压路机变速器箱体机加工工艺分析

1、压路机变速器箱体机加工工艺分析高慧（北京工业职业技术学院！北京"#$%收稿日期：#$&#&"（作者简介：高慧（"*"&,女,山东临沂人，讲师。摘要：分析了压路机变速器箱体零件的应用及特点指出了传统加工工艺中存在的问题，具体阐述了应用数控机床进行箱体加工的工艺过程及夹具的设计、刀具和切削用量的选择，总结了其优点。关键词:变速器箱体；数控加工；工艺分析中图分类号:+$",-.文献标识码:/"概述压路机变速器是由齿轮、齿轮轴和变速器箱体等零彳构成，其主要功用是改变压路机的行驶速度和方向。变速器箱体零件是机械式传动压路

2、机上的重要零件，在整个变速器总成中的功用，是保证其他零部件占据合理的位置，使之有一个协调运动的基础构件。变速器箱体零件加工质量的优劣，将直接影响到箱内轴和齿轮等零件相互位置的准确性，压路机传动系统的使用效果，及变速器总成使用的灵活性和寿命。变速器箱体零件受行驶路面的影响，工作条件恶劣，其零件外部轮廓及内腔形状复杂，故毛坯材料选用易成型、吸振性好、加工工艺性好和成本低的灰口铸铁。先在砂型中浇铸成型，并在砂型中保温#一.#012，自然冷却消除铸件的应力，最终经过喷丸处理。%零件工艺过程分析及工序安排变速器箱体是典型的箱体类零件，具特点是形状复杂，薄壁（"#%#00,需加工平面、孔系和螺孔

3、等，刚度低,受力、热等因素影响易产生变形和振动。因此，以往的箱体加工是在龙门刨床、链床和钻床上完成平面、轴承挡孔和连接孔的加工，生产效率低且加工质量难以保证。总起来说，其加工中存在的问题可以归纳为以下几点：一是加工内容多，需频繁更换机床、刀具；二是加工精度要求高，采用普通机床加工，质量难以保证，且由于工艺流程长，周转次数多，生产效率难以提高；三是由于形状复杂，且大部分为薄壁壳体，工件刚度差，较难装夹。但随着近年来计算机技术的迅猛发展，数字控制技术已被广泛应用于机械加工领域。在箱体加工中，若采用数控加工中心进行，凭借加工中心自身的精度和加工效率高、刚度好和自动换刀的特点，只要制定好工艺流程，设计

4、采用合理的专用夹具和刀具，就可以在保证加工精度的基础上提高加工效率、降低加工成本，以解决上述问题。在实际生产过程当中，利用韩国大宇公司制造的34567,#驯式加工中心进行箱体加工，就可取得很好的应用效果。鉴于该设备为双工作台，因此，可将该工件/、4面上各种加工要素的加工放在#”工作台上完成8加工工序”9,其余:、6及排挡侧面的加工要素放在#%工作台上完成8加工工序9,根据上述工序安排，还要设计相应的专用夹具。.材料准备工件在上加工中心前的准备工序由其它设备来完成，如零件图”上:、6两侧面的粗加工，放在普通机床上加工。这样，一是减少了大余量加工造成的热变形；二是为加工中心提供了必要的定位基准；三

5、是提高了加工效率。两侧面刨完后，以:面为基准8与加工中心加工时基准一致9将工件:/；3354<33=<图“变速器箱体*.山东交通科技!""#年第硼平放钳工台上，钳工按图$划出、&面精加工线及箱体、（两侧*各面中心基准线,供加工中心校正用。#工序$夹具的设计和使用及加工工艺过程#+$工艺过程及夹具的结构和使用按照前文所述，工序$的加工工序主要包括、&面精铳，以及&面上,-!$.孔/*的钻削。为提高加工质量和效率，针对该工序的加工特点设计了一套专用夹具图！*。该夹具由压板$、弹性定位销！、定位销0、弹性定位销#、调整螺栓1和底板，组成。使用时

6、，工件2面平放在四个高度可调的定位销0组成的平面上，夹具上有两个弹性定位销！、#与工彳上2、3孔配合，即形成一个典型的一面两销定位，定位销！、#设计成弹性的，这是因为工件基准孔为毛基准，其铸造孔径是不规则的，由于定位销具有弹性，即使孔径变化，工件4表面仍然能够靠平在#个定位销组成的平面上，从而使工件能够快速初定位。该夹具为采用孔系组合夹具，可快速拼装和调整，并具有定位精度高，加紧牢固可靠，适合小批量多品种的生产特点。#+!工件校正以刀库中的钻头为校正工具，并使主轴以$"""56789的速度旋转，在两侧/面水平基准线起止处钻头微切工件表面进行试切根据试切点与基准线的

7、相对位置确定工件左右中心线是否在同一水平上，校正工件/面两侧水平后，工作台旋转:"位置，采用同样的方法校正工件、&两面基准线。最后移动轴，校正工件（面中心基准线，看划的线是否在中心上，如果不在调整夹具上的调整螺栓1,微调工件位置，直到校正为止。各基准线均校正好后，用压板$将工件压紧。#+0工件坐标找正校正好工件后，需要找正、&两个加工面的工件坐标系。设定工件&面坐标系位41#,%面坐标系位411,选择功能开关至手动输入位置=2>*,让工件面面向主轴，调用钻头刀具，钻头对准箱体上事先划好的？和轴方向中心线。然后看A&显示器上机械坐标的？轴和轴坐标值

8、，并在工件坐标系411中输入该？坐标值，然后用$!1"77机床？轴圆点坐标*减去？轴坐标所得的数值4入41#坐标系的？坐标。由于工件水平方向已经校正，因此，两坐标系中的坐标值相同，按照显示器显示的坐标值输入两坐标系即可。两坐标系的<坐标值采用试切的方法确定。1工序!夹具的设计和适用及工艺过程该工序的主要加工工艺是两个轴承孔的链削加工，4、（及排挡侧面的铳削加工及各面上联接孔的钻孔及攻丝。此工序的专用夹具图0*主要是由压板$、垫板！、定位销0、底板#构成,校正后紧固在”!工作台上。具体使用方法是：工件加工好的&底板平放于"!号工作台专用夹具的垫板！上，并以夹具上

9、两个定位销0为定位基准插入工件上上道工序已加工好的！个/孔中，由于!个/孔的形位精度和尺寸精度较高，这样就可以将工件精确定位在夹具上，同时用垫板！上的#个螺栓与其余#个孔配合，上紧螺母，为提高装夹刚度，再用夹具上#个压板$压紧工件，这样就将工件牢牢地固定在夹具上。调出相应加工程序，执行程序即可加工箱体工序！的各加工要素了。火具$,$+压板!+弹性定位销0+定位销#+弹性定位销1+调整螺栓，+底板图!工序$专用夹具$#$+压板什垫板0+定位销#+底板图0工序!专用夹具B:在设计时严格确保了夹具中心、侧面基准与工作台中心、侧面基准高度一致，这样!个定位销的中心就可以看作为工作台的中心，通过采用！个

10、定位销精确定位，工件装夹后，工件中心与工作台中心基本重合，工件在装夹后就不需要进行校正了，从而提高了工件的定位精度和加工效率。该工序有"个加工面，因此，工件坐标系分别确定为#$%、#$&、#$'由于该箱体基本上属于对称结构，因此，（坐标的选取最好是工件的中心，我们将（轴坐标值取机床第!参考点，即主轴中心与工作台中心对应的位置，（坐标值为%!$*即+!$,的一半-。分别输入以上"个坐标系中，.轴坐标值以工件上！+$，孔中心为基准选取，库由坐标值同样采用试切的方法确定，并分别输入相应的坐标系中。%程序编制加工中心具有自动换刀装置，能在工件一次装夹自动完成铳、钻、

11、链、较、攻螺纹等工序，具有高生产率和质量稳定性的特点。为充分发挥加工中心高效率、多功能的特点，应在加工程序设计上注意工序的划分和工艺方法的合理性，它直接关系到加工中心的使用效率、加工精度、刀具数量和经济性等问题，尽量做到工序集中、工艺路线最短、机床停顿时间和辅助时间最少。设计程序时，应将一次换刀作为一个工步，并注明加工内容和要保证的尺寸要求。工步与工步之间增加0,+指令，与机床上的12341567、8312开关配合使用，机床换刀后停止运行，可检验换刀的准确性，以对程序进行充分验证，批量加工时只需将1293415-678312开关关闭，程序仍执行连续运行模式。粗铳平面时，加工余量较大，工件会产生

12、较大的热变形，应将粗、精铳分开，使零件能够充分冷却。设计钻孔程序时，应考虑孔的加工精度要求，对于精度要求一般的孔加工，可以不使用中心钻预钻。鉴于钻孔后还要攻丝，因此，可将各孔位置编成子程序，采用0:指令呼叫到主程序中，即可方便地重复使用，又可减少编程时坐标的错误。在机床功率许可的情况下，螺孔全部采用刚性攻丝方式，以提高加工效率。精链孔时，由于一般使用单刃键刀，编程时还应注意几个问题：一是当手工在主轴位置装刀时，应先用0+:指令时主轴递给，然后让刀尖朝内（即背对操作者进行安装；二是采用#&%指令编程时，应设定相应；值，链孔完成后，主轴会向刀尖相反的方向移动以定位值（；值,退刀时，可避免刀

13、具划伤孔表面。由于该工件两个对称孔的同轴精度要求较高，精链孔时，应采用不调头的形式链两侧孔。如果两侧孔直径相同，就可以使用一把刀采用直链的形式完成两侧孔的加工，如果两侧孔径不同，在编制加工程序时可以先链孔径大的一头孔，然后换刀（对称孔小孔的精链刀，工作台不换位，利用链大孔的（、.坐标，通过设定适当的/坐标,使链刀从大孔一端直伸过去，完成另一侧小孔的链削。这样，由于采用同一个平面坐标系和同一主轴坐标，消除了调头加工工作台回转的误差，因此，可以确保获得很高的同轴度的加工精度。采用这种方法有一个前提:即两孔间距不能过大，否则会因刀杆过长，在加工时引起振动反而影响加工精度。加工程序总的设计原理是：遵循

14、由粗渐精的原则，先进行粗加工、重切削，去除毛坯上大部分加工余量，然后安排一些发热量小、加工要求不高的部位，使零件在精加工之前有充分的时间冷却，最后再进行精加工。该工件的加工程序顺序为：粗铳各平面钻孔攻丝粗链孔精铳精链孔。&切削用量选择粗加工时,在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的切削深度，较高的进给量。一般选择的切削深度为$一%,主轴转速8为!,一",=?，粗铳平面时主轴移动速度A为:>?，粗镇孔时主轴移动速度A为!,>?;精加工时为了获得较好形位精度和表面粗糙度，切削深度可以小一些，一般选择为，B"一,B$，主轴转速8为:一C$,=&

15、gt;?精铳平面主轴移动速度A为!,>?,精镇加工孔时主轴移动速度为+,+$,>?;钻孔时主轴移动速度为"，户?;攻丝时主轴移动速度为主轴转速乘以螺距，该数值不能有小数点。'刀具选择面铳刀、键刀选用机夹可转位刀具，刀片材料为硬质合金或涂层刀片。钻头和攻丝选用内冷式硬质合金整体式刀具。采用不调头法加工两面对称孔时，由于刀杆较长，长刀杆可以通过不同需要按照模块化刀柄、刀杆系统进行组合；同时，为降低切削时的振动，应选用重金属减振刀杆或阻尼减振刀杆。加工中心所有刀具尽量选用国际中的标准刀具。刀具规格、专用刀具代号和该刀具所要加工的内容，应列表记录下来，供编程时使用。同时，

16、刀库中所有使用的刀具都必须使用对刀仪进行检测，并将数据输入1AA8D3内的刀具补偿值中。从性价比上考虑，粗加工时由于毛坯余量大，高慧:压路机变速器箱体机加工工艺分析，山东交通科技！""#年第硼小跨度时间的交通流统计，要考虑时间延迟的影响。例如：统计某调查点$%:“"一$#:"”的车流量数据，就不能只包括$%:""进入收费站入口的车辆，还应包括$%:""以前进入该路段，可能在$%:""经过该调查点的车辆。解决上述三个问题，都需要建立相关的数学模型。另外，该方案车型分类是以人工判断为基础的，必须对所

17、有收费人员加强管理提高工作责任心，保证车型分类的准确性。目前，该方案涉及的内容属于学术研究的焦点和难点问题，尚未找到数据模型，也是交通部信息中心！""#年研究的科技课题之一。结语综上所述，关于方案一，尽管我省高速公路信管理系统大部分尚未交工验收，系统稳定性也稍有差距，但仍然是目前获取交调数据的最好方式；关于方案二，只适合用于未铺设信息管理系统的普通公路的交通量观测，高速公路信息系统较为完善，不适用此方案;关于方案三，尚处于学术探讨阶段，参数的确定有待于数学模型的建立，目前不具备实施的可能性，可作为下一步研究探讨的科研课题。王”修补方法与传统方法相比，修补时间可节省&

18、（作业人员节省$'!日路用材料完全利用，新沥青混合料用量可节省$'。！%结束语沥青路面养护机械还有综合养护车、多功能养护车等，在高等级公路的养护上均发挥了各自不同的特点。随着高等级公路的不断增加、尤其是高速公路的增多，以及养护作业工艺及材料上的不断创新，对养护机械白生产厂家，包括设计、制造、售后服务等方面均提出越来越高的要求。而养护机械使用单位同样也应该从设备的保养、操作人员的素质、养护材料的选用等方面给予足够的重视，做到多方面、多学科密切配合，才能最大限度地推动公路养护机械化的发展。加工精度要求低，尽量采用国产刀具，如粗铳刀、粗链刀。精加工时为提高切削效率，获得较好的表面加工质量，刀具的品牌可以选用国外一些知名品牌。总