情境四課件 機械加工工藝

1、學習情境四學習情境四箱體加工工藝方案制定與實施箱體加工工藝方案制定與實施任務任務1 1：砂輪架箱體概述：砂輪架箱體概述任務任務2 2：砂輪架箱體的加工計劃（一）：砂輪架箱體的加工計劃（一） -相關知識介紹（箱體零件平面的加工）相關知識介紹（箱體零件平面的加工） 任務任務3 3：砂輪架箱體的加工計劃（二）：砂輪架箱體的加工計劃（二） -相關知識介紹（箱體零件孔系加工相關知識介紹（箱體零件孔系加工 及其精度分析）及其精度分析） 任務任務4 4：砂輪架箱體的加工計劃（三）：砂輪架箱體的加工計劃（三） -相關知識介紹（箱體零件專用夾具）相關知識介紹（箱體零件專用夾具） 任務任務5 5：砂輪架箱體的加工

2、計劃（四）：砂輪架箱體的加工計劃（四） -工藝方案的設計工藝方案的設計任務任務6 6：砂輪架箱體的工藝實施：砂輪架箱體的工藝實施任務任務7 7：砂輪架箱體的檢查及評估：砂輪架箱體的檢查及評估 一、布置工作任務，明確要求一、布置工作任務，明確要求 二、觀察砂輪架箱體樣品，了解砂輪架箱體基本結構二、觀察砂輪架箱體樣品，了解砂輪架箱體基本結構 三、讀圖并分析零件圖三、讀圖并分析零件圖 砂輪架箱體屬于箱體類零件，它是磨床的基礎件之一。在磨床砂輪架中，由它將一些軸、套、輪、軸承等零件組裝在一起，使其保持正確的相互位置關系，并且能按照一定的傳動要求傳遞動力和運動，構成磨床的一個重要部件。因此，砂輪架箱體的

3、加工質量對磨床的精度、性能和壽命都有一定的影響。 1.砂輪架箱體使用性能與設計要求 各種砂輪架箱體的尺寸和結構形式雖有所不同，但其使用性能卻基本一致，即保證砂輪主軸的高運動精度與位置精度，并能保持精度的高度穩(wěn)定，抗振、吸振，高剛性、足夠的強度，箱體受力、受熱變形小，有足夠的耐磨性，熱處理變形小，機械加工性好等。因此應在滿足裝配空間及操作空間要求的前提下，要求其結構尺寸小而緊湊、結構剛性高，主軸支承孔精度高并應嚴格同軸，中心孔軸線與定位端面應保持嚴格垂直，箱體的壁厚要足夠且變化較小，材料的熱處理性能應穩(wěn)定等。工模具磨床砂輪架箱體如圖4-1所示。 2.砂輪架箱體結構與技術要求任務1 砂輪架箱體概述

4、 砂輪架箱體砂輪架箱體實物圖實物圖圖4-1 M9116模具工具磨床砂輪架殼體 （1）砂輪架箱體的結構分析 從圖4-1中可以看到，該磨床砂輪架箱體結構具有以下幾個特點： 1)箱體的裝配基準選擇平導軌與V形導軌的組合方式，其定位準確，承載能力強，與磨床砂輪架的使用性能相適應； 2)箱體尺寸在滿足裝配關系與操作空間的要求下，盡量選取小值，因此整個箱體結構緊湊，體積較??； 3)箱體采用上開口封閉狀結構形式，在壁厚較小的情況下，零件結構剛度較高； 4)箱體導軌長度有所加長，以利于箱體導向精度與承載強度； 5)箱體壁厚比較均勻，有利于消除或減少零件的內(nèi)應力對加工精度的影響； 6)砂輪架箱體上的主軸支承孔、

5、箱體的裝配基準平導軌與V形導軌面、軸向推力軸承的定位端面為箱體的重要表面；比較重要的表面有其它組件與部件的安裝基準面。 （2）砂輪架箱體的技術要求及其分析 1)砂輪主軸支承孔尺寸精度為IT7，屬于一般精度等級；兩主軸孔的相互位置精度-同軸度要求為0.03mm，為較高精度等級；主軸孔的形狀精度包括在尺寸精度中，沒有單獨提出要求。這些指標的確定，是由主軸的支承方式以及所選用的具體軸承結構所決定。由于三片瓦軸承主要通過定心調(diào)整達到高精度的裝配要求，所以軸承孔的高精度，對提高砂輪架的裝配精度意義不大。 2)箱體主軸軸向定位端面對靠近砂輪端軸孔中心的跳動為0.015mm，而對遠離砂輪端（即皮帶輪端）軸孔

6、中心的跳動沒有提出要求。該項要求主要考慮跳動對主軸軸向竄動的影響程度來確定。根據(jù)誤差的傳遞規(guī)律，靠近砂輪端的跳動誤差對主軸軸向竄動影響明顯，因此只對該位置的跳動提出了較高的要求，而沒有選擇遠離砂輪端的后軸承孔端面作為主軸軸向定位面，更沒有對其端面提出較高跳動要求。 3)砂輪架箱體的裝配基準導軌面相對設計基準的位置精度、它們之間的相互位置精度以及各自的形狀精度都有較高的要求，其誤差值在0.010.04mm之間，以滿足砂輪架在磨床上的位置精度和運動精度要求 4)其它組件、部件的裝配基準面，其尺寸精度、位置精度和形狀精度也有一定的要求。 四、箱體類零件的材料、毛坯及熱處理四、箱體類零件的材料、毛坯及

7、熱處理 箱體零件有復雜的內(nèi)腔，應選用易于成型的材料和制造方法。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。因此，箱體零件的材料大都選用HT200 HT400的各種牌號的灰鑄鐵。最常用的材料是HT200 ，而對于較精密的箱體零件（如坐標鏜床主軸箱）則選用耐磨鑄鐵。某些簡易機床的箱體零件或小批量、單件生產(chǎn)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。某些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。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)動機箱體等。 鑄件毛坯的精度和加工余量是根據(jù)生產(chǎn)批量而定的。對于單件小批生產(chǎn)，一

8、般采用木模手工造型，毛坯精度低，余量大。在大批大量生產(chǎn)時，通常采用金屬模機器造型，毛坯精度較高，余量可適當減低。為了減少加工余量，對于單件小批生產(chǎn)直徑大于50mm的孔和成批生產(chǎn)大于30mm 的孔，一般都要鑄出預孔。 熱處理是箱體零件加工過程中的一個十分重要的工序，需要合理安排。由于箱體零件的結構復雜，壁厚也不均勻，因此，在鑄造時會產(chǎn)生較大的殘余應力。為了消除殘余應力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，所以，在鑄造之后必須安排人工時效處理。普通精度的箱體零件，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一次人工時效處理，以消除粗加工所造成的殘余應

9、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，使之得到自然時效任務任務2 砂輪架箱體的加工計劃（一）砂輪架箱體的加工計劃（一） -相關知識介紹（箱體零件平面的加工）相關知識介紹（箱體零件平面的加工） 一、平面的常規(guī)加工方法一、平面的常規(guī)加工方法 零件上有多種形式的加工平面，如箱體零件的結合面，軸、盤類零件的端平面，平板類零件的平面，機床導軌的組合平面等。平面的加工方法很多，如車削、銑削、磨削、拉削、刮研、研磨、拋光、超精加工等。應根據(jù)零件的結構、形狀、尺寸、技術要求和生產(chǎn)類型的不同合理選擇加工方法。 1.銑削加工 銑削加工是目前應用最廣泛的切

10、削加工方法之一，適用于平面、臺階溝槽、成形表面和切斷等加工。銑削時，每個刀齒不均勻,不連續(xù)切削,切入與切離時均會硬氣沖突與振動；切削層參數(shù)及切削力是變化的,也易引起振動,影響加工質量;同時參加切削的刀齒較多,生產(chǎn)率較高. 。銑削加工生產(chǎn)率高，加工表面粗糙度值較小，精銑表面粗糙度Ra值可達 3.21.6m，兩平行平面之間的尺寸精度可達IT9IT7，直線度可達0.08mm/m0.12mm/m。 （1）銑削要素與銑削方式（見圖4-24-4）圖4-2 銑削用量要素圖4-3 圓周銑削方式圖 4-4端銑的銑削方式 2.刨削加工 刨削是以刨刀相對工件的往復直線運動與工作臺（或刀架）的間歇進給運動實現(xiàn)切削加工

11、的。刨削加工應用于單件小批生產(chǎn)及修配工作中。其加工的經(jīng)濟精度為IT9IT7,最高可達IT6，表面粗糙度值Ra一般為6.31.6m ，最低可達0.8m。刨削的工藝特點: （1）刨削的主運動為直線往復運動，切入和切出時有較大的沖擊，慣性力大，切削速度不宜太快，因此，只適于中、低速條件下加工。 （2）刨削后的工件表面硬化層很薄。當工件加工質量要求較高時，采用寬刃精刨可以獲得理想的效果，而且可以實現(xiàn)以刨代刮。 （3）刨刀在返回行程中一般不進行切削，增加了輔助時間，再加上刨削都是單刀工作，因此生產(chǎn)率一般較低。但在刨削狹長平面（如機床導軌面）或采取多件、多刀刨削時，生產(chǎn)率可以提高。 （4）刨削時，機床和刀

12、具的調(diào)整均比較簡單，生產(chǎn)前準備工作少，適應性較強。3.平面磨削 磨削是用砂輪、砂帶、油石或研磨料等對工件表面的切削加工，它可以使被加工零件得到高的加工精度和好的表面質量。平面磨削方法如圖4-5所示。圖4-5平面磨床加工示意圖 二、平面的精密加工二、平面的精密加工 1.平面刮研 刮研是靠手工操作，利用刮刀對已加工的未淬硬工件表面切除一層微量金屬，達到所要求的精度和表面粗糙度的一種加工方法。其加工精度可達IT7,表面粗糙度Ra值達1.250.04m 。用單位面積上接觸點數(shù)目來評定表面刮研的質量。經(jīng)過刮研的表面能形成具有潤滑膜的滑動面，可減少相對運動表面之間的磨損并增強零件結合面間的接觸強度。刮研生

13、產(chǎn)率低，逐漸被精刨、精銑和磨削所代替。但是，特別精密的配合表面還是要用刮研來保證其技術條件的。 2.平面研磨 研磨是用研磨工具和研磨劑，從工件上研去一層極薄表面層的精加工方法。研磨可達到很高的尺寸精度（0.10.3m）和低粗糙度值（Ra0.040.01m）的表面，而且?guī)缀醪划a(chǎn)生殘余應力和強化等缺陷，但研磨的生產(chǎn)率很低。研磨的加工范圍也很廣，如外圓、內(nèi)孔、平面及成形表面等。對各種工件的平面進行研磨的精密加工稱為平面研磨。 平面的研磨工藝特點與外圓研磨、內(nèi)孔研磨相似。研磨較小工件時，在研磨平板上涂以研磨劑，將工件放在研磨平板上，按“8”字形推磨，使每一個磨粒的運動軌跡都互不重復。大批生產(chǎn)中采用機械

14、研磨，小批生產(chǎn)中采用手工研磨。 3.平面拋光 拋光是利用機械、化學或電化學的作用，使工件獲得光亮、平整表面的加工手段。對各種工件的平面進行拋光的光整加工稱為平面拋光。 拋光所用的工具是在圓周上粘著涂有細磨料層的彈性輪或砂布，彈性輪材料用得最多的是毛氈輪，也可用帆布輪、棉花輪等。拋光材料可以是在輪上粘結幾層磨料（氧化鉻或氧化鐵），粘結劑一般為動物皮膠、干酪素膠和水玻璃等，也可用按一定化學成分配制的拋光膏。拋光不僅有機械作用，還有化學作用。在機械作用中除了用磨料切削外，還有使工件表面凸峰在力的作用下產(chǎn)生塑性流動而壓光表面的作用。 拋光經(jīng)常被用來去掉前工序留下的痕跡，或是打光已精加工的表面，或者是做

15、為裝飾鍍鉻前的準備工序。任務任務3 砂輪架箱體零件的加工計劃（二）砂輪架箱體零件的加工計劃（二）-相關知識介紹（箱體零件孔系的加工）相關知識介紹（箱體零件孔系的加工） 一、箱體零件孔系的加工一、箱體零件孔系的加工 有相互位置精度要求的一系列孔稱為“孔系”?？紫悼煞譃槠叫锌紫?、同軸孔系、交叉孔系。如圖4-6所示。 箱體上的孔不僅本身的精度要求高，而且孔距精度和相互位置精度也較高，這是箱體加工的關鍵。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和孔系的精度要求可采用不同的加工方法。 1.平行孔系的加工圖4-6 孔系分類(a) 平行孔系 (b) 同軸孔系 (c) 交叉孔系 （1）找正法 找正法有劃線找正法、用心軸和塊規(guī)找正、用樣本

16、找正，具體見圖 4-7及圖4-8圖4-7 心軸和塊規(guī)找正1心軸 2鏜床主軸 3塊規(guī) 3塞尺 4工作臺圖4-8 樣本找正法1樣板 2千分表 （2）鏜模法 鏜模法加工孔系是用鏜模板上的孔系保證工件上孔系位置精度的一種方法。工件裝在帶有鏜模板的夾具內(nèi)，并通過定位與夾緊裝置使工件上待加工孔與鏜模板上的孔同軸。鏜桿支承在鏜模板的支架導向套里，這樣，鏜刀便通過模板上的孔將工件上相應的孔加工出來。當鏜桿與機床主軸浮動聯(lián)接。這時機床精度對加工精度影響很小，因而可以在精度較低的機床上加工出精度較高的孔系?？拙嗑戎饕Q于鏜模，一般可達0.05mm 。 （3）坐標法 坐標法鏜孔是在普通臥式鏜床、坐標鏜床或數(shù)控鏜

17、銑床等設備上，借助于測量裝置，調(diào)整機床主軸與工件間在水平和垂直方向的相對位置，來保證孔距精度的一種鏜孔方法。 2.同軸孔系加工 在成批以上生產(chǎn)中，箱體的同軸孔系的同軸度幾乎都由鏜模保證。在單件小批生產(chǎn)中，用已加工孔做支承導向、鏜床后立柱上的導向支承、采用調(diào)頭鏜 三種方法來保證，具體見圖4-9及圖4-10。圖4-9 利用已加工孔做支承導向(a) (b)圖4-10 調(diào)頭鏜對工件的校正(a)第一工位 (b)第二工位3.垂直孔系加工（見圖4-11） (a) (b)圖4-11 找正法加工垂直孔系(a) 第一工位 (b) 第二工位 二、箱體孔系精度分析二、箱體孔系精度分析 1.鏜桿受力變形的影響 鏜桿受力

18、變形是影響鏜孔加工質量的主要原因之一。尤其當鏜桿與主軸剛性連接采用懸臂鏜孔時，鏜桿的受力變形最為嚴重，現(xiàn)以此為例進行分析。 懸臂鏜桿在鏜孔過程中，受到切削力矩M、切削力Fr及鏜桿自重G的作用，如圖4-12和圖4-13所示。切削力矩M使鏜桿產(chǎn)生彈性扭曲，主要影響工件的表面粗糙度和刀具的壽命；切削力Fr和自重G使鏜桿產(chǎn)生彈性彎曲(撓曲變形)，對孔系加工精度的影響嚴重。圖4-12 切削力對鏜桿撓曲變形的影響 圖4-13自重對鏜桿撓曲變形的影響 2.鏜桿與導向套的精度及配合間隙的影響 采用導向裝置或鏜模鏜孔時，鏜桿由導套支承，鏜桿的剛度較懸臂鏜時大大提高。此時，與導套的幾何形狀精度及其相互的配合間隙，

19、將成為影響孔系加工精度的主要因素之一，如圖4-14所示。圖4-14 鏜桿在導套下方的擺動 3.機床進給運動方式的影響 鏜孔時常有兩種進給方式：由鏜桿直接進給；由工作臺在機床導軌上進給。進給方式對孔系加工精度的影響與鏜孔方式有關，當鏜桿與機床主軸浮動連接采用鏜模鏜孔時，進給方式對孔系加工精度無明顯的影響；而采用鏜桿與主軸剛性連接懸臂鏜孔時，進給方式對孔系加工精度有較大的影響。如圖4-15所示。 (a) (b)圖4-15 機床進給方式的影響 (a)鏜桿進給 (b)工作臺進給 4.切削熱與夾緊力的影響 箱體零件壁厚不均，剛度較低，切削中切削熱和夾緊力的影響是不可忽視的。粗加工時產(chǎn)生大量的切削熱，從而

20、引起箱體不同部位溫升不同，造成各處的熱變形不同。為消除工件熱變形的影響，箱體孔系加工須粗、精兩個階段進行。由于本例所屬砂輪架殼體的具體條件與批量關系，主軸孔加工沒有粗、精加工明顯分開，但孔的粗加工與精加工間均有一段較長時間的間隔，因此其熱變形的影響能得到一定的改善，生產(chǎn)檢驗說明可保證零件加工精度要求。 箱體零件剛度較低，鏜孔中若夾緊力過大或著力不當，極易產(chǎn)生受力變形。為消除夾緊變形對孔系加工精度的影響，精鏜時夾緊力要適當，不宜過大，著力點應選擇在剛度較強部位。圖4-16 直線進給式銑床夾具應用1工件 2銑刀 3夾具體圖4-217 圓周進給式銑床夾具應用1工作臺 2夾具任務任務4 砂輪架箱體零件

21、的加工計（三）砂輪架箱體零件的加工計（三）-相關知識介紹（箱體零件專用夾具）相關知識介紹（箱體零件專用夾具） 一、銑床夾具一、銑床夾具1.銑床夾具的分類 2.銑床夾具設計要點 （1）對刀元件 （2）銑床夾具的定位鍵圖4-18 對刀塊 1對刀塊 2塞尺圖4-19 定位鍵二、鏜床夾具（鏜模）二、鏜床夾具（鏜模）1.鏜模的組成圖4-20 鏜車床尾架孔鏜模1支架 2鏜套 3、4定位板 5、8壓板 6夾緊螺釘 7可調(diào)支承釘 9鏜刀桿 10浮動接頭 2.鏜套 鏜套的結構和精度直接影響到加工孔的尺寸精度、幾何形狀和表面粗糙度。設計鏜套時，可按加工要求和情況選用標準鏜套，特殊情況則可自行設計。 （1）鏜套的分

22、類及結構圖4-21 固定鏜套圖4-22 回轉式鏜套a）滑動鏜套 b）滾動鏜套1軸承套 2、6鏜套 3支架 4軸承端蓋 5滾動軸承 (2)鏜套的材料與主要技術條件 標準鏜套的材料與主要技術條件可參閱有關設計資料。若需要設計非標準固定式鏜套時，可參考下列內(nèi)容： 1）鏜套的材料 鏜套的材料用滲碳鋼（20鋼、20Cr鋼），滲碳深度 0.81.2mm，淬火硬度 HRC5560。一般情況，鏜套的硬度應比鏜桿低。用磷青銅做固定式鏜套，因為減摩性好不易與鏜桿咬住，可用于高速鏜孔，但成本較高；對大直徑鏜套，或單件小批生產(chǎn)時用的鏜套，也可采用鑄鐵鏜套，目前也有用粉末冶金制造的耐磨鏜套。鏜套的襯套也用20鋼做成。滲

23、碳深度0.81.2mm，淬火硬度HRC5864。 2）鏜套的主要技術條件鏜套內(nèi)徑的公差帶為H6或H7；鏜套外徑的公差帶：對粗鏜用g6；對精鏜用g5；鏜套內(nèi)孔與外圓的同軸度：當內(nèi)徑公差帶為H7時，為0.01mm；當內(nèi)徑公差帶為H6時，為0.005mm（外徑小于 85mm時）或0.01mm（外徑大于或等于85mm時）。鏜套內(nèi)孔表面的粗糙度為Ra0.2m（內(nèi)孔公差帶為H6時）或Ra0.4m（內(nèi)孔公差帶為H7時）外圓表面粗糙度Ra0.4m；鏜套用襯套的內(nèi)徑公差帶為：粗鏜選用H7，精鏜選用H6；襯套的外徑公差帶為n6；襯套的內(nèi)孔與外圓的同軸度：當內(nèi)徑公差帶為H7時，為0.01mm；當內(nèi)徑公差帶為H6時，

24、為0.005mm（外徑小于52mm時）或0.01mm（大于或等于52mm時）。 3.鏜模支架和鏜模底座的設計 鏜模支架是組成鏜模的重要零件，它的作用是安裝鏜套并承受切削力，因此它必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性，有較大的安裝基面和必要的加強筋，以防止加工中受力時產(chǎn)生振動和變形。為了保持支架上鏜套的位置精度，設計中不允許在支架上設置夾緊機構或承受夾緊反力。 鏜模支架與底座的連接，一般采用螺釘緊固的結構。在鏜模裝配中，調(diào)整好支架正確位置后，用2個對定銷對定。支架一般用 HT200 灰鑄鐵鑄造，鑄造和粗加工后，須經(jīng)退火和時效處理。 鏜模底座是安裝鏜模其它所有零件的基礎件，并承受加工中的切削力和夾緊的反作用力

25、，因此底座要有足夠的強度和剛度。底座一般用 HT200 灰鑄鐵鑄造，鑄造和粗加工后須經(jīng)退火和時效處理。鏜模底座的詳細結構尺寸參數(shù)可參照機床夾具設計手冊。三、專用夾具的設計方法三、專用夾具的設計方法1.專用夾具的設計方法和步驟（1）夾具的生產(chǎn)過程和基本要求夾具的生產(chǎn)過程夾具的生產(chǎn)過程夾夾具具設設計計任任務務夾夾具具結結構構設設計計使使用用制制造造部部門門會會簽簽夾夾具具制制造造夾夾具具驗驗證證使使用用生生產(chǎn)產(chǎn) 對夾具設計的基本要求是對夾具設計的基本要求是: 能穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術要能穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術要求、能提高勞動生產(chǎn)率、操作簡便并具有良好的工藝性。求、能提高勞動生產(chǎn)率、操作

26、簡便并具有良好的工藝性。（2）夾具設計的步驟研究分析研究分析設計任務設計任務收集資料收集資料確定結構方案確定結構方案繪制草圖繪制草圖繪制總裝圖繪制總裝圖明確本工序明確本工序的加工要求的加工要求收集刀具、機收集刀具、機床、輔助工具和床、輔助工具和相似夾具的相關相似夾具的相關資料資料確定定位方案確定定位方案確定夾緊方案確定夾緊方案繪制夾具草圖繪制夾具草圖按順序繪制按順序繪制總裝圖標注總裝圖標注 繪制非標準繪制非標準件的零件圖件的零件圖 一、分析零件圖，提煉加工信息一、分析零件圖，提煉加工信息 二、零件工藝設計二、零件工藝設計 1.基準選擇 （1） 粗基準的選擇 零件的結構比較復雜，加工表面多，生產(chǎn)

27、中一般都選用主軸承孔的毛坯面和距主軸孔較遠的孔作為粗基準。這是因為鑄造箱體毛坯時，形成主軸孔、其它支承孔及箱體內(nèi)壁的砂芯是裝成一個整體安裝到砂箱中的它們之間有較高的位置精度，對與合理分配加工余量、保證加工面與不加工面的相對位置都可以較好地滿足。任務任務5 砂輪架箱體零件的加工計（四）砂輪架箱體零件的加工計（四）-相關知識介紹（箱體零件工藝設計）相關知識介紹（箱體零件工藝設計） （2）精基準的選擇 本箱體屬于小批生產(chǎn)、采用裝配基面作為統(tǒng)一的定位基準，這樣既符合基準重合，又符合基準統(tǒng)一。從而使加工質量上容易保證，以導軌面作為精基準進行加工，由于導軌面既是主軸孔的設計基準，也是裝配基準，它與箱體主軸

28、孔、端面、側面均有直接位置關系。以導軌面作為精基準時，消除了基準不重合誤差，有利于保證各表面之間的位置精度。 2.表面加工方法的選擇 根據(jù)零件圖紙的設計要求，查閱機械加工工藝手冊，確定主要表面的加工路線 頂面：刨削-精銑 平導軌面：粗刨-精刨 V形導軌面：粗刨-精刨-刮研 主軸承孔：鉆-擴-鏜-浮動鏜 3.加工階段的劃分 箱體零件各主要表面的粗、精加工分階段進行 因為箱體類零件結構復雜、剛度低、加工精度高，粗加工時，切削余量大，切削力大，夾緊力大，切削熱大，工件受力、受熱產(chǎn)生的應力和變形也大。粗、精加工分階段進行，精加工時就可以減小夾緊力，并且中間可停留一段時間有利于應力的消失，以穩(wěn)定精加工時

29、獲得的精度。同時還可以根據(jù)粗、精加工的不同要求合理地選用設備，及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，剔除廢品，避免工時浪費。如本例的基準平面以及重要平面的加工明顯地分為粗、半精和精加工三個階段工序。 4.工序順序的安排 （1）機械加工工序的安排 零件的工藝過程按照集中原則進行安排，據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)條件和設備情況，零件平面加工采用銑或刨的方法進行。對于比較窄長而小的平面采用刨削，同時又能于一次裝夾中盡量多的加工平行表面，而對于尺寸較大或較均勻的表面則采用銑削的方法進行加工，以提高效率。這種集中屬于技術集中而非設備集中。生產(chǎn)中均采用通用設備，加工中比較多地對零件進行了找正、校正、校對等技術手段來保證零件的加工精度，因此本

30、例更適合于掌握技術的訓練。從零件表面的加工順序上分析，首先對定位表面以及工藝表面進行加工，以利零件的準確定位。如頂面的刨削、工藝凸臺的加工、導軌背面的加工先于其后重要表面的加工，為重要表面的加工準備了較好的定位基準面。綜上所述，本例加工的工藝路線為：鑄造毛坯鑄造毛坯時效時效油漆油漆劃線劃線粗、半精加工基準面粗、半精加工基準面粗、半粗、半精加工各平面精加工各平面精加工基準面精加工基準面精加工各平面精加工各平面粗、半精加工各主粗、半精加工各主要孔要孔粗、精加工各次要孔粗、精加工各次要孔精加工主要孔精加工主要孔加工各螺孔、緊固孔、加工各螺孔、緊固孔、油孔等油孔等修毛刺修毛刺清洗清洗檢驗。檢驗。其工藝

31、過程見下表4-1. 在安排時應遵循下列幾個方面 1）箱體加工采取先加面后孔的順序 ，在同一加工階段中，應先加工平面后加工平面上的孔，先加工平面，切除了鑄件表面的凹凸不平及夾砂等缺陷，可減少鉆頭引偏，防止擴、鉸孔刀具崩刃，對刀、調(diào)整也比較方便。 2）關于工序3 工序3是零件機械加工的第一道工序。按照工序排列的基本原則， 該工序應首先加工基準面。零件劃線找正進行安裝A后，第一個工步對頂面進行刨削，同時對與其平行的尺寸58mm上平面和水平方向的31mm退刀槽也進行了加工，從而使在同一安裝中盡量加工多個表面，提高了加工效率。在安裝B中，對已加工頂面進行校正，然后按線加工，保證了以下工步所加工表面與安裝

32、A中加工表面垂直。該安裝中所加工表面基本上都是后續(xù)工序或工步加工的基準。工序中平導軌面的加工先于V導軌面加工，是因為在砂輪架裝配結構及運動關系中，V形導軌面起主要導向與定位作用，其加工必須有較好加工條件與定位面，所以V向導軌面的加工不能在此安裝中進行，安裝B中的加工內(nèi)容都是為后續(xù)主要表面V形表面的加工進行準備。有了B安裝中的表面加工，就可以較好地進行安裝C中的表面加工。 3）關于工序4 有了工序3的準備工作，零件的加工就能較好的定位并保持 較高的加工效率，所以工序4采用銑削的方法對左右兩端面以及工藝凸臺進行較快的加工。此工序定位較快、穩(wěn)定、容易，其校正面也比較精確。 4）關于工序5 工序5是對

33、零件的裝配基準面進行加工，因此保證導軌面的尺寸精度、位置精度是本工序的主要任務。由于平導軌面與V形導軌面在零件裝配中聯(lián)合起定位導向作用，相互間有較高的位置精度要求，因此兩導軌面的加工安排在一起進行加工，有利于保證兩者的相互位置精度。 5）關于工序6、7和工序8 工序6是對導軌面的精加工，其主要目的是提高導軌面的接觸精度。工序7是對導軌背面進行精加工，因為導軌裝配及其使用時，其背面利用壓板、螺釘對導軌與磨床立柱導軌進行連接形成導軌副，并保持在受力以及使用中有正確的運動精度和導向精度，配合間隙較小，因此砂輪架的導軌面與其背面必須平行。加工中以導軌面作為基準，更好地保證了這項精度要求。同樣，工序8中

34、的加工表面也與主要表面有較高位置要求，如頂面對基準C的垂直度要求0.04mm，應對其進行精加工。這樣安排符合“與重要表面有高位置要求的表面，在重要表面加工后，必須對該面進行修正加工”的原則要求。 6）關于工序9 工序9對砂輪架最重要的面軸承孔進行加工。由于零件為小批量生產(chǎn)，應工序集中，所以，主軸孔的加工必須要有精確的定位和較好的加工條件。該工序中對主軸孔以及主軸的軸向定位面同時進行加工，容易保證尺寸精度和它們之間的位置精度。零件采用導軌面定位，符合基準重合原則，減少了基準不重合誤差，與小批量的生產(chǎn)類型相適應。 7）關于次要表面的加工 工序10、11、12均屬于次要表面的加工。這些表面的尺寸精度

35、要求相對較低，但與主要表面間有相互位置要求，若工序安排過前，則位置精度就得不到保證。雖然有些表面與主要表面沒有單獨提出位置要求，但在使用中，這些位置誤差會影響零件的連接精度、強度等，所以將其加工安排在靠后位置進行，有利于保證這些精度要求，操作時應注意保護主要表面。 （2）其它工序的安排 1）箱體毛坯及加工中安排合適的熱處理 本例箱體屬小批生產(chǎn)，材料為HT150，毛坯為鑄件，毛坯結構復雜，壁厚不均，鑄造應力較大。為了消除應力，減少變形，毛坯鑄造后安排一次人工時效。 2）關于輔助工序 主要指檢驗工序的安排。零件由于批量較小，沒有安排專門的檢驗工序。與主軸加工時相同，零件的檢驗安排在每個工序之后由操

36、作人員進行，這樣既省時省力又保證了工件加工精度，如果零件的批量較大如大批大量生產(chǎn)，這樣安排就不合理。 5.機床及工藝裝備的選擇 通過工藝過程的分析，結合現(xiàn)有生產(chǎn)條件（咸陽機床廠）和工序要求，機床及工藝裝備的選擇如下： （1）機床的選擇 由于小批生產(chǎn)，本例選B650刨床、X63W、龍門刨床、T611A、X53等作為主要加工設備。 （2）夾具的選擇 在加工主軸孔、頂面及左端面孔加工時，均采用專用夾具，其它采用組合夾具。 （3）其它工裝的選擇 刀具（中心鉆、刨刀、研具、端面刮刀、麻花鉆、浮動鏜刀、平锪鉆、鉸刀及專用刀具刨槽刀）、劃線工具、通用量具在零件加工中隨處可見。 6.加工余量及切削參數(shù)的選擇

37、由于小批量生產(chǎn)，加工余量及切削參數(shù)由操作者在零件工藝實施的過程中根據(jù)經(jīng)驗確定。通過上述的工藝分析與設計，可獲得砂輪架箱體的加工工藝過程見表4-1 工序工 序 內(nèi) 容設 備夾具刀具量具1鑄造：毛坯清理；人工時效。時效爐2劃線：以下各加工線均劃通一周A工件倒立，找正 1劃兩端50H7水平中心線，連通；2劃右邊尺寸58上面加工線；3劃頂面加工線至尺寸83，照顧尺寸268。B工件轉90，校正4劃兩端50H7垂直中心線，連通；5劃平導軌外側面加工線至尺寸89；平臺、劃針、高度尺等中心鉆：A5/12.5表表4-14-1砂輪架箱體的加工工藝過程砂輪架箱體的加工工藝過程工序工 序 內(nèi) 容設 備夾具刀具量具26

38、劃V導軌外側面加工線至尺寸236.5；7劃V導軌中心線至尺寸130；8劃箱體右邊尺寸110的兩側均高3的搭子面加工線；C以導軌背部平面定位，校正9劃尺寸 右側等高平面加工線；10劃平導軌面加工線；11劃右邊端面加工線至尺寸148.5；12劃尺寸220右側面加工線，注意內(nèi)80端面的加工余量留夠；13劃尺寸151.5左側搭子面加工線；14劃左端面加工線至尺寸381；15在兩50H7端面上分別打中心孔均A5；16檢驗。 3刨削A組合夾具裝夾，按線找正，壓緊1刨頂面，尺寸83至85；平面度0.1；2刨右邊尺寸58的上平面至尺寸60；3刨槽31，照顧尺寸220，槽深1至尺寸3；B組合夾具裝夾，校正，壓緊

39、4刨平導軌外側面至尺寸345刨尺寸110左邊Ra12.5搭子面高3，30寬的矩形搭子面高4.5；6刨槽31與相鄰的31槽相接通；7粗刨尺寸 的右側面，留余量2；8刀具校正尺寸160一側面，照顧尺寸34和55；9粗刨平導軌面，留余量2；C工件翻個，校正，另組合夾具 B650組合夾具15. 010. 03015. 010. 030工序工 序 內(nèi) 容設 備夾具刀具量具310刨V導軌外側面至尺寸 ；11粗刨V導軌背部平面，對平導軌背部平面等高允差0.1；12刨尺寸110右邊搭子面高3；13按圖示倒角修毛刺；14檢驗。 4銑削：以頂面校正，壓緊1銑右端面至尺寸146.5（參考尺寸220+73.5=293

40、.5）；2掉頭銑左端面總長至尺寸381；3銑尺寸151.5左邊搭子面；4修去銳棱飛邊；5檢驗。 X63W頂面頂面5刨削：刨削夾具裝夾，導軌背部平面定位，校正，壓緊1粗刨V導軌面；2刨V導軌頂面至尺寸；3切槽及刀具修正尺寸160上面；4精刨V導軌面；5精刨平導軌面，與V導軌面允差0.1，只允許V導軌面高；6切槽51；7按圖倒角；8檢驗龍門刨床導軌背部平面5mm及7mm專用刨槽刀校規(guī)：Z1-Z005. 05 .236005. 05 .236工序工 序 內(nèi) 容設 備夾具刀具量具6鉗工：刮平V導軌面，接觸精度12點/（2525）7刨削：刨削夾具裝夾，導軌面定位，校正，壓緊1精刨導軌背部兩平面，等高允差

41、0.1，對基準“D”的平行度允差0.05；2切槽兩處均51；3刀具修正160兩側面。4檢驗 龍門刨床導軌面8銑削：銑削夾具裝夾，校正，壓緊1精銑頂面至尺寸83，對基準“C”的垂直度不大于0.1；2精銑右邊尺寸580.1的上平面；3精銑尺寸110左邊的30寬矩形搭子面高3；4檢驗 X63W 導軌面 盤銑刀錐柄立銑刀45 9鏜削：鏜模裝夾，校正，夾緊：尺寸580.1校至1先鉆右端孔50H7至38；2擴孔至40；3用40立銑刀接長套銑中部的R20；T611A導軌面、頂面接長鉆：14.53003845040450錐柄立銑刀：40 塞規(guī)：50H7 工序工 序 內(nèi) 容設 備夾具刀具量具94用38接長鉆接長

42、套鉆左端50H7底孔透；5再用用40接長鉆接長套擴左端孔至40；6鏜、鉸兩端孔50H7至尺寸，保證尺寸580.1至尺寸 ；7刮右端面82深1； 8刮內(nèi)端面80至尺寸295.5；9刮左端面82深1；10各孔口如圖倒角145；11檢驗 鏜桿：F3-2固定鏜刀塊：49.85/R3-8/M9116 A浮動鏜刀塊：4550端面刮刀：85/R326/M9116 A82/R3310鏜削：A鏜模裝夾，校正，壓緊1鉆、攻右邊3-M161.5-7H，（1）先加工與頂面垂直的孔：鉆底孔至14.5；沉孔22深保證尺寸； 攻絲M161.5-7H；（2）工件轉位120，同上步驟加工；（3）工件再轉位120，同上步驟加工；

43、B工件翻個，校正2鉆、攻左邊3-M161.5-7H，步驟同工步1，方位勿錯！3修去孔內(nèi)毛刺。 T611A 導軌面、頂面 絲錐：R4-2/M9116A平锪鉆：R5-2/ M9116A 11鉗工：A頂面1鉆孔30透；2鉆、攻5-M8-7H深10，底孔勿鉆透！ Z35 鉆頭：4、4.2、5.1、6.7、8.7、10、11.3、14.5、3 . 0058工序工 序 內(nèi) 容設 備夾具刀具量具113劃、鉆、攻左邊M8-7H深14；4 鉆模夾緊，鉆、攻右邊4-M8-7H深20；5劃、鉆導軌端面上2-4油孔深至26；6擴孔2-Z1/8底孔至8.7深13；7攻絲2-Z1/8；B右面，鉆磨裝夾8鉆、攻3-M6-7

44、H深12；9鉆孔3-7；10沉孔3-11深42；11劃、鉆2-M6底孔至5.1；12锪平2-10；13攻絲2-M6-7H深1214劃、鉆平導軌4油孔透；15劃、鉆V導軌上油孔透；C.左面，鉆磨裝夾16鉆Z1/4底孔11.3透，攻絲Z1/4；17鉆、攻3-M6-7H深12；18鉆、擴、鉸孔12H8透，19劃、鉆、攻M8-7H深16，底孔勿鉆透！20劃、鉆、攻Z1/4；D導軌兩外側方向21劃、鉆V導軌外側4油孔深至35；22劃、鉆、攻M6-7H透一壁（在N向）；23鉆模裝夾，M向（1）鉆、攻2-M5-7H深7；（2）鉆、攻2-M8-7H深16（K向），底孔勿鉆透！直柄長鉆頭：6.7接長鉆頭：425

45、0平锪鉆：117R5-2/ M9116AR5-9/ 2M9120A擴孔鉆：11.75鉸刀：12H8絲錐：M5-H2M6-H2 M8-H2Z1/8M161.5- H2M271.5- H2接長絲錐：M8- H2150Z1/4R4-1工序工 序 內(nèi) 容設 備夾具刀具量具1124劃、鉆、攻另一Z1/4（在上）；E兩處斜面上25劃、鉆M271.5底孔至25.6；26平锪孔38深5；27攻絲M271.5-7H；28劃、鉆M161.5底孔至14.5；29平锪孔22深6；30攻絲M161.5-7H；F導軌面及背部平面上（在“L-L”和“G-G”上）31鏨平V導軌面上油槽寬3深1；32鏨導軌背部平面上油槽寬3深

46、1；33檢驗 12立銑：專用夾具裝夾，校正1銑去V導軌背部沉槽內(nèi)側凸出的多余金屬，與厚14的毛面平即可，無則免加工；2修毛刺; 3.檢驗 X53導軌面35錐柄立銑刀長280 三、主軸孔的加工三、主軸孔的加工 1.主軸孔的加工方法 采用如圖4-23所示鏜模加工。圖4-23 工序9主軸孔加工鏜模1夾具體 2支架 3襯套 4鏜套 4a快換鉆套 5長壓板 6、10雙頭螺柱 7彎板8擋板 9V形墊板 11短壓板 12短彈簧 13可調(diào)支承 14支承架15鏜套螺釘 16平行墊塊 17長彈簧 18螺柱 2.主軸孔的精加工 采用如圖4-24所示浮動鏜刀加工。圖4-24 浮動鏜刀 (a) 鏜刀結構 (b) 鏜刀安

47、裝孔任務任務6 砂輪架箱體的工藝實施砂輪架箱體的工藝實施 一、安全培訓一、安全培訓 熟悉相應機床的操作規(guī)程并嚴格按要求執(zhí)行。 二、操作示范二、操作示范 師傅根據(jù)工藝文件示范零件的加工過程。 三、加工時的注意事項三、加工時的注意事項 1.零件劃線 砂輪架箱體作為復雜零件，單件小批量生產(chǎn)其劃線工序不但必須而且重要。本砂輪架的劃線在遵守了劃線工藝以外，還結合現(xiàn)場生產(chǎn)條件和具體情況，采用了比較靈活的劃線工藝。 首先，零件的第一劃線位置為主軸孔的中心線。這體現(xiàn)了零件第一劃線位置為主要孔的基本原則，為后續(xù)劃線提供了準確的校正線。與第一劃線位置平行的重要表面加工線都在第一劃線位置的統(tǒng)一安裝、校正中進行，這樣

48、保證了重要表面（包括平面與圓孔表面）與主要表面的相互位置精度和尺寸精度要求，同時又減少了工件劃線時的安裝與調(diào)整校正次數(shù)，減少了工作量。 第二，劃線時零件的定位、找正、校正等安裝、操作工藝如工序3中的A、B、C，都遵守了以主軸孔為基準的基本原則。但安裝B中的劃線內(nèi)容并沒有利用角尺等工具以垂直方向進行，這是因為由于零件在此方向上的加工線較多，同時必須沿周圍劃通一周，如果利用角尺沿垂直方向劃線，操作、尺寸計算等均不方便。按照現(xiàn)行工藝進行劃線時，雖然零件劃線時多了一道安裝、找正的步驟，但其水平方向上的尺寸計算、操作等卻要方便。安裝工步B中對零件毛坯位置進行校正（實際上是對第一劃線位置進行校正）后，再劃

49、各表面加工線，能保證這兩個方向上加工面的相互位置。相比之下，多一道安裝工步不會對劃線工序造成多大影響。由此可見，零件毛坯劃線時，雖然要遵守一般的劃線原則，但具體工藝安排和操作卻不一定一成不變，要根據(jù)零件的具體情況與現(xiàn)場條件靈活安排。 第三，零件各加工表面的劃線尺寸，從劃線工藝中可以看到，基本上遵循了基準重合原則，即每個加工表面的加工線尺寸線均取零件圖上的標注尺寸，劃線尺寸不再進行尺寸倒換，這樣直接保證加工表面加工線的位置與零件工作圖上的要求相同，避免了尺寸的倒算可能造成的計算錯誤與劃線精度的降低，尤其是重要表面的尺寸線更是如此。 2.典型刀具的的選用 從零件設計要求中可知，殼體右邊內(nèi)壁端面與前

50、軸承孔的中心線垂直。該端面需要承受軸向力，并保證砂輪主軸的軸向竄動要求。內(nèi)端面在鏜后，必須采用圖4-25所示的專用刮刀進行精加工。G B 3 0 - 6 68 2 0 4AAM 6 X 1 4BB 50 50實 心 軸 拉 軸 螺 母壓 盤內(nèi) 刀 盤刮 刀 頭手 柄M 6 X 2 0螺 釘 連 接半 球 螺 母 2 0 X 4 0 X 1 4G B 7 0 - 6 6M 4 X 1 01 6 8 . 5 0 . 0 5G B 6 5 - 6 6A - AB - B鍵外 刀 盤圖4-25 內(nèi)端面刮刀及其使用 3.典型夾具的安裝與調(diào)試 （1）夾具的定位與夾緊 零件的定位基準選擇V形導軌面、平導軌面

51、、主軸中心孔的聯(lián)合定位。其中V形導軌面是第一定位基準，限制四個自由度，平導軌面和主軸中心孔各限制一個自由度，所以工件定位時采用了六點完全定位方案。依此方案夾具設計時采用了如圖4-19所示的定位方法。由圖可以看到，零件繞X軸的回轉自由度出現(xiàn)了過定位，但由于導軌面已經(jīng)過精加工，這種過定位可以允許。關于Y方向的工序尺寸58和83的要求，夾具本身沒有設計定位元件，但通過對主軸孔中心（劃線后殼體兩端面打有中心孔）進行校正來保證兩面尺寸精度的。嚴格來講，這種定位方法不完全符合夾具設計總原則，但生產(chǎn)中有時可以通過一定的技術手段和操作技能，考慮零件加工的綜合效益，同樣可以達到加工精度要求。所以從這個意義上可以幫助理解“技術”的含義。夾具的夾緊采用螺