箱体类零件加工工艺编制及实施教材

机械制造工艺

第4章箱体类零件加工工艺编制及实施箱体类零件基础知识。

箱体类零件加工方法。

箱体类零件常用加工设备。

箱体类零件常用加工刀具。

保证箱体类零件孔系精度的方法。

箱体类零件的检验。

箱体类零件的加工工艺分析。

具有箱体类零件工艺分析能力。

掌握箱体类零件毛坯的选择方法。

具有编制简单箱体类零件机械加工工艺过程卡的能力。

具有编制简单箱体类零件机械加工工序卡的能力。

初步具备较复杂箱体类零件的工艺路线编写能力。4.1工作场景导入

如图4-1所示为8E160C-J中间泵壳零件图,现为中小批量生产。

任务要求：编制中间泵壳零件的机械加工工艺过程卡、机械加工工序卡。图4.18E160C-J中间泵壳零件图4.2基础知识4.2.1箱体类零件的功用和结构特点

图4.2几种常见的箱体零件简图功用：箱体类零件是机器或箱体部件的基础件。它将机器或箱体部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互位置关系装连在一起，按一定的传动关系协调地运动。因此，箱体类零件的加工质量不但直接影响箱体的装配精度和运动精度，而且还会影响机器的工作精度、使用性能和寿命。结构特点：形状复杂。体积较大。壁薄容易变形、有精度要求较高的孔和平面4.2.2箱体类零件的技术要求

图4.3某车床主轴箱简图以图4-3某车床主轴箱简图为例，箱体类零件的技术要求可归纳为以下5项精度要求。孔径精度孔与孔的位置精度孔和平面的位置精度主要平面的精度表面粗糙度4.2.2箱体类零件的技术要求

材料：HT200；较精密的箱体零件—耐磨铸铁。毛坯：铸件；简单或小批量、单件生产—钢板焊接结构。大负荷—铸钢件毛坯。在特定条件下—铝镁合金或其他铝合金制作箱体毛坯。热处理：铸造之后—一次人工时效处理。高精度或形状特别复杂的箱体零件，在粗加工之后还要安排一次人工时效处理。4.2.3箱体类零件的材料、毛坯及热处理

箱体体零零件件：：平面面和和孔孔的的加加工工平面面的的加加工工方方法法：：车削削、、铣铣削削、、刨刨削削、、拉拉削削、、磨磨削削、、刮刮研研、、研研磨磨、、抛抛光光、、超超精精加加工工等等。。轴孔孔加加工工方方法法：：镗、、钻钻、、扩扩、、铰铰、、精精细细镗镗、、珩珩磨磨、、研研磨磨等等。。当生生产产批批量量较较大大时时，，可可在在组组合合机机床床上上采采用用多多轴轴、、多多面面、、多多工工位位和和复复合合刀刀具具等等方方法法来来提提高高生生产产率率。。4.3箱体体类类零零件件的的加加工工方方法法1.平面面车车削削平面面车车削削一一般般用用于于加加工工轴轴、、轮轮、、盘盘、、套套等等回回转转体体零零件件的的端端面面、、台台阶阶面面等等。。一一般般在在车车床床上上一一次次装装夹夹中中加加工工完完成成相相关关的的外外圆圆和和内内孔孔在在。。中中、、小小型型零零件件的的平平面面车车削削在在卧卧式式车车床床上上进进行行，，重重型型零零件件的的加加工工可可在在立立式式车车床床上上进进行行。。平平面面车车削削的的精精度度可可达达IT7～IT6，表表面面粗粗糙糙度度Ra<12.5～1.6µµm。4.3.1箱体体类类零零件件的的平平面面加加工工2.平面面铣铣削削铣削削是是平平面面加加工工的的主主要要方方法法。。铣铣削削中中、、小小型型零零件件的的平平面面—卧式式或或立立式式铣铣床床，，铣铣削削大大型型零零件件的的平平面面—龙门铣铣床。。铣削工工艺具具有工工艺范范围广广、生生产效效率高高、刀刀齿散散热条条件较较好等等特点点。平面铣铣削—粗铣和和精铣铣。粗粗铣的的表面面粗糙糙度Ra为50～12.5µµm，精度度为ITl4～ITl2；精铣铣的表表面粗粗糙度度Ra可达3.2～1.6µm，精度度可达达IT9～lT7。4.3.1箱体类类零件件的平平面加加工按铣刀刀的切切削方方式不不同可可分为为周铣铣与端端铣。。周铣铣和端端铣还还可同同时进进行。。周铣铣常用用的刀刀具是是圆柱柱铣刀刀，端端铣常常用的的刀具具是端端铣刀刀，同同时进进行端端铣和和周铣铣的铣铣刀有有立铣铣刀和和三面面刃铣铣刀等等。4.3.1箱体类类零件件的平平面加加工3.平面刨削中、小型零零件的平面面加工—牛头刨床；；大型零件件的平面加加工—龙门刨床。。刨平面具有有机动灵活活、适应性性好的优点点。刨削可分为为粗刨和精精刨。粗刨刨的表面粗粗糙度Ra为50～12.5µµm，尺寸公差差等级为ITl4～ITl2；精刨的表表面粗糙度度Ra可达3.2～1.6µm，尺寸公差差等级为IT9～IT7。4.3.1箱体类零件件的平面加加工4.平面拉削平面拉削—高效率、高高质量的加加工方法，，主要用于于大批量生生产中，其其工作原理理和拉孔相相同。平面拉削的的精度可达达IT7～IT6，表面粗糙糙度Ra可达50～12.5µµm。4.3.1箱体类零件件的平面加加工5.平面磨削1)平面砂轮磨磨削对平直度、、平面之间间相互位置精度要求求较高、表表面粗糙度度要求小的平平面进行磨磨削加工的的方法—平面磨削。。平面磨削的的方法有周周磨和端磨磨两种。尺寸精度可可达IT6～IT5，平行度可可达0.01～0.03mm，直线度可可达0.01～0.03mm/m，表面粗糙糙度Ra可达0.8～0.2µm。4.3.1箱体类零件件的平面加加工2)平面砂带带磨削对于有色色金属、、不锈钢钢、各种种非金属属(如石棉)大型平面面、卷带带材、板板材，采采用砂带带磨削不不仅不堵堵塞磨料料，能获获得极高高的生产产率，而而且一般般采用干干式磨削削，实施施极为方方便。目目前最大大的砂带带宽度可可以做到到5m，在一次次贯穿式式的磨削削中，可可以磨出出极大的的加工表表面(如电梯内内装饰板板)。4.3.1箱体类零零件的平平面加工工6.平面的光光整加工工1)平面刮研研平面刮研研是利用用刮刀在在工件上上刮去很很薄一层层金属的的光整加加工方法法，常在在精刨的的基础上上进行。。刮研可可以获得得很高的的表面质质量。表表面粗糙糙度Ra可达1.6～0.4µµm，平面的的直线度度可达0.01mm/m，甚至可可以达到到0.005～0.0025mm/m。4.3.1箱体类零零件的平平面加工工2)平面研磨磨平面研磨磨是平面面的光整整加工方方法之一一，一般般在磨削削之后进进行。研研磨后两两平面的的尺寸精精度可达达IT5～IT3，表面粗粗糙度Ra可达0.1～0.008µm，直线度度可达0.005mm/m。小型平平面研磨磨还可减减小平行行度误差差。平面研磨磨主要用用来加工工小型精精密平板板、直尺尺、块规规以及其其他精密密零件的的平面。。单件小小批量生生产中常常采用手手工研磨磨，大批批量生产产则常用用机械研研磨。4.3.1箱体类零件的的平面加工常用的平面加加工方案如表表1-9所示。在选择择平面的加工工方案时，除除了要考虑平平面的精度和和表面粗糙度度要求外，还还应考虑零件件的结构和尺尺寸、热处理理要求及生产产规模等因素素。4.3.2平面加工方法法的选择箱体类零件常常用的平面加加工设备有铣铣床、刨床、、平面磨床等等；孔加工设设备有钻床、、镗床等；既既能加工面有有能加工孔的的组合机床。。4.4箱体类零件常常用加工设备备铣床的工艺范范围4.4.1铣床升降台铣床卧式升降台铣铣床1—床柱；2—悬梁；3—刀杆；4—悬梁支架；5—工作台；6—床鞍；7—升降台；8—底座4.4.1铣床4.4.1铣床立式升降台铣铣床双双轴圆形工作作台铣床1—立铣头；2—主轴；3—工作台；1—床身；2—滑座；3—工作台；4—床鞍；5—升降台4—立柱；5—主轴箱4.4.1铣床龙门铣床1—工作台；2，4，8，9—铣头；3—横梁；5，7—立柱；6—顶梁；10—床身4.4.2刨床牛头刨床1—床身；2—滑枕；3—刀架；4—工作台；5—横梁4.4.2刨床龙门刨床1，5，6．8—刀架；2—横梁；3，7—立柱；4—顶梁；9—工作台；10—床身4.4.2刨床插床1—床鞍；2—溜板；3—圆工作台；4—滑枕；5—分度装置4.4.3平面磨床平面磨床类型型4.4.4钻床钻床的几种典典型加工表面面台式钻床立立式钻床1—底座；2—工作台；3—主轴箱；4—立柱；5—方柄摇臂钻床1—底座；2—立柱；3—摇臂；4—主轴箱；5—工作台4.4.5镗床卧式铣镗床的的工艺范围卧式铣镗床1—床身；2—下滑座；3—上滑座；4—后支架；5—后立柱；6—工作台；7—镗轴；8—平旋盘；9—径向刀架；10—前立柱；11—主轴箱立式单柱坐标标镗床立立式双双柱坐标镗床床1—床身；2—工作台；3—主轴箱；1—床身；2—工作台；3—横梁4，7—立柱4—立柱；5—床鞍5—顶梁；6—主轴箱4.4.6组合机床双面夏合单工工位组合机床床的组成1—立柱底座；2—立柱；3—动力箱；4—多轴箱；5—夹具4.5.1铣刀铣刀是刀齿分分布在圆周表表面或端面上上的多刃回转刀具，可以以用来加工平平面(水平、垂直或或倾斜的)、台阶、沟槽和和各种成形表表面等。4.5箱体类零件常常用加工刀具具铣刀的几何角角度1)圆柱铣刀的几几何角度4.5.1铣刀圆柱铣刀的几几何角度(1)前角。根据据：工件材材料；—钢件，取γn=10°～20°；—铸铁件，取取γn=5°～15°；加工软材材料时，为为了减小变变形，可取取较大值；；加工硬而而脆的材料料时，为了了保护刀刃刃则应取较较小值。(2)后角。一般般后角较大大。通常粗粗加工时α0=12°，精加工时时α0=16°。(3)螺旋角。增增大β角，可增大大实际切削削前角，使使切削轻快快，排屑较较容易。一一般粗齿铣铣刀β=40°°～60°，细齿铣刀刀β=40°°～60°。4.5.1铣刀1)端铣刀的几几何角度4.5.1铣刀端铣刀的几何何角度由于硬质合金金端铣刀是断断续切削，刀刀齿经受较、、大的冲击，在在选择几何角角度时，应保保证刀齿具有有足够的强度。一一般铣削钢件件时，取γ0=-10°～15°，铣削铸铁件时时，取γ0=-5°～5°；粗铣时，取取α0=6°～8°，精铣时，取取α0=12°～15°；主偏角κr=45°～75°，副偏角κr‘´=2°°～5°，刃倾角λs=-15°～5°。4.5.1铣刀2.硬质合金端铣铣刀4.5.1铣刀焊接一夹固式式端铣刀可转位端铣刀刀3.铣削方式及合合理选用1)圆周铣削法(周铣法)4.5.1铣刀逆铣与顺铣3.铣削方式及合合理选用1）圆周铣削法法(周铣法)一般情况下，，尤其是粗加加工或是加工工有硬皮的毛坯时，多采采用逆铣。精精加工时，加加工余量小，，铣削力小，不易易引起工作台台窜动，可采采用顺铣。4.5.1铣刀2)端面铣削法(端铣法)4.5.1铣刀端面铣削方式式4.5.2刨刀刨刀的类型刨刀的结构基基本上与车刀类似，但刨刀刀工作时为断续切削，，受冲击载荷荷。因此，在在同样的切削削截面下，刀杆断断面尺寸较车车刀大1.25～1.5倍，并采用较大的负刃倾倾角(-10°～-20°)，以提高切削削刃抗冲击载荷的性性能；通常使使用弯头刨刀刀；重型机器器制造中常采用焊焊接—机械夹固式刨刨刀；在刨削削大平面时，可采用滚滚切刨刀，其其切削部分为为碗形刀头。。4.5.2刨刀4.5.3镗刀模块式镗刀箱体类零件上上一般均有一一系列有位置置精度要求的孔的组合，，称为孔系。。孔系可分为为平行孔系、、同轴孔系和交叉叉孔系。4.6保证箱体类零零件孔系精度度的方法孔系分类1、平行孔系的的加工所谓平行孔系系是指既要求求孔的轴线互互相平行，又要求求保证证孔距距精度度的一一些孔孔。保证平平行孔孔系孔孔距精精度的的方法法：1)找正法法找正法法是工工人在在通用用机床床(铣镗床床、铣铣床)上利用用辅助工工具来来找正正要加加工孔孔的正正确位位置的的加工工方法法。（1）划线线找正正法4.6保证箱箱体类类零件件孔系系精度度的方方法4.6保证箱箱体类类零件件孔系系精度度的方方法主轴箱箱的划划线(2)心轴和和量规规找正正法。。4.6保证箱箱体类类零件件孔系系精度度的方方法用心轴轴和量量规找找正1—心轴；；2—镗床主主轴；；3—量规；；4—塞尺；；5—镗床工工作台台2)镗模法法4.6保证箱箱体类类零件件孔系系精度度的方方法用镗模模加工工孔系系1—镗模；；2—活动连连接头头；3—镗刀；；4—镗杆；；5—工件；；6—镗杆导导套3)坐标法法4.6保证箱箱体类类零件件孔系系精度度的方方法在卧式式铣镗镗床上上用坐坐标法法加工工孔系系1—百分表表；2—量规2.同轴孔孔系的的加工工成批生生产中中，箱箱体同同轴孔孔系的的同轴轴度几几乎都都由镗模保保证；；而在在单件件小批批生产产中，，其同同轴度度可用用下面几种种方法法来保保证：：(1)利用已已加工工孔作作支承承导向向；(2)利用铣铣镗床床后立立柱上上的导导向套套支承承导向向；(3)采用调调头镗镗。4.6保证箱箱体类类零件件孔系系精度度的方方法4.6保证箱箱体类类零件件孔系系精度度的方方法利用已已加工工孔导导向调头镗镗时工工件的的校正正2.同轴孔孔系的的加工工3.交叉孔孔系的的加工工交叉孔孔系的的主要要技术术要求求是控控制有有关孔孔的垂垂直度度，在在卧式式铣镗镗床上上主要要靠机机床工工作台台上的的90°°对准装装置。。目前前国内内有些些铣镗镗床，，如TM617，采用用了端端面齿齿定位位装置置，90°°定位位精精度度达达5″″，还还有有的的用用了了光光学学瞄瞄准准器器。。当有有些些铣铣镗镗床床工工作作台台90°°分度度定定位位精精度度很很低低时时，，可可用用心心棒棒与与百百分分表表找找正正来来帮帮助助提提高高其其定定位位精精度度，，即即在在加加工工好好的的孔孔中中插插入入心心棒棒，，工工作作台台转转位位90°°，用用百百分分表表找找正正(转动动工工作作台台)。4.6保证证箱箱体体类类零零件件孔孔系系精精度度的的方方法法4.6保证证箱箱体体类类零零件件孔孔系系精精度度的的方方法法3.交叉叉孔孔系系的的加加工工找正正法法加加工工交交叉叉孔孔系系1、箱箱体体类类零零件件的的主主要要检检验验项项目目各加加工工表表面面的的表表面面粗粗糙糙度度以以及及外外观观、、孔孔距距精精度度、、孔与与平平面面的的尺尺寸寸精精度度及及形形状状精精度度、、孔孔系系的的位位置置精精度度(孔轴线的的同轴度度、平行行度、垂垂直度，，孔轴线线与平面面的平行度度、垂直直度等)。4.7箱体类零零件的检检验表面粗糙糙度值，，一般采采用与标标准样块块比较或或目测评定，还可可用专用测量量仪检测。外外观检查只需需根据工艺规程检检查完工情况况及加工表面面有无缺陷即即可。孔的尺寸精度度一般采用塞塞规检验，也也可用内径千千分尺和内径千分分表等进行检检验；若精度度要求很高时时，也可用气动量量仪检验。平平面的直线度度可用平尺和和塞尺检验，也可可用水平仪与与桥板检验；；平面的平面面度可用水平仪与与桥板检验或或标准平板涂涂色检验。4.7箱体类零件的的检验2、箱体零件孔孔系位置精度度及孔距精度度的检验4.7箱体类零件的的检验用检验棒与检检验套检验同同轴度用用检验棒棒及百分表检检验同轴度偏偏差2、箱体零件孔孔系位置精度度及孔距精度度的检验4.7箱体类零件的的检验孔距的检验2、箱体零件孔孔系位置精度度及孔距精度度的检验4.7箱体类零件的的检验孔平行度的检检验2、箱体零件孔孔系位置精度度及孔距精度度的检验4.7箱体类零件的的检验孔轴线与端面面垂直度的检检验加工如图所示示的某减速箱箱。生产类型型：小批生产，材料牌号号：HT200。毛坯种类：：铸件。4.8简单箱体类零零件工艺分析析1、零件特点减速箱体的主主要加工表面面可归纳为以以下3类。(1)主要平面。箱箱盖的对合面面和顶部方孔孔端面、底座座的底面和对对合面、轴承承孔的端面等等。(2)主要孔。轴承承孔(150H7mm、90H7mm)及孔内环槽等等。(3)其他加工部分分。连接孔、、螺孔、销孔孔、斜油标孔孔以及孔的凸凸台面等。4.8简单箱体类零零件工艺分析析2.加工工艺分析析1)剖分式减速箱箱体加工定位位基准的选择择(1)粗基准的选择择。一般箱体体零件的粗基基准都用它上上面的重要孔孔和另一个相相距较远的孔孔作为粗基准准，以保证孔孔加工时余量量均匀，剖分分式减速箱体体最先加工的的是箱盖或底底座的对合面面。(2)精基准的选择择。常以箱体体零件的装配配基准或专门门加工的一面面两孔定位，，使得基准统统一。4.8简单箱体类零零件工艺分析析2)加工顺序整个加工过程程可分为两大大阶段，即先先对箱盖和底底座分别进行行加工，然后后再对装合好好的整个箱体体进行加工——