机械箱体加工.doc

箱体类零件加工工艺分析   
2008-06-24 14:09:45|  分类： 机械 |  标签： |举报 |字号大中小 订阅
在箱体类零件各加工表面中，通常平面的加工精度比较容易保证，而精度要求较高的支承孔的加工精度以及孔与孔之间、孔与平面之间的相互位置精度则较难保证。所以，在制订箱体类零件加工工艺过程时，应将如何保证孔的精度作为重点来考虑。
1. 精基准的选择  精基准的选择对保证箱体类零件的技术要求十分重要。在选择精基准时，首先要遵循“基准统一”原则，即使具有相互位置精度要求的加工表面的大部分工序，尽可能用同一组基准定位。这样就可避免因基准转换带来的误差，有利于保证箱体类零件各主要表面间的相互位置精度。
对车床主轴箱体，精基准选择具有两种可行方案：
（1）中小批生产时，以箱体底面作为统一基准。由于底面具有装配基面，这样就实现了定位基准、装配基准与设计基准重合，消除了基准不重合误差。在加工各支承孔时，由于箱口朝上，观察和测量以及安装和调整刀具也较方便。但是在镗削箱体中间壁上的孔时，为了增加镗杆刚度，需要在中间安置导向支承。以工件底面作为定位基准面的镗模，中间支承只能采用悬挂的方式。这种悬挂天夹具座体上的导向支承架不仅刚度差、安装误差大，而且装卸也不方便，故不适用中小批生产。
（2）大批大量生产时，采用箱体顶面及两定位销孔作为统一基准。由于加工时箱体口朝下，中间导向支承架可以紧固在夹具座体上，所以这样的夹具优点是没有悬挂所带来的问题，适合于大批生产。但由于箱体顶面不是装配基面，故定位基面与装配基面（设计基准）不重合，增加了定位误差。为了保证图纸规定的精度要求，需进行工艺尺寸换算。此外，由于箱体顶面开口朝下，不便于观察加工情况和及时发现毛坯缺陷，加工中也不便于测量孔径及调整刀具，因此需采用定径尺寸镗刀来获得孔的尺寸与精度。
2.粗基准的选择  加工精基准时定位用的粗基准，应能保证重要加工表面（主轴支承孔）的加工余量均匀；应保证装入箱体中的轴、齿轮等零件与箱体内壁各表面间有足够的间隙；应保证加工后的外平面与不加工的内壁之间壁厚均匀以及定位、夹紧牢固可靠。
为此，通常选择主轴孔和与主轴孔相距较远的一个轴孔作为粗基准。若铸造时各轴孔和内腔泥芯是整体的，且毛坯精度较高，则以上各项要求一般均可满足。
粗基准定位方式与生产类型有关。生产批量较大时采用专用夹具，生产率高，
3.工艺过程的拟订
(1)  箱体的时效处理  为了消除铸造内应力，防止加工后的变形，使加工精度保持长期稳定，要进行时效处理。自然时效比人工时效了，目前仍用于精密机床铸件，一般都在毛坯铸造后立即时效。而粗加工之后，精加工之前应有一段存放时间，以消除加工内应力。对于精密机床的主轴箱体，应为粗加工后甚至半精加工之后再安排一次时效处理。
人工时效处理的工艺规范为加热到530~560℃，保温6~8h，冷却速度≤300℃/h，出炉温度≤200℃。
(2) 箱体加工工艺的原则  拟订箱体类零件工艺过程时一般应遵循以下原则：
① “先面后孔”的原则。先加工平面，后加工孔，是箱体零件加工的一般规律。这是因为作为精基面的平面在最初的工序中应该首先加工出来。而且，平面加工出来以后，由于切除了毛坯表面的凸凹不平和表面夹砂等缺陷，使平面上的支承孔的加工更方便，钻孔时可减少钻头的偏斜，扩孔和铰孔时可防止刀具崩刃。
有些精度要求较低的螺钉孔，可根据加工的方便及工序时间的平衡，安排其工序的次序。但对于保证箱体部件装配关系的螺钉孔、销孔以及与轴承孔相交的润滑油孔，则必须在轴孔精加工后钻铰。前者是因为要以轴孔为定位基准，而后者会影响轴孔精细镗时的加工质量。
② “粗精分开，先粗后精”的原则。由于箱体结构复杂，主要表面的精度要求高，为减少或消除粗加工时产生的切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，一般应尽可能把粗精加工分开，并分别在不同机床上进行。至于要求不高的平面，则可将粗精两次走刀安排在一个工序内完成，以缩短工艺过程，提高工效。
(3) 主要表面加工方法的选择  箱体的主要加工表面为平面和轴承支孔。箱体平面的粗加工和半精加工，主要采用刨削和铣削，也可采用车削。铣削的生产率一般比刨削高，在成批和大量生产中，多采用铣削。当生产批量较大时，还可以采用各种专用的组合铣床对箱体各平面进行多刀、多面的同时铣削；对于尺寸较大的箱体；也可以在龙门铣床上进行组合铣削，以便有效地提高箱体平面加工的生产效率。箱体平面的精加工，在单件小批生产时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研以外，一般多以精刨代刮；当生产批量大而精度要求又高时，多采用磨削。为了提高生产效率和平面间的相互位置精度，还可采用专用磨床进行组合磨削。
箱体上精度为IT7的轴承支承孔，一般采用钻—扩—粗铰—精铰或镗—半精镗—精镗的工艺方案进行加工。前者用于加工直径较小的孔，后者用于加工直径较大的孔。当孔的精度超过IT7、表面粗糙度小于0.63μm时，还应增加一道最后的精加工或精密加工工序，如精细镗、珩磨、滚压等。
车床主轴箱体的工艺过程，按照生产类型的不同而有不同的方案，分别如表9-7和表9-8所示。

表9-7中小批生产某车床主轴箱的工艺过程
序号
工序内容
定位基准
序号
工序内容
定位基准
1
  铸    造

10
  精加工底面M
  顶面R
2
  清铲铸件

11
  精、半精加工各纵向孔
  底面M
3
  时    效

12
  精加工各纵向孔
  底面M
4
  油    漆

13
  精、加工各横向孔
  底面M
5
  划    线

14
  精加工主轴孔
  底面M
                                                                                                      （续）
序号
工序内容
定位基准
序号
工序内容
定位基准
6
  精、半精加工顶面R
  按划线找正，支承底面M
15
  加工螺孔及紧固孔

7
  精、半精加工底面M及侧面
  支承顶面R并校正主轴孔的中心线
16
  清    洗

8
  粗、半精加工两端面
  底面M
17
  检    验

9
  精加工顶面R
  底面M

表9-8 大批大量生产某车床主轴箱的工艺过程
序号
工序内容
定位基准
序号
工序内容
定位基准
1
  铸    造

10
  半精镗、精镗
主轴三孔
  顶面R及两工艺孔
2
  时    效

11
  加工各横向孔
  顶面R及两工艺孔
3
  油    漆

12
  钻、锪、攻（螺纹）各平面上的孔

4
  铣顶面R
  主轴支承孔并按顶面R找正
13
  滚压主轴支承孔
  顶面R及两工艺孔
5
  钻、扩、铰顶面上的两定位销孔及固定螺孔
  顶面R及主轴支承孔
14
  磨底面M、侧面及端面

6
 铣底面M及各平面
  顶面R及两工艺孔
15
  钳工去毛刺

7
  磨顶面R
  底面M及侧面
16
  清    洗

8
  粗镗各纵向孔
  顶面R及两工艺孔
17
  检    验

9
  精镗各纵向孔
  顶面R及两工艺孔