翟孟超 李永超

摘? 要：在鋁合金齒輪箱體加工過(guò)程中，容易出現(xiàn)變形、形位公差或尺寸公差問(wèn)題，為解決這一現(xiàn)象，圍繞精銑合箱平面度精度、精鏜孔孔徑加工精度進(jìn)行控制，分別指出相對(duì)應(yīng)的影響因素，并借助試驗(yàn)分析，探究有效控制鋁合金齒輪箱體加工精度的方式方法，最終確保鋁合金齒輪箱加工生產(chǎn)質(zhì)量的進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵詞：鋁合金齒輪箱;加工精度;精銑合箱平面度;精鏜孔孔徑加工;控制方法

引言：

現(xiàn)階段，伴隨著鑄造技術(shù)的逐步提升以及車輛輕量化的設(shè)計(jì)發(fā)展，鋁合金齒輪箱箱體的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，但是，在實(shí)際鋁合金齒輪箱應(yīng)用過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)，其普遍存有一定的易變性、加工穩(wěn)定性不足等問(wèn)題，很容易導(dǎo)致出現(xiàn)形位公差或尺寸公差誤差。對(duì)此，借助控制變量手段開展鋁合金齒輪箱箱體加工精度控制試驗(yàn)，了解精銑合箱平面度精度與精鏜孔孔徑加工精度的影響因素，在試驗(yàn)分析基礎(chǔ)上總結(jié)相對(duì)應(yīng)的精度控制方法，最終有效提高鋁合金齒輪箱的加工質(zhì)量。

1 精銑合箱平面度精度控制

1.1刀具選擇對(duì)合箱面平面度精度的影響

借助同一套工裝與相同的壓緊力裝夾，在統(tǒng)一的大理石平臺(tái)上開展平面度測(cè)量試驗(yàn)，分別就普通硬質(zhì)合金刀具與PCD刀具進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，形成18組數(shù)據(jù)。其中，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，PCD刀具與普通硬質(zhì)合金刀具對(duì)于精銑合箱平面度精度的影響相差不多，但于刀具壽命、加工光潔度、加工效率等方面來(lái)看，PCD刀具的試驗(yàn)效果較為明顯，因此，可借助PCD刀具來(lái)就鋁合金齒輪箱進(jìn)行加工優(yōu)化。

1.2測(cè)量方法對(duì)合箱面平面度精度的影響

在就精銑合箱平面度精度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，常規(guī)的測(cè)量方法一般可分為探頭取點(diǎn)方式和塞尺檢查方式，但由于三坐標(biāo)送檢的探頭取點(diǎn)方式相對(duì)檢測(cè)流程較多，需要于恒溫條件下開展檢測(cè)作業(yè)，因此實(shí)際檢測(cè)過(guò)程很少使用。對(duì)此，在統(tǒng)一的工裝前提下開展平面度測(cè)量試驗(yàn)，分別就兩種不同測(cè)量方法應(yīng)用下的測(cè)量精度進(jìn)行檢測(cè)，形成17組數(shù)據(jù)。其中，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，借助三坐標(biāo)送檢的探頭取點(diǎn)方式能夠獲取優(yōu)于大理石平臺(tái)檢測(cè)的檢測(cè)效果，誤差相對(duì)較小。但是，在實(shí)際鋁合金齒輪箱生產(chǎn)過(guò)程中，考慮到三坐標(biāo)取點(diǎn)數(shù)量必然會(huì)少于試驗(yàn)室研究的取點(diǎn)數(shù)量，使得其與大理石平臺(tái)檢測(cè)結(jié)果的差距會(huì)進(jìn)一步拉大，且由于三坐標(biāo)送檢手段會(huì)基于該測(cè)量方法的隨機(jī)性而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的偏差，因此，通?？刹捎贸杀据^低、操作較為簡(jiǎn)便的基于大理石平臺(tái)的塞尺檢查方式。

1.3裝夾壓緊力對(duì)合箱面平面度精度的影響

針對(duì)裝夾壓緊力，當(dāng)壓緊力過(guò)小時(shí)，受切削力震動(dòng)影響零件會(huì)出現(xiàn)微量位移，降低加工的整體精度，反之，當(dāng)壓緊力過(guò)大時(shí)，零件加工時(shí)的形狀與自然狀態(tài)下的形狀會(huì)發(fā)生扭曲變化，進(jìn)而同樣造成精度較差問(wèn)題出現(xiàn)。對(duì)此，借助試驗(yàn)手段在同一零件上進(jìn)行多次加工試驗(yàn)，分別設(shè)計(jì)兩組對(duì)照試驗(yàn)，得出14種不同壓緊力狀態(tài)下的加工效果，形成如圖一所示的壓緊力扭矩與形位公差關(guān)系圖。其中，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，壓緊力對(duì)于零件形位公差的影響相對(duì)較大，而當(dāng)壓緊力保持在75～85N·M時(shí)，整體的零件加工效果相對(duì)穩(wěn)定。同時(shí)，通過(guò)對(duì)照操作者的壓緊力手感，依靠操作者手感得出的試驗(yàn)壓緊力相較于試驗(yàn)得出的最優(yōu)壓緊力要高，究其原因多與人工操作下操作者會(huì)受到心理作用驅(qū)使影響有關(guān)。此外，根據(jù)圖一不難看出，伴隨著壓緊力的逐漸上升，工件的變形量也會(huì)逐步增加，這說(shuō)明工裝夾具的設(shè)計(jì)與裝夾位置存在一定缺陷，因此就此方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)同樣十分重要。

2 精鏜孔孔徑加工精度控制

2.1測(cè)量方法對(duì)孔徑加工精度的影響

通常來(lái)說(shuō)，常見的精鏜孔孔徑測(cè)量方法一般包括標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)測(cè)量、實(shí)物環(huán)規(guī)測(cè)量、外徑千分尺對(duì)尺測(cè)量、溫度曲線補(bǔ)償測(cè)量等。但是，由于在實(shí)際鋁合金材質(zhì)零件生產(chǎn)過(guò)程中材料溫度線性膨脹系數(shù)會(huì)高于一般的鋼鐵材料，因此不能使用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)與外徑千分尺測(cè)量手段，在此基礎(chǔ)上，圍繞溫度曲線補(bǔ)償測(cè)量手段開展測(cè)量試驗(yàn)。其中，在相對(duì)溫度條件下，齒輪箱測(cè)量的公差范圍會(huì)伴隨零件與環(huán)規(guī)的溫度變化而變化，而當(dāng)環(huán)規(guī)溫度為15℃、零件溫度為20℃時(shí)，測(cè)量的尺寸公差范圍為（+0.055，+0.02），誤差相對(duì)較小，符合加工精度的基本要求。

2.2箱體內(nèi)應(yīng)力對(duì)孔徑加工精度的影響

圍繞5套齒輪箱進(jìn)行每8h一次的橢圓量測(cè)量，觀察零件的內(nèi)應(yīng)力變形情況，其中，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)零件處于加工結(jié)束階段時(shí)，零件受內(nèi)應(yīng)力的影響相對(duì)較小，即24～32h內(nèi)變形量趨于平緩。此外，針對(duì)六種不同的零件切削量進(jìn)行試驗(yàn)觀察，發(fā)現(xiàn)伴隨著切削量的增加零件的內(nèi)應(yīng)力變化也會(huì)增加，而當(dāng)切削量小于0.1mm時(shí)，一般可就變形量予以忽略。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上，借助對(duì)照試驗(yàn)原則與數(shù)據(jù)分析手段研究了鋁合金齒輪箱加工過(guò)程中精度的主要影響因素，其中，應(yīng)針對(duì)不同影響因素采取最恰當(dāng)?shù)恼`差控制手段，在不斷加強(qiáng)技術(shù)優(yōu)化與方案完善的過(guò)程中提升鋁合金齒輪箱的加工質(zhì)量，并最終為實(shí)現(xiàn)更高難度的鋁合金材質(zhì)零件加工提供幫助。

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