、夹具易于拆卸,另外通用性要强、与滚齿机能够无缝对接。如前所述,风电齿轮箱输入级、中间级、输出级齿轮模数变化大,结构各异,因此要批量化稳定生产,需要针对各零件的具体特征,结合具体滚齿机、刀具、零件的材料硬度,以及切削参数等工艺要求,制定方案。
太阳轮外花键是风电齿轮箱输入级中一个特殊的齿轮件,其滚齿时,材料已经渗碳、淬火热处理工艺。尽管有硬度保护措施,但其硬度已超过中硬齿面齿轮的滚齿要求,且加工精度要求很高。针对该类零件,可以采用卡盘和顶尖相结合的过定位夹具设计方案。在使用该夹具时,不仅能够保证夹持的精度,而且刚性好,很好地化解了材料硬度、刀具寿命、花键精度以及机床刚性四者之间的矛盾,稳定了切削工艺。滚齿的精度系统
滚齿的夹具精度系统是实现风电齿轮批量化加工的系统保障。风电齿轮个体零件一般都比较重,价值昂贵。例如3MW风电齿轮箱输入级行星轮个体重量约有1t,光材料就价值不菲。在生产过程中,应杜绝零件质量不合格,更不能发生批量零件质量不合格的情况,这就要求滚齿的精度系统可靠性高。通过分析滚齿工序操作的过程,拆分出刀具精度系统、机床精度系统、夹具精度系统,以及其他精度保障系统。在各子系统精度都满足加工要求的前提下,得出整个系统的精度保障,从而稳定、有序地生产出合格的滚(铣)齿零件。