1、课题二十一 箱体零件加工,【教学目的和要求】掌握在不同生产类型、不同精度要求的生产中，箱体类零件加工工艺过程拟定的方法和步骤，基本能够编制中等复杂程度箱体类零件的工艺规程。 【教学内容摘要】一、概述二、箱体零件加工工艺及其分析三、箱体零件加工中关健工艺问题及解决办法 【教学重点、难点】重点:掌握箱体零件加工工艺过程拟定的方法和步骤难点:根据零件的技术要求灵活地选择粗、精基准和确定加工工序顺序 【教学方法和使用教具】 讲授 【教学时数】 6,一、概述,1箱体零件的功用与结构特点箱体零件是机器的基础件之一。由它将一些轴、套和齿轮等零件组装在一起，保持正确的相互位置关系，并且能按照一定的传动要求传递
2、动力和运动，构成机器的一个重要部件。箱体零件的特点：箱体的结构一般比较复杂，箱体外面都有许多平面和孔，内部呈腔形，壁薄且不均匀，刚度较低，加工精度要求较高，特别是主轴承孔和基准平面的精度。因此，一般来说，箱体不仅需要加工的部位较多，且加工的难度也较大。图21-1是几种箱体的结构简图。,图21-1是几种箱体的结构简图。,2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；平行孔系之间，应有一定孔距尺寸精度和平行度要求，；同轴线上的孔应有一定的同轴度要求。 （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
3、应有一定的尺寸精度和平行度，与端面应有一定的垂直度；各平面与装配基准面之间也应有一定的平行度和垂 直度。箱体的技术要求根据箱体的工作条件和使用性能的不同而有所不同。一般件为：轴孔的尺寸精度为IT6IT7，圆度不超过孔径公差的一半，表面粗糙度为0.40.8m。作为装配基准和定位基准的重要平面的平面度要求较高，表面粗糙度为0.63m。,3箱体零件的材料和毛坯,一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号根据需要可选用HT200HT400，常用HT200；某些负荷大的箱体采用铸钢件；单件小批生产情况下，可采用钢板焊接；在某些特定条件下，可采用其它材料。铸件毛坯的加工余量视生产批量而定，单件小批生产时，一般
4、采用木模手工造型，毛坯的精度低，加工余量较大；而大批量生产时，通常采用金属模机器造型，毛坯的精度较高，加工余量可适当减少。单件小批生产直径大于50mm的孔，成批生产大于30mm的孔，一般都在毛坯上铸出预孔，以减少加工余量。,4箱体零件的结构工艺性,箱体机械加工的结构工艺性要注意以下几方面的问题： （1）基本孔 箱体的基本孔可分为通孔、阶梯孔、盲孔和交叉孔等几类。最常见的孔为通孔，其工艺性最好，特别是L/D11.5的短圆柱孔。而L/D5的深孔，其工艺性就很不好，特别是深孔加工精度要求较高、表面粗糙度值要求较小时，加工就比较困难。箱体上的孔大多为短圆柱孔。阶梯孔的工艺性较差。孔径相差越小工艺性越好
5、；孔径相差越大且其中最小孔又很小时，则工艺性更差。相贯通的交叉孔的工艺性也较差，如图21-2a所示，如图5-11b所示。当加工孔口有缺口的孔时，可先将缺口补齐，或者在结构允许时，将缺口处的直径放大一些（如图21-3所示）。盲孔的工艺性最差，因此常将箱体上的盲孔钻通而改成阶梯孔，或者尽量避免出现盲孔。,相贯通的交叉孔的工艺性也较差，如图21-2a所示，如图5-11b所示。,当加工孔口有缺口的孔时，可先将缺口补齐，或者在结构允许时，将缺口处的直径放大一些（如图21-3所示）,（2）同轴线上的孔同一轴线上的孔其孔径的大小应向一个方向递减，镗杆从一端伸入，逐个加工或同时加工同轴线上的孔，如图21-4a
6、所示。同轴线上的孔的直径大小从两边向中间递减，可使刀杆从两边进入箱体加工同轴线上的各孔，为双面同时加工提供了条件，大批大量生产时具有较好的结构工艺性，如图21-4b所示。同轴线上的孔径排列形式，应尽量避免中间隔壁上的孔径大于外壁上的孔径，如图21-4c所示。,同一轴线上的孔其孔径的大小应向一个方向递减，镗杆从一端伸入，逐个加工或同时加工同轴线上的孔，如图21-4a、b、c所示。,（3）箱体的内端面加工比较困难，如果结构上要求必须加工时，应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，如图21-5所示。 （4）箱体外壁上的凸台应尽可能在同一平面上，以便于在一次走刀中加工出来。 （5）箱体上
7、的装配基准面尺寸应尽量大，形状应力求简单；箱体上的紧固孔、螺纹孔的尺寸规格应尽量一致。,（3）箱体的内端面加工比较困难，如果结构上要求必须加工时，应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，如图21-5所示。,5箱体零件的一般加工工艺路线,中小批生产箱体零件加工工艺路线一般为：铸造毛坯时效油漆划线粗、精加工基准面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔加工各螺孔、紧固孔、油孔等去毛刺清洗检验； 大批量生产时工艺路线一般为：毛坯铸造时效油漆粗、半精加工精基准粗、半精加工各平面精加工精基准粗、半精加工主要孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔（螺孔、紧固孔、油孔、过孔
8、等）精加工各平面去毛剌清洗检验。,二、箱体零件加工工艺及其分析 箱体上的加工表面主要是一些平面和支承轴孔。平面的加工质量通常较易保证，而精度要求较高的支承轴孔的尺寸与形状精度、孔与孔间、孔与平面间的位置精度则较难保证，往往成为生产的关健。如图21-6所示是典型的车床床头箱箱体简图。,（一）床头箱加工工艺过程表21-1，表21-2是不同生产批量的床头箱加工工艺过程。 （二）床头箱加工工艺分析,表21-1 CA6140机床主轴箱大批量生产工艺过程,表21-2 CA6140机床主轴箱小批量生产工艺过程,（二）床头箱加工工艺分析 从上面两种工艺过程中可以看出，不同生产批量 的箱体的加工工艺过程有其共性
9、，也有其特殊性。,1加工中安排合适的热处理 对于普通精度的箱体，毛坯铸造完后要安排一次人工时效；对于高精度的箱体或形状特别复杂的箱体，在粗加工后再安排一次人工时效处理；对于特别精密的箱体零件，在机械加工阶段尚需安排较长时间的自然时效处理。 2各主要表面的粗、精加工分阶段进行粗、精加工分阶段进行，精加工时就可以减小夹紧力，并且中间可停留一段时间有利于应力的消失，可以稳定精加工时获得的精度。同时还可以根据粗、精加工的不同要求合理地选用设备，及时发现毛坯缺陷，剔除废品，避免工时浪费。,3采取先加工平面，后加工轴孔的顺序从表21-1、表21-2可以看出，加工顺序通常是先加工精基准平面，然后加工孔。在同
10、一加工阶段中，也是先加工平面后加工平面上的孔。4先加工基准面，后加工其它面 （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精基准定位加工。此外，采用统一的定位基准，还有利于减少夹具设计与制造的工作量，加快生产准备，降低成本。在中小批生产中采用以装配基准面作为统一的定位基准，这样使装配、加工都采用同一基准，既符合基准重合原则，又符合基准统一原则。大批量生产时，常采用一面两孔作为统一基准，使机床夹具结构简化、刚度提高，工件装卸快速方便。采用这一定位方式时，其中的定位平面最好是零
11、件的设计基准或装配基准，这样，既符合基准重合原则，又符合基准统一原则。,（2）粗基准的选择 生产中一般都选用主轴承孔的毛坯面和距主轴孔较远的孔作为粗基准。中小批生产时，由于毛坯精度较低，直接以主轴承孔定位，不能保证毛坯的定位精度。因此，常常以划线的方式装夹工件。划线时，以主轴承孔中心线为基准，照顾毛坯的外形和尺寸以及加工面要有足够的加工余量，划出主要定位基准面的加工位置线，然后以此为基准划出各加工面的加工位置线。大批量生产时，毛坯的精度较高，可以直接以主轴承孔在夹具上定位。这样既能保证高效率又能保证定位、加工精度。,三、箱体零件加工中关健工艺问题及解决办法,箱体的主要加工面为平面和孔，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健。要保证支承轴孔的各项精度指标要求，除了前面分析的在工艺安排上应注意若干问题以外，合理选择孔和孔系的加工方法也是一重要方面。由于主轴承孔的精度要求比其它孔高，因此，在其它轴孔精加工以后，还需单独对主轴孔进行精加工和光整加工。半精镗和精镗应在不同精度的机床上进行，也可在同一台机床上采取在半精镗之后让工件松夹，停留一段时间，然后再夹紧进行精镗的方法进行。,
