论文部分内容阅读
摘要：本文首先介绍了齿轮箱箱体的结构及特点，并分析了其主要使用的材料，其次对齿轮箱箱体数控高精度加工技术进行了深入分析，最后通过实际加工案例对技工技术的具体应用做出了简单介绍，希望可以为相关加工人员提供一些有用的帮助，进一步提高数控高精度加工技术的应用效率与质量，促进齿轮箱箱体的数控加工技术创新与发展。
关键词：齿轮箱;零部件;数控;高精度;技术
引言：现阶段，随着我国现代科学技术的高速发展，数控高精度加工技术在各个生产加工领域中都得到了广泛的应用，并且发挥出很高的加工作用，技术工艺不断创新，加工流程不断优化，对我国机械制造行业的健康发展起到重要作用。齿轮箱箱体的制造加工比较复杂，并且对加工精度要求较高，传统的加工方式难以满足现有的质量需求，并且加工效率比较低，而数控高精度加工技术则很好的解决了上述问题，在齿轮箱箱体的加工中获得了广泛应用。
一、齿轮箱箱体结构及特点
齿轮箱是一种工业生产领域应用十分广泛的机械部件，例如风力发电机组、热动机组等。齿轮箱箱体的结构比较复杂，形状各异，并且墙体壁的薄厚不均，对数控加工的精度有很高的要求。同时，齿轮箱箱体在组装的过程中需要使用个各种类型的零部件，并且需要使用到加筋板将各种零部件进行紧固，主要起到支撑作用和外部防护作用[1]。另外，在进行齿轮箱箱体的数控加工操作时，还需要根据齿轮箱的实际用途对其结构进行优化设计，加工内容包括齿轮箱箱体的上下平面加工、轴承孔加工以及油路加工等，同时需要注意各个转接面和回转面等部位的加工。
二、齿轮箱箱体的加工材料
现阶段，我国生产制造的齿轮箱箱体大多数都使用的是灰铸铁或者球磨铸铁等，需要具有材料成本低、耐磨、可塑以及阻尼等特点。所以，一般情况下，普遍使用的齿轮箱箱体加工材料都是HT在200-400范围内的灰铸铁，相对高级一些的齿轮箱箱体可能会使用到球磨铸铁。只有极少数个别情况下会使用到耐磨铸铁或者钢材进行加工制造，因为有些情况下会对齿轮箱箱体的精度有特殊的要求。
三、齿轮箱箱体数控高精度加工技术
（一）加工技术要求
齿轮箱体数控高精度加工的过程中需要注意对零件的尺寸把握，箱体零件是连接与装配轴、轴承套以及齿轮等的基础零件，需要根据齿轮箱的整体设计和使用方式按照设计好的位置进行准确装配，因此需要提高对齿轮箱箱体零件位置的加工确认，提高加工精度，从而提高齿轮箱装配质量。通常情况下，齿轮箱箱体的主轴支撑孔需要达到IT6级的精度要求，并且其表面粗糙度应该在Ra0.8-1.6μm范围内。齿轮箱箱体上的其它支撑孔的精度则需要在IT6-IT7级范围内，表面粗糙度应该为Ra1.6-3.2μm。另外齿轮箱箱体的几何形状精度需要维持在孔的公差范围内。
齿轮箱的主平面形状、位置精度和表面粗糙度也具有严格的要求，一般的齿轮箱箱体装配基面和定位面的平面形状精度为0.03-0.1mm，齿轮箱主平面的表面粗糙度则为Ra1.6-3.2μm。另外齿轮箱上各个支撑孔之间的孔距尺寸精度和相互位置精度为：具有齿轮齿合关系的相邻支撑孔之间需要保持0.02-0.08mm的中心距，轴心线平行度为0.03-0.1mm。而齿轮箱箱体上的同轴线孔的同轴度应该为0.03-0.1mm[2]。
（二）加工工艺
齿轮箱箱体的加工工艺使用主要以箱体的大小而定，从齿轮箱的上下基准面以及分合面的角度去看，如果齿轮箱的箱体尺寸比较小，通常都会采用牛头刨床或者一般的铣床进行数控高精度加工。如果齿轮箱箱体的尺寸比较大，则需要使用到龙门刨床或者铣床。在对齿轮箱箱体的各种支撑孔进行数控加工时，如果孔径小于50mm，可以使用钻-扩- 铰的加工工艺，反之则需要采用粗镗- 半精镗- 精镗的技工工艺，并在精镗加工完成后使用浮动镗刀片对支撑孔进行再次加工，常用的技工工艺有滚压和珩磨等。
（三）加工试验
在进行齿轮箱箱体的数控高精度加工时，需要做好加工试验，首先需要有一个完整的加工方案，明确加工图纸以及各个技术菜蔬，同时需要根据齿轮箱箱体的零件材料、结构特点以及各种表面和零件的加工尺寸、孔径等，做好加工前的准备工作，拟定加工技术应用流程，做好基准定位，调试好加工设备的精度、刀具位置以及工装等，以此进行第一个试验件的试制，分析最终的加工结果，并出具检测报告，确认加工技术应用可行，加工精度达标，试验件质量合格以后才可以进行全面加工生产，并做好加工质量监测与管理，确保加工技术得到有效应用。
（四）加工流程
齿轮箱箱体的加工流程顺序一般为先面后孔、粗精加工、热处理以及内应力消除。在加工过程中要注意定位基准的选择，包括粗基准选择和精基准选择。首先，在进行齿轮箱箱体数控高精度加工的过程中，加工人员需要依照可靠的精基准开始加工，并且先面后孔的加工顺序可以保证加工余量均匀，并且可以有效控制钻头的偏移，扩孔或者铰孔的时候也不容易发生崩刀现象，在进行对刀调整时也比较方便、快捷。在进行粗精加工的时候，需要妥善处理好粗加工的切削力、夹紧力以及内应力影响问题，尽可能的消除影响，需要结合数控高精度加工技术的特点以及加工需求合理选择加工数控设备，提高加工效率与质量，保证加工精度。在齿轮箱箱体基础结构加工完成以后，需要立即进行热处理操作和再次铸造，同时需要做好人工时效，从而有效改善加工性能，将内应力有效的消除干净。其中，人工时效最常用的方法是加热保温、振动时效。
在选择齿轮箱箱体定位基准的过程中，需要分开考虑粗基准和精基准的选择，粗基准在选择时要考虑到重要孔的加工余量均匀，尽可能的保证孔壁的厚度一致，齿轮箱箱体的其它部位也应该有相应的厚度。回转零件在装配在齿轮箱内时，零件与齿轮箱箱体应该保持足够的间隙。齿轮箱箱体的外形尺寸要符合设计要求，并且要定位稳定，可靠夹紧。而精基准的选择则主要表现在一面两孔和三面定位上，需要使用齿轮箱底面和上面的两个孔作为定位基准，并且为基准加工剩余的平面和孔。齿轮箱在装配时通常以平面为基准，同时也是齿轮箱箱体其它要素的设计基准。
四、齿轮箱箱体数控高精度加工技术应用实例
以C6146床头箱体的加工为例，首先需要完成的加工的项目为基准加工，然后需要使用专用的夹具将箱体稳固在数控机床上，按照先面后孔、由外至内、先大孔后小孔、先长孔后短孔的加工原则进行高精度加工。传统的齿轮箱加工工艺流程为划线- 钻孔- 铣孔- 镗孔，精加工都在数控镗床上进行，在实际操作中需要严格按照加工规范和工艺要求进行[3]。并对加工过程进行优化，采用配备回转工作台的数控机床进行加工，并在加工前后对工作台的回转中心精度进行反復校正。在加工两头孔时，粗加工完成后不要移动坐标，直接利用回转工作台调转加工机头对孔进行半精加工或者精加工。同时要保证同轴度的两个孔同时进行半精和精加工，不能出现停顿，减少机械热位移，提高加工精度。
五、结论
齿轮箱箱体数控高精度加工技术的应用十分广泛，起到的作用很大，需要在具体应用过程中结合箱体的具体尺寸参数和加工精度要求，优化加工技术与流程，理顺加工顺序和注意事项，进而有效提高加工效率与质量。
参考文献：
[1] 周明升，王琦.齿轮箱箱体数控高精度加工技术研究[J].中国机械，2014，（12）：122-122.
[2] 缪靖媛.齿轮箱壳体数控高精度加工技术的研究[J].中国机械，2013，（17）：108-110.
[3] 谢达.复杂箱体零件数控加工案例分析[J].内燃机与配件，2018，（010）：132-133.
关键词：齿轮箱;零部件;数控;高精度;技术
引言：现阶段，随着我国现代科学技术的高速发展，数控高精度加工技术在各个生产加工领域中都得到了广泛的应用，并且发挥出很高的加工作用，技术工艺不断创新，加工流程不断优化，对我国机械制造行业的健康发展起到重要作用。齿轮箱箱体的制造加工比较复杂，并且对加工精度要求较高，传统的加工方式难以满足现有的质量需求，并且加工效率比较低，而数控高精度加工技术则很好的解决了上述问题，在齿轮箱箱体的加工中获得了广泛应用。
一、齿轮箱箱体结构及特点
齿轮箱是一种工业生产领域应用十分广泛的机械部件，例如风力发电机组、热动机组等。齿轮箱箱体的结构比较复杂，形状各异，并且墙体壁的薄厚不均，对数控加工的精度有很高的要求。同时，齿轮箱箱体在组装的过程中需要使用个各种类型的零部件，并且需要使用到加筋板将各种零部件进行紧固，主要起到支撑作用和外部防护作用[1]。另外，在进行齿轮箱箱体的数控加工操作时，还需要根据齿轮箱的实际用途对其结构进行优化设计，加工内容包括齿轮箱箱体的上下平面加工、轴承孔加工以及油路加工等，同时需要注意各个转接面和回转面等部位的加工。
二、齿轮箱箱体的加工材料
现阶段，我国生产制造的齿轮箱箱体大多数都使用的是灰铸铁或者球磨铸铁等，需要具有材料成本低、耐磨、可塑以及阻尼等特点。所以，一般情况下，普遍使用的齿轮箱箱体加工材料都是HT在200-400范围内的灰铸铁，相对高级一些的齿轮箱箱体可能会使用到球磨铸铁。只有极少数个别情况下会使用到耐磨铸铁或者钢材进行加工制造，因为有些情况下会对齿轮箱箱体的精度有特殊的要求。
三、齿轮箱箱体数控高精度加工技术
（一）加工技术要求
齿轮箱体数控高精度加工的过程中需要注意对零件的尺寸把握，箱体零件是连接与装配轴、轴承套以及齿轮等的基础零件，需要根据齿轮箱的整体设计和使用方式按照设计好的位置进行准确装配，因此需要提高对齿轮箱箱体零件位置的加工确认，提高加工精度，从而提高齿轮箱装配质量。通常情况下，齿轮箱箱体的主轴支撑孔需要达到IT6级的精度要求，并且其表面粗糙度应该在Ra0.8-1.6μm范围内。齿轮箱箱体上的其它支撑孔的精度则需要在IT6-IT7级范围内，表面粗糙度应该为Ra1.6-3.2μm。另外齿轮箱箱体的几何形状精度需要维持在孔的公差范围内。
齿轮箱的主平面形状、位置精度和表面粗糙度也具有严格的要求，一般的齿轮箱箱体装配基面和定位面的平面形状精度为0.03-0.1mm，齿轮箱主平面的表面粗糙度则为Ra1.6-3.2μm。另外齿轮箱上各个支撑孔之间的孔距尺寸精度和相互位置精度为：具有齿轮齿合关系的相邻支撑孔之间需要保持0.02-0.08mm的中心距，轴心线平行度为0.03-0.1mm。而齿轮箱箱体上的同轴线孔的同轴度应该为0.03-0.1mm[2]。
（二）加工工艺
齿轮箱箱体的加工工艺使用主要以箱体的大小而定，从齿轮箱的上下基准面以及分合面的角度去看，如果齿轮箱的箱体尺寸比较小，通常都会采用牛头刨床或者一般的铣床进行数控高精度加工。如果齿轮箱箱体的尺寸比较大，则需要使用到龙门刨床或者铣床。在对齿轮箱箱体的各种支撑孔进行数控加工时，如果孔径小于50mm，可以使用钻-扩- 铰的加工工艺，反之则需要采用粗镗- 半精镗- 精镗的技工工艺，并在精镗加工完成后使用浮动镗刀片对支撑孔进行再次加工，常用的技工工艺有滚压和珩磨等。
（三）加工试验
在进行齿轮箱箱体的数控高精度加工时，需要做好加工试验，首先需要有一个完整的加工方案，明确加工图纸以及各个技术菜蔬，同时需要根据齿轮箱箱体的零件材料、结构特点以及各种表面和零件的加工尺寸、孔径等，做好加工前的准备工作，拟定加工技术应用流程，做好基准定位，调试好加工设备的精度、刀具位置以及工装等，以此进行第一个试验件的试制，分析最终的加工结果，并出具检测报告，确认加工技术应用可行，加工精度达标，试验件质量合格以后才可以进行全面加工生产，并做好加工质量监测与管理，确保加工技术得到有效应用。
（四）加工流程
齿轮箱箱体的加工流程顺序一般为先面后孔、粗精加工、热处理以及内应力消除。在加工过程中要注意定位基准的选择，包括粗基准选择和精基准选择。首先，在进行齿轮箱箱体数控高精度加工的过程中，加工人员需要依照可靠的精基准开始加工，并且先面后孔的加工顺序可以保证加工余量均匀，并且可以有效控制钻头的偏移，扩孔或者铰孔的时候也不容易发生崩刀现象，在进行对刀调整时也比较方便、快捷。在进行粗精加工的时候，需要妥善处理好粗加工的切削力、夹紧力以及内应力影响问题，尽可能的消除影响，需要结合数控高精度加工技术的特点以及加工需求合理选择加工数控设备，提高加工效率与质量，保证加工精度。在齿轮箱箱体基础结构加工完成以后，需要立即进行热处理操作和再次铸造，同时需要做好人工时效，从而有效改善加工性能，将内应力有效的消除干净。其中，人工时效最常用的方法是加热保温、振动时效。
在选择齿轮箱箱体定位基准的过程中，需要分开考虑粗基准和精基准的选择，粗基准在选择时要考虑到重要孔的加工余量均匀，尽可能的保证孔壁的厚度一致，齿轮箱箱体的其它部位也应该有相应的厚度。回转零件在装配在齿轮箱内时，零件与齿轮箱箱体应该保持足够的间隙。齿轮箱箱体的外形尺寸要符合设计要求，并且要定位稳定，可靠夹紧。而精基准的选择则主要表现在一面两孔和三面定位上，需要使用齿轮箱底面和上面的两个孔作为定位基准，并且为基准加工剩余的平面和孔。齿轮箱在装配时通常以平面为基准，同时也是齿轮箱箱体其它要素的设计基准。
四、齿轮箱箱体数控高精度加工技术应用实例
以C6146床头箱体的加工为例，首先需要完成的加工的项目为基准加工，然后需要使用专用的夹具将箱体稳固在数控机床上，按照先面后孔、由外至内、先大孔后小孔、先长孔后短孔的加工原则进行高精度加工。传统的齿轮箱加工工艺流程为划线- 钻孔- 铣孔- 镗孔，精加工都在数控镗床上进行，在实际操作中需要严格按照加工规范和工艺要求进行[3]。并对加工过程进行优化，采用配备回转工作台的数控机床进行加工，并在加工前后对工作台的回转中心精度进行反復校正。在加工两头孔时，粗加工完成后不要移动坐标，直接利用回转工作台调转加工机头对孔进行半精加工或者精加工。同时要保证同轴度的两个孔同时进行半精和精加工，不能出现停顿，减少机械热位移，提高加工精度。
五、结论
齿轮箱箱体数控高精度加工技术的应用十分广泛，起到的作用很大，需要在具体应用过程中结合箱体的具体尺寸参数和加工精度要求，优化加工技术与流程，理顺加工顺序和注意事项，进而有效提高加工效率与质量。
参考文献：
[1] 周明升，王琦.齿轮箱箱体数控高精度加工技术研究[J].中国机械，2014，（12）：122-122.
[2] 缪靖媛.齿轮箱壳体数控高精度加工技术的研究[J].中国机械，2013，（17）：108-110.
[3] 谢达.复杂箱体零件数控加工案例分析[J].内燃机与配件，2018，（010）：132-133.