1、箱体类零件加工工艺,机械制造技术,学习要点:1、会分析箱体类零件；2、会确定箱体类零件的加工工艺；3、会选择箱体类零件加工的刀具；4、会选择与设计箱体类零件加工的夹具；5、会选择箱体类零件加工的机床；6、会编制箱体类零件加工的工艺文件；7、了解箱体类零件检验方法与检具。,任务一：分析箱体类零件,任务一：分析箱体类零件,箱体类、支架类、壳体类零件：,z功用箱体零件是机器重要的基础件.将轴、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实现规定的运动。,zzzz,结构特点尺寸大，结构复杂，内部呈腔形，壁薄且不均匀；加工部位多，
2、加工难度大；许多有较高精度的支承孔、孔系和平面,还有精度较低的紧固孔、油孔、油(水)槽等。,加工精度高、加工部位多、加工量大是箱体的主要特点。,任务一：分析箱体类零件,z主要技术要求箱体的主要加工面就是孔系和装配基准平面,(一),支承孔的尺寸精度及几何形状精度,1、支承孔的尺寸精度支承孔是箱体零件的重要表面，一般用来安装轴承，为保证具有良好的配合，支承孔的尺寸精度对一般减速箱为IT9-IT7，对机床主轴箱的支承孔其尺寸精度为IT7-IT5。2、支承孔的几何形状精度有圆度、圆柱度的要求，几何形状允差一般为尺寸公差的1/21/3。,任务一：分析箱体类零件,(二)支承孔之间的位置精
3、度及距离尺寸精度,1、孔间同轴度安装轴部件的两端同轴孔,要有同轴度的要求,以保证轴部件的运转灵活,同轴度一般规定在9-4级。,2、各孔轴线间平行度对有齿轮啮合关系的平行孔系,各孔轴线间平行度是保证各传动齿轮正常啮合的条件,一般平行度为8-5级,机床主轴箱为6-5级,通用减速箱为8-7级。,3、各孔轴线间垂直度垂直孔应有垂直度的要求,一般为8-6级。,4、孔中心距尺寸精度对平行孔系间,孔间距离应有孔距精度要求,这项精度值在齿轮设计时确定。,任务一：分析箱体类零件,(三),平面的形状精度和平面间的位置精度,1、平面的形状精度对于安装,定位基面及结合面,为保证面与面间良好的贴合,
4、以提高接触刚度,防止泄漏等。根据使用条件应在85级间选定平面的形状精度。,2、平面间的位置精度平面间的平行度,垂直度,应按加工和装配时作为基准面的需要确定。,任务一：分析箱体类零件,(四),平面与孔之间的位置精度,为保证装配精度,平面与孔之间应有平行度,垂直度两项位置精度要求,平行度一般为7-4级,垂直度可选8级。,(五),表面粗糙度,对支承孔,定位,装配基面,结合面等主要表面,粗糙度值,一般为Ra3.20.4m。,(六),其它要求,对铸件应有消除内应力,防锈,涂漆,做水压试验等方面的要求。,任务一：分析箱体类零件,z,箱体的材料及毛坯材料一般选HT200400；因为灰铸铁成本
5、低，耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性好；毛坯为铸件；毛坯余量视生产批量和铸造方法等而定；浇铸后应退火。对箱体上的孔，单件小批生产50以上的孔要铸出；成批生产30以上的孔要铸出。,任务一：分析箱体类零件,z箱体结构的工艺性,基本孔可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等。通孔工艺性最好；深孔、阶梯孔、相贯通的交叉孔工艺性较差；盲孔工艺性最差，应尽量避免。,zz,同轴孔同一轴线方向孔径向一个方向递减。镗孔时镗杆可从一端伸入，逐个加工或同时加工同一轴线上的几个孔。应避免中间隔壁上孔径大于外壁上孔径。,zz,z,任务一：分析箱体类零件,装配基面为便于加工、装配和检验，尺寸
6、应尽可能大，形状应尽可能简单。凸台应尽可能在同一平面上。紧固孔和螺孔尺寸和规格应尽可能一致。肋板、肋条、圆角等保证箱体的动刚度和抗振性。,z,z,z,z,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,案例1:变速箱壳体零件制造工艺,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,子任务一：平面加工方法和平面加工方案平面是箱体类零件、盘类零件的主要表面之一，平面加工的技术要求包括：平面本身的精度（例如直线度、平面度），表面粗糙度，平面相对于其他表面的位置精度（例如平行度、垂直度等）。,选择平面加工方法的依据：1）表面粗糙度；2）表面的形状、位置精度3）工件材料的切削加工性能；4）工件
7、的形状结构特点；5）工厂现有设备情况。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,平面加工方法,车平面；铣平面；刨平面；插平面；磨平面；刮研平面；研磨平面。,常用的粗加工方法,常用的精加工方法,平面的光整加工方法,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,端平面的车削,在车床上,可以利用各种夹具装夹各种工件,以车削其端面,端台阶面.加工精度IT8,Ra12.51.6m.平面度0.0050.008mm/100mm。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,刨,削,刨削类机床有牛头刨床、龙门刨床.刨削又可分为粗刨和精刨：精刨所能达到的精度为IT9IT7,Ra3.21.6m,直线度为0.040.
8、12mm/m.采用宽刀细刨可进一步提高精度和降低表面粗糙度.,平面刨削方法,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,平面刨削的工艺特点1:生产率低，因为刨削采用中低速切削，且有空回程，所以刨削的生产率低；2:加工成本低，刨削使用通用机床，刨刀结构简单、刃磨、安装和调整方便，使用费用低，因此，加工成本低；3:由于刨削生产率低和加工成本低因此多用于单件小批生产或修配作业.,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,铣,削,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,铣削的工艺特点1：铣削属于多刀齿的不连续切削,每个刀齿的切削厚度,切削力时刻变化.容易引起振动,影响加工质量的进一步提高.2：铣削
10、:内凹面,封闭型沟槽,有分度要求的表面等.,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,3:生产率一般来说铣削的生产率高于刨削.铣削为多刀齿的高速切削;而刨削则为单刃低速切削.,但有时则不同.如加工导轨面,刨削则由于表面变窄而减少走刀次数,而铣削并没有因表面变窄而减少走,刀长度.,4:加工成本铣削高于刨削.因刨床及刨刀较简单,安装调整简单省时.5:实际应用铣削广泛用于各种生产批量;而刨削多用于单件小批生产或修配作业.,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,对称铣,铣削方式端铣,不对称铣,铣削方式,周铣,逆铣,顺铣,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,周铣：用铣刀圆周面上的刀齿进行铣削的方
11、式.端铣：用铣刀端面上的刀齿进行铣削的方式.,端铣与周铣的比较：(1)端铣比周铣表面粗糙度低.端铣时,同时参加铣削的刀齿多,铣削过程平稳.(2)周铣,每次只有12个刀齿参加切削,刀齿的间断切削，切削厚度,及切削力变化较大,其加工表面实际上是由许多波浪式的小圆弧组成的，铣削过程中的振动也较大,铣削过程不平稳.(3)端铣的生产率高于周铣,端铣的刀杆刚性好,刀齿为镶硬质合金,可用较大的铣削用量,铣削速度高达100-150m/min,因此端铣的生产率高.周铣刀具为高速钢制造,铣削速度仅为30-40m/min.,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,铣刀和工件接触处的旋向与工件进给
12、方向相同的为顺铣.,特点：,1、刀齿切入工件前没有一小段滑移距离.2、铣刀作用在工件上的垂直分力向下,有利于工件的夹紧.3、水平分力方向与进给运动方向相同,工作台的运动平稳性不好.4、切削厚度大，接触长度短，铣刀寿命长，加工表面光洁，但不宜加工带硬皮工件。,顺铣：,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,铣刀和工件接触处的旋向与工件进给方向相反的为逆铣.,特点：,1、刀齿切入工件前有一小段滑移距离,从而增加了刀具的磨损,增加了工件表面层的硬化程度,并加大了表面粗糙度.2、铣刀作用在工件上的垂直分力向上,不利于工件的夹紧.3、水平分力方向与进给运动方向相反,工作台的运动平稳性较好.
13、,逆铣：,任务二：确定箱体类零件的加工工艺逆铣与顺铣的比较：,对比角度,逆铣,顺铣,结论,切屑截面形状,逆铣时，刀齿的切削厚度由零逐渐增加，刀齿切入工件时切削厚度为零，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在已加工表面上滑擦一段距离后才能真正切入工件，因而刀齿磨损快，加工表面质量较差。,顺铣时则无此现象，但顺铣不宜铣带硬皮的工件,顺铣时铣刀寿命比逆铣高23倍，加工表面也比较好,工件装夹可靠性,逆铣时，刀齿对工件的垂直作用力Fv向上，容易使工件的装夹松动。,顺铣时，刀齿对工件的垂直作用力Fv向下，使工件压紧在工作台上，加工比较平稳。,顺铣时工件夹紧比逆铣
14、可靠,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,容易打刀。,同，由于丝杠螺,工作台丝杠、螺母间隙,逆铣时，工件承受的水平铣削力FH与进给速度的方向相反，铣床工作台丝杠始终与螺母接触。,顺铣时，工件承受的水平铣削力FH与进给速度相母间有间隙，铣刀会带动工件和工作台窜动，使铣削进给量不均匀，容易打刀。采用顺铣法加工时必须采取措施消除丝杠与螺母之间的间隙。,顺铣时工作台有窜动，,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,工件相对铣刀的回转中心处于对称位置.,工件偏于铣刀的回转中心一侧,铣淬硬钢采用对称铣；铣碳钢和合金钢用不对称逆铣，减小切入冲击，刀具寿命；铣不锈钢和耐热合金用不
15、对称顺铣。,不对称铣：,对称铣：,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,铣削用量,（1）背吃刀量ap（2）铣削宽度ac（3）铣削速度VC,d,n,（m/min）,00,v=,c,1000,（4）进给运动速度与进给量,a.每齿进给量fZb.每转进给量f（mm/r）c.进给运动速度（mm/min）,Vf=nf,=,n0,z,fz,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,平面磨削,是平面的精加工方法，也可以代替铣削或刨削。,(一),平面的普通磨削方法,1、周磨1)用砂轮的圆周进行磨削的方式2)特点,(1)砂轮与工件的接触面积小,磨削力小,磨削热少,冷却散热排屑条件好.砂轮的磨损均匀。
16、(2)磨削精度高.IT6-IT5,Ra0.80.2m,直线度0.01-0.03mm/m,两平面间平行度0.010.03mm。(3)用于在各种生产批量中磨削精度较高零件上的平面,特别适用于磨削两平面均具有较高平行度要求的平面,小型平面可磨削多个以提高生产效率.,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,2、端磨1)以砂轮的端面进行磨削的方式.2)特点(1)砂轮轴的刚性好,可用较大的磨削用量,生产率高.,(2)砂轮与工件的接触面积大,磨削力,磨削热多,冷却散热,排屑条件差,工件易产生热变形及烧伤现象.(3)砂轮各点的圆周线速度不相同,砂轮磨损不均匀,因此,端磨精度低,表面粗糙.,
17、在大批大量生产中,对支架,箱体,机座及板块状零件上的平面以粗磨代替铣削和刨削.,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,（二）缓进深切磨削为一种高效率磨削.磨削深度达10mm以上,工作台进给速度低于20-300mm/min.使用专门的磨床和高压强制冷却及必要的安全防护.磨削效率比普通磨削高35,Ra0.80.4m。,（三）工件在磨床上的安装方式电磁吸盘真空吸盘,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,平面拉削,用平面拉刀在拉床上加工平面的一种高效率加工方法。,加工精度IT8IT7,Ra0.80.4m,用于大批大量生产.,平面刮削,刮削是手工操作的一中光整加工方法,在精铣(刨)的基础上进行
18、。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,刮削后:直线度0.01mm/m，甚至达0.0050.0025mm/m，Ra0.80.4m.在某些情况下,还可以修正表面间的平行度和垂直度.平面刮削方法：刮削时,在工件表面上涂上红丹油,用标准平尺(台)贴紧推磨,然后用刮刀将显出的高(亮)点,逐一刮去,重复多次,即使工件加工表面与标准平尺推磨面接触点增多,并分布均匀,从而获得较高的表面形状精度和较低的表面粗糙度。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,平面刮削又可分为粗刮,细刮和精刮.1）粗刮:除去铁绣,加工痕迹,以免在推磨时,损伤标准平(台)尺,每2525mm面积上显示4-5个高点.,2）
19、细刮:刮去粗刮的高点.每2525mm面积上显示12-15个高点.3）精刮:要求每2525mm面积上显示20-25个高点.刮削余量一般为0.1-0.4mm.,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,平面刮削的工艺特点:1、刮削精度高,方法简单,不需要复杂的设备和工具,常用来加工各种设备的导轨面及检验平台.2、刮削的表面质量好,表面实际上由许多微小的凸点组成,凹部可以储存润滑油,使滑动配合的表面具有良好的润滑条件.3、刮削还常用于修饰加工,刮出各种样式的花纹,以增加机械设备的美观.,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,平面研磨,1、研磨也是平面的光整加工方法.一般在磨削之后进行.
20、2、研磨后两平面间的尺寸公差等级可达IT5-IT3,表面粗糙度Ra0.10.008m,直线度可达0.005mm/m.,3、平面研磨主要用来加工小型精密平板,平尺,块规及其它精密零件的平面.4、单件小批生产采用手工研磨;大批大量生产采用机械研磨.,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,0.4,序号,加工方法,经济精度（公差等级表示）,经济粗糙度,Ra/m,1,粗车,IT1113,12.550,2,粗车半精车,IT810,3.26.3,3,粗车半精车精车,IT78,0.81.6,4,粗车半精车磨削,IT68,0.20.8,5,粗刨（或粗铣）,IT1113,6.325,6,粗刨（或粗
21、铣）-精刨（或精铣）,IT810,1.66.3,7,粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-刮研,IT67,0.10.8,8,以宽刃精刨代替7中的刮研,IT7,0.20.8,9,粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-磨削,IT7,0.20.8,10,粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-粗磨-精磨,IT67,0.025,11,粗铣拉,IT79,0.20.8,12,粗铣精铣磨削研磨,IT5以上,0.0060.1（或Rz0.05）,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,子任务二：孔系加工方法,孔系:箱体上一系列有相互位置精度要求的孔的组合。孔系分类：平行孔系、同轴孔系、交叉孔系,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,
22、保证平行孔系孔距精度的方法,平行孔系轴线互相平行且孔距也有精度要求的一系列孔。,z找正法工人在通用机床上利用辅助工具来找正要加工孔的正确位置的加工方法。z划线找正法加工前按照零件图在毛坯上划出各孔的位置轮廓线，然后按划线进行加工。,如右图所示:根据图纸要求,进行划线,然后依据所划的线进行加工，由于存在划线,找线误差,获得的孔距精度不高，一般为0.5mm。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,生产率也较低.但可结合试切法提高孔距精度.由于仍存在测量找正误差,对工人技术水平要求较高,操作困难,生产率仍较低,多用于孔距精度要求不高,生产批量较小的箱体零件平行孔系的加工。,心轴和块
23、规找正法将心轴插入有关轴孔内,(或直接利,z,用镗床主轴)，然后根据孔和定位基准的距离组合一定尺寸的块规来校正各轴位置。,如图所示:在镗出的第一孔内穿入心轴,然后按设计孔距由块规,厚薄规找正第二孔的位置,此法孔距精度可达0.03；但效率低,多用于单件小批生产。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,样板找正法利用精度很高的样板确定孔的加工位置。,z,如图所示:将厚度为10-20mm的钢板制成找正样板,在其面上加工出与工件孔数相等,孔位一至的孔系,孔距公差为0.01-0.03mm,孔径稍大,有较高的形状精度,较低的表面粗糙度,对尺寸精度要求不高。加工时,用百分表找正器,找正各孔的
24、位置,然后逐一加工，此法达到的孔距精度为0.05mm,适用于加工大型工件采用镗模不经济的场合。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,定心套找正法先划线加工好螺钉孔，然后装上形状精度高而且光洁的定心套。,z,如图6-6所示:将定心套筒用螺钉压板装在所需镗孔的位置上,利用精密测量工具,精心调整定心套筒轴心线间距离,使孔距精度达到要求.然后用安装在镗杆上的千分表找正套筒外圆,找正后卸下套筒进行镗孔。这种方法能达到的孔距精度为0.02mm，但效率低,操作困难,因此,常用于孔距精度要求高,要求用坐标镗床,而又无坐标镗床的场合。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,镗模法利用镗模夹具加
25、工孔系：工件装在镗模上，镗杆支承在镗模的导套里；孔距精度可达0.05mm；适用于中、大批量生产。,zz,zz,任务二：确定箱体类零件的加工工艺坐标法,z,1、单件小批生产在普通镗床上,用测量工具及仪器,确定孔的坐标尺寸以获得并保证孔距尺寸，可达到的孔距精度范围为0.3-0.01mm。,2、大批大量生产使用坐标镗床,它具有精密的测量系统,其直线定位精,度可达0.002-0.005mm.回转定位精度,可达0.2-10。如图6-8所示:,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,采用坐标法镗孔之前，必须把各孔距尺寸及公差借助三角几何关系及工艺尺寸链规律换算成以主轴孔中心为原点的相互垂
26、直的坐标尺寸及公差。（1）加工两孔的坐标尺寸及公差换算,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,已知：两孔中心距LOB=1000.1mm，YOB=50mm。加工时，先镗孔O后，调整可见度在X方向移动XOB、在Y方向移动YOB，再加工孔B。其中心距LOB是由XOB和YOB间接保证的。,求：X、Y的坐标公差？,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,先将工件上两孔中心距公差化为对称偏差，即LOB1000.1mm；,,计算坐标基本尺寸XOB；画出平面尺寸链，如图所示；解平面尺寸链，求公差。,解题步骤：,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,（2）加工三孔时坐标尺寸及公差的换算,任务二：确定箱体类
27、零件的加工工艺,,先将工件上两孔中心距公差化为对称偏差，计算坐标基本尺寸画出平面尺寸链，如图所示；,解平面尺寸链，求公差。,解题步骤：,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,同轴孔系的加工成批生产采用镗模加工：采用镗模或组合机床加工，同轴度可达:0.02-0.03mm，如下图所示。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,单件小批量依靠以下方法：,,1、前孔导向如图所示:在已镗出的前孔,用导向套导向,来保证同轴孔的同轴度。2、镗床后立柱支承套导向,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,3、调头镗,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,保证垂直孔孔系的加工关键在于控制孔的垂直度；主要靠机床
28、工作台上的90对准装置；常用设备为坐标镗床；换位时接触的松紧程度对位置精度都很关键；有时需借助百分表找正。,z,z,z,z,1、大批大量生产采用组合机床,镗模来保证垂直孔的垂直度。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺2、单件小批生产,1）心轴百分表找正在镗好的孔内装上配合很紧的心轴，用百分表找正至两端指针一致，然后再使镗床工作台回转90，在用百分表找正，重复以上找正过程，这将说明工作台准确回转了90。便可镗相垂直的孔。如图所示：,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,2）回转限位镗在镗床回转台上增设准确地回转限位装置，即可实现工作台准确回转90。再镗相垂直的孔。3）采用精密的
29、对准装置如:多齿分度装置,光学瞄准器.以实现工作台准确回转90。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,补充,1、镗杆受力变形,以镗杆与主轴刚性连接采用悬臂镗孔为例分析：,二、孔系加工精度分析,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,1）镗孔过程中受切削力大；2）镗杆边转边伸长；3）由于自重产生挠曲；4）由于自重和切削力共同作用下的挠曲变形。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,解决措施,1）尽可能加工粗镗杆直径和减少悬伸长度；2）采用导向装置，使镗杆的挠曲变形得以约束；3）对镗杆直径较大（80mm）应加工成空心，以减轻重量；4）合理选择定位基准，使加工余量均匀；5）精加工进采用较小的切
30、削用量，并使加工各孔所用的切削用量基本一致，以减少切削力影响。,1）粗镗时：切削力自重镗杆与导套始终单边接触。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,2、镗杆与导向套的精度及配合间隙的影响,1）粗镗时：切削力自重镗杆与导套始终单边接触。,2）精镗时：切削力自重镗杆始终在导套下方摆动。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,2）精镗时：切削力自重镗杆始终在导套下方摆动。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,比,较,采用工作台进给。,加工大型箱体时，镗杆刚度好；当孔深小于200mm时；-采用镗杆进给。,悬臂镗孔，当孔深大于200mm时，-,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,镗孔质量分析(补
31、充),镗孔加工(Boring)的特征是修正下孔的偏心、获得精确的孔的位置，取得高精度的圆度、圆柱度和表面光洁度。所以，镗孔加工作为一种高精度加工法往往被使用在最后的工序上。例如，各种机器的轴承孔以及各种发动机的箱体、箱盖的加工等。,和其它机械加工相比，镗孔加工是属一种较难的加工。它只靠调节一枚刀片(或刀片座)要加工出象H7、H6这样的微米级的孔。随着加工中心(Machiningcenter)的普及，现在的镗孔加工只需要进行编程、按扭操作等。正因为这样，就需要有更简单、更方便、更精密的刀具来保证产品的质量。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺颤振(Chatter)镗孔加工时
32、最常出现的、也是最令人头疼问题是颤振。在加工中心上发生颤振的原因主要有以下几点:工具系统的刚性(Rigidity)：包括刀柄、镗杆、镗头以及中间连接部分的刚性。因为是悬臂加工(StubBoring)所以特别是小孔、深孔及硬质工件的加工时，工具系统的刚性尤为重要。工具系统的动平衡(Balance)：相对于工具系统的转动轴心，工具自身如有一不平衡质量，在转动时因不平衡的离心力的作用而导致颤振的发生。特别是在高速加工时工具的动平衡性所产生影响很大。工件自身或工件的固定刚性(ClampingRigidity)：象一些较小、较薄的部件由于其自身的刚性不足，或由于工件形状等原因无法使
33、用合理的治具进行充分的固定。刀片的刀尖形状(GeometryofEdge)：刀片的前角、逃角、刀尖半径、断屑槽形状的不同所产生的切削抗力也不同。切削条件(CuttingCondition)：包括切削速度、进给、进刀量以及给油方式及种类等。机器的主轴系统(Spindle)等：机器主轴自身的刚性、轴承及齿轮的性能以及主轴和刀柄之间的连接刚性。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,在制定箱体零件加工工艺过程时，应将如何保证孔的位置精度作为重点来考虑，另外还应注意的生产批量和工厂的具体生产条件。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,（一）主轴箱加工工艺过程,比较,任务二：确定箱体
34、类零件的加工工艺,主轴箱小批生产工艺过程,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,主轴箱大批生产工艺过程,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,箱体零件机械加工工艺过程分析不同批量箱体生产的共性加工顺序为先面后孔z提供基准的需要；z切去毛坯上的缺陷，方便后面的加工；z使孔加工余量均匀；z保护刀具，有利于对刀、调整。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,加工阶段粗、精分开精加工夹紧力可小一点，粗加工后将工件松开点，可使弹性变形得到恢复。工序间安排时效消除内应力，减少变形，保证精度稳定；铸造后安排人工时效精度高的箱体有时粗加工之后还需要人工时效一般都用箱体上的重要孔作粗基准,z,z
35、zz,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,不同批量箱体生产的特殊性粗基准的选择中小批量生产时，毛坯精度低，一般采用划线装夹；大批大量生产时，毛坯精度高，可采用专用夹具安装；精基准的选择单件小批量用装配基准作定位基准；大批大量生产则采用一面双孔作定位基准。,z,z,zz,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,所用设备依批量不同而异,单件小批量生产箱体，通常用普通机床；产品加工质量主要取决于机床精度和操作者的技术熟练程度；并且工序分散，占用设备多，生产周期长，生产效率低，成本高。,z,现代化技术采用功率大、功能多的加工中心；“加工中心”就是多工序自动换刀数控镗铣床；不仅生产
36、效率高、加工精度高，而且适用范围广，设备利用率高。箱体大量生产中，还广泛采用由组合机床与输送装置组成的自动线进行加工；提高生产效率，降低成本，减轻劳动强度，稳定产品质量，降低对工人技术水平的要求。,z,z,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,1）平面加工大批量生产中采用铣平面和磨平面加工方案；,单件小批生产中宜用粗刨、半精刨和宽刀精刨平面方案。,1、主要表面加工方法的选择,（二）箱体类零件加工工艺分析,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,2）支承孔加工直径50mm的孔，不铸造出：采用：钻扩（或半精镗）铰（或精镗）方案,直径50mm的孔，铸造出：,采用：粗镗半精镗精镗对IT7级
37、精度的支承孔，需3-4次加工；,对IT6级精度的支承孔，还应增加一道精密加工工序，如精细镗、滚压、珩磨、浮动镗等。,大批量生产：可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力等对加工精度的影响，并有利于合理选用设备。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,1）先面后孔的加工顺序理由：2）粗精加工分阶段进行,单件小批生产：粗精合并，应采取的工艺措施：粗加工后松开工件，消除夹紧变形，再以较小夹紧力夹紧精加工；冷却后再精加工；较小的切削用量，多次走刀进行精加工。,2、拟定工艺过程的原则,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,3）合理地安排热处理工序,对铸铁件采用人工时效,对铝合金
39、二：确定箱体类零件的加工工艺精基准的选择基准重合原则（三面定位）,选M面和N面作精基准，定位稳定可靠，且箱体开口朝上，镗孔时调整刀具、测量孔径等方便。缺点优点,加工箱体内部隔板上的孔时，只能使用活动结构的吊架镗模，刚度较差，精度不高，且操作费事。一般只在单件小批生产中应用。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,优点,基准统一原则(一面两孔定位）在大批量生产中，用顶面R和两定位销孔作统一的精基准。定位可靠，中间导向支承刚度好，易保证孔系位置精度，装卸工件方便。,缺点,加工中无法观察、测量和调整刀具；存在基准不重合误差，为保证主轴孔至底面M的尺寸要求，须提高顶面R至底面
40、M的加工精度。,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,案例：轴承座制造工艺,任务二：确定箱体类零件的加工工艺,1、零件工艺性分析（1）技术精度要求（2）材料特性、加工方案及工艺措施2、零件制造工艺设计（1）毛坯选择：（2）基准及安装方案分析：（3）零件表面加工方法：（4）热处理安排：（5）其它工序安排：,铣削技能要素-铣削加工.rm,（6）设备、工装选择：,任务三：选择箱体类零件的加工刀具一、铣削刀具铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高.,、三面刃盘铣刀，锯片铣刀,、键槽铣刀、燕尾槽铣刀,任务三：
41、选择箱体类零件的加工刀具,1、按铣刀的形状及用途分类,圆柱铣刀,加工平面用铣刀,端铣刀,用于卧式铣床：两面刃角度铣刀,加工沟槽用铣刀,用于立式铣床：立铣刀,球头立铣刀,加工成形表面用铣刀,模具铣刀,成形铣刀,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,2、按铣刀的结构分类,（1）整体式,（2）焊接式,（3）装配式,（4）可转位式,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,3、按铣刀的刀齿数目分类,（1）粗齿铣刀粗加工用,（2）细齿铣刀精加工用,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,4、按刀齿齿背形状分类（1）尖齿齿背齿背经铣削而成直线齿背抛物线齿背折线齿背（2）铲齿齿背齿背经铲削而成形成铣刀工作
42、时所必须的后角,目的,保证刀齿重磨后刀齿截形不便,注意：铲齿齿背一般用于成形铣刀，其前角一般为0。,任务三：选择箱体类零件的加工刀具三高一专的先进刀具高精度高效率高可靠性专业化,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,（1）圆柱形铣刀的结构,刀齿排列,在刀体圆周上的铣刀称为圆柱形铣刀。它的结构形式分为由高速钢制造的整体圆柱形铣刀和镶焊硬质合金刀片的镶齿圆柱形铣刀。圆柱形铣刀一般采用螺旋刀齿，以提高切削工作的平稳性。,（2）面铣刀的结构,面,铣刀的刀齿排列在刀体端面上，硬质合金面铣刀是加工平面的最主要刀具。,加工
43、平面用铣刀,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,（1）三面刃铣刀主要用于加工沟槽和台阶面，根据刃齿结构可分为：直齿、错齿、镶齿,加工沟槽用铣刀,任务三：选择箱体类零件的加工刀具（2）其它锯片铣刀、立铣刀、波形刃铣刀、键槽铣刀,B、模具铣刀,A、成型铣刀,成形铣刀,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,为了便于制造，规定圆柱铣刀的前角用法平面前角n表示。tgn=tgocos,铣削钢件：,o=1020,铣削铸铁件：o=515,前角,1）圆柱铣刀的几何角度,2.铣刀的几何角度,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,圆柱铣刀的后角是用正交平面后角o表示。,o12,粗加工：,精
44、加工：o16,圆柱铣刀的螺旋角就是其刃倾角它能使切削刃逐渐切入和切离工件，而且同时工作齿数较多，故能提高铣削过程的平稳性。,粗齿铣刀：,4060,细齿铣刀：3035,螺旋角,后角,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,端铣刀的每个刀齿类似车刀，有主、副切削刃和过渡刃。在正交平面系内端铣刀的标注角度有：o、o、kr、kr和s。,铣削技能要素-刀具安装.rm,2）端铣刀的几何角度,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,二、镗刀镗刀是孔加工常用的一种刀具。由于在加工中能够校正预制孔的不精确度，所以在孔加工中受到重视。,这类刀具不但可在各种镗床上使用，而且在铣床、普通车床
45、、六角车床上都能使用。在各种镗床、铣床上使用时，是由镗刀旋转完成主运动而在普通车床和六角车床上镗孔时，则是由工件旋转作主运动。,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,镗刀的种类很多，有带杆式镗刀、带杆式硬质合金镗刀、硬质合金小孔镗刀、可转位镗刀等近二十种。根据加工内容的不同镗刀的选择基准也不一样，一般来说，应注意系统本身的刚性、动平衡性、柔性、信赖性、操作方便性及寿命和成本。,（1）单刃镗刀,特点：刚性差，易产生振动，主偏角较大以减小径向力；结构简单、制造方便，通用性强，但对工人操作技术要求高。,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,（2）双刃镗刀定尺寸刀具,固定式镗刀块易造成孔径扩大
46、，安装要求高，用于粗镗或半精镗直径大于40的孔；可制成焊接式或可转位式硬质合金镗刀块,浮动镗刀镗刀装入镗杆方孔不需夹持，以切削力平衡位置，补偿安装误差，不能修正直线性、位置误差；结构简单、刃磨方便，操作麻烦，效率低，适合单件小批生产,浮动镗刀结构形式整体式、可调焊接式、可转位式,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,（a）（b）（c）上压式,（d）偏心式,（e）沉头螺钉式（f）拖垫式,图8-27可转位镗刀,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,德国沃好特公司,复合镗刀,小孔加长镗刀,数字显示镗刀,任务三：选择箱体类零件的加工刀
47、具可转位镗刀的使用方法及注意事项,刀具安装时，要特别注意清洁。镗孔刀具无论是粗加工还是精加工，在安装和装配的各个环节，都必须注意清洁度。刀柄与机床的装配，刀片的更换等等，都要擦拭干净，然后再安装或装配，切不可马虎从事。刀具进行预调，其尺寸精度，完好状态、必须符合要求。可转位镗刀、除单刃镗刀外，一般不采用人工试切的方法，所以加工前的预调就显得非常重要。预调的尺寸必须精确，要调在公差的中下限，并考虑因温度的因素，进行修正、补偿。刀具预调可在专用预调仪、机上对刀器或其他量仪上进行。,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,刀具安装后进行动态跳动检查。动态跳动检查是一个综合指标，它反映
48、机床主轴精度、刀具精度以及刀具与机床的连接精度。这个精度如果超过被加工孔要求的精度的1/2或2/3就不能进行加工，需找出原因并消除后，才能进行。这一点操作者必须牢记，并严格执行。否则加工出来的孔就不能符合要求。应通过统计或检测的方法，确定刀具各部分的寿命，以保证加工精度的可靠性。对于单刃镗刀来讲，这个要求可低一些，但对多刃镗刀来讲，这一点特别重要。可转位镗刀的加工特点是：预先调刀，一次加工达到要求，必须保证刀具不损坏，否则会造成不必要的事故。,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,三、刨刀用于刨削加工的、具有一个切削部分的刀具。刨刀根据用途可分为纵切、横切、切槽、切断和成形
49、刨刀等。刨刀的结构基本上与车刀类似，但刨刀工作时为断续切削，受冲击载荷。因此，在同样的切削截面下，刀杆断面尺寸较车刀大1.251.5倍,并采用较大的负刃倾角(-10-20)，以提高切削刃抗冲击载荷的性能。为了避免刨刀刀杆在切削力作用下产生弯曲变形，从而使刀刃啃入工件，通常使用弯头刨刀。重型机器制造中常采用焊接-机械夹固式刨刀，即将刀片焊接在小刀头上，然后夹固在刀杆上，以利于刀具的焊接、刃磨和装卸。在刨削大平面时，可采用滚切刨刀，其切削部分为碗形刀头。圆形切削刃在切削力的作用下连续旋转，因此刀具磨损均匀，寿命很高。,任务三：选择箱体类零件的加工刀具,刨刀结构示意
50、图,。,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,铣床夹具1铣床上工件常用的装夹方法1）直接装夹在铣床工作台上；2）用机床用平口虎钳装夹工件；3）用分度头装夹工件；4）用V型架装夹工件；5）用专用夹具装夹工件,铣削技能要素-工件安装及附件使用.rm,任务四：设计箱体类零件的加工夹具2铣夹具的主要类型根据工件的进给方式不同，可分为两种类型：1）直线进给式铣夹具：常用于卧铣上；2）圆周进给式铣夹具：常用于立铣上。用途：适用于铣床、平面磨床。特点：工件安装在夹具上随同机床工作台一起作送进运动；铣削为断续切削，冲击、振动大，夹紧力要求较大；夹具要有足够的刚度和强度，本体应牢固
53、加工夹具,靠模板轮廓曲线的绘制过程（1）圆出工件成形面的准确外形。（2）从工件的加工轮廓面或回转中心作均分的平行线或辐射线。（3）在平行线或辐射线上以铣刀半径r作与工件外形轮廓相切的圆，得铣刀中心的运动轨迹。,（4）从铣刀中心沿各平行线或辐射线截取长度等于k的线段，得到滚柱中心的运动轨迹，然后以滚柱半径R作圆弧，再作这些圆弧的包络线，即得靠摸板的轮廓曲线。,靠模和滚柱的材料：T8A、T10A或20、20Cr渗碳淬硬至5862HRC。,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,3专用铣夹具的结构分析1）杠杆铣斜面铣夹具A、分析工序图,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,任务四：设计箱体
54、类零件的加工夹具,2）双件铣双槽专用夹具A、分析工序图,B、考虑定位C、分析夹紧D、分析夹具体E、对刀装置F、尺寸标注,加工壳体的铣床夹具1.wmv,加工壳体的铣床夹具2.wmv,加工壳体的铣床夹具3.wmv,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,4、铣床,夹,具,的,构造主要由夹具体、定位、夹紧机构、对刀块、定向键等组成,z,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,铣床夹具的设计要点,（1）定位元件和夹紧装置的设计要点,定位元件：除遵循一般的设计原则外，布置时应尽量使主要支承面积大些。工件加工部位呈悬臂状态时，应采用辅助支承。,夹紧装置：应保证足够的夹紧力，并具有良好
55、的自锁性能，以防止夹紧机构因振动而松夹。施力的方向和作用点要恰当，并尽量靠近加工表面，必要时设置辅助夹紧机构，以提高夹紧刚度。,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,（2）特殊元件设计,1）定位键,定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般,使用两个，用开槽圆柱头螺钉固定。,定位键有矩形和圆形两种，常用定位键的断,面为矩形。,对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位,键，而用找正的方法安装夹具。,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,定位键,定位键,夹具体,任务四：设计箱体类零件的加工夹具定位键（GB/T2206-91）,矩形：,磨损小，常用,形式,圆柱形：磨损大，定向精度高，不太用,任务四：设计箱
56、体类零件的加工夹具,其与夹具体槽和工作台T形槽的配合尺寸均为B，其公差带可选h6或h8；夹具上安装定位键的槽宽B2取与B尺寸相同，其公差带可选h7或js6,A形：,B形：,与T形槽配合的尺寸B1留有0.5mm磨量，与机床T形槽实际尺寸配作,矩形,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,2）耳座：便与工作台连接。如图所示，其结构尺寸也已标准化，可参考有关夹具设计手册,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,（3）对刀装置,对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹,具和刀具的相对位置。,对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,对刀装置：,对刀块通常用螺钉和定位销定位
57、在夹具体上，其位置应便于对刀和工件的装卸。对刀块的工作表面与定位元件之间应有一定的位置要求，即应以定位元件的工作表面或对称中心作为基准，来校准与对刀块之间的位置尺寸关系。采用对刀块对刀，加工精度一般不超过IT8级。当精度要求较高时，或者不便于设置对刀块时，可采用试切法、标准件对刀法或用百分表来校正定位元件相对于刀具的位置。,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,图（a）为高度对刀块，用于加工平面时对刀；图（b）为直角对刀块，用于加工键槽或台阶面时对刀；图（c）和图（d）为成形对刀块，用于加工成形表面时对刀。塞尺用于检查刀具与刀块之间的间隙，以避免刀具与对刀块直接接触。,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,标准对刀块,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,常用的塞尺：有平塞尺和圆柱塞尺两种，都已标准化，如图所示为常用标准塞尺的结构，一般在夹具总图上应注明塞尺的尺寸。,标准对刀塞尺,任务四：设计箱体类零件的加工夹具,（3）夹具体的设计,夹具体上各种装置的布置应紧凑，加工面尽可能