数控加工技术职业技能培训14.ppt

1、数控加工技术职业技能培训公共课程 生产实际中，零件的结构千差万别，但其基本几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。很少有零件是由单一典型表面所构成，往往是由一些典型表面复合而成，其加工方法较单一典型表面加工复杂，是典型表面加工方法的综合应用。本次课介绍轴类零件、套类零件、齿轮零件和箱体类的典型加工工艺。典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺一、轴类零件的分类、技术要求轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各

2、种丝杠等。其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面：尺寸精度 轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6IT9。几何形状精度 主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺根据轴类零件

3、的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面：相互位置精度 包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。表面粗糙度 轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.21.6m，传动件配合轴颈为0.43.2m。其他 热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺二、轴类零件的材料、毛坯及热处理1轴类零件的材料 轴类零件材料 常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或3

4、8CrMoAl氮化钢。轴类毛坯 常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺2轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺三、轴类零件的安装方式 轴类零件的安装方式主要

5、有以下三种。1采用两中心孔定位装夹 一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量非常重要，其准备工作也相对复杂，常常以支承轴颈定位，车（钻）中心锥孔；再以中心孔定位，精车外圆；以外圆定位，粗磨锥孔；以中心孔定位，精磨外圆；最后以支承轴颈外圆定位，精磨（刮研或研磨）锥孔，使锥孔的各项精度达到要求。2.对于空心轴或短小轴等不可能用中心孔定位的情况，可用轴的外圆面定位、夹紧并传递扭矩。一般采用三爪卡盘、四爪卡盘等通用夹具，或各种高精度的自动定心专

6、用夹具，如液性塑料薄壁定心夹具、膜片卡盘等。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺三、轴类零件的安装方式轴类零件的安装方式主要有以下三种。3用各种堵头或拉杆心轴定位装夹 加工空心轴的外圆表面时，常用带中心孔的各种堵头或拉杆心轴来安装工件。小锥孔时常用堵头；大锥孔时常用带堵头的拉杆心轴。轴类零件工艺过程示例车床主轴技术要求及功用图为CA6140车床主轴零件简图。由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件的圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮的花键，安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，联接紧固螺母的螺旋面，通过棒料的深孔等。套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺主轴各

7、主要部分的作用及技术要求：支承轴颈 主轴二个支承轴颈A、B圆度公差为0.005mm，径向跳动公差为0.005mm；而支承轴颈112锥面的接触率70%；表面粗糙度Ra为0.4m；支承轴颈尺寸精度为IT5。因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺主轴各主要部分的作用及技术要求：端部锥孔 主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、B的跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴端面300mm处公差为0.01 mm；锥面接触率70%；表面粗糙度Ra为0.4m；硬度要求4550HRC。该锥孔是用来安装顶尖或工

8、具锥柄的，其轴心线必须与两个支承轴颈的轴心线严格同轴，否则会使工件（或工具）产生同轴度误差。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺主轴各主要部分的作用及技术要求：端部短锥和端面 头部短锥C和端面D对主轴二个支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.008mm；表面粗糙度Ra为0.8m。它是安装卡盘的定位面。为保证卡盘的定心精度，该圆锥面必须与支承轴颈同轴，而端面必须与主轴的回转中心垂直。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺主轴各主要部分的作用及技术要求：空套齿轮轴颈 空套齿轮轴颈对支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.015 mm。由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支承轴颈应有一定的同轴度要求，否则引

9、起主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪声。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺主轴各主要部分的作用及技术要求：螺纹 主轴上螺旋面的误差是造成压紧螺母端面跳动的原因之一，所以应控制螺纹的加工精度。当主轴上压紧螺母的端面跳动过大时，会使被压紧的滚动轴承内环的轴心线产生倾斜，从而引起主轴的径向圆跳动。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺2主轴加工的要点与措施 主轴加工的主要问题是如何保证主轴支承轴颈的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度，主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度以及它们对支承轴颈的位置精度。主轴支承轴颈的尺寸精度、形状精度以及表面粗糙度要求，可以采用精密磨削

10、方法保证。磨削前应提高精基准的精度。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺2主轴加工的要点与措施 保证主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度同样应采用精密磨削的方法。为了保证外锥面相对支承轴颈的位置精度，以及支承轴颈之间的位置精度，通常采用组合磨削法，在一次装夹中加工这些表面。机床上有两个独立的砂轮架，精磨在两个工位上进行，工位精磨前、后轴颈锥面，工位用角度成形砂轮，磨削主轴前端支承面和短锥面。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺 主轴锥孔相对于支承轴颈的位置精度是靠采用支承轴颈A、B作为定位基准，而让被加工主轴装夹在磨床工作台上加工来保证。以支承轴颈作为定位基准加工内锥面，符合基准重合原则。

11、在精磨前端锥孔之前，应使作为定位基准的支承轴颈A、B达到一定的精度。主轴锥孔的磨削一般采用专用夹具。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺 主轴外圆表面的加工，应该以顶尖孔作为统一的定位基准。但在主轴的加工过程中，随着通孔的加工，作为定位基准面的中心孔消失，工艺上常采用带有中心孔的锥堵塞到主轴两端孔中，如图所示，让锥堵4的顶尖孔起附加定位基准的作用。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺 3CA6140车床主轴加工定位基准的选择 主轴加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。由于主轴外圆表面的设计

12、基准是主轴轴心线，根据基准重合的原则考虑应选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺 为了保证支承轴颈与主轴内锥面的同轴度要求，宜按互为基准的原则选择基准面。如车小端120锥孔和大端莫氏6号内锥孔时，以与前支承轴颈相邻而它们又是用同一基准加工出来的外圆柱面为定位基准面（因支承轴颈系外锥面不便装夹）；在精车各外圆（包括两个支承轴颈）时，以前、后锥孔内所配锥堵的顶尖孔为定位基面；在粗磨莫氏6号内锥孔时，又以两圆柱面为定位基准面；粗、精磨两个支承轴

13、颈的112锥面时，再次用锥堵顶尖孔定位；最后精磨莫氏6号锥孔时，直接以精磨后的前支承轴颈和另一圆柱面定位。定位基准每转换一次，都使主轴的加工精度提高一步。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺 4CA6140车床主轴主要加工表面加工工序安排 CA6140车床主轴主要加工表面是75h5、80h5、90g5、105h5轴颈，两支承轴颈及大头锥孔。它们加工的尺寸精度在IT5IT6之间，表面粗糙度Ra为0.40.8m。主轴加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段（包括铣端面、加工顶尖孔、粗车外圆等）；半精加工阶段（半精车外圆，钻通孔，车锥面、锥孔，钻大头端面各孔，精车外圆等）；精加工阶段（包括精铣

14、键槽，粗、精磨外圆、锥面、锥孔等）。在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了主轴加工各主要表面总是循着以下顺序的进行，即粗车调质（预备热处理）半精车精车淬火-回火（最终热处理）粗磨精磨。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺 综上所述，主轴主要表面的加工顺序安排如下：外圆表面粗加工（以顶尖孔定位）外圆表面半精加工（以顶尖孔定位）钻通孔（以半精加工过的外圆表面定位）锥孔粗加工（以半精加工过的外圆表面定位，加工后配锥堵）外圆表面精加工（以锥堵顶尖孔定位）锥孔精加工（以精加工外圆面定位）。轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺 CA6140车床主轴的加工工艺过程。生产类型：大批生产；材料牌

15、号：45号钢；毛坯种类：模锻件轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺 CA6140车床主轴的加工工艺过程。生产类型：大批生产；材料牌号：45号钢；毛坯种类：模锻件轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺 CA6140车床主轴的加工工艺过程。生产类型：大批生产；材料牌号：45号钢；毛坯种类：模锻件套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺带圆柱孔零件a)轴承套 b)齿轮 c)带轮套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺二、套类零件的技术要求1.形状精度2.位置精度套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺三、套类零件在车床上的加工方法可分为钻孔（包括扩孔、锪孔、钻中心孔）、车孔和铰孔等。四、套类零件的加工特点1）孔加

16、工观察切削情况很困难。2）刀杆尺寸由于受孔径和孔深的限制，不能做得太粗，又不能太短，因此刚性很差。3）排屑和冷却困难。4）圆柱孔的测量比外圆困难。套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺五、钻孔1.钻孔时的注意事项1）在钻孔前，必须把端面车平。2）钻头装入尾座套筒后，必须检查钻头轴线是否和工件的旋转 轴线重合。3）当使用细长钻头钻孔时，事前应该用中心钻钻出一个定心孔。4）钻较深的孔时，要经常把钻头退出清除切屑。5）钻通孔快要钻透时，要减少进给量。6）钻钢料时，必须浇注充分的切削液。7）钻了一段深度以后，应该把钻头退出，停机测量孔径。8）把钻头引向工件端面时，引入力不可过大。9）当钻头长度较大但是要

17、求不高的通孔时，可以调头钻孔。套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺2.钻孔时的切削用量和切削液（1）背吃刀量（）（2）切削速度（）用高速钢钻头钻钢料时，切削速度一般为 2040 m/min。钻铸铁时，应稍低些。（3）进给量用直径 30mm 的钻头钻钢料时，进给量选 0.10.35 mm/r；钻铸铁时，进给量选 0.150.4 mm/r。（4）切削液一般用煤油；钻削铸铁、黄铜、青铜时，一般不用切削液；钻削镁合金时，切忌用切削液。是钻头直径的一半。pacvf套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺3.扩孔和锪孔（1）用麻花钻扩孔（2）用扩孔钻扩孔套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺（3）圆锥形锪钻圆锥

18、形锪钻a)60锪钻 b)120锪钻 c)锪钻工作情况套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺 六、车孔（1）内孔车刀内孔车刀a)通孔车刀 b)不通孔车刀套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺（2）车孔的关键技术是解决内孔车刀的刚性是解决内孔车刀的刚性和排屑问题。和排屑问题。1）尽量增加刀杆的截面积。2）刀杆的伸出长度尽可能缩短。3）内孔车刀的后面一般磨成两个后角的形式。4）通孔的内孔车刀最好磨成正刃倾角。套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺车孔的工件一般用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘装夹。1.保证同轴度和垂直度的方法（1）在一次安装中加工内外圆和端面（2）以内孔为基准保证位置精度各种常用心轴a)小锥

19、度心轴 b)台阶心轴 c)胀力心轴 d)槽子做成三等分 一般可用心轴，以内孔作为定位基准来保证工件的同轴度和垂直度。套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺（3）用外圆为基准保证位置精度以外圆为基准时，一般应用软爪装夹工件。应用软卡爪盘装夹工件a)装配式软卡爪 b)焊接式软卡爪套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺2.薄壁套筒安装为减少薄壁零件的变形，一般采用下列方法：（1）工件分粗、精车（2）应用开缝套筒（3）应用软爪卡盘七、工件的安装（续）八、内孔的车削方法要求较高的孔，可分粗车、半精车、和精加工。套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺（3）应用软爪卡盘要求较高的孔，可分粗车、半精车、和精加工。九

20、、车削内孔时常见的问题 1 主轴承间隙过大 2 加工余量不均，没有分粗、精车 3 薄壁零件夹紧变形 1 修理机床 2 分粗、精车 3 改变装夹方法 1 刀具磨损 2 主轴轴线歪斜 3 工件没有校正 4 刀杆刚性差，产生让刀 5 刀尖轨迹和主轴轴线不平行 6 刀杆过粗和工件内壁相碰 1 提高刀具寿命 2 校正导轨和主轴轴线平行 3 仔细找正工件 4 选用较粗的刀杆 5 大修机床导轨 6 把刀杆选小 1 切削用量不当 2 车刀磨损 3 刀具振动 4 车刀几何角度不合理 5 刀尖低于工件中心 1 重选切削用量 2 重磨车刀 3 加粗刀杆，降低切削速度 4 合理选择车刀角度 5 刀尖高于工件中心安装套

21、类零件的加工工艺套类零件的加工工艺内沟槽车刀和外沟槽车刀通常都叫作车槽刀。整体式内沟槽车刀套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺（2）内沟槽车削方法 车内沟槽的方法和车削内孔相同，只是车内沟槽时的工作条件比车削内孔时更困难。1）刀杆直径或刀体直径尺寸比车削内孔时所用的尺寸要小，刚性更差，切削刃更长。2）排屑更困难。套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺1.铰刀铰刀结构铰刀的结构形状 铰刀由工作部分、颈部和柄部组成。套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺(1）工作部分（2）柄部柄部是铰刀的夹持部分，机用铰刀有圆柱柄（直柄用在小直径的铰刀上）和锥柄（用在大直径的铰刀上）两种。（3）铰刀的齿数和齿槽的形状

22、铰刀一般为48齿。一般都作成偶数齿。铰刀的齿槽一般作成直槽。直径较小的铰刀（直径d32mm）作成整体式。直径较大的铰刀（d=2575mm）作成插柄式。由锥形导引部分 锥形切削部分 、圆柱形修光部分 和倒锥 组成。1.铰刀(续)1l2l套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺2l2l2.铰刀的安装 一种是将刀柄直接或通过钻夹头（对直柄铰刀）、过渡套筒（对锥柄铰刀）插入车床尾座套筒的锥孔中。另一种安装铰刀的方法：将铰刀通过浮动套筒插入尾座套筒的锥孔中，如图所示。铰刀浮动安装1套筒 2衬套套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺3.铰孔方法（1）铰孔前对孔的预加工 铰孔前对已钻出或铸、锻的毛孔要进行预加工车

23、孔或扩孔。比较适合的铰削余量是：用高速钢铰刀时，留余量为0.080.12mm；用硬质合金铰刀时，留余量为0.150.20mm。（2）铰刀尺寸的选择 铰刀的基本尺寸和孔的基本尺寸相同，只是需要确定铰刀的公差。（3）铰孔时的切削用量 一般推荐 5m/min。铰钢件时，=0.21.0mm/r，铰铸铁或有色金属时，进给量还可以再大一些。背吃刀量 是铰孔余量的一半。cvfpa套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺（4）冷却、润滑 在不加切削液或加水溶性切削液时，铰出来的孔径略有些扩大，不加切削液时，扩大量最大。用水溶性切削液（乳化液）时，铰出来的孔径比铰刀的实际直径略小。用水溶性切削液可以得到最好的表面粗

24、糙度，油类次之，不用切削液时最差。（5）铰孔时应该注意的问题尽可能用浮动安装的铰刀铰孔。铰孔结束后，最好从孔的另一端取出铰刀。3.铰孔方法（续）套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺1.尺寸精度的检验 孔的尺寸精度要求较低时，可采用钢直尺、内卡钳或游标卡尺测量。精度要求较高时，可以用以下几种方法：用内卡钳测量孔径套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺（1）塞规 用塞规检验孔径的情况，如图所示。当过端进入孔内，而止端不进入孔内，说明工件孔径合格。塞规及其使用套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺（2）内径千分尺 如图所示。测量时，内径千分尺应在孔内摆动，在直径方向应找出最大尺寸，轴向应找出最小尺寸，这

25、两个重合尺寸，就是孔的实际尺寸。内径千分尺的使用方法套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺2.形状精度的检验 在车床上加工的圆柱孔，其形状精度一般仅测量孔的圆度和圆柱度（一般测量锥度）两项形状偏差。当孔的圆度要求不很高时，在生产现场可用内径百分（千分）表在孔的圆周上各个方向去测量，测量结果的最大值与最小值之差的一半即为圆度误差。套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺3.位置精度的检验 （1）径向圆跳动的检验方法一般套类工件测量径向圆跳动时，都可以用内孔作基准，把工件套在精度很高的心轴上，用百分表（或千分表）来检验，如图所示。百分表在工件转一周中的读数差，就是径向圆跳动误差。用百分表测量径向圆跳动的

26、方法套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺 （2）端面圆跳动的检验方法检验套类工件端面圆跳动的方法，见图所示。先把工件安装在精度很高的心轴上，利用心轴上极小的锥度使工件轴向定位，然后把杠杆式百分表的圆测头靠在所需要测量的端面上，转动心轴，测得百分表的读数差，就是端面圆跳动误差。3.位置精度的检验（续）用百分表测量端面圆跳动的方法套类零件的加工工艺套类零件的加工工艺衬套衬套的加工1.阅读分析图样如图所示，材料为 4545 钢，毛坯材料为热轧圆钢。套类零件加工实例2.制订加工工艺1）落料 4545 热轧圆钢，规格 35mm35mm85mm85mm。2）衬套的加工顺序如下：车端面打中心孔粗车外圆 半精

27、车外圆精车外圆倒角钻孔车内孔 倒角铰孔切断取总长倒角。3.工件的定位与夹紧选用三爪自定心卡盘，选用硬爪与软爪装夹。4.选用刀具选用9090、4545外圆车刀和3mm3mm车槽刀，内孔车刀选用4545车孔刀，A A型 3mm3mm中心钻，麻花钻 14mm14mm以及 16mmH716mmH7机用铰刀。5.选用设备选用 C6140A C6140A 型车床。套类零件加工实例衬套加工步骤1车削加工步骤（1）三爪自定心卡盘装夹1）车端面。2）钻中心孔A A型 3mm3mm。3）钻孔，如麻花钻长度不够，可以将工件调头钻，如图所示。套类零件加工实例（2）调头用软爪夹住 30mm30mm外圆4）分粗、精车 3

28、0mm30mm外圆至尺寸要求，外圆长度应大于 37mm37mm，车内孔 16mm16mm留铰削余量0.080.080.12mm0.12mm，内孔 深度约40mm40mm，内外倒角C C1 1。5）铰孔至尺寸，如图所示。1）用切断刀切断，长度尺寸为38mm38mm，如图所示。2）车端面至总长尺寸。3）内外圆倒角C C1 1，如图所示。（1）三爪自定心卡盘装夹（续）套类零件加工实例衬套加工步骤 2 衬套加工步骤 3衬套加工步骤 4套类零件加工实例1.精度测量1）因为衬套零件，是在一次装夹中完成工件的内外圆和端面加工的，一般情况下零件的形位公差是能保证，测量方法可见图。2）外圆测量用外径千分尺，要测

29、量圆周两点。3）内孔测量用塞规检验。4）长度用游标卡尺检验。套类零件加工实例2.误差分析（1）尺寸精度达不到要求1）操作者粗心大意，看错图样。2）没有进行试切削。3）内孔铰不出，孔径尺寸超出，主要是留铰余量太少、尺寸已经车大；孔径 超差主要是铰刀公差本身已经大于零件公差，机床尾座没有对准零位线。4）量具有误差或测量不正确。（2）表面粗度达不到要求1）切削用量选择不当。2）车刀几何角度刃磨不正确，或车刀已磨损。3）车床刚性差，滑板镶条过松或主轴太松引起振动等。4）铰刀本身已拉毛或铰刀已磨损。套类零件加工实例（3）形位公差达不到要求1）零件在车削时没有夹紧，造成松动。2）车削内孔时，刀杆碰孔壁而造

30、成内外圆本身已不同轴。3）车削端面时，吃刀量太大，造成工件走动，使垂直度达不到要求。2.误差分析（续）套类零件加工实例箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺一、箱体类零件的功用及结构特点箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺 常见的箱体类零件有：机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、减速箱体、发动机缸体和机座等。根据箱体零件的结构形式不同，可分为整体式箱体和分离式箱体，前者是整体

31、铸造、整体加工，加工较困难，但装配精度高；后者可分别制造，便于加工和装配，但增加了装配工作量。箱体的结构形式虽然多种多样，但仍有共同的主要特点：形状复杂、壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。因此，一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%20%。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺一、箱体类零件的功用及结构特点箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量

32、将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺 二、箱体类零件的主要技术要求、材料和毛坯(一)箱体零件的主要技术要求箱体类零件中以机床主轴箱的精度要求最高。以某车床主轴箱，如图所示为例，箱体零件的技术要求主要可归纳如下：箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺 1.主要平面的形状精度和表面粗糙度 箱体的主要平面是装配基准，并且往往是加工时的定位基准，所以，应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值，否则，直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。一般箱体主要平面的平面度在0.10.03mm，表面粗糙度Ra2.50.63m，各主要平面

33、对装配基准面垂直度为0.1/300。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺 2.孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度 箱体上的轴承支承孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度都要求较高，否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降，也易使传动件(如齿轮)产生振动和噪声。一般机床主轴箱的主轴支承孔的尺寸精度为IT6，圆度、圆柱度公差不超过孔径公差的一半，表面粗糙度值为Ra0.630.32m。其余支承孔尺寸精度为IT7IT6，表面粗糙度值为Ra2.50.63m。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺 3.主要孔和平面相互位置精度 同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也应有一

34、定的孔距尺寸精度及平行度要求，否则，不仅装配有困难，而且使轴的运转情况恶化，温度升高，轴承磨损加剧，齿轮啮合精度下降，引起振动和噪声，影响齿轮寿命。支承孔之间的孔距公差为0.120.05mm，平行度公差应小于孔距公差，一般在全长取0.10.04mm。同一轴线上孔的同轴度公差一般为0.040.01mm。支承孔与主要平面的平行度公差为0.10.05mm。主要平面间及主要平面对支承孔之间垂直度公差为0.10.04mm。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺(二)箱体的材料及毛坯 箱体材料一般选用HT200400的各种牌号的灰铸铁，而最常用的为HT200。灰铸铁不仅成本低，而且具有较好的耐磨性、可铸

35、性、可切削性和阻尼特性。在单件生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱则选用耐磨铸铁。负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关。有关数据可查有关资料及根据具体情况决定。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后应安排时效或退火工序。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺 制订箱体工艺过程的共同性原则 1）加工顺序为先面后孔 箱体类零件

36、的加工顺序均为先加工面，以加工好的平面定位，再来加工孔。因为箱体孔的精度要求高，加工难度大，先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样不仅为孔的加工提供了稳定可靠的精基准，同时还可以使孔的加工余量较为均匀。由于箱体上的孔分布在箱体各平面上，先加工好平面，钻孔时，钻头不易引偏，扩孔或绞孔时，刀具也不易崩刃。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺2）加工阶段粗、精分开 箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证箱体的加工精度。粗、精分开也可及时发

37、现毛坯缺陷，避免更大的浪费；同时还能根据粗、精加工的不同要求来合理选择设备，有利于提高生产率。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺3）工序间合理按排热处理 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，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效的工艺规范为：加热到500oC550oC，保温4h6h，冷却速度小于或等于30oC/h，出炉温度小于或等于200oC。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺 普通精度的箱体零件，一般在铸造之后安排 1次人工时效出理。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

38、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。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。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺4）用箱体上的重要孔作粗基准 箱体类零件的粗基准一般都用它上面的重要孔作粗基准，这样不仅可以较好地保证重要孔及其它各轴孔的加工余量均匀，还能较好地保证各轴孔轴心线与箱体不加工表面的相互位置。箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺 箱体精基准的选择有两种方案：一是以3平面为精基准（主要定位基面为装配基面）；另一是以一面两孔为精基准。这两种定位方式各有优缺点，实际生产中的选用与生产类型有很大的关系。通常从“基准统一”，中小批生产时，尽可能使定位基准与设计基准重合，即一般选择设计基准作为统一的定位基准；大批大量生产时，优先考虑的是如何稳定加工质量和提高生产率，不过分地强调基准重合问题，一般多用典型的一面两孔作为统一的定位基准，由此而引起的基准不重合误差，可采用适当的工艺措施去解决。