大跨距孔调头加工工艺研究及应用

吴冬 杨华平 符嘉靖 董婷 刘培林

摘 要：本文基于2MW风电齿轮箱高速级箱体加工，选择卧式镗铣加工中心，运用调头加工方法，两组大跨距孔加工的同轴度、位置度达到设计目的，保证了产品试制开发过程和产品质量要求，满足批量生产要求。

关键词：高速级;加工工藝;大跨距

风力发电作为一种可再生能源，具有资源分布广、潜力大、环境影响小、可持续利用的特点，世界各国均在大力发展。随着中国风力发电产业进入规模化发展阶段，对齿轮箱质量的要求越来越高，而箱体作为齿轮箱的关键零件，其加工质量直接影响了齿轮箱的使用寿命。

2MW风电齿轮箱作为市场和我公司的主要产品，适用于高空、海上各类工况复杂的场所，因而通过加工工艺来保证加工质量具有很重要的意义。

1 图纸要求及分析

加工要求：（1）高速级主要加工内容为箱体端面，端面孔系及孔加工;（2）孔加工要求保证孔的加工尺寸精度和形位公差要求，特别是同轴度和位置度。

由于涉及到齿轮传动，各个孔的位置关系显得及其重要，然而对于中箱体、后箱体合箱加工的各个孔径都均由中箱体轴承挡A、后箱体轴承挡B作为基准，两个关键的基准在不同的箱体上，由此带来较高的加工精度要求较高，若中、后箱体内孔轴承挡A、B的同轴度不合格，会导致高速中间轴的扭曲变形，造成零件使用寿命的缩短;若内孔C，D的内孔加工对于A、B轴承挡的位置度不满足要求，会造成齿轮结合过度挤压，容易造成齿轮磨损，或是过松，会造成传动不平稳及较大的冲击和噪音。

2 加工工艺分析

（1）此零件为大型箱体类零件，毛坯壁厚较厚，结构稳定、装夹时利用前道工序加工的平面来定位，其中两处为立柱等高块，大法兰处用可调支撑，这样箱体的重心完全落在支撑范围内，装夹稳定可靠，方便。

（2）此零件外形较大，轴向孔加工位置较深，最深处为900mm，选用镗铣加工中心加工，加工中心技术参数为：X轴行程3000mm，Y轴行程2000mm，ZP轴镗杆可伸出主轴端面740mm，工作台尺寸为1800mm x 1200mm，完全满足加工要求。

（3）影响位置度、同轴度的因素有：温度变化、导轨误差、加工时间连续性;对此采用留余量测量对应孔母线差值，对误差进行补偿，先试切A孔，测量A孔和B孔的四个方向的母线差值，在根据差值△X（X1-X2）、△Y（Y1-Y2），调整A孔坐标值根据调整后坐标值，对A孔进行加工，从而保证A、B两孔同轴度;精镗孔C、D对镗杆中心进行补偿，保证位置度。

（4）此高速级合箱主要加工操作步骤如下：1）找正大法兰面，端面跳动小于0.04mm;2）用雷尼绍探针找正B孔中心及法兰面，3）粗加工所有端面，留精加工余量;4）粗镗内孔;5）加工孔系;6）精加工端面;7）精镗内孔;8）倒角、切槽。

3 测量结果

高速级三坐标测量结果如表，检测日期  2013.09.18～2013.11.05  温度 21～22℃：

4 加工工艺总结

通过加工调试及现场批量生产风电齿轮箱高速级，根据三坐标数据分析可知，用此工艺方法加工高速级组件，能保证其位置度和同轴度，实现批量生产合格产品的目标，此加工工艺已经应用到其他零件生产中，很好保证了同轴度的要求，满足了产品质量和生产需求。

参考文献：

[1]王先逵.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]杨叔子.机械加工工艺师手册[S].北京：机械工业出版社，2002.

作者简介：吴冬 （1986—）男，助理工艺师，硕士研究生，主要从事：加工工艺技术工作。