■ 中國(guó)中車集團(tuán)大同電力機(jī)車有限公司 （山西 037038） 孫建忠

HXD2型機(jī)車齒輪箱加工工藝

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本文以HXD2型機(jī)車齒輪箱為例，詳述了齒輪箱的加工工藝。

HXD2型機(jī)車的齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及精度要求較高，需采用適宜的工藝措施和加工方法來(lái)進(jìn)行加工，齒輪箱上、下箱外形分別如圖1、圖2所示。

圖1 齒輪箱下箱外形

圖2 齒輪箱上箱外形

1. 齒輪箱加工工藝流程分析

齒輪箱鑄造材料是球墨鑄鐵，鑄件質(zhì)量較好，齒輪箱工藝路線如圖3所示。由圖3可知，齒輪箱機(jī)加工工序?yàn)椋荷舷浒胂浼庸?道工序、下箱半箱加工3道工序、合箱鉗工裝配工序、合箱加工工序、合箱鉗工打磨工序及三坐標(biāo)檢測(cè)。

圖 3

（1）齒輪箱上、下箱單箱一工序加工工藝。上、下箱一工序主要負(fù)責(zé)加工箱體四周4個(gè)定位塊。由BW臥式加工中心和曼德里臥式加工中心加工完成。

上箱加工工藝如圖4所示，其中，工件內(nèi)擋尺寸A=62.5mm/夾具內(nèi)擋57.5mm；工件內(nèi)擋尺寸B=82mm/夾具內(nèi)擋77mm。上箱加工定位點(diǎn)3和5，保證定位塊下平面與齒輪箱精加工后結(jié)合面的距離。由于齒輪箱上箱一工序所加工定位塊是其后二工序和三工序的定位基準(zhǔn)，所以一工序加工精度將是決定后續(xù)加工能否滿足工藝技術(shù)要求的關(guān)鍵。

下箱加工工藝如圖5所示，其中，工件內(nèi)擋尺寸A=62.5mm/夾具內(nèi)擋57.5mm；工件內(nèi)擋尺寸B=82mm/夾具內(nèi)擋77mm。下箱加工定位點(diǎn)3和5。保證定位塊下平面與齒輪箱精加工后結(jié)合面距離為25mm和36.5mm。齒輪箱下箱一工序所加工定位塊是其后二工序和三工序的定位基準(zhǔn)。所以一工序加工精度將決定后續(xù)加工能否滿足工藝技術(shù)要求。

圖4 齒輪箱上箱一工序加工工藝

為了保證一工序的加工精度，要進(jìn)行粗銑和精銑工序，所以刀具選用SECO廠家的，粗銑選用φ40mm玉米銑刀，切銷效率高；精銑選用φ40mm高速鋼精銑刀。

（2）齒輪箱上、下箱單箱二工序加工工藝。齒輪箱上、下箱單箱加工二工序分別在兩臺(tái)立臥加工中心上完成。上、下箱二工序主要負(fù)責(zé)粗加工齒輪箱上下箱結(jié)合面，為三工序精加工結(jié)合面做好基礎(chǔ)。

二工序均為粗加工工序，需要加工軸承孔、上下箱結(jié)合面和箱體側(cè)面。齒輪箱上、下箱單箱加工二工序分別如圖6、圖7所示。

圖6 齒輪箱上箱二工序加工工裝

（3）齒輪箱上、下箱單箱三工序加工工藝。齒輪箱上、下箱單箱加工三工序分別在立臥轉(zhuǎn)換加工中心上完成。上、下箱三工序主要負(fù)責(zé)精加工齒輪箱上下箱結(jié)合面，加工結(jié)合面上螺紋孔等。三工序加工屬于精加工，同時(shí)是保證齒輪箱上、下箱合箱成功的關(guān)鍵所在。

三工序的加工為精加工，鉆孔攻螺紋比較多。刀具選擇采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控鉆刀，耐用且節(jié)約成本。齒輪箱上、下箱三工序加工工藝如圖8、圖9所示。圖8中，精加工后齒輪箱結(jié)合面距工作臺(tái)中心300mm；大孔軸線距工作臺(tái)中心125mm；定位點(diǎn)1距齒輪軸線137mm；定位點(diǎn)2距齒輪軸線122mm；定位點(diǎn)3距齒輪軸線107mm。圖9中，精加工后齒輪箱結(jié)合面距工作臺(tái)中心300mm；大孔軸線距工作臺(tái)中心125mm；定位點(diǎn)1距齒輪軸線137mm；定位點(diǎn)2距齒輪軸線122mm；定位點(diǎn)3距齒輪軸線146mm。

圖7 齒輪箱下箱二工序加工工裝

圖8 齒輪箱上箱三工序加工工藝

圖9 齒輪箱下箱三工序加工工藝

考慮到箱體零件的加工變形對(duì)產(chǎn)品精度的影響，夾緊時(shí)均采用扭矩扳手進(jìn)行，既保證了夾緊的需要，又最大程度上防止了箱體變形。

至此，齒輪箱單箱加工完畢。前三道工序?yàn)閱蜗浼庸?，是合箱的基礎(chǔ)。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，由于毛坯偏箱問(wèn)題造成在合箱處發(fā)生上、下箱錯(cuò)箱情況比較多。鑒于這一現(xiàn)象，在單箱加工前要提前測(cè)量毛坯尺寸，在加工中要根據(jù)實(shí)際偏箱尺寸對(duì)定位尺寸及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，盡可能使單箱加工完畢后，全部可以滿足合箱要求，避免浪費(fèi)加工資源，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。

（4）齒輪箱上、下箱合箱工藝。在進(jìn)行齒輪箱上、下箱合箱時(shí)，要求用去毛刺工具去除所有孔的毛刺，清潔箱體的合箱表面和內(nèi)部，用塞尺檢查兩箱接觸面間隙（最大0.1mm)。安裝兩個(gè)工藝銷釘，裝配組裝螺釘，要求上、下合箱面接觸。遵照?qǐng)D10給出的指示，用扭矩扳手?jǐn)Q緊。用鉸刀、手動(dòng)（或在搖臂鉆床上）鉸兩個(gè)銷孔，并打印號(hào)碼使兩個(gè)部件一致。

（5）齒輪箱合箱加工工藝。齒輪箱合箱加工工藝如圖11所示。齒輪箱合箱加工是齒輪箱最后的加工工序，此工序保證了最終尺寸的精度。檢測(cè)精度需經(jīng)三坐標(biāo)檢測(cè)，以確定加工是否合格。在加工軸承孔時(shí)，粗加工和精加工均采用鏜刀進(jìn)行加工，大大提高了加工效率，產(chǎn)品的質(zhì)量也得到了穩(wěn)定的控制。

圖10 齒輪箱合箱

（6）齒輪箱合箱鉗工打磨及三坐標(biāo)檢測(cè)。齒輪箱加工尺寸較多，精度要求較高。與以往車型相比，箱體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工工時(shí)較長(zhǎng)、難度較大。能否加工出合格產(chǎn)品并完成批量生產(chǎn)的任務(wù)都對(duì)加工提出了較高要求。

圖11 齒輪箱合箱

2. 結(jié)語(yǔ)

盡管齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求較高，但通過(guò)采取相應(yīng)的工藝措施，選擇可靠、實(shí)用的加工方法，仍然可以加工出各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都符合圖樣要求的工件。

20150802）