淺談箱體類零件加工工藝

來逢亮

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

0 引言

箱體類零件是減速器的主要構(gòu)件，為裝配的基礎(chǔ)件，安裝在箱體上的零部件越多，其結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，加工難度也越大。減速器的箱體零件上通常有很多裝配孔，大都為軸承的支撐孔，加工精度要求較高；箱體類零件的平面多為裝配基準(zhǔn)面，其尺寸精度、位置和形狀精度及表面粗糙度等方面都要有較高的要求。

1 箱體類零件分析

圖1為蝸輪蝸桿減速器箱體零件圖，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，基礎(chǔ)形體由底板、T形肋板、箱殼、蝸輪蝸桿軸孔組成，其中蝸輪軸孔處于底板與箱殼之間，蝸輪軸線與蝸桿軸孔軸線垂直異面，T形肋板將底板、箱殼及蝸輪軸孔連為一體。該箱體零件主要包括箱體底板表面、蝸輪圓柱面及蝸桿圓柱面3個(gè)加工表面。箱體底板包括4個(gè)φ54和φ47的螺栓孔。其中蝸輪加工表面是以φ52的孔中心線為軸線的圓柱面，該組端面的加工還包括φ106、φ85端面及R3.5外圓端面（4個(gè)）。蝸桿加工表面是蝸輪加工表面為φ40的孔中心線為軸線的圓柱面，該組端面的加工還包括φ50的外圓端面及3個(gè)M3深為10 mm的螺紋孔。

圖1 蝸輪蝸桿減速器箱體零件圖

蝸輪蝸桿減速器箱體主要技術(shù)要求包括：蝸輪與蝸桿軸線孔的同軸度要求0.03mm，蝸輪和蝸桿軸孔表面粗糙度均為Ra3.2，其端面粗糙度值為Ra6.3，箱體底板端面和箱殼端面及重要端面粗糙度值為Ra6.3，其余為Ra6.3。蝸輪軸線對蝸桿軸線的垂直度要求為0.03 mm，蝸輪軸線與底板表面的平行度要求為0.03 mm。

2 箱體零件毛坯狀況

蝸輪蝸桿減速器箱體的材料選用HT150，抗拉強(qiáng)度為150 MPa，該材料具有成本低，耐磨性、可鑄性、可切削性及阻尼特性良等優(yōu)點(diǎn)?？紤]到此箱體為單件小批量的加工，故采用木模手工造型的方法加工毛坯，該方法加工的毛坯鑄孔所留余量較多且不均勻，因此需要進(jìn)行人工時(shí)效處理，用以消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，保證加工精度的穩(wěn)定性。

3 蝸輪蝸桿減速器箱體加工工藝過程分析

1）粗基準(zhǔn)選擇。箱體零件通常選用重要孔作為粗基準(zhǔn)，隨著生產(chǎn)類型的不同，以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件裝夾方式是不同的。對于中小批量的生產(chǎn)，考慮到毛坯精度較低，通常采用劃線裝夾，以減速器箱體底板表面為劃線基準(zhǔn)，依據(jù)毛坯各加工部位的加工余量，畫出箱體各平面的輪廓線。

2）精基準(zhǔn)選擇。箱體零件精基準(zhǔn)的選擇與生產(chǎn)批量多少有很大關(guān)系，對于小批量生產(chǎn)通常選用裝配基面作為定位基準(zhǔn)。比如在吊架式鏜模中，吊架從箱體頂面的開口處伸入箱體內(nèi)，每加工1件箱體需裝卸1次，吊架與鏜模間雖有定位銷定位，但由于吊架剛性較差，加工安裝精度較低，經(jīng)常拆卸易產(chǎn)生誤差，加上輔助時(shí)間的增加，所以該定位方法只適用于單件小批量的生產(chǎn)。對于大批量生產(chǎn)可以采用一面兩孔作為定位基準(zhǔn)。

4 蝸輪蝸桿減速器箱體加工工藝

根據(jù)蝸輪蝸桿減速器箱體零件圖并結(jié)合已有相關(guān)加工經(jīng)驗(yàn)，制訂出該零件的加工工藝路線：

1）鑄造。減速器箱體一般采用木模手工鑄造生產(chǎn)毛坯，毛坯鑄造后進(jìn)行人工時(shí)效處理，以消除箱體內(nèi)部的殘余應(yīng)力。

2）劃線及粗、精銑底板表面和箱殼底面。待時(shí)效處理后以減速器箱體底板表面為定位基準(zhǔn)，適當(dāng)兼顧輪廓，畫出各平面的輪廓線（包括孔輪廓），之后將畫好線的箱體毛坯裝夾到機(jī)床上進(jìn)行粗加工。粗銑減速器箱體底板表面和箱體箱殼外側(cè)面（包括精銑），保證箱體高度尺寸為135 mm，采用X62萬能銑床的圓柱銑刀進(jìn)行加工。

3）劃線和銑削蝸輪圓柱面。先畫出各面的輪廓線，并以箱體底板表面和箱殼底面為加工基準(zhǔn)，對蝸輪圓柱面進(jìn)行粗精銑，并進(jìn)行刮研和銳邊倒鈍。

4）劃線和粗、精鏜蝸輪圓柱軸孔。在蝸輪圓柱面上，畫出 φ106、φ85、φ52及 R3.5的孔輪廓線，利用 T68鏜床上的通用角鐵鏜刀對蝸輪圓柱孔進(jìn)行粗、精鏜削加工，其中φ85孔的上偏差為0.3 mm，下偏差為0.3 mm，以保證孔加工的精度要求。

5）劃線和粗、精鏜箱體底板孔。以箱體箱殼底面為定位基準(zhǔn)，畫出箱體底板上的輪廓線，并根據(jù)所畫輪廓線進(jìn)行找正，利用T68鏜床粗、精鏜箱體底板上4個(gè)φ54和φ47的孔。

6）鉆削加工箱體底板螺紋孔。以箱體底板為基準(zhǔn)面，利用鉆模、鉆頭、絲錐鉆削并加工4個(gè)M5深為10 mm的螺紋孔。

7）劃線和粗、精鏜蝸桿圓柱軸孔。蝸輪圓柱面為基準(zhǔn)畫出蝸桿所在面φ50、φ40及3個(gè)深為10 mm的M3螺紋孔的孔輪廓，其中φ50的上、下偏差均為0.3 mm，按照所畫的輪廓線鏜削出蝸桿圓柱軸孔及螺紋底孔，并攻螺紋。

8）劃線檢修。仿照上述步驟進(jìn)行檢驗(yàn)檢修，以滿足圖紙上的要求。

9）涂裝。將箱體內(nèi)腔涂裝成所要求的顏色。

10）檢驗(yàn)。檢驗(yàn)入庫。

5 箱體類零件加工工藝原則

1）加工順序先面后孔。箱體類零件均先加工面，再以加工的面為基準(zhǔn)加工孔。由于箱體孔的精度要求較高，加工難度大，先以孔為粗基準(zhǔn)加工面，再以平面為精基準(zhǔn)來加工孔，這樣為孔的加工提高了可靠的精基準(zhǔn)，也使孔的加工余量較為均勻?？追植荚谙潴w的各不同平面，先加工好平面，鉆孔時(shí)不易鉆偏，擴(kuò)孔或鉸孔時(shí)，刀具也不易崩刃。

2）加工階段粗、精工序分開。箱體類零件結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，壁厚也不均勻，剛性差，但精度要求又較高，對箱體的重要加工表面都要?jiǎng)澐执?、精加工兩個(gè)階段，這樣能夠避免粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、切削力及夾緊力等對加工精度的影響。

3）工序間合理進(jìn)行熱處理。箱體類零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均，鑄造時(shí)會產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力，為消除殘余應(yīng)力，減小加工變形和確保加工精度，鑄造后要進(jìn)行必要的熱處理。對精度要求不高的箱體零件，鑄造后進(jìn)行一次人工時(shí)效處理即可，而對于精度要求較高或復(fù)雜的箱體零件，在粗加工后還要安排一次熱處理，以消除加工時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。箱體零件人工時(shí)效處理的方法，除了加熱保溫外，還可采用振動(dòng)時(shí)效來消除箱體內(nèi)部的殘余應(yīng)力。

6 結(jié)語

本文針對箱體類零件的加工工藝進(jìn)行分析，對蝸輪蝸桿減速器箱體零件的加工工藝進(jìn)行具體闡述。箱體零件是機(jī)器或部件中常見的零件，對于該類零件進(jìn)行分析能夠提高加工的質(zhì)量和實(shí)用效率，能夠有效地降低次品的產(chǎn)生。

［1］ 王森林.箱體類零件的加工工藝研究［J］.機(jī)械工程師，2014（3）：252-253.

［2］ 舒曉君.起落架復(fù)雜箱體零件加工工藝研究［J］.航空制造技術(shù)，2012（22）：85-87.

［3］ 楊建賀，彭紅，周建龍，等.艙體零件加工工藝設(shè)計(jì)技術(shù)淺議［J］.國防制造技術(shù)，2011（8）：55-59.