典型零件加工工艺分析5

一.箱体加工1.箱体类零件的结构特点、功用及技术要求§3.6典型零件加工工艺分析结构特点：箱体的结构形状复杂、体积较大、壁薄且不均匀、内部呈腔形、有若干精度要求较高的平面和孔系，还有一些紧固螺孔。按箱体的结构特点来分，可以分为：具有主轴支承孔的箱体零件（第一类箱体）；没有主轴支承孔的箱体零件（第二类箱体）。前者如车床床头箱等，这类箱体直接影响机床的加工精度，所以其技术要求高；后者一般不直接影响机床的加工精度，因而其技术要求较前一类箱体零件低。功用：箱体零件是机器的基础零件，它支撑和包容着各种传动零件，保证其运动和动力进行驱动和分配。彼此按照一定的传动关系进行协调的运动，因此必须使众多的轴、套以及齿轮等零件保持其正确的相互位置关系。加工特点：箱体的机械加工主要是平面和孔系的加工。技术要求：主要有孔的尺寸精度与形状精度；主要平面的平面度；孔之间的中心距尺寸及公差；孔之间的同轴度、平行度、垂直度；孔与平面及平面与平面之间的平行度、垂直度。与装配基面相关的平行平面须与基面平行，其平行度公差一般为在全长范围内0.02～0.05mm。与装配基面相关的垂直面须与基面垂直，其垂直度公差一般为每300mm在0.02～0.05mm。当箱体上的基准孔有可分离瓦盖时，瓦盖与箱体上的配合止口平面要进行钳工刮削装配，配合须紧密吻合，一般用0.04mm塞尺插入法进行检查。箱体上的基准孔一般都是装轴承的，其精度一般为IT6～lT7，表面粗糙度要求为Ra1.6～Ra0.4μm。孔的几何形状精度未作规定的，一般控制在尺寸公差范围内即可。箱体上用于连接的装配基面，直接影响箱体与机床总装时的相对位置、接触刚度及加工中的定位精度，因而要有较高的平面度和表面粗糙度要求，其平面度一般为0.02～0.lmm，表面粗糙度要求为Ra1.6～Ra0.4μm。当生产中用顶面作定位基准时，对它的平直度要求还要提高。2.箱体机械加工工艺过程及工艺分析工序工序内容定位基准铸造时效涂底漆划线，考虑主轴孔加工余量尽量均匀。划C、A及E、D面加工线粗、精铣顶面A按线找正粗、精铣B、C面及侧面D顶面A并校正主轴线粗、精铣两端面E、FB、C面粗、半精镗各纵向孔B、C面精镗各纵向孔B、C面粗、精加工横向孔B、C面加工螺孔及各次要孔清洗、去毛剌检验某车床主轴箱小批生产工艺过程序号工序内容定位基准1铸造2时效3涂底漆4铣顶面AⅠ孔与Ⅱ孔5钻、扩、铰2-Φ8H7工艺孔（将6-MI0先钻至Φ7.8mm，铰2－Φ8H7）顶面A及外形6铣两端面E、F及前面D顶面A及两工艺孔7铣导轨面B、C顶面A及两工艺孔8磨顶面A导轨面B、C9粗镗各纵向孔顶面A及两工艺孔10精镗各纵向孔顶面A及两工艺孔11精镗主轴孔I顶面A及两工艺孔12加工横向孔及各面上的次要孔顶面A及两工艺孔13磨B、C导轨面及前面D14将2-Φ8H7及4－Φ7.8mm均扩钻至Φ8.5mm，攻6-Ml015清洗、去毛剌、倒角16检验某车床主轴箱大批生产工艺过程箱体类零件机械加工工艺过程分析因为箱体孔的精度要求高，加工难度大，先以孔为粗基准加工好平面，再以平面为精基准加工孔，这样既能为孔的加工提高稳定可靠的精基准，同时可以使孔的加工余量较为均匀。先加工好平面以后钻孔，钻头不易引偏，扩孔或铰孔时，刀具不易崩刃。箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高。故其重要加工表面都要划分为粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工产生的内应力和切削热等对加工精度的影响。粗、精分开也可及时发现毛坯缺陷，避免浪费。同时可以根据粗、精加工的不同要求，合理选择设备。箱体毛坯可用铸件，也有用焊接件，其结构复杂且壁厚不均匀，残余应力较大。为了消除残余应力，减少加工后的变形，保证精度的稳定，应进行人工时效处理。加工顺序为先面后孔；加工阶段粗、精分开；工序间安排时效处理；箱体类零件的粗基准一般都用它上面的重要孔作粗基准；二.连杆加工1.连杆的结构特点、功用及技术要求结构特点：连杆由连杆大头、杆身和连杆小头三部分组成。连杆大头是分开的，一半为连杆盖，另一半与杆身为一体；通过连杆螺栓连起来。连杆大头孔内分别装有轴瓦。由于连杆体与连杆盖的接合面是与大、小头孔的中心联线垂直，故称为直剖式连杆。有些连杆大头结构粗大，为了使连杆在装卸时能从气缸孔内通过，采用斜剖式结构，即接合面与大、小头孔轴线形成一定的角度。为方便加工连杆，可以在连杆的大头侧面或小头侧面设置工艺凸台或工艺侧面。某汽油机连杆总成1－连杆小头2－铜套3－杆身4－连杆体5－连杆螺栓6－连杆轴承衬套7－连杆盖8－连杆大头功用与要求：连杆是活塞式发动机（和活塞式压缩机）的重要零件之一，其大头孔和曲轴连接，小头孔通过活塞销和活塞连接，将作用于活塞的气体膨胀压力传给曲轴，又受曲轴驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆承受的是高交变载荷，气体的压力在杆身内产生很大的压缩应力和纵向弯曲应力，由活塞和连杆重量引起的惯性力，使连杆承受拉应力。所以连杆承受的是冲击性质的动载荷。因此要求连杆重量轻、强度要好。连杆的技术要求连杆的材料与毛坯：连杆材料一般采用45钢或4OCr、45Mn2等优质碳素钢或合金钢，也有采用球墨铸铁的。钢制连杆都用模锻制造毛坯。某柴油机连杆盖零件图某柴油机连杆零件图连杆毛坯的锻造工艺有两种方案：①将连杆体和盖分开锻造；②连杆体和盖整体锻造。技术要求项目具体要求或数值满足的主要性能大、小头孔精度尺寸公差等级IT6圆度、圆柱度0.004～0.006mm保证与轴瓦的良好配合两孔中心距±0.03～±0.05mm气缸的压缩比两孔轴线在两个互相垂直方向上的平行度在连杆轴线平面内的平行度为0.02～0.04/100mm在垂直连杆轴线平面内的平行度为0.04～0.06/100mm使气缸壁磨损均匀和曲轴颈边缘减少磨损大头孔两端面对其轴线的垂直度100：0.1mm减少曲轴颈边缘的磨损两螺孔(定位孔)的位置精度在两个垂直方向上的平行度为：0.02～0.04：100mm对结合面的垂直度为：0.1～0.2：100mm应保证正常承戴能力和大头孔轴瓦与曲轴颈的良好配合连杆组内各连杆的重量差±2％保证运转平稳连杆的技术要求2.连杆的加工工艺过程连杆体连杆盖机床设备工序号工序内容定位基准工序号工序内容定位基准1模锻1模锻2调质2调质3磁性探伤3磁性探伤4粗精铣两平面大头孔壁、小头外廓端面4粗精铣两平面端面结合面立式双头回转铣床5磨两平面端面5磨两平面端面立轴圆台平面磨床6钻扩铰小头孔,孔口倒角大小头端面，小头外廓工艺凸台立式五工位机床7粗精铣工艺凸台及结合面大小头端面，小头孔，大头孔壁6粗精铣结合面端面肩胛面立式双头回转铣床8连杆体两件组合粗镗大头孔，倒角大小头端面，小头孔，工艺凸台7连杆盖两件组合粗镗孔，倒角肩胛螺钉孔外侧卧式三工位机床9磨结合面大小头端面，小头孔，工艺凸台8磨结合面肩胛面立轴矩台平面磨床10钻攻螺纹孔，钻铰定位孔小头孔及端面工艺凸台9钻扩沉头孔，钻铰定位孔端面大头孔壁卧式五工位机床11精镗定位孔定位孔结合面10精镗定位孔定位孔结合面12清洗11清洗13打印件号12打印件号14检验13检验连杆合件加工工艺过程工序号工序内容定位基准机床设备1体与盖对号，清洗，装配2磨两平面大、小头端面立轴圆台平面磨床3半精镗大头孔及孔口倒角大、小头端面，小头孔工艺凸台立式镗床4精镗大、小头孔大小头端面，小头孔工艺凸台金刚镗床5钻小头油孔及孔口倒角立式镗床6珩磨大头孔珩磨机7小头孔内压入铜套油压机8铣小头两端面小、大头端面立式双头回转铣床9精镗小头铜套孔大、小头孔金刚镗床10拆开连杆盖11铣体与盖大头轴瓦定位槽卧式铣床12对号，装配13退磁14检验3.连杆的加工工艺过程分析1）粗加工阶段：粗加工阶段也是连杆体和盖合并前的加工阶段，基准面的加工，包括辅助基准面加工；准备连杆体及盖合并所进行的加工，如两者对口面的铣、磨等。2）半精加工阶段：半精加工阶段也是连杆体和盖合并后的加工，如精磨两平面，半精镗大头孔及孔口倒角等。3）精加工阶段：精加工阶段主要是最终保证连杆主要表面—大、小头孔全部达到图纸要求的阶段，如珩磨大头孔、精镗小头轴承孔等。连杆加工工艺过程的大部分工序都采用统一的定位基准，一个端面、小头孔及工艺凸台。这样有利于保证连杆的加工精度，而且端面的面积大，定位也比较稳定。由于连杆的外形不规则，为了定位需要，在连杆体大头处做出工艺凸台作为辅助基准面。定位基准的选择：加工阶段的划分和加工顺序的安排确定合理的夹紧方法主要表面的加工方法连杆是一个刚性较差的工件，应十分注意夹紧力的大小、方向及着力点位置的选择，以免因受夹紧力的作用而产生变形，使得加工精度降低。实际生产中采用的粗铣两端面的夹具，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力作用的方向上，大头端部与小头端部的刚性大，产生变形较小，且在平行于端面的方向上，对端面平行度影响较小。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。1）两端面的加工：两端面是连杆加工过程中最主要的定位基准面，而且在许多工序中使用。所以应先加工它，且随着工艺过程的进行要逐渐精化其基准，以提高其定位精度。大批大量生产多采用拉削和磨削加工，成批生产多采用铣削和磨削。2）大、小头孔的加工：大、小头孔的加工是连杆加工中的关键工序，尤其大头孔的加工是连杆各部位加工中要求最高的部位，直接影响连杆成品的质量。一般先加工小头孔，后加工大头孔，合装后再同时精加工大、小头孔。小头孔小，锻坯上不锻出预孔，所以小头孔首道工序为钻削加工。加工方案多为：钻-扩(拉)一镗(铰)。