箱體類零件加工工藝及裝備

1、箱體類零件加工工藝用常用工藝裝備箱體類零件加工工藝用常用工藝裝備第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 一、箱體類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 二、箱體類零件的主要技術(shù)要求、材料和毛坯 第二節(jié)第二節(jié) 平面加工方法和平面加工方案平面加工方法和平面加工方案 一、刨削 二、銑削 三、磨削 四、平面的光整加工 五、平面加工方案及其選擇第三節(jié)第三節(jié) 銑削加工常用工藝裝備銑削加工常用工藝裝備 一、常用尖齒銑刀用其應(yīng)用 二、銑床夾具第四節(jié)第四節(jié) 箱體孔系加工及常用工藝裝備箱體孔系加工及常用工藝裝備 一、箱體零件孔系加工的加工 二、箱體孔系加工精度分析 三、鏜夾具（鏜模） 四、聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)第五節(jié)第五節(jié) 典型箱體零件加工工藝分析典型箱

2、體零件加工工藝分析一、主軸箱加工工藝過程及其分析二、分離式齒輪箱體加工工藝過程及其分析第一節(jié) 概述一 、箱體類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)箱體類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)箱體類是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器或部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個(gè)整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運(yùn)動或動力。 第一節(jié) 概述二二 、箱體類零件的主要技術(shù)要求、材料和毛坯、箱體類零件的主要技術(shù)要求、材料和毛坯（一）箱體零件的主要技術(shù)要求（一）箱體零件的主要技術(shù)要求 箱體類零件中以機(jī)床主軸箱的精度要求最高。以某車床主軸箱為例，1.主要平面的形狀精度和表面粗糙度2.孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗

3、糙度3.主要孔和平面相互位置精度第一節(jié) 概述二二 、箱體類零件的主要技術(shù)要求、材料和毛坯、箱體類零件的主要技術(shù)要求、材料和毛坯（二）（二）箱體的材料及毛坯箱體的材料及毛坯 箱體材料一般選用HT200400的各種牌號的灰鑄鐵，而最常用的為HT200 灰鑄鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。在單件生產(chǎn)或某些簡易機(jī)床的箱體，為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本，可采用鋼材焊接結(jié)構(gòu)。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)。有關(guān)數(shù)據(jù)可查有關(guān)資料及根據(jù)具體情況決定。 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱體壁厚盡量均勻，箱體

4、澆鑄后應(yīng)安排時(shí)效或退火工序。第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案一、刨削一、刨削 刨削是單件小批量生產(chǎn)的平面加工最常用的加工方法，加工精度一般可達(dá)IT9IT7級，表面粗糙值為Ra12.51.6m。刨削可以在牛頭刨床或龍門刨床上進(jìn)行，但刨削所需的機(jī)床、刀具結(jié)構(gòu)簡單，制造安裝方便，調(diào)整容易，通用性強(qiáng)。因此在單件、小批生產(chǎn)中特別是加工狹長平面時(shí)被廣泛應(yīng)用。 第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案二、銑削 銑削是平面加工中應(yīng)用最普遍的一種方法，利用各種銑床、銑刀和附件，可以銑削平面、溝槽、弧形面、螺旋槽、齒輪、凸輪和特形面，第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案二、銑削二、銑削(一）銑削的工藝特征及應(yīng)用范圍一）銑削的

5、工藝特征及應(yīng)用范圍 銑刀由多個(gè)刀齒組成，各刀齒依次切削，沒有空行程，而且銑刀高速回轉(zhuǎn)，因此與刨削相比，銑削生產(chǎn)率高于刨削，在中批以上生產(chǎn)中多用銑削加工平面。 當(dāng)加工尺寸較大的平面時(shí)，可在龍門銑床上，用幾把銑刀同時(shí)加工各有關(guān)平面，這樣，既可保證平面之間的相互位置精度，也可獲得較高的生產(chǎn)率。 銑削工藝特點(diǎn)如下： 1.生產(chǎn)效率高但不穩(wěn)定 2.斷續(xù)切削 3.半封閉切削第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案二、銑削二、銑削( (二）銑削用量四要素二）銑削用量四要素l、銑削速度 銑刀旋轉(zhuǎn)時(shí)的切削速度。2、進(jìn)給量 指工件相對銑刀移動的距離，分別用三種方法表示：f、fz、vf 。(1) 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f 指銑刀每轉(zhuǎn)動一

6、周，工件與銑刀的相對位移量，單位為mm/r；(2) 每齒進(jìn)給量fz 指銑刀每轉(zhuǎn)過一個(gè)刀齒，工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對位移量，單位為mm/z；(3) 進(jìn)給速度vf 三者之間的關(guān)系為：3、銑削深度ap 指平行于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸。4、銑削寬度ac指垂直于銑刀軸線并垂直于進(jìn)給方向度量的切削層尺寸。 nzfnfvzf第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案二、銑削二、銑削( (三）銑削方式及其合理選用三）銑削方式及其合理選用 1.銑削方式的選用 銑削方式是指銑削時(shí)銑刀相對于工件的運(yùn)動關(guān)系。(1) 周銑法 （圓周銑削方式） 周銑法銑削工件時(shí)有兩種方式，即逆銑與順銑。銑削時(shí)若銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的切削速度方

7、向與工件的進(jìn)給方向相反稱為逆銑，反之則稱為順銑。第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案二、銑削二、銑削( (三）銑削方式及其合理選用三）銑削方式及其合理選用(2) 端銑削方式對稱銑削 銑刀軸線始終位于工件的對稱面內(nèi)，它切入、切出時(shí)切削厚度相同，有較大的平均切削厚度。一般端銑多用此種銑削方式，尤其適用于銑削淬硬鋼。不對稱逆銑 銑刀偏置于工件對稱面的一側(cè)，它切入時(shí)切削厚度最小，切出時(shí)切削厚度最大。這種加工方法，切入沖擊較小，切削力變化小，切削過程平穩(wěn)，適用于銑削普通碳鋼和高強(qiáng)度低合金鋼，并且加工表面粗糙度值小，刀具耐用度較高。不對稱順銑 銑刀偏置于工件對稱面的一側(cè)，它切出時(shí)切削厚度最小，這種銑削方法適用

8、于加工不銹鋼等中等強(qiáng)度和高塑性的材料 第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案二、銑削二、銑削2. 銑削用量的選擇 銑削用量的選擇原則是：“在保證加工質(zhì)量的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床工作效能和刀具切削性能”。在工藝系統(tǒng)剛性所允許的條件下，首先應(yīng)盡可能選擇較大的銑削深度ap和銑削寬度ac；其次選擇較大的每齒進(jìn)給量fz；最后根據(jù)所選定的耐用度計(jì)算銑削速度vc 。1.銑削深度ap和銑削寬度ac的選擇2.進(jìn)給量的選擇 每齒進(jìn)給量fz是衡量銑削加工效率水平的重要指標(biāo)。粗銑時(shí)fz主要受切削力的限制，半精銑和精銑時(shí)，fz主要受表面粗糙度限制。3.銑削速度vc的確定 銑削速度的確定可查銑削用量手冊，如機(jī)械加工工藝手冊第l卷

9、等2.銑刀的選擇第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案三、磨削三、磨削 平面磨削方式有平磨和端磨兩種。1、平磨 磨削薄片工件時(shí)，由于工件剛度較差，工件翹曲變形較為特出。變形的主要原因有兩個(gè)：工件在磨削前已有撓曲度（淬火變形）。當(dāng)工件在電磁工作臺上被吸緊時(shí)，在磁力作用下被吸平，但磨削完畢松開后，又恢復(fù)原形，如圖6-11a所示。 (1)工件磨削受熱產(chǎn)生撓曲。磨削熱使工件局部溫度升高，上層熱下層冷，工件就會突起，如兩端被夾住不能自由伸展，工件勢必產(chǎn)生翹曲。針對這種情況，可用開槽砂輪進(jìn)行磨削。 第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案四、平面的光整加工四、平面的光整加工（一）研磨研磨 研磨加工是應(yīng)用較廣的一種光整加

10、工。加工后精度可達(dá)IT5級，表面粗糙度可達(dá)Ra0.10.006m。既可加工金屬材料，也可以加工非金屬材料。研磨的方法按研磨劑的使用條件分以下三類:1干研磨2濕研磨3軟磨粒研磨（二）刮研二）刮研 刮研平面用于未淬火的工件，它可使兩個(gè)平面之間達(dá)到緊密接觸，能獲得較高的形狀和位置精度，加工精度可達(dá)IT7級以上，表面粗糙度值Ra0.80.1m。 第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備一、銑削刀具銑削刀具（一） 加工平面用銑刀加工平面用銑刀 1、圓柱形銑刀 圓柱形銑刀一般用于在臥式銑床上用周銑方式加工較窄的平面。 第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備一、銑削刀具銑削刀具（一）（一） 加工平面用銑刀加工平面用銑刀 2.面銑刀第

11、三節(jié)銑削加工常用工藝裝備一、銑削刀具銑削刀具（二）加工溝槽用的銑刀（二）加工溝槽用的銑刀1.1.三面刃銑刀三面刃銑刀2.2.鋸片銑刀鋸片銑刀3.3.立銑刀立銑刀 第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備一、銑削刀具銑削刀具（二）加工溝槽用的銑刀（二）加工溝槽用的銑刀4.4.波形刃立銑刀波形刃立銑刀5.5.鍵槽銑刀鍵槽銑刀第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備（三）加工成型面用的銑刀（三）加工成型面用的銑刀1.模具銑刀模具銑刀用于加工模具型腔或凸模成形表面。模具銑刀是由立銑刀演變而成的，如圖6-24所示。按工作部分外形可分為圓錐形平頭、圓柱形球頭、圓錐形球頭三種。硬質(zhì)合金模具銑刀用途非常廣泛，除可銑削各種模具型腔外，還可

12、代替手用銼刀和砂輪磨頭清理鑄、鍛、焊工件的毛邊，以及對某些成形表面進(jìn)行光整加工等。該銑刀可裝在風(fēng)動或電動工具上使用，生產(chǎn)效率和耐用度比砂輪和銼刀提高數(shù)十倍。 第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備二、銑床夾具二、銑床夾具（一）銑削加工的常用裝夾方法（一）銑削加工的常用裝夾方法(1)直接裝夾在銑床工作臺上 (2)用機(jī)床用平口虎鉗裝夾工件 (3) 用分度頭裝夾工件 (4) 用V形架裝夾工件 (5)用專用夾具裝夾工件 專用夾具定位準(zhǔn)確、夾緊方便，效率高，一般適用于成批、大量生產(chǎn)中。第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備二、銑床夾具二、銑床夾具（二）銑床夾具的主要類型（二）銑床夾具的主要類型1.1.直線進(jìn)給式銑夾具直線進(jìn)給式

13、銑夾具2.2.圓周進(jìn)給銑床夾具圓周進(jìn)給銑床夾具第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備二、銑床夾具二、銑床夾具（三）專用銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析（三）專用銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析1.1.杠桿銑斜面銑夾具杠桿銑斜面銑夾具第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備二、銑床夾具二、銑床夾具（三）專用銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析（三）專用銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析2.2.雙件銑雙槽專用夾具雙件銑雙槽專用夾具第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備二、銑床夾具二、銑床夾具（四）銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（四）銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.銑夾具的總體設(shè)計(jì)及夾具體2.銑床夾具的安裝3.銑床夾具的對刀裝置第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備一、箱體零件孔系加工一、箱體零件孔系加工箱體上一系列相互位置

14、有精度要求的孔的組合，稱為孔系。第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備一、箱體零件孔系加工一、箱體零件孔系加工（一）平行孔系的加工（一）平行孔系的加工1.找正法(l) 劃線找正法 、(2) 心軸和塊規(guī)找正、(3) 樣板找正法、(4) 定心套找正法 第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備一、箱體零件孔系加工一、箱體零件孔系加工（一）平行孔系的加工（一）平行孔系的加工2.2.鏜模法鏜模法3.3.坐標(biāo)法坐標(biāo)法第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備一、箱體零件孔系加工一、箱體零件孔系加工（二）同軸孔系的加工1.利用已加工孔作支承導(dǎo)2.利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支承鏜桿3.采用調(diào)頭鏜第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備一、箱體

15、零件孔系加工一、箱體零件孔系加工（三）交叉孔系的加工交叉孔系的加工 交叉孔系的主要技術(shù)要求是控制有關(guān)孔的垂直度誤差。在普通鏜床上主要靠機(jī)床工作臺上的90對準(zhǔn)裝置。因?yàn)樗菗鯄K裝置，結(jié)構(gòu)簡單，但對準(zhǔn)精度低。 當(dāng)有些鏜床工作臺90對準(zhǔn)裝置精度很低時(shí)，可用心棒與百分表找正來提高其定位精度，即在加工好的孔中插入心棒，工作臺轉(zhuǎn)位90，搖工作臺用百分表找正，如圖6-45所示。第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備二、箱體孔系加工精度分析二、箱體孔系加工精度分析（一）鏜桿受力變形的影響1由切削力Fr所產(chǎn)生的撓曲變形2鏜桿自重G所產(chǎn)生的撓曲變形3鏜桿在自重G和切削力Fr共同作用下的撓曲變形第四節(jié)箱體孔系加工及常用工

16、藝裝備二、箱體孔系加工精度分析二、箱體孔系加工精度分析（二）鏜桿與導(dǎo)向套的精度及配合間隙的影響 在有導(dǎo)向裝置的鏜孔中，為了保證孔系加工質(zhì)量，除了要保證 鏜桿與導(dǎo)套本身必須具有較高的幾何形狀精度外，尤其要注意合理地選擇導(dǎo)向方式和保持鏜桿與導(dǎo)套合理的配合間隙，在采用前后雙導(dǎo)向支承時(shí)，應(yīng)使前后導(dǎo)向的配合間隙一致。此外，由于這種影響還與切削力的大小和變化有關(guān)，因此在工藝上應(yīng)如前所述，注意合理選擇定位基準(zhǔn)和切削用量，精加工時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加走刀次數(shù)，以保持切削力的穩(wěn)定和盡量減少切削力的影響。 第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備二、箱體孔系加工精度分析二、箱體孔系加工精度分析（三）機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動方式的影響 鏜孔時(shí)

17、常有兩種進(jìn)給方式：由鏜桿直接進(jìn)給；由工作臺在機(jī)床 導(dǎo)軌上進(jìn)給。進(jìn)給方式對孔系加工精度的影響與鏜孔方式有關(guān)，當(dāng)鏜桿與機(jī)床主軸浮動聯(lián)接采用鏜模鏜孔時(shí)，進(jìn)給方式對孔系加工精度無明顯的影響；而采用鏜桿與主軸剛性聯(lián)接懸臂鏜孔時(shí)，進(jìn)給方式對孔系加工精度有較大的影響。第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備三、三、鏜夾具鏜夾具（一）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.鏜套（1）鏜套的結(jié)構(gòu)選擇（2）鏜套的布置形式：單支承后引導(dǎo) 、單支承前引導(dǎo)、雙支承前后引導(dǎo) 第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備（一）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.鏜套雙支承前后引導(dǎo) 三、鏜夾具三、鏜夾具第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備（一）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)2

18、.鏜桿鏜桿的主要技術(shù)條件要求一般規(guī)定為：鏜桿導(dǎo)向部分的圓度與錐度允差控制在直徑公差的1/2以內(nèi)。鏜桿導(dǎo)向部分公差帶為:粗鏜為g6，精鏜為g5。表面粗糙度值Ra0.80.4m。鏜桿在500mm長度內(nèi)的直線度允差為0.010.1mm。刀孔表面粗糙度一般為Ra1.6m，裝刀孔不淬火。三、鏜夾具三、鏜夾具第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備（一）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.支架與底座 鏜模支架和底座多為鑄鐵件（一般為HT200），常分開制造。鏜模支 架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與剛度，且不允許承受夾緊力。其典型結(jié)構(gòu)和尺寸參見表6-5。 鏜模底座上要安裝各種裝置和元件，并承受切削力和夾緊力，因此必須有足夠的強(qiáng)度與剛度，并保持

19、尺寸精度的穩(wěn)定性。三、鏜夾具三、鏜夾具第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備（一）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)4.鏜套與鏜桿以及襯套等的配合選擇 鏜套與鏜桿、襯套等的配合必須選擇恰當(dāng)，過緊容易研壞或咬死，過松則不能保證加工精度。一般加工低于IT8級公差的孔或粗鏜時(shí)，鏜桿選用IT6級公差，當(dāng)精加工IT7級公差的孔時(shí)，通常選用IT5級公差，見表6-7。當(dāng)孔加工精度（如同軸度）高時(shí)，常用配研法使鏜套與鏜桿的配合間隙達(dá)到最小值，但此時(shí)應(yīng)用低速加工。(二）鏜床夾具典型結(jié)構(gòu)分析鏜床夾具典型結(jié)構(gòu)分析三、鏜夾具三、鏜夾具第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備(二）鏜床夾具典型結(jié)構(gòu)分析鏜床夾具典型結(jié)構(gòu)分析 由于加工98mm臺階孔時(shí)，鏜

20、刀桿上采用多排刀事先裝夾，因此設(shè)計(jì)夾具時(shí)將鏜套9外徑取得較大，待裝好刀的鏜刀桿伸入后再安裝鏜套9。各鏜套均有通油溝槽，以利加工時(shí)潤滑。 本夾具特點(diǎn)是底座1及支座7均設(shè)計(jì)成箱式結(jié)構(gòu)，此與同樣尺寸采用加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)相比，剛度要高得多。為調(diào)整方便，底座上加工有H、B兩垂直平面，作為找正基準(zhǔn)。此外在底座縱橫方向上鑄出一些孔，作為出砂及起重用。三、鏜夾具三、鏜夾具第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備四、聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)（一）單件聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備四、聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)（二）多件聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備四、聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)（三）設(shè)計(jì)聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)注意的問題1.多位(聯(lián)動)夾緊機(jī)構(gòu)

21、必須能同時(shí)而均勻地夾緊工件 2.夾緊件和傳力件要有足夠的剛性，保證傳力均勻 3.機(jī)動夾緊裝置第五節(jié)典型箱體零件加工工藝分析一、主軸箱加工工藝過程及其分析主軸箱加工工藝過程及其分析（一）主軸箱加工工藝過程（一）主軸箱加工工藝過程第五節(jié)典型箱體零件加工工藝分析（二）、箱體類零件加工工藝分析1.主要表面加工方法的選擇2.擬定工藝過程的原則(1)先面后孔的加工順序 (2)粗精加工分階段進(jìn)行 (3)合理地安排熱處理工序3.定位基準(zhǔn)的選擇(1)粗基準(zhǔn)的選擇 (2)精基準(zhǔn)的選擇 為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度，箱體類零件精基準(zhǔn)選擇常用兩種原則：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、基準(zhǔn)重合原則。 第