箱体零件的加工.ppt

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1、第一节 概 述一、箱体零件的功用及结构特点箱体零件是机器重要的基础件.它将轴、套、传动轮等许多零件连接组合成一体,并确定它们之间的相互位置及相对运动关系。箱体的结构一般比较复杂,可分剖分式,整体式两种。上面有许多有较高精度的支承孔、孔系和平面,还有精度较低的紧固孔、油孔、油(水)槽等。箱体不仅加工表面多,而且加工难度较大.如图6-1（a）、（b）、（c）所示：,第四章 箱体零件的加工,二、支架,箱体零件的主要技术要求,(一)支承孔的尺寸精度及几何形状精度1、支承孔的尺寸精度支承孔是支架箱体零件的重要表面,一般用来安装轴承,为保证具有良好的配合,支承孔的尺寸精度对一般减速箱为IT9-IT7,对机

2、床主轴箱的支承孔其尺寸精度为IT7IT5。2、支承孔的几何形状精度有圆度,圆柱度的要求,几何形状允差一般为尺寸公差的1/21/3。(二)支承孔之间的位置精度及距离尺寸精度1、孔间同轴度,安装轴部件的两端同轴孔,要有同轴度的要求,以保证轴部件的运转灵活,同轴度一般规定在9-4级。,2、各孔轴线间平行度对有齿轮啮合关系的平行孔系,各孔轴线间平行度是保证各传动齿轮正常啮合的条件,一般平行度为8-5级,机床主轴箱为6-5级,通用减速箱为8-7级。3、各孔轴线间垂直度垂直孔应有垂直度的要求,一般为8-6级。4、孔中心距尺寸精度对平行孔系间,孔间距离应有孔距精度要求,这项精度值在齿轮设计时确定。,(三)平

3、面的形状精度和平面间的位置精度,1、平面的形状精度:对于安装,定位基面及结合面,为保证面与面间良好的贴合,以提高接触刚度,防止泄漏等。根据使用条件应在85级间选定平面的形状精度。2、平面间的位置精度:平面间的平行度、垂直度,应按加工和装配时作为基准面的需要确定。(四)平面与孔之间的位置精度为保证装配精度,平面与孔之间应有平行度、垂直度两项位置精度要求,平行度一般为7-4级,垂直度可选8级。,(五)表面粗糙度对支承孔、定位面、装配基面、结合面等主要表面,粗糙度值,一般为Ra3.20.4m。(六)其它要求对铸件应有消除内应力、防锈、涂漆、做水压试验等方面的要求。,第二节 保证箱体零件孔系精度的方法

4、一、保证平行孔系孔距精度的方法(一)找正法1、划线找正如图6-4所示:根据图纸要求,进行划线,然后依据所划的线进行加工，由于存在划线,找线误差,获得的孔距精度不高，一般为0.5mm。,图6-4,生产率也较低.但可结合试切法提高孔距精度.由于仍存在测量找正误差,对工人技术水平要求较高,操作困难,生产率仍较低,多用于孔距精度要求不高,生产批量较小的箱体零件平行孔系的加工。2、心轴块规找正如图6-5所示:在镗出的第一孔内穿入心轴,然后按设计孔距由块规,厚薄规找正第二孔的位置,此法孔距精度可达0.03但效率低,多用于单件小批生产。,图6-5,3、定位套找正法如图6-6所示:将定心套筒用螺钉压板装在所需

5、镗孔的位置上,利用精密测量工具,精心调整定心套筒轴心线间距离,使孔距精度达到要求.然后用安装在镗杆上的千分表找正套筒外圆,找正后卸下套筒进行镗孔。这种方法能达到的孔距精度为0.02mm，但效率低,操作困难,因此,常用于孔距精度要求高,要求用坐标镗床,而又无坐标镗床的场合。,图6-6,4、样板法找正,如图6-7所示:将厚度为10-20mm的钢板制成找正样板,在其面上加工出与工件孔数相等,孔位一致的孔系,孔距公差为0.01-0.03mm,孔径稍大,有较高的形状精度,较低的表面粗糙度,对尺寸精度要求不高。加工时,用百分表找正器,找正各孔的位置,然后逐一加工，此法达到的孔距精度为0.05mm,适用于加

6、工大型工件采用镗模不经济的场合。,图6-7,(二)坐标法,1、单件小批生产mm。2、大批量生产使用坐标镗床,它具有精密的测量系统,其直线定mm.回转定位精度可达0.2-10。如图6-8所示:,图6-8,(三)镗模法,大批量生产,采用专用夹具即镗模加工箱体,孔距精度由镗模本身的精度保证,如图6-9所示此法孔距精度可达0.05mm。二、保证同轴孔同轴度的方法(一)大批量生产采用组合机床或镗模加工，同轴度mm，如图6-10所示。,图6-9,图6-10,(二)单件小批生产,1、前孔导向如图6-11 所示:在已镗出的前孔,用导向套导向,来保证同轴孔的同轴度。2、镗床后立柱支承套导向3、调头镗三、保证垂直

7、孔垂直度的方法(一)大批量生产采用组合机床或镗模来保证垂直孔的垂直度。垂直孔的结构如图6-12所示。,图6-11,图6-12,(二)单件小批生产,1、心轴百分表找正在镗好的孔内装上配合很紧的心轴，用百分表找正至两端指针一致，然后在使镗床工作台回转90，在用百分表找正，重复以上找正过程，这将说明工作台准确回转了90，便可镗相垂直的孔。,图6-13,2、回转限位镗在镗床回转台上增设准确地回转限位装置，即可实现工作台准确回转90，再镗相垂直的孔。3、采用精密的对准装置如:多齿分度装置、光学瞄准器。以实现工作台准确回转90。,二、整体式箱体的工艺过程(一)整体式箱体的主要技术要求如图6-15所示,为车

8、床床头箱的零件图。1、主轴孔的尺寸精度为IT6,形状公差,圆度允差0.05,其它支承孔的尺寸精度为IT7；2、主轴孔,其它支承孔轴线对顶面A、底面C有跳动、平行度、位置公差的要求；3、主轴孔的Ra0.8,其它支承孔m、4、安装基面即导轨面B-C面,Ra0.8m.顶面A,Ra3.2 m,其它面Ra6.3-3.2 m,图6-15,5、顶面A的平面度允差0.05mm,6、毛坯材料:灰口铸铁；7、毛坯铸造后退火处理。,图6-15,(二)箱体零件工艺过程特点,1、定位基准的选择1)粗基准的选择单件小批生产:一般采用划线装夹加工,各加工表面的加工线均是以主轴孔为粗基准进行划线的。大批量生产毛坯的精度高,可

9、直接以主轴孔为粗基准在夹具上安装进行加工的。2)精基准的选择单件小批生产以装配基面B-C为精基准。这符合基准重合原则,并且定位稳定可靠,便于加工、测量和观察。不足之处是加工箱体内部各表面,有时需加导向支承,并通过顶部吊架安装,每加工一件需拆装一次,生产率较低,多用于单件小批生产。,大批量生产则以顶面A及两个工艺孔作为精基准这种定位方式,加工时箱体口朝下,中间导向支承架可紧固在夹具体上,提高了夹具刚度；有利于保证各支承孔的位置精度,工件装卸方便,减少了辅助时间,提高了生产率.不足之处是定位基准与设计基准,装配基准不重合,增加了定位误差,需进行尺寸链换算。同时也不便于加工过程中的观察,测量和调刀,

10、因此须采用定尺寸刀具加工。2、加工顺序的按排先面后孔,先基准后其它,主次分开,划分加工阶段。为减少运输安装的困难,保证加工精度,提高生产率多采用工序集中的原则按排加工顺序。,(三)箱体零件工艺过程举例,单件小批生产序号 工 序 内 容 定位基准01 铸造02 时效03 涂底漆04 划线05 粗,精加工顶面A 按线找正06 粗,精加工B-C面及侧面D 顶面A 07 粗,精加工两端面E,F B-C面08 粗,半精加工各纵向孔 B-C面,09 精加工各纵向孔 B-C面,10 粗,精加工横向孔 B-C面11 加工螺纹孔及各次要孔12 清洗,去毛刺13 终检大批大量生产序号 工 序 内 容 定位基准01

11、 铸造02 时效03 涂底漆04 铣顶面A I-II孔05 钻-扩-铰 2-8H7工艺孔 顶面A 及一侧面,06 铣两端面E,F及前面D 顶面A及工艺孔,07 铣导轨面B,C 顶面A及工艺孔08 磨顶面A 导轨面B,C 09 粗镗各纵向孔 顶面A及工艺孔10 精镗各纵向孔 顶面A及工艺孔11 精镗主轴孔 顶面A及工艺孔12 加工横向孔及各面上的次要孔13 磨导轨面B,C 及前面D 顶面A及工艺孔14 将2-8H7工艺孔及4-7.8 孔均扩钻至8.5,攻6-M1015 清洗,去毛刺,倒角16 终检,第五节 平面的加工一 端平面的车削在车床上,可以利用各种夹具装夹各种工件，以车削其端面,端台阶面。

12、加工精度IT8,Ra12.51.6m。平面度0.0050.008mm/100mm。二 平面的刨削(一)平面的刨削概述刨削是平面加工的主要方法之一。刨削类机床有牛头刨床、龙门刨床。刨削又可分为粗刨和精刨；精刨所能达到的精度为IT9IT7,Ra3.21.6 m,直线度为0.040.12 mm/m。采用宽刀细刨可进一步提高精度和降低表面粗糙度。,(二)平面刨削方法,如图6-16所示：(三)平面刨削的工艺特点1:生产率低，因为刨削采用中低速切削，且有空回程，所以刨削的生产率低；2:加工成本低，刨削使用通用机床，刨刀结构简单、刃磨、安装和调整方便，使用费用低，因此 加工成本低；3:由于刨削生产率低和加工

13、成本低因此多用于单件小批生产或修配作业三 平面铣削(一)概述平面铣削也平面常用的加工方法之一。铣削类机床有普通铣床、龙门铣床和组合铣床等。,图6-16,铣床的附件和刀具种类较多,因而铣削方法较多,应用也较为广泛灵活。,平面铣削又可分为粗铣和精铣,精铣后所能达到的尺寸公差等级为IT9IT7,Ra3.21.6m,直线度0.080.12mm/m。(二)平面的铣削方法1:镶齿端铣刀铣大平面铣削速度100-150mm/min.如图6-17所示：,图6-17,2:圆柱铣刀铣中小型平面,圆柱铣刀为整体高速钢制造,铣削速度不高为:30-40 mm/min.生产率较低.如图6-18所示：3:其它铣刀的铣削方法.

14、如图6-19所示：,图6-18,图6-19,(三):工件在铣床上的装夹方法如图6-20所示：,图6-19,图6-20,(四):平面的铣削方式,对称铣 逆铣 端铣 周铣 不对称铣 顺铣1 端铣 与周铣1)概念:周铣：用铣刀圆周面上的刀齿进行铣削的方式 端铣：用铣刀端面上的刀齿进行铣削的方式2)端铣 与周铣的比较(1)端铣 比周铣表面粗糙度低.端铣时，同时参加铣削的刀齿多，铣削过程平稳。(2)周铣 每次只有12个刀齿参加切削、切削厚度及切削力变化较大,铣削过程中的振动也较大，铣削过程不平稳。,周铣为刀齿的间断切削,加工表面实际上是由许多波浪式的小圆弧组成的.如图6-21所示：,图6-21,(3):

15、端铣的生产率高于周铣,端铣的刀杆刚性好，刀齿为镶硬质合金，可用较大的铣削用量，铣削速度高达100-150m/min，因此端铣的生产率高。铣周刀具为高速钢制造，铣削速度仅为30-40 m/min。2 逆铣与顺铣1:概念：逆铣：铣刀和工件接触处的旋向与工件进给方向相反的为逆铣。顺铣：铣刀和工件接触处的旋向与工件进给方向相同的为顺铣。,逆铣与顺铣示意图如图6-22所示：,2):逆铣与顺铣的比较(1)逆铣刀齿切入工件前有一小段滑移距离，从而增加了刀具的磨损,增加了工件表面层的硬化程度,并加大了表面粗糙度。铣刀作用在工件上的垂直分力向上，不利于工件的夹紧。水平分力方向与进给运动方向相反，工作台的运动平稳

16、性较好。,图6-22,(2):顺铣,刀齿切入工件前没有一小段滑移距离。铣刀作用在工件上的垂直分力向下，有利于工件的夹紧。水平分力方向与进给运动方向相同,工作台的运动平稳性不好.3 对称铣与不对称铣对称铣:工件相对铣刀的回转中心处于对称位置。不对称铣：工件偏于铣刀的回转中心一侧的为不对称铣。不对称铣又可分为不对称逆铣和不对称顺铣。,(四)平面铣削的工艺特点,1:铣削属于多刀齿的不连续切削，每个刀齿的切削厚度，切削力时刻变化，容易引起振动，影响加工质量的进一步提高。2:铣削加工范围广，适应性强。可以加工支架、箱体、机座及板块状零件上的大平面、凸台面、内凹面、台阶面、V型槽、T型槽、燕尾槽；还可以加

17、工轴、盘、套类零件上的小平面、小沟槽及有分度要求的平面。3:生产准备工作时间长。因更换铣削内容，往往需更换铣刀及安装调整附件，使辅助时间加长。4:广泛用于各种生产批量。,(五)平面铣削与刨削的比较,1 加工质量平面铣削与刨削的加工质量大致相当。加工大平面时刨削运动可不停的进行，刀痕均匀。而铣削，当加工的平面大于铣刀直径或宽度时，需多次走刀，有明显的接刀痕。2 加工范围铣削比刨削加工范围广泛，许多加工是刨削无法完成的，如：内凹面、封闭型沟槽、有分度要求的表面等。3 生产率一般来说铣削的生产率高于刨削，铣削为多刀齿的高速切削；而刨削则为单刃低速切削。,但有时则不同，如加工导轨面，刨削则由于表面变窄

18、而减少走刀次数，而铣削并没有因表面变窄而减少走刀长度。,4 加工成本铣削高于刨削，因刨床及刨刀较简单,安装调整简单省时。5 实际应用铣削广泛用于各种生产批量，而刨削多用于单件小批生产或修配作业。四 平面插削插削在插床上进行，插削可以看成立式的牛头刨床刨削。由于插削的生产率比刨削还低，因此主要用于在单件小批生产中插削孔内键槽。,五 平面磨削,是平面的精加工方法，也可以代替铣削或刨削。(一)平面的普通磨削方法1 周磨1)用砂轮的圆周进行磨削的方式.如图6-23所示：2):特点(1):砂轮与工件的接触面积小，磨削力小，磨削热少，冷却散热排屑条件好，砂轮的磨损均匀。（2）：磨削精度高.IT6IT5,R

19、a0.80.2m,直线度0.010.03mm/m,两平面间平行度0.010.03mm。（3）：用于在各种生产批量中磨削精度较高零件上的平面，特别适用于磨削两平面均具有较高平行度,图6-23,要求的平面，小型平面可磨削多个以提高生产效率。,2 端磨1):以砂轮的端面进行磨削的方式.如图6-24所示：2):特点（1）砂轮轴的刚性好，可用较大的磨削用量，生产率高（2）砂轮与工件的接触面积大，磨削力、磨削热多，冷却散热、排屑条件差，工件易产生热变形及烧伤现象（3）砂轮各点的圆周线速度不相同，砂轮磨损不均匀，因此端磨精度低、表面粗糙,图6-24,在大批大量生产中，对支架、箱体、机座及板块状零件上的平面以

20、粗磨代替铣削和刨削.,(二)缓进深切磨削为一种高效率磨削.磨削深度达10mm以上,工作台进给速度低于20-300mm/min.使用专门的磨床和高压强制冷却及必要的安全防护.磨削效率比普通磨削高35倍,Ra0.80.4m.如图6-25所示：(三)工件在磨床上的安装方式电磁吸盘真空吸盘六 平面拉削用平面拉刀在拉床上加工平面的一种高效率加工方法,图6-25,加工精度IT8IT7,Ra0.80.4m,用于大批大量生产.,七 平面刮削1 概述，刮削是手工操作的一中光整加工方法,在精铣(刨)的基础上进行.如图6-26所示：刮削后:直线度0.01mm/m,甚至达0.0050.0025mm/m.Ra0.80.

21、4m.在某些情况下,还可以修正表面间的平行度和垂直度.2 平面刮削方法刮削时,在工件表面上涂上红丹油,用标准平尺(台)贴紧推磨,然后用刮刀将显出的高(亮)点,逐,图6-26,一刮去,重复多次,即使工件加工表面与标准平尺推磨面接触点增多,并分布均匀,从而获得较高的,表面形状精度和较低的表面粗糙度.平面刮削又可分为粗刮,细刮和精刮.1）粗刮:除去铁绣,加工痕迹,以免在推磨时,损伤标准平(台)尺,每2525mm面积上显示45个高点.,2）细刮:刮去粗刮的高点.每2525mm面积上显示1215个高点.3）精刮:要求每2525mm面积上显示2025个高点.刮削余量一般为0.10.4mm.3:平面刮削的工

22、艺特点:刮削精度高,方法简单,不需要复杂的设备和工具,常用来加工各种设备的导轨面及检验平台.,刮削劳动强度大,技术水平要求高,生产率低,故多用于单件小批生产或修理车间.,刮削的表面质量好,表面实际上由许多微小的凸点组成,凹部可以储存润滑油,使滑动配合的表面具有良好的润滑条件.刮削还常用于修饰加工,刮出各种样式的花纹,以增加机械设备的美观.八 平面研磨研磨也是平面的光整加工方法.一般在磨削之后进行.研磨方法如图所示:如图6-27所示：,图6-27,研磨后两平面间的尺寸公差等级可达IT5IT3,表面粗糙度Ra0.10.008m,直线度可达0.005mm/m.,平面研磨主要用来加工小型精密平板,平尺

23、,块规及其它精密零件的平面.单件小批生产采用手工研磨;大批大量生产采用机械研磨.九 平面加工方案1:粗车精车 直线度0.050.08 mm/m,Ra3.21.6 m.2:粗刨精刨 直线度0.040.12 mm/m,IT9IT7,Ra3.21.6 m.3:粗铣精铣直线度0.080.12 mm/m,IT9IT7,Ra3.21.6 m.,车刨铣 加工主要用于不淬火钢,铸铁及有色金属工件的加工.,4:粗铣(刨)精铣(刨)磨削.直线度0.010.03mm/m,尺寸公差等级IT6IT5,表面粗糙度Ra0.80.2m.5:粗铣(刨)精铣(刨)磨削.研磨.直线度0.005 mm/m,尺寸公差等级IT5IT3,表面粗糙度Ra0.10.008m.用于淬火钢,不淬火钢,铸铁材料的中小型高精度零件的平面的加工.6:粗刨精刨宽刀细刨.直线度0.02 mm/m,表面粗糙度Ra1.60.8m.7:粗铣(刨)精铣(刨)刮研.直线度0.01 mm/m,表面粗糙度Ra0.80.4m.主要用于高精度平面及导轨面的加工.,