殼體類機(jī)加工藝簡(jiǎn)介

1、殼體類機(jī)加工藝簡(jiǎn)介,編著,王建亭,第一版,2016,年,08,月,11,日,一、簡(jiǎn)介,1,殼體類產(chǎn)品介紹,殼體是機(jī)器的,基礎(chǔ),零件，其作用是將機(jī)器和部件中的軸、套、齒輪等有,關(guān)零件聯(lián)成一個(gè),整體,并使之保持正確的相對(duì)位置，彼此能協(xié)調(diào)工作，以傳,遞動(dòng)力、改變速度，完成機(jī)器或部件的預(yù)定功能。因此，殼體零件的加工質(zhì),量直接影響機(jī)器的性能、精度和壽命,對(duì)于變速箱殼體類產(chǎn)品毛坯材料多為鋁合金、鑄鐵，鋁件殼閥體材料為,AlSi9Cu3,泵殼為牌號(hào)為,F25,的灰口鑄鐵，差殼為牌號(hào)為,FCD600,的球墨鑄鐵,2,殼體類產(chǎn)品的工藝路線,對(duì)于殼閥體的大致加工工藝路線為,銑結(jié)合面加工工藝孔鉆孔、攻絲粗鏜軸承孔精

2、鏜軸承孔和定位銷,孔,加工工,藝孔,鉆孔攻,絲,粗鏜軸承孔,定位孔,精鏜軸承孔,定位銷孔,下料工,位,銑結(jié)合面,成品送,物料車,1,2,3,4,5,6,7,外觀、尺寸,檢測(cè),7,機(jī)械加工,機(jī)加工位是殼體類包括其它產(chǎn)品加工中的主要環(huán)節(jié)，殼體類零件的常用,表面包括,平面、圓柱面、圓錐面、成形表面（如螺紋表面），此外，還有球,面、圓環(huán)面、雙曲面,等，因此，其加工方法有銑削加工、鉆銷加工、鏜削加,工，車削加工,車削加工,車削加工是機(jī)械加工中應(yīng)用最多的加工方法之一，廣泛用于各種回轉(zhuǎn)體零,件的加工，零件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，刀具軸向或徑向進(jìn)給為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其成,形方法屬于,軌跡法,它可以加工的表面有外圓、內(nèi)孔

3、、端面、錐面、螺紋等,表面粗糙度,Ra,值可達(dá),0.81.6um,精細(xì)車可達(dá)到,0.40.025um,粗糙度評(píng)定參數(shù),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定表面粗糙度的參數(shù)由,高度參數(shù)、間距參數(shù)和綜合參數(shù)所組成,高度參數(shù)有以下三個(gè),1,輪廓算術(shù)平均偏差,Ra,2,微觀不平度十點(diǎn)高度,Rz,常采用的刀具有,主偏角,Kr,刀具主切削平面與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向間的夾角,刀尖角,r,是主切削平面與副切削平面間的夾角,副切削面,主切削面,刀具材料,對(duì)于金屬切削加工，刀具切削部分的材料在切削時(shí)承受高溫、高壓、摩擦,沖擊和振動(dòng)。因此，刀具材料應(yīng)具備如下的性能,1,高的硬度和耐磨性,2,足夠的強(qiáng)度和韌性,3,良好的耐熱性和導(dǎo)熱性,4,良好

4、的工藝性和經(jīng)濟(jì)性,常用刀具材料種類有：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金和超硬,材料等，生產(chǎn)中使用最多的是高速鋼和硬質(zhì)合金,切削用量,切削用量,是用來表示切削運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)床的參量，并且可用它對(duì)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn),給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定量的表述。它包括以下三個(gè)要素,1,切削速度,刀具切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度為切,削速度,單位,m/min,計(jì)算公式,式中,切削刃選定點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的工件或刀具的回轉(zhuǎn)直徑，單位為,mm,工件或刀具的轉(zhuǎn)速，單位為,r/min,2,進(jìn)給量,刀具在進(jìn)給方向上相對(duì)于工件的移動(dòng)量稱為進(jìn)給量，它可用刀具或工件,每轉(zhuǎn)的移動(dòng)量（單位為,mm/r,來表達(dá)或度量,c,v,1000,dn,v,

5、c,d,n,f,進(jìn)給量的大小反映進(jìn)給速度,Vf,的大小。進(jìn)給速度是指切削刃選定,點(diǎn)相對(duì)于工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位為,mm/min,3,背吃刀量,ap,在通過切削刃選定點(diǎn)并垂直于工作平面的方向,上測(cè)量的吃刀量，稱為背吃刀量,對(duì)于車削加工進(jìn)給量或進(jìn)給速度要根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙,度、刀具和工件材料來選。粗車時(shí)，在工藝系統(tǒng)的剛度和刀具強(qiáng)度允許,的情況下，選用較大的進(jìn)給量。半精車和精車時(shí)，進(jìn)給量取得較小,粗車時(shí)，背吃刀量和進(jìn)給量都較大，切削速度受刀具壽命和機(jī)床功,率的限制，一般取較大值。以下是硬質(zhì)合金刀具車削時(shí)切削用量的一些,參考值,銑削加工,銑削是一種應(yīng)用非常廣泛的切削加工方法，主要適用

6、于平面、曲面、臺(tái)階、溝,槽及成形表面等的加工，其加工精度一般為,IT9,IT7,表面粗糙度,為,Ra6.31.6um,銑刀是典型的多刃回轉(zhuǎn)刀具，它的每一個(gè)刀齒相當(dāng)于一把車刀。銑刀刀齒在刀,具上的分布有兩種形式：一種是分布在銑刀的圓柱面上；一種是切削刃分布在銑刀,的端部。對(duì)應(yīng)銑削方式有圓周銑削（周銑）和端面銑削（端銑,周銑,端銑,一、銑削用量,銑削時(shí)調(diào)整機(jī)床用的參量稱為銑削用量要素，又稱銑削要素。它包括背吃刀量,側(cè)吃刀量,切削速度,和進(jìn)給量,1,背吃刀量,周銑時(shí),為被加工表面的寬度；面端銑時(shí),為切削層深,度,2,側(cè)吃刀量,周銑時(shí),為切削層深度；而端銑時(shí),為被加工表面寬,度,3,銑削速度,銑削速度

7、是銑刀主運(yùn)動(dòng)的線速度，單位為,m/min,4,進(jìn)給量,銑削進(jìn)給量三種表示方式,1,進(jìn)給速度,單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量,mm/min,2,每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,f,銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量,單位為,mm/r,3,第齒進(jìn)給量,銑刀每轉(zhuǎn)一個(gè)刀齒時(shí)，工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位,移量，單位為,mm/z,二、銑削力的計(jì)算,銑刀的銑削合力（總切削力）是作用在每一個(gè)工作切削齒上的切削力之和,為便于分析計(jì)算，把銑削合力,看作是作用在一個(gè)切削齒上，并將其分解為三,個(gè)互相垂直的分力如下圖,1,切削力,銑削合力,在主運(yùn)動(dòng)方向的分力,2,垂直切削力,銑削合力在垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的分力。它

8、會(huì)使銑,刀刀桿產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形,3,背向力,銑削合力在銑刀軸線方向上的分力,附圖,銑削力的計(jì)算,銑削力一般只計(jì)算主切削力,式中,表示平均切削面積，進(jìn)給方向切削層的截面積的平均值,與,背吃刀量，和進(jìn)給量是成正比的,HBS,表示被加工工件材料的布氏硬度值,表示工作切削齒數(shù),從上式可以看出，工件材料硬度越高，切削力越大，同時(shí)可通,過切削面積間接得知，銑削時(shí)的背吃刀量和進(jìn)給量的增大，都會(huì),導(dǎo)致切削力,Fc,的增大。但,對(duì)切削力的影響要比背吃刀量對(duì)主切,削力的影響小。所以在切削面積一定的條件下，應(yīng)選用較小的背,吃刀量和較大的進(jìn)給量，以減小切削變形和振動(dòng),銑刀種類,銑刀一般按其用途可分為加工平面用銑刀、

9、加工溝槽用銑刀、加,工成形面用銑刀等三大類,面銑刀,立銑刀,槽銑刀,鉆削加工,用鉆頭在實(shí)體材料上加工孔的方法稱為鉆孔，其主運(yùn)動(dòng)是刀具的旋,轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是鉆頭的軸向移動(dòng),鉆孔常用刀具是麻花鉆和直槽鉆,附圖,麻花鉆,直槽鉆,鉆孔的精度較低，一般只能達(dá)到,IT13,IT11,鉆,孔后的表面也比,較,粗糙,表面粗糙度,值為,5012.5um,一般作,為,孔的,預(yù),加工或精度要求很低的最,終,加,工,切削用量及其確定,1,切削速度的確定,鉆削時(shí)的切削速度指鉆頭外緣的線速度,可查閱,相關(guān)手冊(cè)（附表,加工鋁合金高速鋼鉆頭查表鉆削速度為,40,70m/min,2,進(jìn)給量的確定,小直徑鉆頭進(jìn)給量,f,主要受

10、鉆頭的鋼性或強(qiáng)度限制，大直徑鉆頭受機(jī)床進(jìn)給,機(jī)構(gòu)動(dòng)力及工藝系統(tǒng)剛性限制,普通麻花鉆進(jìn)給量可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,F=(0.01,0.02,d,3,背吃刀量的確定,對(duì)鉆削而言，鉆頭直的一半就是鉆削時(shí)的背吃刀量,鉆孔的直徑一般不超過,80,孔徑大于,30,的孔，一般應(yīng)分兩次鉆,第一次鉆孔直徑約為第二次的,0.50.7,倍,擴(kuò),孔,是用擴(kuò)孔刀具對(duì)已鉆出、鑄出或鍛出的孔進(jìn)行加工的方法。擴(kuò),孔常用作鉸孔前的預(yù)加工，也可作為加工要求不高的孔的最終加工,鉸削加工,用鉸刀從未淬硬的孔壁上切除微量金屬層，以提高其尺寸精度和降,低表面粗糙度值的方法，稱為鉸孔,由于鉸刀的制造十分精確，加上鉸削時(shí)切削余量?。ňq時(shí)僅為

11、,0.010.03mm,，所以鉸孔后精度等級(jí)一般可達(dá),IT9IT7,表面粗糙度,Ra,值為,0.635um,精細(xì)鉸精度等級(jí)最高可達(dá),IT6,表面粗糙度,Ra,值為,0.160.32um,鉸孔用量的確定,鉸孔余量對(duì)鉸孔質(zhì)量有較大的影響。若余量過大，會(huì)因切削力大，發(fā)熱過,多而引起鉸刀振擺增大，導(dǎo)致孔徑擴(kuò)大，精度降低，孔壁表面粗糙。背吃刀量,過小，則切不掉上道工序所留下的表面粗糙度和變質(zhì)層。通常，鉸孔余量依孔,徑大小而定?？讖綖?530mm,時(shí)，粗鉸余量為,0.150.25mm,精鉸余量為,0.040.15mm,孔徑較小或精度要求較高時(shí)取小值,鉸孔的切削速度低，切削力、切削熱都小，可有效減小積屑瘤的

12、產(chǎn)生。提,高切削速度，鉸刀磨損加劇，還會(huì)引起振動(dòng)，被加工孔的尺寸精度和表面質(zhì)量,都會(huì)下降，對(duì)鉸孔極為不利。一般鉸鋼件時(shí)，切削速度,Vc=1.55m/min,鉸鑄,鐵件時(shí),Vc=810m/min,鉸孔的進(jìn)給量也應(yīng)適中，進(jìn)給量太小，切削厚度過薄,鉸刀的擠壓作用會(huì)明顯加大，加速鉸刀后刀面的磨損；進(jìn)給量太大，則背向力,也大，孔徑可能擴(kuò)大。一般鉸削鋼件時(shí),f=0.32mm/r,鉸削鑄鐵件時(shí),f=0.53mm/r,螺紋加工,按螺紋用途可將其分為緊固螺紋、傳動(dòng)螺紋和緊密螺紋三類,1,緊固螺紋,用于緊固或連接零件，如公制普通螺紋,2,傳動(dòng)螺紋,用于傳遞動(dòng)力或精確的位移，如梯形螺紋、絲桿,3,緊密螺紋,螺紋的加

13、工方法主要有,車、套、攻絲、鑲套,板牙,絲錐,螺紋套,切削絲錐,擠壓絲錐是通過金屬的塑性形變加工螺紋，沒有切屑。適用于銅鋁不銹鋼,中低碳鋼,切削絲錐顧名思義是通過切削方式加工螺紋，有容屑槽?？杉庸じ鞣N螺紋,又可細(xì)為分為直槽絲錐，螺旋槽絲錐,底孔鉆如何選擇？加工時(shí)進(jìn)給與轉(zhuǎn)速之比等于螺距,切削液的選擇,在金屬切削過程中，合理選擇切削液，可以改善工件與刀具間的摩擦狀,況，降低切削力和切削溫度，減輕刀具磨損，減小工件的熱變形，從而可,以提高刀具壽命，提高加工效率和加工質(zhì)量,切削液的作用,a,冷卻作用,b,潤(rùn)滑作用,c,清洗作用,d,防銹作用,常用的切削液分為三大類：水溶液、乳化液、和切削油,綜合以上所

14、介紹的加工方法，殼體類常用的加工設(shè)備有車床數(shù)控車,加工中心，組合式專用機(jī)床等,清洗工位,工件清洗的目的是去除油污、雜質(zhì)等，獲得清潔的產(chǎn)品，對(duì)于鋼鐵,零件表面的動(dòng)植物油脂和礦物油脂的清除，可采用堿性溶液加入少量,乳化劑，經(jīng)加溫后清洗。若采用壓力噴射，除油效果更佳。清洗完后,應(yīng)用加熱的清水噴射，沖洗掉零件表面殘留的堿溶液,殼體類零件的測(cè)量,殼體類零件的主要控制尺寸有孔徑尺寸，孔的位置尺寸,如下圖，了解一下孔的位置測(cè)量，那么,孔位置度在三坐標(biāo)設(shè)量?jī)x是怎么測(cè),的呢？位置度又是什么,孔位置三坐標(biāo)測(cè)量步聚,1,選擇基準(zhǔn)面采點(diǎn)，三點(diǎn)確定一個(gè)面,2,選擇兩個(gè)孔確定另兩個(gè)軸，一個(gè)孔定心，一個(gè)孔定向,3,求出兩孔

15、中心,X,Y,方向的距離，并求兩孔中心連線與水平軸夾角的正切,值，求其反正切值，確定角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn),4,將定心孔進(jìn)行偏置，確定輸出測(cè)量孔的坐標(biāo)數(shù)值,位置度,當(dāng)采用任意方向上位置度公差時(shí)，其公差帶是以軸線的理想位,置為軸線，直徑為公差值,t,的圓柱面內(nèi)的區(qū)域,理想孔,實(shí)際孔,殼體類零件的裝夾,殼體類產(chǎn)品加工采用典型的一面兩孔定位,工件的裝夾包括定位和夾緊兩個(gè)過程,定位是指確定工件在機(jī)床或夾具中占有正確位置的工藝過程。夾緊是指,將工件定位后的位置固定下來，使其在加工中保持定位位置不變的工藝過程,工件的定位原理：任何一個(gè)自由剛體，在空間均有,6,個(gè)自由度，即沿空,間坐標(biāo)軸,x,y,z,三個(gè)方向的移動(dòng)和

16、繞此三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng),壓板,定位面,定位銷,212,224,F200,首先，我們要,保證尺寸,138.9,0.1,因此,在工件定位當(dāng)中我,們要限制工件上下,移動(dòng)這個(gè)自由度,也就是利用托盤的,定位面，限制工件,的上下移動(dòng),Z,X,Y,同理，我們要,加工,F100,面上的孔,時(shí)，為了保證各孔,的位置精度，就要,限制工件的左右移,動(dòng)的自由度，利用,兩個(gè)定位銷來保證,一個(gè)定心，一個(gè),定向,三、數(shù)控技術(shù),數(shù)控是數(shù)字控制,Numerical Control,簡(jiǎn)稱,NC,技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是用數(shù)字化代碼實(shí),現(xiàn)自動(dòng)控制技術(shù)的總稱,根據(jù)不同的控制對(duì)象，存在各種數(shù)字控制系統(tǒng),數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字化代碼程序控制、能完成自動(dòng)化

17、加工的通用相床。數(shù)控機(jī)床,是一種典型的光機(jī)電一體化的加工設(shè)備，它集現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及計(jì),算機(jī)信息技術(shù)于一體，采用數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)來全部或部分地取代了一般通用機(jī)床在,加工零件時(shí)的各種人工控制動(dòng)作,啟動(dòng)、加工順序、改變切削用量、主軸變速、刀,具選擇、冷卻液開停以及停車等，是高效率，高精度、高柔性和高自動(dòng)化的光機(jī)電一,體化的加工設(shè)備,數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與應(yīng)用,1,柔性自動(dòng)化，具有廣泛的適應(yīng)性,2,加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定,3,生產(chǎn)效率高,4,能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的加工,5,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件,6,有利于現(xiàn)代化生產(chǎn)與管理,1,數(shù)控機(jī)床的組成,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都是計(jì)算機(jī)數(shù)字控制,Computer Numerical Control,簡(jiǎn)稱,CN