箱体的加工工艺.docx
《箱体的加工工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《箱体的加工工艺.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
箱体的加工工艺
箱体的加工工艺（总9页）
箱体零件的加工工艺
姓名：
宋国萍
班级：
机械071
班级学号：
49
指导教师：
李丽
箱体零件的加工工艺
摘要：
在箱体类零件各加工表面中，通常平面的加工精度比较容易保证，而精度要求较高的支承孔的加工精度以及孔与孔之间、孔与平面之间的互相位置精度则较难保证。
所以，再制定箱体类零件加工工艺过程的时，应将如何保证孔的精度为重点来考虑。
精度与表面粗糙度要求，目的是保证安装在孔内的轴承和轴的回转精度；平面的平面度和平直度，其目的在于保证装配后整机的接触面接触刚度和导向面的定位精度；孔系的位置精度是箱体类零件最主要的技术要求，其中包括孔与孔的位置精度箱体类零件加工表面的主要问题是平面和孔。
其技术要求主要体现在三个方面：
孔的尺寸和孔与平面位置精度，箱体定位基准的选择。
Abstract
Inthebox-typepartsofmachinedsurface,usuallytheprocessingplaneiseasiertoensureaccuracy,butthesupportinghighprecisionmachiningprecisionholesandholeswiththeholesbetweentheholeandthemutualpositionbetweentheplanemoredifficulttoensuretheaccuracyof.Therefore,re-enactedboxpartsmachiningprocesstimeshouldbehowtoensuretheaccuracyofholesfocustoconsider.
Accuracyandsurfaceroughnessrequirements,thepurposeistoensurethatthebearingsinstalledintheholeandshaftoftherotaryprecision;planeflatnessandstraightness,thepurposeistoensureassemblyofthecontactsurfaceafterthemachine-orientedsurfaceofthecontactstiffnessandpositioningaccuracy;thelocationoftheholesisabox-typepartsprecisionofthemostimportanttechnicalrequirements,includingthelocationofholeandholeboxpartsmachinedsurfaceaccuracyofthemainproblemsistheplaneandholes.Itstechnicalrequirementsismainlyreflectedinthreeaspects:
theholesizeandholepositionaccuracywiththeplane,thechoiceofthebaseboxlocation.
关键词：
箱体。
。
。
。
。
。
Box
基准。
。
。
。
。
。
Benchmark.
孔。
。
。
。
。
。
Hole
平面。
。
。
。
。
。
Plane
粗糙度。
。
。
。
。
Roughness
1.。
。
。
。
。
。
箱体累零件的概述
2。
。
。
。
。
。
箱体零件的选材
3。
。
。
。
。
。
箱体零件的选材
4。
。
。
。
。
。
箱体的类零件的功用和结构特点
5。
。
。
。
。
。
箱体零件的材料、毛坯及热处理
6。
。
。
。
。
。
箱体类零件的加工方法
7。
。
。
。
。
。
箱体类零件工艺过程的拟定
8。
。
。
。
。
。
箱体零件的检验
箱体类零件的加工工艺
绪论：
任何一个较为复杂的机械零件，都有不同的加工工艺方案，许多零件的加工难度较大，箱体便是其中之一。
在即将毕业之际我准备就我三年来所学的知识以及实习过程中的经验来谈一下箱体零件的加工工艺。
箱体类零件通常作为箱体部件装配时的基准零件。
它将一些轴、套、轴承和齿轮等零件装配起来，使其保持正确的相互位置关系，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。
因此，箱体类零件的加工质量对机器的工作精度、使用性能和寿命都有直接的影响。
箱体零件结构特点：
多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。
箱体零件的主要技术要求：
轴颈支承孔孔径精度及相互之间的位置精度，定位销孔的精度与孔距精度；主要平面的精度；表面粗糙度等。
箱体零件材料及毛坯：
箱体零件常选用灰铸铁，汽车、摩托车的曲轴箱选用铝合金作为曲轴箱的主体材料，其毛坯一般采用铸件，因曲轴箱是大批大量生产，且毛坯的形状复杂，故采用压铸毛坯，镶套与箱体在压铸时铸成一体。
压铸的毛坯精度高，加工余量小，有利于机械加工。
为减少毛坯铸造时产生的残余应力，箱体铸造后应安排人工时效。
1、箱体类零件概述
箱体通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。
对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。
单件生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。
为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。
上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。
轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。
为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑筋。
为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底一般不采用完整的平面。
2、箱体零件的选材
箱体一般用灰铸铁HTl50或HT200制造。
对重型减速器．为提高其承受振动和冲击的能力，也可用球墨铸铁QTS00--7或铸钢ZG270500、ZG310--570制造。
铸造箱体适宜成批生产，其刚性好，易获得合理和复杂的外形，易于切削（特别是灰铸铁制造的箱体），但较重。
在单件生产中，特别是大型减速器，为了减轻重量或缩短生产周期，箱体也可用Q215或Q235钢板焊接而成，其轴承座部分可用圆钢、锻钢或铸钢制造。
焊接箱体的壁厚可以比铸造箱体减薄20～30%，但焊接时易产生热变形，要求较高的焊接技术及焊后作退火处理。
3、箱体零件的选材
（1）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，并降低了支撑刚度，易产生振动和噪声；孔径过小，会使配合过紧，轴承将因外圆变形而不能正常运转，缩短寿命。
装轴承的孔不圆，也使轴承外圆变形而引起主轴径向跳动。
因此，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IT6~IT7.孔德几何形状精度未作规定，一般控制在尺寸公差范围内。
（2）孔与孔德位置精度：
同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线垂直度误差，会使轴和轴承装配到箱体内出现歪斜，从而造成主轴径向跳动和轴向窜动，也加剧了轴承磨损。
孔系之间的平行误差，会影响齿轮的啮合质量。
一般同轴上各孔德同轴度约为最小孔尺寸公差之半。
（3）孔和平面的位置精度：
一般都要规定主要孔和主轴箱安装基准面得平行度要求，它们决定了主轴和床身导轨的相互位置关系。
这项精度是在总装通过刮研来达到的。
为了减少刮研工作量，一般都要规定主轴轴线对安装基面得平行度公差。
在垂直和水平两个方向上，只允许主轴前端面上和向前偏。
（4）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准面则会影响主要孔的加工精度。
因此规定地面和导向面必须平直，用涂色法检查接触面积或单位面积上的接触点来衡量平面度的大小。
顶面的平面度要求是为了保证箱盖的密封性，防止工作时润滑油泄出。
当大批量生产将其顶面用作定位基准面加工孔时，对它的平面度要求还要更高。
（5）表面粗糙度：
重要孔和主要平面的粗糙度会影响连接面得配合性质或接触刚度，其具体要求一般用Ra值来评价。
一般主轴孔Ra值为μm，其它个纵向孔Ra值为μm，孔的内端面Ra值为μm，装配基准面和定位基准面Ra值为~μm，其它平面的Ra值为~10μm。
4、箱体的类零件的功用和结构特点
箱体类零件事机器或部件的基础。
他将机器或部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互关系连在一起，按一定的传动关系协调地运动。
因此，箱体类零件的加工质量，不但直接影响箱体的装配精度和运动精度，而且还会影响机器的工作精度、使用性能和寿命。
图1-1所示是几种常见箱体零件的简图。
由图可见，各种箱体零件尽管形状各异、尺寸不一，但是其结构均有一下的主要特点。
图1-1几种常见箱体零件简图
（a）组合机床主轴箱（b）车床进给箱（c）分离式减速器（d）泵壳
（1）形状复杂：
箱体通常作为装配的基础件，在它上面安装的零件或部件越多，箱体的形状越复杂，因为安装时不但要有定位面、定位孔，还要有固定用的螺钉孔等；为了支撑零件部件，需要有足够的刚度，采用较复杂的截面形状和加强筋等；为了存储润滑油，需要具有一定形状的空腔，还要有观察孔、放油孔等；考虑吊装搬运，还必须要求箱体有吊钩、凸耳等。
（2）体积较大：
箱体内要安装和容纳有关的零部件，因此必然要求箱体有足够大的体积。
例如，大型减速器箱体长达4~6m,宽约3~4m。
（3）壁薄容易变形：
箱体体积大，形状复杂，又要求质量，所以大都设计成腔形薄壁结构。
但是在铸造、焊接和切削加工过程中往往会产生较大内应力，引起箱体变形。
在搬运过程中，若方法不当，也容易引起箱体变形。
（4）有精度要求较高的孔和平面：
这些孔大都事轴承的支撑孔，平面大都是装配的基准面，他们在尺寸精度、表面粗糙度、形状和位置精度等方面都有较高要求。
其加工精度将直接影响到装配精度及使用。
因此，一般来说，加工箱体时，不但加工部位较多，而且加工难度也较大。
据统计资料表明，一般中型机床厂用在箱体类零件的机械加工工时约占整个产品加工工时的12%~20%。
5、箱体零件的材料、毛坯及热处理
箱体零件有复杂的内腔，，应选用易于成型的材料和制造方法。
铸造容易成型，切削性能好，价格低廉，并且具有良好的耐磨性和减震性，因此，箱体零件的材料大都选用HT200~HT400的各种牌号的灰铸铁。
最常用的材料是HT200，而对于教精密的箱体零件（如坐标镗床主轴箱则选用耐磨铸铁）。
某些简易机床的箱体零件或小批量、单件生产的箱体零件，为了缩短毛坯制作周期和降低成本，可采用钢板焊接结构。
某些大负额的箱体零件有也根据设计需要，采用铸钢件毛坯。
在特定条件下，为了减轻重量，可采用铝镁合金活其它铝合金制作箱体毛坯，如航空发动机箱体等。
铸件毛坯的精度和加工余量是根据生产批量而定的。
对于单件小批量生产，一般采用木模手工造型。
这种毛坯的精度底，加工余量大，其平面余量一般为7~12mm，孔在半径上的余量为8~14mm。
在大批量生产时，通常采用金属模机器造型。
此时毛坯的精度较高，加工余量可适当降低，则平面余量为5~10mm，孔（半径上）的余量为7~12mm。
为饿减少加工余量，对于单件小批量生产直径大于50mm的孔和成批生产直径大于30mm的孔，一般都要在毛坯上铸出预孔。
另外，在毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生；应使箱体零件的壁厚尽量均匀，减少毛坯制造时产生的残余应用。
热处理是箱体零件加工过程中的一个十分重要的工序，需要合理安排。
由于箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，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。
人工时效的工艺范围：
加工到500~550℃，保温4~6h，冷却速度小于或等于30℃/h，出炉温度小于或等于200℃。
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。
箱体零件人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。
6、箱体类零件的加工方法
箱体类零件的加工主要是一些平面和孔的加工。
平面加工可用用粗刨——精刨、粗刨——半精刨——磨削、粗铣——精铣或是粗铣——磨削（可分粗磨和精磨）等方案。
其中刨削生产率低，多用于中小批生产。
铣削生产率比刨削高，多用于中批以上生产，当生产批量较大时，可采用组合铣和组合磨的方法来对箱体类零件各个平面惊醒多刃、多面同时铣削或磨削。
轴孔加工孔粗镗（扩）——精镗（铰）或粗镗（钻、扩）——半精镗（精铰）方案。
对于精度在IT6，表面粗糙度Ra值小于μm的高精度轴孔（如主轴孔），则还需要进行精细镗或珩磨、研磨等光整加工。
对于箱体零件上的孔系加工，当生产批量较大时，可在组合机床上采用多轴、多面、多工位和符合刀具等方法提高生产率。
6、基准的选择
6-1精基准选择具有两种可行方案：
精基准的选择：
精基准的选择对保证箱体类零件的技术要求十分重要。
再选择精基准时，首先遵循“基准统一”原则，即使具有相互位置精度要求的加工表面的大部分工序，尽可能用同一基准定位。
这样就可以避免基准转换带来的误差，有利于保证箱体类零件各主要表面间的相互位置精度。
中小批生产时，以箱体底面作为统一基准。
由于底面具有装配基面，这一趟就实现了定位基准、装配基准与设计基准重合，消除了基准不重合误差，这加工各支撑孔时，由于箱口朝上，观察河测量以及安装和调整刀具也比较方便。
但是在镗削箱体中间壁上的孔时，为了增加镗杆刚度，需要在中间安装导向支撑，以工件底面作为定位基准面的镗模，中间支撑只能采用悬挂的方式。
这种悬挂夹具座体上的导向支撑架不仅刚度差、安装误差大、而且装卸也不方便不适合用于小批量生产中。
大批量生产时，采用箱体顶面及定位销孔作为统一基准。
由于加工时箱体口朝下，中间导向支撑架可以紧固在夹具座体上，所以定位基面与装配基面不重合，增加了定位误差，为了保证图纸规定的精度要求，需进行工艺尺寸换算。
此外，由于箱体顶面开口朝下，不便于观察加工情况和及时发现毛坯缺陷，加工中也不便于测量孔径及调整刀具，因此需要采用定径尺寸镗刀来获得孔的尺寸与精度。
6-2粗基准的选择
加工精基准时定位用的粗基准，应该保证重要的加工表面的加工余量均匀，应保证装入箱体的轴、齿轮等零件与箱体壁各表面间有足够的间隙：
应保证加工后的外表面与不加工内壁之间壁厚均匀以及定位、夹紧牢固可靠。
为此，通常悬着主轴孔与主轴相距较远的一个孔作为粗基准。
若铸造时各轴孔河内腔泥芯是整体的，毛坯精度较高，则以上各项要求一般均可以满足。
粗基准定位方式与生产类型相关。
生产批量较大事采用专用夹具，生产率高。
7、箱体类零件工艺过程的拟定
7-1拟定箱体类零件工艺过程时一般遵循一下原则：
（1）箱体加工工艺的原则：
“先面后孔”的原则，先加工平面，后加工孔，是箱体零件加工的一般规律。
这是因为作为精基准面的平面再最初的工序中也能应该首先加工出来。
而且，平面加工出来以后，由于切除了毛坯表面的凸凹不平河表面夹砂等缺陷，使平面上的支撑孔的加工更方便，钻孔时可减少钻头的偏斜，扩孔河铰孔时可防止刀具崩刃。
有些精度要求较低的螺钉孔，可根据加工的方便及工序时间的平衡，安排其工序的次序。
但对于保证箱体部件装配关系的螺钉孔、销孔以及与轴承孔相交的润滑油孔，则必须要在轴孔精加工后钻铰。
前者是因为要以轴孔为定位基准，而后者会影响轴孔精细镗时的加工质量。
（2）“粗精分开，先粗后精”的原则。
由于箱体机构复杂，主要表面的精度要求高，为减少或消除粗加工时产生的切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，一般应尽可能把粗精加工分开，并分别再不同的机床上进行。
至于要求不高的平面，则可将粗精两次走刀安排在一个工序内完成，以缩短工艺过程，提高工效。
7-2主要表面加工方法的选择
箱体的主要加工表面为平面和轴承支孔。
箱体平面的粗加工和半精加工，主要采用刨削和铣削，也可采用车削。
铣削的生产率一般比刨削高，在成批和大量生产中，多采用铣削。
当生产批量较大时，还可以采用各种专用的组合铣床底箱体各个平面进行多刀、多面的同时铣削；对于尺寸较大的箱体，也可以采用在龙门铣床上进行组合铣削，以便有效的提高箱体平面加工的生产率。
箱体平面的精加工，在单件小批量生产时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研以外，一般多采用以精刨带刮。
当生产批量大而精度要求又高时，多采用磨削。
为了提高生产效率和平面间的互相位置精度，还可以采用专门磨床进行组合磨削。
箱体上精度为IT7的轴承支撑孔，一般采用钻——扩——粗铰或镗——半精镗——精镗的工艺方案进行加工。
前者用于加工直径较小的孔，后者用于加工直径较大的孔。
当孔的精度超过IT7、表面粗糙度小于μm时，还应增加一道最后的精加工或精密加工工序，如精细镗、珩磨，滚压等。
表1-2所列为某厂在小批生产条件下加工图6-6所示减速箱体的机械加工工艺过程。
生产类型：
小批；毛坯种类：
铸件；材料牌号：
HT200。
表1-2减速箱体机械加工工艺过程
序号
工序名称
工序内容
加工设备
1
铸造
铸造毛坯
2
热处理
人工时效
3
油漆
喷涂底漆
4
划线
箱盖：
根据凸缘面A划对合面加工线；划顶部C面加工线；划轴承孔两端面加工线
底座：
根据凸缘面B划对合面加工线；划底面D加工线；划轴承孔两端面加工线
划线平台
5
刨削
箱盖：
粗、精刨对合面；粗、精刨顶部C面
底座：
粗、精刨对合面；粗精刨底面D
牛头刨床或龙门刨床
6
划线
箱盖：
划中心十字线，各联接孔、销钉孔、螺孔、吊装孔加工线
底座：
划中心十字线；底面各联接孔、油塞孔、油标孔加工线
划线平台
7
钻削
箱盖：
按划线钻各联接孔，并锪平；钻各螺孔的底孔、吊装孔
底座：
按划线钻底面上各联接孔、油塞底孔、油标孔，各孔端锪平；将箱盖与底座合在一起，按箱盖对合面上已钻的孔，钻底座对合面上的联接孔，并锪平
摇臂钻床
8
钳工
对箱盖、底座各螺孔攻螺纹；铲刮箱盖及底座对合面；箱盖与底座合箱；按箱盖上划线配钻、铰二销孔，打入定位销
9
铣削
粗、精铣轴承孔端面
端面铣床
10
镗削
粗、精镗轴承孔；切轴承孔内环槽
卧式镗床
11
钳工
去毛刺、清洗、打标记
12
油漆
各不加工外表面
13
检验
按图样要求检验
8．箱体零件的检验
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作用粗糙度仪；
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。
总结
本次毕业设计虽然仅仅经历了短暂的三个月，但是它浓缩了大学三年学习的全过程，体现了我们对所学知识的掌握和领悟程度。
由于我们是第一次进行整体性地设计，不可避免地碰到了许多困难，有时甚至会感到无法下手。
无论碰到什么样的困难，我都没有退缩，凭借着一股求知的热情，再加上指导老师的帮助，然后再回到书本攻克一个又一个的难题，最终圆满地完成了本次设计。
通过本次毕业设计，使我在各个方面都有了很大的提高，具体地表现在以下几个方面：
1.对大学三年所学到的东西进行了归纳总结，找到了各种学科之间的交叉点，同时构成了一个知识网络，形成了一个整体的知识体系，进一步完善了自己的知识结构。
2.对所学习知识点进行查漏补缺，并了解学习了新的知识，开阔了视野，拓宽了自己的知识面。
养成了勤学好问的习惯，同时具有了一定的创新思维。
3.利用理论知识解决实际问题的能力得到了提高，为以后正确解决工作和学习中的问题打下了坚实的基础。
4.学会了充分地利用网络资源查阅相关资料，以及借助前人的研究成果寻求解决问题的思维方法，对新信息和新知识及时做笔记。
5.敢于面对困难，同时也懂得了互助合作的重要性。
6.利用计算机的能力得到很大的提高，学会了利用计算机设计软件进行相关的设计与计算。
但是，设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下：
1.缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。
2.与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。
3.系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。
--------精心分享，希望可以帮到你
升级会员 