HXD2型機車齒輪箱加工工藝

■ 中國中車集團大同電力機車有限公司 （山西 037038） 孫建忠

HXD2型機車齒輪箱加工工藝

■ 中國中車集團大同電力機車有限公司 （山西 037038） 孫建忠

本文以HXD2型機車齒輪箱為例，詳述了齒輪箱的加工工藝。

HXD2型機車的齒輪箱結構復雜，各項技術指標及精度要求較高，需采用適宜的工藝措施和加工方法來進行加工，齒輪箱上、下箱外形分別如圖1、圖2所示。

圖1 齒輪箱下箱外形

圖2 齒輪箱上箱外形

1. 齒輪箱加工工藝流程分析

齒輪箱鑄造材料是球墨鑄鐵，鑄件質量較好，齒輪箱工藝路線如圖3所示。由圖3可知，齒輪箱機加工工序為：上箱半箱加工3道工序、下箱半箱加工3道工序、合箱鉗工裝配工序、合箱加工工序、合箱鉗工打磨工序及三坐標檢測。

圖 3

（1）齒輪箱上、下箱單箱一工序加工工藝。上、下箱一工序主要負責加工箱體四周4個定位塊。由BW臥式加工中心和曼德里臥式加工中心加工完成。

上箱加工工藝如圖4所示，其中，工件內擋尺寸A=62.5mm/夾具內擋57.5mm；工件內擋尺寸B=82mm/夾具內擋77mm。上箱加工定位點3和5，保證定位塊下平面與齒輪箱精加工后結合面的距離。由于齒輪箱上箱一工序所加工定位塊是其后二工序和三工序的定位基準，所以一工序加工精度將是決定后續加工能否滿足工藝技術要求的關鍵。

下箱加工工藝如圖5所示，其中，工件內擋尺寸A=62.5mm/夾具內擋57.5mm；工件內擋尺寸B=82mm/夾具內擋77mm。下箱加工定位點3和5。保證定位塊下平面與齒輪箱精加工后結合面距離為25mm和36.5mm。齒輪箱下箱一工序所加工定位塊是其后二工序和三工序的定位基準。所以一工序加工精度將決定后續加工能否滿足工藝技術要求。

圖4 齒輪箱上箱一工序加工工藝

為了保證一工序的加工精度，要進行粗銑和精銑工序，所以刀具選用SECO廠家的，粗銑選用φ40mm玉米銑刀，切銷效率高；精銑選用φ40mm高速鋼精銑刀。

（2）齒輪箱上、下箱單箱二工序加工工藝。齒輪箱上、下箱單箱加工二工序分別在兩臺立臥加工中心上完成。上、下箱二工序主要負責粗加工齒輪箱上下箱結合面，為三工序精加工結合面做好基礎。

二工序均為粗加工工序，需要加工軸承孔、上下箱結合面和箱體側面。齒輪箱上、下箱單箱加工二工序分別如圖6、圖7所示。

圖6 齒輪箱上箱二工序加工工裝

（3）齒輪箱上、下箱單箱三工序加工工藝。齒輪箱上、下箱單箱加工三工序分別在立臥轉換加工中心上完成。上、下箱三工序主要負責精加工齒輪箱上下箱結合面，加工結合面上螺紋孔等。三工序加工屬于精加工，同時是保證齒輪箱上、下箱合箱成功的關鍵所在。

三工序的加工為精加工，鉆孔攻螺紋比較多。刀具選擇采用標準數控鉆刀，耐用且節約成本。齒輪箱上、下箱三工序加工工藝如圖8、圖9所示。圖8中，精加工后齒輪箱結合面距工作臺中心300mm；大孔軸線距工作臺中心125mm；定位點1距齒輪軸線137mm；定位點2距齒輪軸線122mm；定位點3距齒輪軸線107mm。圖9中，精加工后齒輪箱結合面距工作臺中心300mm；大孔軸線距工作臺中心125mm；定位點1距齒輪軸線137mm；定位點2距齒輪軸線122mm；定位點3距齒輪軸線146mm。

圖7 齒輪箱下箱二工序加工工裝

圖8 齒輪箱上箱三工序加工工藝

圖9 齒輪箱下箱三工序加工工藝

考慮到箱體零件的加工變形對產品精度的影響，夾緊時均采用扭矩扳手進行，既保證了夾緊的需要，又最大程度上防止了箱體變形。

至此，齒輪箱單箱加工完畢。前三道工序為單箱加工，是合箱的基礎。在實際生產中發現，由于毛坯偏箱問題造成在合箱處發生上、下箱錯箱情況比較多。鑒于這一現象，在單箱加工前要提前測量毛坯尺寸，在加工中要根據實際偏箱尺寸對定位尺寸及時進行調整，盡可能使單箱加工完畢后，全部可以滿足合箱要求，避免浪費加工資源，同時提高生產效率。

（4）齒輪箱上、下箱合箱工藝。在進行齒輪箱上、下箱合箱時，要求用去毛刺工具去除所有孔的毛刺，清潔箱體的合箱表面和內部，用塞尺檢查兩箱接觸面間隙（最大0.1mm)。安裝兩個工藝銷釘，裝配組裝螺釘，要求上、下合箱面接觸。遵照圖10給出的指示，用扭矩扳手擰緊。用鉸刀、手動（或在搖臂鉆床上）鉸兩個銷孔，并打印號碼使兩個部件一致。

（5）齒輪箱合箱加工工藝。齒輪箱合箱加工工藝如圖11所示。齒輪箱合箱加工是齒輪箱最后的加工工序，此工序保證了最終尺寸的精度。檢測精度需經三坐標檢測，以確定加工是否合格。在加工軸承孔時，粗加工和精加工均采用鏜刀進行加工，大大提高了加工效率，產品的質量也得到了穩定的控制。

圖10 齒輪箱合箱

（6）齒輪箱合箱鉗工打磨及三坐標檢測。齒輪箱加工尺寸較多，精度要求較高。與以往車型相比，箱體結構較復雜，加工工時較長、難度較大。能否加工出合格產品并完成批量生產的任務都對加工提出了較高要求。

圖11 齒輪箱合箱

2. 結語

盡管齒輪箱結構復雜，精度要求較高，但通過采取相應的工藝措施，選擇可靠、實用的加工方法，仍然可以加工出各項技術指標都符合圖樣要求的工件。

20150802）