1、1箱體類零件的加工箱體類零件的加工24.3.1 4.3.1 箱體零件概述箱體零件概述1.1.箱體零件的功用與結(jié)構(gòu)特點箱體零件的功用與結(jié)構(gòu)特點箱體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件,它將機(jī)器中有關(guān)部件的軸、套、齒輪等相關(guān)零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。故箱體的加工質(zhì)量,直接影響到機(jī)器的性能、精度和壽命。箱體類零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,壁薄且不均勻,加工部位多,加工難度大。據(jù)統(tǒng)計資料表明,一般中型機(jī)床制造廠花在箱體類零件的機(jī)械加工工時約占整個產(chǎn)品加工工時的l520。 34.3.1 4.3.1 箱體零件概述箱體零件概述u 箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點 箱體的種類很

2、多，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式隨著機(jī)器的結(jié)構(gòu)和箱體在機(jī)器中功用的不同有著較大的差異。但從工藝上分析它們?nèi)杂性S多共同之處，其結(jié)構(gòu)特點是： 1外形基本上是由六個或五個平面組成的封閉式多面體，又分成整體式和組合式兩種分成整體式和組合式兩種； 2結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜。內(nèi)部常為空腔形，某些部位有“隔墻”，箱體壁薄且厚薄不均。 3箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系； 4箱體上的加工面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支承孔和精度要求較低的緊固用孔。 4圖4-18某車床主軸箱簡圖 4.3.1 4.3.1 箱體零件概述箱體零件概述54.3.1 4.3.1 箱體零件概述箱體零件概述62.2.箱體零件的主

3、要技術(shù)要求箱體零件的主要技術(shù)要求 軸承支承孔的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度要求。 位置精度 包括孔系軸線之間的距離尺寸精度和平行度，同一軸線上各孔的同軸度，以及孔端面對孔軸線的垂直度、孔軸線對安裝面的平行度或垂直度等。 此外，為滿足箱體加工中的定位需要及箱體與機(jī)器總裝要求，箱體的裝配基準(zhǔn)面與加工中的定位基準(zhǔn)面應(yīng)有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔與裝配基準(zhǔn)面之間應(yīng)有一定距離尺寸精度的要求。 箱體的技術(shù)要求根據(jù)箱體的工作條件和使用性能的不同而有所不同。箱體的技術(shù)要求根據(jù)箱體的工作條件和使用性能的不同而有所不同。一般箱體零件為：軸孔的尺寸精度為一般箱體零件為：軸孔的尺寸精度為IT6IT7，圓

4、度不超過孔徑公差的，圓度不超過孔徑公差的一半，表面粗糙度為一半，表面粗糙度為0.40.8m。作為裝配基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)的重要。作為裝配基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)的重要平面的平面度要求較高，表面粗糙度為平面的平面度要求較高，表面粗糙度為0.63m。 4.3.1 4.3.1 箱體零件概述箱體零件概述73.3.箱體零件的材料及毛坯箱體零件的材料及毛坯u箱體零件材料 常選用各種牌號的灰鑄鐵,常用的牌號有HT100HT400。因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性、鑄造性和可切削性,而且吸振性好,成本又低。 某些負(fù)荷較大的箱體采用鑄鋼件, 某些簡易箱體為了縮短毛坯制造的周期而采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。4.3.1 4.3.1 箱體零件概述箱

5、體零件概述8u 毛坯毛坯 多為鑄鐵件 單件小批生產(chǎn)多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。 大批生產(chǎn)常用金屬模機(jī)器造型，毛坯精度較高，加工余量可適當(dāng)減小。 毛坯鑄造時,應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了消除鑄造時形成的內(nèi)應(yīng)力，減少變形，保證其加工精度的穩(wěn)定性，應(yīng)使箱體壁厚盡量均勻使箱體壁厚盡量均勻,毛坯鑄造后要安排人工時效處理。 精度要求高或形狀復(fù)雜的箱體還應(yīng)在粗加工后多加一次精度要求高或形狀復(fù)雜的箱體還應(yīng)在粗加工后多加一次人工時效處理人工時效處理，以消除粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)一步提高加工精度的穩(wěn)定性。 毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和鑄造方法等因素有關(guān)。具體數(shù)值可從有關(guān)手冊中查到

6、。 4.3.1 4.3.1 箱體零件概述箱體零件概述9u 在擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時在擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時, ,有一些基本原則應(yīng)有一些基本原則應(yīng)該遵循該遵循。1、 工藝路線的安排工藝特點：要求加工的表面很多。在這些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保證，工藝關(guān)鍵問題：箱體中主要孔的加工精度、孔系加工精度。在工藝路線的安排中應(yīng)注意幾個問題： (1)(1)先面后孔。先面后孔。先加工平面,后加工孔是箱體加工的一般規(guī)律。平面面積大,用其定位穩(wěn)定可靠;從加工難度來看，平面比孔加工容易。支承孔大多分布在箱體外壁平面上,先加工外壁平面可切去鑄件表面的凹凸不平及夾砂等缺陷,這樣可減少鉆

7、頭引偏,防止刀具崩刃等,對孔加工有利。4.3.2 4.3.2 擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則10(2)粗精分開、先粗后精粗精分開、先粗后精：箱體均為鑄件，加工余量較大，在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內(nèi)應(yīng)力重新分布也會引起工件變形，因此，對加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開進(jìn)行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。粗、精加工分開的原則：對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進(jìn)行，即在主要平即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進(jìn)行主要平

8、面和各支承孔的面和各支承孔的粗加工之后再進(jìn)行主要平面和各支承孔的精加工。精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設(shè)備等。 4.3.2 4.3.2 擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則11 粗、精加工分開進(jìn)行，會使機(jī)床，夾具的數(shù)量及工件安裝次數(shù)增加，而使成本提高，所以對單件、小批生產(chǎn)、精度要求不高的箱體，常常將粗、精加工合并在一道工序進(jìn)行，但必須采取相應(yīng)措施，以減少加工過程中的變形。例如粗加工后松開工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力、以較小的切削用量，多次走刀進(jìn)行精加工。 (3)工序集中工序集

9、中,先主后次先主后次。箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面,一般盡量集中在同一工序中加工,以保證其相互位置要求和減少裝夾次數(shù)。緊固螺紋孔、油孔等次要工序的安排,一般在平面和支承孔等主要加工表面精加工之后再進(jìn)行加工。4.3.2 4.3.2 擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則12（4）工序間合理按排熱處理）工序間合理按排熱處理 箱體零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚也不均勻，因此，在鑄造時會產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。為了消除殘余應(yīng)力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，所以，在鑄造之后必須安排人工在鑄造之后必須安排人工時效處理。時效處理。人工時效的工藝規(guī)范為：加熱到500550，保溫

10、4h6h，冷卻速度小于或等于30/h，出爐溫度小于或等于200。 普通精度的箱體零件，一般在鑄造之后安排1次人工時效處理。 對一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排1次人工時效處理，以消除粗加工所造成的殘余應(yīng)力。 有些精度要求不高的箱體零件毛坯，有時不安排時效處理，而是利用粗、精加工工序間的停放和運輸時間，使之得到自然時效。 箱體零件人工時效的方法，除了加熱保溫法外，也可采用振動時效來達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的。4.3.2 4.3.2 擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則132 2、基準(zhǔn)的選擇、基準(zhǔn)的選擇 箱體定位基準(zhǔn)的選擇，直接關(guān)系到箱體上各個平

11、面與平面之間，孔與平面之間，孔與孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證。 在選擇基準(zhǔn)時，首先要遵守“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，同時必須考慮生產(chǎn)批量的大小，生產(chǎn)設(shè)備、特別是夾具的選用等因素。 4.3.2 4.3.2 擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則14(1)粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的作用主要是決定不加工面與加工面的位置關(guān)粗基準(zhǔn)的作用主要是決定不加工面與加工面的位置關(guān)系，系，以及保證加工面的余量均勻。在選擇粗基準(zhǔn)時，通常以及保證加工面的余量均勻。在選擇粗基準(zhǔn)時，通常應(yīng)滿足以下幾點要求：應(yīng)滿足以下幾點要求：第一，在保證各加工面均有余量的前提下，應(yīng)

12、使重要第一，在保證各加工面均有余量的前提下，應(yīng)使重要孔的加工余量均勻孔的加工余量均勻,孔壁的厚薄盡量均勻，其余部位均有孔壁的厚薄盡量均勻，其余部位均有適當(dāng)?shù)谋诤瘢贿m當(dāng)?shù)谋诤瘢坏诙b入箱體內(nèi)的回轉(zhuǎn)零件第二，裝入箱體內(nèi)的回轉(zhuǎn)零件(如齒輪、軸套等如齒輪、軸套等)應(yīng)與應(yīng)與箱壁有足夠的間隙；箱壁有足夠的間隙；第三，注意保持箱體必要的外形尺寸。此外，還應(yīng)保第三，注意保持箱體必要的外形尺寸。此外，還應(yīng)保證定位穩(wěn)定，夾緊可靠。證定位穩(wěn)定，夾緊可靠。4.3.2 4.3.2 擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則15 如圖箱體零件，尺寸 H有公差H，當(dāng)工第一道工序以示下面定位加工上

13、平面，第二道工序再以上面定位加工孔，出現(xiàn)加工余量不均勻，嚴(yán)重時出現(xiàn)余量不足。 為了滿足上述要求，通常為了滿足上述要求，通常選用箱體重要孔的毛坯孔作粗選用箱體重要孔的毛坯孔作粗基準(zhǔn)。基準(zhǔn)。4.3.2 4.3.2 擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則16箱體零件的粗基準(zhǔn)一般都用它上面的重要孔和另一個相距較遠(yuǎn)的孔作粗基準(zhǔn),以保證孔加工時余量均勻。根據(jù)生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)根據(jù)生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件安裝方式也不一樣。大批大量生產(chǎn)時，由于的工件安裝方式也不一樣。大批大量生產(chǎn)時，由于毛坯精度高毛坯精度高,可以直接用箱體上的重要孔在專用夾可以直接

14、用箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件安裝迅速，生產(chǎn)率高。在單件、小具上定位，工件安裝迅速，生產(chǎn)率高。在單件、小批及中批生產(chǎn)時，一般毛坯精度較低，按上述辦法批及中批生產(chǎn)時，一般毛坯精度較低，按上述辦法選擇粗基準(zhǔn)，往往會造成箱體外形偏斜，甚至局部選擇粗基準(zhǔn)，往往會造成箱體外形偏斜，甚至局部加工余量不夠，因此通常采用劃線找正的辦法進(jìn)行加工余量不夠，因此通常采用劃線找正的辦法進(jìn)行第一道工序的加工，即以主軸孔及其中心線為粗基第一道工序的加工，即以主軸孔及其中心線為粗基準(zhǔn)對毛坯進(jìn)行劃線和檢查，必要時予以糾正，糾正準(zhǔn)對毛坯進(jìn)行劃線和檢查，必要時予以糾正，糾正后孔的余量應(yīng)足夠，但不一定均勻。后孔的余量應(yīng)足夠

15、，但不一定均勻。4.3.2 4.3.2 擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則17（2 2）、）、精基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)選擇一般采用基準(zhǔn)統(tǒng)一的方案,常以箱體零件的裝配基準(zhǔn)或?qū)ｉT加工的一面兩孔為定位基準(zhǔn),使整個加工工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一,夾具結(jié)構(gòu)簡單,基準(zhǔn)不重合誤差降至最小甚至為零(當(dāng)基準(zhǔn)重合時)。 4.3.2 4.3.2 擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則擬定箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則184.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 箱體的主要表面有平面和軸承支承孔。u平面的加工平面的加工對于中、小件，一般在牛頭刨床或普通銑床上進(jìn)行。對于大件，一般在龍門刨床

16、或龍門銑床上進(jìn)行。刨削的刀具結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)床成本低，調(diào)整方便，但生產(chǎn)率低；在大批、大量生產(chǎn)時，多采用銑削；當(dāng)生產(chǎn)批量大且精度又較高時可采用磨削。單件小批生產(chǎn)精度較高的平面時，除一些高精度的箱體仍需手工刮研外，一般采用寬刃精刨。當(dāng)生產(chǎn)批量較大或為保證平面間的相互位置精度，可采用組合銑削和組合磨削，如圖8-68所示。194.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 204.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 214.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 22箱體上若干有相互位置精度要求的孔的組合,稱為孔系。孔系可分為平行孔系、同軸孔系和交叉孔系(如圖所示)。孔系加工是箱體加工的關(guān)鍵,根據(jù)箱

17、體加工批量的不同和孔系精度要求的不同,孔系加工所用的方法也是不同的,現(xiàn)分別予以討論。 u孔系加工孔系加工4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 231.1.平行孔系的加工平行孔系的加工下面主要介紹如何保證平行孔系孔距精度的方法。1)找正法找正法是在通用機(jī)床(鏜床、銑床)上利用輔助工具來找正所要加工孔的正確位置的加工方法。這種找正法加工效率低,一般只適于單件小批生產(chǎn)。找正時除根據(jù)劃線用試鏜方法外,有時借用心軸量塊或用樣板找正,以提高找正精度。 4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 24圖4-20所示為心軸和塊規(guī)找正法。鏜第一排孔時將心軸插入主軸孔內(nèi)(或直接利用鏜床主軸),然后根據(jù)孔

18、和定位基準(zhǔn)的距離組合一定尺寸的塊規(guī)來校正主軸位置,校正時用塞尺測定塊規(guī)與心軸之間的間隙,以避免塊規(guī)與心軸直接接觸而損傷塊規(guī)(如圖4-20(a)所示)。鏜第二排孔時,分別在機(jī)床主軸和已加工孔中插入心軸,采用同樣的方法來校正主軸軸線的位置,以保證孔中心距的精度(如圖4-20(b)所示)。這種找正法其孔心距精度可達(dá)0.03mm。 4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 25圖4-20用心軸和塊規(guī)找正 4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 26圖4-21所示為樣板找正法。用1020mm厚的鋼板制成樣板1,裝在垂直于各孔的端面上(或固定于機(jī)床工作臺上),樣板上的孔距精度較箱體孔系的孔距精度

19、高(一般為0.010.03mm),樣板上的孔徑較工件的孔徑大,以便于鏜桿通過。樣板上的孔徑要求不高,但要有較高的形狀精度和較小的表面粗糙度,當(dāng)樣板準(zhǔn)確地裝到工件上后,在機(jī)床主軸上裝一個千分表2,按樣板找正機(jī)床主軸,找正后,即換上鏜刀加工。此法加工孔系不易出差錯,找正方便,孔距精度可達(dá)0.05mm。這種樣板的成本低,僅為鏜模成本的1719,單件小批生產(chǎn)中大型的箱體加工可用此法。 4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 27圖4-21樣板找正法 4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 282)鏜模法在成批生產(chǎn)中,廣泛采用鏜模加工孔系,如圖4-22所示。工件5裝夾在鏜模上,鏜桿4被支承在

20、鏜模的導(dǎo)套6里,導(dǎo)套的位置決定了鏜桿的位置,裝在鏜桿上的鏜刀3將工件上相應(yīng)的孔加工出來。當(dāng)用兩個或兩個以上的支承1來引導(dǎo)鏜桿時,鏜桿與機(jī)床主軸2必須浮動聯(lián)接。當(dāng)采用浮動聯(lián)接時,機(jī)床精度對孔系加工精度影響很小,因而可以在精度較低的機(jī)床上加工出精度較高的孔系。孔距精度主要取決于鏜模,一般可達(dá)0.05mm。能加工公差等級IT7的孔,其表面粗糙度可達(dá)Ra51.25m。當(dāng)從一端加工、鏜桿兩端均有導(dǎo)向支承時,孔與孔之間的同軸度和平行度可達(dá)0.020.03mm;當(dāng)分別由兩端加工時,可達(dá)0.040.05mm。 4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 29圖4-22用鏜模加工孔系 4.3.3 主要表面加工

21、方法主要表面加工方法 30圖4-23在組合機(jī)床上用鏜模加工孔系 4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 313)坐標(biāo)法坐標(biāo)法鏜孔是在普通臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床或數(shù)控鏜銑床等設(shè)備上,借助于精密測量裝置,調(diào)整機(jī)床主軸與工件間在水平和垂直方向的相對位置,來保證孔心距精度的一種鏜孔方法。采用坐標(biāo)法加工孔系時,要特別注意選擇基準(zhǔn)孔和鏜孔順序,否則,坐標(biāo)尺寸累積誤差會影響孔心距精度。基準(zhǔn)孔應(yīng)盡量選擇本身尺寸精度高、表面粗糙度小的孔(一般為主軸孔),這樣在加工過程中,便于校驗其坐標(biāo)尺寸。孔心距精度要求較高的兩孔應(yīng)連在一起加工。4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 322.2.同軸孔系的加工同軸孔系

22、的加工成批生產(chǎn)中,箱體上同軸孔的同軸度幾乎都由鏜模來保證。單件小批生產(chǎn)中,其同軸度用下面幾種方法來保證。1)利用已加工孔作支承導(dǎo)向如圖4-24所示,當(dāng)箱體前壁上的孔加工好后,在孔內(nèi)裝一導(dǎo)向套,以支承和引導(dǎo)鏜桿加工后壁上的孔,從而保證兩孔的同軸度要求。這種方法只適于加工箱壁較近的孔。 4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 33圖4-24利用已加工孔導(dǎo)向 4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 342)利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支承導(dǎo)向這種方法其鏜桿系兩端支承,剛性好。但此法調(diào)整麻煩,鏜桿長,較笨重,故只適于單件小批生產(chǎn)中大型箱體的加工。4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 3

23、53)采用調(diào)頭鏜當(dāng)箱體與箱壁相距較遠(yuǎn)時,可采用調(diào)頭鏜。工件在一次裝夾下,鏜好一端孔后,將鏜床工作臺回轉(zhuǎn)180,再調(diào)整工作臺位置,使已加工孔與鏜床主軸同軸,然后再加工另一端孔。當(dāng)箱體上有一較長并與所鏜孔軸線有平行度要求的平面時,鏜孔前應(yīng)先用裝在鏜桿上的百分表對此平面進(jìn)行校正(如圖4-25 (a)所示),使其和鏜桿軸線平行,校正后加工孔B,孔B加工后,回轉(zhuǎn)工作臺,并用鏜桿上裝的百分表沿此平面重新校正,這樣就可保證工作臺準(zhǔn)確地回轉(zhuǎn)180,如圖4-25(b)所示。然后再加工孔A,從而保證孔A、B同軸。 4.3.3 主要表面加工方法主要表面加工方法 36圖4-25調(diào)頭鏜孔時工件的校正 4.3.3 主要表

24、面加工方法主要表面加工方法 37p中小批生產(chǎn)中小批生產(chǎn) 箱體零件加工工藝路線一般為：鑄造毛坯箱體零件加工工藝路線一般為：鑄造毛坯時效時效油漆油漆劃劃線線粗、精加工基準(zhǔn)面粗、精加工基準(zhǔn)面粗、精加工各平面粗、精加工各平面粗、半精加工各粗、半精加工各主要孔主要孔精加工主要孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔粗、精加工各次要孔加工各螺孔、加工各螺孔、緊固孔、油孔等緊固孔、油孔等去毛刺去毛刺清洗清洗檢驗；檢驗；p大批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn) 工藝路線一般為：毛坯鑄造工藝路線一般為：毛坯鑄造時效時效油漆油漆粗、半精加工粗、半精加工精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)粗、半精加工各平面粗、半精加工各平面精加工精基準(zhǔn)精加工精基準(zhǔn)粗、半精加工粗、

25、半精加工主要孔主要孔精加工主要孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔（螺孔、緊固孔、粗、精加工各次要孔（螺孔、緊固孔、油孔、過孔等）油孔、過孔等）精加工各平面精加工各平面去毛剌去毛剌清洗清洗檢驗。檢驗。 箱體零件的一般加工工藝路線箱體零件的一般加工工藝路線38一、一、車床主軸箱箱體零件的加工工藝過程箱體零件的加工工藝過程1.1.中、小批量生產(chǎn)中箱體的傳統(tǒng)加工工藝過程中、小批量生產(chǎn)中箱體的傳統(tǒng)加工工藝過程表4-4為圖4-18所示某車床主軸箱中、小批生產(chǎn)時的加工工藝過程。 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程392.2.機(jī)床主軸箱體零件的主要技術(shù)要求箱體零件的主要

26、技術(shù)要求箱體類零件中,機(jī)床主軸箱的精度要求較高,圖4-18為某車床主軸箱簡圖。現(xiàn)以它為例介紹精度要求:(1)孔徑精度。孔徑的尺寸誤差和幾何形狀誤差會造成軸承與孔的配合不良。孔徑過大,配合過松,使主軸回轉(zhuǎn)軸線不穩(wěn)定,并降低了支承剛度,易產(chǎn)生振動和噪聲;孔徑太小,會使配合偏緊,軸承將因外環(huán)變形,不能正常運轉(zhuǎn)而縮短壽命。裝軸承的孔不圓,也會使軸承外環(huán)變形而引起主軸徑向圓跳動。因此，對孔的精度要求是較高的。主軸孔的尺寸公差等級為IT6,其余孔為IT8IT7。孔的幾何形狀精度未作規(guī)定的,一般控制在尺寸公差的12范圍內(nèi)即可。 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程40

27、(2)孔與孔的位置精度。同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對軸線的垂直度誤差,會使軸和軸承裝配到箱體內(nèi)出現(xiàn)歪斜,從而造成主軸徑向圓跳動和軸向竄動,也加劇了軸承磨損。 孔系之間的平行度誤差,會影響齒輪的嚙合質(zhì)量。一般孔距允差為0.0250.060mm,而同一中心線上的支承孔的同軸度約為最小孔尺寸公差之半。(3)孔和平面的位置精度。主要孔對主軸箱安裝基面的平行度,決定了主軸與床身導(dǎo)軌的相互位置關(guān)系。這項精度是在總裝時通過刮研來達(dá)到的。為了減少刮研工作量,一般規(guī)定在垂直和水平兩個方向上,只允許主軸前端向上和向前偏。 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程41(4

28、)主要平面的精度。裝配基面的平面度影響主軸箱與床身連接時的接觸剛度,加工過程中作為定位基面則會影響主要孔的加工精度。因此規(guī)定了底面和導(dǎo)向面必須平直,為了保證箱蓋的密封性,防止工作時潤滑油泄出,還規(guī)定了頂面的平面度要求,當(dāng)大批量生產(chǎn)將其頂面用作定位基面時,對它的平面度要求還要提高。(5)表面粗糙度。一般主軸孔的表面粗糙度為Ra0.4m,其它各縱向孔的表面粗糙度為Ra1.6m;孔的內(nèi)端面的表面粗糙度為Ra3.2m,裝配基準(zhǔn)面和定位基準(zhǔn)面的表面粗糙度為Ra2.50.63m,其它平面的表面粗糙度為Ra102.5m。 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程42表表4

29、-4某主軸箱加工工藝過程某主軸箱加工工藝過程 序號 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) l 鑄造 2 時效 3 漆底漆 4 劃線(主軸孔應(yīng)留有加工余量，并應(yīng)盡量均勻)，劃面 C、G 及面 E、D 加工線 5 粗、精加工頂面 G 按線找正 6 粗、精加工面 B、C 及側(cè)面 D 頂面 G 并校正主軸線 7 粗、精加工兩端面 E、F 面 B、C 8 粗、半精加工各縱向孔 面 B、C 9 精加工各縱向孔 面 B、C 10 粗、精加工橫向孔 面 B、C 11 加工螺孔及各次要孔 12 清洗、去毛刺 13 檢驗 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程43序號序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1 1

30、鑄造 2 2時效3 3漆底漆4 4 銑頂面AI孔與II孔5 5鉆、擴(kuò)、絞2-8H7工藝孔（將6-M10mm先鉆至7.8mm,絞2-8H7）頂面A及外形6 6銑兩端面E、F及前面D頂面A及兩工藝孔7 7銑導(dǎo)軌面B、C頂面A及兩工藝孔8 8磨頂面A導(dǎo)軌面B、C9 9粗鏜各縱向孔頂面A及兩工藝孔1010精鏜各縱向孔頂面A及兩工藝孔1111精鏜主軸孔I頂面A及兩工藝孔1010精鏜各縱向孔頂面A及兩工藝孔1111精鏜主軸孔I頂面A及兩工藝孔1212加工橫向孔及各面上的次要孔1313磨B、C導(dǎo)軌面及前面D頂面A及兩工藝孔1414將2-8H7及4-7.8mm均擴(kuò)鉆至8.5mm，攻6-M10mm 1515清洗

31、、去毛刺倒角 1616檢驗?zāi)持鬏S箱大批生產(chǎn)工藝過程44中、小批量箱體加工,大多采用通用設(shè)備、專用夾具組織生產(chǎn),必要時增添一點專用設(shè)備,其工藝過程特點如下:(1)粗精分開。粗精分開,先粗后精這條原則對所有情況都是適用的。但中、小批量箱體零件加工如果從工序上全部安排粗、精分開,則機(jī)床、夾具數(shù)量要增加,工件轉(zhuǎn)運也費時費力,所以實際生產(chǎn)中并不都這樣做。不少情況下是將粗、精加工放在一道工序內(nèi)完成。但是從工步上講,粗、精加工還是分開的,如粗加工后將工件松開一點,然后再用較小的夾緊力夾緊工件,使工件因夾緊力而產(chǎn)生的彈性變形在精加工時得以消除。龍門刨床刨削主軸箱基準(zhǔn)面時,粗刨后將工件放松一點,然后再精刨基準(zhǔn)面

32、就是這個道理。又如導(dǎo)軌磨床磨主軸箱基準(zhǔn)面時,粗磨后進(jìn)行充分冷卻,然后再進(jìn)行精磨。4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程45(2)粗基準(zhǔn)的選擇。大批生產(chǎn)中，銑頂面以大批生產(chǎn)中，銑頂面以I孔和孔和孔直孔直接在專用夾具上定位。在單件小批生產(chǎn)時，由于毛坯精度低，接在專用夾具上定位。在單件小批生產(chǎn)時，由于毛坯精度低，一般以劃線找正法安裝。劃線時先找正主軸孔中心，然后以一般以劃線找正法安裝。劃線時先找正主軸孔中心，然后以主軸孔為基準(zhǔn)找出其它需加工平面的位置。加工箱體時，按主軸孔為基準(zhǔn)找出其它需加工平面的位置。加工箱體時，按所劃的線找正安裝工件，則體現(xiàn)了以主軸孔作粗基準(zhǔn)

33、。所劃的線找正安裝工件，則體現(xiàn)了以主軸孔作粗基準(zhǔn)。一般來說,中、小批生產(chǎn)箱體類零件仍然選擇重要孔(如主軸孔)為粗基準(zhǔn),但實現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)時大多采用劃線裝夾的方式。劃線過程大體上是:先劃出主軸孔,其次劃出距主軸孔較遠(yuǎn)的另一孔位置,然后劃出其它各孔、各平面。加工箱體平面時,按線找正并裝夾工件,就是以主軸孔為粗基準(zhǔn)。 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程461）粗基準(zhǔn)的選擇雖然箱體類零件一般都選擇重要孔（如主軸孔）為粗基準(zhǔn)，但隨著生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件裝夾方式是不同的。中小批生產(chǎn)時，由于毛坯精度較低，一般采用劃線裝夾，其方法如下：a）首先

34、將箱體用千斤頂安放在平臺上（圖C-a），調(diào)整千斤頂，使主軸孔I和A面與臺面基本平行，D面與臺面基本垂直，根據(jù)毛坯的主軸孔劃出主軸孔的水平線I-I，在4個面上均要劃出，作為第1校正線。劃此線時，應(yīng)根據(jù)圖樣要求，檢查所有加工部位在水平方向是否均有加工余量，若有的加工部位無加工余量，則需要重新調(diào)整I-I線的位置，作必要的借正，直到所有的加工部位均有加工余量，才將I-I線最終確定下來。I-I線確定之后，即畫出A面和C面的加工線。圖C 主軸箱的劃線4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程47b）然后將箱體翻轉(zhuǎn)90，D面一端置于3個千斤頂上，調(diào)整千斤頂，使I-I線與臺面

35、垂直（用大角尺在兩個方向上校正），根據(jù)毛坯的主軸孔并考慮各加工部位在垂直方向的加工余量，按照上述同樣的方法劃出主軸孔的垂直軸線II-II作為第2校正線（圖C-b），也在4個面上均畫出。依據(jù)II-II線畫出D面加工線。c）再將箱體翻轉(zhuǎn)90（圖C-c），將E面一端至于3個千斤頂上，使I-I線和II-II線與臺面垂直。根據(jù)凸臺高度尺寸，先畫出F面，然后再畫出E面加工線。加工箱體平面時，按線找正裝夾工件，這樣，就體現(xiàn)了以主軸孔為粗基準(zhǔn)。4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程48大批大量生產(chǎn)時，毛坯精度較高，可直接以主軸孔在夾具上定位，采用圖D的夾具裝夾。 圖D 以

36、主軸孔為粗基準(zhǔn)銑頂面的夾具1、3、5支承2輔助支承4支架6擋銷7短軸8活動支柱9、10操縱手柄11螺桿12可調(diào)支承13夾緊塊4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程49(3)精基準(zhǔn)的選擇。中、小批生產(chǎn)時,箱體零件多用裝配基準(zhǔn)作精基準(zhǔn)來加工孔系。加工圖4-18所示主軸箱孔系時,選擇箱體底面B、C作為定位基準(zhǔn),面B、C既是主軸箱的裝配基準(zhǔn),又是主軸孔的設(shè)計基準(zhǔn),并與箱體的端面、側(cè)面以及各主要縱向孔在相互位置上有著直接的關(guān)系,故選擇面B、C做定位基準(zhǔn)。這樣，不僅消除了主軸孔加工時的基準(zhǔn)不重合誤差,而且,用面B、C定位穩(wěn)定可靠,裝夾誤差小。加工各孔時,由于箱口朝上,

37、所以更換導(dǎo)向套、安裝調(diào)整刀具、測量孔徑尺寸、觀察加工情況等都很方便。 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程50采用上述的B、C面做定位基準(zhǔn)的方式也有它的不足之處。加工箱體中間壁上的孔時,為了提高刀具系統(tǒng)的剛度,應(yīng)當(dāng)在箱體內(nèi)部相應(yīng)的部位設(shè)置刀桿的支承。由于箱體底部是封閉的,中間支承只能用如圖4-26所示的吊架從箱體頂面的開口處伸入箱體內(nèi),每加工一件需裝卸一次,吊架與鏜模之間雖有定位銷定位,但吊架剛性差,制造安裝精度較低,經(jīng)常裝卸也容易產(chǎn)生誤差,且使加工的輔助時間增加,因此這種定位方式只適用于中小批生產(chǎn)的箱體零件加工。批量大時常采用頂面及兩個銷孔作定位基準(zhǔn)批

38、量大時常采用頂面及兩個銷孔作定位基準(zhǔn),如圖4-27所示。這種定位方式,中間導(dǎo)向支架可以緊固在夾具體上,提高了夾具剛度,工件裝卸方便;但這種夾具不易觀察各加工表面的情況且會出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合誤差,同時增加了兩個定位銷孔的加工工序。 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程51圖4-26吊架式鏜模夾具 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程52圖4-27用箱體頂面及兩個銷孔定位的鏜模 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程53二、減速箱箱體零件工藝過程特點分析1減速箱箱體零件特點一般減速箱為

39、了制造與裝配的方便，常做成可剖分的，如圖4-22所示，這種箱體在礦山、冶金和起重運輸機(jī)械中應(yīng)用較多。剖分式箱體也具有一般箱體結(jié)構(gòu)特點，如壁薄、中空、形狀復(fù)雜，加工表面多為平面和孔。減速箱體的主要加工表面可歸納為以下三類： 主要平面 箱蓋的對合面和頂部方孔端面、底座的底面和對合面、軸承孔的端面等。 主要孔 軸承孔（150H7、 90H7）及孔內(nèi)環(huán)槽等。 其它加工部分 聯(lián)接孔、螺孔、銷孔、斜油標(biāo)孔以及孔的凸臺面等。 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程54（一）分離式箱體的主要技術(shù)要求（一）分離式箱體的主要技術(shù)要求 1對合面對底座的平行度誤差不超過0.5/1

40、000； 2對合面的表面粗糙度值小于Ral.6m，兩對合面的接合間隙不超過0.03mm； 3軸承支承孔必須在對合面上，誤差不超過0.2mm； 4軸承支承孔的尺寸公差為H7，表面粗糙度值小于Ral.6m，圓柱度誤差不超過孔徑公差之半，孔距精度誤差為0.050.08mm。 554.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程562工藝過程設(shè)計應(yīng)考慮的問題根據(jù)減速箱體可剖分的結(jié)構(gòu)特點和各加工表面的要求，在編制工藝過程時應(yīng)注意以下問題： 加工過程的劃分 整個加工過程可分為兩大階段，即先對箱蓋和底座分別進(jìn)行加工，然后再對裝合好的整個箱體進(jìn)行加工合件加工。為保證效率和精度的兼顧

41、，就孔和面的加工還需粗精分開； 箱體加工工藝的安排 安排箱體的加工工藝，應(yīng)遵循先面后孔的工藝原則，對剖分式減速箱體還應(yīng)遵循組裝后鏜孔的原則。因為如果不先將箱體的對合面加工好，軸承孔就不能進(jìn)行加工。另外，鏜軸承孔時，必須以底座的底面為定位基準(zhǔn)，所以底座的底面也必須先加工好。由于軸承孔及各主要平面，都要求與對合面保持較高的位置精度，所以在平面加工方面，應(yīng)先加工對合面，然后再加工其它平面，還體現(xiàn)先主后次原則。4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程57 箱體加工中的運輸和裝夾 箱體的體積、重量較大，故應(yīng)盡量減少工件的運輸和裝夾次數(shù)。為了便于保證各加工表面的位置精度

42、，應(yīng)在一次裝夾中盡量多加工一些表面。工序安排相對集中。箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面，一般盡量集中在同一工序中加工，以減少裝夾次數(shù)，從而減少安裝誤差的影響，有利于保證其相互位置精度要求。 合理安排時效工序 一般在毛坯鑄造之后安排一次人工時效即可；對一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體，應(yīng)在粗加工之后再安排一次人工時效，以消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，保證箱體加工精度的穩(wěn)定性。4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程583剖分式減速箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇 一般箱體零件的粗基準(zhǔn)都用它上面的重要孔和另一個相距較遠(yuǎn)的孔作為粗基準(zhǔn)，以保證孔加工時余量均勻。

43、剖分式箱體最先加工的是箱蓋或底座的對合面。由于分離式箱體軸承孔的毛坯孔分布在箱蓋和底座兩個不同部分上，因而在加工箱蓋或底座的對合面時，無法以軸承孔的毛坯面作粗基準(zhǔn)，而是以凸緣的不加工面為粗基準(zhǔn)，即箱蓋以凸緣面A，底座以凸緣面B為粗基準(zhǔn)。這樣可保證對合面加工凸緣的厚薄較為均勻，減少箱體裝合時對合面的變形。4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程59 精基準(zhǔn)的選擇 常以箱體零件的裝配基準(zhǔn)或?qū)ｉT加工的一面兩孔定位，使得基準(zhǔn)統(tǒng)一。剖分式箱體的對合面與底面（裝配基面）有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；軸承孔軸線應(yīng)在對合面上，與底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求

44、。為了保證以上幾項要求，加工底座的對合面時，應(yīng)以底面為精基準(zhǔn)，使對合面加工時的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合；箱體裝合后加工軸承孔時，仍以底面為主要定位基準(zhǔn)，并與底面上的兩定位孔組成典型的一面兩孔定位方式。這樣，軸承孔的加工，其定位基準(zhǔn)既符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，也符合基準(zhǔn)重合的原則，有利于保證軸承孔軸線與對合面的重合度及與裝配基準(zhǔn)面的尺寸精度和平行度。 4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程60序號 工序名稱工序內(nèi)容加工設(shè)備1鑄造鑄造毛坯2熱處理人工時效3油漆噴涂底漆4劃線箱蓋：根據(jù)凸緣面A劃對合面加工線；劃頂部C面加工線；劃軸承孔兩端面加工線底座：根據(jù)凸緣面B劃對合

45、面加工線；劃底面D加工線；劃軸承孔兩端面加工線劃線平臺 4分離式減速箱體加工的工藝過程分離式減速箱體加工的工藝過程 表4-7所列為某廠在小批生產(chǎn)條件下加工圖6-6所示減速箱體的機(jī)械加工工藝過程。表表4-7 減速箱體機(jī)械加工工藝過程減速箱體機(jī)械加工工藝過程生產(chǎn)類型：小批；毛坯種類：鑄件；材料牌號：生產(chǎn)類型：小批；毛坯種類：鑄件；材料牌號：HT200。4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程615刨削箱蓋箱蓋：粗、精刨對合面；粗、精刨頂部C面底座底座：粗、精刨對合面；粗精刨底面D牛頭刨床或龍門刨床 6劃線箱蓋箱蓋：劃中心十字線，各聯(lián)接孔、銷釘孔、螺孔、吊裝孔加工

46、線底座底座：劃中心十字線；底面各聯(lián)接孔、油塞孔、油標(biāo)孔加工線劃線平臺7鉆削箱蓋箱蓋：按劃線鉆各聯(lián)接孔，并锪平；鉆各螺孔的底孔、吊裝孔底座底座：按劃線鉆底面上各聯(lián)接孔、油塞底孔、油標(biāo)孔，各孔端锪平；將箱蓋與底座合在一起，按箱蓋對合面上已鉆的孔，鉆底座對合面上的聯(lián)接孔，并锪平搖臂鉆床4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程628鉗工對箱蓋、底座各螺孔攻螺紋；鏟刮箱蓋及底座對合面；箱蓋與底座合箱；按箱蓋上劃線配鉆、鉸二銷孔，打入定位銷9銑削粗、精銑軸承孔端面端面銑床10鏜削粗、精鏜軸承孔；切軸承孔內(nèi)環(huán)槽臥式鏜床11鉗工去毛刺、清洗、打標(biāo)記12油漆各不加工外表面13

47、檢驗按圖樣要求檢驗4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程635箱體零件的檢驗 表面粗糙度檢驗通常用目測或樣板比較法，只有當(dāng)Ra值很小時，才考慮使用光學(xué)量儀或用粗糙度儀； 孔的尺寸精度：一般用塞規(guī)檢驗；單件小批生產(chǎn)時可用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑千分表檢驗；若精度要求很高可用氣動量儀檢驗。 平面的直線度：可用平尺和厚薄規(guī)或水平儀與橋板檢驗； 平面的平面度：可用自準(zhǔn)直儀或水平儀與橋板檢驗，也可用涂色檢驗。 同軸度檢驗：一般工廠常用檢驗棒檢驗同軸度； 孔間距和孔軸線平行度檢驗： 根據(jù)孔距精度的高低，可分別使用游標(biāo)卡尺或千分尺，也可用塊規(guī)測量； 三坐標(biāo)測量機(jī)可同時對零件的尺

48、寸、形狀和位置等進(jìn)行高精度的測量。4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程64圖圖4-25 4-25 鏜床上的減速箱箱體零件圖鏜床上的減速箱箱體零件圖4.3.4 4.3.4 典型箱體零件的加工工藝過程典型箱體零件的加工工藝過程65序號序號工序名稱工序名稱工序內(nèi)容工序內(nèi)容定位及夾緊定位及夾緊設(shè)備設(shè)備1鑄造鑄造2清理清理清除澆冒口、型砂、清除澆冒口、型砂、飛邊、毛刺等飛邊、毛刺等3熱處理熱處理時效時效4油漆油漆內(nèi)壁涂黃漆、非加內(nèi)壁涂黃漆、非加工表面涂底漆工表面涂底漆5鉗工鉗工劃各外表面加工線劃各外表面加工線 頂面及兩主頂面及兩主要孔要孔 劃線臺劃線臺6銑銑粗 、 精 銑 底 面 ，粗 、 精 銑 底 面 ，Ra12.5 mm（工藝用）（工藝用）頂面按線找頂面按線找正正臥式銑床臥式銑床