机械制造工艺学 第3版 课件 模块二 典型零件机械加工工艺文件的制订+项目三任务一4箱体类零件孔系加工

机械制造工艺学机械制造工艺课程组车床主轴箱加工工艺如图3-1所示为某车窗主轴箱简图，材料为HT200，中小批生产，制定其机械加工工艺过程卡。项目三模块二任务一箱体类零件典型特点是结构复杂，壁薄且壁厚不均匀；孔和面的尺寸精度、表面粗糙度及形位精度要求多，如何保证孔系之间的尺寸精度、形位精度，孔面之间的位置精度往往是加工的重点；加工中要特别注意定位精准的选择，以保证各形位精度的实现，毛坯多采用铸件，需进行时效处理，保证零件加工后的性能稳定性。箱体类零件孔系加工一系列有相互位置精度要求的孔称为孔系。箱体上的孔不仅本身的精度要求高，而且孔距精度和相互位置精度要求也很高，这是箱体加工的关键。孔系可分为平行孔系、同轴孔系和交叉孔系，如图3-33所示。根据生产规模和孔系的精度要求可采用不同的加工方法。图3-33孔系分类平行孔系的主要技术要求是各平行孔中心线之间及孔中心线与基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度。(一)镗模法一、平行孔系的加工定义：工件装夹在镗模上，镗杆支承在镗模的导套里，由导套引导镗杆在工件的正确位置上镗孔。图3-34用镗模加工孔系特点：用镗模镗孔时，镗杆与机床主轴多采用浮动联接，机床精度对孔系加工精度影响很小；孔距精度和相互位置精度主要取决于镗模的精度，可以在精度较低的机床上加工出精度较高的孔系；同时镗杆刚度大大提高，有利于采用多刀同时切削；且定位夹紧迅速，生产效率高，但镗模的精度要求高，制造周期长，成本高。适用范围：镗模法加工孔系广泛应用于成批及大量生产，即使是单件小批生产，对一些精度要求较高、结构复杂的箱体孔系，往往也采用镗模法加工。加工精度：一般孔径尺寸精度为IT7级左右，表面粗糙度Ra为1.6~0.8μm；孔与孔之间的同轴度和平行度，当从一端加工时，可达0.02~0.03mm，当从两端加工时，可达0.04~0.05mm；孔距精度一般为±0.05mm。用镗模法加工孔系，既可在通用机床上加工，也可在专用机床或组合机床上加工。(二)找正法定义：找正法是在通用机床上，借助一些辅助装置去找正每一个被加工孔的正确位置。(1)划线找正法概念：加工前按图样要求在毛坯上划出各孔的位置轮廓线，加工时按所划的线一一找正，同时结合试切法进行加工。特点：划线找正法设备简单，但操作难度大，生产率低，同时加工精度受工人技术水平影响较大，加工的孔距精度较低，一般为±0.3mm左右。应用：故一般只用于单件小批生产，孔距精度要求不高的孔系加工。(二)找正法(2)量块心轴找正法概念：将心轴分别插入机床主轴孔和已加工孔中，然后组合一定尺寸的量块来找正主轴的位置。特点及应用：可达到较高的孔距精度(±0.03mm)，但生产率低，适用于单件小批生产。图3-35量块心轴找正法1—心轴2—主轴3—量块4—塞尺5—镗床工作台(二)找正法(3)样板找正法概念：先用10~20mm厚的钢板制造孔系样板，样板上孔系的孔距精度要求很高(一般小于±0.01mm)，孔径比工件的孔径稍大，以便镗杆通过。样板上的孔径尺寸要求不高，但几何形状精度和表面质量要求较高，以便保证找正精度。使用时，将样板装在被加工的箱体的端面上，利用装在机床主轴上的百分表找正器，按样板上的孔逐个找正机床主轴的位置进行加工。特点：找正迅速，孔距精度可达±0.02mm。应用：常用于单件中小批生产中加工大型箱体的孔系。图3-36样板找正法1—样板2—百分表找正器(三)坐标法概念：坐标法镗孔是将被加工孔系间的孔距尺寸换算成两个互相垂直的坐标尺寸，然后按此坐标尺寸精确地调整机床主轴和工件在水平与垂直方向的相对位置，通过控制机床的坐标位移尺寸和公差来间接保证孔距尺寸精度。应用：坐标法镗孔在单件小批生产及精密孔系加工中应用较广。图3-37三轴孔的孔心距与坐标尺寸

同轴孔系的主要技术要求为同轴线上各孔的同轴度。(一)镗模法二、同轴孔系的加工在成批生产中，一般采用镗模加工，其同轴度由镗模保证。精度要求较高的单件小批生产，采用镗模法加工也是合理的。单件小批生产时，箱体孔系一般在通用机床上加工，不使用镗模，镗杆的受力变形会影响孔的同轴度，可采用导套导向加工同轴孔。(二)导向法利用已加工孔导向(1)用已加工孔作支承导向当箱体前壁上的孔加工后，可在孔内装一导套，以支承和引导镗杆加工后面的孔，来保证两孔的同轴度。此法适用于箱壁相距较近的同轴孔的加工。(2)用镗床后立柱上的导套作支承导向此法镗杆为两端支承，刚性好；但后立柱导套的位置调整麻烦费时，需心轴量块找正，且需要较长较粗的镗杆，故一般适用于大型箱体的加工。(三)找正法找正法是在工件一次安装镗出箱体一端的孔后，将镗床工作台回转180°，再对箱体另一端同轴线的孔进行找正加工。注意事项:首先应确保镗床工作台精确回转180°，否则两端所镗的孔轴线不重合；其次调头后应保证镗杆轴线与已加工孔轴线位置精确重合。如图3-41所示，镗孔前用装在镗杆上的百分表对箱体上与所镗孔轴线平行的工艺基面进行校正，使其与镗杆轴线平行(图3-41a)，然后调整主轴位置加工箱体A壁上的孔。镗孔后回转工作台180°，重新校正工艺基面对镗杆轴线的平行度(图3-41b)，再以工艺基面为统一测量基准，调整主轴位置，使镗杆轴线与A壁上孔轴线重合，即可加工箱体B壁上的孔。特点及应用：找正法的调整、找正较麻烦，生产效率低，但设备及工艺装备简单，镗杆短且刚性较好，故适用于单件小批生产中加工相距较远的同轴孔系。图3-41找正法加工同轴孔系三、交叉孔系的加工交叉孔系的主要技术要求为各孔间的垂直度。在成批生产中，一般采用镗模法加工，其垂直度等由镗模保证。(一)镗模法(二)找正法单件小批生产中，箱体孔系一般在通用机床上加工，交叉孔系间的垂直度靠