沈超
南京高精齿轮集团有限公司 江苏南京 211100
摘要：大型齿轮箱体积和重量都比较大，再加上加工机床的精度较低，很难达到设计要求。本文对齿轮箱体的精度影响因素进行分析，并提出提升大型齿轮箱体加工精度的方法。
关键词：齿轮箱体；精度；生产工艺
1齿轮箱体的精度分析
图1所示为卡罗塞尔卷取机齿轮公转箱,加工精度要求很高,主要指标为:下图为卡罗塞乐卷取机齿轮公箱体结构图，生产制造的精度较高，关键的性能指标有：1）箱体具备三档轴承孔，每个孔公差为H7，圆柱度公差为0.02毫米。2）轴承孔的长度值为1835毫米，每个孔的同轴度为0.02毫米。3）每个档位的轴承孔中心线应该与齿轮公转箱体的结合面保持平行，位置度应该达到0.02毫米。4）上、下部位结合面平面度应该为0.05毫米。5）三轴承孔间的中心距允许误差值为±0.05毫米。6）齿轮公转箱体的外圆可以达到φ3840°-0.3毫米，轴承孔和外圆之间的同轴度可以达到0.02毫米。该齿轮公转箱内部结构复杂，对于加工制造的精度很高，必须要采用科学合理的施工工艺才能达到要求。
图1 齿轮公转箱精度要求
2影响齿轮箱体加工精度的因素
对齿轮箱体的加工制造精度造成影响的因素有：1)齿轮箱内部工件的刚性情况直接影响着其加工制造精度。因为箱体体积和重量都很大，工件被放置到工作台上面时，由于自身的重量情况会形成一定程度的变形，在运输、吊装等环节也会不同程度的对精度产生影响。2)加工机床的尺寸控制精度、主轴的回转以及导轨的移动情况对齿轮箱体的精度会造成影响。铣箱体结合面需要在铣床上完成加工，平面度精度可以有效的保证。镗轴承安装孔需要在数控落地镗床处理完成。机床在安装以及使用过程中，其导轨的精准程度、工作台的精度都会有着一定程度的改变，滑枕和主轴的伸出无法和工作台面保持平行。因此，精镗轴承孔直接影响着轴承孔的同轴度、圆度，对工件的精度产生影响。3)机械加工切削应力也会对精度产生影响，对于大型的齿轮箱体，对结构件进行焊接之后应该采用退火的方式进行应力消除处理，但是退火还会存有消除应力，每个加工面都会稍大于10毫米的余量，在加工制造过程中会形成切削应力，应力的释放将会对精度产生影响。
3提升大型齿轮箱体加工精度的方法
为了保证齿轮箱体的加工精度,必须在工艺上采取一定的工艺措施,以消除上述因素对大型齿轮箱体加工精度的影响。提升齿轮箱体加工精度的方法主要有：1）为了消除产生的切削应力，应该对箱体进行粗加工，主要对象为铣箱体结合面和粗镗箱体的轴承孔，保留的余量可以视具体情况来确定，尽可能的少保留余量。之后对箱体工件进行全面的应力消除处理，加工过程中生成的切削应力随之消失，避免了工件组装成品之后由于机械加工应力而生成的应力变形。2）利用三点的方法来对工件的扭曲变形进行矫正，把垫头支撑安装在工作台面上时，可以利用三点的方式来确定平面，从而完成初步的定位，因为工件自身重量、垫头高度无法形成一致，同时还存在着工件自身定位面不平整的情况，工件在安装过程中就形成了扭曲，对夹紧之后会对精度造成一定程度的影响，箱体结合面的平面度、轴承孔中心线部位在加工制造之后会形成扭曲，安装误差会高于箱体对于精度的要求，应该采用合理的方法进行有效的调正，防止箱体产生最初的变形，可以采用图2的方法，对齿轮箱体结合面进行加工制造时，应该把其下定位基面的A、B、C、D四个不同的点位都垫置一个高度相同的垫头支撑，在C、D点位则利用百分表来进行测量来完成复零操作，在中部的F点位则采用千斤顶装置进行支撑，来对C、D点位的百分表进行检查，查看是否指示相同，如果指示达不到一致，可以利用垫片来对C、D点位的垫头高度进行调整，再次重复上次的操作，当百分表指示相同时停止。用该办法实现A、B、F[C、D]三点共面的办法叫作三点找正法，可以把齿轮箱体由于安装时产生扭曲变形进行有效的消除，从而使加工后的箱体结合面以及轴承孔中心线不再产生变形。3）齿轮箱体轴承孔利用大型落地镗床进行加工制造时，会受到机床精度影响，特别是受到回转工作台、主轴精度和滑枕精度影响，轴承孔中心线、同轴度和结合面中心之间的误差比较大，很难实现对工件的加工精度需求。利用龙门铣来对齿轮箱体结合面进行加工制造时，首先加工制造出镗轴承孔找正的工艺基准，之后依据龙门铣床的加工工艺基准进行找正、精镗孔就可以完成，如图2所示。
图2 箱体三点找正和工艺块焊接位置
在齿轮箱体结合面外部和轴承孔部位焊接，对该箱体结合面进行精铣时，应该同时对工艺块上加工出精镗孔的找正工艺基准面，从而保存好精镗孔中心的详细数据发送给镗床控制系统，依据此数据对精镗孔进行测量。4）在对大型齿轮箱进行精加工，应该把螺栓紧固成一体的方式，然后配上销孔后紧固，之后再对轴承孔进行加工。必须要在工作台或者装配平台上齿轮箱进行合箱，保证每个箱体的结合面处理洁净状态，有必要时需要进行刮研，利用塞尺对间隙进行检测，保证结合面有足够的接触面积。下箱体利用三点找正的办法完成找正操作，结合面必须达到水平度的设计要求，然后用压板进行压紧。把上、中箱体根据安装次序安装在下箱上，位置满足要求，安装紧固螺栓。
4结束语
综上所述，利用上述方法来大型齿轮箱体加工进行加工时，精度达到了设计和使用要求，可以广泛应用于该种齿轮箱的制造。
参考文献：
[1]张洋.焊接式齿轮箱体的生产加工工艺及其质量控制策略[J].科技与企业,2016(10):235-236.
[2]周俊杰.大型焊接式齿轮箱体的加工工艺及质量控制措施[J].冶金设备,2013(02):74-77.
论文作者:沈超
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/4
标签：箱体论文; 精度论文; 齿轮论文; 加工论文; 轴承论文; 工件论文; 应力论文; 《防护工程》2018年第34期论文;