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箱體類零件加工工藝-數(shù)控畢業(yè)論文
摘要：箱體類零件的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的精度，性能和壽命，本文根據(jù)筆者幾年來(lái)從事技術(shù)工作的實(shí)踐從擬定工藝過(guò)程的原則，主要表面加工方法的選擇、定位基準(zhǔn)的選擇三方面重點(diǎn)分析了箱體類零件的加工工藝。
關(guān)鍵詞：葙體平面加工;定位基準(zhǔn);工藝過(guò)程;內(nèi)應(yīng)力
箱體類零件是機(jī)器及其部件的基礎(chǔ)件，它將機(jī)器及其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的相互位置關(guān)系裝配成一個(gè)整體，并按預(yù)定傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)其運(yùn)動(dòng)。因此，箱體的加工質(zhì)量不僅影響其裝配精度及運(yùn)動(dòng)精度，而且影響到機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。箱體的特點(diǎn)是形狀復(fù)雜、壁厚不均、需要加工較多的平面和精度較高的軸承孔，孔與孔、孔與平面的位置精度要求也較高，這些因素決定了箱體的加工難度較大。
1.主要表面加工方法的選擇
箱體的主要表面有平面和軸承支承孔。箱體平面的粗加工一般采用刨削和銑削，也可采用車削。牛頭刨床或普通銑床適合加工中、小件;龍門刨床或龍門銑床一般用來(lái)加工大件。刨削的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)床成本低，缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低下，不適合大批量生產(chǎn)。銑削效率高，可用于大批量生產(chǎn)，磨削適用于大批量生產(chǎn)且精度要求又較高的時(shí)候。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，可采用各種組合銑床對(duì)箱體各平面進(jìn)行多刀、多面同時(shí)銑削;尺寸較大的箱體.也可在多軸龍門銑床上進(jìn)行組合銑削，可有效提高箱體平面加工的生產(chǎn)率。箱體支承孔可根據(jù)孔徑的大小選擇加工方法，直徑小于50mm的孔一般不鑄出，而是采用鉆擴(kuò)鉸的方案;直徑大于50mm的孔一般先鑄出，再采用粗鏜半精鏜精鏜(用浮動(dòng)鏜刀片)的方案。對(duì)于表面質(zhì)量要求比其余軸孔高的主軸軸承孔的加工是先精鏜，后用浮動(dòng)鏜刀片進(jìn)行精細(xì)鏜;對(duì)于精度要求很高的孔，可采用研磨、滾壓等工藝方法進(jìn)行最后精加工。
2.擬定工藝過(guò)程的原則
2.1先面后孔的加工順序
箱體零件的主要加工表面是孔系和裝配基準(zhǔn)面。箱體機(jī)械加工順序的安排一般應(yīng)遵循先面后孔、先主后次的原則，先加工平面，后加工孔，有利于箱體往機(jī)器上裝配，因?yàn)橄燃庸て矫婧蠹庸ぶС锌�，使定位基�?zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)重合，從而消除因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。另外，先以孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣，可為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的定位基準(zhǔn)，并且加工平面時(shí)切去了鑄件的硬皮和凹凸不平，對(duì)后序孔的加工有利，可減少鉆頭引偏和崩刃現(xiàn)象，對(duì)刀調(diào)整也比較方便。
2.2粗精力IIT_分階段進(jìn)行
粗、精加工分開的原則：對(duì)于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進(jìn)行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進(jìn)行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、切削熱、夾緊力對(duì)加工精度的影響，并且有利于合理地選用設(shè)備等。
2.3科學(xué)安排熱處理工序
鑄件由于鑄造會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，可通過(guò)人工時(shí)效處理消除鑄造內(nèi)應(yīng)力，可在毛坯鑄造后安排一次，半精加工之后還可再安排一次時(shí)效處理，以便消除切削加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。如坐標(biāo)鏜床主軸箱等非常精密的箱體，在機(jī)械加工過(guò)程中還應(yīng)安排較長(zhǎng)時(shí)間的自然時(shí)效。箱體人工時(shí)效的方法，可選擇加熱保溫，還可采用振動(dòng)時(shí)效。
3.定位基準(zhǔn)的選擇
孔系之間及孔與裝配基準(zhǔn)面之間的距離尺寸精度和相互位置精度，是箱體零件加工的主要工藝問(wèn)題。其關(guān)鍵是定位基準(zhǔn)的選擇，定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。
3.1粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)零件主要有兩個(gè)方面影響，即影響零件上加工表面與不加工表面的位置和加工表面的余量分配。通常選用箱體重要孔的毛坯孔作粗基準(zhǔn)。加工箱體時(shí)，按所劃的線找正安裝工件，則體現(xiàn)了以主軸孔作粗基準(zhǔn)。由于鑄造箱體毛坯時(shí)，形成主軸孔、其它支承孔及箱體內(nèi)壁的型芯是裝成一整體放入的，它們之間有較高的相互位置精度，因此不僅可以較好地保證軸孔和其它支承孔的加工余量均勻，而且還能較好地保證各孔的軸線與箱體不加工內(nèi)壁的相互位置，避免裝入箱體內(nèi)的齒輪、軸套等旋轉(zhuǎn)零件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)與箱體內(nèi)壁相碰。在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，通常應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)要求：首先，確證各加工面均有加工余量，使得關(guān)鍵孔的加工余量和孔壁的厚薄都均勻，且各部分孔有適當(dāng)?shù)谋诤?其次，裝入箱體內(nèi)的回轉(zhuǎn)零件(如齒輪、軸套等)應(yīng)與箱壁有足夠的間隙;第三，務(wù)必保持箱體足夠的外形尺寸;最后，還應(yīng)保證定位穩(wěn)定，夾緊可靠。
根據(jù)生產(chǎn)類型不同，實(shí)現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件安裝方式也不一樣。大批大量生產(chǎn)時(shí)，由于毛坯精度高，可以直接用箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件安裝迅速，生產(chǎn)率高。在單件、小批及中批生產(chǎn)時(shí)，一般毛坯精度較低，按上述辦法選擇粗基準(zhǔn)，往往會(huì)造成箱體外形偏斜，甚至局部加工余量不夠，因此通常采用劃線找正的辦法進(jìn)行第一道工序的加工，即以主軸孔及其中心線為粗基準(zhǔn)對(duì)毛坯進(jìn)行劃線和檢查，必要時(shí)予以糾正，糾正后孔的余量應(yīng)足夠，但不一定均勻。
3.2精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)主要是應(yīng)能保證加工精度，保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度，一般優(yōu)先考慮基準(zhǔn)統(tǒng)一原則和基準(zhǔn)重合原則。在中、小批量生產(chǎn)時(shí)，盡可能使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。而大批量生產(chǎn)時(shí)，優(yōu)先考慮的是如何穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，由此而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差通過(guò)工藝措施解決，如提高工件定位面精度和夾具精度等。應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件靈活選擇加工表面確定為基準(zhǔn)面。
在多數(shù)工序中，箱體利用底面(或頂面)及其上的兩孔作定位基準(zhǔn)，加工其它的平面和孔系，以避免由于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶來(lái)的累積誤差，這就是所謂的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，其特征是一面兩孔�；鶞�(zhǔn)統(tǒng)一原則適合于大批量生產(chǎn)過(guò)程中。
箱體上的裝配基準(zhǔn)一般為平面，這些平面還是箱體上其它要素的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn)就是基準(zhǔn)重合原則，其特征是三面定位。能夠提高箱體各主要表面的相互位置精度，比較適合小批生產(chǎn)過(guò)程中采用。
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