第九章汽车典型零件的制造工艺ppt课件

.,第九章汽车典型零件的制造工艺,汽车制造工艺学,.,本章以汽车中常见的典型零件连杆、齿轮、曲轴和箱体为例，综合运用以上各章所学知识，从分析零件结构特点和审查零件结构工艺性入手，根据零件技术要求和材料，阐述毛坯选择、定位基准、典型表面的加工以及零件的机械加工工艺过程，并列举了国内生产厂具有代表性的典型工艺。,.,9.1连杆制造工艺,一、连杆的结构特点及结构工艺性分析1.连杆的组成：连杆由大头、小头和杆身等部分组成。2.连杆的结构特点大头为分开式结构，连杆体与连杆盖用螺栓连接。大头孔和小头孔内分别安装轴瓦和衬套。连杆杆身的截面多为工字形，其外表面不进行机械加工。连杆的大头和小头端面，一般与杆身对称。有些连杆在结构上规定有工艺凸台、中心孔等。,.,3.连杆结构工艺性1)连杆盖和连杆体的连接方式连杆盖和连杆体的定位方式主要有连杆螺栓、套筒、齿形和凸肩四种方式用连杆螺栓定位，螺栓和螺栓孔的尺寸公差都较小，螺栓孔尺寸公差一般为H7，Ra1.6m。用套筒定位，连杆体、连杆盖与套筒配合的孔，精度为H7级，Ra1.6m。用齿形或凸肩定位，定位精度高，接合稳定性好，制造工艺也较简单，连杆螺栓孔为自由尺寸，接合面上的齿形或凸肩可采用拉削方法加工，适用于大批大量生产；成批生产时，可用铣削方法加工。,.,2)连杆大、小头厚度一般采用相等厚度。对于不等厚度的连杆，为了加工定位和夹紧的方便，在工艺过程中先按等厚度加工，最后再将连杆小头加工至所需尺寸。3)连杆杆身油孔的大小和深度油孔一般为d4d8mm的深孔。由于深孔加工困难，有些连杆以阶梯孔代替小直径通孔，从而改善了工艺性等。,.,二、连杆机械加工工艺1连杆的主要技术要求1)小头孔的尺寸精度为IT7，Ra0.8m；圆柱度公差等级不低于7级。小头衬套孔的尺寸精度为IT6，Ra0.4m，圆柱度的公差等级不低于6级。2)连杆大头孔的尺寸公差与所用轴瓦的种类有关，当直接浇铸巴氏合金时，大头底孔为IT9；当采用厚壁轴瓦时，大头底孔为IT8；当采用薄壁轴瓦时，大头底孔为IT6，Ra0.8m，圆柱度公差等级不低于6级。,.,3)连杆小头孔及小头衬套孔轴线对连杆大头孔轴线的平行度：在大、小头孔轴线所决定的平面的平行方向上，平行度公差值应不大于100：0.03；垂直于上述平面的方向上，平行度公差值应不大于100：0.06。连杆大、小头孔距的极限偏差为土005mm。连杆大头两端面对连杆大头孔轴线的垂直度公差不应低于8级，Ra1.25m。4)保证发动机运转平稳对于连杆的重量及装在同一台发动机中的连杆重量差都有要求。对运转平稳性要求高的发动机，对连杆小头重量和大头重量分别给以规定。,.,2连杆的材料和毛坯一般采用45、40Cr、35CrMo，并经调质处理，以提高其强度及抗冲击能力。有时用球墨铸铁制造连杆的。钢制连杆一般采用锻造，球墨铸铁采用铸件。3连杆机械加工的定位基准1）连杆的工艺特点是：外形较复杂，不易定位，大、小头是由细长的杆身连接，刚度差，容易变形；尺寸公差、形状和位置公差要求很严，表面粗糙度小等。,.,2）连杆定位基准的选择保证大头孔与端面垂直，加工大、小头孔时，应以一端面为定位基准。为保证两孔位置公差要求，加工一孔时，常以另一孔作为定位基准，即互为定位基准。连杆加工中，大多数工序以大、小头端面，大孔或小头孔，零件图中规定的工艺凸台为精基准的。有的连杆在大、小头侧面有三个或四个中心孔作为辅助基准。采用三个或四个中心孔的定位方法，实现大、小头孔同时加工。,.,4连杆主要加工表面的工序安排连杆的主要加工表面为大、小头孔、端面、连杆盖与连杆体的接合面和连杆螺栓孔；次要加工表面为油孔、锁口槽等。辅助基准为工艺凸台或中心孔。非机械加工的技术要求有探伤和称重。此外，还有检验、清洗、去毛刺等工序。连杆小头孔压入青铜衬套后，多以金刚镗孔作最后加工，连杆大头孔多以珩磨作最后加工。,.,1）大头孔的加工顺序一般为粗镗一半精镗一金刚镗一珩磨。2）各表面的加工顺序大致可归纳如下：加工大、小头端面；加工基准孔(小头孔)和工艺凸台；粗、半精加工主要表面(包括大头孔、接合面及螺栓孔等)；把连杆盖和连杆体装配在一起；精加工连杆总成；校正连杆总重量；对大、小头孔进行精加工和光整加工。3）合装后，精镗大头孔之前，应精磨连杆大头端面(对于等厚度的连杆，精磨大、小头端面)，以提供可靠的定位基准。5不同生产类型连杆机械加工的工艺过程如表9-1成批生产连杆机械加工工艺过程,.,三、连杆主要表面的机械加工1连杆大、小头端面的加工1）连杆大、小头端面，是连杆机械加工中的主要定位基准。首先加工该表面，可以采用铣削、拉削或磨削加工。2）在连杆盖和连杆体合装后，精磨大、小头端面，以保证连杆盖和连杆体的端面在同一平面上。3）连杆大、小头两端面应对称于杆身轴线。毛坯精度低时，多以杆身定位，可以同时加工两端面；毛坯精度高时，可以用连杆一端面定位，加工另一端面，再翻转180加工定位基面。,.,4）成批生产时，两端面加工多采用铣削后进行磨削。5）在大批大量生产时，毛坯精度较高，加工余量较小时，可直接进行磨削。6）连杆盖与连杆体合装后，必须精磨两端面。7）精磨时可采取如下措施2连杆辅助基准和其它平面的加辅助基准主要是指连杆上的工艺凸台和连杆侧面。其它平面指的是连杆盖与连杆体的接合面和连杆盖、连杆体与螺栓头、螺母的支承面等。这些表面常用铣削或拉削加工，接合面的精加工一般用磨削。,.,3)大批大量生产时：国内、外广泛采用连续式拉床拉削连杆。连杆体与连杆盖的接合面，拉削后还需进行磨削。,.,3连杆大、小头孔的加工（分粗、半精和精）1)连杆大、小头孔的粗加工和半精加工成批生产时：用转台式多工位组合机床完成小头孔的钻或扩孔、铰孔或镗孔及孔口倒角。小批生产时：用立式钻床在一个工序中完成钻、扩、铰孔。加工时，用小头非加工外圆定位。大量生产时：用钻(或扩)、拉完成小头孔的粗加工和半精加工。生产率高，且精度容易保证。对整体式连杆毛坯，大头孔的粗加工，可在切开连杆盖前或在切开连杆盖后进行。切开前加工，是当端面和小头孔加工后通过二次偏心扩孔或镗孔加工切开前加工后，大头孔是在切开连杆盖后和连杆体合装在一起进行加工。,.,2)连杆大、小头孔的精加工和光整加工a.连杆大、小头孔的金刚镗保证连杆大、小头孔距公差和位置公差主要方法。镗大头孔和小头衬套底孔，可分开进行，也可以在多轴镗床上同时进行。b.连杆大头孔的珩磨连杆大头孔的最后加工一般用珩磨。只能减少孔本身的尺寸、形状误差和粗糙度，不能减少孔的位置误差。珩磨连杆大头孔时，保证轴线位置公差和防止产生喇叭形孔口，可加长油石长度，减小越程，使导向可靠。,.,第二节齿轮制造新工艺,一、概述（一）齿轮的结构特点汽车的齿轮按照结构的工艺特点可分为五类，如图-81）单联齿轮，孔的长径比L/D1。2）多联齿轮，孔的长径比L/D1。3）盘形齿轮，具有轮毂，孔的长径比L/D1。4）齿圈，没有轮毂，孔的长径比L/D1。5）轴齿轮。单联齿轮与多联齿轮也称筒形齿轮，内孔为光孔、键槽孔或花键儿。盘形齿轮和齿圈的内孔，一般为光孔或键槽孔。,.,（二）齿轮的主要技术要求,为了保证齿轮正常工作和便于加工，齿轮主要表面的齿轮公差、位置公差和表面粗糙度均须达到一定的标准。汽车传动齿轮的主要基础要求有：（1）齿轮精度和表面粗糙度（2）齿轮孔或轴齿轮轴颈尺寸公差和表面粗糙度（3）端面圆跳动,.,（4）齿轮外圆尺寸公差（5）齿轮的热处理要求（三）齿轮的材料和毛坯汽车的传动齿轮，常用的材料是20GrMnTi、20CrNiMo、20CrMo、20MnVB、40Cr、40MnB和45钢等。毛坯：在中小批生产中，齿轮毛坯可以在空气锤上用胎膜锻造。齿轮作为重要的机械传动零件，工作时齿面承受接触压应力和摩擦力，齿根承受弯曲应力，有时还要承受冲击力，故轮齿须有较高的强度和韧性，齿面须有较高的硬度和耐磨性。受力小的仪表齿轮在大批生产时，可采用板料冲压和非铁合金(如Zl202)压铸成形，也可用塑料（如尼龙）注射成形。在低速且受力不大或在多粉尘工作环境下的齿轮，可用灰铸铁（如HT200）铸造成形。低速、轻载齿轮常用45、50Mn2、40Cr等中碳结构钢，经正火或调质提高综合力学性能。高速、重载齿轮常采用20CrMnTi、20CrMo等合金结构钢制造且齿部经渗碳、淬火处理，也可采用38CrMoAl等渗氮钢制造且齿部经渗氮处理，从而获得良好的内韧外硬的性能。大批量生产齿轮时可采用热轧或精密模锻的方法生产齿轮毛坯，以提高齿轮的力学性能。单件或小批量生产时，直径100mm以下的形状简单的小齿轮可用圆钢为毛坯。直径大于400500mm的大型齿轮，锻造比较困难，可用铸钢或球墨铸铁件为毛坯，铸造齿轮一般以辐条结构代替模锻齿轮的辐板结构，在单件生产下，也可采用焊接方式制造大型齿轮的毛坯。,.,2齿轮的热处理齿轮加工中根据不同的目的，安排两类热处理工序。(1)毛坯热处理在齿坯加工前后安排预备热处理正火或调质。其主要目的是消除锻造及粗加工所引起的残余应力，改善材料的切削性能和提高综合力学性能。(2)齿面热处理齿形加工完毕后，为提高齿面的硬度和耐磨性，常进行渗碳淬火，高频淬火，碳氮共渗和氮化处理等热处理工序。（二）齿轮毛坯齿轮毛坯形式主要有棒料、锻件和铸件。棒料用于小尺寸、结构简单且对强度要求不太高的齿轮。当齿轮强度要求高，并要求耐磨损、耐冲击时，多用锻件毛坯。当齿轮的直径大于400600时，常用铸造齿坯。为了减少机械加工量，对大尺寸、低精度的齿轮，可以直接铸出轮齿；对于小尺寸，形状复杂的齿轮，可以采用精密铸造、压力铸造、精密锻造、粉末冶金、热轧和冷挤等新工艺制造出具有轮齿的齿坯，以提高劳动生产率，节约原材料。四、齿坯加工齿形加工之前的齿轮加工称为齿坯加工，齿坯的内孔(或轴颈)、端面或外圆经常是齿轮加工、测量和装配的基准，齿坯的精度对齿轮的加工精度有着重要的影响。因此，齿坯加工在整个齿轮加工中占有重要的地位。,.,齿轮常用材料,齿轮是依靠本身的结构尺寸和材料强度来承受外载荷的，这就要求材料具有较高强度韧性和耐磨性；由于齿轮形状复杂，齿轮精度要求高，还要求材料工艺性好。常用材料为锻钢、铸钢、铸铁。一、锻钢根据齿面硬度分为两大类HB350时，称为软齿面H8350时，称为硬齿面l齿面硬度HB350工艺过程：锻造毛坯正火-粗车调质、精加工常用材料；45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40M特点：具有较好的综合性能，齿面具有较高强度和硬度，齿芯具有较好韧性。热处理后切齿精度可达8级。制造简单、经济、生产率高，对精度要求不高。,.,2齿面硬度HB350采用中碳钢时：工艺过程：锻造毛坯常化粗切调质精切高、中频淬火低温回火珩齿或研磨剂跑合、电火花跑合。常用材料：45、40Cr、40CrNi。特点：齿面硬度高HRC48-55，接触强度高，耐磨性好。齿芯保持调质后的韧性，耐冲击能力好，承载能力较高。精度下降半数，可达7级精度。适用于大量生产，如：汽车、机床等中速中载变速箱齿轮。采用低碳钢时：锻造毛坯常化粗切调质精切渗碳淬火低温回火磨齿。达6级、7级。常用材料；20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo。特点：齿面硬度，承载能力强。芯部韧性好，耐冲击。适合于高速、重载、过载传动或结构要求紧凑的场合，机车主传动齿轮、航空齿轮。,.,二、铸钢当齿轮直径d400mm，结构复杂，锻造有困难时，可采用铸钢。材料ZG45.ZG55，正火处理。常化，調质。,.,（三）铸铁抗胶合及抗点蚀能力强，但抗冲击耐磨性差。适合工作平稳，功率不大低速或尺寸较大形状复杂时用。能在缺油条件下工作，适于开式传动,.,四、非金属材料布质、木质、塑料、尼龙、适于高速轻载。选取材料时应考虑：齿轮的工作条件不同，轮齿的破坏形式不同，是确定齿轮强度计算准则和选择材料和热处理的根据。1对于受冲击载荷时，轮齿容易折断应选用韧性较好的材料，可选用低碳钢渗碳淬火。2对于高速闭式传动，齿面易点蚀，应选用齿面硬度较好的材料，可选用中碳钢表面淬火。3对于低速中载，轮齿折断，点蚀，磨损均可发生时，应选取机械强度，齿面硬度等综合机械性能好的材料，可选中碳钢调质精切。4力求材料品种少，便于管理，考虑资源和供应情况。5当结构尺寸要求紧凑，耐磨性高时，要采用合金钢。6制造单位的设备及技术情况。,.,（四）齿轮结构工艺性分析,(1)用滚刀加工双联齿轮的小齿轮时，大小齿轮之间的距离B足够大，以免加工时滚刀碰到大齿轮的端面。（2）当齿轮较宽时，盘形齿轮的端面形状常做成有凹槽的形式。（3）盘形齿轮在滚齿机上加工时，为了提高生产率，常采用多件加工。（4）汽车主减速器轴齿轮的结构有悬臂式和骑马式两种。,.,二、齿轮机械加工工艺,（一）齿轮机械加工的定位基准1)以内孔和端面定位，符合基准重合原则，定位精度高，用于批量生产，但对夹具精度要求高。2)以外圆和端面定位，定位精度较低，每个加工位需找正，故生产率低，用于单件小批生产。3)提高齿轮加工精度的措施：应选择基准重合、统一的方式；用内孔定位时，配合间隙应尽可能减小；定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来。齿轮毛坯的加工：一般有外圆、端面、孔等为齿轮毛坯加工。在加工中应注意以下三个问题：a.以齿顶圆为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度。b.保证定位端面和定位孔或外圆相互间的垂直度。c.提高齿轮内孔的制造精度，减小与夹具心轴的配合间隙。,.,（二）齿坯加工1、齿坯精度2、齿坯加工方案的选择（三）齿形加工齿形加工方案：8级以下精度齿轮：未淬火的用滚插齿加工；淬火的用滚（插）齿齿端加工淬火校正孔。67级精度齿轮：淬火的齿轮，可采用：滚（插）齿齿端加工剃齿表面淬火校正基准珩齿的加工方案5级精度的齿轮：采用磨方案：即滚（插）齿齿端加工淬火磨削的加工方案。3)齿端加工：主要包括倒角、倒圆、去毛刺等。一般安排在淬火前；通常是在滚（插）齿之后，剃齿之后加工。5.热处理的安排：毛坯热处理：用正火或调质。齿面热处理：用表面淬火和化学热处理。6.不同生产类型齿轮加工工艺过程如表.4、9.5。,.,（四）齿端倒角加工（五）精基准的修整,.,三、不同生产类型中齿轮机械加工的工艺过程,影响齿轮加工工艺过程的因素很多，其中主要有生产类型、对齿轮的精度要求、齿轮的结构形式、齿轮的尺寸大小、齿轮的材料和车间现有的设备情况。,.,典型齿轮制造工艺14种,a、被动齿轮的典型工艺,.,b、主动齿轮的典型工艺,.,.,调质齿轮轴的典型工艺,.,4）调质齿轮轴,7）内齿轮,6）行星轮,5）渗碳轴齿轮典型工艺,8）太阳轮,9）整体渗碳齿轮,.,硬齿面齿轮的工艺特点,1)强调高精度硬齿面齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根抗弯强度都很高，但是接触应力和弯曲应力的大小和精度是密切相关的。齿轮和箱体等的制造和装配误差以及安装误差均会引起齿面和齿根的局部过载，从而影响齿轮实际承载能力。硬齿面齿轮只有在高精度的条件下，其承载能力高的特点才能充分的发挥。由于硬齿面齿轮的跑合性能比软齿面齿轮差得多，所以由于精度低造成硬齿面齿轮承载能力下降，其后果要比软齿面严重得多。可以说今后硬齿面齿轮加工工艺的研究重点，旨在提高制造精度。2)更有必要进行齿廓和齿向修形对于重载齿轮，特别是硬齿面齿轮由于其弹性变形很大，跑合性能又极差，为了减少由于齿轮受载变形所引起的啮入啮出冲击，改善啮合过程中齿面载荷分配特性，减少振动噪声和动载，更有必要进行齿廓修形；另一方面，为了使系统受载变形后，载荷沿齿宽均匀分布，亦更有必要进行齿向修形。降低齿面的表面粗糙度软齿面的表面粗糙度对齿面承载能力的影响是微不足道的，而硬齿面的表面粗糙度对齿面承载能力的影响很大。因此要求硬齿面较软齿面具有更低的表面粗糙度数值。硬质合金该刀精滚后采用蜗杆式对磨轮所齿，甚至磨齿后珩齿，进一步降低表面粗糙度，其目的就在于此,.,10）焊接渗碳齿轮典型工艺,11）调质焊接齿轮,随着高性能高速钢齿轮刀具的出现，中硬齿面齿轮已用得很普遍。这里所讲的调质齿轮即指齿面硬度为280400HBS的中硬齿面齿轮。同时，随着焊接技术和热处理技术的发展。焊接结构齿轮已在很大程度上取代了大尺寸的铸造齿轮以及镶圈式等其他结构齿轮。焊接齿轮按结构可分为单辐板和双辐板结构；按焊接工艺又有堆焊过渡层和无堆焊过渡层之分。图11）为图示结构为例的调质焊接齿轮的典型工艺。,.,第三节曲轴制造工艺,一、概述（一）曲轴的机构特点曲轴是将直线运动转变成旋转运动，或将旋转运动转变成直线运动的零件。它是汽车发动机中最重要的零件之一，承受很大的疲劳载荷和巨大的磨损，一旦发生故障，对发动机有致命的破坏作用。曲轴的结构与一般轴不同，它由主轴颈、连杆轴颈主轴颈与连杆轴颈之间的曲柄组成，其结构细长多曲拐，刚性差，要求精度高。,.,（二）曲轴的主要技术要求,1）主轴颈、连杆轴颈本身的精度。2）轴颈长度公差等级为IT9IT10.3)位置精度，包括主轴颈与连杆轴颈的平行度。4）曲轴的连杆轴颈和主轴颈的表面粗糙度为0.20.4微米；曲轴的连杆轴颈、主轴颈、曲柄连接处圆角的表面粗糙度为0.4微米。除了上述技术要求外，还有热处理、动平衡、表面强化、油道孔的清洁度、曲轴裂纹、曲轴旋转方向的等规定和要求。,.,二、曲轴的机械加工工艺,（一）曲轴机械加工的定位基准（二）曲轴加工的特点国内大部分专业厂家普遍采用普通机床和专用组合机床组成的流水线生产,生产效率、自动化程度较低。粗加工设备多采用S1-206、S1-217或S1-130车主支承颈及连杆销颈,工序质量的稳定性较差,难以达到合理加工余量。外圆的磨销余量一般单边留0.50.8mm;止推面留单边余量0.30.4mm,为保证成品尺寸,采取多次磨削方式。一般精加工采用MQ8260曲轴磨床粗磨半精磨精磨抛光。通常靠手工操作,加工质量不稳定,废品率高。“八五”期间,部分企业曾先后引进了数控内铣床铣主支承颈和曲柄销颈,数控磨床磨削,数控砂带抛光机等设备,使曲轴的机加工水平提高,但整体工艺水平仍很低。曲轴的关键技术项目仍与国外相差12个数量级。,.,国外的机加工工艺大致可归纳为如下几个特点。(1)广泛采用数控技术和自动线,生产线一般由几段独立的自动化生产单元组成,具有很高的灵活性和适应性。采用龙门式自动上下料,集放式机动滚道传输,切削液分粗加工与精加工两段集中供应和回收处理。(2)曲轴的主要加工工序基准中心孔,一般采用质量定心加工方式,这样在静平衡时,加工量很少,整个曲轴的动不平衡量可达20gcm以内。(3)轴颈的粗加工一般采用数控铣削或车拉工艺。工序质量可达到国内粗磨后的水平,且切削变形小、效率高。铣削和车拉是曲轴粗加工的发展方向。(4)国外的曲轴磨床均采用CNC控制技术,具有自动进给、自动修正砂轮、自动补偿和自动分度功能,使曲轴的磨削精度和效率显著提高。主支承颈一般采用多片砂轮磨削,连杆销颈一般采用双砂轮或单砂轮磨削。(5)油孔的加工采用鼓轮钻床和自动线,近几年随着枪钻技术的应用,油孔的加工大多已采用枪钻自动线钻孔修缘抛光。(6)曲轴的抛光采用CNC控制的砂带抛光机,所有轴颈一次抛光只需20多秒,粗糙度可达Ra0.以下,大大减小了发动机的磨合期。,.,(7)动平衡一般采用CNC控制的综合平衡机测量、修正一次完成。(8)检验一般在生产线上配备MARPOSS或HOMWORK综合检测机,实现在线检测,对曲轴的乎所有机加工项目均可一次完成检测、显示和打印。(9)曲轴的清洗采用专用精洗机定点定位清洗,保证了曲轴清洁度要求。(10)广泛采用了轴颈过渡圆角滚压技术。专用圆角滚压机自动控制,对所有轴颈圆角进行一次滚压,而且滚压力和滚压角度可自动调节,使圆角处产生最佳的残余压应力,提高了曲轴的疲劳强度。,.,(三)曲轴加工的先进技术,（1）质量中心孔技术加工（2）车拉技术（3）圆角深滚压技术,.,三、大量生产时曲轴机械加工的工艺过程,.,9.4箱体零件制造工艺,一、箱体零件结构特点及结构工艺性1.功用：支承连接零部件，使各部保持位置关系。2.种类：有组合、整体、分离、半封闭式箱体等。3.结构特点：一般结构复杂，壁薄且不均匀，加工位置多，且有数对加工难度大的孔，基准多等特点。4.孔的结构工艺性：1)通孔的结构工艺性最好；交差孔工艺性差；盲孔工艺性最差；其中通孔中的短孔工艺性最好，阶梯孔的工艺性差，2)同轴孔径分布有三种，其中孔径大小向一个方向递减，但相邻孔径之差大于孔的毛坯加工余量的工艺性好；孔径大小无规则排列工艺性最差；孔径大小由中间向两个方向递减的工艺较好。,.,5.箱体端面的加工工艺性1)箱体外端面加工工艺性好。2)箱体内端面加工工艺性差：其中端面尺寸小于刀具需穿过孔径尺寸的工艺性较好，反之，工艺性差。6.箱体装配基面尺寸应大，而且形状简单，便于加工，装配和检验。箱体中工艺孔尺寸应尽量一致，以减少换刀次数。分类：按其结构可以分为两大类：一类是回转体型的壳体零件，如水泵壳体，变速器壳体和汽车后桥壳体等；另一类是平面型箱体零件，如气缸体、变速器壳体、拖拉机的传动机构箱体等。,.,二、箱体机械加工工艺1.主要技术要求箱体类零件中，机床主轴箱的精度要求较高，可归纳为以下五项精度要求：孔径精度：孔径的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。孔径过大，配合过松，使主轴回转轴线不稳定，并降低了支承刚度，易产生振动和噪声；孔径太小，会使配合偏紧，轴承将因外环变形，不能正常运转而缩短寿命。装轴承的孔不圆，也会使轴承外环变形而引起主轴径向圆跳动。从上面分析可知，对孔的精度要求是较高的。主轴孔的尺寸公差等级为IT6，其余孔为IT8IT7。孔的几何形状精度未作规定的，一般控制在尺寸公差的12范围内即可。,.,孔与孔的位置精度：同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，会使轴和轴承装配到箱体内出现歪斜，从而造成主轴径向圆跳动和轴向窜动，也加剧了轴承磨损。孔系之间的平行度误差，会影响齿轮的啮合质量。一般孔距允差为土0.025土0.060mm，而同一中心线上的支承孔的同轴度约为最小孔尺寸公差之半。孔和平面的位置精度：主要孔对主轴箱安装基面的平行度，决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。这项精度是在总装时通过刮研来达到的。为了减少刮研工作量，一般规定在垂直和水平两个方向上，只允许主轴前端向上和向前偏。,.,主要平面的精度：装配基面的平面度影响主轴箱与床身连接时的接触刚度，加工过程中作为定位基面则会影响主要孔的加工精度。因此规定了底面和导向面必须平直，为了保证箱盖的密封性，防止工作时润滑油泄出，还规定了顶面的平面度要求，当大批量生产将其顶面用作定位基面时，对它的平面度要求还要提高。表面粗糙度：一般主轴孔的表面粗糙度为Ra0.4m，其它各纵向孔的表面粗糙度为Ra1.6m；孔的内端面的表面粗糙度为Ra3.2m，装配基准面和定位基准面的表面粗糙度为Ra2.50.63m，其它平面的表面粗糙度为Ra102.5m。,.,2箱体零件的材料及毛坯,箱体零件材料常选用各种牌号的灰铸铁，因为灰铸铁具有较好的耐磨性、铸造性和可切削性，而且吸振性好,成本又低。某些负荷较大的箱体采用铸钢件。也有某些简易箱体为了缩短毛坯制造的周期而采用钢板焊接结构的。,.,3.主要表面加工方法的选择,箱体的主要表面有平面和轴承支承孔。主要平面的加工，对于中、小件，一般在牛头刨床或普通铣床上进行。对于大件，一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。刨削的刀具结构简单，机床成本低，调整方便，但生产率低；在大批、大量生产时，多采用铣削；当生产批量大且精度又较高时可采用磨削。单件小批生产精度较高的平面时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研外，一般采用宽刃精刨。当生产批量较大或为保证平面间的相互位置精度，可采用组合铣削和组合磨削，如图8-68所示。箱体支承孔的加工，对于直径小于?50mm的孔，一般不铸出，可采用钻扩(或半精镗)铰(或精镗)的方案。对于已铸出的孔，可采用粗镗半精镗精镗(用浮动镗刀片)的方案。由于主轴轴承孔精度和表面质量要求比其余轴孔高，所以，在精镗后，还要用浮动镗刀片进行精细镗。对于箱体上的高精度孔，最后精加工工序也可采用珩磨、滚压等工艺方法。,.,4.拟定工艺过程的原则,(1)先面后孔的加工顺序箱体主要是由平面和孔组成，这也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基准与设计基准和装配基准重合，从而消除因基准不重合而引起的误差。另外，先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样，可为孔的加工提供稳定可靠的定位基准，并且加工平面时切去了铸件的硬皮和凹凸不平，对后序孔的加工有利，可减少钻头引偏和崩刃现象，对刀调整也比较方便。,.,(2)粗精加工分阶段进行,粗、精加工分开的原则：对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。粗、精加工分开进行，会使机床，夹具的数量及工件安装次数增加，而使成本提高，所以对单件、小批生产、精度要求不高的箱体，常常将粗、精加工合并在一道工序进行，但必须采取相应措施，以减少加工过程中的变形。例如粗加工后松开工件，让工件充分冷却，然后用较小的夹紧力、以较小的切削用量，多次走刀进行精加工。,.,(3)合理地安排热处理工序,为了消除铸造后铸件中的内应力，在毛坯铸造后安排一次人工时效处理，有时甚至在半精加工之后还要安排一次时效处理，以便消除残留的铸造内应力和切削加工时产生的内应力。对于特别精密的箱体，在机械加工过程中还应安排较长时间的自然时效（如坐标镗床主轴箱箱体）。箱体人工时效的方法，除加热保温外，也可采用振动时效。,.,5.定位基准的选择,1)粗基准的选择在选择粗基准时，通常应满足以下几点要求：第一，在保证各加工面均有余量的前提下，应使重要孔的加工余量均匀,孔壁的厚薄尽量均匀，其余部位均有适当的壁厚；第二，装入箱体内的回转零件(如齿轮、轴套等)应与箱壁有足够的间隙；第三，注意保持箱体必要的外形尺寸。此外，还应保证定位稳定，夹紧可靠。,.,为了满足上述要求，通常选用箱体重要孔的毛坯孔作粗基准。例表8-10大批生产工艺规程中，以I孔和孔作为粗基准。由于铸造箱体毛坯时，形成主轴孔、其它