箱体加工 (1).ppt

箱体加工 一 概述 一 箱体零件的功用及结构 1 功用 箱体是用来支承或安置其它零件或部件的基础零件 它将机器和部件中的轴 套 齿轮等有关零件连接成一个整体 并使之保持正确的相互位置 以传递转矩或改变转速来完成规定的动作 2 箱体的结构特点 箱体的壁厚较薄约10 30mm且壁厚不均匀形状比其它零件复杂 其内部呈腔形在箱体壁上有多种形状的凸起平面及较多的轴承交承孔和紧固孔3 分类 整体式 分体式 二 箱体零件的主要技术要求 1 孔的尺寸精度 几何形状精度和表面粗糙度 一般情况下 主轴孔的尺寸精度为IT6 表面粗糙度Ra为1 6 0 4um 其他支承孔的尺寸精度一般应在孔的公差范围内 要求高的孔的形状公差不超过孔公差的1 2 1 3 2 支承孔之间的相互位置精度和孔距尺寸精度 主轴孔的同轴度为0 012mm 其他支承孔的同轴度为0 02mm 一般 各支承孔轴心线的平行度为 0 01 0 02 100mm 3 主要平面的加工精度和表面粗糙度 主要平面的平面度为0 03 0 06mm 表面粗糙度Ra为1 6 0 4um 平面间的平行度在全长范围内约为0 05 0 2mm 垂直度为0 1 300mm 4 支承孔与主要平面间的尺寸精度及相互位置精度 箱体上各支承孔对装配基面有一定的距离尺寸精度和平行度要求 对端面有一定的垂直度要求 三 零件的材料与毛坯 1 材料一般箱体零件的材料多采用灰铸铁 常用牌号为HT150和HT200 2 毛坯当单件小批生产时 采用木模手工造型 其缺点是毛坯铸造精度低 加工余量较大 当大批大量生产且毛坯尺寸不太大时 常采用金属模机器造型 这种毛坯的精度较高 加工余量可适当减小 在单件小批生产条件下 形状简单的箱体也可采用钢板焊接 二 零件的结构工艺性 1 基本孔箱体上的孔通常有通孔 阶梯孔 盲孔和相交孔等 通孔以孔长L与孔径D之比L D 1 5的短圆柱孔工艺性为最好 阶梯孔阶梯孔的孔径相差越小 其工艺性越好 交叉孔相贯通交叉孔的工艺性也较差 盲孔盲孔的工艺性最差 不易加工 2 同轴线上的孔3 工艺孔4 装配基面5 凸台 三 箱体加工工艺过程及分析 一 箱体零件机械加工工艺过程 1 某车床床头箱加工工艺过程 整体式箱体2 某减速器箱体加工工艺过程 分体式箱体 二 箱体加工工艺分析 1 箱体类零件加工的一般工艺路线箱体类零件的加工表面主要是平面和孔系 加工顺序总是先加工平面 后加工孔 即先以孔或平面作粗基准 加工出作为精基准的平面 然后再以加工好的平面作为精基准加工孔 此外 粗精加工应分阶段进行 中小批生产的加工工艺路线大致是 铸造 划线 平面加工 孔系加工 钻小孔 攻丝 大批大量生产的工艺路线大致是 铸造 加工精基准平面及两工艺孔 粗加工其它各平面 精加工精基准平面 粗 精镗各纵向孔 加工各横向孔和各次要孔 钳工去毛刺 对于分离式箱体 同样按 先面后孔 及 粗 精分阶段加工 这两个原则安排工艺路线 但是整个加工过程必须先对箱盖和底座分别加工对合面 底面 紧固孔和定位销孔 然后再合箱加工轴承孔及其端面等 2 不同批量箱体生产的共性加工顺序为先面后孔加工阶段粗 精分开工序间安排时效处理一般都用箱体上的重要孔作粗基准 3 不同批量箱体生产的特殊性 1 粗基准的选择虽然箱体类零件一般都选择重要孔为粗基准 随着生产类型不同 实现以主轴孔为粗基准的工件装夹方式是不同的 中小批生产时 一般采用划线装夹 大批大量生产时 可采用夹具装夹 2 精基准的选择单件小批生产用装配基准作定位基准 符合基准重合原则大批量生产时采用一面双孔作为精基准 由于定位基准与设计基准不重合 产生了基准不重合误差 但简化了夹具结构 提高了夹具的刚度 3 所用设备依批量不同而异单件小批生产一般都在通用机床上加工 各工序原则上靠工人技术熟练程度和机床工作精度来保证 大批量箱体的加工则广泛采用组合加工机床 专用夹具等 这就大大地提高了生产率 四 箱体零件的平面加工 略 五 箱体类零件的孔系加工孔系 在箱体上一系列有相互位置精度要求的孔 孔系 平行孔系 同轴孔系 交叉孔系 一 平行孔系加工平行孔系的主要技术要求是各孔中心线之间及孔中心线与基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度 保证平行孔系精度要求的方法有以下几种 1 找正法 1 直接找正法直接找正法是在通用机床上借助一些辅助装置去找正各个被加工孔的正确位置 2 划线找正法先在毛坯上划出各孔位置的中心线和孔的轮廓线 然后按划线找正并进行加工 2 心轴块规找正法 1 心轴2 主轴3 块规4 塞尺5 镗床工作台 3 样板找正法 2 镗模法镗模是一种镗孔夹具 它既具有工件的定位夹紧装置 又有支承和引导镗刀杆的模板装置 3 坐标法 1 定义 坐标法是把被加工孔之间的孔距尺寸换算为两个互相垂直的坐标尺寸 然后按此坐标尺寸 通过控制机床的坐标位移 精确地调整机床主轴与工件在水平和垂直方向的相对位置 以间接保证孔距精度 3 原始孔的选择加工的第一排孔应位于箱壁的一侧 依次加工其他各孔时 工作台只朝一个方向移动 原始孔还应有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度 以保证加工过程中重新校验坐标原点的准确性 有孔距要求的两孔紧密地连在一起 以减少坐标尺寸的累积误差对孔距精度的影响 二 同轴孔系加工 在成批生产中为保证同轴孔系的同轴度常用镗模加工 单件小批生产时 在通用机床上加工 用如下方法保证同轴线孔的同轴度 1 利用已加工孔作交承导向 箱体前壁孔加工好后 在孔内装一导向套 借以支承和引导镗杆来加工后壁上的同轴孔 这种方法适用于加工前后两壁相隔较近时的同轴孔 一般需有专用的导套 2 利用镗床后立柱上的导向套作支承导向利用镗床后立柱上的导向套作支承导向解决了因镗杆悬伸过长而挠度大 进而影响同轴度的问题 但需用较长的镗杆 且后立柱导套的调整麻烦 费时 因此 适用于大型箱体的孔系加工 3 从箱体两侧进行镗孔从箱体两侧进行镗孔 即采用调头镗或两次装夹的办法 三 交叉孔系加工 交叉 或相交 孔系主要应保证各孔的垂直度要求 加工时应先将精度要求高或表面粗糙度要求较低的孔全部加工好 然后加工另外与之相交叉 或相交 的孔 一般在普通镗床上用工作台上的直角对准装置进行加工控制 由于它是挡块装置 故结构简单 但精度较低 欲提高精度 可用芯棒与百分表找正法找正 六 孔系加工的精度分析 一 镗孔时的受力变形1 镗杆受力变形的影响切削力如果忽略工件材质和切削余量不均匀等所引起的切削力变化 在镗孔过程中 相对于被加工孔表面Fyz力的方向随着镗杆的回传而不断改变 若由力Fyz所引起的刀尖径向位移为fF 则镗杆中心偏离了原来的理想中心 但刀尖的运动轨迹仍然呈圆形 所镗出孔的直径比原来减少2fF 镗杆自重镗杆自重 的大小和方向是不变的 由 力所产生的镗杆最大挠曲变形fQ也始终铅垂向下 高速镗削时 fQ很小 低速精镗时 由于切削力及其所产生的fF较小 故相比之下fQ较大 实际上 镗杆在每一瞬间的挠曲变形 是切削力和自重所产生的挠曲变形的合成 而且 由于材质和加工余量的不均匀 切削用量的不一及镗杆伸出长度的变化等 故镗杆的实际回转中心在镗孔过程中作无规律变化 从而引起孔系加工的多种误差 2 镗床受力变形的影响镗床的受力变形主要产生在主轴本身和主轴轴承上 3 工件夹紧变形的影响由于箱体零件结构复杂 箱壁较薄 因此当夹紧力过大或夹紧点位置不当时 都可能使工件产生夹紧变形 当工件镗孔后去除夹紧力时 孔会因弹性恢复而变形 使已加工的孔产生圆度误差 二 镗杆与导套几何形状精度及配合间隙的影响当采用固定式导向装置时 镗杆轴颈在导套内回转 精镗时 由于 Fyz故切削力不能抬起镗杆 随着镗杆的回转 镗杆轴颈表面以不同部位沿导套内孔下方一小范围内接触 因此 镗杆及导套内孔的圆度误差将引起被加工孔的圆度误差 三 镗削方式的影响1 悬臂镗 镗杆送进采用镗杆送进时 在镗杆不断伸长过程中 由于切削力的作用 使刀尖的挠度值不断增大 由于镗杆自重的影响使镗杆产生的弯曲也是不断增大的 致使孔轴线弯曲或造成同轴线孔的不同轴 2 悬臂镗工作台送进虽然刀尖在切削力与重力作用下有挠度 但由于采用工作台送进 镗刀伸出长度不变 这个挠度为定值 所以被加工孔的孔径减小一个定值 同时孔的直线性好图b所示 此法的缺点是 机床工作台导轨的不直度会引起孔轴线的偏移和弯曲 当工作台送进方向与主轴回转轴线不平行时 会使孔出现椭圆度 当然 如前所述 这项误差并不十分严重 3 支承镗 工作台送进由于工作台送进 两支承点间距离很长 要超过孔长的两倍 本方案孔轴线的直线性好 孔径尺寸只均匀减小一个更小的定值 4 支承镗 镗杆送进本方案镗杆伸出长度不变 当刀尖处于两支承中间时 切削力产生的挠度比方案3小 所以 抗振性好 由于是镗杆送进 故键刀在支承间的位置是变化的 因而镗杆自重造成的弯曲度就会影响工件孔轴线的弯曲误差 所以尽管本方案镗杆变形比方案 小 但因轴线的弯曲不易进一步纠正 故并不如方