箱體類零件加工工藝-數控畢業論文
摘要：箱體類零件的加工質量直接影響機器的精度，性能和壽命，本文根據筆者幾年來從事技術工作的實踐從擬定工藝過程的原則，主要表面加工方法的選擇、定位基準的選擇三方面重點分析了箱體類零件的加工工藝。
關鍵詞：葙體平面加工;定位基準;工藝過程;內應力
箱體類零件是機器及其部件的基礎件，它將機器及其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的相互位置關系裝配成一個整體，并按預定傳動關系協調其運動。因此，箱體的加工質量不僅影響其裝配精度及運動精度，而且影響到機器的工作精度、使用性能和壽命。箱體的特點是形狀復雜、壁厚不均、需要加工較多的平面和精度較高的軸承孔，孔與孔、孔與平面的位置精度要求也較高，這些因素決定了箱體的加工難度較大。
1.主要表面加工方法的選擇
箱體的主要表面有平面和軸承支承孔。箱體平面的粗加工一般采用刨削和銑削，也可采用車削。牛頭刨床或普通銑床適合加工中、小件;龍門刨床或龍門銑床一般用來加工大件。刨削的優點是機床成本低，缺點是生產率低下，不適合大批量生產。銑削效率高，可用于大批量生產，磨削適用于大批量生產且精度要求又較高的時候。當生產批量較大時，可采用各種組合銑床對箱體各平面進行多刀、多面同時銑削;尺寸較大的箱體.也可在多軸龍門銑床上進行組合銑削，可有效提高箱體平面加工的生產率。箱體支承孔可根據孔徑的大小選擇加工方法，直徑小于50mm的孔一般不鑄出，而是采用鉆擴鉸的方案;直徑大于50mm的孔一般先鑄出，再采用粗鏜半精鏜精鏜(用浮動鏜刀片)的方案。對于表面質量要求比其余軸孔高的主軸軸承孔的加工是先精鏜，后用浮動鏜刀片進行精細鏜;對于精度要求很高的孔，可采用研磨、滾壓等工藝方法進行最后精加工。
2.擬定工藝過程的原則
2.1先面后孔的加工順序
箱體零件的主要加工表面是孔系和裝配基準面。箱體機械加工順序的安排一般應遵循先面后孔、先主后次的原則，先加工平面，后加工孔，有利于箱體往機器上裝配，因為先加工平面后加工支承孔，使定位基準與設計基準和裝配基準重合，從而消除因基準不重合而引起的誤差。另外，先以孔為粗基準加工平面，再以平面為精基準加工孔，這樣，可為孔的加工提供穩定可靠的定位基準，并且加工平面時切去了鑄件的硬皮和凹凸不平，對后序孔的加工有利，可減少鉆頭引偏和崩刃現象，對刀調整也比較方便。
2.2粗精力IIT_分階段進行
粗、精加工分開的原則：對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進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應力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設備等。
2.3科學安排熱處理工序
鑄件由于鑄造會產生內應力，可通過人工時效處理消除鑄造內應力，可在毛坯鑄造后安排一次，半精加工之后還可再安排一次時效處理，以便消除切削加工時產生的內應力。如坐標鏜床主軸箱等非常精密的箱體，在機械加工過程中還應安排較長時間的自然時效。箱體人工時效的方法，可選擇加熱保溫，還可采用振動時效。
3.定位基準的選擇
孔系之間及孔與裝配基準面之間的距離尺寸精度和相互位置精度，是箱體零件加工的主要工藝問題。其關鍵是定位基準的選擇，定位基準分為粗基準和精基準。
3.1粗基準的選擇
粗基準的選擇對零件主要有兩個方面影響，即影響零件上加工表面與不加工表面的位置和加工表面的余量分配。通常選用箱體重要孔的毛坯孔作粗基準。加工箱體時，按所劃的線找正安裝工件，則體現了以主軸孔作粗基準。由于鑄造箱體毛坯時，形成主軸孔、其它支承孔及箱體內壁的型芯是裝成一整體放入的，它們之間有較高的相互位置精度，因此不僅可以較好地保證軸孔和其它支承孔的加工余量均勻，而且還能較好地保證各孔的軸線與箱體不加工內壁的相互位置，避免裝入箱體內的齒輪、軸套等旋轉零件在運轉時與箱體內壁相碰。在選擇粗基準時，通常應遵循以下幾點要求：首先，確證各加工面均有加工余量，使得關鍵孔的加工余量和孔壁的厚薄都均勻，且各部分孔有適當的壁厚;其次，裝入箱體內的回轉零件(如齒輪、軸套等)應與箱壁有足夠的間隙;第三，務必保持箱體足夠的外形尺寸;最后，還應保證定位穩定，夾緊可靠。
根據生產類型不同，實現以主軸孔為粗基準的工件安裝方式也不一樣。大批大量生產時，由于毛坯精度高，可以直接用箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件安裝迅速，生產率高。在單件、小批及中批生產時，一般毛坯精度較低，按上述辦法選擇粗基準，往往會造成箱體外形偏斜，甚至局部加工余量不夠，因此通常采用劃線找正的辦法進行第一道工序的加工，即以主軸孔及其中心線為粗基準對毛坯進行劃線和檢查，必要時予以糾正，糾正后孔的余量應足夠，但不一定均勻。
3.2精基準的選擇
精基準主要是應能保證加工精度，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，一般優先考慮基準統一原則和基準重合原則。在中、小批量生產時，盡可能使定位基準與設計基準重合，以設計基準作為統一的定位基準。而大批量生產時，優先考慮的是如何穩定加工質量和提高生產率，由此而產生的基準不重合誤差通過工藝措施解決，如提高工件定位面精度和夾具精度等。應當根據實際生產條件靈活選擇加工表面確定為基準面。
在多數工序中，箱體利用底面(或頂面)及其上的兩孔作定位基準，加工其它的平面和孔系，以避免由于基準轉換而帶來的累積誤差，這就是所謂的基準統一原則，其特征是一面兩孔。基準統一原則適合于大批量生產過程中。
箱體上的裝配基準一般為平面，這些平面還是箱體上其它要素的設計基準，以這些裝配基準平面作為定位基準就是基準重合原則，其特征是三面定位。能夠提高箱體各主要表面的相互位置精度，比較適合小批生產過程中采用。
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