摘要：對齒輪安裝槽的實用性和經濟性進行分析，通過對產品設計、鑄造工藝和機加工工藝進行優化，大大降低了齒輪槽的加工難度，節約了成本，提高了生產效率。

1.齒輪槽在加工零件上的位置結構 　　

本公司生產的2245采煤機搖臂殼體內腔，有一個齒輪安裝槽需要加工（見圖1）。搖臂殼體的材質為鑄鋼25MnNi，齒輪的安裝空間是直徑為330mm、寬60mm的非常窄小的圓弧槽，整個槽都要進行加工。安裝齒輪的軸孔最小直徑為70mm，而且其一端是盲孔。

2.加工難點分析 　　

現有加工中存在以下幾方面問題：①刀具安裝困難。由于軸孔太小，僅為φ70mm，刀具無法直接從φ70mm孔進入，只能從臨近孔安裝刀具，存在安裝空間小、視線不好以及對刀具的緊固和調整困難等問題。②現有殼體的齒輪槽鑄造時沒有鑄出，槽只能用加工的方法挖出，加工量大。③由于軸孔直徑70mm限制了刀桿的直徑，加工時鏜刀伸出165mm太長，刀桿太細，容易打刀，因此切削時背吃刀量小且速度低，加工效率非常低。④由于槽的寬度僅有60mm，且沒有鑄出，用普通鏜刀加工無法退刀，如果用尖刀挖出，因槽太深，吃刀量小、速度低，加工十分困難，所以不可取。

3.現有加工方法 　　

根據車間現有的加工裝備，無法在保證圖樣要求的情況下，按期完成任務。因此，車間采用從側面進行銑開的方法，把槽的空間從側面挖出來，然后再用一塊蓋板焊上。加工焊接后的情況如圖2所示。這樣加工效率雖然高，但是破壞了殼體本身的結構設計，同時可能因焊接缺陷而造成殼體滲油或漏油，給殼體質量帶來隱患。

4.工藝分析 　　

查閱裝配圖樣，發現此處裝配一個直徑為320mm、齒寬為20mm的齒輪，該槽為齒輪的旋轉空間，對精度的要求并不高，如果不影響齒輪旋轉，那么直接鑄造出來更加經濟、實用，但是考慮到搖臂殼體結構復雜，外形尺寸比較大，齒輪安裝槽的半徑方向和輪齒的間隙僅為5mm，如圖3所示，同時因鑄造工藝手段的限制，鑄造尺寸不會像加工尺寸那樣準確，而往往會在鑄造過程中出現尺寸偏差、鑄造缺陷等問題，導致殼體加工后，齒輪裝配困難，因此僅靠鑄造保證該處空間尺寸符合圖樣要求，還存在一定的風險，因此為了保證尺寸達到圖樣要求，應該對該處進行刀檢。刀檢的優點在于加工余量有限、保證尺寸準確。為了保證刀檢順利進行，盡量減少刀檢的加工量，在機加工時通過對毛坯劃線工序的控制，進一步保證安裝槽徑向尺寸，進而通過粗加工、刀檢達到圖樣要求。

5.齒輪安裝槽加工解決方案 　　

（1）圖樣設計的改進：鑒于齒輪安裝槽的實用性、經濟性以及加工的工藝性，和研發人員進行溝通，在研發人員的認可下，將安裝槽的尺寸加工改為刀檢。 　　

（2）鑄造工藝的改進：通過更改鑄造工藝，制作分體的型芯，考慮型砂的收縮率，保證鑄造尺寸，選用合適的型砂，避免粘砂造成清砂困難。控制鑄造表面精度，將齒輪槽尺寸鑄造出來，使槽的尺寸和表面精度在鑄造之后，盡量達到圖樣設計要求。 　　

（3）利用劃線工序保證齒輪安裝槽位置尺寸：為了進一步保證齒輪安裝槽鑄造位置尺寸，使其符合圖樣要求，在粗加工劃線時，對搖臂殼體進行合理的余量分配。在保證搖臂殼體主要尺寸達到圖樣要求的情況下，兼顧保證齒輪安裝槽的尺寸符合圖樣要求。 　　

（4）加工方法的改進：為了進一步保證齒輪安裝槽尺寸符合圖樣要求，對該槽進行刀檢。

6.刀檢 　　

（1）刀具材料的選擇：因加工齒輪安裝槽的刀伸出太長，刀桿太細，且刀檢主要去除的是鑄造的高點或切入深度為1～2mm的余量，因此表面硬度大，對刀具要求非常苛刻。車間現有兩種材質的刀具，一種是具有高性能的高速工具鋼，另一種為焊接的硬質合金鋼。常用硬質合金鋼的硬度為72～82HRC，比高速鋼的硬度62～70HRC高得多，在600℃時，硬質合金的硬度超過了高速鋼的常溫硬度；在800～1 000℃時，硬度合金刀具尚能進行切削。因此硬質合金的切削性能比高速鋼高得多，刀具壽命可提高幾倍到幾十倍，但是硬質合金的韌性、抗彎強度及工藝性都比高速鋼差得多，所以使用硬質合金刀具要避免承受沖擊載荷。因刀桿和刀具伸出長度的限制，致使加工時速度非常低，加工時的沖擊力并不大，因此可選用硬度和耐磨性更高的硬質合金刀具。 　　

（2）鏜刀的選擇：由于鏜刀伸出太長，為了增加刀具的剛性，選用整體式的盲孔焊接鏜刀，并通過計算，從刀尖測量長度（φ330mm／2＋刀桿孔長度）到刀柄并做標記，利于鏜刀長度的調整。 　　

（3）鏜削方法的選擇：在加工齒輪安裝槽時，由于槽寬僅為60mm，因此在加工時，利用機床正反轉功能，進行鏜削退刀，將槽加工到尺寸。

7.結語 　　

通過對設計、鑄造和機加工的合理安排，使齒輪槽的設計、制造的工藝性更加優化，降低了加工成本，提高了加工效率，保證了安裝需要。