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1、冷加工工艺文章编号:100726034(2003)0320013203地铁齿轮箱加工工艺的优化刘孝峰,丛云中(中国北车集团长春轨道客车股份有限公司,吉林长春130062)摘要:分析了地铁齿轮箱整体精加工的工艺方案,设计制作了齿轮箱孔加工的专用夹具。提高了齿轮箱的成品率。关键词:齿轮箱;中心距;工艺;夹具中图分类号:U231.94文献标志码:B1概述的成品率。2.1方案一齿轮箱是大型薄壁不规则的铸钢箱体,生产工齿轮箱按图2方式装夹加工,即齿轮箱Á430序多且周期长。工艺上采取把齿轮箱体和齿轮箱盖mm孔加工后,机床主轴中心从
2、O1到O2加工Á180合成整体后进行精加工各部。在生产中,由于齿轮mm孔时,机床需走X和Y2个坐标轴才能达到Á箱的主动轴承座孔和从动轴承座孔的中心距在生产180mm孔中心O2,即机床通过走O1A和O2A两直加工中不能采用通用量具直接检测,造成齿轮箱在角边来间接保证斜边即中心距O1O2。最后的精加工工序中报废比例达50%左右,严重影响到齿轮箱的最终成品率和生产效率。因此必须要有一套合理的工艺方案来保证齿轮箱中心距这一关键尺寸的合格率,同时尽可能地提高其生产效率。2工艺方案的选择图1表示3个孔的尺寸精度及三个孔的位置关系。Á
3、430mm孔和Á180mm孔的中心距要求为(374±0.045)mm,因此,可以从保证该中心距来制定齿轮箱整体加工工艺方案,从而最终提高产品图2按方案1装夹加工尺寸图示O2A=13mmO1O2=374mm所以∠O2O1A=arcsin(O2A/O1O2)=2°(O1A)max=(374+0.045)×cos2°=373.817mm(O1A)min=(374-0.045)×cos2°=373.727mm(O2A)max=(374+0.045)×sin2°=13.054mm(O2A)min=(374-0.045)×sin2°
4、=13.051mm即机床X轴须保证O1A在373.727～373.817图1整体齿轮箱加工的位置关系mm之间,Y轴须保证O2A在13.051～13.054mm之间,才能保证O1O2中心距(374±0.045)mm的加收稿日期:2003205212工精度要求。作者简介:刘孝峰(19702),男,吉林长春人,工程师,1993年毕业于延2.2方案二边大学农机专业,工学学士,现从事机械制造技术工作。齿轮箱按图3方式装夹加工,将齿轮箱整体旋转2°,使O1O2成为一条水平线。即齿轮箱Á43013冷加工工艺机车车辆工艺第3期2003年
5、6月mm孔加工后,机床主轴中心直接以O1O2为参考齿轮箱Á60mm孔中心O3和Á180mm孔O2的位基准加工Á180mm孔。置关系是通过O3B=50mm和O2B=180mm确定的,其均为自由尺寸,因此在加工方案中,机床主轴中心通过走O2C和O3C两直角边保证Á60mm孔中心O3完全可以满足这2个孔的相互位置精度要求。4专用夹具为了保证齿轮箱整体旋转2°的要求,通过专用夹具来实现,见图4。4.1工作原理图3按方案二装夹加工尺寸图示通过左边可调支承的左右移动和右边可调支承2.3方案的比较的上下移动使齿轮箱整体旋转,用划针找正
6、Á430(1)方案一中,由于受到机床坐标轴系统误mm孔中心O1和Á180mm孔中心O2的连心线,使差的影响,Y轴不可能保证O2A在13.051～13.054mm之间,造成O1O2中心距加工精度不易保证,并且在生产中难以对O1O2中心距的加工精度进行程序补偿。(2)方案二中,机床只须走X一个坐标轴就能到达Á180mm孔中心O2,直接保证O1O2中心距。由于只有一个机床坐标轴参与切削,减少了机床系统误差累积,并且容易对O1O2中心距的加工精度进行程序补偿,使得齿轮箱O1O2中心距这一关键尺寸更容易得到保证。通过以上对比及分析
7、,选方案二作为该齿轮箱整体加工工艺方案。3Á60mm孔中心O3的确定加工方案中的Á430mm孔中心O1和Á180mm孔中心O2的机床坐标通过O1O2中心距已经确定,齿轮箱Á60mm孔中心O3的机床坐标可以通过如下方法确定:将齿轮箱整体旋转2°使O1O2成为一条水平线后,齿轮箱3个孔的相互位置关系见图图4齿轮箱整体加工专用夹具3。由于∠O2O1A=∠CO2B=2°O3B=50mmO2B=180mm,O1和O2的连心线与机床工作台水平,从而保证齿所以O22)1/2轮箱整体旋转的加工要求。2O3=(O3B+O2B=186.81
8、5mm∠O3O2B=arctg(O3B/O2B)=15.524°4.2夹具的特点(1)采用了左边可调支承和右边可调支承2个∠O3O2C=∠O3O2B-2°=13.524°机构,使齿轮箱整体旋转得以实现,同时将原来的点从直角三角形O3O2C可得出:支承改为面支承,以增加齿轮箱加工中的稳定性。O2C=O2O3cos∠O3
