低地板桥齿轮箱加工工艺分析与实施

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低地板客车产品是我国公交车产品的主要发展方向。低地板桥总成传动系较为复杂。作为桥总成关键零件的齿轮箱总成承担着将位置较低主动锥齿轮的动力传递到位置较高的轮边输出的任务。其加工是否满足设计要求直接影响着整桥寿命。

本文针对齿轮箱加工中涉及的工艺工装及数控加工程序进行研究，以提高加工精度及稳定性。该零件材料为QT500，采用大批量生产的金属模铸造，零件如图 1所示。该齿轮箱以B向 285孔和 285孔端面为设计基准， 65、 70、 125.4各孔及端面对其有位置度的要求。

图 1 齿轮箱关键孔示意图1 )jg-r"基准的选择1.1粗基准的选择按照粗基准选择原则，以毛坯 200孔端面为第- 基准，采用定位凸台的形式，限制 z向移动，x，y向旋转 3个自由度。以qb200孔中心为第二基准，使用可浮动的定位销，限制 x，y向移动两个自由度。最后采用浮动 V形块定 57外圆限制 Z向旋转-个自由度 ，达到完全定位 ，如图 2所示 ，以此为粗基准加工精基准-面两销。粗基准与毛坯供应商协商制定，保证后续加工各孔，面余量壁厚均匀。

J B图 2 粗基准示惫 图1.2精基准的选择用-面两销作为精加工定位基准，如图3所示，在毛坯图上已铸出凸台，用于加工两定位销。两销孔端面与齿轮箱上方定位面组合使用限制 3自由度，用圆柱销限制2自由度。用菱形销限制 1自由度完成工件定位。由于箱体类零件内腔为空心，刚性不好，因此加工定位点旧能选择在箱体壁上或在加强筋处，尽量加大定位点间的距离，减少后续加工定位误差。夹紧点设在定位点上方，以减少夹紧时造成的工件变形。

甸珏岛图 3 精基准示意图收稿 日期 ：2013-04-.03作者简介 ：李 达(1985-)男，广西柳州人，助理工程师，主要从事汽车车桥设计与制造工作。

Equipment Manufacturing Technology No.7，201 32 工艺设计与实施2.1工艺方案的确定工艺方案如表 1所示。

表 1 工艺方案T序号 工序名称 选用机床及夹具 刀具加TT艺平两 立式加1 中心 DMF250. 可转位租精盘铣刀、 13.5U钻、 l4锥柄l 段定位诮孔 J々l央典 铰刀租加-r安装词 卧式如下中心FMH-630. 9o。方肩粗铣刀、税85粗镜刀、螂 粗馑2 及各孔 专用夹具 刀、fr/O粗幢刀、0125.4粗幢刀、O68非标粗幢刀、065非标反粗幢刀精加安装面 卧式加工中心FMH-630. 90。方肩精铣刀、0285糟镗刀、065精幢及各孔 专用夹具 刀、qr'/0精镁刀、0125.4精幢刀、068非 3标精幢刀、065非标反精蚀刀、012.5硬质合金钻头、MI4x1.5螺旋槽丝攻原工艺方案中，将箱体两面孔系加工分在两道工序采用立式加工中心加工。其优点在于节省了卧式加工中心的投人制造成本；在设计上比较方便保证工装强度；在加工孔时，工件受垂直方向的力，单侧孑L系加工质量比较稳定。缺点在于二次装夹影响两侧孔系的相对位置度，批量生产中质量稳定性较低。经实验表明当两侧孑L系位置度超过0.O5时，箱体内齿轮寿命会大幅下降。在现工艺方案中，引入了具备在线检测功能的卧式加工中心，其能够-次装夹完成两侧孔加工。在线测量系统能够在完成-侧孔系精加工后测量其坐标，系统根据测量得出的坐标计算另-面an T-坐标，降低了n-V中震动、装夹等现象对加工精度产生的不利影响。加工精度能够稳定在 0.02以内。

序。采用卧式加工中心，将工件立装。为提高立板强度采用40 mm厚钢板，并在立板两侧辅助4块加强筋。在加工时，在工作台O。和 180。两面上精镗各孔。

因为加工时在工作台0。和 180。两面上精镗各孔，涉及两面两组坐标系，使用千分表及机床主轴量棒精确找到工作台回转中心坐标。在加工中，编程控制主轴单方向移动至加工孔位，以消除机床丝杠反向间隙。由于齿轮箱总成中使用了端面轴承，其对孔端面平面度要求较高。原工艺采用锪削方式加工孔端面，平面质量受刀具状态影响较大，稳定性不能满足使用要求，故改为铣削加工。采用三座标测量，测量时应以图纸标注基准为测量基准；以加工中的定位基准为测量基准检测出的数据只做工艺改进参考。在工装底板中心精镗出与机床工作台相配合的定位孔并加工出-条基准边，利于快速换模。齿轮箱内腔加工需要设计专用粗精镗刀及三面刃铣刀。受零件结构限制，刀杆强度不高，在-定程度上限制了工件的加工效率。

通过工艺实施验证前期工艺设计，根据试制中出现的问题引入更为合适箱体加工的卧式加工中心并持续进行工艺工装改良，达到批量制造出合格产品的目的。