箱体零件的加工工艺设计

第六章箱体零件的加工工艺设计第一节零件图样的工艺分析 一、箱体类零件的功用和结构特点 (1)形状复杂 (2)体积较大 (3)壁薄容易变形(4)有精度要求较高的孔和平面因此，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%o:二、箱体类零件的技术要求图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：R驴径精度 主轴孔的尺寸公差等级为IT6 ,其余孔为IT6的啮合质量。踹孵讓鋒蹩们謹豐翳驕蠶壽蠶髓 关系。mSSF加咖礫跡砌豔 的加工精度。贍is触靛wsr鍬豔卿主轴扎Rati为0.4pm其余yA234.50.879122lf>0AoBD丄00心1| 10 0Q 01A- A展开/iSOPOT/003Dr矛Bl79N0z一| 103 0.01 丸一可第二节材料、毛坯及热处理方式选择:一、箱体零件特点: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。:二、箱体零件材料:常用灰铸铁铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉，并且具有 良好的耐磨性和减振性。最常用的材料是HT200 ,而对于较精密的箱体零件 （如坐标镇床主轴箱）则选用耐磨铸铁。:二、箱体零件材料 1.简易机床的箱体零件或小批量、单件牛产 的箱体零件，为了缩短毛坯制造周期和降低 成本，可采用钢板焊接结构。 2.大负荷的箱体零件有时也根据设计需要, 采用铸钢件毛坯。3在特定条件下，为了减轻质量,可采用铝 镁合金或其它铝合金制做箱体毛坯，如航空 发动等。:三、箱体零件毛坯精度及加工余量单件小批量生产，一般采用木模手工造型；在大批大量生产时，通常采用金属模机器造型。为了减少加工余量，对于单件小批生产直径大于 50mm的孔和成批生产大于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，以减少毛坯制造时产生 的残余应力。四、箱体零件热处理方式的选择在铸造之后必须安排人工时效处理。消除残余应力人工时效的工艺规范为：加热到500oC550oC,保温4 h6 h,冷却速度小于或等于30C/h,出炉温度小于或等于200Co 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1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。第三节 箱体类零件的常见加工表面及加工方法箱体零件主要是一些平面和孔的加工，其加工方法 和工艺路线常有：:平出I加工 粗仙精刨、米I创半精创磨削、 m精铳或粗铳一磨削（可分粗磨和精磨）等方 案。 （2）箱体零件上轴孔加工 粗镇（扩）精镇（较） 或粗镇（钻、扩）一半精镇（粗较）一精镇（精较） 方案。：（3）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、多工位和复合刀 具等方法来提高生产率。、铳削加工 (_)概述II铳削加工是在铳床上利用铳刀对工件进行切 削加工的方法。它主要用于加工各种垩直 （如水平面、倾斜面等）、沟擅（如键槽、 齿轮、T形槽和螺旋槽等）、成形面（如凸轮） 等。它也可以加工内孔以及切断工件等。铳削加工的精度一般可达IT10-IT8,表面粗糙 度可达Ra6.3Ra1.6。d）、e）铳沟槽f）铳台阶g）铳梯形槽h）切断a）、b）、c）铳平面Tni）、j）铳角度槽k）、I）铳键槽m）铳齿形n）铳螺旋槽o）铳曲面 p）铳立体曲面q）球头铳刀(二) 铳削加工的特点 (1)铳削时铳刀连续转动，并且允许较高的铳削速 度,而且是多刃切削,因此具有较高的生产率。 (2)铳削属于断续切削,切削厚度和面积随时在变 化，因而切削力波动，引起铳削过程不平稳。另外， 工作时，铳削时铳刀各刀齿依次切入和切出工件，其 工作是周期性的，所以产生周期性振动。冲击大 (3)铳刀的刀齿多，切削刃的总长度大，而且每个 刀齿工作时间短，在空气中冷却时间长,故散热条件 较好,有利于提高刀具耐用度和生产率。 (4)铳削过程中，铳刀刀齿在工件表面滑动，使铳 刀刀齿与工件产生很大的挤压和摩擦,使刀具刀齿后 刀面磨损加剧,工件加工硬化现象严重，表面粗糙。（三）铳刀及其分类由于铳削加工用途广，故而铳刀的种类很多:（1）按铳刀的用途分类 1）圆柱铳刀。用于卧式铳床上加工平面。主要用 高速钢制造。刀齿分布在铳刀的圆周上，齿形分为 直齿和螺旋齿两种。一般多采用螺旋齿以提高切削 工作的平癮性。 2）三面刃铳刀。三面刃铳刀又叫做盘铳刀，主要 用在卧式铳床上加工台阶面和沟槽。它的圆柱刀刃 担负主要切削作用，端面刀刃担负修光作用。 3）锯片铳刀。用于加工深槽和切断工件，主要用 于卧式铳床。在相同外径下，按照刀齿数量的多少, 分为粗齿和细齿楊柿。（三）铳刀及其分类 4）立铳刀。用于铳削台阶面、小平面和沟槽，主要用于立 式铳床。立铳刀都是带柄的，小直径为柱柄，大直径为莫氏 锥柄。它的圆柱刀刃担负主要切削作用，端面刀刃担负修光 作用。立铳刀端齿不通过中心，工作时不能沿轴向进给。 5）键槽铳刀。主要用于铳削轴上的键槽。它的外形与立铳 刀相似，也是带柄的，具有两个螺旋刀齿。键槽铳刀的端面 刀刃到中心，因此，键槽铳刀的端面刀刃也可以担负主要切 削作用，作轴向进给，直接切入工件。还有一种半圆键槽铳 刀，专门用来铳削轴上的半圆键槽。另外，还有加工多齿刀具容屑槽的角度铳刀、加工成形表面 的成形铳刀以及组合铳刀等，就不再一一叙述了。 问题：如何正确安装螺旋齿铳刀?(a)圆柱铳刀(c)礎质合金端诜刀(d)键槽铳刀I2)立铳刀(W端饶刀模具铁刀(g)半圆犍懵铳刀6)三面刃洗刀锯片钱刀角度铳刀（2）按铳刀的结构分类 1）整体式。刀齿和刀体制成一体。 2）整体焊接式。刀齿采用硬质合金或其它耐磨材料 制成，并钎焊在刀体上。*3）镶齿式。刀齿采用机械方法装夹在刀体上。这种 刀头能够更换，可以是整体刀具材料的刀头，也可 以是焊接刀具材料的刀头。刀头装夹在刀体上刃磨 的铳刀称为体内刃磨式，刀头单独刃磨的称为体外 刃磨式。 4）可转位式。将能够转位使用的多边形刀片采用机 械方法装夹汪刀祐上。这神结初已广泛应甬于立桃 刀、三面刃铳刀以及成形铳刀等各类铳刀上。可转 位式硬质合金铳刀现在已经使用得越来越广泛。 (3)按铳刀的齿背加工形式分类：1)尖齿铳刀2) 铲齿铳刀 (4)按铳刀的材料分类：1)高速钢铳刀；2)硬 质合金铳刀；3)陶瓷铳刀；4)金刚石铳刀；5) 立方氮化硼铳刀。:除此之外，铳刀还可以按刀齿数目分为粗齿铳刀和 细齿铳刀。在直径相同的情况下，粗齿铳刀的刀齿 数较少，刀齿的强度和容屑空间较大，适用于粗加 工；细齿铳刀适用于半精加工和精加工。作业:1 根据立铳加工特点，说明对夹具和加工方 法有什么要求？:2.分析立铳刀和键槽铳刀的结构区别，立铳 刀能加工键槽吗？ 3为什么箱体零件常用铸铁材料？(四) 铳削方式及其应用铳削属于断续切削，实际切削面积随时都在变化，因此 铳削力波动大，冲击与振动大，铳削平稳性差。但采用 合理的铳削方式，会减缓冲击与振动，还对提高铳刀耐 用度、工件质量和生产率具有重要的作用。 (1)周铳 圆柱铳刀在铳削平面时，主要是利用圆周上 的刀刃切削工件，所以称之为周铳，其铳削方式分为顺 铳和逆铳两种，如图6-8所示。(a)逆铳2)蚊忧 1）逆铳。当铳刀切削刃与铳削表面相切时，若切点铳削速度 的方向与工件进给速度的方向相反，称为逆铳。逆铳具有如下特点：切削厚度由薄变厚。当切入时，由于刃口钝圆半径大于瞬时 切削厚度，刀齿与工件表面进行挤压和摩擦，刀齿较易磨损。 尤其当冷硬现象严重时，更加剧刀齿的磨损，并影响已加工表 面的质量。刀齿作用于工件上的垂直进给分力Fp向上，有挑起工件的趋 势，因此要求夹紧可靠。纵向进给力Ff与纵向进给方向相反，使铳床工作台进给机构 中的丝杆与螺母始终保持良好的左侧接触，故工作台进给速度 均匀，铳削过程平稳。逆铳时，刀齿是从切削层内部开始的，当工件表面有硬皮时, 对刀齿没有直接的影响。 2）顺铳。当铳刀切削刃与铳削表面相切时，若切点的铳削速 度的方向与工件进给速度的方向相同，称为顺铳。:顺铳具有如下特点：切削厚度由厚变薄，容易切下切屑，刀齿磨损较慢，已加工 表面质量高。有些实验表明，相对逆铳，刀具耐用度可提高 23倍。尤其在铳削难加工材料时效果更加明显。刀齿作用于工件上的垂直进给分力Fp,压向工作台，有利于 夹季工件。豪向进必分力Ff与纵向进给方向相同，当丝杠与螺母存在间 隙鼠会届匚用台带新丝杠向左窜动，造成进笙不站匀，会影 响工件表而粗*造度，也会因进给量突然增大而容易损坏刀齿。 3）铳削方式的选择。综和所述逆铳和顺铳的特点，选择铳削 方式的原则如下：因为顺铳无滑移现象，加工后的表面质量较好，所以顺铳多 用于精加工。逆铳多用于粗加工。加工有硬皮的铸件、锻件毛坯时应采用逆铳。使用无丝杠螺母间隙调整机构的铳床加工时，也应该采用逆 铳。 (2)端铳 米用端面铳刀铳削工件时，主要是刀具端 面的切削刃进行切削，故称为端铳。可分为对称铳不对称铳削可根据端铳刀和工件间的相对位置不同, 削和不对称铳削两种不同的铳削方式O以调节切入和切出时的切削厚度。不对称铳削又分为 不对称顺铳和不对称逆铳。如图6-9所示。6)不 WigR图6-9财称诜削和不对称诜削3 1）对称铳削。刀齿切入、切岀工件时，切削厚度 相同的铳削称为对称铳削。一般端铳时常用这种铳 削方式。 2）不对称铳削。:不对称逆铳。刀齿切入时的切削厚度最小，切出 脾體翳飜盏爲勰震切入冲击小常不对称顺铳。刀齿切入、切岀时的切削厚度正好 与不对称逆铳相反。这种铳削方式可减小硬质合金 的刑落破骐，提高刀具耐用度，可用于铳削不锈钢 和耐热金如 2613、1Cr18Ni9Tio