箱体加工课件

1、学习情境三学习情境三 箱体类零件的加工箱体类零件的加工 【教学目的和要求教学目的和要求】掌握在不同生产类型、不同精度要求的生产中，箱体类零掌握在不同生产类型、不同精度要求的生产中，箱体类零 件加工工艺过程拟定的方法和步骤，基本能够编制中等复杂程度箱体类零件加工工艺过程拟定的方法和步骤，基本能够编制中等复杂程度箱体类零 件的工艺规程。件的工艺规程。 【教学内容摘要教学内容摘要】 v1概述概述 v2孔的加工孔的加工 v3平面加工平面加工 v4专用夹具专用夹具 v5典型箱体零件加工工艺分析典型箱体零件加工工艺分析 v习题习题 箱体类零件的工艺路线的制定箱体类零件的工艺路线的制定 【教学重点、难点教学

2、重点、难点】 重点重点: :掌握箱体零件加工工艺过程拟定的方法和步骤掌握箱体零件加工工艺过程拟定的方法和步骤 v 难点难点: :根据零件的技术要求灵活地选择粗、精基准和确定加工工序顺序根据零件的技术要求灵活地选择粗、精基准和确定加工工序顺序 【教学方法和使用教具教学方法和使用教具】 多媒体讲授，挂图，教具，实验多媒体讲授，挂图，教具，实验 【教学时数教学时数】 24（18+6） 单元一单元一 概述 1 1箱体零件的功用与结构特点箱体零件的功用与结构特点 2 2箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求 3 3箱体零件的材料和毛坯箱体零件的材料和毛坯 1 1箱体零件的功用与结构特点箱体零件的功

3、用与结构特点 图图3-13-1是几种箱体的结构简图。是几种箱体的结构简图。 图图3-1 3-1 几种箱体的结构简图几种箱体的结构简图 2 2箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求 图3-2 变速箱壳体 2 2箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求 （1 1）箱体上的孔大都是轴承支承孔，加工质量）箱体上的孔大都是轴承支承孔，加工质量 要求较高；平行孔系之间，应有一定孔距尺要求较高；平行孔系之间，应有一定孔距尺 寸精度和平行度要求，；同轴线上的孔应有寸精度和平行度要求，；同轴线上的孔应有 一定的同轴度要求。一定的同轴度要求。 （2 2）箱体的装配基准面和加工中的定位基准面）箱体的装配基

4、准面和加工中的定位基准面 应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值要应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值要 求。求。 （3 3）各支承孔与装配基准面之间应有一定的尺寸精）各支承孔与装配基准面之间应有一定的尺寸精 度和平行度，与端面应有一定的垂直度；各平度和平行度，与端面应有一定的垂直度；各平 面与装配基准面之间也应有一定的平行度和垂面与装配基准面之间也应有一定的平行度和垂 直度。直度。 箱体的技术要求根据箱体的工作条件和使用箱体的技术要求根据箱体的工作条件和使用 性能的不同而有所不同。一般件为：轴孔的尺寸性能的不同而有所不同。一般件为：轴孔的尺寸 精度为精度为IT6IT6IT7IT7，圆度不超过孔

5、径公差的一半，圆度不超过孔径公差的一半， 表面粗糙度表面粗糙度 为 为0.40.40.80.8m m。作为装配基准和。作为装配基准和 定位基准的重要平面的平面度要求较高，表面粗定位基准的重要平面的平面度要求较高，表面粗 糙度糙度 为 为0.630.63m m。 3 3箱体零件的材料和毛坯箱体零件的材料和毛坯 一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号根据需要可选用一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号根据需要可选用 HT200HT200HT400HT400，常用，常用HT200HT200；某些负荷大的箱体采用铸钢件；单件小；某些负荷大的箱体采用铸钢件；单件小 批生产情况下，可采用钢板焊接；在某些特

6、定条件下，可采用其它材批生产情况下，可采用钢板焊接；在某些特定条件下，可采用其它材 料。料。 铸件毛坯的加工余量视生产批量而定，单件小批生产时，一般采铸件毛坯的加工余量视生产批量而定，单件小批生产时，一般采 用木模手工造型，毛坯的精度低，加工余量较大；而大批量生产时，用木模手工造型，毛坯的精度低，加工余量较大；而大批量生产时， 通常采用金属模机器造型，毛坯的精度较高，加工余量可适当减少。通常采用金属模机器造型，毛坯的精度较高，加工余量可适当减少。 单件小批生产直径大于单件小批生产直径大于50mm50mm的孔，成批生产大于的孔，成批生产大于30mm30mm的孔，一般都在的孔，一般都在 毛坯上铸出

7、预孔，以减少加工余量。毛坯上铸出预孔，以减少加工余量。 单元二 孔的加工 v内孔常用的方法：内孔常用的方法： v钻孔、扩孔、镗孔、拉孔、铰孔、磨孔、研磨孔、 珩磨孔、滚压孔等。 表表2-1 孔的加工方案孔的加工方案 v在钻床上，用旋转的钻头钻削孔是孔加 工最常用的方法，钻头的旋转运动为主 切削运动 l钻削工艺特点及应用钻削工艺特点及应用 工艺特点 应用 一、钻孔 （a）钻头旋转 （b） 工件旋转 钻床及钻头 图 钻床的加工方法 图 麻花钻的结构 柄部柄部工作部分工作部分 颈颈 部部 导向部分导向部分 切削部分切削部分 用普通麻花钻钻孔存在着钻头易磨损、排屑 困难及孔的精度差等问题，但经过长期实

8、践，麻 花钻结构得到改进，已形成系列群钻，提高了钻 头的耐用度、钻削生产率及加工精度，并使操作 更加简便，适应性更广。 钻孔一般加工精度为IT13IT11，表面粗糙 度Ra值为5012.5m。 扩孔是用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩孔是用扩孔钻对工件上已有的孔进行 加工，以扩大孔径，并提高加工质量。扩孔加工，以扩大孔径，并提高加工质量。扩孔 后，精度可达后，精度可达IT10IT9，表面粗糙，表面粗糙 为为6.3 3.2 m。 扩孔加工如右图所示，其特点如下：扩孔加工如右图所示，其特点如下： 1）切削深度小，切屑窄，易于排出，也不易刮伤已加）切削深度小，切屑窄，易于排出，也不易刮伤已加 工表面；工

9、表面； 2）切削刃不必自外缘延伸到中心，避免了横刃及横刃）切削刃不必自外缘延伸到中心，避免了横刃及横刃 引起的不良影响，生产率和加工质量较高；引起的不良影响，生产率和加工质量较高； 3）由于容屑槽较浅窄，刀体上可做出）由于容屑槽较浅窄，刀体上可做出34个刀齿，导向个刀齿，导向 性好，切削平衡，可提高生产率。性好，切削平衡，可提高生产率。 二、扩孔二、扩孔 图图 扩孔加工示意图扩孔加工示意图 图 镗床镗孔 三 镗孔 图 车床镗孔 镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进给运动的切削 加工方法称为镗削加工。镗削加工主要在铣镗床、镗 床上进行，是常用的孔加工方法。 铣镗床镗孔主要用于机座、箱体、支架等大型零

10、 件上孔和孔系的加工。此外，铣镗床还可以加工外圆 和平面。由于一些箱体和大型零件上的一些外圆和端 面与它们上的孔有位置精度要求，所以在镗床上加工 孔的同时，也希望能在一次装夹工位内把这些外圆和 端面都加工出来。镗孔加工精度为IT7IT8，表面粗 糙度Ra值为0.80.1m。 四、拉孔四、拉孔 拉孔是在拉床上用拉刀通过工件已有孔的粗精加工 并为一个工步完成的加工方法。 拉削可看成是多把刨刀排列成队的多刃刨削，拉削 时工件不动，拉刀相对工件作直线运动。拉孔是大批大 量生产中常用的一中精加工方法，特点是：生产率高； 机床管理简单；简化了工艺过程（一把拉刀代替扩孔钻、 铰刀和砂轮）； 能加工特殊形状孔

11、（如花键孔）；拉 孔精度高。拉削精度可达IT6IT8，表面粗糙度Ra值为 0.80.4m。 拉削拉削 加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=0.40.8um 用拉刀在拉床加工工件的工艺方法。 1.拉刀 根据工件加工面及截面形状不同，拉刀有多种形式。 常用的圆孔拉刀如图所示。 头部头部颈部颈部 前导部前导部切削部切削部校准部校准部 尾部尾部 后导部后导部 图 拉刀 2.拉孔的工艺特点： 生产率高； 加工范围广； 加工精度高，表面粗糙度低； 拉床结构简单； 拉刀寿命长。 v 图 拉刀拉孔过程 拉孔与其他孔加工方法比较，具有以下特点： 3.拉床 拉床按用途可分为内拉床及外拉床，按机床布局可分 为

12、卧式和立式。其中，以卧式内拉床应用最为普遍。 如图所示为卧式内拉床的外形结构。 铰孔铰孔是用铰刀从工件孔壁上切削下微量的金属的加工方法。是用铰刀从工件孔壁上切削下微量的金属的加工方法。 铰孔的精度可达铰孔的精度可达IT8IT6，表面粗糙度，表面粗糙度 为为1.60.4 m 。 铰孔的工作特点，主要有：铰孔的工作特点，主要有： 1）铰孔只能保证孔本身的精度，而纠正位置误差和原孔轴）铰孔只能保证孔本身的精度，而纠正位置误差和原孔轴 线歪斜的能力很差；线歪斜的能力很差； 2）铰刀是定径刀具，较易保证铰孔的加工质量；）铰刀是定径刀具，较易保证铰孔的加工质量； 3）铰孔的适应性差，一把铰刀只能加工一种尺

13、寸与公差的）铰孔的适应性差，一把铰刀只能加工一种尺寸与公差的 孔；孔； 4）铰削可加工一般的金属工件，如普通钢、铸铁和有色金）铰削可加工一般的金属工件，如普通钢、铸铁和有色金 属，但不适宜加工淬火钢等硬度过高的材料。属，但不适宜加工淬火钢等硬度过高的材料。 铰刀铰刀分为：分为： 手用铰刀手用铰刀：为直柄，工作部分较长，导向性好，可防止饺孔：为直柄，工作部分较长，导向性好，可防止饺孔 时铰刀歪斜。时铰刀歪斜。 机用铰刀机用铰刀：适用于在车床、钻床、数控机床等机床上使用。：适用于在车床、钻床、数控机床等机床上使用。 五、铰孔五、铰孔 磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工，如 图所示。其主运动是砂轮的

14、旋转运动。 图 磨内孔 六、磨 孔 普通内圆磨床 它主要由床身、工作台、头架、砂轮架和滑鞍等组成。 平面的加工方法较多，有平面的加工方法较多，有车削、刨削、车削、刨削、 插削、拉削、铣削、磨削和光整加工的研磨插削、拉削、铣削、磨削和光整加工的研磨 及刮研及刮研等。等。 单元三 平面加工 序序 号号 加工方法加工方法经济精度经济精度 等级等级 表面粗糙度表面粗糙度 （RaRa）um 适用范围适用范围 1粗车粗车半精车半精车9 96.33.26.33.2 适用回转体零件的端面适用回转体零件的端面 2粗车粗车半精车半精车精车精车IT8IT7IT8IT71.60.81.60.8 3粗车粗车半精车半精车

15、磨削磨削IT8IT6IT8IT60.80.20.80.2 4粗刨（精铣）粗刨（精铣）精刨精刨 （精铣）（精铣） IT10IT8IT10IT86.31.66.31.6精度要求不太高的不淬硬表精度要求不太高的不淬硬表 面面 5粗刨（铣）粗刨（铣）精刨精刨 （铣）（铣）刮研刮研 IT7IT6IT7IT60.80.10.80.1精度要求较高的不淬硬表面精度要求较高的不淬硬表面 6粗刨（铣）粗刨（铣）精刨精刨 （铣）（铣）磨削磨削 IT7IT70.80.20.80.2精度要求较高的淬硬或不淬精度要求较高的淬硬或不淬 硬表面硬表面 7粗刨（铣）粗刨（铣）精刨精刨 （铣）（铣）粗磨粗磨精磨精磨 IT7IT6

16、IT7IT60.40.020.40.02 8粗铣粗铣拉拉IT9IT7IT9IT70.80.20.80.2大批量生产，较小平面（精大批量生产，较小平面（精 度与拉刀精度有关）度与拉刀精度有关） 9粗铣粗铣精铣精铣精磨精磨 研磨研磨 IT5IT5以上以上0.10.060.10.06高精度平面高精度平面 表表 平面加工方案平面加工方案 刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动， 如图所示。因此，刨削速度不可能太高，故生产率 较低。 图1-4 刨削加工 一、刨 削 1 1、刨削加工、刨削加工 在刨床上用刨刀对工件进行切削加工的过程称为 刨削加工。刨平面时，用台虎钳或螺栓将工件固定在 刨床的工作台上，刨刀

17、则安装在刀架上。 牛头刨床 刨削加工时，刨刀作水平的往复直线运动，工件作间 歇直线进给运动。龙门刨床刨削加工时，工件作水平 的往复直线运动，刀具作间歇直线进给运动。 常用刨床有牛头刨床。牛头刨床是应用较广的 一种刨床，适于刨削长度不超过1000mm的中、小型 工件。 龙门刨床用来加工大型工件，或同时加工 数个中、小型工件。 图 刨削加工的典型表面 刨削加工常见的机床主要有牛头刨床和龙门刨床。 刨床 （1）牛头刨床：适于加工中、小型零件。 （2）龙门刨床：适于加工大型零件。 图 刨刀 二、插削二、插削 插削也可看作是刨削的一插削也可看作是刨削的一 种，只是插刀作垂直方向往复种，只是插刀作垂直方向

18、往复 运动切削。插削主要用于加工运动切削。插削主要用于加工 工件的内表面。生产率与加工工件的内表面。生产率与加工 精度较低。见右图。精度较低。见右图。 铣削的主切削运动 是刀具的旋转运动，工 件本身不动，而是装夹 在机床的工作台上完成 进给运动。 三、铣三、铣 削削 图3-1 铣削加工 1.铣削加工的工艺特点铣削加工的工艺特点 铣削是利用多刃回旋体刀具在铣床上对工件进行加工的一 种切削加工方法。它可以加工水平面、垂直面、斜面、沟槽、 成形表面、螺纹和齿形等，也可以用来切断材料。是平面加工 的主要方法之一。铣削加工的典型加工方法见图3-2。 与其他平面加工方法相比较，铣削的工艺特点是： 1 1）

19、铣削的适应性比刨削更广；）铣削的适应性比刨削更广； 2 2）生产率高；）生产率高； 3 3）铣削加工范围广；）铣削加工范围广； 4 4）铣削力变化较大，易产生振动，切削不平稳；）铣削力变化较大，易产生振动，切削不平稳； 5 5）铣刀与铣床结构比刨刀与刨床复杂，且铣刀的制造和刃磨）铣刀与铣床结构比刨刀与刨床复杂，且铣刀的制造和刃磨 也比刨刀复杂，故铣削成本比刨削高。也比刨刀复杂，故铣削成本比刨削高。 6 6）加工质量一般与刨削相近。）加工质量一般与刨削相近。 铣削加工铣削加工 图3-2 铣削的典型加工方法 2.铣床及附件 铣床是用铣刀进行切削加工的机床，它的用途极为广泛。在铣 床上常用不同类型的

20、铣刀，配备万能分度头、回转工作台等附 件，可以完成图3-2所示的各种典型表面加工。 铣床的类型很多，主要有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、 工作台不升降铣床、龙门铣床、工具铣床；此外还有仿形铣床、 仪表铣床和各种专门化铣床等。 （1）万能卧式升降台铣床 （2）立式升降台铣床）立式升降台铣床 （3）龙门铣床）龙门铣床 图3-3 铣床 ab c 万能分度头万能分度头 万能分度头是铣床的重要附件，其最基本的功能是使装夹在万能分度头是铣床的重要附件，其最基本的功能是使装夹在 分度头主轴顶尖与尾座顶尖之间或夹持在卡盘上的工件，依次分度头主轴顶尖与尾座顶尖之间或夹持在卡盘上的工件，依次 转过所需的角度，以

21、达到规定的分度要求。转过所需的角度，以达到规定的分度要求。 它可以完成以下工作：它可以完成以下工作： （a a）使工件绕本身轴线进行分度（等分或不等分）。如六方、）使工件绕本身轴线进行分度（等分或不等分）。如六方、 齿轮、花键等等分的零件。齿轮、花键等等分的零件。 (b(b）在铣削螺旋槽或凸轮时，能配合工作台的移动使工件连续）在铣削螺旋槽或凸轮时，能配合工作台的移动使工件连续 旋转。旋转。 (c (c）使工件的轴线相对铣床工作台台面扳成所需要的角度（水）使工件的轴线相对铣床工作台台面扳成所需要的角度（水 平、垂直或倾斜）。因此，可以加工不同角度的斜面。平、垂直或倾斜）。因此，可以加工不同角度的

22、斜面。 铣床附件铣床附件 （1 1）圆柱铣刀）圆柱铣刀 一般都是用高速钢整体制造，直线或螺旋线切削刃分布在一般都是用高速钢整体制造，直线或螺旋线切削刃分布在 圆周表面上，没有副切削刃，主要用于卧式铣床铣削宽度小于圆周表面上，没有副切削刃，主要用于卧式铣床铣削宽度小于 长度的狭长平面。长度的狭长平面。 （2 2）面铣刀）面铣刀 主切削刃分布在圆柱或圆锥面上，端面切削刃为副切削刃。主切削刃分布在圆柱或圆锥面上，端面切削刃为副切削刃。 按刀齿材料分为高速钢和硬质合金两大类。按刀齿材料分为高速钢和硬质合金两大类。高速钢面铣刀一般高速钢面铣刀一般 用于加工中等宽度的平面。硬质合金面铣刀的切削效率及加工用

23、于加工中等宽度的平面。硬质合金面铣刀的切削效率及加工 质量均比高速钢铣刀高，故目前广泛使用硬质合金面铣刀加工质量均比高速钢铣刀高，故目前广泛使用硬质合金面铣刀加工 平面。平面。 （3）立铣刀）立铣刀 主要用于铣削凹槽、台阶面和小平面。主要用于铣削凹槽、台阶面和小平面。 3.铣刀的类型及应用铣刀的类型及应用 （4）三面刃铣刀）三面刃铣刀 主要用在卧式铣床上铣削台阶面和凹槽。主要用在卧式铣床上铣削台阶面和凹槽。 (5)锯片铣刀锯片铣刀 用于铣削窄槽和板料、棒料、型材的切断。用于铣削窄槽和板料、棒料、型材的切断。 （6）键槽铣刀）键槽铣刀 用于加工圆头封闭键槽。用于加工圆头封闭键槽。 铣刀及其几何角

24、度铣刀及其几何角度 铣刀的种类： 铣刀的种类： 圆柱形铣刀圆柱形铣刀面铣刀面铣刀 三三 面面 刃刃 铣铣 刀刀 锯片铣刀锯片铣刀 立铣刀立铣刀 键槽铣刀键槽铣刀 模具铣刀模具铣刀 角度铣刀角度铣刀成型铣刀成型铣刀 周铣 端铣 用圆柱铣刀的圆周刀齿加工平面。 用端铣刀端面刀齿加工平面。 顺铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。 逆铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。 1. 1. 周铣周铣 铣削方式 顺铣 逆铣 刀具寿命长； 工件表面质量高； 有利于工件的加紧。 工件表面质量低。 刀具磨损严重； 不利于工件的加紧。 图3-4 顺铣和逆铣 a)顺铣 b)逆铣 a) b) 2

25、. 2. 端铣端铣 对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度宽度的对称中心线重合。 不对称逆铣：铣刀轴线偏置与铣削弧长的对称位置，且逆铣 部分大于顺铣部分的铣削方式。 图3-5 端铣方式 不对称顺铣：其特征与不对称逆铣正好相反。 四、磨削加工四、磨削加工 磨平面在平面磨床上进行，平面磨削方法 有周磨法和端磨法两种，如左图所示。周磨法 加工精度高，表面粗糙度小，但生产率较低， 多用于单件、小批生产。 端磨法生产率较高， 但加工质量略差于周磨法，多用于大批量生产 中磨削精度要求不高的平面。平面精磨后精度 可达IT6IT5，表面粗糙度Ra值可达0.4 0.1m。 2.平面磨床的类型及特点 根据平面磨床工作台的

26、形状和砂轮工作面的不同， 普通平面磨床可分为四种类型：卧轴矩台式平面磨床、 卧轴圆台式平面磨床、立轴矩台式平面磨床、立轴圆 台式平面磨床。 图3-6 平面磨床加工示意图 a.卧轴矩台平面磨床磨削b.卧轴圆台平面磨床磨削 c.立轴矩台平面磨床磨削d.立轴圆台平面磨床磨削 1.直线进给式铣床夹具 这类夹具安装在作直线进给运动的铣床工作台 上。 2.圆周进给式铣床夹具 一般用于立式圆工作台铣床或鼓轮式铣床等。 3.靠模铣床夹具 在铣床上用靠模铣削工件的夹具，可用来在一 般万能铣床上加工出所需要的成形曲面，扩大了机 床的工艺用途。 一、铣床夹具 单元四单元四 专用夹具专用夹具 二、铣床类夹具 1 1铣

27、床类夹具的特点铣床类夹具的特点 用途：用途： v适用于铣床、平面磨床。适用于铣床、平面磨床。 特点：特点： v工件安装在夹具上随同机床工作台工件安装在夹具上随同机床工作台 一起作送进运动一起作送进运动 v铣削为断续切削，冲击、振动大，夹紧铣削为断续切削，冲击、振动大，夹紧 力要求较大力要求较大 v夹具要有足够的刚度和强度，本体应牢夹具要有足够的刚度和强度，本体应牢 固地固定在机床工作台上固地固定在机床工作台上 v铣削加工效率高，工件安装应迅速，要铣削加工效率高，工件安装应迅速，要 有快速对刀元件有快速对刀元件 2 2、铣床夹具的、铣床夹具的 构造构造 v主要由夹具体、定主要由夹具体、定 位板、

28、夹紧机构、位板、夹紧机构、 对刀块、定向键等对刀块、定向键等 组成组成 3 3铣床夹具的设计铣床夹具的设计 v铣床夹具的安装：主要依靠定向键和铣床夹具的安装：主要依靠定向键和 百分表校正来提高安装精度。定位键百分表校正来提高安装精度。定位键 的结构尺寸已标准化，应按铣床工作的结构尺寸已标准化，应按铣床工作 台的台的T T形槽尺寸选定，它和夹具底座形槽尺寸选定，它和夹具底座 以及工作台以及工作台T T形槽的配合为形槽的配合为H7/ /h6、 H8/ /h8。两定位键的距离应力求最大。两定位键的距离应力求最大 铣床夹具的对刀装置：铣床夹具的对刀装置： 由对刀块、（平、圆）塞尺等组成由对刀块、（平、

29、圆）塞尺等组成 二、钻床类夹具 1 1钻床类夹具的种类及其构造钻床类夹具的种类及其构造 v这类夹具主要是用来保证被加工孔的位置精度这类夹具主要是用来保证被加工孔的位置精度 v还可用于某些镗床、组合机床上还可用于某些镗床、组合机床上 v钻床夹具的种类繁多，根据被加工孔的分布情况和钻床夹具的种类繁多，根据被加工孔的分布情况和 钻模板的特点，一般分为固定式、回转式、移动式、钻模板的特点，一般分为固定式、回转式、移动式、 翻转式、复盖式和滑柱式等几种类型翻转式、复盖式和滑柱式等几种类型 图 固定模板式钻模 2 2钻床夹具的设计钻床夹具的设计 钻床夹具的设计主要考虑钻套的设计。钻套是用钻床夹具的设计主要

30、考虑钻套的设计。钻套是用 来引导钻头、扩孔钻、铰刀等孔加工刀具，加强来引导钻头、扩孔钻、铰刀等孔加工刀具，加强 刀具刚度，并保证所加工的孔和工件其它表面有刀具刚度，并保证所加工的孔和工件其它表面有 准确的相对位置。准确的相对位置。 钻套按结构和使用特点可分为以下四类钻套按结构和使用特点可分为以下四类 v 固定钻套固定钻套 v 可换钻套可换钻套 v 快换钻套快换钻套 v 特殊钻套特殊钻套 机床专用夹具设计的基本步骤机床专用夹具设计的基本步骤 1.研究原始资料，明确设计任务 2.确定夹具的结构方案，绘制结构草图 3.绘制夹具总图 4.确定并标注有关尺寸和夹具技术要求 5.绘制夹具零件图 一、专用夹

31、具设计的方法和步骤 1 1拟定夹具的结构方案拟定夹具的结构方案 明确设计要求和生产条件明确设计要求和生产条件 v了解工件情况、工序要求和加工状态了解工件情况、工序要求和加工状态 v了解使用机床、刀具的需用情况了解使用机床、刀具的需用情况 v了解生产批量和对夹具的需用情况了解生产批量和对夹具的需用情况 v了解制造车间的生产条件和技术状况了解制造车间的生产条件和技术状况 v准备好各种设计资料准备好各种设计资料 专用夹具的设计方法专用夹具的设计方法 拟定夹具的结构方案拟定夹具的结构方案 v工件的定位方案工件的定位方案 v工件的夹紧方案工件的夹紧方案 v变更工位的方案变更工位的方案 v对刀或导引方案对

32、刀或导引方案 v安装方式及夹具体的结构形式安装方式及夹具体的结构形式 对结构方案进行精度分析和估算对结构方案进行精度分析和估算 v论证方案的可行性及科学性论证方案的可行性及科学性 v对薄弱环节进行修改对薄弱环节进行修改 2 2夹具总图设计夹具总图设计 总图（总体）设计的步骤和要求总图（总体）设计的步骤和要求 总图设计的步骤总图设计的步骤 v先用双点划线将工件按加工状态绘好先用双点划线将工件按加工状态绘好 v依次绘制定位件、夹紧装置和夹紧元件、对刀依次绘制定位件、夹紧装置和夹紧元件、对刀 装置或导引件、夹具本体及各个连接件等装置或导引件、夹具本体及各个连接件等 v标注必要的尺寸、配合和技术要求标

33、注必要的尺寸、配合和技术要求 总体设计的几点要求总体设计的几点要求 v定位件、夹紧件、导引件等元件设计时应尽可能标定位件、夹紧件、导引件等元件设计时应尽可能标 准化、通用化准化、通用化 v为操作方便和防止装反，应设置止动销、障碍销、为操作方便和防止装反，应设置止动销、障碍销、 防误装标志等防误装标志等 v运动部件必须运动灵活、可靠运动部件必须运动灵活、可靠 v零部件结构工艺性要好，应易于制造、检测、装配零部件结构工艺性要好，应易于制造、检测、装配 和调整和调整 v夹具结构应便于维修和更换零部件夹具结构应便于维修和更换零部件 v适当考虑提高夹具的通用性适当考虑提高夹具的通用性 夹具总图上的尺寸标

34、注夹具总图上的尺寸标注 夹具总图上标注的五类尺寸夹具总图上标注的五类尺寸 v夹具的轮廓尺寸夹具的轮廓尺寸 v定位零件上定位表面的尺寸以及各定位表面之间的尺寸定位零件上定位表面的尺寸以及各定位表面之间的尺寸 v定位表面到对刀件或刀具导引件间的位置尺寸定位表面到对刀件或刀具导引件间的位置尺寸 v主要配合尺寸主要配合尺寸 v夹具与机床的联系尺寸夹具与机床的联系尺寸 夹具上主要元件之间的位置尺寸公差夹具上主要元件之间的位置尺寸公差 夹具总图上技术要求的规定夹具总图上技术要求的规定 目的：限制定位和导引元件等在夹具体上的相对位限制定位和导引元件等在夹具体上的相对位 置误差以及夹具的安装误差置误差以及夹具

35、的安装误差 v定位件之间或定位件对夹具体底面之间的相互位置精度要求定位件之间或定位件对夹具体底面之间的相互位置精度要求 v定位件与导引件之间的相互位置要求定位件与导引件之间的相互位置要求 v对刀件与校正面间的相互位置要求对刀件与校正面间的相互位置要求 v夹具在机床上安装时的位置精度要求夹具在机床上安装时的位置精度要求 （一般按工件相应公差的（一般按工件相应公差的1/21/5选取）选取） 编写夹具零件明细表编写夹具零件明细表 与一般机械装配图相同与一般机械装配图相同 3夹具精度的校核夹具精度的校核 影响夹具精度的因素影响夹具精度的因素 v工件定位误差工件定位误差 v刀具安装误差刀具安装误差 v刀

36、具位置误差刀具位置误差 v加工方法误差加工方法误差 包括：与机床有关的误差、与刀具有关的误差、与调整有关的误包括：与机床有关的误差、与刀具有关的误差、与调整有关的误 差、与变形有关的误差差、与变形有关的误差 各项误差的总和应小于工序尺寸公差各项误差的总和应小于工序尺寸公差 4绘制夹具零件图绘制夹具零件图 特别应注意零件的技术要求与必要说明特别应注意零件的技术要求与必要说明 夹具体设计的要求夹具体设计的要求 v应有足够的强度和刚度，以防受力变形应有足够的强度和刚度，以防受力变形 v安装需稳定，重心应尽量低，高宽比应小于安装需稳定，重心应尽量低，高宽比应小于1.25 v结构应紧凑，形状应简单，装卸

37、应方便结构应紧凑，形状应简单，装卸应方便 v应便于排屑应便于排屑 v应有良好的结构工艺性应有良好的结构工艺性 v选择制造方法应能保证精度，考虑成本选择制造方法应能保证精度，考虑成本 箱体上的加工表面主要是一些平面和支承轴孔。箱体上的加工表面主要是一些平面和支承轴孔。 平面的加工质量通常较易保证，而精度要求较高的支平面的加工质量通常较易保证，而精度要求较高的支 承轴孔的尺寸与形状精度、孔与孔间、孔与平面间的承轴孔的尺寸与形状精度、孔与孔间、孔与平面间的 位置精度则较难保证，往往成为生产的关健。如挂图位置精度则较难保证，往往成为生产的关健。如挂图 所示是典型的车床主轴箱箱体简图。所示是典型的车床主

38、轴箱箱体简图。 （一）床头箱加工工艺过程（一）床头箱加工工艺过程 表表1-11-1，表，表1-21-2是不同生产批量的主轴箱加工工艺过程。是不同生产批量的主轴箱加工工艺过程。 （二）床头箱加工工艺分析（二）床头箱加工工艺分析 单元五单元五 箱体零件加工工艺分析箱体零件加工工艺分析 表表1-1 CA61401-1 CA6140机床主轴箱大批量生产工艺过程机床主轴箱大批量生产工艺过程 序号序号工序内容工序内容定位基准定位基准8 8粗镗纵向孔粗镗纵向孔一面两孔一面两孔 1 1铸造铸造9 9精镗纵向孔精镗纵向孔一面两孔一面两孔 2 2时效时效1010精、细镗精、细镗VIVI轴孔轴孔 R R面、面、II

39、IIII、 V V轴孔轴孔 3 3漆漆 底底 漆漆 1111钻、扩、铰各横钻、扩、铰各横 向孔向孔 一面两孔一面两孔 4 4铣顶面铣顶面R R VIVI轴和轴和I I轴轴 铸孔铸孔 1212钻、扩钻、扩G G、P P、Q Q面面 上孔上孔 一面两孔一面两孔 5 5钻、扩、铰钻、扩、铰2-2- 18H7,18H7,钻、攻钻、攻R R面面 上孔和上孔和M8M8螺孔螺孔 顶面顶面R R、VIVI 轴孔内壁一轴孔内壁一 端端 1313磨磨G G、N N、O O、P P、Q Q 面面 一面两孔一面两孔 6 6铣铣G G、N N、O O、P P、Q Q 各面各面 一面两孔一面两孔 1414钳工去毛刺、清钳

40、工去毛刺、清 洗洗 7 7磨顶面磨顶面R RG G面面1515检验检验 表表1-2 CA61401-2 CA6140机床主轴箱小批量生产工艺过程机床主轴箱小批量生产工艺过程 序号序号工序内容工序内容定位基准定位基准7 7粗、精加工两端粗、精加工两端 面面P P、Q Q G G、N N面面 1 1铸造铸造8 8粗、半精加工各粗、半精加工各 纵向孔纵向孔 G G、N N面面 2 2时效时效9 9精加工各纵向孔精加工各纵向孔G G、N N面面 3 3漆底漆漆底漆1010粗、精加工横向粗、精加工横向 孔孔 G G、N N面面 4 4划线：保证主划线：保证主 轴孔加工余量轴孔加工余量 均匀：划均匀：划G

41、 G、R R、 P P及及O O面加工线面加工线 1111加工螺孔及次要加工螺孔及次要 孔孔 5 5粗、精加工顶粗、精加工顶 面面R R 按线找正按线找正 1212钳工去毛刺、清钳工去毛刺、清 洗洗 6 6粗、精加工粗、精加工G G、 N N面及侧面面及侧面O O 顶面顶面R R并校正并校正 主轴主轴 线线 1313检检 验验 （二）床头箱加工工艺分析（二）床头箱加工工艺分析 从上面两种工艺过程中可以看出，不同生产批量的箱体的加工从上面两种工艺过程中可以看出，不同生产批量的箱体的加工 工艺过程有其共性，也有其特殊性。工艺过程有其共性，也有其特殊性。 1 1加工中安排合适的热处理加工中安排合适的

42、热处理 对于普通精度的箱体，毛坯铸造完后要安排一次人工时效；对于普通精度的箱体，毛坯铸造完后要安排一次人工时效； 对于高精度的箱体或形状特别复杂的箱体，在粗加工后再安排一对于高精度的箱体或形状特别复杂的箱体，在粗加工后再安排一 次人工时效处理；对于特别精密的箱体零件，在机械加工阶段尚次人工时效处理；对于特别精密的箱体零件，在机械加工阶段尚 需安排较长时间的自然时效处理。需安排较长时间的自然时效处理。 2 2各主要表面的粗、精加工分阶段进行各主要表面的粗、精加工分阶段进行 粗、精加工分阶段进行，精加工时就可以减小夹紧力，并且粗、精加工分阶段进行，精加工时就可以减小夹紧力，并且 中间可停留一段时间

43、有利于应力的消失，可以稳定精加工时获得中间可停留一段时间有利于应力的消失，可以稳定精加工时获得 的精度。同时还可以根据粗、精加工的不同要求合理地选用设备，的精度。同时还可以根据粗、精加工的不同要求合理地选用设备， 及时发现毛坯缺陷，剔除废品，避免工时浪费。及时发现毛坯缺陷，剔除废品，避免工时浪费。 3 3采取先加工平面，后加工轴孔的顺序采取先加工平面，后加工轴孔的顺序 从表从表1-11-1、表、表1-21-2可以看出，加工顺序通常是先加工精基准平面，可以看出，加工顺序通常是先加工精基准平面， 然后加工孔。在同一加工阶段中，也是先加工平面后加工平面上的孔。然后加工孔。在同一加工阶段中，也是先加工

44、平面后加工平面上的孔。 4 4先加工基准面，后加工其它面先加工基准面，后加工其它面 （1 1）精基准的选择）精基准的选择 为便于保证箱体上孔与孔、孔与平面及平面与平面之间较高的位为便于保证箱体上孔与孔、孔与平面及平面与平面之间较高的位 置精度要求，箱体加工应遵循置精度要求，箱体加工应遵循“基准统一基准统一”原则选择精基准，使具有原则选择精基准，使具有 位置精度要求的大部分表面能用同一精基准定位加工。此外，采用统位置精度要求的大部分表面能用同一精基准定位加工。此外，采用统 一的定位基准，还有利于减少夹具设计与制造的工作量，加快生产准一的定位基准，还有利于减少夹具设计与制造的工作量，加快生产准 备

45、，降低成本。备，降低成本。 在中小批生产中采用以装配基准面作为统一的定位基准，这样使在中小批生产中采用以装配基准面作为统一的定位基准，这样使 装配、加工都采用同一基准，既符合基准重合原则，又符合基准统一装配、加工都采用同一基准，既符合基准重合原则，又符合基准统一 原则。原则。 大批量生产时，常采用一面两孔作为统一基准，使机床夹具结构大批量生产时，常采用一面两孔作为统一基准，使机床夹具结构 简化、刚度提高，工件装卸快速方便。采用这一定位方式时，其中的简化、刚度提高，工件装卸快速方便。采用这一定位方式时，其中的 定位平面最好是零件的设计基准或装配基准，这样，既符合基准重合定位平面最好是零件的设计基

46、准或装配基准，这样，既符合基准重合 原则，又符合基准统一原则。原则，又符合基准统一原则。 （2 2）粗基准的选择）粗基准的选择 生产中一般都选用主轴承孔的毛坯面和距主轴孔较远的孔作生产中一般都选用主轴承孔的毛坯面和距主轴孔较远的孔作 为粗基准。为粗基准。 中小批生产时，由于毛坯精度较低，直接以主轴承孔定位，中小批生产时，由于毛坯精度较低，直接以主轴承孔定位， 不能保证毛坯的定位精度。因此，常常以划线的方式装夹工件。不能保证毛坯的定位精度。因此，常常以划线的方式装夹工件。 划线时，以主轴承孔中心线为基准，照顾毛坯的外形和尺寸以划线时，以主轴承孔中心线为基准，照顾毛坯的外形和尺寸以 及加工面要有足

47、够的加工余量，划出主要定位基准面的加工位及加工面要有足够的加工余量，划出主要定位基准面的加工位 置线，然后以此为基准划出各加工面的加工位置线。置线，然后以此为基准划出各加工面的加工位置线。 大批量生产时，毛坯的精度较高，可以直接以主轴承孔在夹大批量生产时，毛坯的精度较高，可以直接以主轴承孔在夹 具上定位。这样既能保证高效率又能保证定位、加工精度。具上定位。这样既能保证高效率又能保证定位、加工精度。 单元六 箱体类零件工艺路线的制定 相关知识相关知识: 箱体类零件是机器或箱体部件的主要零件，其箱体类零件是机器或箱体部件的主要零件，其 加工质量直接影响箱内零件的装配精度与运动精度加工质量直接影响箱

48、内零件的装配精度与运动精度 以及机器的工作精度、使用性能和寿命。以及机器的工作精度、使用性能和寿命。 以下介绍蜗轮减速机箱体机械加工工艺的编制以下介绍蜗轮减速机箱体机械加工工艺的编制 实例，了解箱体类零件机械加工工艺编制的方法和实例，了解箱体类零件机械加工工艺编制的方法和 步骤，步骤， 以及相关的知识。以及相关的知识。 机械加工工艺编制任务书：机械加工工艺编制任务书： 任务名称任务名称: 编制蜗轮减速机箱体零件机械加工工艺编制蜗轮减速机箱体零件机械加工工艺 编制依据编制依据: 1相关技术文件和资料相关技术文件和资料 （1）箱体装配图）箱体装配图 （2）产品零件图）产品零件图 （3）相关的设备和

49、工艺装备资料）相关的设备和工艺装备资料 2产品生产纲领产品生产纲领 : 产品的生产纲领为产品的生产纲领为“小批单件小批单件”（100台台/年）。年）。 箱体的备品百分率为箱体的备品百分率为2%、废品百分率为、废品百分率为1%。 3生产条件和资源生产条件和资源: 毛坯由铸铁车间提供毛坯由铸铁车间提供, 由机加工车间负责加工。由机加工车间负责加工。 现有相关设备：现有相关设备： （1）20005000划线平台划线平台 （2）Z5140A立式钻床立式钻床3台台 （3）B1010/1单臂刨床单臂刨床3台台 （4）B6050牛头刨床牛头刨床5台台 （5）X5030立式铣床立式铣床3台台 （6）X336单

50、柱平面铣床单柱平面铣床3台台 （7）TX618卧式镗铣床卧式镗铣床3台台 各设备均达到通用机床规定的各项精度要求。各设备均达到通用机床规定的各项精度要求。 工作结果工作结果 : 1编制工艺过程卡。编制工艺过程卡。 2编制关键加工工序卡和工艺附图。编制关键加工工序卡和工艺附图。 箱体零件图箱体零件图 一一. 零件图技术分析零件图技术分析 分析箱体装配图和零件图的结构特点，找出其主要技术要求分析箱体装配图和零件图的结构特点，找出其主要技术要求 和加工关键。和加工关键。 箱体上体箱体上体 箱体下体箱体下体 分析箱体零件的精度要求分析箱体零件的精度要求: 该箱体的孔与平面精度要求较高。该箱体的孔与平面

51、精度要求较高。62H7;40H7内孔都具有内孔都具有 较高的尺寸精度（较高的尺寸精度（IT7）。）。 位置精度要求（垂直度位置精度要求（垂直度0.05），表面粗糙度），表面粗糙度Ra值为值为3.2， 是加工的关键表面。是加工的关键表面。 40孔的内端面距离尺寸为孔的内端面距离尺寸为60，尺寸精度要求不高，但均要，尺寸精度要求不高，但均要 求与求与40H7轴线垂直，由于是对称标注，两平面要关于中心线轴线垂直，由于是对称标注，两平面要关于中心线 为对称；表面粗糙度为对称；表面粗糙度Ra值为、值为、3.2，也是加工的关键表面。，也是加工的关键表面。 两孔轴线为两孔轴线为90的立体相交，而且中心上下距

52、的立体相交，而且中心上下距1200.18， 是加工的关键点和难点。是加工的关键点和难点。90立体相交的精度只能由设备（镗立体相交的精度只能由设备（镗 床）的精度予保证。床）的精度予保证。 箱体零件的形状结构较为复杂，但尺寸不是很大，材料为灰箱体零件的形状结构较为复杂，但尺寸不是很大，材料为灰 铸铁，毛坯类型为铸件，铸铁，毛坯类型为铸件， 一般箱体类零件孔的尺寸公差等级为一般箱体类零件孔的尺寸公差等级为IT6IT8，表面粗糙度，表面粗糙度 Ra值为值为1.66.3，形位公差常有圆柱度、同轴度、平行度、垂，形位公差常有圆柱度、同轴度、平行度、垂 直度、圆跳动或全跳动等要求。其余表面的精度要求较低，

53、有直度、圆跳动或全跳动等要求。其余表面的精度要求较低，有 的不需要机械加工。的不需要机械加工。 二确定生产类型二确定生产类型 计算箱体零件的生产纲领：计算箱体零件的生产纲领： （1）产品的生产纲领）产品的生产纲领Q100台台/年；年； （2）每台产品中箱体的数量）每台产品中箱体的数量n1件件/台；台； （3）箱体零件的备品百分率）箱体零件的备品百分率a2%； （4）箱体零件的废品百分率）箱体零件的废品百分率b1%； 箱体零件的生产纲领计算如下：箱体零件的生产纲领计算如下： NQn（1a）（）（1b） 1001（12%）（）（11%） 103 件件/年年 确定箱体零件的生产类型：确定箱体零件的生

54、产类型： 根据箱体零件的生产纲领为根据箱体零件的生产纲领为103件件/年，查附表年，查附表 1可知（箱体零件是中型机械），生产类型属于小可知（箱体零件是中型机械），生产类型属于小 批单件生产，其工艺特征是：批单件生产，其工艺特征是： （1）生产效率不高，但需要熟练的技术工人；）生产效率不高，但需要熟练的技术工人； （2）毛坯的制造采用木摸手工造型的铸造方法；）毛坯的制造采用木摸手工造型的铸造方法； （3）加工设备采用通用机床；）加工设备采用通用机床； （4）工艺装备采用通用夹具、专、通用刀具、标）工艺装备采用通用夹具、专、通用刀具、标 准量具；准量具； （5）工艺文件需编制加工工艺过程卡片和关

55、键工）工艺文件需编制加工工艺过程卡片和关键工 序卡片。序卡片。 三三 确定毛坯类型及其制造方法确定毛坯类型及其制造方法 根据箱体零件设计采用的材料及现有生产条根据箱体零件设计采用的材料及现有生产条 件等，选择毛坯的制造方法，并绘制木模造型的件等，选择毛坯的制造方法，并绘制木模造型的 热加工毛坯图（铸造工艺图）略。热加工毛坯图（铸造工艺图）略。 由于该箱体为上下体组合结构，制造材料是由于该箱体为上下体组合结构，制造材料是 灰铸铁灰铸铁HT150，其毛坯种类只能是铸件。，其毛坯种类只能是铸件。 依据小批单件生产的工艺特征，箱体的毛坯依据小批单件生产的工艺特征，箱体的毛坯 常采用低效、低精度、余量较

56、大的制造方法，所常采用低效、低精度、余量较大的制造方法，所 以，箱体毛坯宜采用木模砂型铸造法。以，箱体毛坯宜采用木模砂型铸造法。 铸件适用于形状复杂的零件毛坯，其材料有铸铁、铸钢及铸件适用于形状复杂的零件毛坯，其材料有铸铁、铸钢及 铜、铝等有色金属。铜、铝等有色金属。 不同的毛坯制造方法，其生产率和成本都不相同。铸件不同的毛坯制造方法，其生产率和成本都不相同。铸件 的制造方法有砂型铸造、压力铸造、金属型铸造、精密铸造等，的制造方法有砂型铸造、压力铸造、金属型铸造、精密铸造等， 其中砂型铸造最为常用。其中砂型铸造最为常用。 当产量较小、精度较低时，一般采用木模手工造型的砂当产量较小、精度较低时，

57、一般采用木模手工造型的砂 型铸造法。由于木模本身制造精度低，易受潮变形，加之手工型铸造法。由于木模本身制造精度低，易受潮变形，加之手工 造型误差大、效率低，所以铸件精度低，加工余量大且不均匀，造型误差大、效率低，所以铸件精度低，加工余量大且不均匀， 生产率低。因不需配备过多的造型设备，毛坯的制造成本较低。生产率低。因不需配备过多的造型设备，毛坯的制造成本较低。 当产量较大、精度较高时，一般采用金属模机械造型的当产量较大、精度较高时，一般采用金属模机械造型的 砂型铸造法。由于紧砂与起模工序均采用机械化代替手工操作，砂型铸造法。由于紧砂与起模工序均采用机械化代替手工操作， 所以相对于手工造型，精度

58、较高，加工余量小且均匀，生产率所以相对于手工造型，精度较高，加工余量小且均匀，生产率 高。但需配备金属模板和相应的造型设备，一次性投入费用较高。但需配备金属模板和相应的造型设备，一次性投入费用较 高，所以不适用于较小批量的生产。高，所以不适用于较小批量的生产。 四四 选择定位基准和加工装备选择定位基准和加工装备 选择粗、精基准：选择粗、精基准： 第一步：以剖分面为粗基准第一步：以剖分面为粗基准 加工上平面加工上平面 第二步：以上平面为精基准第二步：以上平面为精基准 加工剖分面加工剖分面 上体上体 下下 体体 第一步：以剖分面为粗基准第一步：以剖分面为粗基准 加工下平面加工下平面 第二步：以下平

59、面为精基准第二步：以下平面为精基准 加工剖分面加工剖分面 箱体类零件有以下特点：箱体类零件有以下特点： 1. 合理选择各工序的定位基准是保证零件加工精度的关键，对合理选择各工序的定位基准是保证零件加工精度的关键，对 提高生产率、降低生产成本都有重要影响。提高生产率、降低生产成本都有重要影响。 2选好第一道工序或创建或转换精基准是保证零件加工精度选好第一道工序或创建或转换精基准是保证零件加工精度 的关键，最初因毛坯的表面没有经过加工，只能以粗基准定位加的关键，最初因毛坯的表面没有经过加工，只能以粗基准定位加 工出精基准。在以后的工序中，则应采用精基准定位贯穿加工的工出精基准。在以后的工序中，则应

60、采用精基准定位贯穿加工的 全过程。全过程。 3选择定位基准时，一般根据零件主要表面的加工精度，特选择定位基准时，一般根据零件主要表面的加工精度，特 别是有位置精度要求的表面作精基准，同时，要确保工件装夹稳别是有位置精度要求的表面作精基准，同时，要确保工件装夹稳 定可靠、控制好装夹变形、操作要方便，夹具要通用、简单。定可靠、控制好装夹变形、操作要方便，夹具要通用、简单。 4选择精基准应遵循：基准重合原则、统一原则、自为与互选择精基准应遵循：基准重合原则、统一原则、自为与互 为基准原则。为基准原则。 5选择粗基准应遵循：便于加工转化为精基准；面积较大；选择粗基准应遵循：便于加工转化为精基准；面积较