保證鋁合金齒輪箱體加工精度方法的研究

翟孟超 李永超

摘? 要：在鋁合金齒輪箱體加工過程中，容易出現變形、形位公差或尺寸公差問題，為解決這一現象，圍繞精銑合箱平面度精度、精鏜孔孔徑加工精度進行控制，分別指出相對應的影響因素，并借助試驗分析，探究有效控制鋁合金齒輪箱體加工精度的方式方法，最終確保鋁合金齒輪箱加工生產質量的進一步提高。

關鍵詞：鋁合金齒輪箱;加工精度;精銑合箱平面度;精鏜孔孔徑加工;控制方法

引言：

現階段，伴隨著鑄造技術的逐步提升以及車輛輕量化的設計發展，鋁合金齒輪箱箱體的應用愈發廣泛，但是，在實際鋁合金齒輪箱應用過程中不難發現，其普遍存有一定的易變性、加工穩定性不足等問題，很容易導致出現形位公差或尺寸公差誤差。對此，借助控制變量手段開展鋁合金齒輪箱箱體加工精度控制試驗，了解精銑合箱平面度精度與精鏜孔孔徑加工精度的影響因素，在試驗分析基礎上總結相對應的精度控制方法，最終有效提高鋁合金齒輪箱的加工質量。

1 精銑合箱平面度精度控制

1.1刀具選擇對合箱面平面度精度的影響

借助同一套工裝與相同的壓緊力裝夾，在統一的大理石平臺上開展平面度測量試驗，分別就普通硬質合金刀具與PCD刀具進行試驗對比，形成18組數據。其中，通過對比發現，PCD刀具與普通硬質合金刀具對于精銑合箱平面度精度的影響相差不多，但于刀具壽命、加工光潔度、加工效率等方面來看，PCD刀具的試驗效果較為明顯，因此，可借助PCD刀具來就鋁合金齒輪箱進行加工優化。

1.2測量方法對合箱面平面度精度的影響

在就精銑合箱平面度精度進行測量時，常規的測量方法一般可分為探頭取點方式和塞尺檢查方式，但由于三坐標送檢的探頭取點方式相對檢測流程較多，需要于恒溫條件下開展檢測作業，因此實際檢測過程很少使用。對此，在統一的工裝前提下開展平面度測量試驗，分別就兩種不同測量方法應用下的測量精度進行檢測，形成17組數據。其中，通過對比發現，借助三坐標送檢的探頭取點方式能夠獲取優于大理石平臺檢測的檢測效果，誤差相對較小。但是，在實際鋁合金齒輪箱生產過程中，考慮到三坐標取點數量必然會少于試驗室研究的取點數量，使得其與大理石平臺檢測結果的差距會進一步拉大，且由于三坐標送檢手段會基于該測量方法的隨機性而導致檢測結果的偏差，因此，通常可采用成本較低、操作較為簡便的基于大理石平臺的塞尺檢查方式。

1.3裝夾壓緊力對合箱面平面度精度的影響

針對裝夾壓緊力，當壓緊力過小時，受切削力震動影響零件會出現微量位移，降低加工的整體精度，反之，當壓緊力過大時，零件加工時的形狀與自然狀態下的形狀會發生扭曲變化，進而同樣造成精度較差問題出現。對此，借助試驗手段在同一零件上進行多次加工試驗，分別設計兩組對照試驗，得出14種不同壓緊力狀態下的加工效果，形成如圖一所示的壓緊力扭矩與形位公差關系圖。其中，通過對比發現，壓緊力對于零件形位公差的影響相對較大，而當壓緊力保持在75～85N·M時，整體的零件加工效果相對穩定。同時，通過對照操作者的壓緊力手感，依靠操作者手感得出的試驗壓緊力相較于試驗得出的最優壓緊力要高，究其原因多與人工操作下操作者會受到心理作用驅使影響有關。此外，根據圖一不難看出，伴隨著壓緊力的逐漸上升，工件的變形量也會逐步增加，這說明工裝夾具的設計與裝夾位置存在一定缺陷，因此就此方面進行優化設計同樣十分重要。

2 精鏜孔孔徑加工精度控制

2.1測量方法對孔徑加工精度的影響

通常來說，常見的精鏜孔孔徑測量方法一般包括標準環規測量、實物環規測量、外徑千分尺對尺測量、溫度曲線補償測量等。但是，由于在實際鋁合金材質零件生產過程中材料溫度線性膨脹系數會高于一般的鋼鐵材料，因此不能使用標準環規與外徑千分尺測量手段，在此基礎上，圍繞溫度曲線補償測量手段開展測量試驗。其中，在相對溫度條件下，齒輪箱測量的公差范圍會伴隨零件與環規的溫度變化而變化，而當環規溫度為15℃、零件溫度為20℃時，測量的尺寸公差范圍為（+0.055，+0.02），誤差相對較小，符合加工精度的基本要求。

2.2箱體內應力對孔徑加工精度的影響

圍繞5套齒輪箱進行每8h一次的橢圓量測量，觀察零件的內應力變形情況，其中，對比發現，當零件處于加工結束階段時，零件受內應力的影響相對較小，即24～32h內變形量趨于平緩。此外，針對六種不同的零件切削量進行試驗觀察，發現伴隨著切削量的增加零件的內應力變化也會增加，而當切削量小于0.1mm時，一般可就變形量予以忽略。

3 結束語

綜上，借助對照試驗原則與數據分析手段研究了鋁合金齒輪箱加工過程中精度的主要影響因素，其中，應針對不同影響因素采取最恰當的誤差控制手段，在不斷加強技術優化與方案完善的過程中提升鋁合金齒輪箱的加工質量，并最終為實現更高難度的鋁合金材質零件加工提供幫助。

參考文獻

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