支架箱体零件的加工.ppt

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1、第六章 支架箱体零件的加工,第一节 概 述 一、支架,箱体零件的功用及结构特点 支架,箱体零件是机器重要的基础件.它将轴、套、传动轮等许多零件连接组合成一体,并确定它们之间的相互位置及相对运动关系。 支架有单支架和双支架,结构一般比较简单,主要由支承孔和安装基面组成。 箱体的结构一般比较复杂,可分剖分式,整体式两种。上面有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。箱体不仅加工表面多,而且加工难度较大.如图6-1（a）、（b）、（c）所示：,第六章 支架箱体零件的加工,二、支架,箱体零件的主要技术要求,(一) 支承孔的尺寸精度及几何形状精度 1、支承孔的尺寸精

2、度 支承孔是支架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IT7IT5。 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。 (二) 支承孔之间的位置精度及距离尺寸精度 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

3、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。,(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,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。 (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

4、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。,第二节 保证箱体零件孔系精度的方法 一、保证平行孔系孔距精度度的方法 (一)找正法 1、划线找正 如图6-4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。,图6-4,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。 2、心轴块规找正 如图6-5所示:在镗出的第一孔内

5、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。,图6-5,3、定位套找正法 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。,图6-6,4、样板法找正,如图6-7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

6、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。,图6-7,(二) 坐标法,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0.002-0.005 mm.回转定位精度可达 0.2-10。如图6-8所示:,图6-8,(三) 镗模法,大批大

7、量生产,采用专用夹具即镗模加工箱体,孔距精度由镗模本身的精度保证,如图6-9所示 此法孔距精度可达0.05mm。 二、保证同轴孔同轴度的方法 (一)大批大量生产 采用镗模或组合 机床加工，同轴度 可达:0.02-0.03mm， 如图6-10所示。,图6-9,图6-10,(二) 单件小批生产,1、前孔导向 如图6-11 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 3、调头镗 三、保证垂直孔垂直度的方法 (一) 大批大量生产 采用组合机床,镗模来保证垂直孔的垂直度。 垂直孔的结构如图6-12所示。,图6-11,图6-12,(二) 单件小批生产,1、心轴百分

8、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，然后在使镗床工作台回转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6-13所示： 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。,图6-13,二、整体式箱体的工艺过程 (一) 整体式箱体的主要技术要求 如图6-15所示,为车床床头箱的零件图。 1、主轴孔的尺寸精度为IT6,形状公差,圆度允差0.05,其它支承孔的尺寸精度为IT7； 2、主轴孔,其它

9、支承孔轴线对顶面A,底面C有跳动,平行度,位置公差的要求； 3、主轴孔的Ra0.8,其它支承孔Ra6.3-1.6m、 4、安装基面即导轨面B-C面,Ra0.8m.顶面A, Ra3.2 m,其它面Ra6.3-3.2 m,图6-15,5、顶面A的平面度允差0.05mm, 6、毛坯材料:灰口铸铁； 7、毛坯铸造后退火处理。,图6-15,(二) 箱体零件工艺过程特点,1、定位基准的选择 1) 粗基准的选择 单件小批生产:一般采用划线装夹加工,各加工表面的加工线均是以主轴孔为粗基准进行划线的。 大批大量生产毛坯的精度高,可直接以主轴孔为粗基准在夹具上安装进行加工的。 2) 精基准的选择 单件小批生产以装

10、配基面B-C为精基准.这符合基准重合原则,并且定位稳定可靠,便于加工,测量和观察.不足之处是加工箱体内部各表面,有时需加导向支承,并通过顶部吊架安装,每加工一件需拆装一次,生产率较低,多用于单件小批生产。,大批大量生产则以顶面A及两个工艺孔作为精基准 这种定位方式,加工时箱体口朝下,中间导向支承架可紧固在夹具体上,提高了夹具刚度；有利于保证各支承孔的位置精度,工件装卸方便,减少了辅助时间,提高了生产率.不足之处是定位基准与设计基准,装配基准不重合,增加了定位误差,需进行尺寸链换算。 同时也不便于加工过程中的观察,测量和调刀,因此须采用定尺寸刀具加工。 2、加工顺序的按排 先面后孔,先基准后其它

11、,主次分开,划分加工阶段.为减少运输安装的困难,保证加工精度,提高生产率多采用工序集中的原则按排加工顺序。,(三) 箱体零件工艺过程举例,单件小批生产 序号 工 序 内 容 定位基准 01 铸造 02 时效 03 涂底漆 04 划线 05 粗,精加工顶面A 按线找正 06 粗,精加工B-C面及侧面D 顶面A 07 粗,精加工两端面E,F B-C面 08 粗,半精加工各纵向孔 B-C面,09 精加工各纵向孔 B-C面,10 粗,精加工横向孔 B-C面 11 加工螺纹孔及各次要孔 12 清洗,去毛刺 13 终检 大批大量生产 序号 工 序 内 容 定位基准 01 铸造 02 时效 03 涂底漆 0

12、4 铣顶面A I-II孔 05 钻-扩-铰 2-8H7工艺孔 顶面A 及一侧面,06 铣两端面E,F及前面D 顶面A及工艺孔,07 铣导轨面B,C 顶面A及工艺孔 08 磨顶面A 导轨面B,C 09 粗镗各纵向孔 顶面A及工艺孔 10 精镗各纵向孔 顶面A及工艺孔 11 精镗主轴孔 顶面A及工艺孔 12 加工横向孔及各面上的次要孔 13 磨导轨面B,C 及前面D 顶面A及工艺孔 14 将2-8H7工艺孔及4- 7.8 孔均扩钻至8.5,攻6-M10 15 清洗,去毛刺,倒角 16 终检,第五节 平面的加工 一: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

13、度IT8,Ra12.51.6m.平面度0.0050.008mm/100mm。 二:平面的刨削 (一):平面的刨削概述 刨削是平面加工的主要方法之一.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, Ra3.21.6 m,直线度为0.040.12 mm/m.采用宽刀细刨可进一步提高精度和降低表面粗糙度.,(二):平面刨削方法,如图6-16所示： (三):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

14、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. 三:平面铣削 (一):概述 平面铣削也平面常用的加工方法之一.铣削类机床有普通铣床,龙门铣床和组合铣床等.,图6-16,铣床的附件和刀具种类较多,因而铣削方法较多,应用也较为广泛灵活.,平面铣削又可分为粗铣和精铣,精铣后所能达到的尺寸公差等级为IT9IT7, Ra3.21.6m,直线度0.080.12mm/m. (二):平面的铣削方法 1:镶齿端铣 刀铣大平面铣削速度100-150mm/min.如图6-17所示：,图6-17,2:圆柱铣刀铣中小型平面,圆柱铣刀为整体高速钢 制造,铣削速度不高 为:30-40 mm/min.生产率 较

15、低.如图6-18所示： 3:其它铣刀的铣削方法.如 图6-19所示：,图6-18,图6-19,(三):工件在铣床 上的装夹方法如图6-20所示：,图6-19,图6-20,(四):平面的铣削方式,对称铣 逆铣 端铣 周铣 不对称铣 顺铣 1:端铣 与周铣 1):概念: 周铣:用铣刀圆周面上的刀齿进行铣削的方式. 端铣:用铣刀端面上的刀齿进行铣削的方式. 2):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,切削厚度,及切削力变化较大,铣削过程中的振动也较大,铣削过程不平稳.,周铣为刀齿的间断切削,加工

16、表面实际上是由许多波浪式的小圆弧组成的.如图6-21所示：,图6-21,(3):端铣的生产率高于铣周,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. 铣周刀具为高速钢制造,铣削速度仅为30-40 m/min. 2:逆铣与顺铣 1:概念:逆铣:铣刀和工件接触处的旋向与工件进给方向相反的为逆铣. 顺铣:铣刀和工件接触处的旋向与工件进给方向相同的为顺铣.,逆铣与顺铣示意图如图6-22所示：,2):逆铣与顺铣 的比较. (1)逆铣 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

17、度. 铣刀作用在工件上的垂直分力向上,不利于工件的夹紧. 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.,图6-22,(2):顺铣,刀齿切入工件前没有一小段滑移 距离. 铣刀作用在工件上的垂直分力向下,有利于工件的夹紧. 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. 3:对称铣与不对称铣 对称铣:工件相对铣刀的回转中心处于对称位置.不对称铣:工件偏于铣刀的回转中心一侧的为不对称铣. 不对称铣 又可分为不对称逆铣和不对称顺铣.,(四):平面铣削的工艺特点,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:铣削加

18、工范围广,适应性强.可以加工支架,箱体,机座及板块状零件上的大平面,凸台面,内凹面,台阶面,V型槽,T型槽,燕尾槽;还可以加工轴,盘,套类零件上的小平面,小沟槽及有分度要求的平面. 3:生产准备工作时间长.因更换铣削内容,往往需更换铣刀及安装调整附件,使辅助时间加长. 4:广泛用于各种生产批量.,(五):平面铣削与刨削的比较,1:加工质量 平面铣削与刨削的加工质量大致相当.加工大平面时刨削运动可不停的进行,刀痕均匀.而铣削,当加工的平面大于铣刀直径或宽度时,需多次走刀,有明显的接刀痕. 2:加工范围 铣削比刨削加工范围广泛的多.许多加工是刨削无法完成的.如:内凹面,封闭型沟槽,有分度要求的表面

19、等. 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. 四:平面插削 插削在插床上进行,插削可以看成立式的牛头刨床刨削.由于插削的生产率比刨削还低,因此,主要用于在单件小批生产中插削孔内键槽.,五: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

20、磨削的方式 .如图6-23所示： 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. （2）：磨削精度高.IT6IT5,Ra0.80.2m,直线度0.010.03mm/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,图6-23,要求的平面,小型平面可磨削多个以提高生产效率.,2:端磨 1):以砂轮的端面进行磨削的方式. 如图6-24所示： 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

21、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.,图6-24,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.,(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倍,Ra0.80.4m.如图6-25所示： (三):工件在磨床上的安装方式 电磁吸盘 真空吸盘 六: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,图6-25,加工精度IT8IT7,Ra0.

22、80.4m,用于大批大量生产.,七:平面刮削 1:概述，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.如图6-26所示： 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. 2: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,图6-26,一刮去,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. 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

23、免在推磨时,损伤标准平(台)尺,每2525mm面积上显示45个高点.,2）：细刮:刮去粗刮的高点.每2525mm面积上显示1215个高点. 3）：精刮:要求每2525mm面积上显示2025个高点. 刮削余量一般为0.10.4mm. 3:平面刮削的工艺特点: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.,刮削劳动强度大,技术水平要求高,生产率低,故多用于单件小批生产或修理车间.,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. 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. 八:平

24、面研磨 研磨也是平面的光整加工方法.一般在磨削之后进行. 研磨方法如图所示:如图6-27所示：,图6-27,研磨后两平面间的尺寸公差等级可达IT5IT3,表面粗糙度Ra0.10.008m,直线度可达0.005mm/m.,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. 单件小批生产采用手工研磨;大批大量生产采用机械研磨. 九:平面加工方案 1:粗车精车 直线度0.050.08 mm/m, Ra3.21.6 m. 2:粗刨精刨 直线度0.040.12 mm/m,IT9IT7, Ra3.21.6 m. 3:粗铣精铣直线度0.080.12 mm/m,IT9IT7, Ra3.21.6 m.,车刨铣 加工主要用于不淬火钢,铸铁及有色金属工件的加工.,4:粗铣(刨)精铣(刨)磨削. 直线度0.010.03mm/m,尺寸公差等级IT6IT5,表面粗糙度Ra0.80.2m. 5:粗铣(刨)精铣(刨)磨削.研磨. 直线度0.005 mm/m,尺寸公差等级IT5IT3,表面粗糙度Ra0.10.008m. 用于淬火钢,不淬火钢,铸铁材料的中小型高精度零件的平面的加工. 6:粗刨精刨宽刀细刨. 直线度0.02 mm/m,表面粗糙度Ra1.60.8m. 7:粗铣(刨)精铣(刨)刮研.直线度0.01 mm/m,表面粗糙度Ra0.80.4m.主要用于高精度平面及导轨面的加工.,