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情境三箱体类零件的加工工艺规程设计第一部分某车床主轴箱的工艺规程设计三、确定表面加工方法箱体类零件的加工表面主要有工作孔系、工作平面及其他次要表面1、孔系加工方法（1）孔系定义：孔系：通常工艺上把箱体零件上一系列具有相互位置关系的孔称为孔系。（2）孔系分类：孔系分：同轴孔系、平行孔系、交叉孔系。（3）平行孔系加工平行孔系加工时主要目的是保证孔距和各轴线的平行度：在普通镗床上加工的方法有：1）找正法（利用划线找正、利用心轴块规、样板、找正），适用于单件小批生产2）镗模法（镗杆支撑在前后镗套之间，孔距精度由镗模决定），适用于大批量生产3）坐标法，适用于坐标镗床和数控镗床，孔距精度由坐标测量装置决定，适用于高精度孔系加工（4）同轴孔系加工同轴孔系加工主要目的是保证各孔的同轴度：1）批量生产用镗模法2）小批生产的方法有：在加工好的前壁孔中加导套，由前导套支承镗杆加工后壁孔。（5）交叉孔系加工交叉孔系加工时主要是保证角度、孔距要求：1）镗模法2）用坐标镗床、加工中心加工3）小批量生产时可采用组合夹具或角度对准装置，配合找正法保证加工要求。三、确定表面加工方法（6）轴孔加工方案：1）粗镗（扩）—精镗（铰）2）粗镗（钻、扩）—半精镗（粗铰）—精镗（精铰）对于精度在IT6，表面粗糙度Ra值小于1.25μm的高精度轴孔（如主轴孔）则还需进行精细镗或珩磨、研磨等光整加工。对于箱体零件上的孔系加工，当生产批量较大时，可在组合机床上采用多轴、多面、多工位和复合刀具等方法来提高生产率。也可选择镗削中心来加工。三、确定表面加工方法2、平面加工方法箱体上的平面的粗加工可采用刨削或铣削，精加工可采用磨削。根据加工精度和加工批量的不同可选用以下几种加工方案：1）粗刨—精刨2）粗刨—半精刨—磨削3）粗铣—精铣4）粗铣—粗磨—精磨其中刨削生产率低，多用于中小批生产。铣削生产率比刨削高，多用于中批以上生产。当生产批量较大时，可采用组合铣和组合磨的方法来对箱体零件各平面进行多刃、多面同时铣削或磨削。也可在铣削加工中心上进行加工。3、次要表面加工方法箱体上的次要表面，如联接孔、螺纹孔、销孔等，可在摇臂钻床、立式钻床（适合于小箱体）或组合专用机床上加工。小批生产可划线加工，大批生产可用利用钻模加工。三、确定表面加工方法根据零件的结构形状及各加工表面的尺寸及形位公差、表面粗糙度要求，在成批生产条件下，确定该车床主轴箱体各表面的加工方法如下：1、A面：粗铣、半精铣、磨削2、B、C、D面：粗铣、半精铣、磨削3、E、F面：粗铣、半精铣、精铣4、Ⅰ轴孔：粗镗、半精镗、精镗、浮动镗5、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轴孔：粗镗、半精镗、精镗6、D面上各孔：钻7、6-M10：钻、攻丝四、确定定位基准1、粗基准粗基准要保证加工表面和加工表面的位置精度，并使重要表面余量均匀。箱体类零件的粗基准选择要满足以下要求：（1）要尽量保证起主要作用的大孔（如车床主轴箱上的主轴孔）的加工余量均匀（2）要使箱体上不加工面（主要是内壁）与主要孔之间的位置误差不要太大（以免装配时出现内部空间不够的现象）（3）保证不加工的平面与基准平面之间的平行度（保证外观质量）。因此，箱体零件加工时的粗基准要照顾多个表面。一般情况下，箱体类零件第一道工序为划线。划主要平面的加工线时因以主要大孔作为主要基准，以与之有平行要求的不加工平面作为次要基准，同时还要照顾内腔空间。在本零件的加工时，首先要加工大平面A面，并用A面作为其他加工的精基准。由于毛坯表面的加工误差较大，因此在第一道工序加工前要划线，划A面的加工线。划A面时用的基准就是粗基准。根据上述原则，本零件的粗基准选择Ⅰ轴孔，同时兼顾与B、C导轨面平行和与侧面垂直，由相应尺寸来确定A面的加工线。、在划完A面加工线后，以A面的加工线及Ⅰ轴孔为基准，再划其他面的加工线。四、确定定位基准2、精基准精基准要保证加工质量，并考虑夹具结构简单，装夹工件方便。箱体零件的精基准的选择有两种方案：（1）以装配基准面为精基准，这样符合基准重合原则（2）以一面两孔定位，采用此种基准可实现基准统一，便于在流水线、自动线上加工。为保证各孔之间的位置关系，本零件的在加工各孔时的精基准采用基准统一的原则进行选择，采用一面两孔的定位方式定位。一面即A面，两孔则需借助于A面上6个M10螺纹孔中的两个对角孔，将两螺纹孔的底孔先加工到Φ8H7，并提高这两孔的中心距要求，然后才能将这一面两孔作为定位基准使用，在完成定位基准的功能后，将这两个螺纹底孔扩至尺寸要求并进行攻丝。一面两孔作为统一的基准，可用于加工A面以外的其他各面时的定位。在精加工A面时，按基准重合的原则，选择B、C面作为基准。右图为采用一面两孔定位加工各纵向孔的镗模。五、划分加工阶段箱体的结构复杂、壁厚不均匀、刚性不好，而加工精度要求又高，因此，箱体类零件的加工，以重要表面的加工为主线，将粗、精加工分开。单件小批生产的箱体或大型箱体的加工时的粗精加工安排：如果从工序上安排粗、精分开，则机床、夹具数量要增加，工件转运也费时费力，所以实际将粗、精加工放在一道工序内完成。但从工步上将粗、精分开。采取的方法是粗加工后将工件松开一点，待工件冷却后再用较小的力夹紧工件，再进行精加工。如导在轨磨床上磨大的主轴箱导轨时，粗磨后不马上进行精磨，等工件充分冷却，残余应力释放后再进行精磨。本主轴箱体的加工划分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。粗加工：粗铣、半精铣顶面A；钻6-M10底孔至Φ7.8，扩、铰其中两个对角线分布的孔至2-Φ8H7作定位基准用；粗铣、半精铣、精铣两端面E、F及前面D；粗铣、半精铣导轨面B、C。半精加工阶段：磨顶面A（以达到平面度要求）；粗镗各纵向孔；精镗各纵向孔。精加工阶段：精镗、浮动镗主轴孔I；加工横向孔及各面上的次要孔；磨B、C导轨面及前面D；将2-Φ8H7及4-Φ7.8均扩钻至Φ8.5。攻6-M10螺纹。六、热处理工序安排普通精度的箱体，一般在铸造之后安排一次人工时效处理。一些高精度的箱体或形状特别复杂的箱体，在粗加工之后还要安排一次人工时效处理，以消除粗加工所造成的残余应力我们这里的车床主轴箱体属于普通精度的箱体，在铸造之后安排一次人工时效处理。七、拟订工艺路线箱体类零件的工艺路线安排一般遵循以下原则：先面后孔、粗精分开、工序集中。箱体从结构上分，可分为整体式箱体和分离式箱体两种。1、整体式箱体的一般工艺路线对于中小批生产，其加工工艺路线大致是：铸造——划线——平面加工——孔系加工——钻小孔——攻丝；大批大量生产的工艺路线大致是：铸造——粗加工精基准平面及两工艺孔——粗加工其它各平面——精加工精基准平面——粗、精镗各纵向孔——加工各横向孔和各次要孔——（导轨表面淬火）——精加工导轨面——钳工去毛刺。3）分离式箱体零件的加工，同样按“先面后孔”及“粗、精分阶段加工”这两个原则安排工艺路线。加工过程：先分别加工对箱盖和底座的对合面、底面、紧固孔和定位销孔，然后合箱再加工轴承孔及其端面等。另外，铸件毛坯在毛坯成形时效后要涂防锈漆，以防止零件表面生锈。七、拟订工艺路线本主轴箱体属于整体式箱体，生产批量为成批生产，因此其加工工艺路线可按整体式箱体结合单件小批量和大批大量的一般工艺路线进行安排，具体安排如下：毛坯：铸件，时效处理涂防锈漆工序一：划线：划C、A及E、D面加工线工序二：粗铣、半精铣顶面A工序三：钻6-M10底孔至Φ7.8，扩、铰其中两个对角线分布的孔至2-Φ8H7作定位基准用工序四：粗铣、半精铣、精铣两端面E、F及前面D工序五：粗铣、半精铣导轨面B、C工序六：粗磨顶面A工序七：粗镗各纵向孔；精镗各纵向孔（粗精镗之间停顿一段时间）工序八：精镗、浮动镗主轴孔I工序九：加工横向孔及各面上的次要孔工序十：磨B、C导轨面及前面D工序十一：将2-Φ8H7及4-Φ7.8均扩钻至Φ8.5；攻6-M10螺纹工序十二：去毛刺清洗检验入库。请同学们参照例题，分组完成下列支架的工艺路线拟订，并完成工作页上的相关内容。八、工序设计1、查各表面加工余量，确定各表面工序尺寸举两个表面例子1）A面（查机械加工工艺员设计手册）：毛坯余量：5.5（浇注位置设在底面，Ⅱ级精度铸件）粗铣余量：2.5半精铣余量：1.5粗磨余量：0.52）Ⅰ轴Φ95K6内孔（查机械加工工艺员设计手册）：毛坯：余量10，工序尺寸：Φ85H14粗镗：余量7.9，工序尺寸：Φ92.9H12半精镗：余量1.5，工序尺寸：Φ94.4H10精镗：余量0.5，工序尺寸：Φ94.9H8浮动镗：0.1工序尺寸：Φ95K63)………………八、工序设计2、选择切削机床、工艺装备、切削用量，计算工时定额以工序二为例说明：工序二：工序二：粗铣、半精铣顶面A1）选择机床查工艺人员手册，选取机床型号：X53K。工件装夹：按划线找正，用T型槽螺栓及压板夹紧。2）选择刀具：查工艺人员手册，选取硬质套式面铣刀：Φ125×63）选择量具本道工序加工精度不高，可选高度游标卡尺或卷尺八、工序设计2、选择切削机床、工艺装备、切削用量，计算工时定额4）选择切削用量：查工艺人员手册选取。粗铣：每齿进给量af=0.5mm，切削深度ap=2.5，一次进给完成粗铣。切削速度v=0.75m/s，根据v=πdn/1000计算主轴转速，得n=114r/min，查机床主轴转速表，取n=118r/min。进给速度vf=nzaf=118×6×0.5=354mm/min，查表取vf=375mm/min.半精铣：每齿进给量af=0.3mm，切削深度ap=1.5，一次进给完成。切削速度v=1.2m/s，根据v=πdn/1000计算主轴转速，得n=184r/min，查机床主轴转速表，取n=190r/min。进给速度vf=nzaf=190×6×0.3=342mm/min，查表取vf=300mm/min。5）计算工时定额：粗铣：T=（600×2+125+5+120）/375×（1+5%）=4.06min半精铣：T=（600×2+125+5+120）/300×（1+5%）=5.075min装夹工件时间：本工序需按线找正安装，查表得安装时间：T=1.58min本工序工时定额：T定额=4.06+5.075+1.58=10.715min九、填写工艺卡片1、填写机械加工工艺过程卡将设计好的工艺过程及工序内容填入工艺过程卡。2、填写机械加工工序卡将主要工序的工序设计内容填入工序卡，并画上工序简图。请同学回忆一下卡片所要填写的内容，工序简图的画法。以工序二为例说明工序简图的画法，强调工序加工图的含义。切记：工序简图非零件图，不可用零件图直接贴。请同学们参照例题，分组完成下列支架的工序设计，填写好工艺过程卡和工序卡，并完成工作页上的相关内容。