項目三 箱體類零件加工,銑床是用銑刀進行切削加工的機床，它的用途極為廣泛。在銑床上常用不同類型的銑刀，配備萬能分度頭、回轉(zhuǎn)工作臺等附件，可以完成圖示的各種典型表面加工。 銑床的類型很多，主要有臥式升降臺銑床、立式升降臺銑床、工作臺不升降銑床、龍門銑床、工具銑床；此外還有仿形銑床、儀表銑床和各種專門化銑床等。 （1）萬能臥式升降臺銑床 （2）立式升降臺銑床 （3）龍門銑床,一. 銑床,任務(wù)一 認知箱體類零件加工的常用機床,銑床,a,b,c,其基本的功能是使裝夾在分度頭主軸頂尖與尾座頂尖之間或夾持在卡盤上的工件，依次轉(zhuǎn)過所需的角度，以達到規(guī)定的分度要求。它可以完成以下工作： （a）使工件繞本身軸線進行分度（等分或不等分）。如六方、齒輪、花鍵等等分的零件。 (b）在銑削螺旋槽或凸輪時，能配合工作臺的移動使工件連續(xù)旋轉(zhuǎn)。 (c）使工件的軸線相對銑床工作臺臺面扳成所需要的角度（水平、垂直或傾斜）。因此，可以加工不同角度的斜面。,銑床常用附件-萬能分度頭,在刨床上用刨刀對工件進行切削加工的過程稱為刨削加工。刨平面時，用臺虎鉗或螺栓將工件固定在刨床的工作臺上，刨刀則安裝在刀架上。 牛頭刨床刨削加工時，刨刀作水平的往復(fù)直線運動，工件作間歇直線進給運動。龍門刨床刨削加工時，工件作水平的往復(fù)直線運動，刀具作間歇直線進給運動。,常用刨床有牛頭刨床。牛頭刨床是應(yīng)用較廣的一種刨床，適于刨削長度不超過1000mm的中、小型工件。 龍門刨床用來加工大型工件，或同時加工數(shù)個中、小型工件。,二. 刨床,刨削時，刀具的往復(fù)直線運動為切削主運動，如圖所示。因此，刨削速度不可能太高，故生產(chǎn)率較低。,刨削加工,插削也可看作是刨削的一種，只是插刀作垂直方向往復(fù)運動切削。插削主要用于加工工件的內(nèi)表面。生產(chǎn)率與加工精度較低。見右圖。,磨平面在平面磨床上進行，平面磨削方法有周磨法和端磨法兩種。周磨法加工精度高，表面粗糙度小，但生產(chǎn)率較低，多用于單件、小批生產(chǎn)。 端磨法生產(chǎn)率較高，但加工質(zhì)量略差于周磨法，多用于大批量生產(chǎn)中磨削精度要求不高的平面。平面精磨后精度可達IT6IT5，表面粗糙度Ra值可達0.40.1m。,三. 平面磨床和內(nèi)圓磨床,1.平面磨床,平面磨床的類型及特點 根據(jù)平面磨床工作臺的形狀和砂輪工作面的不同，普通平面磨床可分為四種類型：臥軸矩臺式平面磨床、臥軸圓臺式平面磨床、立軸矩臺式平面磨床、立軸圓臺式平面磨床。,平面磨床加工示意圖,如圖所示。其主運動是砂輪的旋轉(zhuǎn)運動。,2.內(nèi)圓磨床,普通內(nèi)圓磨床 它主要由床身、工作臺、頭架、砂輪架和滑鞍等組成。,鉆床的加工方法,四. 鉆床,常見有臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床，圖示為搖臂鉆床,圖 鏜床鏜孔,圖 車床車孔,五. 鏜床,鏜刀旋轉(zhuǎn)作主運動，工件或鏜刀作進給運動的切削加工方法稱為鏜削加工。鏜床根據(jù)結(jié)構(gòu)、布局和用途的不同，主要有臥式鏜床、坐標鏜床、金剛鏜床、落地鏜床、立式鏜床和深孔鉆鏜床等。,銑鏜床鏜孔主要用于機座、箱體、支架等大型零件上孔和孔系的加工。此外，銑鏜床還可以加工外圓和平面。由于一些箱體和大型零件上的一些外圓和端面與它們上的孔有位置精度要求，所以在鏜床上加工孔的同時，也希望能在一次裝夾工位內(nèi)把這些外圓和端面都加工出來。鏜孔加工精度為IT7IT8，表面粗糙度Ra值為0.80.1m。,1）圓柱銑刀 一般都是用高速鋼整體制造，直線或螺旋線切削刃分布在圓周表面上，沒有副切削刃，主要用于臥式銑床銑削寬度小于長度的狹長平面。 2）面銑刀 主切削刃分布在圓柱或圓錐面上，端面切削刃為副切削刃。按刀齒材料分為高速鋼和硬質(zhì)合金兩大類。高速鋼面銑刀一般用于加工中等寬度的平面。硬質(zhì)合金面銑刀的切削效率及加工質(zhì)量均比高速鋼銑刀高，故目前廣泛使用硬質(zhì)合金面銑刀加工平面。,一.銑刀,任務(wù)二 認知箱體類零件加工的常用刀具,1.銑刀的種類,3）立銑刀 主要用于銑削凹槽、臺階面和小平面。 4）三面刃銑刀 主要用在臥式銑床上銑削臺階面和凹槽。 5)鋸片銑刀 用于銑削窄槽和板料、棒料、型材的切斷。 6）鍵槽銑刀 用于加工圓頭封閉鍵槽。,銑刀的種類：,1） 周銑,2.銑削方式,2）端銑,對稱銑：銑刀軸線與工件銑削寬度的對稱中心線重合。,不對稱逆銑：銑刀軸線偏置與銑削弧長的對稱位置，且逆銑 部分大于順銑部分的銑削方式。,端銑方式,不對稱順銑：其特征與不對稱逆銑正好相反。,刨削加工的典型表面,二.刨刀,刨刀,在鉆床上，用旋轉(zhuǎn)的鉆頭鉆削孔是孔加工最常用的方法，鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動為主切削運動,鉆削工藝特點及應(yīng)用 工藝特點 應(yīng)用,1.鉆孔,三.孔加工刀具,（a）鉆頭旋轉(zhuǎn) （b） 工件旋轉(zhuǎn),麻花鉆的結(jié)構(gòu),用普通麻花鉆鉆孔存在著鉆頭易磨損、排屑困難及孔的精度差等問題，但經(jīng)過長期實踐，麻花鉆結(jié)構(gòu)得到改進，已形成系列群鉆，提高了鉆頭的耐用度、鉆削生產(chǎn)率及加工精度，并使操作更加簡便，適應(yīng)性更廣。 鉆孔一般加工精度為IT13IT11，表面粗糙度Ra值為5012.5m。,擴孔是用擴孔鉆對工件上已有的孔進行加工，以擴大孔徑，并提高加工質(zhì)量。擴孔后，精度可達IT10IT9，表面粗糙 為6.33.2m。 擴孔加工如右圖所示，其特點如下： 1）切削深度小，切屑窄，易于排出，也不易刮傷已加工表面； 2）切削刃不必自外緣延伸到中心，避免了橫刃及橫刃引起的不良影響，生產(chǎn)率和加工質(zhì)量較高； 3）由于容屑槽較淺窄，刀體上可做出34個刀齒，導(dǎo)向性好，切削平衡，可提高生產(chǎn)率。,2.擴孔,擴孔加工示意圖,鉸孔是用鉸刀從工件孔壁上切削下微量的金屬的加工方法。鉸孔的精度可達IT8IT6，表面粗糙度 為1.60.4m 。 特點： 1）鉸孔只能保證孔本身的精度，而糾正位置誤差和原孔軸線歪斜的能力很差； 2）鉸刀是定徑刀具，較易保證鉸孔的加工質(zhì)量； 3）鉸孔的適應(yīng)性差，一把鉸刀只能加工一種尺寸與公差的孔； 4）鉸削可加工一般的金屬工件，如普通鋼、鑄鐵和有色金屬，但不適宜加工淬火鋼等硬度過高的材料。,3.鉸孔,鉸刀分為： 手用鉸刀：為直柄，工作部分較長，導(dǎo)向性好，可防止餃孔時鉸刀歪斜。 機用鉸刀：適用于在車床、鉆床、數(shù)控機床等機床上使用。,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=0.40.8um,用拉刀在拉床加工工件的工藝方法。,拉刀 根據(jù)工件加工面及截面形狀不同，拉刀有多種形式。常用的圓孔拉刀如圖所示。,4.拉孔,精度保證？提高效率？,加工設(shè)備精度？ 工人的技術(shù)？ 產(chǎn)品檢驗？,工件位置準確？,工件位置固定？,需要夾緊,需要定位,需要夾具, 依靠？,1.1 金屬切削機床夾具,夾具的作用,任務(wù)三 認知零件加工常用的專用夾具,虎鉗,平口鉗,卡盤,分度頭,通用夾具,專用和組合夾具,1）鉆床類夾具的種類及其構(gòu)造 這類夾具主要是用來保證被加工孔的位置精度 還可用于某些鏜床、組合機床上 鉆床夾具的種類繁多，根據(jù)被加工孔的分布情況和鉆模板的特點，一般分為固定式、回轉(zhuǎn)式、移動式、翻轉(zhuǎn)式、復(fù)蓋式和滑柱式等幾種類型,1.鉆床類夾具,固定模板式鉆模,2）鉆床夾具的設(shè)計 鉆床夾具的設(shè)計主要考慮鉆套的設(shè)計。鉆套是用來引導(dǎo)鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等孔加工刀具，加強刀具剛度，并保證所加工的孔和工件其它表面有準確的相對位置。 鉆套按結(jié)構(gòu)和使用特點可分為以下四類 固定鉆套 可換鉆套 快換鉆套 特殊鉆套,a）直線進給式銑床夾具 這類夾具安裝在作直線進給運動的銑床工作臺上。 b）圓周進給式銑床夾具 一般用于立式圓工作臺銑床或鼓輪式銑床等。 c）靠模銑床夾具 在銑床上用靠模銑削工件的夾具，可用來在一般萬能銑床上加工出所需要的成形曲面，擴大了機床的工藝用途。,2.銑床夾具,1）銑床類夾具的特點 用途： 適用于銑床、平面磨床。 特點： 工件安裝在夾具上隨同機床工作臺一起作送進運動,銑削為斷續(xù)切削，沖擊、振動大，夾緊力要求較大 夾具要有足夠的剛度和強度，本體應(yīng)牢固地固定在機床工作臺上 銑削加工效率高，工件安裝應(yīng)迅速，要有快速對刀元件,2）銑床夾具的構(gòu)造 主要由夾具體、定位板、夾緊機構(gòu)、對刀塊、定向鍵等組成,3）銑床夾具的設(shè)計 銑床夾具的安裝：主要依靠定向鍵和百分表校正來提高安裝精度。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標準化，應(yīng)按銑床工作臺的T形槽尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺T形槽的配合為H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大,銑床夾具的對刀裝置： 由對刀塊、（平、圓）塞尺等組成,專用夾具設(shè)計的方法和步驟 1）擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 明確設(shè)計要求和生產(chǎn)條件 了解工件情況、工序要求和加工狀態(tài) 了解使用機床、刀具的需用情況 了解生產(chǎn)批量和對夾具的需用情況 了解制造車間的生產(chǎn)條件和技術(shù)狀況 準備好各種設(shè)計資料,3.機床專用夾具的設(shè)計方法,擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 工件的定位方案 工件的夾緊方案 變更工位的方案 對刀或?qū)б桨?安裝方式及夾具體的結(jié)構(gòu)形式 對結(jié)構(gòu)方案進行精度分析和估算 論證方案的可行性及科學(xué)性 對薄弱環(huán)節(jié)進行修改,2）夾具總圖設(shè)計 總圖（總體）設(shè)計的步驟和要求 總圖設(shè)計的步驟 先用雙點劃線將工件按加工狀態(tài)繪好 依次繪制定位件、夾緊裝置和夾緊元件、對刀裝置或?qū)б?、夾具本體及各個連接件等 標注必要的尺寸、配合和技術(shù)要求,總體設(shè)計的幾點要求 定位件、夾緊件、導(dǎo)引件等元件設(shè)計時應(yīng)盡可能標準化、通用化 為操作方便和防止裝反，應(yīng)設(shè)置止動銷、障礙銷、防誤裝標志等 運動部件必須運動靈活、可靠 零部件結(jié)構(gòu)工藝性要好，應(yīng)易于制造、檢測、裝配和調(diào)整 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于維修和更換零部件 適當考慮提高夾具的通用性,夾具總圖上的尺寸標注 夾具總圖上標注的五類尺寸 夾具的輪廓尺寸 定位零件上定位表面的尺寸以及各定位表面之間的尺寸 定位表面到對刀件或刀具導(dǎo)引件間的位置尺寸 主要配合尺寸 夾具與機床的聯(lián)系尺寸 夾具上主要元件之間的位置尺寸公差,夾具總圖上技術(shù)要求的規(guī)定 目的：限制定位和導(dǎo)引元件等在夾具體上的相對位置誤差以及夾具的安裝誤差 定位件之間或定位件對夾具體底面之間的相互位置精度要求定位件與導(dǎo)引件之間的相互位置要求 對刀件與校正面間的相互位置要求 夾具在機床上安裝時的位置精度要求 （一般按工件相應(yīng)公差的1/21/5選?。?編寫夾具零件明細表 與一般機械裝配圖相同,3）夾具精度的校核 影響夾具精度的因素 工件定位誤差 刀具安裝誤差 刀具位置誤差 加工方法誤差 包括：與機床有關(guān)的誤差、與刀具有關(guān)的誤差、與調(diào)整有關(guān)的誤差、與變形有關(guān)的誤差 各項誤差的總和應(yīng)小于工序尺寸公差,4）繪制夾具零件圖 特別應(yīng)注意零件的技術(shù)要求與必要說明 夾具體設(shè)計的要求 應(yīng)有足夠的強度和剛度，以防受力變形 安裝需穩(wěn)定，重心應(yīng)盡量低，高寬比應(yīng)小于1.25 結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，形狀應(yīng)簡單，裝卸應(yīng)方便 應(yīng)便于排屑 應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 選擇制造方法應(yīng)能保證精度，考慮成本,箱體類零件是機器或箱體部件的主要零件，其加工質(zhì)量直接影響箱內(nèi)零件的裝配精度與運動精度以及機器的工作精度、使用性能和壽命。 以下介紹蝸輪減速機箱體機械加工工藝的規(guī)劃實例，了解箱體類零件機械加工工藝規(guī)程制訂的方法和步驟， 以及相關(guān)的知識。,任務(wù)四 箱體類零件的加工工藝規(guī)程制訂,箱體零件圖,1.零件圖技術(shù)分析,分析箱體裝配圖和零件圖的結(jié)構(gòu)特點，找出其主要技術(shù)要求和加工關(guān)鍵。,箱體上體,箱體下體, 分析箱體零件的精度要求:, 該箱體的孔與平面精度要求較高。62H7;40H7內(nèi)孔都具有較高的尺寸精度（IT7）。 位置精度要求（垂直度0.05），表面粗糙度Ra值為3.2，是加工的關(guān)鍵表面。 40孔的內(nèi)端面距離尺寸為60，尺寸精度要求不高，但均要求與40H7軸線垂直，由于是對稱標注，兩平面要關(guān)于中心線為對稱；表面粗糙度Ra值為、3.2，也是加工的關(guān)鍵表面。, 兩孔軸線為90的立體相交，而且中心上下距1200.18，是加工的關(guān)鍵點和難點。90立體相交的精度只能由設(shè)備（鏜床）的精度予保證。 箱體零件的形狀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但尺寸不是很大，材料為灰鑄鐵，毛坯類型為鑄件， 一般箱體類零件孔的尺寸公差等級為IT6IT8，表面粗糙度Ra值為1.66.3，形位公差常有圓柱度、同軸度、平行度、垂直度、圓跳動或全跳動等要求。其余表面的精度要求較低，有的不需要機械加工。,2.確定箱體零件的生產(chǎn)類型 計算箱體零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)： （1）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)Q100臺/年； （2）每臺產(chǎn)品中箱體的數(shù)量n1件/臺； （3）箱體零件的備品百分率a2%； （4）箱體零件的廢品百分率b1%； 箱體零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)計算如下： NQn（1a）（1b） 1001（12%）（11%） 103 件/年,根據(jù)箱體零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為103件/年，查附表1可知（箱體零件是中型機械），生產(chǎn)類型屬于小批單件生產(chǎn)，其工藝特征是： （1）生產(chǎn)效率不高，但需要熟練的技術(shù)工人； （2）毛坯的制造采用木摸手工造型的鑄造方法； （3）加工設(shè)備采用通用機床； （4）工藝裝備采用通用夾具、專、通用刀具、標準量具； （5）工藝文件需編制加工工藝過程卡片和關(guān)鍵工序卡片。,2.確定毛坯類型及其制造方法, 根據(jù)箱體零件設(shè)計采用的材料及現(xiàn)有生產(chǎn)條件等，選擇毛坯的制造方法，并繪制木模造型的熱加工毛坯圖（鑄造工藝圖）略。 由于該箱體為上下體組合結(jié)構(gòu)，制造材料是灰鑄鐵HT150，其毛坯種類只能是鑄件。 依據(jù)小批單件生產(chǎn)的工藝特征，箱體的毛坯常采用低效、低精度、余量較大的制造方法，所以，箱體毛坯宜采用木模砂型鑄造法。, 鑄件適用于形狀復(fù)雜的零件毛坯，其材料有鑄鐵、鑄鋼及 銅、鋁等有色金屬。 不同的毛坯制造方法，其生產(chǎn)率和成本都不相同。鑄件的制造方法有砂型鑄造、壓力鑄造、金屬型鑄造、精密鑄造等，其中砂型鑄造最為常用。 當產(chǎn)量較小、精度較低時，一般采用木模手工造型的砂型鑄造法。由于木模本身制造精度低，易受潮變形，加之手工造型誤差大、效率低，所以鑄件精度低，加工余量大且不均勻，生產(chǎn)率低。因不需配備過多的造型設(shè)備，毛坯的制造成本較低。 當產(chǎn)量較大、精度較高時，一般采用金屬模機械造型的砂型鑄造法。由于緊砂與起模工序均采用機械化代替手工操作，所以相對于手工造型，精度較高，加工余量小且均勻，生產(chǎn)率高。但需配備金屬模板和相應(yīng)的造型設(shè)備，一次性投入費用較高，所以不適用于較小批量的生產(chǎn)。,3.選擇定位基準和加工裝備, 選擇粗、精基準：,第一步：以剖分面為粗基準 加工上平面,第二步：以上平面為精基準 加工剖分面,上體,下 體,第一步：以剖分面為粗基準 加工下平面,第二步：以下平面為精基準 加工剖分面, 箱體類零件有以下特點： 1）合理選擇各工序的定位基準是保證零件加工精度的關(guān)鍵，對提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本都有重要影響。 2）選好第一道工序或創(chuàng)建或轉(zhuǎn)換精基準是保證零件加工精度的關(guān)鍵，最初因毛坯的表面沒有經(jīng)過加工，只能以粗基準定位加工出精基準。在以后的工序中，則應(yīng)采用精基準定位貫穿加工的全過程。 3）選擇定位基準時，一般根據(jù)零件主要表面的加工精度，特別是有位置精度要求的表面作精基準，同時，要確保工件裝夾穩(wěn)定可靠、控制好裝夾變形、操作要方便，夾具要通用、簡單。,4）選擇精基準應(yīng)遵循：基準重合原則、統(tǒng)一原則、自為與互為基準原則。 5）選擇粗基準應(yīng)遵循：便于加工轉(zhuǎn)化為精基準；面積較大；平整光潔，無澆口、冒口、飛邊等缺陷的表面；能保證各加工面有足夠的加工余量。 6）在具體選擇基準時，應(yīng)根據(jù)具體情況進行分析，要保證主、次要表面的加工精度。,4.選擇加工裝備,根據(jù)該箱體的生產(chǎn)類型與工藝特點，多采用通用夾具、專、通用刀具、標準量具的原則，夾具宜采用活動壓板、T形槽用螺栓（如下圖）、氣動夾緊；刀具常采用專用多刃鏜刀、鉸刀、銑刀和麻花鉆、標準車刀等、量具常用千分尺、游標卡、百分表、高度尺、塊規(guī)等。,5.擬定工藝路線, 須分析零件的工藝特點、精度等級和生產(chǎn)率要求，并結(jié)合工廠生產(chǎn)能力、設(shè)備資源、合理配置，確定工序,擬出零件的加工工藝路線、加工方法和設(shè)備。 箱體類零件主要是一些平面和孔的加工，其常用的加工方法和工藝路線有：平面加工可用粗刨精刨；粗刨半精刨磨削；粗銑精銑或粗銑磨削。(可查閱附表 ) 箱體中常有多個同心孔、階梯孔與端面等結(jié)構(gòu)組成，其同軸度、圓柱度、平行度、垂直度的要求較高時，可采用鏜床主軸或鏜桿加尾座加工孔和采用鏜床中的幅射刀架加工內(nèi)外平面，本箱體實例就是采用此方法加工蝸輪與蝸桿的軸孔與端面。,1）先加工基準表面，后加工其它表面。 2）先加工主要表面（指裝配基面、工作表面等），后加工次要表面（指沉孔、螺孔等）；先加工高精度孔，后加工次高精度孔；先加工高精度孔端面，后加工次高精度孔端面。 3）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 4）熱處理工序可參照附表的路線來安排。 5）工序完成后，除各工序操作者自檢外，全部加工結(jié)束后應(yīng)安排檢驗工序。,6.安排加工順序,箱體的上下體加工方案分析比較, 采用劃線配鉆的加工方法：劃出箱體長方向和寬方向的中心線；劃出孔62、40、4-12及放油孔、圓錐銷孔的中心線和圓線及同時劃出有加工要求的孔端面線并打上洋沖眼作為記號。采用Z5140A鉆床，加工上下體的螺栓孔4-12及锪平螺栓孔的端面并劃出主要孔的位置線；用螺栓將其組裝成箱體零件。 在TX618鏜床，分別以下平面為定位精基準，以剖分面為孔的中心基準，加工箱體孔62H7與端面、移動鏜床坐標并旋轉(zhuǎn)90工作臺加工孔40H7和內(nèi)外端面；最后加工放油孔和各外端面的螺紋孔。 完成鏜孔作業(yè)后，先做自檢后再送檢。然后上下體分開再加工上體軸孔油槽。,加工總余量（毛坯余量）毛坯尺寸與零件圖設(shè)計尺寸之差。 工序余量相鄰兩工序的工序尺寸之差. 確定方法有三種：經(jīng)驗法、計算法、查表法。 經(jīng)驗法：根據(jù)經(jīng)驗來確定加工余量大小的方法，常用 在單件小批的生產(chǎn)類型中。 計算法：根據(jù)各種影響加工工藝的因素逐一分析計 算，此法較為準確但較繁，很少采用。 查表法：在各種機械加工工藝手冊中都有加工余量 表，可查取數(shù)值加以修正后使用。,7.加工余量的確定加工總余量和工序余量,8.確定切削用量 確定切削用量就是對不同的材質(zhì)，在已選定的刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理選擇主軸轉(zhuǎn)速、切削速度、進給量、背吃刀量和進給次數(shù)。 合理選擇工藝過程中各工序加工切削用量，可查閱附表或其它的工藝手冊。 9.計算工時定額 查閱附表或其它的工藝手冊確定各工序的加工工時。,根據(jù)以上加工順序安排，編制工藝過程卡、工序卡片,