箱體類零件的加工分析班級(jí)2011級(jí)車輛3班學(xué)號(hào)20111529作者劉琳娜摘要:研究復(fù)雜箱體類零件加工工藝，進(jìn)一步明確編制合理的加工工藝流程、選擇合適的定位裝夾方案、有效利用各種數(shù)控設(shè)備和加工刀具、設(shè)定最佳切削用量是保證復(fù)雜箱體類零件加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的重要途徑。關(guān)鍵詞：箱體零件定位基準(zhǔn)工藝流程高速切削夾具前言：箱體零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件，具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性和多樣性。它承載著軸、軸承、齒輪等有關(guān)零件，連接成部件或機(jī)器，因此箱體零件的加工質(zhì)量至關(guān)重要，它影響著機(jī)器的裝配精度、工作精度、使用性能和壽命。減少裝夾次數(shù)，可有效避免多次裝夾造成的累積誤差和裝夾誤差，提高零件加工精度和生產(chǎn)效率。一、定位基準(zhǔn)的選擇箱體定位基準(zhǔn)的選擇，直接關(guān)系到箱體上各個(gè)平面與平面之間、孔與平面之間、孔與孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證，以及對(duì)零件各表面的加工順序安排都有很大影響，當(dāng)用夾具安裝工件時(shí)，定為基準(zhǔn)的選擇還會(huì)影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。在選擇基準(zhǔn)時(shí)，首先要遵守“基準(zhǔn)同一”和“基準(zhǔn)重合”的原則，同時(shí)必須考慮生產(chǎn)批量的大小、生產(chǎn)設(shè)備、特別是夾具的選用等因素。因此，定為基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)很重要的工藝問題。（一） 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇影響各加工面的余量分配及不需加工面與加工面之間的位置精度。根據(jù)粗基準(zhǔn)選擇原則，應(yīng)首先考慮箱體上要求最高的主軸孔的加工余量要均勻，防止加工時(shí)因余量不均而引起振動(dòng)，影響加工精度和表面質(zhì)量，并要兼顧其余加工表面都有適當(dāng)?shù)挠嗔?。其次要糾正箱體內(nèi)壁加工表面與非加工表面之間的相對(duì)位置偏差，防止加工出的軸承孔端面與箱體內(nèi)壁之間的距離尺寸相差太大，可能是齒輪安裝時(shí)與箱體內(nèi)壁相碰。從這點(diǎn)考慮，選內(nèi)壁為粗基準(zhǔn)，但這將使裝夾極為困難，由于各軸孔和內(nèi)腔的砂芯是一個(gè)整體，所以實(shí)際生產(chǎn)中選主軸孔和一個(gè)相距較遠(yuǎn)的軸孔作為粗基準(zhǔn)。（二） 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度以及工件安裝方便可靠，箱體類零件精基準(zhǔn)選擇常用兩種原則：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、基準(zhǔn)重合原則。一面兩孔（基準(zhǔn)統(tǒng)一原則）在多數(shù)工序中，箱體利用底面（或頂面）及其上的兩孔作定位基準(zhǔn)，加工其它的平面和孔系，以避免由于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶來(lái)的累積誤差。三面定位（基準(zhǔn)重合原則）箱體上的裝配基準(zhǔn)一般為平面，而它們又往往是箱體上其它要素的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn)，避免了基準(zhǔn)不重合誤差，有利于提高箱體各主要表面的相互位置精度。由分析可知，這兩種定位方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件合理確定。在中、小批量生產(chǎn)時(shí)，盡可能使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。而大批量生產(chǎn)時(shí)，優(yōu)先考慮的是如何穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，由此而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差通過(guò)工藝措施解決，如提高工件定位面精度和夾具精度等。另外，箱體中間孔壁上有精度要求較高的孔需要加工時(shí)，需要在箱體內(nèi)部相應(yīng)的地方設(shè)置鏜桿導(dǎo)向支承架，以提高鏜桿剛度。因此可根據(jù)工藝上的需要，在箱體底面開一矩形窗口，讓中間導(dǎo)向支承架伸入箱體。產(chǎn)品裝配時(shí)窗口上加密封墊片和蓋板用螺釘緊固。這種結(jié)構(gòu)形式已被廣泛認(rèn)可和采納。若箱體結(jié)構(gòu)不允許在底面開窗口，而又必需在箱體內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向支承架，中間導(dǎo)向支承需用吊架裝置懸掛在箱體上方，如圖8-69所示。由于吊架剛度差，安裝誤差大，影響孔系精度；且吊裝困難，影響生產(chǎn)率。圈8*9吊架式螳模夾具二、工藝路線的擬定（一）先面后孔的加工順序箱體主要是由平面和孔組成，這也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱體加工的一般規(guī)律。因?yàn)橹饕矫媸窍潴w往機(jī)器上的裝配基準(zhǔn)，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)重合，從而消除因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。另外，先以孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣，可為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的定位基準(zhǔn)，并且加工平面時(shí)切去了鑄件的硬皮和凹凸不平，對(duì)后序孔的加工有利，可減少鉆頭引偏和崩刃現(xiàn)象，對(duì)刀調(diào)整也比較方便。（二）粗精加工分階段進(jìn)行粗、精加工分開的原則：對(duì)于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進(jìn)行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進(jìn)行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、切削熱、夾緊力對(duì)加工精度的影響，并且有利于合理地選用設(shè)備等。粗、精加工分開進(jìn)行，會(huì)使機(jī)床，夾具的數(shù)量及工件安裝次數(shù)增加，而使成本提高，所以對(duì)單件、小批生產(chǎn)、精度要求不高的箱體，常常將粗、精加工合并在一道工序進(jìn)行，但必須采取相應(yīng)措施，以減少加工過(guò)程中的變形。例如粗加工后松開工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力、以較小的切削用量，多次走刀進(jìn)行精加工。（三）工序集中或分散的決定箱體粗精加工階段分開符合工序分散的原則，但在中、小批生產(chǎn)時(shí)，為了減少使用機(jī)床和夾具的數(shù)量，以及減少箱體的搬運(yùn)和安裝次數(shù)，可將粗、精加工階段相對(duì)集中，盡可能放在同一機(jī)床上進(jìn)行，但要采用相應(yīng)的工藝措施來(lái)保證加工精度。（四）合理地安排熱處理工序?yàn)榱讼T造后鑄件中的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鑄造后安排一次人工時(shí)效處理，有時(shí)甚至在半精加工之后還要安排一次時(shí)效處理，以便消除殘留的鑄造內(nèi)應(yīng)力和切削加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于特別精密的箱體，在機(jī)械加工過(guò)程中還應(yīng)安排較長(zhǎng)時(shí)間的自然時(shí)效（如坐標(biāo)鏜床主軸箱箱體）。箱體人工時(shí)效的方法，除加熱保溫外，也可采用振動(dòng)時(shí)效。三、 主要表面的加工箱體的主要表面有平面和軸承支承孔。（一） 箱體的平面加工箱體平面的粗加工和半精加工經(jīng)常采用刨削和銑削加工。單件小批量生產(chǎn)中，用劃線找正的方法，采用刨和銑加工平面，在龍門刨床上可以用幾個(gè)刀架在一次安裝工件同時(shí)加工幾個(gè)平面，經(jīng)濟(jì)的保證了這些平面的位置精度。銑削比刨削生產(chǎn)率高，大批量生產(chǎn)時(shí)，采用專用夾具在組合機(jī)床上多個(gè)表面同時(shí)加工，既保證了平面間的位置精度又提高了生產(chǎn)率。精加工中，單件小批量生產(chǎn)時(shí)可用鏟刮或精刨進(jìn)行加工，大批量生產(chǎn)時(shí)用磨削加工。（二） 主軸支承孔的加工主軸支承孔精度要求高，表面粗糙度小，故主軸支承孔的精加工在其他軸孔加工后再單獨(dú)進(jìn)行。（三） 孔系加工箱體上一系列有相對(duì)位置精度要求的孔稱為孔系。這些孔精度要求高、加工困難，是箱體加工的關(guān)鍵，其中有平行孔系和同軸孔系。對(duì)于同軸孔系，主要是保證各孔的同軸度精度；平行孔系在加工時(shí)主要是保證各平行孔中心線之間以及孔中心線與基準(zhǔn)面之間的尺寸精度和平行度。四、 加工分析機(jī)械加工的工藝設(shè)計(jì)涉及加工機(jī)床、刀具、夾具和工件，工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定對(duì)于保證零件的正常加工有著重要作用。在機(jī)床、工件固定的前提下，刀具和夾具以及選擇的切削方式?jīng)Q定了工藝系統(tǒng)的整體性能。（一）夾具由于箱體類零件的外形不規(guī)則，在銑大面和鏜孔需要用專用夾具。夾具要既能保證工件裝夾可靠、定位精確，又能保證加工安全。減少切削力F的值有兩種途徑。傳統(tǒng)方法是減少切削深度，降低主軸轉(zhuǎn)速，但會(huì)引起刀具磨損加劇、切削溫度上升、表面粗糙度降低。先進(jìn)的方法是采用高速切削加工。（二） 高速切削根據(jù)高速切削理論，高速切削應(yīng)為切削溫度不再隨切削速度的加快而上升，且以高切削速度、高切削精度、高進(jìn)給速度為主要特征的切削加工。高速切削加工和常規(guī)切削加工相比具有切削力低、減少熱變形、加工表面質(zhì)量高、增加機(jī)床結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等顯著的特點(diǎn)。（三） 刀具刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法，加工表面的尺寸、工件的材料、加工精度和表面粗糙度要求，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等，一般應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)采用高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具及其他專用刀具。箱體零件的材料有鑄鐵和鋁合金兩種，經(jīng)過(guò)對(duì)多種刀具材料的加工試驗(yàn)和綜合比較，硬質(zhì)合金涂層刀具加工鑄鐵箱體、金屬陶瓷刀具加工鋁合金箱體體現(xiàn)出較高的性價(jià)比。箱體類零件在臥式加工中心上加工提高了產(chǎn)品精度及加工效率，大大降低了成本。五、 新技術(shù)的出現(xiàn)加工中心（MachiningCenter）簡(jiǎn)稱MC，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于加工復(fù)雜零件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。加工程序的編制，是決定加工質(zhì)量的重要因素。加工中心所配置的數(shù)控系統(tǒng)各有不同，各種數(shù)控系統(tǒng)程序編制的內(nèi)容和格式也不盡相同，但是程序編制方法和使用過(guò)程是基本相同的。加工中心是一種工藝范圍較廣的數(shù)控加工機(jī)床，能進(jìn)行銑削、鏜削、鉆削和螺紋加工等多項(xiàng)工作。加工中心特別適合于箱體類零件和孔系的加工。六、 前景展望通過(guò)本篇論文寫作，讓我進(jìn)一步學(xué)習(xí)箱體類零件加工工藝及箱體使用新技術(shù)的知識(shí)。機(jī)械制造是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)，世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)不把發(fā)展機(jī)械制造放在優(yōu)先地位。采用加工中心的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)效率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的經(jīng)濟(jì)效益。利用加工中心加工零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對(duì)保證制品質(zhì)量，縮短試用周期，進(jìn)而爭(zhēng)先占領(lǐng)市場(chǎng)，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和