齿轮箱的设计以及构造

【摘要】本文通过齿轮箱的加工工作中出现的问题以及解决的方案，来对齿轮箱的结构零件的精度和特点进行论述，介绍其设计的思路和设计的主要构造，同时也简单谈谈HPM1150U型号的机床所具备的性能，以便供给相关人员合理的参考建议。

【关键词】齿轮箱 设计 构造 加工 性能

在机床设计机械小零部件的时候，齿轮箱采用的大多是小体积的零件，并且从形态上多样化比较复杂，另外其尺寸也很难测定，加工的部分相对也比较多，所以会出现几何公差，并且要有更准确的几何公差值来进行，这些问题都是齿轮箱加工时需要考虑的，所以非常有必要探讨研究齿轮箱的加工和设计。

一、齿轮箱在加工时常见的技术性难点

用齿轮箱加工烟草来举例说明，齿轮箱卷接机组后部非常关键的零件是ZJ19B，我们分析该齿轮的特点后可以分析出齿轮箱在工作中出现很大的难度，有如下几个方面：齿轮箱的尺寸和空间比较小，不能进行测量，尤其在加工时不容易进行监控，不能用测量来满足保证；齿轮箱本省需要很多的加工部位，几何公差相对也严格了很多；齿轮箱并没有准确的定位面不能准确进行装夹；齿轮箱所用的材料在经受压力的时候容易变形而不能承受。

二、加工设备HPM1150U机床所具有的特性

由于齿轮箱所需要加工的部位较多，并且需要进行高精度加工，并且对齿轮箱加工的中心性能有着较高的要求，因此决定使用瑞士米克朗公司的HPM1150U立卧转换加工中心的加工设备。该机床具有以下几种特性：1）刀库的最大容量为30把刀，刀库的基本形式为盘式，刀柄的主要形式为Hsk-63A，采用5轴联动的方式，并且采用TNC430数控系统和软件；2）机床的最大行程为：Y=450mm、X=530mm、Z=450mm，主轴所具有的转速一般在100r/min～20000r/min之间，直线轴所具有的定位精度为0.008，重复定位精度为0.006，C轴分度精度大约为10″，重复定位精度大约为5″，C周回转的范围可以写作N×360°。

三、具体的解决方案和加工工步的分析

（一）齿轮箱加工方案设计验证过程分析。1.夹具的设计。随着齿轮箱在制造毛坯零件来看，它可以设计出集中模具，根据可行性的合理方案进行实物使用和拼装，通过分析我们看出，在两种存在相同方案的问题中，具体部位的工差加工的要素都是因为模具和刀具不要发生干涉，所以不能在一次装夹的过程中顺利的完成加工工作，这就导致零件的精度不能满足基本的精度要求。这就表明，有具体公差要求的加工要素的位置，需要在一次装夹时结束加工工作，并且做好平面定位，但该平面不属于齿轮箱零件的中间位置。所以说，应该在加工过程中适当的增设一个辅助支撑面，也就是在R29圆柱面上增加并焊接一个矩形工艺搭子，这个搭子的尺寸应该为40mm×15mm×12mm；2.螺纹的加工。齿轮箱零件中主要包括3种内螺纹，分别为M30mm×1.5mm、M45mm×1.5mm和M33mm×1.5mm。在原有的方案中，主要使用的是钳工攻螺纹，这种螺纹的直径较大，并且采用的材料为ZL101A，材质较疏松，极容易出现“烂牙”的情况，从而造成零件报废。针对这一问题，在开发的过程中，主要运用了机床中的“循环262”功能，利用单刀铣螺纹的方式，有效的解决了“烂牙”问题；

（二）重要加工工步分析。（1）对定位面和定位孔的加工。在组合夹具设计中，首先应该对基准线进行核查和校准，加工出D平面并铣出工艺搭子面；之后将D平面上的螺孔加工为43.5H6，并将其作为定位孔来使用；为了使接下来需要加工的零件能够装夹压紧，就需要在工艺搭子的两侧增加两个压紧槽，并保证其对称；（2）齿轮箱斜面和孔的加工。在设计组合夹具时，应该对其进行校准，然后以102°的角度来翻转A轴，从而加工端面、外圆和内孔等主要部位；之后以180°的角度来翻转A轴，从而加工另一个端面、外圆、内孔和内螺纹，并保证同轴度为0.02mm；最后将A周翻转到原有的位置，然后分别翻转±21.5°；（三）A基准孔和B基准孔的加工，设计组合夹具。要想避免压板之间压在已经完成加工的Ra1.6对称斜面上，要么会损坏齿轮箱上面零件的精准度，需要设计出在加工中会常使用的紧压模块，这种紧压模块的倾斜角度要与齿轮箱零件的倾斜角度保持一致，操作过程中，压板也是应该紧紧压在紧压模块上，形成紧压模块与零件他们的斜面角度保持一致，这样才能够压紧零件同时保持了零件的完整程度；（4）工艺搭子的去除。根据组合模具在设计中我体会到了齿轮箱的零件是具有很薄的孔壁，材料是ZL101A，假如在加工中出现了过于紧压，就能够造成孔壁的变形，但是紧压的力度欠缺的话，将会出现工件导致移动的现象，严重的说可能会造成零件工件的报废。假如齿轮箱的零件将压力控制好避免发生移动就必须增强辅助的顶压力，这就非常需要设计出预紧压力，这种斜面的设计角度也要考虑零件斜面，两者保持一致，在使用期间就可以避免造成对加工完成的工件浪费和伤害。

结论

齿轮箱加工一些零件在进行工艺设计的时候，一般都是使用零件的工艺路线或者使用特定的设计组合模具来解决问题。通过使用HPM1150U转换和加工的程序来解决使用齿轮箱零件多方位零件和多形态的加工。在机械制造中需要加工的零件有很多特点，有些齿轮箱零件还有相似之处，所以研究其工艺的设计是非常有必要的，能够为加工其他零件给与宝贵的经验和借鉴。

参考文献 ：

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