项目6箱体零件机械加工工艺编制

1、项目项目6 6 箱体零件机械加工工艺编制箱体零件机械加工工艺编制任务1 分析箱体零件的技术资料任务2 确定箱体零件的生产类型任务3 选定箱体零件的毛坯类型及其制造方法任务4 拟定箱体零件的工艺路线任务5 选择箱体零件的定位基准和工艺装备任务6 设计箱体零件的加工工序任务7 填写箱体零件的机械加工工艺文件项目小结同步练习6目 录项目项目6 6 箱体零件机械加工工艺编制箱体零件机械加工工艺编制项目项目6 6 箱体零件机械加工工艺编制箱体零件机械加工工艺编制任务任务1 1 分析箱体零件的技术资料分析箱体零件的技术资料 6.1.16.1.1、箱体零件的工艺特点、箱体零件的工艺特点1箱体零件的功用2.

2、箱体零件的结构特点箱体的结构形式虽然多种多样，但其共同的特点是：形状复杂，壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工难度大，加工部位多，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。统计资料表明，一般中型机床制造厂用于箱体零件的机械加工工作量约占整个产品加工量的15%20%。任务任务1 1 分析箱体零件的技术资料分析箱体零件的技术资料 3. 箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求（1）主要平面的精度.箱体的装配基准面是最主要平面，并且往往是加工时的定位基准，所以应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值，否则将直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。（2）

3、孔径精度箱体零件的 轴承孔的精度要求是较高的，一般轴承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。 （3）孔与孔的位置精度（4）孔和平面的位置精度（5）表面粗糙度一般轴承孔的表面粗糙度为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。任务任务1 1 分析箱体零件的技术资料分析箱体零件的技术资料 6.1.2、蜗轮减速器箱体技术资料分析 分析蜗轮减速器箱体的结构形状蜗轮减速器箱体（如图6-1

4、所示）的两个基本视图采用全剖和局部剖来表达其内部的主要结构，从图中可清晰地看出，其结构采用了敞开、中空的薄壳整体箱型；蜗轮与蜗杆的两对轴承孔中心线互成90立体相交；均为圆柱不等径通孔。为完整表达其它局部结构，C向局部视图表达出蜗杆孔前端面凸台螺孔的均布位置； B向局部视图表达出箱体底平面形状及螺孔的均布位置，由此可以想象出箱体的整体结构。任务任务1 1 分析箱体零件的技术资料分析箱体零件的技术资料 2. 2. 明确箱体各部分的作用明确箱体各部分的作用3. 3. 确定箱体的关键加工表面确定箱体的关键加工表面为了方便描述，将箱体各主要组成表面分别命名，如图6-4所示。（1）120H7、192H7和

5、36H7、54H7内孔要求具有较高的尺寸精度（IT7）和同轴度要求，表面粗糙度Ra为1.6m，是加工的关键表面。（2）底平面至箱体高度方向中心线的距离为未注公差，粗糙度Ra为3.2m要求一般，但由于其为装配基准，并且是后续孔加工时的定位基准，所以从工艺角度考虑，应有较高的平面度和更高的表面粗糙度值，也应确定为加工的关键表面。（3）120H7、192H7和36H7、54H7孔轴线为90的立体相交，中心距要求为1050.03mm，是蜗轮蜗杆正常啮合的关键尺寸，必须严格予以保证，一般安排在镗床上依靠设备精度保证。（4）左、右端面用于安装轴承盖，虽然尺寸精度和表面粗糙度要求并不高，但从使用要求上讲，必

6、须保证与轴承孔的垂直度，零件图上未标注，安排加工工序时应加以注意。（5）其余均布螺纹孔等尺寸精度和表面粗糙度要求一般，可以确定为次要加工表面。任务任务2 2 确定箱体零件的生产类型确定箱体零件的生产类型计算蜗轮减速器箱体的生产纲领 N=Q n（1+a）（1+b）=1001（1+10%）（1+1%）=111（件/年） 2. 确定蜗轮减速器箱体的生产类型根据箱体的生产纲领为111件/年，蜗轮减速器属于中型机械，查附表16机加工各种生产类型的生产纲领及工艺特点可知，生产类型属于小批生产。任务任务3 3 选定箱体零件的毛坯类型及其制造方法选定箱体零件的毛坯类型及其制造方法6.3.1、箱体零件毛坯的选定

7、、箱体零件毛坯的选定箱体零件的材料及毛坯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，成本低。2. 箱体毛坯的结构工艺性箱体毛坯的结构工艺性箱体毛坯的结构工艺性对机械加工实现优质、高产、低成本具有重要的意义。（1）基本孔:箱体的基本孔，可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等几类。 （2）同轴孔:同一轴线上孔径大小向一个方向递减（如CA614车床的主轴孔），可使镗孔时，镗杆从一端伸入，逐个加工或同时加工同轴线上的几个孔，以保证较高的同轴度和生产率，单件小批生产时一般采用这种分布形式。（3）装配基面:为便于加工、装配和检验，箱体的装

8、配基面尺寸应尽量大，形状应尽量简单。（4）凸台:箱体外壁上的凸台应尽可能在一个平面上，以便可以在一次走刀中加工出来，而无须调整刀具的位置，使加工简单方便。（5）紧固孔和螺孔:箱体上的紧固孔和螺孔的尺寸规格应尽量一致，以减少刀具数量和换刀次数。 任务任务3 3 选定箱体零件的毛坯类型及其制造方法选定箱体零件的毛坯类型及其制造方法6.3.2、蜗轮减速器箱体毛坯实例分析、蜗轮减速器箱体毛坯实例分析1. 选择蜗轮减速器箱体毛坯类型及其制造方法该箱体的制造材料是灰铸铁HT200，可知其毛坯类型只能是铸件，根据其生产类型为小批生产，毛坯可采用手工木模砂型铸造法，一次性投入成本较低，但余量较大。2. 确定箱

9、体毛坯的机械加工余量按照箱体最大轮廓尺寸（高度279）和各表面浇注时的位置，查附表2铸件的机械加工余量及附表5铸件的尺寸偏差。任务任务3 3 选定箱体零件的毛坯类型及其制造方法选定箱体零件的毛坯类型及其制造方法3. 绘制箱体毛坯的毛坯简图绘制箱体毛坯的毛坯简图箱体毛坯简图的绘制方法与盖类零件类似。任务任务4 4 拟定箱体零件的工艺路线拟定箱体零件的工艺路线6.4.1、箱体零件主要表面加工方法的选择、箱体零件主要表面加工方法的选择1.平面的加工方法平面加工方法有刨削、铣削、磨削等。2.孔系的加工方法孔系可分为平行孔系、同轴孔系和交叉孔系三种任务任务4 4 拟定箱体零件的工艺路线拟定箱体零件的工艺

10、路线在镗床上加工孔系的方法主要有以下三种。 镗床主轴带动刀杆和镗刀旋转，工作台带动工件做纵向进给运动，如图67所示。 镗床主轴带动刀杆和镗刀旋转，并做纵向进给运动，如图68所示 镗床平旋盘带动镗刀旋转，工作台带动工件做纵向进给运动。任务任务4 4 拟定箱体零件的工艺路线拟定箱体零件的工艺路线 6.4.2、箱体零件加工阶段的划分箱体零件加工阶段的划分1粗、精分开。箱体的结构形状复杂，主要平面及孔系加工精度高，一般应将粗、精加工工序分阶段进行，先进行粗加工，后进行精加工。2工序集中。箱体的体积、重量较大，故应尽量减少工件的运输和装夹次数，工序安排应相对集中，箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面，

11、一般尽量集中在同一工序中加工，以保证其相互位置要求和减少装夹次数。紧固螺纹孔、油孔等次要工序的安排，一般在平面和支承孔等主要加工表面精加工之后再进行加工。3合件加工。对剖分式箱体还应遵循先组装后镗孔的原则。即整个加工过程可分为两大阶段：先对箱盖和底座的对合面和定位基准分别进行加工，然后再对装合好的整个箱体进行加工合件加工。任务任务4 4 拟定箱体零件的工艺路线拟定箱体零件的工艺路线6.4.3、箱体零件的一般加工工艺路线、箱体零件的一般加工工艺路线1先面后孔。因为箱体孔的精度要求高，加工难度大，一般先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样不仅为孔的加工提供了稳定可靠的精基准，同时还可

12、以使孔的加工余量较为均匀。另外由于箱体上的孔分布在箱体各平面上，先加工好平面，钻孔时，钻头不易引偏，扩孔或铰孔时刀具也不易崩刃。 2. 工序间合理安排热处理 。箱体零件壁厚不均匀，在铸造时会产生较大的残余应力。为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，在铸造之后必须安排人工时效处理。3 普通精度的箱体零件，一般在铸造之后安排一次人工时效处理；对一些高精度或形状特别复杂的箱体零件，在粗加工之后还要安排一次人工时效处理，以消除粗加工所造成的残余应力；有些精度要求不高的箱体零件毛坯，有时不安排时效处理，而是利用粗、精加工工序间的停放和运输时间，使之得到自然时效。人工时效的方法，除了加热保温

13、法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。 任务任务4 4 拟定箱体零件的工艺路线拟定箱体零件的工艺路线6.4.4、选择箱体零件的加工设备、选择箱体零件的加工设备镗床是箱体加工最常用的设备，分为卧式和立式（坐标）镗床两种，可进行单孔和孔系（多孔）、深孔、通孔、阶梯孔、交叉孔和盲孔的加工；由于镗床刚度好，加工表面圆柱度、同轴度、平行度、垂直度要求都相当高，且可进行二维和三维方位孔的加工，可谓是万能机床。镗床立轴装上铣刀、钻头、磨头或内孔滚压工具，可进行铣、钻、磨和滚压等多种加工。此外还可利用机床尾座，装上与主轴相连的胎具和靠模，加工大小不等的内球面形状零件。利用镗床独有的平旋盘和辐射刀架，

14、能实现径向进给送刀，加工出比机床主轴直径大十多倍的轴孔端面和各种沟槽结构，其工作台可水平方向360自由旋转，进行复杂零件的分度加工。箱体零件的加工精度很大程度上取决于机床的精度和操作者的技术水平。随着数控技术的发展，高精度柔性好的卧式或立式加工中心得到越来越多的应用，一次安装箱体零件可完成钻、锪、扩、镗、铣、铰、攻螺纹等多种工序，使其换刀方便，调整精确的优势得以充分发挥。任务任务4 4 拟定箱体零件的工艺路线拟定箱体零件的工艺路线6.4.5、蜗轮减速器箱体工艺路线实例分析、蜗轮减速器箱体工艺路线实例分析1确定蜗轮减速器箱体各表面的加工方法确定蜗轮减速器箱体各表面的加工方法任务任务4 4 拟定箱

15、体零件的工艺路线拟定箱体零件的工艺路线2划分蜗轮减速器箱体的划分蜗轮减速器箱体的加工阶段加工阶段按照“基面先行”和“先面后孔”的原则，先粗、精加工箱体装配基准面（底平面），然后进行孔系的加工。同时由于箱体零件尺寸较大，为减少搬运和装夹次数，所以安排应相对集中，因此可将箱体孔系半精加工和精加工合为一道工序进行，分粗、精加工两个阶段，中间合理穿插热处理及辅助工序。 3初步拟定蜗轮减速器箱初步拟定蜗轮减速器箱体的加工工艺路线体的加工工艺路线初步拟定两种机械加工工艺路线方案任务任务4 4 拟定箱体零件的工艺路线拟定箱体零件的工艺路线4选择蜗轮减速器箱选择蜗轮减速器箱体的加工设备体的加工设备根据箱体小批

16、生产的生产类型，加工设备采用通用机床，尽量从现有的加工设备中选取. 任务任务5 5 选择箱体零件的定位基准和工艺装备选择箱体零件的定位基准和工艺装备6.5.1、选择箱体零件的定位基准、选择箱体零件的定位基准1. 箱体零件定位基准的选择箱体零件定位基准的选择（1）箱体零件的粗基准箱体零件一般都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作为粗基准，以保证孔加工时余量均匀。分离式箱体由于轴承孔的毛坯孔分布在箱盖和底座两个不同部分上，无法以轴承孔的毛坯面作为粗基准，因而分离式箱体最先加工的是箱盖或底座的对合面。在加工箱盖或底座的对合面时，是以凸缘的不加工面为粗基准，这样可保证对合面加工凸缘的厚薄较为均匀，减

17、少箱体装合时对合面的变形。（2）箱体零件的精基准箱体零件的精基准常以箱体零件的装配基准或专门加工的一面两孔定位，使得基准统一。分离式箱体的对合面与底面（装配基面）有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；轴承孔轴线应在对合面上，与底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。为了保证以上几项要求，加工底座的对合面时，应以底面为精基准，使对合面加工时的定位基准与设计基准重合；箱体装合后加工轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，并与底面上的两定位孔组成典型的一面两孔定位方式，这样，轴承孔的加工，其定位基准既符合基准统一的原则，也符合基准重合的原则，有利于保证轴承孔轴线与对合面的重合度及与装配基准面的尺寸精度和平

18、行度。任务任务5 5 选择箱体零件的定位基准和工艺装备选择箱体零件的定位基准和工艺装备6.5.2、 选择箱体零件加工的工艺装备选择箱体零件加工的工艺装备1夹具的选择虽然箱体零件一般都选择重要孔（如主轴孔）为粗基准，但根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件装夹方式是不同的。单件小批生产时，由于毛坯精度较低，一般采用划线装夹。以车床主轴箱为例，其方法如下. 加工箱体平面时，按线找正装夹工件，这样就体现了以主轴孔为粗基准。 任务任务5 5 选择箱体零件的定位基准和工艺装备选择箱体零件的定位基准和工艺装备6.5.2、 选择箱体零件加工的工艺装备选择箱体零件加工的工艺装备1夹具的选择 大批大量生产

19、时，毛坯精度较高，可直接以主轴孔在夹具上定位。任务任务5 5 选择箱体零件的定位基准和工艺装备选择箱体零件的定位基准和工艺装备6.5.2、 选择箱体零件加工的工艺装备选择箱体零件加工的工艺装备2刀具的选择箱体零件平面加工常用的标准刀具有立铣刀及可转位面铣刀 ：任务任务5 5 选择箱体零件的定位基准和工艺装备选择箱体零件的定位基准和工艺装备6.5.2、 选择箱体零件加工的工艺装备选择箱体零件加工的工艺装备3、量具的选择表面粗糙度检验通常用目测或样板比较法，只有当Ra值很小时，才考虑使用光学量仪或粗糙度仪。孔的尺寸精度：一般用塞规检验；单件小批生产时可用内径千分尺或内径千分表检验；若精度要求很高可

20、用气动量仪检验。平面的直线度：可用平尺和厚薄规或水平仪与桥板检验。平面的平面度：可用自准直仪或水平仪与桥板检验，也可用涂色检验。同轴度检验：一般工厂常用检验棒检验同轴度。孔间距和孔轴线平行度检验： 根据孔距精度的高低，可分别使用游标卡尺或千分尺，也可用块规测量；三坐标测量机可同时对零件的尺寸、形状和位置等进行高精度的测量。任务任务5 5 选择箱体零件的定位基准和工艺装备选择箱体零件的定位基准和工艺装备6.5.3、蜗轮减速器箱体定位基准和工艺装备选择实例分析、蜗轮减速器箱体定位基准和工艺装备选择实例分析1.选择蜗轮减速器箱体的粗基准根据箱体零件一般都用它上面的重要孔作为粗基准的原则，该箱体采用两

21、对轴承孔毛坯面作为粗基准找正划线。即以120H7，192H7和36H7、54H7垂直孔系的毛坯表面为粗基准。2.选择蜗轮减速器箱体的精基准由任务1分析知，箱体的120H7、192H7孔和36H7、54H7孔不仅本身尺寸精度高，而且相互垂直精度要求很高，需要进行粗、精加工。为实现基准统一的原则，选择下表面为精基准，定位比较容易，装夹稳固。同时上、下孔轴线中心距的保证依靠镗床转位一次加工，不存在定位误差。任务任务5 5 选择箱体零件的定位基准和工艺装备选择箱体零件的定位基准和工艺装备3 选择工艺装备选择工艺装备 根据小批生产的生产类型，箱体加工各工序尽量应采用通用工艺装备，夹具用平口钳、活动压板、

22、T形槽用螺栓等；刀具选用可转位面铣刀、内孔镗刀和标准孔加工刀具等；量具选用游标卡尺、千分尺、百分表、高度尺、块规等。【要点提示】 箱体精基准的选择有两种方案：一是以装配基面为精基准（主要定位基面为装配基面）；另一是以一面两孔为精基准。这两种定位方式各有优缺点，实际生产中的选用与生产类型有很大的关系。中、小批生产时，尽可能使定位基准与设计基准重合，即一般选择设计基准作为统一的定位基准；大批大量生产时，优先考虑的是如何稳定加工质量和提高生产率，不过分地强调基准重合问题，一般多用典型的一面两孔作为统一的定位基准，由此而引起的基准不重合误差，可采用适当的工艺措施去解决。任务任务6 6 设计箱体零件的加

23、工工序设计箱体零件的加工工序现在以蜗轮减速器箱体为例，箱体零件工序设计主要完成以下三项任现在以蜗轮减速器箱体为例，箱体零件工序设计主要完成以下三项任务：务：1. 确定各工序加工余量及工序尺寸确定各工序加工余量及工序尺寸按照各表面的基本尺寸，可用查表修正或和经验估算的方法来确定各工序加工余量及加工尺寸。查表修正可参照项目4，经验估算可参考以下数据：铣削加工余量（单边）一般分配为：粗铣5mm、半精铣3mm、精铣0.3mm。镗削加工余量（双边）一般分配为：粗镗5mm、半精镗2mm、精镗0.2mm。2. 确定切削用量确定切削用量各工序主轴转速n、切削速度vc、进给量f、背吃刀量ap的合理选择，主要由技

24、术熟练的操作工人调整掌握。3. 确定工时定额确定工时定额因箱体为小批生产，主要采用估算法确定各工序的工时定额，再经过工时数据统计，积累经验后逐步修正。如果有同类型零件工时定额，也可采用类比的方法加以确定。任务任务7 7 填写箱体零件的机械加工工艺文件填写箱体零件的机械加工工艺文件任务任务7 7 填写箱体零件的机械加工工艺文件填写箱体零件的机械加工工艺文件任务任务7 7 填写箱体零件的机械加工工艺文件填写箱体零件的机械加工工艺文件任务任务7 7 填写箱体零件的机械加工工艺文件填写箱体零件的机械加工工艺文件任务任务7 7 填写箱体零件的机械加工工艺文件填写箱体零件的机械加工工艺文件任务任务7 7 填写箱体零件的机械加工工艺文件填写箱体零件的机械加工工艺文件任务任务7 7 填写箱体零件的机械加工工艺文件填写箱体零件的机械加工工艺文件任务任务7 7 填写箱体零件的机械加工工艺文件填写箱体零件的机械加工工艺文件任务任务7 7 填写箱体零件的机械加工工艺文件填写箱体零件的机械加工工艺文件项目小结项目小结 保证孔系加工精度是箱体零件机械加工工艺编制中的重点，本项目通过蜗轮减速器箱体