箱體零件的加工工藝設計

第六章箱體零件的加工工藝設計第一節(jié)零件圖樣的工藝分析 一、箱體類零件的功用和結構特點 (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 個產品的15%20%o:二、箱體類零件的技術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的嚙合質量。踹孵讓鋒蹩們謹豐翳驕蠶壽蠶髓 關系。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yA234.50.879122lf>0AoBD丄00心1| 10 0Q 01A- A展開/iSOPOT/003Dr矛Bl79N0z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:箱體零件有復雜的內腔，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 的箱體零件，為了縮短毛坯制造周期和降低 成本，可采用鋼板焊接結構。 2.大負荷的箱體零件有時也根據(jù)設計需要, 采用鑄鋼件毛坯。3在特定條件下，為了減輕質量,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、箱體零件毛坯精度及加工余量單件小批量生產，一般采用木模手工造型；在大批大量生產時，通常采用金屬模機器造型。為了減少加工余量，對于單件小批生產直徑大于 50mm的孔和成批生產大于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生；應 使箱體零件的壁厚盡量均勻，以減少毛坯制造時產生 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500oC550oC,保溫4 h6 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：: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）對于箱體零件上的孔系加工當生產批量較大時， 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Ra6.3Ra1.6。d）、e）銃溝槽f）銃臺階g）銃梯形槽h）切斷a）、b）、c）銃平面Tni）、j）銃角度槽k）、I）銃鍵槽m）銃齒形n）銃螺旋槽o）銃曲面 p）銃立體曲面q）球頭銃刀(二) 銃削加工的特點 (1)銃削時銃刀連續(xù)轉動，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?(a)圓柱銃刀(c)礎質合金端詵刀(d)鍵槽銃刀I2)立銃刀(W端饒刀模具鐵刀(g)半圓犍懵銃刀6)三面刃洗刀鋸片錢刀角度銃刀（2）按銃刀的結構分類 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 的銃刀稱為體內刃磨式，刀頭單獨刃磨的稱為體外 刃磨式。 4）可轉位式。將能夠轉位使用的多邊形刀片采用機 械方法裝夾汪刀祐上。這神結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。可轉 位式硬質合金銃刀現(xiàn)在已經使用得越來越廣泛。 (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。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構區(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、工件質量和生產率具有重要的作用。 (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 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：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 面的質量。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?？v向進給力Ff與縱向進給方向相反，使銃床工作臺進給機構 中的絲桿與螺母始終保持良好的左側接觸，故工作臺進給速度 均勻，銃削過程平穩(wěn)。逆銃時，刀齒是從切削層內部開始的，當工件表面有硬皮時, 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：切削厚度由厚變薄，容易切下切屑，刀齒磨損較慢，已加工 表面質量高。有些實驗表明，相對逆銃，刀具耐用度可提高 23倍。尤其在銃削難加工材料時效果更加明顯。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。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）銃削方式的選擇。綜和所述逆銃和順銃的特點，選擇銃削 方式的原則如下：因為順銃無滑移現(xiàn)象，加工后的表面質量較好，所以順銃多 用于精加工。逆銃多用于粗加工。加工有硬皮的鑄件、鍛件毛坯時應采用逆銃。使用無絲杠螺母間隙調整機構的銃床加工時，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?？煞譃閷ΨQ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。: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