大跨距孔調頭加工工藝研究及應用

吳 冬,楊華平,符嘉靖,董 婷,劉培林

（南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司,江蘇 常州 213011）

風力發電作為一種可再生能源，具有資源分布廣、潛力大、環境影響小、可持續利用的特點，世界各國均在大力發展。隨著中國風力發電產業進入規模化發展階段，對齒輪箱質量的要求越來越高，而箱體作為齒輪箱的關鍵零件，其加工質量直接影響了齒輪箱的使用壽命。

2MW風電齒輪箱作為市場和我公司的主要產品，適用于高空、海上各類工況復雜的場所，因而通過加工工藝來保證加工質量具有很重要的意義。

1 圖紙要求及分析

圖1 高速級三維圖

加工要求：（1）高速級主要加工內容為箱體端面，端面孔系及孔加工；（2）孔加工要求保證孔的加工尺寸精度和形位公差要求，特別是同軸度和位置度。

由于涉及到齒輪傳動，各個孔的位置關系顯得及其重要，然而對于中箱體、后箱體合箱加工的各個孔徑都均由中箱體軸承擋A、后箱體軸承擋B作為基準，兩個關鍵的基準在不同的箱體上，由此帶來較高的加工精度要求較高，若中、后箱體內孔軸承擋A、B的同軸度不合格，會導致高速中間軸的扭曲變形，造成零件使用壽命的縮短；若內孔C，D的內孔加工對于A、B軸承擋的位置度不滿足要求，會造成齒輪結合過度擠壓，容易造成齒輪磨損，或是過松，會造成傳動不平穩及較大的沖擊和噪音。

2 加工工藝分析

（1）此零件為大型箱體類零件，毛坯壁厚較厚，結構穩定、裝夾時利用前道工序加工的平面來定位，其中兩處為立柱等高塊，大法蘭處用可調支撐，這樣箱體的重心完全落在支撐范圍內，裝夾穩定可靠，方便。

（2）此零件外形較大，軸向孔加工位置較深，最深處為900mm，選用鏜銑加工中心加工，加工中心技術參數為：X軸行程3000mm，Y軸行程2000mm，ZP軸鏜桿可伸出主軸端面740mm，工作臺尺寸為1800mm x 1200mm，完全滿足加工要求。

（3）影響位置度、同軸度的因素有：溫度變化、導軌誤差、加工時間連續性；對此采用留余量測量對應孔母線差值，對誤差進行補償，先試切A孔，測量A孔和B孔的四個方向的母線差值，在根據差值△X（X1-X2）、△Y(Y1-Y2)，調整A孔坐標值根據調整后坐標值，對A孔進行加工，從而保證A、B兩孔同軸度；精鏜孔C、D對鏜桿中心進行補償，保證位置度。

（4）此高速級合箱主要加工操作步驟如下：1）找正大法蘭面，端面跳動小于0.04mm；2）用雷尼紹探針找正B孔中心及法蘭面，3）粗加工所有端面，留精加工余量；4）粗鏜內孔；5）加工孔系；6）精加工端面；7）精鏜內孔；8）倒角、切槽。

圖2 高速級加工

3 測量結果

高速級三坐標測量結果如表，檢測日期 2013.09.18～2013.11.05 溫度 21～22℃：

實測數據

4 加工工藝總結

通過加工調試及現場批量生產風電齒輪箱高速級，根據三坐標數據分析可知，用此工藝方法加工高速級組件，能保證其位置度和同軸度，實現批量生產合格產品的目標，此加工工藝已經應用到其他零件生產中，很好保證了同軸度的要求，滿足了產品質量和生產需求。

[1]王先逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2]楊叔子.機械加工工藝師手冊[S].北京：機械工業出版社，2002.