WH212減速機殼體加工工藝及夾具設計

摘要：基于“以質量求發展，以效益求生存”的生產加工理念是國內外有關現代機械設計與加工的重點研究課題。文章分析了WH212減速機殼體的加工工藝，闡述了加工技術要求，并針對夾具的設計進行了論述。

關鍵詞：WH212減速機；殼體加工工藝；夾具設計；現代機械設計；機械加工 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH132 文章編號：1009-2374（2015）22-0017-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.009

機械加工除了應對一些規則零件進行設計與加工外，還需對一些不規則零件也進行設計與加工。這些不規則零件的加工工藝相對比較復雜，那么，如何優化不規則零件的加工工藝顯然成為了一個重要研究課題。下文將對WH212減速機殼體的加工工藝即夾具設計進行分析。

1 WH212減速機殼體的加工工藝

殼體是機具零部件中體積最大的零部件，一般作為其他零部件的附屬母體，常見的大型減速機殼體外觀尺寸有6m×4m、6m×3m、5m×3m、5m×4m、4m×3m和4m×4m等，通常重量可達到50～60t不等。而WH212減速機殼是設備的基礎組成零件，它將設備與其他部件組成一個聯合結構，同時保持其內部組件相互定位的固定，各個零部件可以形成相互運動狀態。減速機的殼體材料主要采用毛坯材料，常見的毛坯材料有鑄件、鍛件、焊件和沖壓件。在確定毛坯材料后，我們對WH212減速機殼體的加工需要注意以下四點：（1）按照零部件的材料和設計性能要求確定材料。如鑄件殼體需選用鑄造毛坯，但設計強度高或外形簡單的鋼制零部件多選用鍛件毛坯；（2）按照零部件的外觀尺寸確定材料。如結構較為復雜的選用鑄造毛坯，外形簡單的零部件選用型材毛坯或鑄造毛坯，而大型的軸零件也以鑄造毛坯居多；（3）按照加工方式確定毛坯材料。大批量加工中，多選用制造精度和生產效率較高的毛坯法，如模鍛法加工、壓力鑄件。但批量較少的零部件加工可選用簡單設備或手工加工法，如手工模砂鑄件；（4）合理選用毛坯材料時要綜合考慮加工車間的既有生產力，也需強調采用新工藝、新技術和新材料的可能性。

WH212減速機殼體的加工除了對毛坯材料的熱處理以外，還包括連接通孔、螺銷釘孔和部分凸臺面等。軸承的支承孔通常利用鏜床加工，連接通孔、螺銷釘孔和銷釘孔多以鉆床加工，主要的凸臺面則利用龍門銑削加工。另外，支承孔的端面加工與鏜孔安裝同步完成。

WH212減速機殼體的生產主與控制精度、生產批量、構造型式、外觀形狀以及零部件重量相關，除此以外，還需考慮加工車間的生產效率和中間工序有無熱處理等。

WH212減速機殼體的加工過程主要分為兩個過程，首先完成對零部件平面、緊固通孔、油塞通孔的鍛造，其目的在于為整體的合箱做好相應的準備工作；其次是完成合箱后減速機殼體外表面的軸承孔與端面鍛造。除此之外，完成第二部工序后，為了確保軸承通孔的精度和拆裝重復精度可拆箱驗核。與此同時，兩個過程之間可安排相應的鉗工工序，鉆鉸兩個定位銷孔并打入定位銷。

2 WH212減速機殼體的夾具設計

當加工兩個面：，鉆Φ13孔L=30mm，，，。當加工兩組孔時。

鉆孔在放置過程中，利用鉆床對φ19mm鉆進行加工，該孔的鉆前力和扭矩均通過自重和外力支承，這種情況下一般有兩套設計方案可供選擇，即：減速機殼體的底面以夾板予以緊固，其夾緊力和切削力應在同一水平位置，此套方案的結構較為復雜，且整個裝卸的過程也比較復雜；減速機殼體避免以螺紋夾具夾緊，夾緊力和切削力同處于平行位置，此套方案的結構相對比較簡單且整個裝卸的過程較為簡單一些。

切削力與夾緊力的計算：采用麻花鉆作為主要道具，

且要求dw為19mm，由此得：。

同時，查《切削手冊》可得：。由此可得，銑削的水平荷載、垂直荷載、軸向荷載和圓周荷載的比值分別為。

因此：

切削力計算，需考慮安全系數K，。式中：K1為基本安全系數，取2.5；K2為加工性質系數，取1.1；K3為刀具鈍化系數，取1.1；K4為斷續且削系數，取1.1。該型式直接被應用于相同尺寸的后鏜套子，并輔以多個流程加工程序。因不存在前導柱，所以在裝卸零部件或更替刀具的過程較為便捷。倘若被用作立鏜，無需再考慮落入鏜套的問題。

如削形式可分為通孔和不通孔兩種，據情況而定。切削刀具常采用懸掛式，導柱直徑d控制小于或等于鏜孔直徑D。而采用導柱直徑大于鏜孔直徑的方式，無法避免在加工長孔時切削刀具懸伸長度h過大的問題，因此至少保證其懸伸長度不小于L。由于懸伸長度過大造成切削刀具的引偏問題，引偏問題嚴重的情況會造成鏜桿和鏜套的不必要連固。由此可見，需增加鏜套長度，以此保障切削刀具永遠足夠的導引剛度，但無疑也會造成整個鏜套外觀尺寸過于龐大等問題。

以上兩套方案中，單支承導引鏜桿和機床主軸都以剛性結構形成連接，剛性連接極容易引起鏜套中心無法與機床主軸中心對準的問題，且只有技術過硬的工人才能有把握勝任此項工作。

夾具的夾緊力設計和確定。夾具的夾緊力設計對夾具的外觀尺寸和確保夾具穩定性都具有很大的影響。夾具的夾緊力過大引起零部件變形，零部件精度難以控制。而設計夾緊力過小，那么夾具的可靠性無法得到保障，且在生產中常出現位移現象，對于保證零部件定位效果不理想，加工精度控制難度很大，更有甚者出現嚴重質量事故也是有可能的，因此，夾具的夾緊力設計不宜過大也不宜過小。

計算殼體夾具的設計夾緊力，通?？梢詫A具與零部件共同看作一個剛性的聯合系，將零部件所受的切削荷載、夾緊荷載和自重荷載（通常大零部件需考慮并考慮一定的慣性作用，小零部件視具體情況考慮）看作是一種靜力平衡狀態，計算理想狀態下的理論夾緊力，為考慮安全因素的影響可以乘以安全系數K，即：。

式中：W`為通過計算得出的理論夾緊力；W為實際的夾緊力；K為安全系數，一般取K=1.5～3，如應用于粗加工可取K=2.5～3，而應用于精加工可取K=1.5～2。

3 結語

總而言之，任何一種加工工藝及設計意圖只有經過投入生產和實踐才能檢驗其工藝和設計的可行性和可靠性。從大量的生產實踐中分析表明，本文所論述的WH212減速機殼體的加工工藝及夾具設計均可行和可靠，且生產工時較短，適合于大規模生產，可創造更多的經濟效益。

參考文獻

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作者簡介：陳國富（1965-），男，遼寧沈陽人，鶴崗斯達機電設備制造有限責任公司助理工程師，研究方向：機械設計制造。

（責任編輯：周 瓊）