箱體加工精度及工藝的分析與研究

蘭少娟　王海仿　王　兵

（河南省舞鋼市舞陽鋼鐵公司三合盛機建公司，河南　舞鋼　462500）

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箱體加工精度及工藝的分析與研究

蘭少娟王海仿王兵

（河南省舞鋼市舞陽鋼鐵公司三合盛機建公司，河南舞鋼462500）

摘要：本文以河南省舞鋼市舞陽鋼鐵公司三合盛機建公司經(jīng)常加工的鄭機所減速機箱體和鄭紡機紡織機械箱體加工為例，從箱體類零件的主要精度要求分析入手，介紹箱體類零件加工應(yīng)遵循的一些基本原則，重點闡述保證箱體類零件加工精度的具體工藝過程。

關(guān)鍵詞：箱體；加工精度；加工工藝

近年來，河南省舞鋼市舞陽鋼鐵公司三合盛機建公司主要承接箱體異形件加工及箱體修舊工作，而針對提高箱體的加工質(zhì)量已成為該公司亟待解決的問題［1］。

1　箱體的主要精度要求

1.1孔的尺寸精度要求及幾何形狀精度要求

齒輪類箱體對孔的精度要求較高，主軸孔的精度等級一般為IT6，孔的幾何形狀精度要求一般為孔的圓柱度要求，其精度等級一般控制在尺寸公差的1/2范圍內(nèi)，孔的尺寸誤差和幾何形狀誤差會造成軸承與孔的配合不良。

1.2孔與孔的位置精度

孔系間的平行度誤差會影響齒輪的嚙合質(zhì)量，同一軸線上各孔的同軸度誤差、孔端面對軸線的垂直度誤差，會使軸和軸承裝配到箱體內(nèi)出現(xiàn)歪斜，從而造成主軸徑向和軸向的誤差，加劇軸承的磨損。

1.3孔與平面的位置精度

主要為軸承孔端面對軸承孔結(jié)合面的垂直度要求，一般軸承孔端面對軸承孔結(jié)合面的垂直度在0.03mm之內(nèi)，軸承孔中心線與刨分面垂合，其誤差不得＞0.05mm。

1.4孔及端面的表面粗糙度

孔及端面的表面粗糙度對箱體的配合性質(zhì)及相應(yīng)軸、軸承的耐磨性及耐用性有很大的影響，保證各軸承孔及端面的表面粗糙度，對提高箱體的使用性能、使用壽命尤為重要。

2　箱體機械加工工藝規(guī)程制定原則

2.1先面后孔

先面可用作定位基準(zhǔn)，再孔可減少鉆頭跑偏，防止刀具崩刃，減少刀具磨損，便于后期各孔的定位、加工。

2.2粗精分開，先粗后精

箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸承孔端面及各軸承孔的精度要求較高，應(yīng)粗精工序分開，先進(jìn)行粗加工，后進(jìn)行精加工。

2.3工序集中，先主后次

箱體零件上相互位置要求較高的孔及平面，一般盡量集中在同一工序中加工，以減少裝卡次數(shù)，使整個機械加工過程中基準(zhǔn)盡量統(tǒng)一，基準(zhǔn)不重合誤差降至最小。

3　保證齒輪箱體精度的主要工藝措施

3.1焊接工藝基準(zhǔn)塊

由于減速機箱體本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁薄中空及工件本身定位面不平整，所以在吊裝、機械加工中裝夾不易，因此焊接工藝基準(zhǔn)塊很有必要，不但能起到輔助支撐的作用，而且在銑結(jié)合面、鉆結(jié)合面的螺栓孔時便于裝夾和找正，工藝塊點焊在箱體的兩側(cè)立板的頂面和底面（注意為非加工面），點焊牢靠后，機床對基準(zhǔn)塊進(jìn)行銑削加工，保證基準(zhǔn)塊在一個平面上，再以基準(zhǔn)塊為基準(zhǔn)，銑結(jié)合面［2］。

3.2各工序基準(zhǔn)的選擇

劃線時選用箱體上的重要孔和另一相距較遠(yuǎn)的孔做基準(zhǔn)，保證孔加工時余量均勻，精鏜孔時選用箱體的結(jié)合面作為精加工基準(zhǔn)，選用箱體結(jié)合面作基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，消除基準(zhǔn)不重合誤差。在大型落地鏜床上加工箱體的軸承孔時,因受機床精度的限制，尤其是回轉(zhuǎn)工作臺、主軸滑枕及主軸精度的限制，在銑床加工箱體結(jié)合面的同時，在箱體長度一端銑一基準(zhǔn)，保證與箱體結(jié)合面和端面垂直，作為鏜床鏜軸承孔的找正工藝基準(zhǔn)，然后鏜床只需校正，按照銑床所加工的工藝基準(zhǔn)找正精鏜孔即可，利用銑基準(zhǔn)的方法彌補機床精度不夠高的不利因素。

3.3選擇合理的切削參數(shù)提高箱體精度

箱體毛坯各軸承孔及軸承孔端面一般留有10.00mm加工余量，在機械加工過程中將產(chǎn)生大的切削應(yīng)力、切削熱等。因此，應(yīng)選擇合理的切削參數(shù)直接提高工件的精度。在工件材料、刀具材料、刀具幾何參數(shù)及其他切削條件已確定的情況下，切削用量的選擇將直接關(guān)系到工件的質(zhì)量，一般精加工工件時（Ra 1.6～Ra 3.2）選ap=0.05～0.80mm，粗加工工件時，盡可能減少走刀次數(shù)，鏜削深度為ap=2.00～6.00mm，進(jìn)給量f選擇主要應(yīng)考慮加工面的精度要求和刀具系統(tǒng)的剛性。

3.4選擇合理的鏜孔加工路線

對于相互位置精度要求較高的孔系加工，特別要注意鏜孔的加工順序的安排，加工不當(dāng)直接影響孔心距精度。2006年，加工鄭州紡織機械廠的一套大型箱體時，憑常規(guī)加工經(jīng)驗，加工各軸承孔孔中心定位按圖示基本尺寸（0，0）坐標(biāo)加工，按圖示各孔相互位置要求加工相鄰小孔時，無法再通過借料加工，加工后經(jīng)檢測箱體各軸承支承孔相鄰斜孔距尺寸不符合圖紙尺寸要求。

對于鏜孔加工路線，如紡織機械箱體加工路線圖（見圖1）。當(dāng)按圖1所示加工時，大孔加工順序1、2、3、4、5、6，因1、3、4、6在”X”向坐標(biāo)上距離大，造成”X”向間隙累計增加，從而影響了位置精度。在加工小孔時按1#、2#、 3#、4#、5#、6#路線加工，由于5#、6#孔與1#、2#、3#、4#、定位方向相反，“Y”方向反向間隙會使定位誤差增加，而影響5#、6#的定位精度。而按加工路線圖2避免上述機床“X/Y”方向的間隙誤差。

圖1　紡織機械箱體加工路線圖1　

圖1　紡織機械箱體加工路線圖2　

經(jīng)過實踐針對此種類似齒輪箱體總結(jié)出的結(jié)論如下：①加工6組大軸承孔按加工路線2所示1→2→3→4→5→6順序加工，在加工完4后，回到1位置（零點校對）→5→6→2檢查2孔和6孔孔距，孔距按上差計算（結(jié)合齒輪嚙合精度要求按上差加工）；②加工6組小軸承孔時，以圖示1孔定中心基準(zhǔn)，找正，檢查2孔和3孔中心距實際尺寸定1#→2#→3#，檢查2孔和6孔中心距尺寸定4#→5#→6#。由此可見，加工順序的不同直接影響箱體的加工精度。

3.5孔距檢測間接測量誤差直接影響箱體尺寸精度

因為各軸承孔孔距精度在0.030～0.060mm，所以，通常箱體各軸承孔孔距的測量都是利用外徑千分尺測量，由于千分尺測量頭是一個平面，與箱體內(nèi)孔弧面接觸，產(chǎn)生測量誤差A(yù)，所以在計算測量時須將誤差值A(chǔ)計算進(jìn)去，測量誤差計算公式為：A=D/2-［（D/2）2-（d/2）2］?，式中d位測量頭直徑，D為測量頭接觸的孔徑。

通過箱蓋實例計算：の200（+0.+0.046）和の280（0，+ 0.052）孔距尺寸為450（0，+0.03），千分尺測量頭為の8；實測尺寸の200、の280計算450（0，+0.03）孔距測量L值為多少視為合格的：由上式可得出由此推出實際測量值210.102（0，+0.03）視為孔距尺寸精度合格。所以，實際生產(chǎn)中間接測量尺寸誤差不容忽視。

參考文獻(xiàn)：

［1］王愛玲.機床數(shù)控技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2009.

［2］鄧文英.金屬加工工藝學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2000.

中圖分類號：TH161

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-5168（2016）01-0082-02

收稿日期：2015-12-16

作者簡介：蘭少娟（1985-），女，助理工程師，技術(shù)員，研究方向：機械加工。

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