大跨距孔調(diào)頭加工工藝研究及應用

吳冬 楊華平 符嘉靖 董婷 劉培林

摘 要：本文基于2MW風電齒輪箱高速級箱體加工，選擇臥式鏜銑加工中心，運用調(diào)頭加工方法，兩組大跨距孔加工的同軸度、位置度達到設計目的，保證了產(chǎn)品試制開發(fā)過程和產(chǎn)品質(zhì)量要求，滿足批量生產(chǎn)要求。

關鍵詞：高速級;加工工藝;大跨距

風力發(fā)電作為一種可再生能源，具有資源分布廣、潛力大、環(huán)境影響小、可持續(xù)利用的特點，世界各國均在大力發(fā)展。隨著中國風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)進入規(guī)模化發(fā)展階段，對齒輪箱質(zhì)量的要求越來越高，而箱體作為齒輪箱的關鍵零件，其加工質(zhì)量直接影響了齒輪箱的使用壽命。

2MW風電齒輪箱作為市場和我公司的主要產(chǎn)品，適用于高空、海上各類工況復雜的場所，因而通過加工工藝來保證加工質(zhì)量具有很重要的意義。

1 圖紙要求及分析

加工要求：（1）高速級主要加工內(nèi)容為箱體端面，端面孔系及孔加工;（2）孔加工要求保證孔的加工尺寸精度和形位公差要求，特別是同軸度和位置度。

由于涉及到齒輪傳動，各個孔的位置關系顯得及其重要，然而對于中箱體、后箱體合箱加工的各個孔徑都均由中箱體軸承擋A、后箱體軸承擋B作為基準，兩個關鍵的基準在不同的箱體上，由此帶來較高的加工精度要求較高，若中、后箱體內(nèi)孔軸承擋A、B的同軸度不合格，會導致高速中間軸的扭曲變形，造成零件使用壽命的縮短;若內(nèi)孔C，D的內(nèi)孔加工對于A、B軸承擋的位置度不滿足要求，會造成齒輪結(jié)合過度擠壓，容易造成齒輪磨損，或是過松，會造成傳動不平穩(wěn)及較大的沖擊和噪音。

2 加工工藝分析

（1）此零件為大型箱體類零件，毛坯壁厚較厚，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、裝夾時利用前道工序加工的平面來定位，其中兩處為立柱等高塊，大法蘭處用可調(diào)支撐，這樣箱體的重心完全落在支撐范圍內(nèi)，裝夾穩(wěn)定可靠，方便。

（2）此零件外形較大，軸向孔加工位置較深，最深處為900mm，選用鏜銑加工中心加工，加工中心技術參數(shù)為：X軸行程3000mm，Y軸行程2000mm，ZP軸鏜桿可伸出主軸端面740mm，工作臺尺寸為1800mm x 1200mm，完全滿足加工要求。

（3）影響位置度、同軸度的因素有：溫度變化、導軌誤差、加工時間連續(xù)性;對此采用留余量測量對應孔母線差值，對誤差進行補償，先試切A孔，測量A孔和B孔的四個方向的母線差值，在根據(jù)差值△X（X1-X2）、△Y（Y1-Y2），調(diào)整A孔坐標值根據(jù)調(diào)整后坐標值，對A孔進行加工，從而保證A、B兩孔同軸度;精鏜孔C、D對鏜桿中心進行補償，保證位置度。

（4）此高速級合箱主要加工操作步驟如下：1）找正大法蘭面，端面跳動小于0.04mm;2）用雷尼紹探針找正B孔中心及法蘭面，3）粗加工所有端面，留精加工余量;4）粗鏜內(nèi)孔;5）加工孔系;6）精加工端面;7）精鏜內(nèi)孔;8）倒角、切槽。

3 測量結(jié)果

高速級三坐標測量結(jié)果如表，檢測日期 ?2013.09.18～2013.11.05 ?溫度 21～22℃：

4 加工工藝總結(jié)

通過加工調(diào)試及現(xiàn)場批量生產(chǎn)風電齒輪箱高速級，根據(jù)三坐標數(shù)據(jù)分析可知，用此工藝方法加工高速級組件，能保證其位置度和同軸度，實現(xiàn)批量生產(chǎn)合格產(chǎn)品的目標，此加工工藝已經(jīng)應用到其他零件生產(chǎn)中，很好保證了同軸度的要求，滿足了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)需求。

參考文獻：

[1]王先逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[2]楊叔子.機械加工工藝師手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

作者簡介：吳冬 （1986—）男，助理工藝師，碩士研究生，主要從事：加工工藝技術工作。