箱体加工精度及工艺的分析与研究

兰少娟　王海仿　王　兵

（河南省舞钢市舞阳钢铁公司三合盛机建公司，河南　舞钢　462500）



箱体加工精度及工艺的分析与研究

兰少娟王海仿王兵

（河南省舞钢市舞阳钢铁公司三合盛机建公司，河南舞钢462500）

摘要：本文以河南省舞钢市舞阳钢铁公司三合盛机建公司经常加工的郑机所减速机箱体和郑纺机纺织机械箱体加工为例，从箱体类零件的主要精度要求分析入手，介绍箱体类零件加工应遵循的一些基本原则，重点阐述保证箱体类零件加工精度的具体工艺过程。

关键词：箱体；加工精度；加工工艺

近年来，河南省舞钢市舞阳钢铁公司三合盛机建公司主要承接箱体异形件加工及箱体修旧工作，而针对提高箱体的加工质量已成为该公司亟待解决的问题［1］。

1　箱体的主要精度要求

1.1孔的尺寸精度要求及几何形状精度要求

齿轮类箱体对孔的精度要求较高，主轴孔的精度等级一般为IT6，孔的几何形状精度要求一般为孔的圆柱度要求，其精度等级一般控制在尺寸公差的1/2范围内，孔的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。

1.2孔与孔的位置精度

孔系间的平行度误差会影响齿轮的啮合质量，同一轴线上各孔的同轴度误差、孔端面对轴线的垂直度误差，会使轴和轴承装配到箱体内出现歪斜，从而造成主轴径向和轴向的误差，加剧轴承的磨损。

1.3孔与平面的位置精度

主要为轴承孔端面对轴承孔结合面的垂直度要求，一般轴承孔端面对轴承孔结合面的垂直度在0.03mm之内，轴承孔中心线与刨分面垂合，其误差不得＞0.05mm。

1.4孔及端面的表面粗糙度

孔及端面的表面粗糙度对箱体的配合性质及相应轴、轴承的耐磨性及耐用性有很大的影响，保证各轴承孔及端面的表面粗糙度，对提高箱体的使用性能、使用寿命尤为重要。

2　箱体机械加工工艺规程制定原则

2.1先面后孔

先面可用作定位基准，再孔可减少钻头跑偏，防止刀具崩刃，减少刀具磨损，便于后期各孔的定位、加工。

2.2粗精分开，先粗后精

箱体的结构复杂，轴承孔端面及各轴承孔的精度要求较高，应粗精工序分开，先进行粗加工，后进行精加工。

2.3工序集中，先主后次

箱体零件上相互位置要求较高的孔及平面，一般尽量集中在同一工序中加工，以减少装卡次数，使整个机械加工过程中基准尽量统一，基准不重合误差降至最小。

3　保证齿轮箱体精度的主要工艺措施

3.1焊接工艺基准块

由于减速机箱体本身结构复杂、壁薄中空及工件本身定位面不平整，所以在吊装、机械加工中装夹不易，因此焊接工艺基准块很有必要，不但能起到辅助支撑的作用，而且在铣结合面、钻结合面的螺栓孔时便于装夹和找正，工艺块点焊在箱体的两侧立板的顶面和底面（注意为非加工面），点焊牢靠后，机床对基准块进行铣削加工，保证基准块在一个平面上，再以基准块为基准，铣结合面［2］。

3.2各工序基准的选择

划线时选用箱体上的重要孔和另一相距较远的孔做基准，保证孔加工时余量均匀，精镗孔时选用箱体的结合面作为精加工基准，选用箱体结合面作基准与设计基准重合，消除基准不重合误差。在大型落地镗床上加工箱体的轴承孔时,因受机床精度的限制，尤其是回转工作台、主轴滑枕及主轴精度的限制，在铣床加工箱体结合面的同时，在箱体长度一端铣一基准，保证与箱体结合面和端面垂直，作为镗床镗轴承孔的找正工艺基准，然后镗床只需校正，按照铣床所加工的工艺基准找正精镗孔即可，利用铣基准的方法弥补机床精度不够高的不利因素。

3.3选择合理的切削参数提高箱体精度

箱体毛坯各轴承孔及轴承孔端面一般留有10.00mm加工余量，在机械加工过程中将产生大的切削应力、切削热等。因此，应选择合理的切削参数直接提高工件的精度。在工件材料、刀具材料、刀具几何参数及其他切削条件已确定的情况下，切削用量的选择将直接关系到工件的质量，一般精加工工件时（Ra 1.6～Ra 3.2）选ap=0.05～0.80mm，粗加工工件时，尽可能减少走刀次数，镗削深度为ap=2.00～6.00mm，进给量f选择主要应考虑加工面的精度要求和刀具系统的刚性。

3.4选择合理的镗孔加工路线

对于相互位置精度要求较高的孔系加工，特别要注意镗孔的加工顺序的安排，加工不当直接影响孔心距精度。2006年，加工郑州纺织机械厂的一套大型箱体时，凭常规加工经验，加工各轴承孔孔中心定位按图示基本尺寸（0，0）坐标加工，按图示各孔相互位置要求加工相邻小孔时，无法再通过借料加工，加工后经检测箱体各轴承支承孔相邻斜孔距尺寸不符合图纸尺寸要求。

对于镗孔加工路线，如纺织机械箱体加工路线图（见图1）。当按图1所示加工时，大孔加工顺序1、2、3、4、5、6，因1、3、4、6在”X”向坐标上距离大，造成”X”向间隙累计增加，从而影响了位置精度。在加工小孔时按1#、2#、 3#、4#、5#、6#路线加工，由于5#、6#孔与1#、2#、3#、4#、定位方向相反，“Y”方向反向间隙会使定位误差增加，而影响5#、6#的定位精度。而按加工路线图2避免上述机床“X/Y”方向的间隙误差。

图1　纺织机械箱体加工路线图1　

图1　纺织机械箱体加工路线图2　

经过实践针对此种类似齿轮箱体总结出的结论如下：①加工6组大轴承孔按加工路线2所示1→2→3→4→5→6顺序加工，在加工完4后，回到1位置（零点校对）→5→6→2检查2孔和6孔孔距，孔距按上差计算（结合齿轮啮合精度要求按上差加工）；②加工6组小轴承孔时，以图示1孔定中心基准，找正，检查2孔和3孔中心距实际尺寸定1#→2#→3#，检查2孔和6孔中心距尺寸定4#→5#→6#。由此可见，加工顺序的不同直接影响箱体的加工精度。

3.5孔距检测间接测量误差直接影响箱体尺寸精度

因为各轴承孔孔距精度在0.030～0.060mm，所以，通常箱体各轴承孔孔距的测量都是利用外径千分尺测量，由于千分尺测量头是一个平面，与箱体内孔弧面接触，产生测量误差A，所以在计算测量时须将误差值A计算进去，测量误差计算公式为：A=D/2-［（D/2）2-（d/2）2］½，式中d位测量头直径，D为测量头接触的孔径。

通过箱盖实例计算：の200（+0.+0.046）和の280（0，+ 0.052）孔距尺寸为450（0，+0.03），千分尺测量头为の8；实测尺寸の200、の280计算450（0，+0.03）孔距测量L值为多少视为合格的：由上式可得出由此推出实际测量值210.102（0，+0.03）视为孔距尺寸精度合格。所以，实际生产中间接测量尺寸误差不容忽视。

参考文献：

［1］王爱玲.机床数控技术［M］.北京：高等教育出版社，2009.

［2］邓文英.金属加工工艺学［M］.北京：高等教育出版社，2000.

中图分类号：TH161

文献标识码：A

文章编号：1003-5168（2016）01-0082-02

收稿日期：2015-12-16

作者简介：兰少娟（1985-），女，助理工程师，技术员，研究方向：机械加工。

Analysis and Research on Machining Precision and Technology of Box

Lan ShaojuanWang HaifangWang Bing
（Sanhesheng Machine Construction Company,Wuyang Steel Corp,Wugang City,Henan Province, Wugang Henan 462500）

Abstract:Taking processing deceleration Zheng machine body and chassis Cheng Textile Machinery Textile Machin⁃ery box processing by Sanhesheng Machine Construction Company of Wuyang Steel Corp of Wugang City in Henan Province as an example,from the main box-type parts precision requirements analysis,this paper introduces some basic machining box parts to be followed principle,focusing on the specific process to ensure the main box parts ma⁃chining accuracy.

Keywords:cabinet；precision machining；processing