齒輪箱箱體數(shù)控高精度加工技術(shù)研究

摘要：

在對齒輪箱箱體進(jìn)行加工的過程中，要注重箱體加工的精度，唯有較高的精度才能夠保證產(chǎn)品最終裝配精度。但是這種高精度需要工藝的保證，尤其針對制氧、高爐等使用的高速齒輪箱，對精度等級的要求更高，在本文中，筆者經(jīng)過多年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，對相關(guān)的問題進(jìn)行潛心研究，在先進(jìn)數(shù)控加工設(shè)備的基礎(chǔ)之上，對設(shè)備的精度進(jìn)行調(diào)整，同時運(yùn)用各種加工方式，對齒輪箱箱體進(jìn)行加工。從而探索出一套適用于高精度齒輪箱箱體的工藝技術(shù)方案。

引言

任何的變速箱或部件都是由箱體及齒輪零件構(gòu)成的，箱體是整個產(chǎn)品中基礎(chǔ)的組成部分。這些箱體零件按照一定的相互關(guān)系，將各個部件中的軸承套、齒輪等零件組合成為一個有機(jī)的統(tǒng)一體，并使這些零件保持在正確的相對位置以使機(jī)器或部件能有機(jī)的、協(xié)調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)。對齒輪箱箱體來說，其零件的精度會對齒輪箱的整體裝配質(zhì)量存在直接的影響，并對機(jī)器的整體使用性能造成負(fù)面影響。因此，我們要對齒輪箱箱體提出較高的技術(shù)要求和精度要求，提高齒輪箱的質(zhì)量和使用性能。

1.箱體類零件的數(shù)控加工技術(shù)

1.1零件的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

組成齒輪箱的各個組件相對較為復(fù)雜，箱體的內(nèi)壁薄厚不均衡，在需要的部位需要加筋板進(jìn)行緊固，需進(jìn)行加工的部分非常多，包括了箱體上下平面，軸承孔，油路，端面螺紋及止口加工等等。為保證箱體最終裝配精度，這些部位的加工，需要精確保證精度及粗糙度。

1.2零件材料

用于鑄造箱體的材料需要具備成本較低，具有耐磨性、可塑性以及阻尼等特性，普通齒輪箱箱體相對較多選擇的是HT在200到400之間的灰鑄鐵。高級一些的也有使用球磨鑄鐵但是在特殊情況下，如果對精度有嚴(yán)格的要求的情形，那么可以選擇耐磨鑄鐵或者也可以選擇鋼材焊接結(jié)構(gòu)，經(jīng)過高溫退火去除結(jié)構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力，也是保證箱體穩(wěn)定性的辦法。

1.3零件的主要技術(shù)要求

進(jìn)行齒輪箱箱體的數(shù)控高精度加工，必須嚴(yán)格的按照相關(guān)的技術(shù)要求操作。一旦技術(shù)參數(shù)沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，加工的齒輪箱體也是不合格的，在進(jìn)行加工的時候需要注意的地方十分多。

相對于普通低速齒輪箱，在孔的尺寸大小、幾何形狀的大小和表面粗糙程度方面。一般而言，齒輪箱箱體的平行軸孔洞精度的達(dá)到為T6級，平行軸孔洞的表面粗糙的程度需要控制在Ra0.8-1.6um之內(nèi)。對于幾何形狀精度的大小，則只需要控制在孔的公差范圍之內(nèi)即可。

對于平行軸孔洞孔距大小和位置關(guān)系方面。在加工的時候，齒輪箱體的各個支撐孔之間的距離以及位置關(guān)系也是需要考慮的方面。大體而言，中心距的距離大小必須在0.02-0.08mm之間，軸心線的平行度則是在0.03-0.1mm范圍內(nèi)。

1.4加工工藝

齒輪箱上下基準(zhǔn)面及分合面方面而言，如果齒輪箱體的是比較小件的，那么一般都可以在牛頭刨床以及普通的銑床上進(jìn)行加工，反之則需要在龍門刨床以及龍門銑床上進(jìn)行加工；對于箱體內(nèi)直徑小于50mm的孔，一般可以使用鉆一擴(kuò)一鉸的方案，如果孔大于50mm，那么可以使用粗鏜一半精鏜一精鏜的方案進(jìn)行加工，在進(jìn)行了精鏜后，需要利用浮動的鏜刀片進(jìn)行再加工，這時一般是采用珩磨、滾壓等工藝方法。

2.齒輪箱箱體加工試驗(yàn)

2.1齒輪箱子殼體加工概況

齒輪箱的殼體是高鐵軌道（德國）中某段系列中的組成產(chǎn)品之一，在對齒輪箱的殼體進(jìn)行加工作業(yè)時，主要提供的是2件齒輪箱的殼體毛坯。加工過程中，齒輪箱箱體要以各個孔問的中心點(diǎn)相互位置為基準(zhǔn)，并要有較高的形位公差數(shù)，其中，在箱體的正端面與其反端面的內(nèi)孔間，其同軸度◎≤φ0.02mm、∥≤φ0.02mm。

2.2調(diào)試加工后的主要情況

要對第一件齒輪箱的殼體工藝方案進(jìn)行可行性分析，肯定其合理性、可行性。其次，對該齒輪箱殼體進(jìn)行二次加工，擴(kuò)大其主要的各個孔的大小，借助補(bǔ)償孔中心坐標(biāo)技術(shù)，以符合c-c剖視圖的孔同軸度要求。接下來就對齒輪箱殼體各個孔的重新鏜過程進(jìn)行介紹。

第一，對A方向各個孔的尺寸進(jìn)行半精鏜加工，其半精鏜范圍從φ332至φ332.7、φ131至φ131.7、φ142至φ142.7；第二將機(jī)床180°旋轉(zhuǎn)，以已經(jīng)加工好的A孔中心為基準(zhǔn)，將未加工的B方向的中心補(bǔ)償至◎≤φ0.03-A；第三提高內(nèi)孔精鏜；第四要對c-c剖視圖問的兩孔同軸度進(jìn)行觀察，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)其同軸度數(shù)據(jù)會發(fā)生變化。由此看出，我們?nèi)魞H通過微調(diào)補(bǔ)償中心對同軸度問題進(jìn)行調(diào)整是不能達(dá)到原定目標(biāo)的。

2.3調(diào)試加工的主要工藝

首先要把待加工的零件放至機(jī)床中心，將機(jī)床旋轉(zhuǎn)180°后對A面進(jìn)行半精加工，再旋轉(zhuǎn)180°對B面進(jìn)行半精加工，重復(fù)此操作并分別對A、B面進(jìn)行精加工，完成后按第一次加工狀態(tài)進(jìn)行裝夾。其次，按上述類似的方法，分別半精鏜及精加工兩面的內(nèi)孔，再由精鏜內(nèi)孔到尺寸，改進(jìn)為S150r/min和F20mm/min，將內(nèi)孔的粗糙程度改進(jìn)為Ra1.5um。最后要進(jìn)行適當(dāng)?shù)那邢鞴ぞ哌x取，比如在進(jìn)行深空加工時，要選用較低的進(jìn)給速度，以25-55m/min范圍內(nèi)為佳。

2.4調(diào)試加工的檢測報(bào)告

加工后對其進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，齒輪箱的正式殼體形位公差尺寸是符合整體設(shè)計(jì)要求的。

3.結(jié)語

齒輪箱體的數(shù)控加工是一項(xiàng)精細(xì)的工藝，不管是材料、結(jié)構(gòu)還是加工程序、技藝都需要嚴(yán)格的按照要求進(jìn)行，因此，從事于該行業(yè)的人員需要潛心攻堅(jiān)，更好的進(jìn)行加工以及創(chuàng)造出更先進(jìn)的工藝以更好的促進(jìn)該行業(yè)的發(fā)展。