1、加工工艺分析与设计加工工艺分析与设计图为图为二级减速器箱体零件，二级减速器箱体零件，小批生产小批生产，试拟定其工，试拟定其工艺路线。艺路线。加工工艺设计加工工艺设计复习与回顾复习与回顾l常用的孔加工方法有哪些？常用的孔加工方法有哪些？l钻孔、扩孔、铰孔、镗孔四大类钻孔、扩孔、铰孔、镗孔四大类探索与思考探索与思考v箱体零件上轴孔该如何加工？箱体零件上轴孔该如何加工？4.1 4.1 工作场景导入工作场景导入 如图如图4-1所示为所示为8E160C-J中间泵壳零件中间泵壳零件图图,现为中小批量生产。现为中小批量生产。任务要求：编制中间泵壳零件的机械加任务要求：编制中间泵壳零件的机械加工工艺过程卡、机
2、械加工工序卡。工工艺过程卡、机械加工工序卡。图图4.1 8E160C-J4.1 8E160C-J中间泵壳零件图中间泵壳零件图4.2 4.2 基基 础础 知知 识识4.2.14.2.1箱体类零件的功用和结构特点箱体类零件的功用和结构特点 图图4.2 4.2 几种常见的箱体零件简图几种常见的箱体零件简图功用：功用：箱体类零件是机器或箱体部件的基础件。它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连在一起，按一定的传动按一定的相互位置关系装连在一起，按一定的传动关系协调地运动。因此，箱体类零件的加
3、工质量不关系协调地运动。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。影响机器的工作精度、使用性能和寿命。结构特点：结构特点：形状复杂。体积较大。壁薄容易变形形状复杂。体积较大。壁薄容易变形 、有精度要求较高的孔和平面有精度要求较高的孔和平面 4.2.2 4.2.2 箱体类零件的技术要求箱体类零件的技术要求 图图4.3 4.3 某车床主轴箱简图某车床主轴箱简图 以图以图4-3某车床主轴箱简图为例，箱体类零某车床主轴箱简图为例，箱体类零件的技术要求可归纳为以下件的技术要求可归纳为以下5项精度
4、要求。项精度要求。(1)孔径精度孔径精度(2)孔与孔的位置精度孔与孔的位置精度(3)孔和平面的位置精度孔和平面的位置精度(4)主要平面的精度主要平面的精度(5)表面粗糙度表面粗糙度 4.2.2 4.2.2 箱体类零件的技术要求箱体类零件的技术要求 材料：材料：HT200；较精密的箱体零件；较精密的箱体零件耐磨铸铁。耐磨铸铁。毛坯：毛坯：铸件；简单或小批量、单件生产铸件；简单或小批量、单件生产钢板焊接钢板焊接结构。大负荷结构。大负荷铸钢件毛坯。在特定条件下铸钢件毛坯。在特定条件下铝铝镁合金或其他铝合金制作箱体毛坯。镁合金或其他铝合金制作箱体毛坯。热处理：热处理：铸造之后铸造之后一次人工时效处理。
5、高精度或一次人工时效处理。高精度或形状特别复杂的箱体零件，在粗加工之后还要安形状特别复杂的箱体零件，在粗加工之后还要安排一次人工时效处理。排一次人工时效处理。4.2.3 4.2.3 箱体类零件的材料、毛坯及热处理箱体类零件的材料、毛坯及热处理 箱体零件：箱体零件：平面和孔的加工平面和孔的加工 平面的加工方法：平面的加工方法：车削、铣削、刨削、拉削、磨削、车削、铣削、刨削、拉削、磨削、刮研、研磨、抛光、超精加工等。刮研、研磨、抛光、超精加工等。轴孔加工方法：轴孔加工方法：镗、钻、扩、铰、精细镗、珩磨、镗、钻、扩、铰、精细镗、珩磨、研磨等。研磨等。当生产批量较大时，可在组合机床上采用多轴、多当生产
6、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。面、多工位和复合刀具等方法来提高生产率。4.3 4.3 箱体类零件的加工方法箱体类零件的加工方法 1.平面车削平面车削n平面车削一般用于加工轴、轮、盘、套等回转体平面车削一般用于加工轴、轮、盘、套等回转体零件的端面、台阶面等。一般在车床上一次装夹零件的端面、台阶面等。一般在车床上一次装夹中加工完成相关的外圆和内孔在。中、小型零件中加工完成相关的外圆和内孔在。中、小型零件的平面车削在卧式车床上进行，重型零件的加工的平面车削在卧式车床上进行，重型零件的加工可在立式车床上进行。平面车削的精度可达可在立式车床上进行。平面车削
7、的精度可达IT7IT6，表面粗糙度，表面粗糙度Ra12.51.6m。4.3.1 4.3.1 箱体类零件的平面加工箱体类零件的平面加工2.平面铣削平面铣削n铣削是平面加工的主要方法。铣削中、小型零件铣削是平面加工的主要方法。铣削中、小型零件的平面的平面卧式或立式铣床，铣削大型零件的平卧式或立式铣床，铣削大型零件的平面面龙门铣床。龙门铣床。n铣削工艺具有工艺范围广、生产效率高、刀齿散铣削工艺具有工艺范围广、生产效率高、刀齿散热条件较好等特点。热条件较好等特点。n平面铣削平面铣削粗铣和精铣。粗铣的表面粗糙度粗铣和精铣。粗铣的表面粗糙度Ra为为5012.5m，精度为，精度为ITl4ITl2；精铣的表面
8、粗；精铣的表面粗糙度糙度Ra可达可达3.21.6m，精度可达，精度可达IT9lT7。4.3.1 4.3.1 箱体类零件的平面加工箱体类零件的平面加工n按铣刀的切削方式不同可分为周铣与端铣。周铣按铣刀的切削方式不同可分为周铣与端铣。周铣和端铣还可同时进行。周铣常用的刀具是圆柱铣和端铣还可同时进行。周铣常用的刀具是圆柱铣刀，端铣常用的刀具是端铣刀，同时进行端铣和刀，端铣常用的刀具是端铣刀，同时进行端铣和周铣的铣刀有立铣刀和三面刃铣刀等。周铣的铣刀有立铣刀和三面刃铣刀等。4.3.1 4.3.1 箱体类零件的平面加工箱体类零件的平面加工3.平面刨削平面刨削n中、小型零件的平面加工中、小型零件的平面加工
9、牛头刨床；大型零件牛头刨床；大型零件的平面加工的平面加工龙门刨床。龙门刨床。n刨平面具有机动灵活、适应性好的优点。刨平面具有机动灵活、适应性好的优点。n刨削可分为粗刨和精刨。粗刨的表面粗糙度刨削可分为粗刨和精刨。粗刨的表面粗糙度Ra为为5012.5m，尺寸公差等级为，尺寸公差等级为ITl4ITl2；精刨；精刨的表面粗糙度的表面粗糙度Ra可达可达3.21.6m，尺寸公差等级，尺寸公差等级为为IT9IT7。4.3.1 4.3.1 箱体类零件的平面加工箱体类零件的平面加工4.平面拉削平面拉削n平面拉削平面拉削高效率、高质量的加工方法，主要用高效率、高质量的加工方法，主要用于大批量生产中，其工作原理和
10、拉孔相同。于大批量生产中，其工作原理和拉孔相同。n平面拉削的精度可达平面拉削的精度可达IT7IT6，表面粗糙度，表面粗糙度Ra可可达达5012.5m。4.3.1 4.3.1 箱体类零件的平面加工箱体类零件的平面加工5.平面磨削平面磨削1)平面砂轮磨削平面砂轮磨削n对平直度、平面之间相互位对平直度、平面之间相互位置精度要求较高、表面粗糙度置精度要求较高、表面粗糙度要求小的平面进行磨削加工的要求小的平面进行磨削加工的方法方法平面磨削。平面磨削。n平面磨削的方法有周磨和端磨两种。平面磨削的方法有周磨和端磨两种。n尺寸精度可达尺寸精度可达IT6IT5，平行度可达，平行度可达0.010.03 mm，直线
11、度可达，直线度可达0.010.03 mm/m，表面粗糙度，表面粗糙度Ra可达可达0.80.2m。4.3.1 4.3.1 箱体类零件的平面加工箱体类零件的平面加工2)平面砂带磨削平面砂带磨削n对于有色金属、不锈钢、各种非金属对于有色金属、不锈钢、各种非金属(如石棉如石棉)大大型平面、卷带材、板材，采用砂带磨削不仅不堵型平面、卷带材、板材，采用砂带磨削不仅不堵塞磨料，能获得极高的生产率，而且一般采用干塞磨料，能获得极高的生产率，而且一般采用干式磨削，实施极为方便。目前最大的砂带宽度可式磨削，实施极为方便。目前最大的砂带宽度可以做到以做到5m，在一次贯穿式的磨削中，可以磨出极，在一次贯穿式的磨削中，
12、可以磨出极大的加工表面大的加工表面(如电梯内装饰板如电梯内装饰板)。4.3.1 4.3.1 箱体类零件的平面加工箱体类零件的平面加工6.平面的光整加工平面的光整加工1)平面刮研平面刮研n平面刮研是利用刮刀在工件上刮去很薄一层金属平面刮研是利用刮刀在工件上刮去很薄一层金属的光整加工方法，常在精刨的基础上进行。刮研的光整加工方法，常在精刨的基础上进行。刮研可以获得很高的表面质量。表面粗糙度可以获得很高的表面质量。表面粗糙度Ra可达可达1.60.4m，平面的直线度可达，平面的直线度可达0.01mm/m，甚，甚至可以达到至可以达到0.0050.0025mm/m。4.3.1 4.3.1 箱体类零件的平面
13、加工箱体类零件的平面加工2)平面研磨平面研磨n平面研磨是平面的光整加工方法之一，一般在磨平面研磨是平面的光整加工方法之一，一般在磨削之后进行。研磨后两平面的尺寸精度可达削之后进行。研磨后两平面的尺寸精度可达IT5IT3，表面粗糙度，表面粗糙度Ra可达可达0.10.008m，直线度，直线度可达可达0.005mm/m。小型平面研磨还可减小平行度。小型平面研磨还可减小平行度误差。误差。n平面研磨主要用来加工小型精密平板、直尺、块平面研磨主要用来加工小型精密平板、直尺、块规以及其他精密零件的平面。单件小批量生产中规以及其他精密零件的平面。单件小批量生产中常采用手工研磨，大批量生产则常用机械研磨。常采用
14、手工研磨，大批量生产则常用机械研磨。4.3.1 4.3.1 箱体类零件的平面加工箱体类零件的平面加工n常用的平面加工方案如表常用的平面加工方案如表1-9所示。在选择平面的所示。在选择平面的加工方案时，除了要考虑平面的精度和表面粗糙加工方案时，除了要考虑平面的精度和表面粗糙度要求外，还应考虑零件的结构和尺寸、热处理度要求外，还应考虑零件的结构和尺寸、热处理要求及生产规模等因素。要求及生产规模等因素。4.3.2 4.3.2 平面加工方法的选择平面加工方法的选择子任务子任务1 1：1 1）分析零件技术要求，确定分析零件技术要求，确定加工方案加工方案 2 2）划分加工阶段）划分加工阶段减速箱体的主减速
15、箱体的主要加工表面要加工表面尺寸精度尺寸精度形、位精度形、位精度粗糙度粗糙度加工方法加工方法v减速箱体的主要加工表面减速箱体的主要加工表面 v主要平面箱盖的对合面和顶部方孔端面、底座的底面主要平面箱盖的对合面和顶部方孔端面、底座的底面和对合面、轴承孔的端面等。和对合面、轴承孔的端面等。v主要孔轴承孔及孔内环槽等。主要孔轴承孔及孔内环槽等。v其它加工部分联接孔、螺孔、销孔、斜油标孔以及孔其它加工部分联接孔、螺孔、销孔、斜油标孔以及孔的凸台面等。的凸台面等。归纳小结：归纳小结：分析零件技术要求，确定分析零件技术要求，确定加工方案加工方案v主要平面的加工，对于中、小件，一般在牛头刨床或普通铣主要平面
16、的加工，对于中、小件，一般在牛头刨床或普通铣床上进行。床上进行。v对于大件，一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。对于大件，一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。v刨削的刀具结构简单，机床成本低，调整方便，但生产率低；刨削的刀具结构简单，机床成本低，调整方便，但生产率低；v在大批、大量生产时，多采用铣削；当生产批量大且精度又在大批、大量生产时，多采用铣削；当生产批量大且精度又较高时可采用磨削。较高时可采用磨削。主要表面加工方法的选择主要表面加工方法的选择v 箱体零件主要平面加工方法：箱体零件主要平面加工方法：v平面加工可用平面加工可用v粗刨粗刨精刨、精刨、v粗刨粗刨半精刨半精刨磨削、磨削、v粗铣粗铣精铣精
17、铣v粗铣粗铣磨削（可分粗磨和精磨）等方案。磨削（可分粗磨和精磨）等方案。子任务子任务2：1）确定工序尺寸）确定工序尺寸 2）填写工艺卡片）填写工艺卡片 任务驱动任务驱动 分组练习分组练习机机 械械 加加 工工 工工 艺艺 过过 程程 卡卡 片片零件零件号号零零 件件 名名 称称工序工序号号工序名称工序名称工序内容工序内容刀刀 具具设设 备备工工 时时名名 称称规规 格格名名 称称型型 号号机机 械械 加加 工工 工工 艺艺 过过 程程 卡卡 片片零件零件号号零零 件件 名名 称称工序工序号号工序名称工序名称工序内容工序内容刀刀 具具设设 备备工工 时时名名 称称规规 格格名名 称称型型 号号1
18、23456铸造铸造热处理热处理油漆油漆划线划线 刨削刨削 划线划线 铸造毛坯铸造毛坯人工时效人工时效喷涂底漆喷涂底漆箱盖：箱盖：底座：底座：箱盖：箱盖：底座：底座：箱盖：箱盖：底座：底座：机机 械械 加加 工工 工工 艺艺 过过 程程 卡卡 片片零件号零件号零零 件件 名名 称称工序工序号号工序名称工序名称工序内容工序内容刀刀 具具设设 备备工工 时时名名 称称规规 格格名名 称称型型 号号78910111213钻削钻削 钳工钳工铣削铣削 镗削镗削 钳工钳工 油漆油漆 检验检验 箱盖：按划线钻各联接孔，并锪平；钻各螺孔的箱盖：按划线钻各联接孔，并锪平；钻各螺孔的 底孔、吊装孔底孔、吊装孔底座：
19、底座：对箱盖、底座各螺孔攻螺纹；铲刮箱盖及底座对对箱盖、底座各螺孔攻螺纹；铲刮箱盖及底座对合面；箱盖与底座合箱；按箱盖上划线配钻、铰合面；箱盖与底座合箱；按箱盖上划线配钻、铰二销孔，打入定位销二销孔，打入定位销 机机 械械 加加 工工 工工 艺艺 过过 程程 卡卡 片片零件号零件号零零 件件 名名 称称工序工序号号工序名称工序名称工序内容工序内容刀刀 具具设设 备备工工 时时名名 称称规规 格格名名 称称型型 号号123456铸造铸造热处理热处理油漆油漆划线划线 刨削刨削 划线划线 铸造毛坯铸造毛坯人工时效人工时效喷涂底漆喷涂底漆箱盖：划对合面、顶部面、箱盖：划对合面、顶部面、轴承孔两端面加工
20、线轴承孔两端面加工线 底座：划对合面、底面加工线、底座：划对合面、底面加工线、轴承孔两端面加工线轴承孔两端面加工线 箱盖：粗、精刨对合面；箱盖：粗、精刨对合面；粗、精刨顶部面粗、精刨顶部面底座：粗、精刨对合面；底座：粗、精刨对合面；粗精刨底面粗精刨底面D 箱盖：划中心十字线，各联接箱盖：划中心十字线，各联接 孔、销钉孔、螺孔、吊孔、销钉孔、螺孔、吊 装孔装孔 加工线加工线底座：划中心十字线；底面各底座：划中心十字线；底面各 联接孔、油塞孔、油标联接孔、油塞孔、油标 孔加工线孔加工线 机机 械械 加加 工工 工工 艺艺 过过 程程 卡卡 片片零件号零件号零零 件件 名名 称称工序工序号号工序名称
21、工序名称工序内容工序内容刀刀 具具设设 备备工工 时时名名 称称规规 格格名名 称称型型 号号78910111213钻削钻削 钳工钳工铣削铣削 镗削镗削 钳工钳工 油漆油漆 检验检验 箱盖：按划线钻各联接孔，并锪平；钻各螺孔的箱盖：按划线钻各联接孔，并锪平；钻各螺孔的 底孔、吊装孔底孔、吊装孔底座：按划线钻底面上各联接孔、油塞底孔、油底座：按划线钻底面上各联接孔、油塞底孔、油 标孔，各孔端锪平；将箱盖与底座合在一标孔，各孔端锪平；将箱盖与底座合在一 起，按箱盖对合面上已钻的孔，钻底座对起，按箱盖对合面上已钻的孔，钻底座对 合面上的联接孔，并锪平合面上的联接孔，并锪平 对箱盖、底座各螺孔攻螺纹；
22、铲刮箱盖及底座对对箱盖、底座各螺孔攻螺纹；铲刮箱盖及底座对合面；箱盖与底座合箱；按箱盖上划线配钻、铰合面；箱盖与底座合箱；按箱盖上划线配钻、铰二销孔，打入定位销二销孔，打入定位销 粗、精铣轴承孔端面粗、精铣轴承孔端面 粗、精镗轴承孔；切轴承孔内环槽粗、精镗轴承孔；切轴承孔内环槽 v 加工过程的划分加工过程的划分 v整个加工过程可分为两大阶段，整个加工过程可分为两大阶段，v即先对箱盖和底座分别进行加工，即先对箱盖和底座分别进行加工，v然后再对装合好的整个箱体进行加工然后再对装合好的整个箱体进行加工合件加工。合件加工。v为保证效率和精度的兼顾，就孔和面的加工还需粗精分开；为保证效率和精度的兼顾，就
23、孔和面的加工还需粗精分开；v由于轴承孔及各主要平面，都要求与对合面保持较高的位置精由于轴承孔及各主要平面，都要求与对合面保持较高的位置精度，所以在平面加工方面，应先加工对合面，然后再加工其它度，所以在平面加工方面，应先加工对合面，然后再加工其它平面，还体现先主后次原则。平面，还体现先主后次原则。归纳总结：箱体加工工艺要点归纳总结：箱体加工工艺要点v 安排箱体的加工工艺，安排箱体的加工工艺，v应遵循先面后孔的工艺原则，应遵循先面后孔的工艺原则，v对剖分式减速箱体还应遵循组装后镗孔的原则。对剖分式减速箱体还应遵循组装后镗孔的原则。v因为如果不先将箱体的对合面加工好，轴承孔就不能进行加因为如果不先将
24、箱体的对合面加工好，轴承孔就不能进行加工。工。v另外，镗轴承孔时，必须以底座的底面为定位基准，所以底另外，镗轴承孔时，必须以底座的底面为定位基准，所以底座的底面也必须先加工好。座的底面也必须先加工好。课外作业：课外作业：专业专业机机 械械 加加 工工 工工 序序 卡卡 片片工序名称工序名称工序号工序号零件名称零件名称零件号零件号零件重量零件重量同时加工零件数同时加工零件数材材 料料毛毛 坯坯牌牌 号号硬硬 度度型型 号号重重 量量设设 备备夹夹 具具名名 称称辅辅 助助工工 具具名名 称称型型 号号安安 装装工工 步步安装安装及工及工步说步说明明刀刀 具具量量 具具走走 刀刀长长 度度走走 刀刀次次 数数切切 削削 深深 度度进进给给量量主主 轴轴转转 速速切切 削削速速 度度基基 本本工工 时时
