箱體類零件的加工工藝分析(1).pdf

2010年第17期 。機(jī)械與電子。 辯技信箱體類零件的加工工藝分析張世有(哈爾濱技師學(xué)院黑龍江哈爾濱150000)【摘要】本文從工藝路線的擬定、定位基準(zhǔn)的選擇、主要表面的加工三方面重點分析了箱體類零件的加工工藝，提出了三種先進(jìn)的孔精加工工藝方案：精鏜浮動鏜：金剛鐙一珩磨：金刖鐙一滾壓。并指出：箱體類零件的重要孔(如主軸孔)、孔系的加工精度成為葙體類零件的加工工藝關(guān)鍵?！娟P(guān)鍵詞】工藝路線擬定；定位基準(zhǔn)選擇；箱體平面加工；主軸支承孔加工；孔系加工箱體類零件是機(jī)械零件中的典型零件，是機(jī)器的基礎(chǔ)零件之一，它將機(jī)器及部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件裝配成一個整體，使其保持正確的相瓦位置，并按照一定的傳動莢系協(xié)調(diào)地運動。組裝后的箱體部件、用箱體的摹準(zhǔn)平面安裝在機(jī)器上因此箱體的加且對機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命有著決定性的影響。1工藝路線的擬定車床床頭箱要求加【的表面很多在這些加工表面中。平面加工精度比孔的加1：精度容易保證，所以箱體中主軸孔(主要孔)的加1：精度，孔系加工精度就成為工藝關(guān)鍵問題。因此。在工藝路線的安排中應(yīng)注意幾點。11先面后孔的加工順序先加工平面。由于切除了毛坯表面的凸凹不平和表面夾砂等缺陷，在加工分布在平面上的孔時，劃線，找正方便，而且當(dāng)鏜刀開始鏜孔肘，不會因端面有高低不平兩產(chǎn)生沖擊振動、損壞刀刃，因此，一般應(yīng)先加工平面。12粗、精加工階段要分開箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要表面的精度要求高，粗加工時產(chǎn)生的切削力、夾緊力和切削熱對加工精度有較大影響如果立即進(jìn)行精加工，那么粗加工后由于各種原因引起的精加工中就無法將其消除，從而影響箱體最終的精度。13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。但是在中、小批生產(chǎn)時，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和安裝次數(shù)，可將粗、精加工階段相對集中，盡可能放在同一臺機(jī)床上進(jìn)行，但要采用相應(yīng)的工藝措施來保證加工精度。1厚不均，鑄造時冷卻速度不一致，容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，且表面較硬。因此，鑄造后應(yīng)安排人工實效處理以消除內(nèi)應(yīng)力減小變形。2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。在選擇基準(zhǔn)時。首先要遵守“基準(zhǔn)同一”和“基準(zhǔn)重合”的原則。同時必須考慮生產(chǎn)批鼉的大小、生產(chǎn)設(shè)備、特別是夾具的選用等因素。21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景要均勻，防止加工時由于余量不均而引起振動，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肖的余量。其次要糾正箱體內(nèi)壁非加工表面與加工表面之間的相對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?？赡苁过X輪安裝時與箱體內(nèi)壁相碰。從這點考慮，應(yīng)選內(nèi)壁為租基準(zhǔn)，但是這將使裝夾極為困難，由于各軸孔和內(nèi)腔的砂心是一個整體，所以實際生產(chǎn)中選主軸孔和一個相距較遠(yuǎn)的軸孔作為粗基準(zhǔn)。22精基準(zhǔn)的選擇箱體零件精基準(zhǔn)的選擇有兩種可行的定位方案：一種是以裝配基準(zhǔn)面為豐青基準(zhǔn)，其優(yōu)點是裝配基準(zhǔn)面是許多孔系和平面的設(shè)計基準(zhǔn)。8所以能使定位基準(zhǔn)、設(shè)計基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)重合。不會產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差而且箱體開口向上，故調(diào)整刀具，觀察加工和測量孔徑均方便缺點是在)能采用吊架式鏜模，結(jié)構(gòu)剛性差、安裝誤差大、孔系精度低、裝卸不方便、生產(chǎn)率低、只適于中、小批生產(chǎn)；另一種是以頂面和兩個銷孔作精基準(zhǔn)其優(yōu)點是箱間導(dǎo)向支撐架固定在夾具座體上，剛性好、導(dǎo)向精度高、孔系位置精度也高。且定位、央緊、裝卸工件均方便，生產(chǎn)率高，適于批量自動線生產(chǎn)缺點是定位基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)(設(shè)計基準(zhǔn))不重合，增加了定位誤差。3主要表面的加工3，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刀架在一次安裝工件同時加工幾個平面。經(jīng)濟(jì)地保證慮銑削比刨削生產(chǎn)率高，大批大量生產(chǎn)時，采用專用夾具在組合機(jī)床上多個表面同肘加工，即保證_，乎面間的位置精度，又提高加工中在單件小批生產(chǎn)時用鏟刮或精刨進(jìn)行加工；大批大量生產(chǎn)時用磨削方法加工。32主軸支承孔的加工主軸支承孔的精度要求高，表面粗糙度小，故主軸支承孔的精加工(或光整加)在其它軸孔加工后再單獨進(jìn)行車床床頭箱主軸孔的精加工方案有：精鏜一浮動鏜；金剛鏜一珩磨；金剛鏜一滾壓。主軸的尺寸精度、表面租糙度時由上述主軸孔精加工方案巾的最終動”性質(zhì)的刀具來保證。而孔的位置精度則由前一1：序(或工步)予以保證。從工藝要求上，精鏜和半精鏜應(yīng)在不同的設(shè)備J：進(jìn)行，若設(shè)備條件不足則應(yīng)在精鏜和半精鏜工序之間對工件進(jìn)行自然時效處理。以保證箱體精度。33孔系加工箱體上一系列有相互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。對于平行孔系，在加工時主要是保證各平行孔中心線之間以及孔中心線與基準(zhǔn)面之閱的尺寸精度和平行度；同軸孔系主要是保證各孔的同軸度精度。331 單件小批生產(chǎn)箱體時，在普通鏜床上。按劃線依次找正孔的位置進(jìn)行加丁。此法誤差較大，為提高精度，可采用試鏜法，但此法找正、試切、測量比較耗時，生產(chǎn)效率低。箱體粗加工常采用樣板找正法：鏜床鏜桿上裝有千分表按樣板孔來找正鏜桿的位置，加工完一端上的孔之后，將工作臺回轉(zhuǎn)180。，在用同樣方法加工另一端面上的孔。332成批大量加工箱體孔系都采用鏜模。鏜模兩端有導(dǎo)向套可引導(dǎo)鏜桿進(jìn)行加工以保證。亡件的孔距精度，鏜桿與機(jī)床主軸采用浮動連接，孔距精度取決于鏜模精度及鏜桿與導(dǎo)套的配合精度和剛度。所以可利用精度不高的機(jī)床加工出精度較高的工件，鏜模能用于組合機(jī)床上作多孔同時加工、找正方便、生產(chǎn)率高、適用于成批生產(chǎn)，且箱體的同軸孔系的同軸度大部分用鏜模保證。對于箱壁較近的同軸孔，可采用導(dǎo)向套加工同軸孔，反之，可利用鏜床后立柱的導(dǎo)套支承鏜桿。產(chǎn)生同軸度誤差的原因是當(dāng)主軸進(jìn)給時鏜桿由于重力產(chǎn)生撓度而引起各孔的同軸度誤差；當(dāng)工作臺移動時導(dǎo)軌的直線度誤差導(dǎo)致各孔的同軸度誤差。小批生產(chǎn)時，為，提高精度有時也用鏜模方數(shù)據(jù)科技信息 。高校講壇o 2010年第17期l竺蕁【!到一 要羽口衰秘瓣等叫竺：型l衰示生成立檔模塊 r哆，一卜餾咭器1峙了囊上一 一 t 9、磷：射J_磊舾科l刪，曩n!用41馴棚月氆I(xiàn)、 ” 囊瞳柚1分開 ，、 “造類綜合實驗教學(xué)流程車削自動編程、平面及孔加工自動編程和在帶有復(fù)雜形面的零件上的自動編程。涉及的操作內(nèi)容如圖2所示流程圖憫。32用底紋圖框表示的是用以看出在乎貫穿了整個實驗過程，手動編程部分由斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件實現(xiàn)正好和能體現(xiàn)其自動編程的優(yōu)越性。其他內(nèi)容主要是文檔編輯，是資料整理出成果的必要手段。因此，有不可或缺的重要意義。在表5以上的實驗內(nèi)容在現(xiàn)了初步教改效果與總結(jié) 圈2 教改效果制造類綜合實驗巳經(jīng)過兩輪的教學(xué)通過實踐每個學(xué)生均在型包括鉆床夾具、銑床夾具或車床夾具，定位方法、央緊方案多種多樣，針對一個零件的一個工序，可設(shè)計出采用不同定位夾緊方法的夾具，充分發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)新能力。數(shù)控加工階段通過仿真軟件了解數(shù)控機(jī)床的操作，和實際操作機(jī)床的過程是相同的。尤其利用能看到數(shù)控加工的刀具軌跡使學(xué)生在編程階段便叮以清楚的看到刀具加工的過程。進(jìn)而避免經(jīng)常出現(xiàn)的撞刀等事故的發(fā)生。42教改總結(jié)421提高了學(xué)乍進(jìn)行二維設(shè)計和加工的實踐能力。1經(jīng)過幾年的學(xué)習(xí)，學(xué)生只是掌握了它的操作，但知其然不知其所以然，通過本實驗的實踐教學(xué)，讓學(xué)生將所學(xué)的操作技能挖加工相聯(lián)系，深化對專業(yè)知識的理解，了解軟件操作的目的。三維設(shè)計軟件在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用還遠(yuǎn)不如二維技術(shù)那么深入人心。因此研究廣三維設(shè)計產(chǎn)品的應(yīng)用是教師和學(xué)生共同的日標(biāo)和責(zé)任。422本實驗起到了承上啟下知識技能銜接的作用。制造類綜合實驗是針對機(jī)械設(shè)計及其自動化專業(yè)學(xué)生開設(shè)的。處于大二第一學(xué)期，學(xué)生已掌握專業(yè)基礎(chǔ)課的理論知識。并進(jìn)行了技術(shù)工作實踐等類型的識圖、建模、裝配、工程圖繪制等訓(xùn)練。初步具備設(shè)計的基本能力。經(jīng)過本實驗的學(xué)習(xí)，學(xué)生可從被告知如何建模轉(zhuǎn)變?yōu)樽约嚎紤]為什么這么建模。如何建模，并掌握數(shù)控加工的基本過程，了解產(chǎn)品的加工工藝和過程為以后的設(shè)計綜合實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計等大型綜合性設(shè)計提供必要的知識技能儲備打下良好的基礎(chǔ)。423多樣的教學(xué)手段保障教學(xué)效果。實驗過程中以學(xué)生鍛煉，教師輔導(dǎo)的形式為主。在各個階段還加入了必要的專題講座，給學(xué)生必要的引導(dǎo)。學(xué)生分組采用不固定的形式，且每組學(xué)生不超過五人，使學(xué)生在不同的模塊和不同的組員合作。加強(qiáng)團(tuán)隊合作能力，避免抄襲偷懶行為。5結(jié)束語將是設(shè)計制造類實驗內(nèi)容的改革。也是設(shè)計加工方法與時俱進(jìn)的體現(xiàn)。通過兩年的實踐已初具成效但還有需要改進(jìn)的地方：51 夾具設(shè)計的選題難以同時與學(xué)乍現(xiàn)階段所學(xué)的機(jī)械類知識、三維設(shè)計軟件應(yīng)用等多種知識匹配，選題還需繼續(xù)探討；52數(shù)控編程的選題是根據(jù)常見的軸類、盤類零件等確定的，有一定局限性。如果能從學(xué)生設(shè)計的夾具中取出一個典型零件來編制加工程序，將更能體現(xiàn)得整個實驗連貫性更強(qiáng)。k【參考文獻(xiàn)】1胡映寧，鄧敏和。等面向新型制造模式的機(jī)械類專業(yè)實驗教學(xué)體系啊實驗室研究與探索2007。26(2)：7880，115(2何建寧西機(jī)械，20031：5643溫莉娜王冒剛等基于】模具技術(shù)，20066：49524陳曉英，徐誡件在數(shù)控加工中的應(yīng)用機(jī)床與液壓，2006，1：6466【5】白啞玲，張宏，等基于l 0033：78816】袁鋒基于國工程機(jī)械學(xué)報，2007，5(3)：3667陳靜，崔建峰機(jī)械行業(yè)州經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院學(xué)報，2000。9，19(3)：9194作者簡介：李春燕(198卜)，女河北石家莊人講師，碩士，蓑師。從事三堆產(chǎn)品設(shè)計與制造方面的曩學(xué)與科研工作?！矩?zé)任編輯：張慧(上接第118頁)加工平行孔系。333單件小批生產(chǎn)在許多1=廠也廣泛采用坐標(biāo)法加工孔系孔距精度要求特別高時，可采用帶有游標(biāo)的精密刻線尺寸和準(zhǔn)確的光學(xué)讀數(shù)裝鐙的j；密坐標(biāo)鏜床。需要強(qiáng)凋的是用坐標(biāo)法加-【孔系時，原始孔以及鏜孔順序的確定是很重要的。在保證原始孔有較高的精度和較小粗糙度的條件下，應(yīng)注意兩點1)兩孔的中心距有精度要求時，兩孔應(yīng)連在一起加工，否則通過許多坐標(biāo)尺寸的位移誤差積累過大，難以保證孔距精度。2)原始孔應(yīng)位于箱壁的一側(cè)。依次加工各孔時，刀具可朝一個方向移動，避免了往返移動時由于間隙而造成誤差。g【參考文獻(xiàn)】1戴忠鶴，等，機(jī)械裁造工藝基礎(chǔ)動人事出版社2陳?？葯C(jī)械制造工藝基礎(chǔ)四版北京：中國勞動社會保障出版社3鄭品深機(jī)械制造_藝學(xué)中央廣播電視大學(xué)出版社4袁慧娟機(jī)械制造工藝學(xué)上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社5王啟平機(jī)槭制造工藝學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)