一种用于提高大型齿轮箱箱体装置形位精度的加工方法制造方法及图纸

一种用于提高大型齿轮箱箱体装置形位精度的加工方法，包括如下步骤：划线、对各分箱体剖分面及半轴孔的粗加工、人工失效、二次划线、对分箱体剖分面及半轴孔进行半精加工、自然失效、各分箱体剖分面的精加工、箱体装置组装、箱体装置轴孔精加工和最终检查本发明专利技术由于各分箱体和箱体装置的半精、精加工所有加工内容采用同一机床，且同一定位基准，加工精度大大提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于齿轮箱箱体装置的领域，尤其是涉及一种用于提高大型齿轮箱箱体装置形位精度的加工方法。
技术介绍
齿轮箱传动技术应用十分广泛,多数使用工况特别恶劣，要求在连续承受冲击、振动、过载的情况下运行，而且使用寿命要求15年以上,同时随着经济的发展和科技进步，工业企业向着环境美好型、资源节约型、节能增效型、大型超大型化发展，工业企业装备同时朝着大型化发展，尤其是冶金、矿山、水电等行业上所用传动齿轮箱传递功率由几百千瓦发展到目前的上万千瓦，设备规格越来越大，精度是越来越高。这样对传动齿轮箱的可靠性提出了更高要求，因而对齿轮箱设计和制造提出了更高的要求。传动齿轮箱由传递运动和扭矩的齿轮及承载齿轮的箱体装置组成，传动齿轮箱的设计和制造质量高低直接影响齿轮箱整机的使用寿命，一旦设计定型，其主要矛盾就转化为零件的制造上。传递运动和扭矩的齿轮制造由高精密的数控成型磨齿机磨削精加工已替代传统的滚齿和展成磨削精加工，齿轮制造精度已达到3-5级；而承载齿轮的箱体装置（图1和图2）仍由传统工艺流程加工，即：龙门刨床或龙门铣床等对箱体装置剖分面和基准面A实施粗加工——镗床对箱体装置轴孔实施粗加工——去应力时效处理——龙门刨床或龙门铣床等对箱体装置剖分面和基准面A实施精加工——镗床对箱体装置轴孔实施精加工。结合示意图1～7简述其工艺流程如下：步骤1、划线检查箱体装置（图1和图2）组件箱体1、箱盖2各加工面余量，保证各部余量均匀。步骤2、将箱体装置（图1和图2）组件箱体1、箱盖2依次置于普通龙门刨床（图3）或龙门铣床（图4）上的等高垫铁3上，对箱体1剖分面和基准面A、箱盖2剖分面粗加工，粗加工时各面以等高垫铁3为基准，按工艺规范留取余量。步骤3、将箱体装置（图1和图2）组件箱体1、箱盖2依次置于普通镗床上的等高垫铁3上（图5），对箱体装置组件箱体1、箱盖2半轴孔及其端面的粗加工，按工艺规范留取余量。步骤4、将步骤3所得进行人工去应力时效处理，以释放毛坯残余应力和粗加工应力，使内部组织达到平衡和稳定状态。步骤5、将步骤4所得置于划线平台上，划十字中心对称线，划各剖分面和基准面A加工线。步骤6、将步骤5所得依次置于普通龙门刨床（图3）或龙门铣床（图4）上的等高垫铁3上，找正压紧后依次对箱体1剖分面和基准面A、箱盖2剖分面精加工。步骤7、划箱体1、箱盖2剖分面上联接孔线；由钻床加工箱体剖分面联接孔；钳工将箱体1、箱盖2按对应关系用联接件把合组装成箱体装置（图1和图2）；划箱体装置（图1和图2）十字中心对称线及各轴孔位置线。步骤8、将步骤7所得箱体装置（图1和图2）基准面A置于镗床等高垫铁3上(图6)，轴孔端面对镗床主轴18，找正轴孔中心线与镗床主轴18轴线在同一平面内，误差不大于0.3mm，按所划十字中心对称线找正箱体装置，选定好切削用量（主轴转速、镗削深度、进给速度）后，镗床主轴18旋转加水平横向进给运动和镗床立柱17纵向运动，一次装卡粗镗、半精镗、精镗箱体装置各轴线上两侧轴孔及其一侧轴孔端面，或箱体装置一侧轴孔及其端面，同时工艺要求在箱体装置一端剖分面处全长铣一调装找正基准；调装，按已加工成轴孔圈圆镗杆找正同心，找正箱体装置一端工艺基准，以保证轴孔中心线垂直于轴孔端面，粗镗、半精镗、精镗箱体装置另一侧轴孔端面，或另一侧轴孔及其端面。步骤9最终测量。轴孔的形位精度在机床上用千分表在线检测，轴孔几何精度由专业检测人员利用量具测量。上述箱体装置的加工是选用不同的设备机床、分工序加工，且镗床加工轴孔时镗床主轴18旋出很长，刚性差，加工精度较低，其加工精度一般7级或更低，轴孔粗糙度为Ra3.2～Ra6.3。再之传统加工方法的设备能力有限，只适用于小型、中型齿轮箱体装置的加工要求。目前最大镗床的轴向最大旋出长度（主轴+滑枕）3800mm，而如图5～10所示，镗床工作台16的边沿距镗床立柱17的距离L1约500mm，再加上箱体装置的边沿距镗床工作台16边沿距离L2（便于装卡，其距离根据箱体尺寸大小而定）约300mm，再加上箱体装置（图8～10）边沿到轴孔端面的距离L3约为400mm及轴孔的深度300mm，镗铣床要完成齿轮箱箱体装置（图8～10）一侧轴孔的加工，镗床主轴18轴向水平旋出长度大于1500mm(L1+L2+L3+轴孔深度)，再加上图8所示箱体装置同一轴线上轴孔跨距3550mm，无法实现一次装卡完成如图8～10所示的大型、超大型、高精度齿轮箱箱体装置同一轴心线上两侧轴孔的加工；若一次装卡加工一侧轴孔，调装加工另一侧轴孔，由于箱体装置（图8～10）规格超大，调装非常困难，找正困难，存在调装变形和二次找正误差，找正和加工精度难以保证；而采用精密数控镗铣床的旋转移动工作台，其旋转精度8″，若完成一侧轴孔加工，旋转180°加工另一侧轴孔，则另一侧轴孔相对于一侧轴孔位置精度为tan(8/3600)×(3550/2)=0.069mm，已超出（图8～10）所要求0.03mm的一倍多；再加上镗床主轴18轴向水平旋出越长，刚性越差，很难满足大型、超大型、高精度箱体装置（图8～10）加工要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有技术中调装非常困难，找正困难，存在调装变形和二次找正误差，找正和加工精度难以保证的问题，提供一种用于提高大型齿轮箱箱体装置形位精度的加工方法。本专利技术为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种用于提高大型齿轮箱箱体装置形位精度的加工方法，包括如下步骤：步骤1划线：取箱体的分箱体铸组件依次为下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体，将下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体放在划线平台上，检查下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体的毛坯余量，通过划线确定下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体的加工余量，然后分别以下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体的内腔非加工面为基准划线：分别确定下箱体十字中心对称线，下箱体上剖分面T和基准面B的加工线，下箱体上的半轴孔L1和半轴孔L2的中心位置线及其圆线；下中箱体十字中心对称线，下中箱体上剖分面T和剖分面S的加工线，下中箱体上的半轴孔L1、半轴孔L2、半轴孔M1、半轴孔M2、半轴孔N1和半轴孔N2的中心位置线及其圆线；上中箱体十字中心对称线，上中箱体上的剖分面S和剖分面R的加工线，上中箱体上的半轴孔M1、半轴孔M2、半轴孔N1、半轴孔N2、半轴孔K1、半轴孔K2的中心位置线及其圆线；上箱体十字中心对称线，上箱体上的剖分面R、剖分面P的加工线，上箱体上的半轴孔K1、半轴孔K2的中心位置线和半轴孔圆线；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提高大型齿轮箱箱体装置形位精度的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、一次划线：取箱体的分箱体铸件依次为下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体，将下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体放在划线平台上，检查下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体的毛坯余量，通过划线确定下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体的加工余量，然后以分别以下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体的内腔非加工面为基准划线：分别确定下箱体十字中心对称线，下箱体上剖分面T和基准面B的加工线，下箱体上的半轴孔L1和半轴孔L2的中心位置线及其圆线；下中箱体十字中心对称线，下中箱体上剖分面T和剖分面S的加工线，下中箱体上的半轴孔L1、半轴孔L2、半轴孔M1、半轴孔M2、半轴孔N1和半轴孔N2的中心位置线及其圆线；上中箱体十字中心对称线，上中箱体上的剖分面S和剖分面R的加工线，上中箱体上的半轴孔M1、半轴孔M2、半轴孔N1、半轴孔N2、半轴孔K1、半轴孔K2的中心位置线及其圆线；上箱体十字中心对称线，上箱体上的剖分面R、剖分面P的加工线，上箱体上的半轴孔K1、半轴孔K2的中心位置线和半轴孔圆线；步骤2、对各分箱体剖分面及半轴孔的粗加工：取用数个等高垫铁并将等高垫铁均匀分布于镗铣床的工作台上，将步骤1所得下箱体放于等高垫铁上，使下箱体的剖分面T与等高垫铁顶部平面重合，按步骤1所划线进行找正，使找正精度不大于0.5mm，然后用工艺螺栓压板将下箱体固定于镗铣床的工作台上，选装外圆直径为φ200mm的面铣刀对下箱体基准面B进行粗加工，并使基准面B单面留取余量10mm，重新调装下箱体，将下箱体转动后置于等高垫铁上，使已加工基准面B与等高垫铁顶部平面重合，已加工基准面B与等高垫铁顶部平面的不重合精度不大于0.05mm，重新找正下箱体的十字中心对称线，使找正精度不大于0.5mm，然后用工艺螺栓压板将下箱体固定于镗铣床的工作台上，采用加工基准面B同样的铣刀和参数，启动机床对下箱体剖分面T进行粗加工，使单面留取余量10mm，工件同工位，重新调整机床，拆去外圆直径φ200mm面铣刀，换装可调镗铣刀并调整机床工位，使镗轴对应半轴孔L2，并按线找正半轴孔L2，使找正精度不大于0.5mm，启动机床，对下箱体半轴孔L2进行粗加工，使半轴孔L2直径留取余量25mm；重新调装下箱体，下箱体的半轴孔L1对应镗轴，采用同半轴孔L2同样方法对半轴孔L1进行粗加工，同上所述依次调换下中箱体并对其剖分面T和剖分面S及其半轴孔L2、半轴孔L1、半轴孔M2、半轴孔M1、半轴孔N2、半轴孔N1进行粗加工；对上中箱体剖分面S和剖分面R及其半轴孔M2、半轴孔M1、半轴孔N2、半轴孔N1、半轴孔K2、半轴孔K1进行粗加工；同上所述依次上箱体并对其剖分面R和剖分面P及其半轴孔K2和半轴孔K1进行粗加工；步骤3、人工时效：将步骤2所得下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体进行人工时效，释放毛坯残余应力和粗加工应力，使步骤2所得下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体的内部组织趋于稳定，从而保证步骤2所得下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体结构稳定；步骤4、二次划线：取步骤3中时效后的下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体并放上划线平台，检查步骤3所得下箱体、下中箱体、上中箱体、上箱体变形量，以确定各部余量，来确定并划下箱体剖分面T和基准面B加工线，划下中箱体剖分面T和剖分面S加工线，划上中箱体剖分面S和剖分面R加工线，上箱体剖分面R和剖分面P加工线，同时以各分箱体内腔非加工面为基准划：下箱体十字中心对称线，及其半轴孔L1和半轴孔L2中心位置线及其圆线；下中箱体十字中心对称线，及其半轴孔L1、半轴孔L2、半轴孔M1、半轴孔M2、半轴孔N1和半轴孔N2中心位置线及其圆线；上中箱体十字中心对称线 ，及其各半轴孔M1、半轴孔M2、半轴孔N1、半轴孔N2，半轴孔K1和半轴孔K2的中心位置线及其圆线；上箱体十字中心对称线，及其上半轴孔K1和半轴孔K2中心位置线及其圆线；步骤5、对分箱体剖分面及半轴孔进行半精加工：将数个等高垫铁均匀分布于数控龙门铣镗床的工作台上，然后取步骤4中划线后的下箱体并放于等高垫铁上，使下箱体的剖分面T与等高垫铁顶面重合，按步骤4所划十字中心对称线对下箱体进行找正，找正精度不大于0.5mm，找正后用工艺螺栓压板将下箱体固定于工作台上，调整机床，选用外圆直径φ200mm面铣刀装于机床铣镗主轴上，取铣刀切削参数是转速200r/min、切削深度3～3.5mm、直线进给速度1000mm/min并编写程序并输入程序，调试程序合格后启动机床，对下箱体基准面B进行半精加，加工时留取精加工余量1mm；然后调装下箱体，将下箱体转动后置于等高垫铁上，使下箱体已加工的基准面B与等高垫铁顶面重合，使不重合精度不大于0.05mm，按步骤4所划十字中心对称线找正下箱体...

【技术特征摘要】
1.一种用于提高大型齿轮箱箱体装置形位精度的加工方法，其特征在于：包括如下步
骤：
步骤1、一次划线：取箱体的分箱体铸件依次为下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体，
将下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体放在划线平台上，检查下箱体、下中箱体、上中箱体
和上箱体的毛坯余量，通过划线确定下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体的加工余量，然
后以分别以下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体的内腔非加工面为基准划线：分别确定下
箱体十字中心对称线，下箱体上剖分面T和基准面B的加工线，下箱体上的半轴孔L1和半轴
孔L2的中心位置线及其圆线；下中箱体十字中心对称线，下中箱体上剖分面T和剖分面S的
加工线，下中箱体上的半轴孔L1、半轴孔L2、半轴孔M1、半轴孔M2、半轴孔N1和半轴孔N2的中
心位置线及其圆线；上中箱体十字中心对称线，上中箱体上的剖分面S和剖分面R的加工线，
上中箱体上的半轴孔M1、半轴孔M2、半轴孔N1、半轴孔N2、半轴孔K1、半轴孔K2的中心位置线
及其圆线；上箱体十字中心对称线，上箱体上的剖分面R、剖分面P的加工线，上箱体上的半
轴孔K1、半轴孔K2的中心位置线和半轴孔圆线；
步骤2、对各分箱体剖分面及半轴孔的粗加工：取用数个等高垫铁并将等高垫铁均匀分
布于镗铣床的工作台上，将步骤1所得下箱体放于等高垫铁上，使下箱体的剖分面T与等高
垫铁顶部平面重合，按步骤1所划线进行找正，使找正精度不大于0.5mm，然后用工艺螺栓压
板将下箱体固定于镗铣床的工作台上，选装外圆直径为φ200mm的面铣刀对下箱体基准面B
进行粗加工，并使基准面B单面留取余量10mm，重新调装下箱体，将下箱体转动后置于等高
垫铁上，使已加工基准面B与等高垫铁顶部平面重合，已加工基准面B与等高垫铁顶部平面
的不重合精度不大于0.05mm，重新找正下箱体的十字中心对称线，使找正精度不大于
0.5mm，然后用工艺螺栓压板将下箱体固定于镗铣床的工作台上，采用加工基准面B同样的
铣刀和参数，启动机床对下箱体剖分面T进行粗加工，使单面留取余量10mm，工件同工位，重
新调整机床，拆去外圆直径φ200mm面铣刀，换装可调镗铣刀并调整机床工位，使镗轴对应
半轴孔L2，并按线找正半轴孔L2，使找正精度不大于0.5mm，启动机床，对下箱体半轴孔L2进
行粗加工，使半轴孔L2直径留取余量25mm；重新调装下箱体，下箱体的半轴孔L1对应镗轴，
采用同半轴孔L2同样方法对半轴孔L1进行粗加工，同上所述依次调换下中箱体并对其剖分
面T和剖分面S及其半轴孔L2、半轴孔L1、半轴孔M2、半轴孔M1、半轴孔N2、半轴孔N1进行粗加
工；对上中箱体剖分面S和剖分面R及其半轴孔M2、半轴孔M1、半轴孔N2、半轴孔N1、半轴孔
K2、半轴孔K1进行粗加工；同上所述依次上箱体并对其剖分面R和剖分面P及其半轴孔K2和
半轴孔K1进行粗加工；
步骤3、人工时效：将步骤2所得下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体进行人工时效，释
放毛坯残余应力和粗加工应力，使步骤2所得下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体的内部
组织趋于稳定，从而保证步骤2所得下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体结构稳定；
步骤4、二次划线：取步骤3中时效后的下箱体、下中箱体、上中箱体和上箱体并放上划
线平台，检查步骤3所得下箱体、下中箱体、上中箱体、上箱体变形量，以确定各部余量，来确
定并划下箱体剖分面T和基准面B加工线，划下中箱体剖分面T和剖分面S加工线，划上中箱
体剖分面S和剖分面R加工线，上箱体剖分面R和剖分面P加工线，同时以各分箱体内腔非加
工面为基准划：下箱体十字中心对称线，及其半轴孔L1和半轴孔L2中心位置线及其圆线；下
中箱体十字中心对称线，及其半轴孔L1、半轴孔L2、半轴孔M1、半轴孔M2、半轴孔N1和半轴孔
N2中心位置线及其圆线；上中箱体十字中心对称线，及其各半轴孔M1、半轴孔M2、半轴孔
N1、半轴孔N2，半轴孔K1和半轴孔K2的中心位置线及其圆线；上箱体十字中心对称线，及其
上半轴孔K1和半轴孔K2中心位置线及其圆线；
步骤5、对分箱体剖分面及半轴孔进行半精加工：将数个等高垫铁均匀分布于数控龙门
铣镗床的工作台上，然后取步骤4中划线后的下箱体并放于等高垫铁上，使下箱体的剖分面
T与等高垫铁顶面重合，按步骤4所划十字中心对称线对下箱体进行找正，找正精度不大于
0.5mm，找正后用工艺螺栓压板将下箱体固定于工作台上，调整机床，选用外圆直径φ200mm
面铣刀装于机床铣镗主轴上，取铣刀切削参数是转速200r/min、切削深度3～3.5mm、直线进
给速度1000mm/min并编写程序并输入程序，调试程序合格后启动机床，对下箱体基准面B进
行半精加，加工时留取精加工余量1mm；然后调装下箱体，将下箱体转动后置于等高垫铁上，
使下箱体已加工的基准面B与等高垫铁顶面重合，使不重合精度不大于0.05mm，按步骤4所
划十字中心对称线找正下箱体，使找正精度不大于0.5mm，找正后用工艺螺栓压板将下箱体
固定于工作台上，调整机床采用相同刀具和加工参数对下箱体剖分面T进行半精加工并留
取精加工余量1mm；工件同工位，重新调整机床，拆去外圆直径φ200mm面铣刀，换直角镗铣
装置和外圆直径φ200mm插补镗铣刀，调整机床工位，按步骤4所划半轴孔L2中心位置线找
正半轴孔L2，找正精度不大于0.5mm，取插补镗铣刀切削参数是转速200r/min、切削深度
6mm、圆周进给速度1000mm/min,步长5mm，编写并输入程序，调试程序合格后启动机床，对下
箱体半轴孔L2进行半精加工，留取余量13mm；重新调整机床工位采用同样刀具和加工参数
对下箱体半轴孔L1进行半精加工，留取余量13mm；同上所述依次对下中箱体剖分面T和剖分
面S及其半轴孔L2、半轴孔L1、半轴孔M2、半轴孔M1、半轴孔N2和半轴孔N1进行半精加工，对
上中箱体剖分面S和剖分面R及其半轴孔M2、半轴孔M1、半轴孔N2、半轴孔N1、半轴孔K2和半
轴孔K1进行半精加工，对上箱体剖分面R和剖分面P及其半轴孔K2和半轴孔K...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成，张萍，张雁，李卫军，魏忠杰，马涛，黄新华，
申请(专利权)人：中信重工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41