《机械制造工艺》课件-第28次课 箱体类零件的加工过程工艺分析一（补充内容）

箱体类零件的加工过程与工艺分析（1）专业课程/项目化课程机械制造工艺箱体类零件的加工过程与工艺分析（1）一、箱体零件的功用与结构特点箱体零件生产特征二、箱体零件的主要技术要求三、箱体零件的材料和毛坯四、箱体零件的一般加工工艺路线五、箱体类零件加工方法六、轴承座加工的案例分析

一、箱体零件的功用与结构特点几种箱体的结构简图示例a)组合机床主轴箱b)车床进给箱c)分离式减速箱d)泵壳套

一、箱体零件的功用与结构特点几种箱体的选材—铸铁件

一、箱体零件的功用与结构特点典型箱体零件----车床床身/video/BV1xL411p7ab/

一、箱体零件的功用与结构特点典型箱体零件----CA6140主轴箱DIY数控车床，组装主轴箱,科技,机械,好看视频/v?pd=wisenatural&vid=4583569419435438975

一、箱体零件的功用与结构特点箱体零件案例选择——减速器

一、箱体零件的功用与结构特点箱体零件案例选择——减速器

一、箱体零件的功用与结构特点箱体零件案例选择——减速器

一、箱体零件的功用与结构特点箱体零件案例选择——泵体

一、箱体零件的功用与结构特点箱体零件案例选择——减速器12

二、箱体零件的主要技术要求（1）箱体上的孔大都是轴承支承孔，加工质量要求较高否则，孔本身的尺寸误差和几何形状误差会使轴承与孔配合不良，使轴的旋转精度降低；有齿轮啮合关系的平行孔系之间，应有一定孔距尺寸精度和平行度要求，否则，齿轮的啮合精度降低，工作时会产生过大的振动和噪声，并降低齿轮的寿命；同轴线上的孔应有一定的同轴度要求，否则，不仅轴的装配困难，而且使轴的运转情况恶化，轴承的磨损加剧，温升增高，影响机器设备的精度和正常运转。

二、箱体零件的主要技术要求（2）箱体的装配基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求，（3）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要求，与端面应有一定的垂直度要求；各平面与装配基准面之间也应有一定的平行度和垂直度要求。

三、箱体零件的材料和毛坯（1）箱体材料灰铸铁成型容易、切削性能好、价格低廉，具有良好的耐磨性和减振性，箱体类零件的材料常选用HT200～400。（2）箱体毛坯大批大量生产时，常采用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减少，平面余量为5～10mm，孔在半径上的余量为7～12mm。（3）热处理

为了保证箱体加工精度的稳定性，在毛坯、铸造之后需安排一次人工时效。

四、箱体零件的一般加工工艺路线1.箱体类零件的加工工艺过程：箱体类零件的机械加工工艺规程一般为：铸造毛坯—时效—划线—粗加工主要平面—粗加工支承孔—时效—精加工主要平面—精加工支承孔—加工其他次要表面—检验。/video/BV1eS4y1Y7Sk/箱体零件机械加工工艺规程

四、箱体零件的一般加工工艺路线2.定位基准的选择：（1）粗基准的选择粗基准的作用主要是保证各加工面的余量均匀合理，以及加工面与非加工面之间具有准确的相互的位置关系。（2）精基准的选择精基准选择时应遵循“基准重合”和“基准统一”原则，即考虑精基准时除要求定位基准与设计基准重合外，具有相互位置精度要求的加工表面应尽量使用同一基准定位加工，以提高产品加工质量，方便夹具的设计与制造，降低生产成本。

四、箱体零件的一般加工工艺路线3.拟定箱体类零件加工工艺的原则：16字原则？（1）先面后孔（2）粗精分开、先粗后精（3）工序的集中与分散（4）合理安排热处理工序（5）设备选择

五、箱体类零件加工方法1.平面加工（1）铣削加工1）周铣2）端铣（2）平面刨削（3）平面磨削1）周磨2）端磨（4）平面的光整加工2.孔系加工

五、箱体类零件加工方法1.平面加工（1）铣削加工图7-6铣削加工的应用a)铣平面;b)铣台阶;c)铣键槽;d)铣T形槽;e)铣燕尾槽;f)铣齿槽;g)铣螺纹;h)铣螺旋槽;i)铣二维曲面;j)铣三维曲面

五、箱体类零件加工方法1.平面加工（1）铣削加工1）周铣周铣是用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件，铣刀的回转轴线与被加工表面平行，如图7-7(a)所示。周铣适于在中、小批量生产中铣削狭长的平面、键槽及某些曲面。周铣有顺铣和逆铣两种方式。图7-7铣削的两种方式

五、箱体类零件加工方法1.平面加工（1）铣削加工1）周铣周铣有顺铣和逆铣两种方式。图7-8逆铣与顺铣◆①逆铣。铣削时，在铣刀和工件接触处，铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。◆②顺铣。铣削时，在铣刀和工件接触处，铣刀的旋转方向与工件进给方向相同时称为顺铣。

五、箱体类零件加工方法1.平面加工（1）铣削加工2）端铣端铣适于在大批量生产中铣削宽大平面。端铣分为对称铣削和不对称铣削，不对称铣削还分为顺铣和逆铣，如图7-9所示。图7-9端铣的三种铣削方式

五、箱体类零件加工方法1.平面加工（2）平面刨削刨削是平面加工的方法之一，它是以刨刀相对工件的往复直线运动与工作台(或刀架)的间歇进给运动实现切削加工的。主要用于加工平面、斜面、沟槽和成形表面。图7-10刨削的工艺范围（a）刨平面；（b）刨垂直面；（c）刨台阶；（d）刨斜面；（e）刨宽槽；（f）刨窄槽（g）刨T形槽；（h）刨曲面

五、箱体类零件加工方法1.平面加工（2）平面刨削刨削可分为粗刨和精刨。宽刃精刨是以低切速和大进给量在工件表面切去一层极薄的金属。对于接触面积较大的定位平面与支承平面，如导轨、机架、壳体零件上的平面的刮研工作，宽刃精刨工艺可以减少甚至完全取代磨削、刮研工作。图7-11宽刃精刨刀

五、箱体类零件加工方法1.平面加工（3）平面磨削1）周磨周磨平面是指用砂轮的圆周面来磨削平面。2）端磨端磨是用砂轮的端面来磨削平面，端磨时，磨头伸出短，刚性好，可采用较大的磨削用量，生产效率高。平面磨削的两种方式

五、箱体类零件加工方法1.平面加工（4）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层金属的光整加工方法，常在精刨的基础上进行。刮研可以获得很高的表面质量。2）平面研磨平面研磨也是平面的光整加工方法之一，一般在磨削之后进行。平面研磨主要用来加工小型精密平板、直尺、块规以及其他精密零件的平面。

五、箱体类零件加工方法2.孔系加工孔系是指箱体类零件上一系列具有相互位置精度要求的轴承孔的集合，可分为平行孔系、同轴孔系和交叉孔系三类，如图7-13所示。图7-13孔系的分类

六、箱体零件的结构工艺性（1）基本孔箱体的基本孔可分为如下几类：

1)通孔2)阶梯孔图7-3相贯通的交叉孔的工艺性

a)交叉孔b)交叉孔毛坯4)交叉孔3)不通孔02箱体零件生产特征轴承座加工基准的选择(1)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置精度要求，箱体加工应遵循“基准统一”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组精基准定位进行加工。(2)粗基准的选择箱体零件的结构比较复杂，加工表面多，粗基准的选择是否合理，对各加工表面能否分摊到适当的加工余量及保证加工表面与不加工表面的相对位置关系有很大影响。孔系加工孔系是指箱体类零件上一系列具有相互位置精度要求的轴承孔的集合，可分为平行孔系、同轴孔系和交叉孔系三类，如图所示。图7-13

孔系的分类(a)平行孔系(b)同轴孔系(c)交叉孔系

（五）孔系加工平行孔系是指既要求孔的轴线互相平行，又要求保证孔距精度的一些孔。◆1．平行孔系的加工◆（1）找正法找正法是在通用机床上(铣镗床、铣床)，依据操作者的技术，并借助一些辅助工具来找正要加工孔的正确位置的加工方法。这种方法加工效率低，一般只适于单件小批生产，常见的有①划线找正法②心轴和量规找正法③样板校正法

（五）孔系加工◆1．平行孔系的加工◆（1）找正法①划线找正法图7-14主轴箱的划线

（五）孔系加工◆1．平行孔系的加工◆（1）找正法②心轴和量规找正法③样板校正法图7-15用心轴和量规找正图7-16样板找正法1-心轴；2-镗床主轴；3-量规；1-样板；2-千分表4-塞尺；7-镗床工作台

（五）孔系加工◆1．平行孔系的加工◆（1）找正法◆（2）镗模法在成批生产中，广泛采用镗模加工孔系，如图7-17所示。图7-17用镗模加工孔系1-镗架支承;2-镗床主轴;3-镗刀;4-镗杆;7-工件;6-导套

（五）孔系加工◆1．平行孔系的加工◆（3）坐标法坐标法是按照孔系的坐标尺寸，在普通卧式铣镗床、坐标镗床或数控镗铣床上，借助于测量装置调整机床主轴与工件在水平和垂直方向的相对位置，以保证孔距精度的一种镗孔方法。1-百分表;2-量规图7-18在卧式铣镗床上用坐标法加工孔系

（五）孔系加工◆2.同轴孔系的加工◆（1）利用已加工孔作支承导向如图7-19所示，当箱体前壁上的孔加工好后，在孔内装一导向套，支承和引导镗杆加工后壁上的孔，以保证两孔的同轴度要求。这种方法只适于加工箱壁较近的孔。图7-19利用已加工孔导向

（五）孔系加工◆2.同轴孔系的加工◆（1）利用已加工孔作支承导向如图7-19所示，当箱体前壁上的孔加工好后，在孔内装一导向套，支承和引导镗杆加工后壁上的孔，以保证两孔的同轴度要求。这种方法只适于加工箱壁较近的孔。◆（2）利用铣镗床后立柱上的导向套支承导向采用这种方法，镗杆是两端支承，刚性好。但立柱导套的位置调整麻烦、费时，往往需要用心轴块规找正，且需要用较长的镗杆很笨重，故只适于大型箱体的加工。

（五）孔系加工◆2.同轴孔系的加工◆（1）利用已加工孔作支承导向◆（3）采用调头镗◆（2）利用铣镗床后立柱上的导向套支承导向图7-20调头镗时工件的校正

（五）孔系加工◆3.交叉孔系的加工图7-21找正法加工垂直孔系(a)第1工位

(b)第2工位

（六）箱体零件加工中关键工艺问题及解决办法

箱体的主要加工表面为平面和孔，由于平面易加工，如何保证支承轴孔的尺寸和形状精度、孔与孔间、孔与平面间的位置精度就成为箱体加工中的关键。图7-15用箱体顶面及两孔定位的镗模1、3—镗模板2—中间导向支承架03轴承座加工的案例分析1.箱体类零件的主要检验项目

2.工作计划

3.实施过程4.生产加工5.填写工艺文件6.任务评价轴承座加工的案例分析(二)项目拓展(一)项目实施(三)床头箱项目拓展：

轴承座加工的案例分析(一)项目实施：

箱体类零件项目导入轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆1．箱体类零件的主要检验项目◆（1）箱体类零件的加工方法◆（4）保证箱体类零件孔系精度的方法◆（2）箱体类零件常用的加工设备◆（3）箱体类零件常用的加工刀具◆（5）箱体类零件的检验◆（6）典型箱体类零件的加工工艺分析。轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆3．实施过程◆（1）对零件进行工艺分析

1）定位基准的选择◆（2）选择毛坯◆（3）拟定工艺过程2）零件表面加工方法选择3）工艺路线拟订4）填写机械加工工艺过程卡。◆（4）工序集中与分散程度的确定轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆3．实施过程◆（1）对零件进行工艺分析中间泵壳零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。加工表面主要有侧面、端面、孔系、内孔、螺纹孔。根据分析，本零件各表面的加工并不困难，零件结构工艺性较好。讨论问题：①8E160C-J中间泵壳零件装在机油泵部件的哪部分?起什么作用?②8E160C-J中间泵壳零件有哪些加工表面?分别采用何种加工方案？轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆3．实施过程◆（2）选择毛坯从零件图样获知，泵壳结构较复杂，以承压为主，要求有良好的刚度、减振性和密封性，因零件材料为HT250，零件毛坯可选择砂型机器造型铸造成形。毛坯尺寸及公差可由《机械制造工艺设计简明手册》中查得铸件尺寸公差(GB6414—1986)等级为IT8～ITl0，可取CT9；铸件机加工余量(GB／T11351—1989)等级为G；可获得铸件各加工表面的加工余量；铸造孔的最小尺寸为30mm；铸造斜度，一般砂型取30；圆角半径，为方便侧面孔加工取R7、R9。轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆3．实施过程◆（3）拟定工艺过程①粗基准选择。为保证加工表面余量合理分配，选侧面(H面)为粗基准。②精基准选择。按基准统一原则，孔系加工时选侧面(H面)为精基准，两端面加工时选内孔及侧面(H面)为精基准；按互为基准原则，内孔加工时选侧面(H面)为基准，侧面加工时选内孔为基准。

1）定位基准的选择轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆3．实施过程◆（3）拟定工艺过程①两侧面。尺寸精度为85(+0.05+0.002)，Ra0.8µm，需铣一磨削②两端面。铣削即可③孔系。Ral2.5µm，位置度靠钻模保证，对应钻头直接钻出④M22螺纹。其加工方法可分为钻φ14mm孔，扩φ19.7mm孔，铰φ20，Ra1.6µm，扩φ20.5mm螺纹孔，研配后攻螺纹⑤内孔。φ63.37，Ra1.6µm即可。2）零件表面加工方法选择根据零件图样，加工表面主要有侧面、端面、孔系、内孔、螺纹孔。轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆3．实施过程◆（3）拟定工艺过程学生应按机械工业部指导性技术文件JB/Z388.5《工艺管理导则工艺规程设计》标准格式填写。讨论问题：①8E160C-J中间泵壳零件加工时采用哪个面为精基准？哪个面为粗基准？②φ63.37+0.146+0.10mm内孔表面采用钻、扩、镗哪种加工方法?为什么?③8E160C-J中间泵壳零件的工艺方案有几种？哪种为最佳方案？为什么？3）工艺路线拟订机械加工工艺参考方案如表7-3所示。

4）填写机械加工工艺过程卡

轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆3．实施过程◆（3）拟定工艺过程对于开合螺母外壳零件，生产批量不是很大，属小型零件，结构较为复杂，一般按工序相对集中的原则安排加工工序。依照前述定位粗、精基准选择加工的原则，再考虑主要表面的加工，粗精分开，次要表面穿插在主要表面加工工序之间，先平面后加工孔，这样就使得工序加工内容的确定相对合适。3）工艺路线拟订机械加工工艺参考方案如表7-3所示。4）填写机械加工工艺过程卡5）工序集中与分散程度的确定轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆4．实施在条件许可情况下，委托生产企业操作工根据学生编制的工艺过程卡、工序卡加工零件，由同学对加工后的零件实施测量，判断零件的合格状况。需要填写的工艺过程文件主要有机械加工工艺过程卡片，如中间泵壳机械加工工艺过程卡(表7-3)。具体的任务实施检查与评价如表7-4所示。讨论问题：判断零件合格与否的依据是什么?该零件合格吗?若为不合格品产生的原因是什么？轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆5.填写工艺文件轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆5.填写工艺文件轴承座加工的案例分析

(一)项目实施：

◆6.任务评价表7-5任务实施检查与评价表轴承座加工的案例分析

(二)项目拓展：

◆1．任务案例图7-69所示为某一车床主轴箱零件简图，试拟订该零件小批生产、大批生产的机械加工工艺过程。◆2．任务要求编制CA6140车床主轴箱的机械加工工艺过程卡。

图7-69

CA6140车床主轴箱零件简图轴承座加工的案例分析

(二)项目拓展：

◆3．任务实施◆（1）主轴箱箱体结构特点及技术条件主轴箱是整体式箱体中结构较为复杂、要求又高的一种箱体，且壁厚不均匀，加工的难度较大，箱体上大都有较多孔，其尺寸、形状和相互位置精度要求都比较高。主轴支承孔精度为IT6，表面粗糙度值Ra为1.6～0.8μm，其他支承孔精度为IT7～IT6，表