殼體類機(jī)加工藝簡(jiǎn)介編著

王建亭

（第一版）2016年08月11日一、簡(jiǎn)介1、殼體類產(chǎn)品介紹殼體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，其作用是將機(jī)器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件聯(lián)成一個(gè)整體，并使之保持正確的相對(duì)位置，彼此能協(xié)調(diào)工作，以傳遞動(dòng)力、改變速度，完成機(jī)器或部件的預(yù)定功能。因此，殼體零件的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的性能、精度和壽命。對(duì)于變速箱殼體類產(chǎn)品毛坯材料多為鋁合金、鑄鐵，鋁件殼閥體材料為AlSi9Cu3，泵殼為牌號(hào)為F25的灰口鑄鐵，差殼為牌號(hào)為FCD600的球墨鑄鐵。2、殼體類產(chǎn)品的工藝路線：對(duì)于殼閥體的大致加工工藝路線為銑結(jié)合面→加工工藝孔→鉆孔、攻絲→粗鏜軸承孔→精鏜軸承孔和定位銷孔加工工藝孔鉆孔攻絲粗鏜軸承孔\定位孔精鏜軸承孔/定位銷孔下料工位銑結(jié)合面成品送物料車1234567外觀、尺寸檢測(cè)7機(jī)械加工：機(jī)加工位是殼體類包括其它產(chǎn)品加工中的主要環(huán)節(jié)，殼體類零件的常用表面包括平面、圓柱面、圓錐面、成形表面（如螺紋表面），此外，還有球面、圓環(huán)面、雙曲面等，因此，其加工方法有銑削加工、鉆銷加工、鏜削加工，車削加工。車削加工:車削加工是機(jī)械加工中應(yīng)用最多的加工方法之一，廣泛用于各種回轉(zhuǎn)體零件的加工，零件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，刀具軸向或徑向進(jìn)給為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其成形方法屬于軌跡法。它可以加工的表面有外圓、內(nèi)孔、端面、錐面、螺紋等。表面粗糙度Ra值可達(dá)0.8~1.6um，精細(xì)車可達(dá)到0.4~0.025um。粗糙度評(píng)定參數(shù)：國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定表面粗糙度的參數(shù)由高度參數(shù)、間距參數(shù)和綜合參數(shù)所組成。高度參數(shù)有以下三個(gè)：（1）輪廓算術(shù)平均偏差Ra(2)微觀不平度十點(diǎn)高度Rz常采用的刀具有：主偏角Kr：刀具主切削平面與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向間的夾角。刀尖角εr:是主切削平面與副切削平面間的夾角。副切削面主切削面刀具材材料：：對(duì)于金金屬切切削加加工，，刀具具切削削部分分的材材料在在切削削時(shí)承承受高高溫、、高壓壓、摩摩擦、、沖擊擊和振振動(dòng)。。因此此，刀刀具材材料應(yīng)應(yīng)具備備如下下的性性能：：（1）高的硬硬度和和耐磨磨性（2）足夠夠的強(qiáng)強(qiáng)度和和韌性性（3）良好好的耐耐熱性性和導(dǎo)導(dǎo)熱性性（4）良好的工工藝性和經(jīng)經(jīng)濟(jì)性常用刀具材材料種類有有：碳素工工具鋼、合合金工具鋼鋼、高速鋼鋼、硬質(zhì)合合金和超硬硬材料等，，生產(chǎn)中使使用最多的的是高速鋼鋼和硬質(zhì)合合金。切削用量：：切削用量是用來表示示切削運(yùn)動(dòng)動(dòng)調(diào)整機(jī)床床的參量，并且可用用它對(duì)主運(yùn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行行定量的表表述。它包包括以下三三個(gè)要素：：1、切削速度度（））刀具切削刃刃選定點(diǎn)相相對(duì)于工件件主運(yùn)動(dòng)的的瞬時(shí)速度度為切削速速度。單位m/min計(jì)算公式：：式中：————切削刃選定定點(diǎn)處所對(duì)對(duì)應(yīng)的工件件或刀具的的回轉(zhuǎn)直徑徑，單位為為mm；————工件或刀具具的轉(zhuǎn)速，，單位為r/min2、進(jìn)給量（（）刀具在進(jìn)給方方向上相對(duì)于于工件的移動(dòng)動(dòng)量稱為進(jìn)給給量，它可用用刀具或工件件每轉(zhuǎn)的移動(dòng)動(dòng)量（單位為為mm/r）來表達(dá)或度度量。進(jìn)給量的大小小反映進(jìn)給速速度Vf的大小。進(jìn)給給速度是指切切削刃選定點(diǎn)點(diǎn)相對(duì)于工件件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)動(dòng)的瞬時(shí)速度度，單位為mm/min。(3)背吃刀量(ap)在通過切削刃刃選定點(diǎn)并垂垂直于工作平平面的方向上上測(cè)量的吃刀刀量，稱為背背吃刀量。對(duì)于車削加工工進(jìn)給量或進(jìn)進(jìn)給速度要根根據(jù)零件的加加工精度、表表面粗糙度、、刀具和工件件材料來選。。粗車時(shí)，在在工藝系統(tǒng)的的剛度和刀具具強(qiáng)度允許的的情況下，選選用較大的進(jìn)進(jìn)給量。半精精車和精車時(shí)時(shí)，進(jìn)給量取取得較小。粗車時(shí)時(shí)，背背吃刀刀量和和進(jìn)給給量都都較大大，切切削速速度受受刀具具壽命命和機(jī)機(jī)床功功率的的限制制，一一般取取較大大值。。以下下是硬硬質(zhì)合合金刀刀具車車削時(shí)時(shí)切削削用量量的一一些參參考值值銑削加加工：：銑削是是一種種應(yīng)用用非常常廣泛泛的切切削加加工方方法，，主要要適用用于平平面、、曲面面、臺(tái)臺(tái)階、、溝槽槽及成成形表表面等等的加加工，，其加加工精精度一一般為為IT9~IT7，，表面粗粗糙度度為Ra6.3~1.6um。銑刀是是典型型的多多刃回回轉(zhuǎn)刀刀具，，它的的每一一個(gè)刀刀齒相相當(dāng)于于一把把車刀刀。銑銑刀刀刀齒在在刀具具上的的分布布有兩兩種形形式：：一種種是分分布在在銑刀刀的圓圓柱面面上；；一種種是切切削刃刃分布布在銑銑刀的的端部部。對(duì)對(duì)應(yīng)銑銑削方方式有有圓周周銑削削（周周銑））和端端面銑銑削（（端銑銑）。。周銑端銑一、銑銑削用用量銑削時(shí)時(shí)調(diào)整整機(jī)床床用的的參量量稱為為銑削削用量量要素素，又又稱銑銑削要要素。。它包包括背背吃刀刀量，，側(cè)側(cè)吃刀刀量，，切切削速速度，，和和進(jìn)給給量。。（1）背吃吃刀量量周周銑時(shí)時(shí)為為被加加工表表面的的寬度度；面面端銑銑時(shí)，，為為切削削層深深度。。（2）側(cè)吃刀刀量周周銑銑時(shí)，，為為切切削層層深度度；而而端銑銑時(shí)，，為為被加加工表表面寬寬度。。（3）銑削削速度度銑銑削削速度度是銑銑刀主主運(yùn)動(dòng)動(dòng)的線線速度度，單單位為為m/min。（4）進(jìn)給量量銑銑削削進(jìn)給給量三三種表表示方方式：：1）進(jìn)給速速度（（））單單位位時(shí)間間內(nèi)工工件與與銑刀刀沿進(jìn)進(jìn)給方方向的的相對(duì)對(duì)位移移量，，mm/min。2）每轉(zhuǎn)進(jìn)進(jìn)給量量（（f）銑銑刀刀每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)，，工件件與銑銑刀沿沿進(jìn)給給方向向的相相對(duì)位位移量量，單單位為為mm/r。3）第齒進(jìn)進(jìn)給量量（））銑銑刀刀每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一個(gè)個(gè)刀齒齒時(shí)，，工件件與銑銑刀沿沿進(jìn)給給方向向的相相對(duì)位位移量量，單單位為為mm/z。二、銑銑削力力的計(jì)計(jì)算銑刀的的銑削削合力力（總總切削削力））是作作用在在每一一個(gè)工工作切切削齒齒上的的切削削力之之和。。為便便于分分析計(jì)計(jì)算，，把銑銑削合合力看看作是是作用用在一一個(gè)切切削齒齒上，，并將將其分分解為為三個(gè)個(gè)互相相垂直直的分分力如如下圖圖：（1）切削削力（（））銑銑削削合力力在在主運(yùn)運(yùn)動(dòng)方方向的的分力力。（2）垂直直切削削力（（））銑銑削削合力力在垂垂直于于主運(yùn)運(yùn)動(dòng)方方向的的分力力。它它會(huì)使使銑刀刀刀桿桿產(chǎn)生生彎曲曲和扭扭轉(zhuǎn)變變形。。（3）背向向力（（））銑銑削合合力在在銑刀刀軸線線方向向上的的分力力。附圖銑削力力的計(jì)計(jì)算銑削力力一般般只計(jì)計(jì)算主主切削削力，，式中表示平平均切切削面面積，，進(jìn)給給方向向切削削層的的截面面積的的平均均值,與背吃吃刀量量，和和進(jìn)給給量是是成正正比的的HBS表示被被加工工工件件材料料的布布氏硬硬度值值。表示工作作切削齒齒數(shù)。從上式可可以看出出，工件件材料硬硬度越高高，切削削力越大大，同時(shí)時(shí)可通過過切削面面積間接接得知，，銑削時(shí)時(shí)的背吃吃刀量和和進(jìn)給量量的增大大，都會(huì)會(huì)導(dǎo)致切切削力Fc的增大。。但對(duì)對(duì)切切削力的的影響要要比背吃吃刀量對(duì)對(duì)主切削削力的影影響小。。所以在在切削面面積一定定的條件件下，應(yīng)應(yīng)選用較較小的背背吃刀量量和較大大的進(jìn)給給量，以以減小切切削變形形和振動(dòng)動(dòng)。銑刀種類類：銑刀一般般按其用用途可分分為加工工平面用用銑刀、、加工溝溝槽用銑銑刀、加加工成形形面用銑銑刀等三三大類。。面銑刀立銑刀槽銑刀鉆削加工工：用鉆頭在在實(shí)體材材料上加加工孔的的方法稱稱為鉆孔孔，其主主運(yùn)動(dòng)是是刀具的的旋轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)動(dòng)是鉆頭頭的軸向向移動(dòng)。。鉆孔常用用刀具是是麻花鉆鉆和直槽槽鉆（附附圖）。。麻花鉆直槽鉆鉆孔的精精度較低低，一般般只能達(dá)達(dá)到IT13~IT11，鉆孔后的的表面也也比較粗粗糙，表表面粗糙糙度值為為50~12.5um。一般作作為孔的的預(yù)加工工或精度度要求很很低的最最終加工工。切削用量量及其確確定：（1）切削速速度的確確定鉆鉆削削時(shí)的切切削速度度指鉆頭頭外緣的的線速度度?？刹殚喯嘞嚓P(guān)手冊(cè)冊(cè)（附表表）。加工鋁鋁合金高高速鋼鉆鉆頭查表表鉆削速速度為40~70m/min。（2）進(jìn)給量量的確定定小直徑鉆鉆頭進(jìn)給給量f主要受鉆鉆頭的鋼鋼性或強(qiáng)強(qiáng)度限制制，大直直徑鉆頭頭受機(jī)床床進(jìn)給機(jī)機(jī)構(gòu)動(dòng)力力及工藝藝系統(tǒng)剛剛性限制制。普通麻花花鉆進(jìn)給給量可按按以下經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式式計(jì)算：：F=(0.01~0.02)d（3）背吃刀刀量的確確定對(duì)鉆削而而言，鉆鉆頭直的的一半就就是鉆削削時(shí)的背背吃刀量量。鉆孔的直直徑一般般不超過過Φ80?？讖酱笥谟讦?0的孔，一一般應(yīng)分分兩次鉆鉆，第一一次鉆孔孔直徑約約為第二二次的（（0.5~0.7）倍。擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔刀具具對(duì)已鉆出、、鑄出或鍛出出的孔進(jìn)行加加工的方法。。擴(kuò)孔常用作作鉸孔前的預(yù)預(yù)加工，也可可作為加工要要求不高的孔孔的最終加工工。鉸削加工用鉸刀從未淬淬硬的孔壁上上切除微量金金屬層，以提提高其尺寸精精度和降低表表面粗糙度值值的方法，稱稱為鉸孔。由于鉸刀的制制造十分精確確，加上鉸削削時(shí)切削余量量?。ňq時(shí)時(shí)僅為0.01~0.03mm），所以鉸孔孔后精度等級(jí)級(jí)一般可達(dá)IT9~IT7，表面粗糙度Ra值為0.63~5um，精細(xì)鉸精度度等級(jí)最高可可達(dá)IT6，表面粗糙度Ra值為0.16~0.32um。鉸孔用量的確確定鉸孔余量對(duì)鉸鉸孔質(zhì)量有較較大的影響。。若余量過大大，會(huì)因切削削力大，發(fā)熱熱過多而引起起鉸刀振擺增增大，導(dǎo)致孔孔徑擴(kuò)大，精精度降低，孔孔壁表面粗糙糙。背吃刀量量過小，則切切不掉上道工工序所留下的的表面粗糙度度和變質(zhì)層。。通常，鉸孔孔余量依孔徑徑大小而定。?？讖綖?~30mm時(shí)，粗鉸余量量為0.15~0.25mm,精鉸余量為0.04~0.15mm，孔徑較小或或精度要求較較高時(shí)取小值值。鉸孔的切削速速度低，切削削力、切削熱熱都小，可有有效減小積屑屑瘤的產(chǎn)生。。提高切削速速度，鉸刀磨磨損加劇，還還會(huì)引起振動(dòng)動(dòng)，被加工孔孔的尺寸精度度和表面質(zhì)量量都會(huì)下降，對(duì)對(duì)鉸孔極為不不利。一般鉸鉸鋼件時(shí)，切切削速度Vc=1.5~5m/min；鉸鑄鐵件時(shí)時(shí)Vc=8~10m/min。鉸孔的進(jìn)給給量也應(yīng)適中中，進(jìn)給量太太小，切削厚厚度過薄，鉸鉸刀的擠壓作作用會(huì)明顯加加大，加速鉸鉸刀后刀面的的磨損；進(jìn)給給量太大，則則背向力也大大，孔徑可能能擴(kuò)大。一般般鉸削鋼件時(shí)時(shí)f=0.3~2mm/r,鉸削鑄鐵件時(shí)時(shí)f=0.5~3mm/r。螺紋加工按螺紋用途可可將其分為緊緊固螺紋、傳傳動(dòng)螺紋和緊緊密螺紋三類類。1、緊固螺紋用于緊固或連連接零件，如如公制普通螺螺紋。2、傳動(dòng)螺紋用于傳遞動(dòng)力力或精確的位位移，如梯形形螺紋、絲桿桿。3、緊密螺紋螺紋的加工方方法主要有：：車、套、攻絲絲、鑲套板牙絲錐螺紋套切削絲錐擠壓絲錐是通通過金屬的塑塑性形變加工工螺紋，沒有有切屑。適用用于銅鋁不銹銹鋼中低碳鋼鋼。切削絲錐顧名名思義是通過過切削方式加加工螺紋，有有容屑槽。可可加工各種螺螺紋。又可細(xì)細(xì)為分為直槽槽絲錐，螺旋旋槽絲錐。底孔鉆如何選選擇？加工時(shí)時(shí)進(jìn)給與轉(zhuǎn)速速之比等于螺螺距。切削液的選擇擇在金屬切削過過程中，合理理選擇切削液液，可以改善善工件與刀具具間的摩擦狀狀況，降低切切削力和切削削溫度，減輕輕刀具磨損，，減小工件的的熱變形，從從而可以提高高刀具壽命，，提高加工效效率和加工質(zhì)質(zhì)量。切削液的作用用：a)冷卻作用b)潤滑作用c)清洗作用d)防銹作用常用的切削液液分為三大類類：水溶液、、乳化液、和和切削油。綜合以上所介介紹的加工方方法，殼體類類常用的加工工設(shè)備有車床床數(shù)控車，加加工中心，組組合式專用機(jī)機(jī)床等。清洗工位：工件清洗的目目的是去除油油污、雜質(zhì)等等，獲得清潔潔的產(chǎn)品，對(duì)對(duì)于鋼鐵零件件表面的動(dòng)植植物油脂和礦礦物油脂的清清除，可采用用堿性溶液加加入少量乳化化劑，經(jīng)加溫溫后清洗。若若采用壓力噴噴射，除油效效果更佳。清清洗完后，應(yīng)應(yīng)用加熱的清清水噴射，沖沖洗掉零件表表面殘留的堿堿溶液。殼體類零件的的測(cè)量殼體類零件的的主要控制尺尺寸有孔徑尺尺寸，孔的位位置尺寸。如下圖，了解解一下孔的位位置測(cè)量，那那么孔位置度在三三坐標(biāo)設(shè)量?jī)x儀是怎么測(cè)的的呢？位置度度又是什么？？孔位置三坐標(biāo)標(biāo)測(cè)量步聚：：1、選擇基準(zhǔn)面采采點(diǎn)，三點(diǎn)確確定一個(gè)面；；2、選擇兩個(gè)孔確確定另兩個(gè)軸軸，一個(gè)孔定定心，一個(gè)孔孔定向3、求出兩孔中心心X、Y方向的距離，，并求兩孔中中心連線與水水平軸夾角的的正切值，求求其反正切值值，確定角度度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；；4、將定心孔進(jìn)行行偏置，確定定輸出測(cè)量孔孔的坐標(biāo)數(shù)值值位置度：當(dāng)采用任意方方向上位置度度公差時(shí)，其其公差帶是以以軸線的理想想位置為軸線線，直徑為公公差值t的圓柱面內(nèi)的的區(qū)域。理想孔實(shí)際孔殼體類零件的的裝夾殼體類產(chǎn)品加加工采用典型型的一面兩孔孔定位。工件的裝夾包包括定位和夾夾緊兩個(gè)過程程。定位是指確定定工件在機(jī)床床或夾具中占占有正確位置置的工藝過程程。夾緊是指指將工件定位位后的位置固固定下來，使使其在加工中中保持定位位位置不變的工工藝過程。工件的定位原原理：任何一一個(gè)自由剛體體，在空間均均有6個(gè)自由度，即即沿空間坐標(biāo)標(biāo)軸x、y、z三個(gè)方向的移移動(dòng)和繞此三三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。壓板定位面定位銷212224F200138.9±±0.1首先，我們要要保證尺寸138.9±±0.1，因此在工件件定位當(dāng)中我我們要限制工工件上下移動(dòng)動(dòng)這個(gè)自由度度，也就是利利用托盤的定定位面，限制制工件的上下下移動(dòng)ZXY同理，我們要要加工F100面上的孔時(shí)，，為了保證各各孔的位置精精度，就要限限制工件的左左右移動(dòng)的自自由度，利用用兩個(gè)定位銷銷來保證，一一個(gè)定心，一一個(gè)定向三、數(shù)控技術(shù)術(shù)數(shù)控是數(shù)字控控制（NumericalControl，簡(jiǎn)稱NC）技術(shù)的簡(jiǎn)稱稱，是用數(shù)字字化代碼實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動(dòng)控制技技術(shù)的總稱。。根據(jù)不同的控控制對(duì)象，存存在各種數(shù)字字控制系統(tǒng)。。數(shù)控機(jī)床是采采用數(shù)