机械加工工艺教学课件作者武友德6.ppt

教学单元6 箱体零件的加工工艺设计 6. 1任务引入 6. 2相关知识 6. 3任务实施 复习与思考题 6. 1任务引入 如图6-1所示箱体零件，其结构复杂，加工的主要表面有平面和孔等。同时尺寸精度、形状和位置精度要求高，表面粗糙度值要求低。如何设计好加工箱体零件的工艺规程，完成箱体零件的加工，这是本单兀要完成的任务。 6. 2相关知识 6. 2. 1零件图样的工艺分析 一、箱体类零件的功用和结构特点 箱体类零件是机器或箱体部件的基础件。它将机器或箱体部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互位置关系装联在一起，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。 箱体类零件尽管形状各异、尺寸不一，但其结构均有以下的主要特点: 6. 2相关知识 (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愈多，箱体的形状愈复杂，因为安装时不仅要有定位面和定位孔，还要有固定用的螺钉孔等;为了支撑零部件，需要有足够的刚度，采用较复杂的截面形状和加强筋等;为了储存润滑油，需要具有一定形状的空腔，还要有观察孔和放油孔等;考虑吊装搬运，还必须做出吊钩和凸耳等。 (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~ 6 m、宽约3 ~4 m 6. 2相关知识 (3)壁薄容易变形箱体体积大，形状复杂，又要求减少质量，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了I了I会产生较大内应力，引起箱体变形。即使在搬运过程中，由于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是轴承的支承孔，平面大都是装配的基准面，它们在尺寸精度、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箱体的装配精度及使用性能。 因此，一般说来，箱体不仅需要加工部位较多，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的15%~20%。 6. 2相关知识 二、箱体类零件的技术要求 图6-1为某车床主轴箱简图，现以它为例，可归纳为以下5项精度要求: (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;孔径过小，会使配合过紧，轴承将因外圈变形而不能正常运转，缩短寿命。装轴承的孔不圆，也使轴承外圈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。孔的几何形状精度末作规定，一般控制在尺寸公差范围内。 6. 2相关知识 (2)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。孔系之间的平行度误差，会影响齿轮的啮合质量。一般同轴上各孔的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面的平行度要求，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的平行度公差。在垂直和水平两个方向上，只允许主轴前端向上和向前偏。 6. 2相关知识 (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面则会影响主要孔的加工精度。因此规定底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数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。当大批大量生产将其顶面用作定位基面加工孔时，对它的平面度的要求还要提高。 (5)表面粗糙度重要孔和主要平面的粗糙度会影响连接面的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0. 4 μm，其他各纵向孔Ra值为1. 6 μm，孔的内端面Ra值为3. 2 μm ,装配基准面和定位基准面Ra值为0. 63~2. 5μm，其他平面的Ra值为2. 5~10 μm 6. 2相关知识 6. 2. 2材料、毛坏及热处理方式选择 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。铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉，并且具有良好的耐磨性和减振性。因此，箱体零件的材料大都选用HT200~HT200的各种牌号的灰铸铁。最常用的材料是HT200，而对于较精密的箱体零件(如坐标锁床主轴箱)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，为了缩短毛坯制造周期和降低成本，可