CN112605611A - 一种用于叶轮机的齿轮箱加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于叶轮机的齿轮箱加工方法，包括以下步骤：步骤(1)、对上半箱体进行处理并在上半箱体的两侧面焊接工艺台阶；步骤(2)、对下半箱体进行处理并在下半箱体的两侧面焊接工艺台阶；步骤(3)、将步骤(1)中的上半箱体与步骤(2)中的下半箱体组合；步骤(4)、粗加工齿轮箱组合的各面、各轴承孔及连接孔；步骤(5)、将组合箱体两侧面的槽铣出，并同时将工艺台阶铣出；步骤(6)、拆分上半箱体和下半箱体，分别加工上半箱体和下半箱体外形上的各螺孔；割去箱体外形上焊接的工艺凸台，打磨光滑后组合上半箱体和下半箱体，油漆上半箱体和下半箱体。本发明提高了轴承孔同轴度。

Description

一种用于叶轮机的齿轮箱加工方法

技术领域

本发明涉及加工领域，尤其涉及到叶轮机的齿轮箱加工方法。

背景技术

近年来，随着叶轮机械行业的快速发展，叶轮机械重要零件齿轮箱体的加工过程中，出现了加工瓶颈。齿轮箱体作为压缩机的重要部件，主要起到支撑主轴的作用，其结构更复杂，尺寸要求更精确，而国内类似零件的加工可借鉴经验较少。特别是各档轴承孔的同轴度直接影响到装配的质量和使用寿命，如果同轴度不好，容易引起主轴振动，轻则装配困难，达不到设计要求，重则造成整个齿轮箱体各部件损坏，烧机等情况。在齿轮箱体外形上有很多螺孔及端面需要加工，这就需要我们考虑在加工这些螺孔和端面时的装夹问题，箱体只有上下半的贴合面和下箱体的底面是加工好的，可以用作装夹定位，而当需要将箱体侧卧装夹时，由于受齿轮箱体的外形结构限制，我们无法装夹。在精加工各轴承孔和端面的过程中，原工艺我们在精加工时采用先加工一侧的轴承孔及端面，然后通过找正此侧已加工好的轴承孔来加工另一侧的轴承孔及端面，在实际的精加工各轴承孔及端面的过程中，①我们使用卧式数控镗铣中心来加工，由于齿轮箱体轴向长度长，需要将机床主轴伸出很长的距离才能加工，而由于机床结构所限以及重力的影响，主轴伸出部分会出现轻微的下坠，造成分别从两侧加工出的各轴承孔的轴心连线成V型，各轴承孔无法达到同轴度要求；②我们使用机床强度更好的五轴镗铣加工中心来分别从两侧加工(机床主轴伸出长度为固定，需采用加长镗刀杆配合机床工作台移动加工)，由于需要旋转工作台来分别加工两边轴承孔，而工作台旋转180°后零件旋转中心与工作台未旋转时的零件旋转中心也会有一定的偏差，同样无法达到各轴承孔的同轴度要求。

在中国专利CN107378383B中公开了齿轮箱的加工方法，并具体公开了：a、坯件成型；b、划线：划合箱面、大轴承孔和小轴承孔的加工线；c、粗铣：采用X2080卧式铣床或X63WG卧式铣床，粗加工合箱面；d、粗镗：采用TX6111D数显镗铣床或TX6113D数显镗铣床，粗加工大轴承孔和小轴承孔；e、精铣：采用FH8800卧式加工中心或a81NX卧式加工中心，精铣下箱体的合箱面；f、在b步骤中，在上箱体的位于合箱面上方的小轴承孔端的底板外壁上划一根与合箱面平行的直线AB；g、在e步骤中，采用FH8800卧式加工中心或a81NX卧式加工中心，以上箱体的大轴承孔的竖直中心线CD为基准确定上箱体在加工中心上的X方向的坐标，以与合箱面平行的直线AB为基准确定上箱体在加工中心上的Z方向的坐标，以上箱体的与大轴承孔的中心轴线相垂直的分箱面的水平中心线EF为基准确定上箱体在加工中心上Y方向的坐标，精铣上箱体的合箱面；h、铣基准缺口：采用FH8800卧式加工中心或a81NX卧式加工中心，在上箱体的大轴承孔的孔壁两侧铣第一基准缺口，在上箱体的端面两侧铣第二基准缺口；i、精镗：采用FH8800卧式加工中心或a81NX卧式加工中心，将上箱体与下箱体连接在一起，用3D寻边器轻触上箱体的大轴承孔的孔壁两侧的第一基准缺口的朝向大轴承孔的竖直中心线CD的竖直面，调整并确定上箱体在加工中心上的X方向的坐标，用3D寻边器轻触上箱体的端面两侧的第二基准缺口的与大轴承孔的端面平行的水平面，调整并确定上箱体在加工中心上的Z方向的坐标，用3D寻边器轻触上箱体的合箱面，调整并确定上箱体在加工中心上的Y方向的坐标，精镗大轴承孔和小轴承孔。步骤c中加工合箱面时所留的加工余量与步骤d中粗加工大轴承孔和小轴承孔时所留的加工余量均匀。该专利减少了齿轮箱精镗轴承孔时的找正时间和精度，和精镗轴承孔的效率。但是上述提及的问题依然没有解决。

发明内容

本发明提供一种用于叶轮机的且同轴度高的齿轮箱加工方法。

为了实现上述目的，本发明是这样设计的：一种用于叶轮机的齿轮箱加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)、对上半箱体进行清砂、划线以及粗铣上下半贴合面及上下半连接孔，并在上半箱体的两侧面焊接工艺台阶；步骤(2)、对下半箱体进行加工清砂、划线以及粗铣上下半贴合面及上下半连接孔，并在下半箱体的两侧面焊接工艺台阶；步骤(3)、将步骤(1)中的上半箱体与步骤(2)中的下半箱体组合，并通过螺栓与螺母紧固连接，且在锥销孔位置配做直销孔并装工艺销；步骤(4)、粗加工齿轮箱组合的各面、各轴承孔及连接孔，然后拆分上、下箱体，分别转入上、下箱体粗加工工艺加工各自外形上的凸台平面及各孔，然后再将上、下箱体进行组合，使用工艺销对正上下半箱体，并用螺栓将上、下半箱体连接紧固，取出工艺销，在工艺销孔位置配钻铰锥销孔，并装上锥销；步骤(5)、将组合箱体两侧面的槽铣出，并同时将工艺台阶铣出，保证工艺台阶与箱体两侧最高的法兰等高；由组合箱体的一侧一次性精加工内腔两侧的各挡轴承孔；由组合箱体的另一侧精加工其余零件装配的孔；将组合箱体侧卧，加工组合箱体两侧的外形孔，加工完毕之后摆正组合箱体；步骤(6)、拆分上半箱体和下半箱体，分别加工上半箱体和下半箱体外形上的各螺孔；割去箱体外形上焊接的工艺凸台，打磨光滑后组合上半箱体和下半箱体，油漆上半箱体和下半箱体。

为进一步保证轴承孔的同轴度，在步骤(5)中，采用卧式数控镗床由组合箱体的一侧镗穿到组合箱体的另一侧而实现轴承孔的精加工。

为进一步保证轴承孔的同轴度，步骤(5)中，测量组合箱体两侧的距离，将卧式数控镗床主轴伸出相应长度或大于组合箱体两侧的距离的长度后保持不变，通过移动组合箱体的工作台实现由远至近地加工各挡轴承孔和端面。

为进一步达到精度，在加工孔内的环形槽时，采用在镗床的主轴的端部加装铣刀杆，所述铣刀杆一侧与刀套连接后与镗床的主轴连接，所述铣刀杆的另一侧安装双面刃铣刀。

为进一步实现侧卧，对箱体上的外形孔进行加工，设置在上半箱体上的工艺台阶一共四个，上半箱体两侧分别有两个。

优选的，设置在下半箱体上的工艺台阶一共四个，下半箱体两侧分别有两个，且设置在下半箱体上工艺台阶与上半箱体上的工艺台阶相对应。

有益效果：

采用本发明的齿轮箱的加工方法，在上半箱体和下半箱体两侧均焊接有工艺凸台；并且在合箱之后，为合箱侧面铣槽时同时对工艺凸台进行铣出。保证工艺凸台与箱体两侧最高的法兰面等高。这样一来，能够保证组合箱体在可以侧卧，为侧卧的箱体提供支撑点，并且通过侧卧位，可便捷且高精度地为对外形孔进行加工。另外，本发明中，采用合箱后从组合箱体的一侧向另一侧贯穿式的一次性加工轴承孔，并且，在加工时预先将镗床主轴伸出，能够保证两侧轴承孔的同轴度，避免两侧加工出的个轴承孔轴心连线呈V型。且，通过增加铣刀杆与铣刀的组合，与铣床主轴连接，能够对孔内高精度的环形槽进行加工。

附图说明

图1为上半箱体俯视图；

图2为上半箱体剖视图；

图3为上半箱体侧视图；

图4为下半箱体正视图；

图5为下半箱体侧视图；

图6为下半箱体后视图；

图7为下半箱体俯视图；

图8为下半箱体仰视图；

图9为下半箱体剖视图；

图10为组合箱体正视图；

图11为组合箱体后视图；

图12为组合箱体侧剖视图；

图13为加工完毕后齿轮箱的正视图；

图14为加工完毕后齿轮箱的侧视图；

图15为铣刀杆的结构图。

附图标记：1上半箱体、2下半箱体、3组合箱体、4工艺凸台、5轴承孔、6环形槽、7端面、8铣刀杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例：如图1-15所示，图1-14的齿轮箱体100的加工前和加工后的结构示意图可以看出，其结构复杂，尺寸和形位公差要求都很高，特别是各档轴承孔的同轴度直接影响到装配的质量和使用寿命，如果同轴度不好，容易引起主轴振动，轻则装配困难，达不到设计要求，重则造成整个齿轮箱体各部件损坏，烧机等情况。针对这些问题，本实施例提供了一种用于叶轮机的齿轮箱加工方法，包括以下步骤：

步骤(1)、对上半箱体1进行清砂、划线以及粗铣上下半贴合面及上下半连接孔，并在上半箱体的两侧面焊接工艺台阶4；

步骤(2)、对下半箱体2进行加工清砂、划线以及粗铣上下半贴合面及上下半连接孔，并在下半箱体的两侧面焊接工艺台阶4；

步骤(3)、将步骤(1)中的上半箱体与步骤(2)中的下半箱体组合，并通过螺栓与螺母紧固连接，且在锥销孔位置配做直销孔并装工艺销；

步骤(4)、粗加工齿轮箱组合的各面、各轴承孔及连接孔，然后拆分上、下箱体，分别转入上、下箱体粗加工工艺加工各自外形上的凸台平面及各孔，然后再将上、下箱体进行组合，使用工艺销对正上下半箱体，并用螺栓将上、下半箱体连接紧固，取出工艺销，在工艺销孔位置配钻铰锥销孔，并装上锥销；

步骤(5)、将步骤(4)中的组合箱体3两侧面的槽铣出，并同时将工艺台阶铣出，保证工艺台阶与箱体两侧最高的法兰等高；由组合箱体的一侧一次性精加工内腔两侧的各挡轴承孔5；由组合箱体的另一侧精加工其余零件装配的孔；将组合箱体侧卧，加工组合箱体两侧的外形孔，加工完毕之后摆正组合箱体；

步骤(6)、拆分上半箱体和下半箱体，分别加工上半箱体和下半箱体外形上的各螺孔；割去箱体外形上焊接的工艺凸台，打磨光滑后组合上半箱体和下半箱体，油漆上半箱体和下半箱体。

其中，本实施例中的工艺凸台3共8个，4个位于上半箱体且一侧具有2个，另外4个位于下半箱体且一侧具有2个。本实施例中的工艺凸台的尺寸为50mmX100mmX212(高)，且工艺凸台焊接时注意位置，保证在侧卧时箱体的受力情况。步骤(3)合箱之后，采用卧式数控镗床TH6516，对组合箱体两侧的孔、轴承孔进行镗。在轴承孔加工过程中，驱动镗床的主轴伸出，且主轴伸出长度大于组合箱体内腔两侧的轴承孔的最外侧距离。加工时，将主轴伸出一定长度后主轴即固定不动，通过移动工作台来从远到近加工各轴承孔和端面，实现一次性对内腔两侧的轴承孔的加工，这样就消除了主轴反复移动造成的轴承孔同轴度和端面垂直度的误差。由于各档轴承孔侧面与轴承孔的垂直度要求都很高，且端面很多正反侧面均有，特别是齿轮箱体的轴向尺寸很长，为了保证图纸要求，采用设计加长镗铣刀和双面刃铣刀来加工各端面7以及各环形槽6。如图所示，采用铣刀杆8，刀杆两侧分别装双面刃铣刀和刀套，组合成一套端面加工刀具，然后装在主轴上来加工各端面，保证各端面的垂直度。加工完轴承孔和安装孔之后。可将箱体侧卧装夹，这样一来就有至少4个等高凸点保证组合箱体或者单独的上半箱体或单独的下半箱体来保证箱体平放在工作台上进行装夹定位加工了，侧卧时，主要是需要对箱体外形的孔进行加工，比如说传感器安装孔、螺孔、槽等。一般是采用TRT314五轴加工中心进行钻孔及外形凸台平面等。

采用本发明的齿轮箱的加工方法，在上半箱体和下半箱体两侧均焊接有工艺凸台；并且在合箱之后，为合箱侧面铣槽时同时对工艺凸台进行铣出。保证工艺凸台与箱体两侧最高的法兰面等高。这样一来，能够保证组合箱体在可以侧卧，为侧卧的箱体提供支撑点，并且通过侧卧位，可便捷且高精度地为对外形孔进行加工。另外，本发明中，采用合箱后从组合箱体的一侧向另一侧贯穿式的一次性加工轴承孔，并且，在加工时预先将镗床主轴伸出，能够保证两侧轴承孔的同轴度，避免两侧加工出的个轴承孔轴心连线呈V型。且，通过增加铣刀杆与铣刀的组合，与铣床主轴连接，能够对孔内高精度的环形槽进行加工。

Claims (6)

1.一种用于叶轮机的齿轮箱加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)、对上半箱体进行清砂、划线以及粗铣上下半贴合面及上下半连接孔，并在上半箱体的两侧面焊接工艺台阶；

步骤(2)、对下半箱体进行加工清砂、划线以及粗铣上下半贴合面及上下半连接孔，并在下半箱体的两侧面焊接工艺台阶；

步骤(3)、将步骤(1)中的上半箱体与步骤(2)中的下半箱体组合，并通过螺栓与螺母紧固连接，且在锥销孔位置配做直销孔并装工艺销；

步骤(4)、粗加工齿轮箱组合的各面、各轴承孔及连接孔，然后拆分上、下箱体，分别转入上、下箱体粗加工工艺加工各自外形上的凸台平面及各孔，然后再将上、下箱体进行组合，使用工艺销对正上下半箱体，并用螺栓将上、下半箱体连接紧固，取出工艺销，在工艺销孔位置配钻铰锥销孔，并装上锥销；

步骤(5)、将组合箱体两侧面的槽铣出，并同时将工艺台阶铣出，保证工艺台阶与箱体两侧最高的法兰等高；由组合箱体的一侧一次性精加工内腔两侧的各挡轴承孔；由组合箱体的另一侧精加工其余零件装配的孔；将组合箱体侧卧，加工组合箱体两侧的外形孔，加工完毕之后摆正组合箱体；

步骤(6)、拆分上半箱体和下半箱体，分别加工上半箱体和下半箱体外形上的各螺孔；割去箱体外形上焊接的工艺凸台，打磨光滑后组合上半箱体和下半箱体，油漆上半箱体和下半箱体。

2.如权利要求1所述的用于叶轮机的齿轮箱加工方法，其特征在于：在步骤(5)中，采用卧式数控镗床由组合箱体的一侧镗穿到组合箱体的另一侧而实现轴承孔的精加工。

3.如权利要求2所述的用于叶轮机的齿轮箱加工方法，其特征在于：步骤(5)中，测量组合箱体两侧的距离，将卧式数控镗床主轴伸出相应长度或大于组合箱体两侧的距离的长度后保持不变，通过移动组合箱体的工作台实现由远至近地加工各挡轴承孔和端面。

4.如权利要求3所述的用于叶轮机的齿轮箱加工方法，其特征在于：在加工孔内的环形槽时，采用在镗床的主轴的端部加装铣刀杆，所述铣刀杆一侧与刀套连接后与镗床的主轴连接，所述铣刀杆的另一侧安装双面刃铣刀。

5.如权利要求1、2、3或4所述的用于叶轮机的齿轮箱加工方法，其特征在于：设置在上半箱体上的工艺台阶一共四个，上半箱体两侧分别有两个。

6.如权利要求1、2、3或4所述的用于叶轮机的齿轮箱加工方法，其特征在于：设置在下半箱体上的工艺台阶一共四个，下半箱体两侧分别有两个，且设置在下半箱体上工艺台阶与上半箱体上的工艺台阶相对应。

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