浅谈箱体类零件加工工艺

来逢亮

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

0 引言

箱体类零件是减速器的主要构件，为装配的基础件，安装在箱体上的零部件越多，其结构越复杂，加工难度也越大。减速器的箱体零件上通常有很多装配孔，大都为轴承的支撑孔，加工精度要求较高；箱体类零件的平面多为装配基准面，其尺寸精度、位置和形状精度及表面粗糙度等方面都要有较高的要求。

1 箱体类零件分析

图1为蜗轮蜗杆减速器箱体零件图，其结构较为复杂，基础形体由底板、T形肋板、箱壳、蜗轮蜗杆轴孔组成，其中蜗轮轴孔处于底板与箱壳之间，蜗轮轴线与蜗杆轴孔轴线垂直异面，T形肋板将底板、箱壳及蜗轮轴孔连为一体。该箱体零件主要包括箱体底板表面、蜗轮圆柱面及蜗杆圆柱面3个加工表面。箱体底板包括4个φ54和φ47的螺栓孔。其中蜗轮加工表面是以φ52的孔中心线为轴线的圆柱面，该组端面的加工还包括φ106、φ85端面及R3.5外圆端面（4个）。蜗杆加工表面是蜗轮加工表面为φ40的孔中心线为轴线的圆柱面，该组端面的加工还包括φ50的外圆端面及3个M3深为10 mm的螺纹孔。

图1 蜗轮蜗杆减速器箱体零件图

蜗轮蜗杆减速器箱体主要技术要求包括：蜗轮与蜗杆轴线孔的同轴度要求0.03mm，蜗轮和蜗杆轴孔表面粗糙度均为Ra3.2，其端面粗糙度值为Ra6.3，箱体底板端面和箱壳端面及重要端面粗糙度值为Ra6.3，其余为Ra6.3。蜗轮轴线对蜗杆轴线的垂直度要求为0.03 mm，蜗轮轴线与底板表面的平行度要求为0.03 mm。

2 箱体零件毛坯状况

蜗轮蜗杆减速器箱体的材料选用HT150，抗拉强度为150 MPa，该材料具有成本低，耐磨性、可铸性、可切削性及阻尼特性良等优点。考虑到此箱体为单件小批量的加工，故采用木模手工造型的方法加工毛坯，该方法加工的毛坯铸孔所留余量较多且不均匀，因此需要进行人工时效处理，用以消除粗加工产生的内应力，保证加工精度的稳定性。

3 蜗轮蜗杆减速器箱体加工工艺过程分析

1）粗基准选择。箱体零件通常选用重要孔作为粗基准，随着生产类型的不同，以主轴孔为粗基准的工件装夹方式是不同的。对于中小批量的生产，考虑到毛坯精度较低，通常采用划线装夹，以减速器箱体底板表面为划线基准，依据毛坯各加工部位的加工余量，画出箱体各平面的轮廓线。

2）精基准选择。箱体零件精基准的选择与生产批量多少有很大关系，对于小批量生产通常选用装配基面作为定位基准。比如在吊架式镗模中，吊架从箱体顶面的开口处伸入箱体内，每加工1件箱体需装卸1次，吊架与镗模间虽有定位销定位，但由于吊架刚性较差，加工安装精度较低，经常拆卸易产生误差，加上辅助时间的增加，所以该定位方法只适用于单件小批量的生产。对于大批量生产可以采用一面两孔作为定位基准。

4 蜗轮蜗杆减速器箱体加工工艺

根据蜗轮蜗杆减速器箱体零件图并结合已有相关加工经验，制订出该零件的加工工艺路线：

1）铸造。减速器箱体一般采用木模手工铸造生产毛坯，毛坯铸造后进行人工时效处理，以消除箱体内部的残余应力。

2）划线及粗、精铣底板表面和箱壳底面。待时效处理后以减速器箱体底板表面为定位基准，适当兼顾轮廓，画出各平面的轮廓线（包括孔轮廓），之后将画好线的箱体毛坯装夹到机床上进行粗加工。粗铣减速器箱体底板表面和箱体箱壳外侧面（包括精铣），保证箱体高度尺寸为135 mm，采用X62万能铣床的圆柱铣刀进行加工。

3）划线和铣削蜗轮圆柱面。先画出各面的轮廓线，并以箱体底板表面和箱壳底面为加工基准，对蜗轮圆柱面进行粗精铣，并进行刮研和锐边倒钝。

4）划线和粗、精镗蜗轮圆柱轴孔。在蜗轮圆柱面上，画出 φ106、φ85、φ52及 R3.5的孔轮廓线，利用 T68镗床上的通用角铁镗刀对蜗轮圆柱孔进行粗、精镗削加工，其中φ85孔的上偏差为0.3 mm，下偏差为0.3 mm，以保证孔加工的精度要求。

5）划线和粗、精镗箱体底板孔。以箱体箱壳底面为定位基准，画出箱体底板上的轮廓线，并根据所画轮廓线进行找正，利用T68镗床粗、精镗箱体底板上4个φ54和φ47的孔。

6）钻削加工箱体底板螺纹孔。以箱体底板为基准面，利用钻模、钻头、丝锥钻削并加工4个M5深为10 mm的螺纹孔。

7）划线和粗、精镗蜗杆圆柱轴孔。蜗轮圆柱面为基准画出蜗杆所在面φ50、φ40及3个深为10 mm的M3螺纹孔的孔轮廓，其中φ50的上、下偏差均为0.3 mm，按照所画的轮廓线镗削出蜗杆圆柱轴孔及螺纹底孔，并攻螺纹。

8）划线检修。仿照上述步骤进行检验检修，以满足图纸上的要求。

9）涂装。将箱体内腔涂装成所要求的颜色。

10）检验。检验入库。

5 箱体类零件加工工艺原则

1）加工顺序先面后孔。箱体类零件均先加工面，再以加工的面为基准加工孔。由于箱体孔的精度要求较高，加工难度大，先以孔为粗基准加工面，再以平面为精基准来加工孔，这样为孔的加工提高了可靠的精基准，也使孔的加工余量较为均匀。孔分布在箱体的各不同平面，先加工好平面，钻孔时不易钻偏，扩孔或铰孔时，刀具也不易崩刃。

2）加工阶段粗、精工序分开。箱体类零件结构相对复杂，壁厚也不均匀，刚性差，但精度要求又较高，对箱体的重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样能够避免粗加工产生的内应力、切削力及夹紧力等对加工精度的影响。

3）工序间合理进行热处理。箱体类零件结构复杂，壁厚不均，铸造时会产生很大的残余应力，为消除残余应力，减小加工变形和确保加工精度，铸造后要进行必要的热处理。对精度要求不高的箱体零件，铸造后进行一次人工时效处理即可，而对于精度要求较高或复杂的箱体零件，在粗加工后还要安排一次热处理，以消除加工时产生的残余应力。箱体零件人工时效处理的方法，除了加热保温外，还可采用振动时效来消除箱体内部的残余应力。

6 结语

本文针对箱体类零件的加工工艺进行分析，对蜗轮蜗杆减速器箱体零件的加工工艺进行具体阐述。箱体零件是机器或部件中常见的零件，对于该类零件进行分析能够提高加工的质量和实用效率，能够有效地降低次品的产生。

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