箱體零件加工

1、課題二十一課題二十一 箱體零件加工箱體零件加工【教學(xué)目的和要求教學(xué)目的和要求】掌握在不同生產(chǎn)類型、不同精度要求的生產(chǎn)中，掌握在不同生產(chǎn)類型、不同精度要求的生產(chǎn)中，箱體類零件加工工藝過程擬定的方法和步驟，基本能夠編制中等復(fù)箱體類零件加工工藝過程擬定的方法和步驟，基本能夠編制中等復(fù)雜程度箱體類零件的工藝規(guī)程。雜程度箱體類零件的工藝規(guī)程?！窘虒W(xué)內(nèi)容摘要教學(xué)內(nèi)容摘要】一、概述一、概述 二、箱體零件加工工藝及其分析二、箱體零件加工工藝及其分析 三、箱體零件加工中關(guān)健工藝問題及解決辦法三、箱體零件加工中關(guān)健工藝問題及解決辦法【教學(xué)重點、難點教學(xué)重點、難點】 重點重點: :掌握箱體零件加工工藝過程擬定的方法

2、和步驟掌握箱體零件加工工藝過程擬定的方法和步驟l 難點難點: :根據(jù)零件的技術(shù)要求靈活地選擇粗、精基準(zhǔn)和確定加根據(jù)零件的技術(shù)要求靈活地選擇粗、精基準(zhǔn)和確定加l 工工序順序工工序順序【教學(xué)方法和使用教具教學(xué)方法和使用教具】 講授講授【教學(xué)時數(shù)教學(xué)時數(shù)】 6 6一、概述一、概述 1 1箱體零件的功用與結(jié)構(gòu)特點箱體零件的功用與結(jié)構(gòu)特點 箱體零件是機(jī)器的基礎(chǔ)件之一。由它將一些軸、套和齒輪箱體零件是機(jī)器的基礎(chǔ)件之一。由它將一些軸、套和齒輪等零件組裝在一起，保持正確的相互位置關(guān)系，并且能按照等零件組裝在一起，保持正確的相互位置關(guān)系，并且能按照一定的傳動要求傳遞動力和運動，構(gòu)成機(jī)器的一個重要部件。一定的傳動

3、要求傳遞動力和運動，構(gòu)成機(jī)器的一個重要部件。 箱體零件的特點：箱體的結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，箱體外面箱體零件的特點：箱體的結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，箱體外面都有許多平面和孔，內(nèi)部呈腔形，壁薄且不均勻，剛度較低，都有許多平面和孔，內(nèi)部呈腔形，壁薄且不均勻，剛度較低，加工精度要求較高，特別是主軸承孔和基準(zhǔn)平面的精度。因加工精度要求較高，特別是主軸承孔和基準(zhǔn)平面的精度。因此，一般來說，箱體不僅需要加工的部位較多，且加工的難此，一般來說，箱體不僅需要加工的部位較多，且加工的難度也較大。度也較大。圖圖21-121-1是幾種箱體的結(jié)構(gòu)簡圖。是幾種箱體的結(jié)構(gòu)簡圖。圖圖21-121-1是幾種箱體的結(jié)構(gòu)簡圖。是幾種箱體的結(jié)構(gòu)

4、簡圖。2 2箱體零件的主要技術(shù)要求箱體零件的主要技術(shù)要求（1 1）箱體上的孔大都是軸承支承孔，加工質(zhì)量要求較）箱體上的孔大都是軸承支承孔，加工質(zhì)量要求較 高；平行孔系之間，應(yīng)有一定孔距尺寸精度和平高；平行孔系之間，應(yīng)有一定孔距尺寸精度和平 行度要求，；同軸線上的孔應(yīng)有一定的同軸度要行度要求，；同軸線上的孔應(yīng)有一定的同軸度要 求。求。 （2 2）箱體的裝配基準(zhǔn)面和加工中的定位基準(zhǔn)面應(yīng)有較）箱體的裝配基準(zhǔn)面和加工中的定位基準(zhǔn)面應(yīng)有較 高的平面度和較小的表面粗糙度值要求。高的平面度和較小的表面粗糙度值要求。（3 3）各支承孔與裝配基準(zhǔn)面之間應(yīng)有一定的尺寸精）各支承孔與裝配基準(zhǔn)面之間應(yīng)有一定的尺寸精

5、度和平行度，與端面應(yīng)有一定的垂直度；各平度和平行度，與端面應(yīng)有一定的垂直度；各平 面與裝配基準(zhǔn)面之間也應(yīng)有一定的平行度和垂面與裝配基準(zhǔn)面之間也應(yīng)有一定的平行度和垂 直度。直度。 箱體的技術(shù)要求根據(jù)箱體的工作條件和使用箱體的技術(shù)要求根據(jù)箱體的工作條件和使用 性能的不同而有所不同。一般件為：軸孔的尺寸性能的不同而有所不同。一般件為：軸孔的尺寸 精度為精度為IT6IT6IT7IT7，圓度不超過孔徑公差的一半，圓度不超過孔徑公差的一半， 表面粗糙度表面粗糙度為為0.40.40.80.8m m。作為裝配基準(zhǔn)和。作為裝配基準(zhǔn)和 定位基準(zhǔn)的重要平面的平面度要求較高，表面粗定位基準(zhǔn)的重要平面的平面度要求較高，

6、表面粗 糙度糙度為為0.630.63m m。3 3箱體零件的材料和毛坯箱體零件的材料和毛坯 一般箱體零件的材料大都采用鑄鐵，其牌號根據(jù)需要可選用一般箱體零件的材料大都采用鑄鐵，其牌號根據(jù)需要可選用HT200HT200HT400HT400，常用，常用HT200HT200；某些負(fù)荷大的箱體采用鑄鋼件；單件?。荒承┴?fù)荷大的箱體采用鑄鋼件；單件小批生產(chǎn)情況下，可采用鋼板焊接；在某些特定條件下，可采用其它材批生產(chǎn)情況下，可采用鋼板焊接；在某些特定條件下，可采用其它材料。料。 鑄件毛坯的加工余量視生產(chǎn)批量而定，單件小批生產(chǎn)時，一般采鑄件毛坯的加工余量視生產(chǎn)批量而定，單件小批生產(chǎn)時，一般采用木模手工造型，毛

7、坯的精度低，加工余量較大；而大批量生產(chǎn)時，用木模手工造型，毛坯的精度低，加工余量較大；而大批量生產(chǎn)時，通常采用金屬模機(jī)器造型，毛坯的精度較高，加工余量可適當(dāng)減少。通常采用金屬模機(jī)器造型，毛坯的精度較高，加工余量可適當(dāng)減少。單件小批生產(chǎn)直徑大于單件小批生產(chǎn)直徑大于50mm50mm的孔，成批生產(chǎn)大于的孔，成批生產(chǎn)大于30mm30mm的孔，一般都在的孔，一般都在毛坯上鑄出預(yù)孔，以減少加工余量。毛坯上鑄出預(yù)孔，以減少加工余量。4 4箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性 箱體機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性要注意以下幾方面的問題：箱體機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)工藝性要注意以下幾方面的問題：（1 1）基本孔）基本孔 箱體的基

8、本孔可分為通孔、階梯孔、盲孔和交叉孔等幾類。最常見的箱體的基本孔可分為通孔、階梯孔、盲孔和交叉孔等幾類。最常見的孔為通孔，其工藝性最好，特別是孔為通孔，其工藝性最好，特別是L/D1L/D11.51.5的短圓柱孔。而的短圓柱孔。而L/DL/D5 5的的深孔，其工藝性就很不好，特別是深孔加工精度要求較高、表面粗糙度深孔，其工藝性就很不好，特別是深孔加工精度要求較高、表面粗糙度值要求較小時，加工就比較困難。箱體上的孔大多為短圓柱孔。值要求較小時，加工就比較困難。箱體上的孔大多為短圓柱孔。 階梯孔的工藝性較差?？讖较嗖钤叫」に囆栽胶?；孔徑相差越大且其階梯孔的工藝性較差?？讖较嗖钤叫」に囆栽胶茫豢讖较嗖?/p>

9、越大且其中最小孔又很小時，則工藝性更差。中最小孔又很小時，則工藝性更差。 相貫通的交叉孔的工藝性也較差，相貫通的交叉孔的工藝性也較差，如圖如圖21-2a21-2a所示所示，如圖如圖5-11b5-11b所示所示。 當(dāng)加工孔口有缺口的孔時，可先將缺口補(bǔ)齊，或者在結(jié)構(gòu)允許時，將當(dāng)加工孔口有缺口的孔時，可先將缺口補(bǔ)齊，或者在結(jié)構(gòu)允許時，將缺口處的直徑放大一些缺口處的直徑放大一些（如圖（如圖21-321-3所示）所示）。 盲孔的工藝性最差，因此常將箱體上的盲孔鉆通而改成階梯孔，或者盲孔的工藝性最差，因此常將箱體上的盲孔鉆通而改成階梯孔，或者盡量避免出現(xiàn)盲孔。盡量避免出現(xiàn)盲孔。 相貫通的交叉孔的工藝性也較

10、差，相貫通的交叉孔的工藝性也較差，如圖如圖21-2a21-2a所示所示，如圖如圖5-11b5-11b所示所示。 當(dāng)加工孔口有缺口的孔時，可先將缺口補(bǔ)齊，或者在結(jié)構(gòu)允許時，當(dāng)加工孔口有缺口的孔時，可先將缺口補(bǔ)齊，或者在結(jié)構(gòu)允許時，將缺口處的直徑放大一些將缺口處的直徑放大一些（如圖（如圖21-321-3所示）所示）（2 2）同軸線上的孔）同軸線上的孔 同一軸線上的孔其孔徑的大小應(yīng)向一個方向遞減，同一軸線上的孔其孔徑的大小應(yīng)向一個方向遞減，鏜桿從一端伸入，逐個加工或同時加工同軸線上的鏜桿從一端伸入，逐個加工或同時加工同軸線上的孔，孔，如圖如圖21-4a21-4a所示所示。 同軸線上的孔的直徑大小從兩

11、邊向中間遞減，可使同軸線上的孔的直徑大小從兩邊向中間遞減，可使刀桿從兩邊進(jìn)入箱體加工同軸線上的各孔，為雙面同刀桿從兩邊進(jìn)入箱體加工同軸線上的各孔，為雙面同時加工提供了條件，大批大量生產(chǎn)時具有較好的結(jié)構(gòu)時加工提供了條件，大批大量生產(chǎn)時具有較好的結(jié)構(gòu)工藝性，工藝性，如圖如圖21-4b21-4b所示所示。 同軸線上的孔徑排列形式，應(yīng)盡量避免中間隔壁上同軸線上的孔徑排列形式，應(yīng)盡量避免中間隔壁上的孔徑大于外壁上的孔徑，的孔徑大于外壁上的孔徑，如圖如圖21-4c21-4c所示所示。（3 3）箱體的內(nèi)端面加工比較困難，如果結(jié)構(gòu)）箱體的內(nèi)端面加工比較困難，如果結(jié)構(gòu) 上要求必須加工時，應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的上要求

12、必須加工時，應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的 尺寸小于刀具需穿過之孔加工前的直徑，尺寸小于刀具需穿過之孔加工前的直徑， 如圖如圖21-521-5所示所示。（4 4）箱體外壁上的凸臺應(yīng)盡可能在同一平面）箱體外壁上的凸臺應(yīng)盡可能在同一平面 上，以便于在一次走刀中加工出來。上，以便于在一次走刀中加工出來。（5 5）箱體上的裝配基準(zhǔn)面尺寸應(yīng)盡量大，形）箱體上的裝配基準(zhǔn)面尺寸應(yīng)盡量大，形 狀應(yīng)力求簡單；箱體上的緊固孔、螺紋狀應(yīng)力求簡單；箱體上的緊固孔、螺紋 孔的尺寸規(guī)格應(yīng)盡量一致。孔的尺寸規(guī)格應(yīng)盡量一致。（3 3）箱體的內(nèi)端面加工比較困難，如果結(jié)構(gòu)上要求必須加工）箱體的內(nèi)端面加工比較困難，如果結(jié)構(gòu)上要求必須加工時，應(yīng)

13、盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需穿過之孔加工前的時，應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需穿過之孔加工前的直徑，直徑，如圖如圖21-521-5所示所示。5 5箱體零件的一般加工工藝路線箱體零件的一般加工工藝路線l中小批生產(chǎn)中小批生產(chǎn)l 箱體零件加工工藝路線一般為：鑄造毛坯箱體零件加工工藝路線一般為：鑄造毛坯時效時效油漆油漆劃線劃線粗、精加工基準(zhǔn)面粗、精加工基準(zhǔn)面粗、精加工各平面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要孔粗、半精加工各主要孔精加工主要孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔粗、精加工各次要孔加工各螺孔、緊固孔、油加工各螺孔、緊固孔、油孔等孔等去毛刺去毛刺清洗清洗檢驗；檢驗；l大批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)l 時

14、工藝路線一般為：毛坯鑄造時工藝路線一般為：毛坯鑄造時效時效油漆油漆粗、半精加工精粗、半精加工精基準(zhǔn)基準(zhǔn)粗、半精加工各平面粗、半精加工各平面精加工精基準(zhǔn)精加工精基準(zhǔn)粗、半精加工主要孔粗、半精加工主要孔精加工主要孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔（螺孔、緊固孔、油孔、過粗、精加工各次要孔（螺孔、緊固孔、油孔、過孔等）孔等）精加工各平面精加工各平面去毛剌去毛剌清洗清洗檢驗。檢驗。 二、箱體零件加工工藝及其分析二、箱體零件加工工藝及其分析 箱體上的加工表面主要是一些平面和支承軸孔。平面的加箱體上的加工表面主要是一些平面和支承軸孔。平面的加工質(zhì)量通常較易保證，而精度要求較高的支承軸孔的尺寸與形工質(zhì)量通常較

15、易保證，而精度要求較高的支承軸孔的尺寸與形狀精度、孔與孔間、孔與平面間的位置精度則較難保證，往往狀精度、孔與孔間、孔與平面間的位置精度則較難保證，往往成為生產(chǎn)的關(guān)健。如圖成為生產(chǎn)的關(guān)健。如圖21-621-6所示是典型的車床床頭箱箱體簡圖。所示是典型的車床床頭箱箱體簡圖。（一）床頭箱加工工藝過程（一）床頭箱加工工藝過程 表表21-121-1，表，表21-221-2是不同生產(chǎn)批量的床頭箱加工是不同生產(chǎn)批量的床頭箱加工 工藝過程。工藝過程。（二）床頭箱加工工藝分析（二）床頭箱加工工藝分析表表21-1 CA614021-1 CA6140機(jī)床主軸箱大批量生產(chǎn)工藝過機(jī)床主軸箱大批量生產(chǎn)工藝過程程序號序號工

16、序內(nèi)容工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)8 8粗鏜縱向孔粗鏜縱向孔一面兩孔一面兩孔 1 1鑄造鑄造9 9精鏜縱向孔精鏜縱向孔一面兩孔一面兩孔 2 2時效時效1010精、細(xì)鏜精、細(xì)鏜VIVI軸孔軸孔 R R面、面、IIIIII、V V軸孔軸孔 3 3漆漆 底底 漆漆 1111鉆、擴(kuò)、鉸各橫鉆、擴(kuò)、鉸各橫向孔向孔 一面兩孔一面兩孔 4 4銑頂面銑頂面R R VIVI軸和軸和I I軸軸鑄孔鑄孔 1212鉆、擴(kuò)鉆、擴(kuò)G G、P P、Q Q面面上孔上孔 一面兩孔一面兩孔 5 5鉆、擴(kuò)、鉸鉆、擴(kuò)、鉸2-2-18H7,18H7,鉆、攻鉆、攻R R面面上孔和上孔和M8M8螺孔螺孔 頂面頂面R R、VIVI軸孔內(nèi)壁一軸孔

17、內(nèi)壁一端端 1313磨磨G G、N N、O O、P P、Q Q面面 一面兩孔一面兩孔 6 6銑銑G G、N N、O O、P P、Q Q各面各面 一面兩孔一面兩孔 1414鉗工去毛刺、清鉗工去毛刺、清洗洗 7 7磨頂面磨頂面R RG G面面1515檢驗檢驗 表表21-2 CA614021-2 CA6140機(jī)床主軸箱小批量生產(chǎn)工藝過程機(jī)床主軸箱小批量生產(chǎn)工藝過程序號序號工序內(nèi)容工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)7 7粗、精加工兩端粗、精加工兩端面面P P、Q Q G G、N N面面 1 1鑄造鑄造8 8粗、半精加工各粗、半精加工各縱向孔縱向孔 G G、N N面面 2 2時效時效9 9精加工各縱向孔精加工各縱

18、向孔G G、N N面面 3 3漆底漆漆底漆1010粗、精加工橫向粗、精加工橫向孔孔G G、N N面面 4 4劃線：保證主劃線：保證主軸孔加工余量軸孔加工余量均勻：劃均勻：劃G G、R R、P P及及O O面加工線面加工線1111加工螺孔及次要加工螺孔及次要孔孔5 5粗、精加工頂粗、精加工頂面面R R按線找正按線找正 1212鉗工去毛刺、清鉗工去毛刺、清洗洗6 6粗、精加工粗、精加工G G、N N面及側(cè)面面及側(cè)面O O頂面頂面R R并校正并校正主軸主軸 線線1313檢檢 驗驗（二）床頭箱加工工藝分析（二）床頭箱加工工藝分析 從上面兩種工藝過程中可以看出，不同生產(chǎn)批量從上面兩種工藝過程中可以看出，

19、不同生產(chǎn)批量的箱體的加工工藝過程有其共性，也有其特殊性。的箱體的加工工藝過程有其共性，也有其特殊性。1 1加工中安排合適的熱處理加工中安排合適的熱處理 對于普通精度的箱體，毛坯鑄造完后要安排一次人工時效；對于普通精度的箱體，毛坯鑄造完后要安排一次人工時效；對于高精度的箱體或形狀特別復(fù)雜的箱體，在粗加工后再安排一對于高精度的箱體或形狀特別復(fù)雜的箱體，在粗加工后再安排一次人工時效處理；對于特別精密的箱體零件，在機(jī)械加工階段尚次人工時效處理；對于特別精密的箱體零件，在機(jī)械加工階段尚需安排較長時間的自然時效處理。需安排較長時間的自然時效處理。2 2各主要表面的粗、精加工分階段進(jìn)行各主要表面的粗、精加工

20、分階段進(jìn)行 粗、精加工分階段進(jìn)行，精加工時就可以減小夾緊力，并且粗、精加工分階段進(jìn)行，精加工時就可以減小夾緊力，并且中間可停留一段時間有利于應(yīng)力的消失，可以穩(wěn)定精加工時獲得中間可停留一段時間有利于應(yīng)力的消失，可以穩(wěn)定精加工時獲得的精度。同時還可以根據(jù)粗、精加工的不同要求合理地選用設(shè)備，的精度。同時還可以根據(jù)粗、精加工的不同要求合理地選用設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，剔除廢品，避免工時浪費。及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，剔除廢品，避免工時浪費。 3 3采取先加工平面，后加工軸孔的順序采取先加工平面，后加工軸孔的順序 從表從表21-121-1、表、表21-221-2可以看出，加工順序通常是先加工精基準(zhǔn)平可以看出，加

21、工順序通常是先加工精基準(zhǔn)平面，然面，然 后加工孔。在同一加工階段中，也是先加工平面后加工平面上的孔。后加工孔。在同一加工階段中，也是先加工平面后加工平面上的孔。 4 4先加工基準(zhǔn)面，后加工其它面先加工基準(zhǔn)面，后加工其它面（1 1）精基準(zhǔn)的選擇）精基準(zhǔn)的選擇 為便于保證箱體上孔與孔、孔與平面及平面與平面之間較高的位為便于保證箱體上孔與孔、孔與平面及平面與平面之間較高的位置精度要求，箱體加工應(yīng)遵循置精度要求，箱體加工應(yīng)遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則選擇精基準(zhǔn)，使具有原則選擇精基準(zhǔn)，使具有位置精度要求的大部分表面能用同一精基準(zhǔn)定位加工。此外，采用統(tǒng)位置精度要求的大部分表面能用同一精基準(zhǔn)定位加工。此外，

22、采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，還有利于減少夾具設(shè)計與制造的工作量，加快生產(chǎn)準(zhǔn)一的定位基準(zhǔn)，還有利于減少夾具設(shè)計與制造的工作量，加快生產(chǎn)準(zhǔn)備，降低成本。備，降低成本。 在中小批生產(chǎn)中采用以裝配基準(zhǔn)面作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，這樣使在中小批生產(chǎn)中采用以裝配基準(zhǔn)面作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，這樣使裝配、加工都采用同一基準(zhǔn)，既符合基準(zhǔn)重合原則，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一裝配、加工都采用同一基準(zhǔn)，既符合基準(zhǔn)重合原則，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。原則。 大批量生產(chǎn)時，常采用一面兩孔作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，使機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)大批量生產(chǎn)時，常采用一面兩孔作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，使機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)簡化、剛度提高，工件裝卸快速方便。采用這一定位方式時，其中的簡化、剛度提高，工件裝卸快

23、速方便。采用這一定位方式時，其中的定位平面最好是零件的設(shè)計基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)，這樣，既符合基準(zhǔn)重合定位平面最好是零件的設(shè)計基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)，這樣，既符合基準(zhǔn)重合原則，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。原則，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 （2 2）粗基準(zhǔn)的選擇）粗基準(zhǔn)的選擇 生產(chǎn)中一般都選用主軸承孔的毛坯面和距主軸孔較遠(yuǎn)的孔作生產(chǎn)中一般都選用主軸承孔的毛坯面和距主軸孔較遠(yuǎn)的孔作為粗基準(zhǔn)。為粗基準(zhǔn)。 中小批生產(chǎn)時，由于毛坯精度較低，直接以主軸承孔定位，中小批生產(chǎn)時，由于毛坯精度較低，直接以主軸承孔定位，不能保證毛坯的定位精度。因此，常常以劃線的方式裝夾工件。不能保證毛坯的定位精度。因此，常常以劃線的方式裝夾工件。劃線時，以主軸承孔中心線為基準(zhǔn)，照顧