箱體零件的加工工藝設(shè)計

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1、第六章箱體零件的加工 工藝設(shè)計 第一節(jié)零件圖樣的工藝分析 ? 一、箱體類零件的功用和結(jié)構(gòu)特點 ? (1)形狀復雜 ? (2)體積較大 ? (3)壁薄容易變形 ?(4)有精度要求較高的孔和平面 ?因此，一般說來，箱體不僅需要加工部位較多， 而且加工難度也較大。據(jù)統(tǒng)計資料表明，一般中 型機床廠用在箱體類零件的機械加工工時約占整 個產(chǎn)品的15%?20%o ?:?二、箱體類零件的技術(shù)要求 ?圖為某車床主軸箱簡圖，現(xiàn)以它為例，可歸納為以下5項 精度要求： R驢徑精度 主軸孔的尺寸公差等級為IT6 ,其余孔為IT6? 的嚙合質(zhì)量。 踹孵讓鋒蹩們謹豐翳驕蠶壽蠶髓 關(guān)系。

2、mSSF加咖礫跡砌豔 的加工精度。 贍is觸靛wsr鍬豔卿 主軸扎Rati為0.4pm 其余y A 234.5 0.8 79 122 lf>0 A o B D 丄0?0心1 |〃| 10 0Q 01 A- A展開 /i SOPOT /[0?03]D r矛 Bl 7 9N0z 一|〃| 103 0.01 丸一可 第二節(jié)材料、毛坯及熱處理方式選擇 ?:?一、箱體零件特點 ?:?箱

3、體零件有復雜的內(nèi)腔，應選用易于成型的材料和 制造方法。 ?:?二、箱體零件材料 ?:?常用灰鑄鐵 鑄鐵容易成型、切削性能好、價格低廉，并且具有 良好的耐磨性和減振性。 ?最常用的材料是HT200 ,而對于較精密的箱體零件 （如坐標鎮(zhèn)床主軸箱）則選用耐磨鑄鐵。 ?:?二、箱體零件材料 ? 1.簡易機床的箱體零件或小批量、單件牛產(chǎn) 的箱體零件，為了縮短毛坯制造周期和降低 成本，可采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。 ? 2.大負荷的箱體零件有時也根據(jù)設(shè)計需要, 采用鑄鋼件毛坯。 3?在特定條件下，為了減輕質(zhì)量,可采用鋁 鎂合金或其它鋁合金制做箱體毛坯，如航空 發(fā)動等。 ?:?三、箱體零件毛坯

4、精度及加工余量 ?單件小批量生產(chǎn)，一般采用木模手工造型； ?在大批大量生產(chǎn)時，通常采用金屬模機器造型。 ?為了減少加工余量，對于單件小批生產(chǎn)直徑大于 50mm的孔和成批生產(chǎn)大于30mm的孔，一般都要在毛 坯上鑄出預孔。 ?另外，在毛坯鑄造時，應防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生；應 使箱體零件的壁厚盡量均勻，以減少毛坯制造時產(chǎn)生 的殘余應力。 四、箱體零件熱處理方式的選擇 ?在鑄造之后必須安排人工時效處理。消除殘余應力 ?人工時效的工藝規(guī)范為：加熱到500oC?550oC,保溫4 h?6 h,冷卻速度小于或等于30C/h,出爐溫度小于或等于200Co ?一般在鑄造之后安排一次人工時效處理。對

5、一些高精度或形狀 特別復雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排1次人工時效處理 ,以消除粗加工所造成的殘余應力。有些精度要求不高的箱體 零件毛坯，有時不安排時效處理，而是利用粗、精加工工序間 的停放和運輸時間，使之得到自然時效。 第三節(jié) 箱體類零件的常見加工表面 及加工方法 ?箱體零件主要是一些平面和孔的加工，其加工方法 和工藝路線常有： ?:?⑴平出I加工 粗仙」—精■刨、米I［創(chuàng)—半精創(chuàng)—磨削、 m—精銃或粗銃一磨削（可分粗磨和精磨）等方 案。 ? （2）箱體零件上軸孔加工 粗鎮(zhèn)（擴）—精鎮(zhèn)（較） 或粗鎮(zhèn)（鉆、擴）一半精鎮(zhèn)（粗較）一精鎮(zhèn)（精較） 方案。 ?：?（3）對于箱體零件上

6、的孔系加工當生產(chǎn)批量較大時， 可在組合機床上采用多軸、多面、多工位和復合刀 具等方法來提高生產(chǎn)率。 ?、銃削加工 ? (_)概述 II ?銃削加工是在銃床上利用銃刀對工件進行切 削加工的方法。它主要用于加工各種堊直 （如水平面、傾斜面等）、溝擅（如鍵槽、 齒輪、T形槽和螺旋槽等）、成形面（如凸輪） 等。它也可以加工內(nèi)孔以及切斷工件等。銃 削加工的精度一般可達IT10-IT8,表面粗糙 度可達Ra6.3?Ra1.6。 d）、e）銃溝槽f）銃臺階g）銃梯形槽h）切斷 a）、b）、c）銃平面 Tn i）、j）銃角度槽k）、I）銃鍵槽m）銃齒形n）銃螺旋槽o）銃曲面 p）銃立體曲

7、面q）球頭銃刀 (二) 銃削加工的特點 ? (1)銃削時銃刀連續(xù)轉(zhuǎn)動，并且允許較高的銃削速 度,而且是多刃切削,因此具有較高的生產(chǎn)率。 ? (2)銃削屬于斷續(xù)切削,切削厚度和面積隨時在變 化，因而切削力波動，引起銃削過程不平穩(wěn)。另外， 工作時，銃削時銃刀各刀齒依次切入和切出工件，其 工作是周期性的，所以產(chǎn)生周期性振動。沖擊大 ? (3)銃刀的刀齒多，切削刃的總長度大，而且每個 刀齒工作時間短，在空氣中冷卻時間長,故散熱條件 較好,有利于提高刀具耐用度和生產(chǎn)率。 ? (4)銃削過程中，銃刀刀齒在工件表面滑動，使銃 刀刀齒與工件產(chǎn)生很大的擠壓和摩擦,使刀具刀齒后 刀面磨損加劇,工件加工

8、硬化現(xiàn)象嚴重，表面粗糙。 （三）銃刀及其分類 ?由于銃削加工用途廣，故而銃刀的種類很多 ?:?（1）按銃刀的用途分類 ? 1）圓柱銃刀。用于臥式銃床上加工平面。主要用 高速鋼制造。刀齒分布在銃刀的圓周上，齒形分為 直齒和螺旋齒兩種。一般多采用螺旋齒以提高切削 工作的平癮性。 ? 2）三面刃銃刀。三面刃銃刀又叫做盤銃刀，主要 用在臥式銃床上加工臺階面和溝槽。它的圓柱刀刃 擔負主要切削作用，端面刀刃擔負修光作用。 ? 3）鋸片銃刀。用于加工深槽和切斷工件，主要用 于臥式銃床。在相同外徑下，按照刀齒數(shù)量的多少, 分為粗齒和細齒楊柿。 （三）銃刀及其分類 ? 4）立銃刀。用于銃削臺

9、階面、小平面和溝槽，主要用于立 式銃床。立銃刀都是帶柄的，小直徑為柱柄，大直徑為莫氏 錐柄。它的圓柱刀刃擔負主要切削作用，端面刀刃擔負修光 作用。立銃刀端齒不通過中心，工作時不能沿軸向進給。 ? 5）鍵槽銃刀。主要用于銃削軸上的鍵槽。它的外形與立銃 刀相似，也是帶柄的，具有兩個螺旋刀齒。鍵槽銃刀的端面 刀刃到中心，因此，鍵槽銃刀的端面刀刃也可以擔負主要切 削作用，作軸向進給，直接切入工件。還有一種半圓鍵槽銃 刀，專門用來銃削軸上的半圓鍵槽。 ?另外，還有加工多齒刀具容屑槽的角度銃刀、加工成形表面 的成形銃刀以及組合銃刀等，就不再一一敘述了。 ? ★問題：如何正確安裝螺旋齒銃刀? (

10、a)圓柱銃刀 (c)礎(chǔ)質(zhì)合金端詵刀 (d)鍵槽銃刀 I 2)立銃刀 (W端饒刀 ⑴模具鐵刀 (g)半圓犍懵銃刀 6)三面刃洗刀 ①鋸片錢刀 ①角度銃刀 （2）按銃刀的結(jié)構(gòu)分類 ? 1）整體式。刀齒和刀體制成一體。 ? 2）整體焊接式。刀齒采用硬質(zhì)合金或其它耐磨材料 制成，并釬焊在刀體上。 *3）鑲齒式。刀齒采用機械方法裝夾在刀體上。這種 刀頭能夠更換，可以是整體刀具材料的刀頭，也可 以是焊接刀具材料的刀頭。刀頭裝夾在刀體上刃磨 的銃刀稱為體內(nèi)刃磨式

11、，刀頭單獨刃磨的稱為體外 刃磨式。 ? 4）可轉(zhuǎn)位式。將能夠轉(zhuǎn)位使用的多邊形刀片采用機 械方法裝夾汪刀祐上。這神結(jié)初已廣泛應甬于立桃 刀、三面刃銃刀以及成形銃刀等各類銃刀上?？赊D(zhuǎn) 位式硬質(zhì)合金銃刀現(xiàn)在已經(jīng)使用得越來越廣泛。 ? (3)按銃刀的齒背加工形式分類：1)尖齒銃刀2) 鏟齒銃刀 ? (4)按銃刀的材料分類：1)高速鋼銃刀；2)硬 質(zhì)合金銃刀；3)陶瓷銃刀；4)金剛石銃刀；5) 立方氮化硼銃刀。 ?:?除此之外，銃刀還可以按刀齒數(shù)目分為粗齒銃刀和 細齒銃刀。在直徑相同的情況下，粗齒銃刀的刀齒 數(shù)較少，刀齒的強度和容屑空間較大，適用于粗加 工；細齒銃刀適用于半精加工和精加工。

12、 作業(yè) ?:?1 ?根據(jù)立銃加工特點，說明對夾具和加工方 法有什么要求？ ?:?2.分析立銃刀和鍵槽銃刀的結(jié)構(gòu)區(qū)別，立銃 刀能加工鍵槽嗎？ ? 3?為什么箱體零件常用鑄鐵材料？ (四) 銃削方式及其應用 ?銃削屬于斷續(xù)切削，實際切削面積隨時都在變化，因此 銃削力波動大，沖擊與振動大，銃削平穩(wěn)性差。但采用 合理的銃削方式，會減緩沖擊與振動，還對提高銃刀耐 用度、工件質(zhì)量和生產(chǎn)率具有重要的作用。 ? (1)周銃 圓柱銃刀在銃削平面時，主要是利用圓周上 的刀刃切削工件，所以稱之為周銃，其銃削方式分為順 銃和逆銃兩種，如圖6-8所示。 (a)逆銃 2)蚊憂

13、 ? 1）逆銃。當銃刀切削刃與銃削表面相切時，若切點銃削速度 的方向與工件進給速度的方向相反，稱為逆銃。 ?逆銃具有如下特點： ?①切削厚度由薄變厚。當切入時，由于刃口鈍圓半徑大于瞬時 切削厚度，刀齒與工件表面進行擠壓和摩擦，刀齒較易磨損。 尤其當冷硬現(xiàn)象嚴重時，更加劇刀齒的磨損，并影響已加工表 面的質(zhì)量。 ?②刀齒作用于工件上的垂直進給分力Fp向上，有挑起工件的趨 勢，因此要求夾緊可靠。 ?③縱向進給力Ff與縱向進給方向相反，使銃床工作臺進給機構(gòu) 中的絲桿與螺母始終保持良好的左側(cè)接觸，故工作臺進給速度 均勻，銃削過程平穩(wěn)。 ?④逆銃時，刀齒是從切削層內(nèi)部開始的，當工件表面有硬皮

14、時, 對刀齒沒有直接的影響。 ? 2）順銃。當銃刀切削刃與銃削表面相切時，若切點的銃削速 度的方向與工件進給速度的方向相同，稱為順銃。 ?:?順銃具有如下特點： ?①切削厚度由厚變薄，容易切下切屑，刀齒磨損較慢，已加工 表面質(zhì)量高。有些實驗表明，相對逆銃，刀具耐用度可提高 2?3倍。尤其在銃削難加工材料時效果更加明顯。 ?②刀齒作用于工件上的垂直進給分力Fp,壓向工作臺，有利于 夾季工件。 ?③豪向進必分力Ff與縱向進給方向相同，當絲杠與螺母存在間 隙鼠會屆匚用臺帶新絲杠向左竄動，造成進笙不站勻，會影 響工件表而粗*造度，也會因進給量突然增大而容易損壞刀齒。 ? 3）銃削方式的選

15、擇。綜和所述逆銃和順銃的特點，選擇銃削 方式的原則如下： ?①因為順銃無滑移現(xiàn)象，加工后的表面質(zhì)量較好，所以順銃多 用于精加工。逆銃多用于粗加工。 ?②加工有硬皮的鑄件、鍛件毛坯時應采用逆銃。 ?③使用無絲杠螺母間隙調(diào)整機構(gòu)的銃床加工時，也應該采用逆 銃。 ? (2)端銃 米用端面銃刀銃削工件時，主要是刀具端 面的切削刃進行切削，故稱為端銃。 可分為對稱銃 不對稱銃削可 ?根據(jù)端銃刀和工件間的相對位置不同, 削和不對稱銃削兩種不同的銃削方式O 以調(diào)節(jié)切入和切出時的切削厚度。不對稱銃削又分為 不對稱順銃和不對稱逆銃。如圖6-9所示。 6)不 WigR 圖6-9財稱詵削和不對稱詵削 3  ? 1）對稱銃削。刀齒切入、切岀工件時，切削厚度 相同的銃削稱為對稱銃削。一般端銃時常用這種銃 削方式。 ? 2）不對稱銃削。 ?:?①不對稱逆銃。刀齒切入時的切削厚度最小，切出 脾體翳飜盞爲勰震切入沖擊小常 ?②不對稱順銃。刀齒切入、切岀時的切削厚度正好 與不對稱逆銃相反。這種銃削方式可減小硬質(zhì)合金 的刑落破騏，提高刀具耐用度，可用于銃削不銹鋼 和耐熱金如 2613、1Cr18Ni9Tio