第四章《箱體類零件的加工方法》.ppt

1、機械制造技術第4章 箱體類零件加工工藝編制及實施,機械工程學院 機械制造系,4.1 箱體類零件基礎知識。4.2 箱體類零件加工方法。4.3 箱體類零件常用加工設備。4.4 箱體類零件常用加工刀具。4.5 保證箱體類零件孔系精度的方法。4.6 箱體類零件的檢驗。4.7 箱體類零件的加工工藝分析。,1、具有箱體類零件工藝分析能力。2、掌握箱體類零件毛坯的選擇方法。3、具有編制簡單箱體類零件機械加工工藝過程卡的能力。4、具有編制簡單箱體類零件機械加工工序卡的能力。5、初步具備較復雜箱體類零件的工藝路線編寫能力。,4.1 基 礎 知 識,4.1.1箱體類零件的功用和結構特點,圖4.1 幾種常見的箱體零

2、件簡圖,圖4.2 8E160C-J中間泵殼零件圖,功用：箱體類零件是機器或箱體部件的基礎件。它 將機器或箱體部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件 按一定的相互位置關系裝連在一起，按一定的傳動 關系協調地運動。因此，箱體類零件的加工質量不 但直接影響箱體的裝配精度和運動精度，而且還會 影響機器的工作精度、使用性能和壽命。 結構特點：形狀復雜。體積較大。壁薄容易變形 、 有精度要求較高的孔和平面,4.1.2 箱體類零件的技術要求,圖4.3 某車床主軸箱簡圖,以圖4-3某車床主軸箱簡圖為例，箱體類零 件的技術要求可歸納為以下5項精度要求。 孔徑精度 孔與孔的位置精度 孔和平面的位置精度 主要平面的精度

3、表面粗糙度,4.1.2 箱體類零件的技術要求,材料：HT200；較精密的箱體零件耐磨鑄鐵。 毛坯：鑄件；簡單或小批量、單件生產鋼板焊接結構。大負荷鑄鋼件毛坯。在特定條件下鋁鎂合金或其他鋁合金制作箱體毛坯。 熱處理：鑄造之后一次人工時效處理。高精度或形狀特別復雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排一次人工時效處理。,4.1.3 箱體類零件的材料、毛坯及熱處理,箱體零件：平面和孔的加工 平面的加工方法：車削、銑削、刨削、拉削、磨削、刮研、研磨、拋光、超精加工等。 軸孔加工方法：鏜、鉆、擴、鉸、精細鏜、珩磨、研磨等。 當生產批量較大時，可在組合機床上采用多軸、多面、多工位和復合刀具等方法來提高生產率。,

4、4.2 箱體類零件的加工方法,1. 平面車削 平面車削一般用于加工軸、輪、盤、套等回轉體零件的端面、臺階面等。一般在車床上一次裝夾中加工完成相關的外圓和內孔在。中、小型零件的平面車削在臥式車床上進行，重型零件的加工可在立式車床上進行。平面車削的精度可達IT7IT6，表面粗糙度Ra12.51.6m。,4.2.1 箱體類零件的平面加工,2. 平面銑削 銑削是平面加工的主要方法。銑削中、小型零件的平面臥式或立式銑床，銑削大型零件的平面龍門銑床。 銑削工藝具有工藝范圍廣、生產效率高、刀齒散熱條件較好等特點。 平面銑削粗銑和精銑。粗銑的表面粗糙度Ra為5012.5m，精度為ITl4ITl2；精銑的表面粗

5、糙度Ra可達3.21.6m，精度可達IT9lT7。,4.2.1 箱體類零件的平面加工,按銑刀的切削方式不同可分為周銑與端銑。周銑和端銑還可同時進行。周銑常用的刀具是圓柱銑刀，端銑常用的刀具是端銑刀，同時進行端銑和周銑的銑刀有立銑刀和三面刃銑刀等。,4.2.1 箱體類零件的平面加工,3. 平面刨削 中、小型零件的平面加工牛頭刨床；大型零件的平面加工龍門刨床。 刨平面具有機動靈活、適應性好的優(yōu)點。 刨削可分為粗刨和精刨。粗刨的表面粗糙度Ra為5012.5m，尺寸公差等級為ITl4ITl2；精刨的表面粗糙度Ra可達3.21.6m，尺寸公差等級為IT9IT7。,4.2.1 箱體類零件的平面加工,4.

6、平面拉削 平面拉削高效率、高質量的加工方法，主要用于大批量生產中，其工作原理和拉孔相同。 平面拉削的精度可達IT7IT6，表面粗糙度Ra可達5012.5m。,4.2.1 箱體類零件的平面加工,5. 平面磨削 1) 平面砂輪磨削 對平直度、平面之間相互位 置精度要求較高、表面粗糙度 要求小的平面進行磨削加工的 方法平面磨削。 平面磨削的方法有周磨和端磨兩種。 尺寸精度可達IT6IT5，平行度可達0.010.03 mm，直線度可達0.010.03 mm/m，表面粗糙度Ra可達0.80.2m。,4.2.1 箱體類零件的平面加工,2) 平面砂帶磨削 對于有色金屬、不銹鋼、各種非金屬(如石棉)大型平面、

7、卷帶材、板材，采用砂帶磨削不僅不堵塞磨料，能獲得極高的生產率，而且一般采用干式磨削，實施極為方便。目前最大的砂帶寬度可以做到5m，在一次貫穿式的磨削中，可以磨出極大的加工表面(如電梯內裝飾板)。,4.2.1 箱體類零件的平面加工,6. 平面的光整加工 1) 平面刮研 平面刮研是利用刮刀在工件上刮去很薄一層金屬的光整加工方法，常在精刨的基礎上進行。刮研可以獲得很高的表面質量。表面粗糙度Ra可達1.60.4m，平面的直線度可達0.01mm/m，甚至可以達到0.0050.0025mm/m。,4.2.1 箱體類零件的平面加工,2) 平面研磨 平面研磨是平面的光整加工方法之一，一般在磨削之后進行。研磨后

8、兩平面的尺寸精度可達IT5IT3，表面粗糙度Ra可達0.10.008m，直線度可達0.005mm/m。小型平面研磨還可減小平行度誤差。 平面研磨主要用來加工小型精密平板、直尺、塊規(guī)以及其他精密零件的平面。單件小批量生產中常采用手工研磨，大批量生產則常用機械研磨。,4.2.1 箱體類零件的平面加工,常用的平面加工方案如表1-9所示。在選擇平面的加工方案時，除了要考慮平面的精度和表面粗糙度要求外，還應考慮零件的結構和尺寸、熱處理要求及生產規(guī)模等因素。,4.2.2 平面加工方法的選擇,箱體類零件常用的平面加工設備有銑床、刨床、平面磨床等；孔加工設備有鉆床、鏜床等；既能加工面有能加工孔的組合機床。,4

9、.3 箱體類零件常用加工設備,銑床的工藝范圍,4.3.1 銑床,升降臺銑床 臥式升降臺銑床 1床柱；2懸梁；3刀桿；4懸梁支架； 5工作臺；6床鞍；7升降臺；8底座,4.3.1 銑床,4.3.1 銑床 立式升降臺銑床 雙軸圓形工作臺銑床 1立銑頭；2主軸；3工作臺； 1床身；2滑座；3工作臺； 4床鞍；5升降臺 4立柱；5主軸箱,4.3.1 銑床,龍門銑床 1工作臺；2，4，8，9銑頭；3橫梁； 5，7立柱；6頂梁；10床身,4.3.2 刨床,牛頭刨床 1床身；2滑枕；3刀架； 4工作臺；5橫梁,4.3.2 刨床,龍門刨床 1，5，68刀架；2橫梁；3，7立柱； 4頂梁；9工作臺；10床身,4

10、.3.2 刨床,插床 1床鞍；2溜板；3圓工作臺； 4滑枕；5分度裝置,4.3.3 平面磨床,平面磨床類型,4.3.4 鉆床,鉆床的幾種典型加工表面,臺式鉆床 立式鉆床 1底座；2工作臺；3主軸箱； 4立柱；5方柄,搖臂鉆床 1底座；2立柱；3搖臂；4主軸箱；5工作臺,4.3.5 鏜床,臥式銑鏜床的工藝范圍,臥式銑鏜床 1床身；2下滑座；3上滑座；4后支架；5后立柱；6工作臺；7鏜軸；8平旋盤；9徑向刀架；10前立柱；11主軸箱,立式單柱坐標鏜床 立式雙柱坐標鏜床 1床身；2工作臺；3主軸箱； 1床身；2工作臺；3橫梁 4，7立柱4立柱；5床鞍 5頂梁；6主軸箱,4.3.6 組合機床,雙面夏合

11、單工位組合機床的組成 1立柱底座；2立柱；3動力箱；4多軸箱；5夾具,4.4.1 銑刀 銑刀是刀齒分布在圓周表面或端面上的多刃回 轉刀具，可以用來加工平面(水平、垂直或傾斜的)、 臺階、溝槽和各種成形表面等。,4.4 箱體類零件常用加工刀具,銑刀的幾何角度 1) 圓柱銑刀的幾何角度,4.4.1 銑刀,圓柱銑刀的幾何角度,(1) 前角。根據：工件材料；鋼件，取n=1020；鑄鐵件，取n=515；加工軟材料時，為了減小變形，可取較大值；加工硬而脆的材料時，為了保護刀刃則應取較小值。 (2) 后角。一般后角較大。通常粗加工時0=12，精加工時0 =16。 (3) 螺旋角。增大角，可增大實際切削前角，

12、使切削輕快，排屑較容易。一般粗齒銑刀=4060，細齒銑刀=4060。,4.4.1 銑刀,1) 端銑刀的幾何角度,4.4.1 銑刀,端銑刀的幾何角度,由于硬質合金端銑刀是斷續(xù)切削，刀齒經受較、 大的沖擊，在選擇幾何角度時，應保證刀齒具有足 夠的強度。一般銑削鋼件時，取0=-1015， 銑削鑄鐵件時，取0=-55；粗銑時，取 0=68，精銑時，取0=1215；主偏 角r=4575，副偏角r= 25，刃傾 角s=-155。,4.4.1 銑刀,2. 硬質合金端銑刀,4.4.1 銑刀,焊接一夾固式端銑刀 可轉位端銑刀,3. 銑削方式及合理選用 1) 圓周銑削法(周銑法),4.4.1 銑刀,逆銑與順銑,3

13、. 銑削方式及合理選用 1）圓周銑削法(周銑法) 一般情況下，尤其是粗加工或是加工有硬皮的 毛坯時，多采用逆銑。精加工時，加工余量小，銑 削力小，不易引起工作臺竄動，可采用順銑。,4.4.1 銑刀,2) 端面銑削法(端銑法),4.4.1 銑刀,端面銑削方式,4.4.2 刨刀,刨刀的類型,刨刀的結構基本上與車刀類似，但刨刀工作時 為斷續(xù)切削，受沖擊載荷。因此，在同樣的切削截 面下，刀桿斷面尺寸較車刀大1.251.5倍，并采用 較大的負刃傾角(-10 -20)，以提高切削刃抗 沖擊載荷的性能；通常使用彎頭刨刀；重型機器制 造中常采用焊接機械夾固式刨刀；在刨削大平面 時，可采用滾切刨刀，其切削部分為

14、碗形刀頭。,4.4.2 刨刀,4.4.3 鏜刀,模塊式鏜刀,箱體類零件上一般均有一系列有位置精度要求 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 。,4.5 保證箱體類零件孔系精度的方法,孔系分類,1、平行孔系的加工 所謂平行孔系是指既要求孔的軸線互相平行， 又要求保證孔距精度的一些孔。 保證平行孔系孔距精度的方法： 1) 找正法 找正法是工人在通用機床(銑鏜床、銑床)上利用 輔助工具來找正要加工孔的正確位置的加工方法。 （1）劃線找正法,4.5 保證箱體類零件孔系精度的方法,4.5 保證箱體類零件孔系精度的方法,主軸箱的劃線,(2) 心軸和量規(guī)找正法。,4.5 保證箱體類

15、零件孔系精度的方法,用心軸和量規(guī)找正 1心軸；2鏜床主軸；3量規(guī)；4塞尺；5鏜床工作臺,2) 鏜模法,4.5 保證箱體類零件孔系精度的方法,用鏜模加工孔系 1鏜模；2活動連接頭；3鏜刀；4鏜桿；5工件；6鏜桿導套,3) 坐標法,4.5 保證箱體類零件孔系精度的方法,在臥式銑鏜床上用坐標法加工孔系 1百分表；2量規(guī),2. 同軸孔系的加工 成批生產中，箱體同軸孔系的同軸度幾乎都由 鏜模保證；而在單件小批生產中，其同軸度可用下 面幾種方法來保證： (1) 利用已加工孔作支承導向； (2) 利用銑鏜床后立柱上的導向套支承導向； (3) 采用調頭鏜。,4.5 保證箱體類零件孔系精度的方法,4.5 保證箱

16、體類零件孔系精度的方法,利用已加工孔導向,調頭鏜時工件的校正,2. 同軸孔系的加工,3. 交叉孔系的加工 交叉孔系的主要技術要求是控制有關孔的垂直度，在臥式銑鏜床上主要靠機床工作臺上的90對準裝置。目前國內有些銑鏜床，如TM617，采用了端面齒定位裝置，90定位精度達5，還有的用了光學瞄準器。 當有些銑鏜床工作臺90分度定位精度很低時，可用心棒與百分表找正來幫助提高其定位精度，即在加工好的孔中插入心棒，工作臺轉位90，用百分表找正(轉動工作臺)。,4.5 保證箱體類零件孔系精度的方法,4.5 保證箱體類零件孔系精度的方法,3. 交叉孔系的加工,找正法加工交叉孔系,1、箱體類零件的主要檢驗項目

17、各加工表面的表面粗糙度以及外觀、孔距精度、 孔與平面的尺寸精度及形狀精度、孔系的位置精度 (孔軸線的同軸度、平行度、垂直度，孔軸線與平面 的平行度、垂直度等)。,4.6 箱體類零件的檢驗,表面粗糙度值，一般采用與標準樣塊比較或目 測評定，還可用專用測量儀檢測。外觀檢查只需根 據工藝規(guī)程檢查完工情況及加工表面有無缺陷即可。 孔的尺寸精度一般采用塞規(guī)檢驗，也可用內徑千分 尺和內徑千分表等進行檢驗；若精度要求很高時， 也可用氣動量儀檢驗。平面的直線度可用平尺和塞 尺檢驗，也可用水平儀與橋板檢驗；平面的平面度 可用水平儀與橋板檢驗或標準平板涂色檢驗。,4.6 箱體類零件的檢驗,2、箱體零件孔系位置精度

18、及孔距精度的檢驗,4.6 箱體類零件的檢驗,用檢驗棒與檢驗套檢驗同軸度 用檢驗棒及百分表檢驗同軸度偏差,2、箱體零件孔系位置精度及孔距精度的檢驗,4.6 箱體類零件的檢驗,孔距的檢驗,2、箱體零件孔系位置精度及孔距精度的檢驗,4.6 箱體類零件的檢驗,孔平行度的檢驗,2、箱體零件孔系位置精度及孔距精度的檢驗,4.6 箱體類零件的檢驗,孔軸線與端面垂直度的檢驗,加工如圖所示的某減速箱。生產類型：小批生 產，材料牌號：HT200。毛坯種類：鑄件。,4.7 簡單箱體類零件工藝分析,1、零件特點 減速箱體的主要加工表面可歸納為以下3類。 (1) 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。 (2) 主要孔。軸承孔(150H7mm、90H7mm)及孔內環(huán)槽等。 (3) 其他加工部分。連接孔、螺孔、銷孔、斜油標孔以及孔的凸臺面