機械制造技術5-2任務二-車床主軸箱體的加工課件

任務二車床主軸箱體的加工學習目標:

通過分析車床主軸箱的結構，掌握箱體類零件的結構特點，常用材料和毛坯的類型，常用加工方法等。項目五典型零件的加工工藝任務二車床主軸箱體的加工任務提出：圖示為C6140車床主軸箱簡圖,依據制訂加工工藝過程的步驟，請分析主軸箱的結構工藝性，編寫加工工藝過程。主軸箱是典型的箱體類零件，我們從箱體的結構特點、工藝要求、材料選用。毛坯的制造、機械加工等方面分析其加工工藝過程。任務二車床主軸箱體的加工車床主軸箱簡圖基本問題：1．箱體零件的主要技術要求有哪些？2．箱體零件選擇什么材料和毛坯？3．箱體零件結構工藝性有哪些要求？4.箱體零件的加工工藝過程擬定需要遵循哪些原則？任務二車床主軸箱體的加工任務二車床主軸箱體的加工一、車床主軸箱結構與技術要求

1．車床主軸箱的功能和結構特點箱體是機器的基礎零件，它將機器和部件中的軸、齒輪等有關零件連接成一個整體，并保持正確的相互位置，以傳遞轉矩或改變轉速來完成規(guī)定的運動。因此箱體的加工質量直接影響機器的工作精度、使用性能和壽命。由圖5-2-1可知，箱體類零件結構復雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工難度大。具統計，一般中型機床制造廠花在箱體零件的機械加工勞動量約占整個產品加工量的15%～20%。任務二車床主軸箱體的加工一、車床主軸箱結構與技術要求

2．車床主軸箱技術條件的分析⑴孔徑精度孔徑的尺寸誤差和幾何形狀誤差會使軸承與孔配合不良?？讖竭^大，易產生振動和噪音；孔徑過小使配合過緊，軸承將因外界變形而不能正常運轉，壽命縮短。裝軸承的孔不圓，也使軸承外環(huán)變形而引起主軸的徑向跳動。⑵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垂直度誤差，會使軸和軸承裝配到箱體上后產生歪斜，致使主軸產生徑向跳動和軸向竄動，同時也使溫度升高，加劇軸承磨損。孔系之間的平行度誤差會影響齒輪的嚙合質量。⑶孔和平面的位置精度一般都要規(guī)定主要孔和主軸箱安裝基面的平行度要求，他們決定了主軸與床身導軌的相互位置關系。⑷主要平面的精度因此規(guī)定底面和導向面必須平直和相互垂直。⑸表面粗糙度重要孔和主要表面的表面粗糙度會影響連接面的配合性質或接觸剛度，其具體要求一般用Ra值來評價。任務二車床主軸箱體的加工二、主軸箱的材料及毛坯選擇

1．箱體選材與熱處理箱體類零件的材料一般選用HT200～HT400的各種牌號的灰鑄鐵。在單件生產或某些簡易機床的箱體，可采用鋼材焊接結構。精度要求較高的坐標鏜床主軸箱可選用耐磨鑄鐵。負荷大的主軸箱也可采用鑄鋼件。2．毛坯的制造方法箱體為鑄件，毛坯的加工余量與生產批量、毛坯尺寸、結構、精度和鑄造方法等因素有關，有關數據可查有關資料及數據具體情況決定。毛坯鑄造時，應防止砂眼和氣孔的產生。為了減少毛坯制造時產生殘余應力，應使箱體壁厚盡量均勻，箱體鑄造后應安排退火或時效處理工序。任務二車床主軸箱體的加工三、箱體零件結構工藝性分析箱體的基本孔可分為通孔、階梯孔、盲孔、交叉孔等幾類：通孔工藝性最好，通孔內又以孔長L與孔徑D之比L/D≤1～1.5的短圓柱孔工藝性為最好；L/D>5的孔，稱為深孔，若深度精度要求較高、表面粗糙度值較小時，加工就很困難。階梯孔的工藝性與“孔徑比”有關?？讖较嗖钤叫t工藝性越好；孔徑相差越大，且其中最小的孔徑又很小，則工藝性越差。相貫通的交叉孔的工藝性也較差，在加工主軸孔時，刀具走到貫通部分時，由于刀具徑向受力不均，孔的軸線就會偏移。盲孔的工藝性最差，因為在精鉸或精鏜盲孔時，刀具送進難以控制，加工情況不便于觀察。此外，盲孔的內端面的加工也特別困難，故應盡量避免。同一軸線上孔徑大小向一個方向遞減，便于鏜孔時鏜桿從一端伸入，逐個加工或同時加工同軸線上幾個孔，以保證較高的同軸度和生產率。同軸線上的孔的直徑的分布形式，應盡量避免中間壁上的孔徑大于外壁的孔徑。任務二車床主軸箱體的加工四、箱體機械加工工藝過程分析1．箱體零件機械加工工藝過程序號工序內容定位基準序號工序內容定位基準1鑄造9粗鏜各縱向孔頂面A及兩個工藝孔2時效10精镋各縱向孔頂面A及兩工藝孔3油漆11精镋主軸孔Ⅰ頂面A及兩工藝孔4銑頂面AⅠ孔與Ⅱ孔12加工橫向孔及各面上的次要孔5鉆、擴、鉸2-?8H7工藝孔頂面積A及外形13磨B、C導軌面及前面D頂面A及兩工藝孔6銑兩端面E、F及前面D頂面A及兩個工藝孔14將2-?8H7及4-?7.8mm均擴鉆至?8.5mm,攻6-M107銑導軌面B、C頂面A及兩個工藝孔15清洗、去毛刺、倒角8磨頂面A導軌面B、C16檢驗任務二車床主軸箱體的加工四、箱體機械加工工藝過程分析2．箱體類零件機械加工工藝過程分析⑴擬定箱體類零件機械加工工藝過程的基本原則為：①先面后孔的加工順序因為箱體孔的精度要求高，加工難度大，先以孔為粗基準加工好平面，再以平面為精基準加工孔，這樣既能為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準，同時可以使孔的加工余量均勻。②加工階段粗、精分開減小或避免粗加工產生的內應力和切削熱對加工精度的影響，以保證加工質量；可合理選擇加工設備，便于低精度、高功率設備充分發(fā)揮其功能，提高了經濟效益；粗、精加工分開也可以及時發(fā)現毛坯缺陷，避免浪費。③工序間安排時效處理箱體毛坯結構復雜，鑄造內應力較大。要安排人工時效處理。④選擇箱體上的重要基準孔作粗基準箱體零件的粗基準一般都采用它上面的重要孔作粗基準，如主軸箱都用主軸孔作粗基準。任務二車床主軸箱體的加工四、箱體機械加工工藝過程分析⑵箱體零件加工的具體工藝問題①粗基準的選擇雖然箱體類零件一般都采用重要孔為粗基準，隨著生產類型不同，實現以主軸孔為粗基準的工件裝夾方式是不同的。中小批生產時，一般采用劃線裝夾，按線找正裝夾工件。大批大量生產時，毛坯精度較高，可采用夾具裝夾。②精基準的選擇箱體加工精基準的選擇與生產批量大小有關。大批量生產是采用一面雙孔坐定位基準。③所用設備因批量不同而異單件小批生產一般都在通用機床上加工，各工序原則上靠工人技術熟練程度和機床工作精度來保證。任務二車床主軸箱體的加工四、箱體機械加工工藝過程分析一面兩孔定位的鏜模任務二車床主軸箱體的加工四、箱體機械加工工藝過程分析6．箱體零件平面加工的方法有哪些？7．箱體平行孔系如何保證孔系精度？8．箱體同軸孔系如何保證同軸度？9．箱體交叉孔系如何保證垂直度？深度問題：任務二車床主軸箱體的加工五、箱體平面及孔系的加工方法1．箱體的平面加工箱體平面加工的常用方法有刨、銑和磨三種。刨削和銑削常用作平面的粗加工和半精加工，而磨削則用作平面的精加工。刨削加工的特點是：刀具結構簡單，機床調整方便，通用性好。在龍門刨床上可以利用幾個刀架，在工件的一次安裝中完成幾個表面的加工，能比較經濟地保證這些表面間的相互位置精度要求。精刨還可以代替刮研來精加工箱體平面。銑削生產率高于刨銷，在中批量以上生產中多用銑削加工平面。當加工尺寸較大的箱體平面時，常在多軸龍門銑床上，用幾把銑刀同時加工各有關平面，以保證平面間的相互位置精度并提高生產率。平面磨削的加工質量比刨和銑都高，而且還可以加工淬硬零件。磨削平面的粗糙度Ra可達0.32~1.25μm。生產批量較大時，箱體的平面常用磨削來精加工。任務二車床主軸箱體的加工五、箱體平面及孔系的加工方法2．箱體孔系的加工方法箱體上一系列有相互位置精度要求的的孔的組合，稱為孔系。孔系可分為平行孔系、同軸孔系和交叉孔系。⑴平行孔系的加工平行孔系加工的主要技術要求是保證孔的加工精度，保證各平行孔軸心線之間以及軸心線與基面之間的尺寸精度和相互位置精度。①找正法找正法是工人在通用機床上利用輔助工具來找正要加工孔的正確位置的加工方法——效率低，一般只適用于單件小批量生產。Ⅰ劃線找正法加工前按照零件圖紙要求在毛坯上劃出各孔的加工位置線，然后按劃線進行找正和加工。劃線和找正時間長，生產率低，加工的孔距精度低。任務二車床主軸箱體的加工五、箱體平面及孔系的加工方法Ⅱ心軸和塊規(guī)找正法（a）第一工位（b）第二工位用心軸和塊規(guī)找正1-心軸；2-鏜床主軸；3-塊規(guī)；4-塞尺；5-鏜床工作臺任務二車床主軸箱體的加工五、箱體平面及孔系的加工方法Ⅲ樣板找正法樣板找正法1-樣板2-千分表任務二車床主軸箱體的加工五、箱體平面及孔系的加工方法②坐標法坐標法鏜孔是加工前先將圖紙上被加工孔系間的孔距尺寸及其公差換算為以機床主軸中心為原點的相互垂直的坐標尺寸及公差，加工時借助于機床設備上的測量裝置，調整機床主軸與工件在水平與垂直方向的相對位置，從而保證孔距精度的一種鏜孔方法。一類如坐標鏜床、數控鏜銑床或加工中心，自身具有精確的坐標測量系統，可進行高精度的坐標位移、定位及測量等坐標控制；孔距精度主要由機床本身的坐標控制精度決定。另一類沒有精密坐標位移及測量裝置，如普通鏜床等孔距精度主要。Ⅰ利用百分表與塊規(guī)測量裝置該法調整難度大且效率低，僅用于單件小批量生產。Ⅱ加裝精密測量裝置該方法是在普通機床上加裝一套由金屬線紋尺和光學讀數頭組成的精密長度測量裝置。該裝置操作方便，精度較高，應用廣泛。任務二車床主軸箱體的加工五、箱體平面及孔系的加工方法③鏜模法鏜模法加工孔系是利用鏜模板上的孔系保證工件上孔系位置精度的一種方法，在中批量生產和大批大量生產中被廣泛采用。鏜孔時，工件裝夾在鏜模上，鏜桿被支撐在鏜模的導套里，由導套引導鏜桿在工件的正確位置上鏜孔。用鏜模法加工孔系時，工藝系統的剛度大大提高，有利于多刀同時切削，定位加緊迅速，節(jié)省了找正、調整等輔助時間，生產效率高。另外，鏜模精度高、制造成本高、周期長，所以鏜模法主要適合于批量生產的中小型箱體任務二車床主軸箱體的加工五、箱體平面及孔系的加工方法⑵同軸孔系的加工同軸孔系的加工主要是保證各孔的同軸度精度。成批生產中，一般采用鏜模法，所以同軸度精度由鏜模保證。單件小批量生產中，同軸度精度的保證可采取如下的工藝方法：①利用已加工孔作支承導向如圖示，當加工箱壁相距較近的同軸孔時，箱體前壁上的孔加工完畢后，在孔內裝一導向套，支承和引導鏜桿加工后壁上的孔，以保證兩孔的同軸度要求。利用已加工孔作支承導向任務二車床主軸箱體的加工五、箱體平面及孔系的加工方法②利用鏜床后立柱上的導向套支承導向這種方法鏜桿兩端支承，剛性好，但調整麻煩，鏜桿較長，往往用于大型箱體的加工。③采用調頭鏜當箱體箱壁上的同軸孔相距較遠時，采用調頭鏜較為合適。調頭鏜對工件的校正任務二車床主軸箱體的加工五、箱體平面及孔系的加工方法⑶交叉孔系的加工交叉孔系的加工主要技術要求是控制相關孔的垂直度誤差。成批生產中多采用鏜模法，垂直度誤差主要由鏜模保證。單件小批量生產時，一般靠普通鏜床工作臺上的90o對準裝置，該裝置是擋塊結構，對準精度低（T68的出廠精度為0.04mm/900mm，相當于8〞），所以還要借助找正來加工。找正法加工交叉孔系任務二車床主軸箱體的加工六、箱體零件的數控加工箱體零件大量生產時，多采用由組合機床與輸送裝置組成的自動線進行加工?，F代機械制造業(yè)中，多品種、小批量的生產已逐步占據主導地位?，F代機械制造企業(yè)大多利用功率大、功能多的精密“加工中心”機床組織生產?！凹庸ぶ行摹?，就是帶有自動換刀裝置的數控鏜銑床?？蓪ぜ鱾€表面連續(xù)完成鉆、擴、鏜、銑、锪、鉸、攻螺紋等多種工序，而且各工序理論上可以按任意順序安排。（a)立式加工中心