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1、箱體類零件加工工藝用常用工藝裝備,第一節(jié) 概述 一、箱體類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 二、箱體類零件的主要技術(shù)要求、材料和毛坯 第二節(jié) 平面加工方法和平面加工方案 一、刨削 二、銑削 三、磨削 四、平面的光整加工 五、平面加工方案及其選擇 第三節(jié) 銑削加工常用工藝裝備 一、常用尖齒銑刀用其應(yīng)用 二、銑床夾具 第四節(jié) 箱體孔系加工及常用工藝裝備 一、箱體零件孔系加工的加工 二、箱體孔系加工精度分析 三、鏜夾具（鏜模） 四、聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 第五節(jié) 典型箱體零件加工工藝分析 一、主軸箱加工工藝過程及其分析 二、分離式齒輪箱體加工工藝過程及其分析,第一節(jié) 概述,一 、箱體類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 箱體類是機(jī)器或
2、部件的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器或部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個(gè)整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。,第一節(jié) 概述,二 、箱體類零件的主要技術(shù)要求、材料和毛坯 （一）箱體零件的主要技術(shù)要求 箱體類零件中以機(jī)床主軸箱的精度要求最高。以某車床主軸箱為例， 1.主要平面的形狀精度和表面粗糙度 2.孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度 3.主要孔和平面相互位置精度,第一節(jié) 概述,二 、箱體類零件的主要技術(shù)要求、材料和毛坯 （二）箱體的材料及毛坯 箱體材料一般選用HT200400的各種牌號(hào)的灰鑄鐵，而最常用的為HT200 灰鑄鐵不僅成本低，而且具有較好
3、的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。在單件生產(chǎn)或某些簡(jiǎn)易機(jī)床的箱體，為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本，可采用鋼材焊接結(jié)構(gòu)。毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和鑄造方法等因素有關(guān)。有關(guān)數(shù)據(jù)可查有關(guān)資料及根據(jù)具體情況決定。 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱體壁厚盡量均勻，箱體澆鑄后應(yīng)安排時(shí)效或退火工序。,第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案,一、刨削 刨削是單件小批量生產(chǎn)的平面加工最常用的加工方法，加工精度一般可達(dá)IT9IT7級(jí)，表面粗糙值為Ra12.51.6m。刨削可以在牛頭刨床或龍門刨床上進(jìn)行，但刨削所需的機(jī)床、刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便，調(diào)整
4、容易，通用性強(qiáng)。因此在單件、小批生產(chǎn)中特別是加工狹長(zhǎng)平面時(shí)被廣泛應(yīng)用。,第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案,二、銑削 銑削是平面加工中應(yīng)用最普遍的一種方法，利用各種銑床、銑刀和附件，可以銑削平面、溝槽、弧形面、螺旋槽、齒輪、凸輪和特形面，,第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案,二、銑削 (一）銑削的工藝特征及應(yīng)用范圍 銑刀由多個(gè)刀齒組成，各刀齒依次切削，沒有空行程，而且銑刀高速回轉(zhuǎn)，因此與刨削相比，銑削生產(chǎn)率高于刨削，在中批以上生產(chǎn)中多用銑削加工平面。 當(dāng)加工尺寸較大的平面時(shí)，可在龍門銑床上，用幾把銑刀同時(shí)加工各有關(guān)平面，這樣，既可保證平面之間的相互位置精度，也可獲得較高的生產(chǎn)率。 銑削工藝
5、特點(diǎn)如下： 1.生產(chǎn)效率高但不穩(wěn)定 2.斷續(xù)切削 3.半封閉切削,第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案,二、銑削 (二）銑削用量四要素 l、銑削速度 銑刀旋轉(zhuǎn)時(shí)的切削速度。 2、進(jìn)給量 指工件相對(duì)銑刀移動(dòng)的距離，分別用三種方法表示：f、fz、vf 。 (1) 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f 指銑刀每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，工件與銑刀的相對(duì)位移量，單位為mm/r； (2) 每齒進(jìn)給量fz 指銑刀每轉(zhuǎn)過一個(gè)刀齒，工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量，單位為mm/z； (3) 進(jìn)給速度vf 三者之間的關(guān)系為： 3、銑削深度ap 指平行于銑刀軸線方向測(cè)量的切削層尺寸。 4、銑削寬度ac指垂直于銑刀軸線并垂直于進(jìn)給方向度量的切削層尺寸。
6、,,第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案,二、銑削 (三）銑削方式及其合理選用 1.銑削方式的選用 銑削方式是指銑削時(shí)銑刀相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 (1) 周銑法 （圓周銑削方式） 周銑法銑削工件時(shí)有兩種方式，即逆銑與順銑。銑削時(shí)若銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的切削速度方向與工件的進(jìn)給方向相反稱為逆銑，反之則稱為順銑。,,第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案,,二、銑削 (三）銑削方式及其合理選用 (2) 端銑削方式 對(duì)稱銑削 銑刀軸線始終位于工件的對(duì)稱面內(nèi)，它切入、切出時(shí)切削厚度相同，有較大的平均切削厚度。一般端銑多用此種銑削方式，尤其適用于銑削淬硬鋼。 不對(duì)稱逆銑 銑刀偏置于工件對(duì)稱面的一側(cè)，它切入時(shí)切削厚度
7、最小，切出時(shí)切削厚度最大。這種加工方法，切入沖擊較小，切削力變化小，切削過程平穩(wěn)，適用于銑削普通碳鋼和高強(qiáng)度低合金鋼，并且加工表面粗糙度值小，刀具耐用度較高。 不對(duì)稱順銑 銑刀偏置于工件對(duì)稱面的一側(cè)，它切出時(shí)切削厚度最小，這種銑削方法適用于加工不銹鋼等中等強(qiáng)度和高塑性的材料,第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案,二、銑削 2. 銑削用量的選擇 銑削用量的選擇原則是：“在保證加工質(zhì)量的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床工作效能和刀具切削性能”。在工藝系統(tǒng)剛性所允許的條件下，首先應(yīng)盡可能選擇較大的銑削深度ap和銑削寬度ac；其次選擇較大的每齒進(jìn)給量fz；最后根據(jù)所選定的耐用度計(jì)算銑削速度vc 。 1.銑削深度ap和
8、銑削寬度ac的選擇 2.進(jìn)給量的選擇 每齒進(jìn)給量fz是衡量銑削加工效率水平的重要指標(biāo)。粗銑時(shí)fz主要受切削力的限制，半精銑和精銑時(shí)，fz主要受表面粗糙度限制。 3.銑削速度vc的確定 銑削速度的確定可查銑削用量手冊(cè)，如機(jī)械加工工藝手冊(cè)第l卷等 2.銑刀的選擇,,第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案,三、磨削 平面磨削方式有平磨和端磨兩種。 1、平磨 磨削薄片工件時(shí)，由于工件剛度較差，工件翹曲變形較為特出。變形的主要原因有兩個(gè)： 工件在磨削前已有撓曲度（淬火變形）。當(dāng)工件在電磁工作臺(tái)上被吸緊時(shí)，在磁力作用下被吸平，但磨削完畢松開后，又恢復(fù)原形，如圖6-11a所示。 工件磨削受熱產(chǎn)生撓曲。磨削熱使
9、工件局部溫度升高，上層熱下層冷，工件就會(huì)突起，如兩端被夾住不能自由伸展，工件勢(shì)必產(chǎn)生翹曲。針對(duì)這種情況，可用開槽砂輪進(jìn)行磨削。,,第二節(jié)平面加工方法和平面加工方案,四、平面的光整加工 （一）研磨 研磨加工是應(yīng)用較廣的一種光整加工。加工后精度可達(dá)IT5級(jí)，表面粗糙度可達(dá)Ra0.10.006m。既可加工金屬材料，也可以加工非金屬材料。 研磨的方法按研磨劑的使用條件分以下三類: 1干研磨 2濕研磨 3軟磨粒研磨 （二）刮研 刮研平面用于未淬火的工件，它可使兩個(gè)平面之間達(dá)到緊密接觸，能獲得較高的形狀和位置精度，加工精度可達(dá)IT7級(jí)以上，表面粗糙度值Ra0.80.1m。,,第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備,,
10、一、銑削刀具 （一） 加工平面用銑刀 1、圓柱形銑刀 圓柱形銑刀一般用于在臥式銑床上用周銑方式加工較窄的平面。,第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備,一、銑削刀具 （一） 加工平面用銑刀 2.面銑刀,第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備,一、銑削刀具 （二）加工溝槽用的銑刀 1.三面刃銑刀 2.鋸片銑刀 3.立銑刀,第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備,一、銑削刀具 （二）加工溝槽用的銑刀 4.波形刃立銑刀 5.鍵槽銑刀,第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備,（三）加工成型面用的銑刀 1.模具銑刀 模具銑刀用于加工模具型腔或凸模成形表面。模具銑刀是由立銑刀演變而成的，如圖6-24所示。按工作部分外形可分為圓錐形平頭、圓柱形球頭、圓
11、錐形球頭三種。硬質(zhì)合金模具銑刀用途非常廣泛，除可銑削各種模具型腔外，還可代替手用銼刀和砂輪磨頭清理鑄、鍛、焊工件的毛邊，以及對(duì)某些成形表面進(jìn)行光整加工等。該銑刀可裝在風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)工具上使用，生產(chǎn)效率和耐用度比砂輪和銼刀提高數(shù)十倍。,第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備,二、銑床夾具 （一）銑削加工的常用裝夾方法 (1)直接裝夾在銑床工作臺(tái)上 (2)用機(jī)床用平口虎鉗裝夾工件 (3) 用分度頭裝夾工件 (4) 用V形架裝夾工件 (5)用專用夾具裝夾工件 專用夾具定位準(zhǔn)確、夾緊方便，效率高，一般適用于成批、大量生產(chǎn)中。,第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備,二、銑床夾具 （二）銑床夾具的主要類型 1.直線進(jìn)給式銑夾具 2
12、.圓周進(jìn)給銑床夾具,第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備,二、銑床夾具 （三）專用銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析 1.杠桿銑斜面銑夾具,第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備,二、銑床夾具 （三）專用銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析 2.雙件銑雙槽專用夾具,第三節(jié)銑削加工常用工藝裝備,二、銑床夾具 （四）銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1.銑夾具的總體設(shè)計(jì)及夾具體 2.銑床夾具的安裝 3.銑床夾具的對(duì)刀裝置,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,一、箱體零件孔系加工 箱體上一系列相互位置有精度要求的孔的組合，稱為孔系。,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,一、箱體零件孔系加工 （一）平行孔系的加工 1.找正法 (l) 劃線找正法 、(2) 心軸和塊規(guī)找正、(
13、3) 樣板找正法、(4) 定心套找正法,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,一、箱體零件孔系加工 （一）平行孔系的加工 2.鏜模法 3.坐標(biāo)法,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,一、箱體零件孔系加工 （二）同軸孔系的加工 1.利用已加工孔作支承導(dǎo) 2.利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支承鏜桿 3.采用調(diào)頭鏜,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,一、箱體零件孔系加工 （三）交叉孔系的加工 交叉孔系的主要技術(shù)要求是控制有關(guān)孔的垂直度誤差。在普通鏜床上主要靠機(jī)床工作臺(tái)上的90對(duì)準(zhǔn)裝置。因?yàn)樗菗鯄K裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)準(zhǔn)精度低。 當(dāng)有些鏜床工作臺(tái)90對(duì)準(zhǔn)裝置精度很低時(shí)，可用心棒與百分表找正來提高其定位精度，即
14、在加工好的孔中插入心棒，工作臺(tái)轉(zhuǎn)位90，搖工作臺(tái)用百分表找正，如圖6-45所示。,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,二、箱體孔系加工精度分析 （一）鏜桿受力變形的影響 1由切削力Fr所產(chǎn)生的撓曲變形 2鏜桿自重G所產(chǎn)生的撓曲變形 3鏜桿在自重G和切削力Fr共同作用下的撓曲變形,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,二、箱體孔系加工精度分析 （二）鏜桿與導(dǎo)向套的精度及配合間隙的影響 在有導(dǎo)向裝置的鏜孔中，為了保證孔系加工質(zhì)量，除了要保證 鏜桿與導(dǎo)套本身必須具有較高的幾何形狀精度外，尤其要注意合理地選擇導(dǎo)向方式和保持鏜桿與導(dǎo)套合理的配合間隙，在采用前后雙導(dǎo)向支承時(shí)，應(yīng)使前后導(dǎo)向的配合間隙一致。此
15、外，由于這種影響還與切削力的大小和變化有關(guān)，因此在工藝上應(yīng)如前所述，注意合理選擇定位基準(zhǔn)和切削用量，精加工時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加走刀次數(shù)，以保持切削力的穩(wěn)定和盡量減少切削力的影響。,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,二、箱體孔系加工精度分析 （三）機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方式的影響 鏜孔時(shí)常有兩種進(jìn)給方式：由鏜桿直接進(jìn)給；由工作臺(tái)在機(jī)床 導(dǎo)軌上進(jìn)給。進(jìn)給方式對(duì)孔系加工精度的影響與鏜孔方式有關(guān)，當(dāng)鏜桿與機(jī)床主軸浮動(dòng)聯(lián)接采用鏜模鏜孔時(shí)，進(jìn)給方式對(duì)孔系加工精度無明顯的影響；而采用鏜桿與主軸剛性聯(lián)接懸臂鏜孔時(shí)，進(jìn)給方式對(duì)孔系加工精度有較大的影響。,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,三、鏜夾具 （一）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
16、 1.鏜套 （1）鏜套的結(jié)構(gòu)選擇 （2）鏜套的布置形式： 單支承后引導(dǎo) 、單支承前引導(dǎo)、 雙支承前后引導(dǎo),第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,（一）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn),1.鏜套 雙支承前后引導(dǎo),三、鏜夾具,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,（一）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn),2.鏜桿 鏜桿的主要技術(shù)條件要求一般規(guī)定為： 鏜桿導(dǎo)向部分的圓度與錐度允差控制在直徑公差的1/2以內(nèi)。 鏜桿導(dǎo)向部分公差帶為:粗鏜為g6，精鏜為g5。表面粗糙度值Ra0.80.4m。 鏜桿在500mm長(zhǎng)度內(nèi)的直線度允差為0.010.1mm。刀孔表面粗糙度一般為Ra1.6m，裝刀孔不淬火。,三、鏜夾具,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,（一
17、）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn),3.支架與底座 鏜模支架和底座多為鑄鐵件（一般為HT200），常分開制造。鏜模支 架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與剛度，且不允許承受夾緊力。其典型結(jié)構(gòu)和尺寸參見表6-5。 鏜模底座上要安裝各種裝置和元件，并承受切削力和夾緊力，因此必須有足夠的強(qiáng)度與剛度，并保持尺寸精度的穩(wěn)定性。,三、鏜夾具,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,（一）鏜夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn),4.鏜套與鏜桿以及襯套等的配合選擇 鏜套與鏜桿、襯套等的配合必須選擇恰當(dāng)，過緊容易研壞或咬死，過松則不能保證加工精度。一般加工低于IT8級(jí)公差的孔或粗鏜時(shí)，鏜桿選用IT6級(jí)公差，當(dāng)精加工IT7級(jí)公差的孔時(shí)，通常選用IT5級(jí)公差，見表6-7。
18、當(dāng)孔加工精度（如同軸度）高時(shí)，常用配研法使鏜套與鏜桿的配合間隙達(dá)到最小值，但此時(shí)應(yīng)用低速加工。 (二）鏜床夾具典型結(jié)構(gòu)分析,三、鏜夾具,第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,(二）鏜床夾具典型結(jié)構(gòu)分析 由于加工98mm臺(tái)階孔時(shí)，鏜刀桿上采用多排刀事先裝夾，因此設(shè)計(jì)夾具時(shí)將鏜套9外徑取得較大，待裝好刀的鏜刀桿伸入后再安裝鏜套9。各鏜套均有通油溝槽，以利加工時(shí)潤(rùn)滑。 本夾具特點(diǎn)是底座1及支座7均設(shè)計(jì)成箱式結(jié)構(gòu)，此與同樣尺寸采用加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)相比，剛度要高得多。為調(diào)整方便，底座上加工有H、B兩垂直平面，作為找正基準(zhǔn)。此外在底座縱橫方向上鑄出一些孔，作為出砂及起重用。,三、鏜夾具,第四節(jié)箱體孔系加工及常
19、用工藝裝備,四、聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) （一）單件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu),第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,四、聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) （二）多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu),第四節(jié)箱體孔系加工及常用工藝裝備,四、聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) （三）設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)注意的問題 1.多位(聯(lián)動(dòng))夾緊機(jī)構(gòu)必須能同時(shí)而均勻地夾緊工件 2.夾緊件和傳力件要有足夠的剛性，保證傳力均勻 3.機(jī)動(dòng)夾緊裝置,第五節(jié)典型箱體零件加工工藝分析,一、主軸箱加工工藝過程及其分析 （一）主軸箱加工工藝過程,第五節(jié)典型箱體零件加工工藝分析,（二）、箱體類零件加工工藝分析 1.主要表面加工方法的選擇 2.擬定工藝過程的原則 (1)先面后孔的加工順序 (2)粗精加工分階段進(jìn)行 (3)
20、合理地安排熱處理工序 3.定位基準(zhǔn)的選擇 (1)粗基準(zhǔn)的選擇 (2)精基準(zhǔn)的選擇 為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度，箱體類零件精基準(zhǔn)選擇常用兩種原則：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、基準(zhǔn)重合原則。,第五節(jié)典型箱體零件加工工藝分析,,二、分離式齒輪箱體加工工藝過程及其分析 （一）分離式箱體的主要技術(shù)要求 1對(duì)合面對(duì)底座的平行度誤差不超過0.5/1000； 2對(duì)合面的表面粗糙度值小于Ral.6m，兩對(duì)合面的接合間隙不超過0.03mm； 3軸承支承孔必須在對(duì)合面上，誤差不超過0.2mm； 4軸承支承孔的尺寸公差為H7，表面粗糙度值小于Ral.6m，圓柱度誤差不超過孔徑公差之半
21、，孔距精度誤差為0.050.08mm。,第五節(jié)典型箱體零件加工工藝分析,,二、分離式齒輪箱體加工工藝過程及其分析 （二）分離式箱體的工藝特點(diǎn),第五節(jié)典型箱體零件加工工藝分析,,二、分離式齒輪箱體加工工藝過程及其分析 （二）分離式箱體的工藝特點(diǎn),第五節(jié)典型箱體零件加工工藝分析,,二、分離式齒輪箱體加工工藝過程及其分析 （二）分離式箱體的工藝特點(diǎn),第五節(jié)典型箱體零件加工工藝分析,,二、分離式齒輪箱體加工工藝過程及其分析 （二）分離式箱體的工藝特點(diǎn),1.加工路線：先分后合 2.定位基準(zhǔn) (1)粗基準(zhǔn)的選擇 分離式箱體最先加工的是箱蓋和箱座的對(duì)合面。分離式箱體一般不能以軸承孔的毛坯面作為粗基準(zhǔn)，而是以凸緣不加工面為粗基準(zhǔn)，即箱蓋以凸緣A面，底座以凸緣B面為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證對(duì)合面凸緣厚薄均勻，減少箱體合裝時(shí)對(duì)合面的變形。 (2)精基準(zhǔn)的選擇 典型的“一面兩孔”定位方式。,
箱體類零件加工工藝及常用工藝裝備
