齿轮箱加工工艺设计研究

齿轮箱加工工艺设计研究齿轮箱加工工艺设计研究 本文简介：装设的定义是将所有达标的元件根据既定的工艺关系和既定的技术需求进行合理装配，并获得标准的尺寸与使用特性的整个工艺流程。装配包含组装、部装与总装。装配质量的好坏对产品的生命周期、特性优劣以及产品最终的销售市场都有重大影响。1齿轮箱加工的技术难题分析公司生产的某新型齿轮箱是ZJ19B卷接机后端位置的重要齿轮箱加工工艺设计研究 本文内容：装设的定义是将所有达标的元件根据既定的工艺关系和既定的技术需求进行合理装配，并获得标准的尺寸与使用特性的整个工艺流程。装配包含组装、部装与总装。装配质量的好坏对产品的生命周期、特性优劣以及产品最终的销售市场都有重大影响。1齿轮箱加工的技术难题分析公司生产的某新型齿轮箱是ZJ19B卷接机后端位置的重要传动部件，通过对该齿轮箱结构特征的解析发现，齿轮箱的加工设计困难。首先，齿轮箱的空间狭小，无法完成测试，且在加工阶段不能够对其实施管控，无法透过测试获得数据；其次，齿轮箱必须完成加工的位置很多，而且对几何公差的位置要求极为严苛；再次，齿轮箱并未明确定位面，对装夹带来很大的困难；最后，齿轮箱所运用的壳体是ZL101A，铸造后进行加工极易产生加工变形，影响产品质量。齿轮箱特征，见图1。齿轮箱内部构造，见图2。2齿轮箱试验试验用的齿轮箱是依照设计图纸与技术文档的加工、装配并检验后质量达标的商品。2.1空载实验要求额定转速下，正反两个方向的运转大于等于1h；各连接件、紧固件不松脱；各封闭处结合部不渗漏油液；运行平稳，没有冲击力；润滑足够，检测轴承与油池温度保持正常。2.2负载实验空载实验达标后，要实施热功率测查。在额定转速下，逐步加载实验。每级载荷实验要在油温均衡化30min后再缓慢增大测试负荷，直至负载达到额定功率。油温在允许的温度以下保持平衡，才能停止实验。（1）减速设备运转稳定，不容许有异常打击与噪音，在额定转速下进行噪音测试。在没有外部元素干扰的环境中，在箱体剖面前后1m的位置，噪声小于等于80dB，且要测试振动数据。（2）减速机滑油温度和轴承温度。（3）在额定功率、转速的状况下，在油温大于等于55阶段，检测各密封位置的密封情况，要求箱体连接面，油封没有漏油情况发生。2.3记载空载荷检验阶段，每10min记载一次转速、油压、油温与各轴承气温的数据；载荷检验阶段，各类工况要记载在案，并分析转速、油压、油温与各轴承温度；在额定功率、转速、均衡油温工况下，记载减速设备的噪音数据与震动数据；记载减速设备润滑的密封状况。2.4拆卸检查实验完毕后，在台位上开启观察孔盖，观测齿轮咬合面接触状况并进行记载，签名封档。3齿轮箱加工工艺设计与加工步骤的解析3.1方案设计检验过程解析3.1.1夹具的设计依照铸件毛坯的情况设计多类夹具，从中挑选两类较为科学的方案实施实体装配，见图3、图4。在机床上实施实体加工。检验成果显示，这两类方案都有根据公差要求的局部加工，但由于夹具与刀具的干涉无法一次性完成整体加工，进而无法确保零件的加工精度要求。实际中，有形位公差需求的加工元素需在一次装夹中完成加工，但零件没有一个可选择的装夹平面。所以，需要增加一个辅助支撑面。例如，在R54mm圆柱体上焊装一个40mm×15mm×12mm的长方形工艺搭子，见图5。3.1.2螺纹的加工部件中有3类螺纹，规格是M45mm×1.5mm、M33mm×1.5mm和M30mm×1.5mm。以往的方案使用钳工攻螺纹，因为螺纹内径太大且材料是ZL101A，质地较为松脆。所以，攻螺纹后会产生烂牙，导致零件报废。通过研发并使用机床上潜藏的循环262功能，使用单刀铣螺纹的加工工艺，有效化解了螺纹烂牙情况。3.2齿轮箱加工工步的解析3.2.1定位面与定位孔的加工组合夹具设计方面。一是校正基准线，加工一个平面，并铣出工艺搭子面；二是将平面上的M45×1.5mm螺孔加工成43.5H6mm，当成定位孔运用；三是为方便后期工艺阶段零件装夹工序，在工艺搭子的两端分别加工两个对称的压力槽。3.2.2斜面与孔的加工组合夹具设计方面。见图6，一是校正后，翻转A轴102°加工，并在BB剖面图中的一个端面、45g6mm外圆和32H6mm内孔等元素；二是调转A轴180°加工所显示的BB剖面图中的断面，37h6mm外圆、28H6mm内孔与M30×1.5mm内螺纹等，确保同轴度0.02mm；三是调转A轴到起始方位，依次旋转±21.6°。加工工艺后的AA剖面图内的斜面、37H7mm、22H6mm等内孔，确保对称度是0.014mm。3.3A基准孔与B基准孔的加工与组合夹具的设计为了预防压板直接挤压Ra1.6对称斜面上，使部件精度下降，创设了一个压紧块，见图7。此压紧块斜面视角与图5零件上的斜面角度相同。运用阶段，压板直接挤压压紧块上端，压紧块斜面与部件斜面相对接，不仅能稳固零件，而且能够确保部件不被损坏。该工步加工中的CC剖面图中的端面，40H7mm、30H6mm、24H6mm等内孔与M30×1.5mm、M33×1.5mm的内螺纹，确保同轴度是0.015mm。3.4工艺搭子的拆卸组合夹具创设方面。因为该部件原料是ZL101A且部件内壁很薄，假如加工阶段压紧力太大会导致孔的形变，假如压紧力太小会导致工件位移甚至报废。为了让部件在缩减压紧力后加工受力不至于位移，需要增大辅助顶紧力，为此创设了一个专门的预紧压块。该预紧压块斜面角度与部件上的斜段角度相同。实际使用阶段，顶杆直接施加力量到预紧压块上面，预紧压块斜面与部件斜面对接，不仅解决了压紧方面的问题，并且规避了对已加工面的顶伤。3.5补充在工艺设计优化阶段，施工人员要熟悉工程图、装配工艺文档与技术需求，解读每个部件的功能与相互对接的情况，明确装配模式、装配顺序和要用到的各种器具。另外，装配部件要保持良好的清洁度，不允许有任何污物。要及时清理在装配阶段因为补充工艺如配钻、攻螺纹等形成的切屑，以免影响装配质量。装配前，应对全部元件依照技术需求实施检测。装配时，要随时实施检测主要部件装配质量，直到所有工艺完成。对无法单独更换的部件，要根据拆除、装配或制作时留下的标识，成对或成套地实施装配，以确保证装配质量。装配阶段，按装配工序顺序进行，不允许跨工序进行装配。装配力的大小要精确、用力要适度，禁止出现暴力锤击力等野蛮装配。装配现场的工具需要按工艺要求进行领用，确保装配质量。4结语综上所述，在齿轮箱部件的加工工艺创设中，通过制定科学的工艺路线与设计组合夹具，解决了齿轮箱的加工问题。通过对齿轮箱的研发、小部件以及关键零部件加工工艺和装配工艺进行优化。在后续设计和加工中举一反三，扩展到与其结构类似的齿轮箱中，对于齿轮箱研发有着很高的价值。参考文献1朱文辉，黄晋英，卫洁洁，等.基于DHMM和BP神经网络的齿轮箱故障诊断研究J.组合机床与自动化加工技术，2021，（2）：105-108.2杨思，朱爱华，姚德臣，等.基于MCKD与小波包熵的齿轮箱轴承微弱故障信号提取J.组合机床与自动化加工技术，2021，（5）：131-134，138.3中国船舶重工集团公司第七三研究所.一种小交角齿轮箱箱体镗孔加工装置及其使用方法：中国，CN202110309806.7P.2021-10-09.4西门子工业透平机械（葫芦岛）有限公司.用于多轴式压缩机齿轮箱的轴承座、齿轮箱及其压缩机：中国，CN202120133187.6P.2021-08-31作者：宋智伟 单位：株洲西迪技术股份有限公司齿轮箱加工工艺设计研究 第 6 页 共 6 页