齿轮减速箱体的加工工艺与分析

张增钢

摘 要：箱体类零件是机器或者部件中的基础零件，它与轴、轴承、齿轮等零件的配合，组成了机器或者部件，因此箱体类零件的加工质量非常重要，体现在孔的尺寸精度、孔与孔的间距和同轴度。本文通过对齿轮减速箱体的工艺分析，正确处理加工中的装夹，制定合理的加工路线，从而完成了产品的加工，并达到了质量要求。

关键词：箱体；加工；装夹

引言

图1为一个齿轮减速箱体零件的加工图，是广西南宁万昌机械制造有限公司委托本人制定加工工艺。该零件的材料为HT200，加工数量为100个，该箱体是机床排屑器上的变速装置，结构复杂，内部呈腔型，主要的加工位置为平面M和各孔系，并且面和孔之间有相对较高的要求：1、平面M是加工中的设计基准，需要有较的高精度和表面粗糙度。2、本箱体中的孔系主要用来安装轴承，为了保证轴的回转精度，孔的尺寸精度分别为IT7和IT9，表面粗糙度为Ra1.6。同时两边的轴心线与A-B基准的平行度公差为0.02mm。

1.工艺分析

齿轮减速箱体由于内腔和外形结构复杂，因此毛坯选择铸造成型。在铸造时由于存在内应力，需要采用人工时效消除毛坯里面残留的内应力，防止产生加工变形。然后在加工中心上进行粗、精加工平面和孔系，钻好孔和攻好螺纹孔。接下来在钳工台上去除毛刺。然后在清洗机上清洗。最后送检。加工中心上是工序最复杂的时候，是决定箱体能否达到合格尺寸的关键一步，因此我们把加工步骤具体分为装夹、粗加工、精加工阶段，合理完成箱体的实际加工。

2.加工步骤

2.1装夹

采用螺钉和压板装夹工件，工件的M平面先加工完毕，以它为定位面，首先轻压工件，用划针根据F面找正工件，使F面与机床导轨运动方向平行，然后用螺钉和压板把工件压紧在工作台上。工件装夹后，以?90圆台的外圆，找正主轴位置，确定工件原点的偏移值量，同时完成原点偏移量的设定。

2.2粗加工

粗加工按以下顺序进行：

2.2.1以轴孔为基准首先铣削两个凸缘的端面，选用?80mm的面铣刀，转速为300r/min，进给量为60mm/min；

2.2.2钻?35的孔，留0.5mm的余量。先加工正面，再转动工作台180度。加工另外一面。钻孔的转速选择为600r/min，进给量为60mm/min；

2.2.3粗镗2x45H7，留0.5mm的余量。转动工作台180度，粗镗另外一边的2x45H7。加工时的转速为300r/min，进给量为60mm/min

2.2.4粗镗2x58H9的内孔，留0.5mm的余量。加工时的转速为300r/min，进给量为60mm/min；

2.2.5钻2x?18的内孔，加工时的转速为600r/min。进给量为60mm/min；

2.2.6钻?90圆台上4XM8处的螺纹内孔（共8处），转速为700r/min，进给量为60mm/min。到此完成所有的粗加工。

2.3精加工

精加工时基准的选择非常重要，为了保证加工精度，考虑基准重合原则.本箱体的设计基准是上盖面、凸台面及一侧外壁。根据基准重合的原则，选设计基准为精基准。精加工顺序：

2.3.1先面后孔。先精加工两处?90的平面，能够为孔加工提供可靠的定位基准。同时由于箱体是浇铸类的零件，先加工面也可以去除铸件毛坯表面的凹凸不平、砂孔等缺陷，防止加工时刀具产生大的磨损或倾斜，为后续加工奠定了基础。

2.3.2先基准面，后其他面，基准先行。该箱体在精加工时有A、B两个基准，因此先半精镗和精镗正、反两面?35H7的内孔至合格尺寸。加工时的转速为100r/min，进给量为40mm/min。然后半精镗和精镗正面的2x45H7内孔至合格尺寸。加工时的转速为100r/min，进给量为40mm/min，再转动工作台180度，加工另外一面的2x45H7内孔至合格尺寸；接着半精镗和精镗2x58H9的内孔至合格尺寸。加工时的转速为100r/min，进给量为40mm/min。

2.3.3先主后次。箱体上用于紧固的螺孔、小孔一般属于次要表面。因为这些次要孔往往要依据主要表面（轴孔）定位，所以这些螺孔的加工应在主要轴孔加工后进行。否则会使主要孔的精加工产生断续切削和振动，影响主要孔的加工质量。因此把攻两处4xM8的螺纹放在最后。

3.加工中的难点分析与处理

在铣削平面和车削孔系时容易产生振动，引起圆度误差、同轴度误差、孔和面的垂直度误差，同时表面粗糙度也较差。在加工中我们采取一些方法解决了以上问题。

3.1回转工作台中心不准

在卧式加工中心上装夹时，由于采用的是回转工作台，一面加工完成后通过指令，让机床的回转工作台转动180度，然后再加工箱体的另外一面。因此箱体各孔系的同轴度依赖着回转工作台。因此在加工前我们须对工作台的X向、Y向、Z向三个方向回转中心进行测量和调整，保证工件的加工精度。测量和调整有三种方法：第一种为心轴、量块配合百分表测量；第二种为心轴、直角尺配合百分表测量；第三种为试镗的方法。前面两种是机床静止时候测量的，精度不是很准确。我们采用前两种方法结合然后进行试切，先在工件的一端进行试切，然后工作台回转180度，再进行试切。结合两边的差值进行补偿。这样就可以保证工件加工的精度。

3.2箱体加工时刚性较差

齿轮箱体是中空类零件，在加工时容易产生振动，我们在夹紧的时候增加定位地方的支撑点，在箱体内部增加支撑杆，增加箱体两侧的刚性。合理选择正确的铸铁刀片减少零件的变形。最终保证工件加工的精度。

4.结束语

通过实践证明，我們通过此种加工方案，合理地选用刀具和切削用量，不但成功完成了齿轮箱体的加工，而且能够达到图纸的要求。该方案大大缩短了工艺流程、减少了劳动强度、保证了加工精度、提高了生产效率。值得在箱体类零件加工中推广。

参考文献：

[1]韩鸿鸾.《数控铣工/加工中心操作工全技师培训教程》，化学工业出版社，2009.8.

[2]蒋克勤.变速箱体加工方案，中国科技信息，2014，（21）.