箱體類零件的加工工藝

箱體類零件的加工工藝箱體類零件的加工工藝箱體類零件的加工工藝V:1.0精細整理，僅供參考箱體類零件的加工工藝日期：20xx年X月箱體類典型零件的數(shù)控加工工藝分析摘要論文首先介紹了數(shù)控機床的趨勢：工序集中、高速化、高效、高精度、多功能等。從數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)講起，由淺入深的分析了數(shù)控加工工藝的特點及技術(shù)要求。對典型箱體類零件的數(shù)控加工工藝分析及舉例分析。數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時所運用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個數(shù)控加工工藝過程。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實踐的總結(jié)。數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒有符合實際的、科學(xué)合理的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序。數(shù)控編程就是將制定的數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。箱體類零件的加工精度高，工藝難度較大。除了一般零件的共性外有其銑平面，銑孔，熱處理特殊特點。因此對箱體類零件的加工工藝分析對數(shù)控加工工藝方面的一個豐富的積累。關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；箱體類零件；加工工藝。Box-typepartsofatypicalCNCmachiningprocessanalysisAbstractPaperintroducesthetrendofCNCmachinetools:processfocus,high-speed,highefficiency,highprecision,multi-function,suchas.Fromtalkingaboutthebasisofnumericalcontrolprocessing,easy-to-digestanalysisofthecharacteristicsofCNCmachiningtechnologyandtechnicalrequirements.Thetypicalbox-typepartsontheCNCmachiningprocessanalysisandexampleanalysis.CNCmachiningprocessistheuseofCNCmachiningpartsbyusingvariousmethodsandtechniquesofthesumofthemeansappliedtotheentireCNCmachiningprocess.CNCmachiningprocessisaccompaniedbytheemergenceofCNCmachinetoolsanddevelopmentwithagradualimprovementofapplicationtechnology,itisthepracticeofalargenumberofCNCmachiningsummary.CNCMachiningNCprogrammingprocessistheprerequisiteandbasisfor,notinlinewiththepractical,scientificandrationalCNCmachiningprocess,therecanbenorealNCmachiningprocesspossible.NCprogrammingistoformulatethecontentsoftheNCprocessingprogram.Box-typehigh-precisionmachining,processmoredifficult.Inadditiontothegeneralcommonpartsoutsidetheplaneofitsmilling,holemilling,heattreatmentofspecialfeatures.Box-typepartsontheprocessofanalysisoftheaspectsofCNCmachiningprocesstoarichaccumulation.Keywords:CNCmachinetools;boxcomponents;processingtechnology.目錄第1章概述 4數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展和趨勢 4數(shù)控加工的定義 5數(shù)控加工工藝的定義 6數(shù)控加工工藝的特點 6第2章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ) 7數(shù)控加工工藝分析 7零件圖的分析審查 8零件機械加工工藝規(guī)程的制定 9第3章數(shù)控機床加工箱體類零件的工藝分析 14箱體類零件的結(jié)構(gòu)及特點 14箱體類零件的材料及毛胚 15箱體類零件的主要技術(shù)要求 15箱體零件的加工工藝分析 16第4章分離式齒輪箱體加工工藝過程及其分析 22分離式箱體的主要技術(shù)要求 22分離式箱體的工藝特點 22第5章總結(jié) 26參考文獻 27答謝詞 28第1章概述數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展和趨勢數(shù)控機床的發(fā)展美國麻省理工學(xué)院于1952年成功地研制出世界上第一臺的數(shù)控銑床。我國數(shù)控機床的研究始于1958年，由清華大學(xué)研制出了最早的樣機。1966年我國誕生了第一臺用直線-圓弧插補的晶體管控制系統(tǒng)。1970年初研制成功集成電路控制系統(tǒng)。1980年以來，通過研究和引進技術(shù)，我國數(shù)控機床發(fā)展很快，現(xiàn)已掌握了5~6軸聯(lián)動、螺距誤差補償、圖形顯示和高精度司法系統(tǒng)等多項關(guān)鍵技術(shù)。目前已有幾十個單位在從事不同層次的數(shù)控機床的生產(chǎn)和開發(fā)，形成了具有小批量生產(chǎn)能力的生產(chǎn)基地。數(shù)控機床的品種已超過500種，其中金屬切削機床品種的數(shù)控化率達20%以上。數(shù)控機床的趨勢數(shù)控機床總的發(fā)展趨勢是工序集中、高速、高效、高精度、高可靠性以及方便使用。1．工序集中加工中心使工序集中在一臺機床上完成，減少了由于工序分散、工件多次裝夾引起的定位誤差，提高了加工精度，減少了工序間的輔助時間，同時也減少了機床的臺數(shù)和占地面積，有效提高了數(shù)控機床的生產(chǎn)效率和數(shù)控加工的經(jīng)濟效益。2．高速化由于數(shù)控裝置及伺候系統(tǒng)功能的改進，其主軸轉(zhuǎn)速和進給速度大大提高，減少了切削時間。加工中心的主軸轉(zhuǎn)速現(xiàn)已達到8000~12000r/min，最高的可達100000r/min以上，磨床的砂輪線速度提高到100~200m/s。正在開發(fā)的采用64位CPU的新型數(shù)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)快速進給、高速加工、多軸控制功能，指控軸數(shù)最多可達到24個，同時聯(lián)動軸數(shù)可達3~6軸，進給速度為20~24m/min，最快可達603．高效數(shù)控機床的自動換刀和自動交換工作臺時間大大縮短，現(xiàn)在數(shù)控車床刀架的轉(zhuǎn)位時間可達~，加工中心自動交換刀具時間可達3s，最快能達到1s以內(nèi)，交換工作臺時間也可達到6~10s，個別可達到，提高了機床的加工效益。4．高精度化用戶對產(chǎn)品精度要求的日益提高，促使數(shù)控機床的精度不斷提高。工件的加工精度主要取決于：機床精度、編程精度、插補精度和伺服精度。目前，數(shù)控機床配置了新型、高速、多功能的數(shù)控系統(tǒng)，其分辨率可達到ｕｍ，有的可達到，實現(xiàn)了高精度加工。伺服系統(tǒng)采用前饋控制技術(shù)高分辨率的位置檢測元件、計算機數(shù)控的補償功能等，保證了數(shù)控機床的高加工精度。5．多功能化CNC裝置功能的不斷擴大，促進了數(shù)控機床的高度自動化及多功能化。數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)大多采用CRT顯示，可實現(xiàn)二維圖形的軌跡顯示，有的還可以實現(xiàn)三維彩色動態(tài)圖形顯示，有的系統(tǒng)具有自適應(yīng)控制系統(tǒng)，能在在加工條件下改變機床的切削用量，以適應(yīng)任一瞬間實際發(fā)生的加工情況，實現(xiàn)無人化管理。6．結(jié)構(gòu)新型化一種完全不同于原來數(shù)控機床結(jié)構(gòu)的新興數(shù)控機床，近幾年被開發(fā)成功，這種被稱為“6條腿的加工中心”或虛軸機床的數(shù)控機床，沒有任何導(dǎo)軌和滑臺，采用能夠伸縮的“6條腿”支撐并聯(lián)，并與安裝主軸頭的上平臺和安裝工件的下平臺相連。它可以實現(xiàn)多坐標聯(lián)動加工，其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度、加工效率較普通加工中心提高2~10倍。7．編程技術(shù)自動化隨著數(shù)控加工技術(shù)的迅速發(fā)展，設(shè)備類型的增多，零件品種的增加以及形狀的日益復(fù)雜，迫切需求速度快、精度高的編程，以便于直觀檢查。為彌補手工編程和NC語言編程的不足，近幾年開發(fā)出多種自動編程系統(tǒng)，如圖形交互化編程系統(tǒng)、數(shù)字化自動編程系統(tǒng)、語言數(shù)控編程系統(tǒng)等，其中圖形交互式編程系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛?！皥D形交互自動編程”是一種計算機輔助編程技術(shù)，以計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件為基礎(chǔ)。其特點是速度快、精度高、直觀性好、使用簡便，已成為國內(nèi)外先進的CAD/CAM軟件所采用的編程方法。目前常用的圖形交互式自動編程軟件有GU、Pro/E、MasterCAM等。數(shù)控加工的定義隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，人們對機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率也提出了越來越高的要求。尤其是航空航天、軍事、造船等領(lǐng)域所需要的零件，精度要求越來越高，形狀也越來越復(fù)雜，這些零件用普通機床是難以加工的。數(shù)控機床是用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的機床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。它是一種技術(shù)密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設(shè)備，是數(shù)控技術(shù)與機床所結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)控加工則是根據(jù)被加工零件的圖樣和工藝要求，編制出以數(shù)碼表示的程序，輸入到機床的數(shù)控裝置或控制計算機中，以控制工件和工具的相對運動，使之加工出合格的零件的方法。在數(shù)控加工過程中，如果數(shù)控機床是硬件的話，數(shù)控工藝和數(shù)控程序就相對于軟件，兩者缺一不可。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善的一種應(yīng)用技術(shù)。實現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關(guān)鍵。編程前必須要做好準備工作，編程后還要進行不要的善后處理工作。嚴格來說，數(shù)控編程也是屬于數(shù)控加工工藝的范疇。數(shù)控加工工藝的定義數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時所運用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個數(shù)控加工工藝過程。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實踐的總結(jié)。數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒有符合實際的、科學(xué)合理的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序。數(shù)控編程就是將制定的數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。數(shù)控加工工藝的特點1．?dāng)?shù)控加工的工藝內(nèi)容十分明確而且具體，進行數(shù)控加工時，數(shù)控機床接受數(shù)控系統(tǒng)的指令，完成各種運動，實現(xiàn)加工要求。因此，在編制加工程序之前，需要對影響加工過程的各種工藝因素，如切削用量、進給路線、刀具的幾何形狀，甚至工步的劃分與安排等一一作出定量描述，對每一個問題都要給出確切的答案和選擇，而不能像用通用機床加工那樣，在大多數(shù)情況下，許多具體的工藝問題是由操作工人依據(jù)自己的實踐經(jīng)驗和習(xí)慣自行考慮和決定的。也就是說，本來由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時調(diào)整來處理的許多工藝問題，在數(shù)控加工時就轉(zhuǎn)變?yōu)榫幊倘藛T必須事先具體設(shè)計和明確安排的內(nèi)容。2．?dāng)?shù)控加工的工藝要求相當(dāng)準確而且嚴密。數(shù)控加工不能像通用機床加工那樣，可以對加工過程中初相的問題由操作者根據(jù)自己的靖安自由地進行調(diào)整。比如加工內(nèi)螺紋，在普通機床上操作時可以隨時根據(jù)孔中是否擠滿了切屑而決定是否需要退一下刀或先清理一下切屑；而數(shù)控機床并不知道孔中是否擠滿了切屑以及何時需要退一次刀以待清除切屑后再進行加工。因此，在數(shù)控機床的工藝設(shè)計中必須注意加工過程中的每一個細節(jié)，做到萬無一失。在實際工作中，一個字符、一個小數(shù)點或一個逗號的差錯都有可能釀成重大機床事故和質(zhì)量事故。因為數(shù)控機床比同類普通機床價格高很多，其加工的也往往是一些形狀比較復(fù)雜、價值也較高的工作，所以萬一損壞機床或工件報廢都會造成較大損失。根據(jù)大量加工實力分析，數(shù)控工藝考慮不周和計算與編程時粗心大意是造成數(shù)控加工失誤的主要原因。因此，要求編程人員除必須具備較扎實的工藝基本知識和較豐富的實際工作經(jīng)驗外，還必須具有耐心和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。3．?dāng)?shù)控加工的工序相對集中。一般來說，在普通機床上是根據(jù)機床的種類進行單工序加工，而在數(shù)控機床上往往是在工件的一次裝夾中完成鉆、擴、鉸、銑、鏜、攻螺紋等多工序的加工。這種“多序合一”的現(xiàn)象也屬于“工序集中”的范疇，極端情況下，在一臺加工中心上可以完成工件的全部加工內(nèi)容。第2章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝分析生產(chǎn)過程和工藝過程1．生產(chǎn)過程機械產(chǎn)品制造時，由原材料到該機械產(chǎn)品出廠的全部勞動過程稱為機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。其過程包拈以下部分：（1）準備工作。如產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計和工藝設(shè)計，專用裝備的設(shè)計與制造。（2)原材料及半成品的運輸和保管。（3)毛壞的制造過程。如鑄造、鍛造和沖壓等。（4)零件的各種加丁過程。如機械加工、焊接、熱處理和表面處理等。（5)部件和產(chǎn)品的裝配過程。包括組裝和部裝等。（6)產(chǎn)品的檢驗、調(diào)試、油漆和包裝等。需指出的是：上述的“原材料”和“產(chǎn)品”的概念是相對的。一個工廠的“產(chǎn)品”可能是另一個工廠的“原材料”，因為在現(xiàn)代制造業(yè)中，專業(yè)化生產(chǎn)的程度越來越高，如汽車上的輪胎、儀表、電器元什、標準件及其他許多零件都是由其他專業(yè)廠生產(chǎn)的。2．工藝過程在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程稱為工藝過程，如毛坯的制造、機械加工、熱處理和裝配等。而在工藝過程中，用機械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為合格零件的那部分工藝過程稱為機械加工工藝過程。機械加工工藝過程的組成機械加工工藝過程一般由一個或若干個工序組成。而工序又可分為安裝、工位、工步和進給，它們按一定順序排列，逐步改變毛坯的形狀、尺寸和材料的性能，使之成為合格的零件。1．工序工序是指一個(或一組)工人，在一個工作地點(如一臺設(shè)備)對一個(或同時對幾個)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是工藝過程的基本單元，劃分工序的主要依據(jù)是零件加工過程中工作地點(設(shè)備)是否變動，以及該工序的工藝過程是否連續(xù)。2．安裝機械加工中，使工件在機床或夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過程，稱為裝夾。工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。3．工位為了減少工件的安裝次數(shù)，在大批量生產(chǎn)時，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移位夾具，使工件在一次安裝中先后處于幾個不同位置進行加工。工件在一次安裝下相對于機床或刀具每占據(jù)一個加工位置所完成的那部分工藝過程稱為工位。圖2．1所示為一種用回轉(zhuǎn)工作臺在—次安裝中順次完成裝卸工件、鉆孔、擴孔和鉸孔4個工位加工的實例。4．工步工步是指加工表面、加工工具和切削用量中切削速度和進給量不變的情況下所完成的那部分工序內(nèi)容。一道丁序可以包括幾個工步，也可以只包括一個工步。構(gòu)成工步的任一因素改變后，一般即為另一工步。但對于那些在一次安裝中連續(xù)進行的若干相同工步，可看成一個下步。有時為了提高生產(chǎn)率，用幾把不同的刀具同時加上幾個不同表面，此類工步稱為復(fù)合工步如圖2．2所示。在工藝文件上，復(fù)合工步應(yīng)視為一個工步。5．進給在一個工步內(nèi)，若被加工表面要切除的金屬層很厚，需要分幾次切削，則每進行一次切削就是一次進給。零件圖的分析審查在制訂零件的機械加工工藝規(guī)程之前，對零件進行工藝性分析，以及對產(chǎn)品零件圖提出

修改意見，是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作。首先應(yīng)熟悉零件在產(chǎn)品中的作用、位置、裝配關(guān)系和工作條件，搞清楚各項技術(shù)要求對零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響，找出主要的和關(guān)鍵的技術(shù)要求，然后對零件圖樣進行分析。1．檢查零件圖的完整性和正確性在了解零件形狀和結(jié)構(gòu)之后，應(yīng)檢查零件視圖是否正確、足夠，表達是否直觀、清楚，繪制是否符合國家標準，尺寸、公差以及技術(shù)要求的標注是否齊全、合理等。2．零件的技術(shù)要求分析零件的技術(shù)要求包括下列幾個方面：加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形狀精度；主要加工表面之間的相互位置精度；加工表面的粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其它要求；熱處理要求；其它要求(如動平衡、未注圓角或倒角、去毛刺、毛坯要求等)。要注意分析這些要求在保證使用性能的前提下是否經(jīng)濟合理，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下能否實現(xiàn)。特別要分析主要表面的技術(shù)要求，因為主要表面的加工確定了零件工藝過程的大致輪廓。3．零件的材料分析即分析所提供的毛坯材質(zhì)本身的機械性能和熱處理狀態(tài)，毛坯的鑄造品質(zhì)和被加工部位的材料硬度，是否有白口、夾砂、疏松等。判斷其加工的難易程度，為選擇刀具材料和切削用量提供依據(jù)。所選的零件材料應(yīng)經(jīng)濟合理，切削性能好，滿足使用性能的要求。4．合理的標注尺寸（1）零件圖上的重要尺寸應(yīng)直接標注，而且在加工時應(yīng)盡量使工藝基準與設(shè)計基準重合，

并符合尺寸鏈最短的原則。（2）零件圖上標注的尺寸應(yīng)便于測量，不要從軸線、中心線、假想平面等難以測量的基準

標注尺寸。（3）零件圖上的尺寸不應(yīng)標注成封閉式，以免產(chǎn)生矛盾。（4）零件上非配合的自由尺寸，應(yīng)按加工順序盡量從工藝基準注出。零件上各非加工表面的位置尺寸應(yīng)直接標注，而非加工面與加工面之間只能有一個聯(lián)系尺寸。零件機械加工工藝規(guī)程的制定零件機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和方法等的工藝文件。它是在具體的生產(chǎn)條件下，將最合理或較合理的工藝過程，用圖表（或文字）的形式制成文本，用來指導(dǎo)生產(chǎn)、管理生產(chǎn)的文件。機械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容及作用工藝規(guī)程的內(nèi)容，一般有零件的加工工藝路線、各工序基本加工內(nèi)容、切削用量、工時定額及采用的機床和工藝裝備（刀具、夾具、量具、模具）等。工藝規(guī)程的主要作用如下：1．工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。合理的工藝規(guī)程是建立在正確的工藝原理和實踐基礎(chǔ)上的，是科學(xué)技術(shù)和實踐經(jīng)驗的結(jié)晶。因此，它是獲得合格產(chǎn)品的技術(shù)保證，一切生產(chǎn)和管理人員必須嚴格遵守。2．工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織管理工作、計劃工作的依據(jù)。原材料的準備、毛坯的制造、設(shè)備和工具的購置、專用工藝裝備的設(shè)計制造、勞動力的組織、生產(chǎn)進度計劃的安排等工作都是依據(jù)工藝規(guī)程來進行的。3．工藝規(guī)程是新建或擴建工廠或車間的基本資料。在新建擴建或改造工廠或車間時，需依據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)類型及工藝規(guī)程來確定機床和設(shè)備的數(shù)量及種類，工人工種、數(shù)量及技術(shù)等級，車間面積及機床的布置等。制定工藝規(guī)程的原則、原始資料1．制定工藝規(guī)程的原則制定工藝規(guī)程的原則是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，以最快的速度、最少的勞動消耗和最低的費用，可靠加工出符合設(shè)計圖紙要求的零件。同時，還應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能保證技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理、并且有良好的勞動條件。2．制定工藝規(guī)程的原始資料(1）產(chǎn)品零件圖樣及裝配圖樣。零件圖樣標明了零件的尺寸和形位精度以及其他技術(shù)要求，產(chǎn)品的裝配圖有助于了解零件在產(chǎn)品中的位置、作用，所以，它們是制定工藝規(guī)程的基礎(chǔ)。（2）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。（3）產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標準。（4）本廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如機床設(shè)備、工藝裝備、工人技術(shù)水平及毛坯的制造生產(chǎn)能力等。(5)國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝資料。制定工藝規(guī)程的步驟1．零件圖樣分析零件圖樣分析的目的在于：（1）分析零件的技術(shù)要求，主要了解各加工表面的精度要求、熱處理要求，找出主要表面并分析它與次要表面的位置關(guān)系，明確加工的難點及保證零件加工質(zhì)量的關(guān)鍵，以便在加工時重點加以關(guān)注。（2）審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理，分析零件材料的選取是否合理。2．毛坯選擇毛坯的選擇主要依據(jù)以下幾方面的因素：（1）零件的材料及機械性能零件的材料一旦確定，毛坯的種類就大致確定了。例如材料為鑄鐵，就應(yīng)選鑄造毛坯；鋼質(zhì)材料的零件，一般可用型材；當(dāng)零件的機械性能要求較高時要用鍛造；有色金屬常用型材或鑄造毛坯。（2）零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸例如，直徑相差不大的階梯軸零件可選用棒料作毛坯，直徑相差較大時，為節(jié)省材料，減少機械加工量，可采用鍛造毛坯；尺寸較大的零件可采用自由鍛，形狀復(fù)雜的鋼質(zhì)零件則不宜用自由鍛。對于箱體、支架等零件一般采用鑄造毛坯，大型設(shè)備的支架可采用焊接結(jié)構(gòu)。（3）生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)時，應(yīng)采用精度高、生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，如機器造型、熔模鑄造、冷軋、冷拔、沖壓加工等。單件小批生產(chǎn)則采用木模手工造型、焊接、自由鍛等。（4）毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及技術(shù)水平以及通過外協(xié)獲得各種毛坯的可能性。3．?dāng)M訂工藝路線（1）定位基準的選擇正確選擇定位基準，特別是主要的精基準，對保證零件加工精度、合理安排加工順序起決定性的作用。所以，在擬定工藝路線時首先應(yīng)考慮選擇合適的定位基準?；鶞实倪x擇方法見第一章。（2）零件表面加工工藝方案的選擇由于表面的要求（尺寸、形狀、表面質(zhì)量、機械性能等）不同，往往同一表面的加工需采用多種加工方法完成。某種表面采用各種加工方法所組成的加工順序稱為表面加工工藝方案。（3）加工階段的劃分對于那些加工質(zhì)量要求高或比較復(fù)雜的零件，通常將整個工藝路線劃分為以下幾個階段：1）粗加工階段主要任務(wù)是切除毛坯的大部分余量，并制出精基準。該階段的關(guān)鍵問題是如何提高生產(chǎn)率。2）半精加工階段任務(wù)是減小粗加工留下的誤差，為主要表面的精加工做好準備，同時完成零件上各次要表面的加工。3）精加工階段任務(wù)是保證各主要表面達到圖樣規(guī)定要求。這一階段的主要問題是如何保證加工質(zhì)量。4）光整加工階段主要任務(wù)是減小表面粗糙度值和進一步提高精度。劃分加工階段的好處是按先粗后精的順序進行機械加工，可以合理的分配加工余量以及合理的選擇切削用量，充分發(fā)揮粗加工機床的效率，長期保持精加工機床的精度，并減少工件在加工過程中的變形，避免精加工表面受到損傷；粗精加工分開，還便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，同時有利于安排熱處理工序。（4）加工順序的安排加工順序的安排對保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要作用，是擬定工藝路線的關(guān)鍵之一?？砂聪铝性瓌t進行。1）切削加工順序的安排①先粗后精先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工。②先主后次先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。③先面后孔對于箱體、支架、連桿、底座等零件，其主要表面的加工順序是先加工用作定位的平面和孔的端面的加工，然后再加工孔。④先基準后其它即選作精基準的表面應(yīng)在一開始的工序中就加工出來，以便為后續(xù)工序的加工提供定位精基準。2）熱處理工序的安排零件加工過程中的熱處理按應(yīng)用目的，大致可分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理的目的是改善機械性能、消除內(nèi)應(yīng)力、為最終熱處理作準備，它包括退火、正火、調(diào)質(zhì)和時效處理。鑄件和鍛件，為了消除毛坯制造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，改善機械加工性能，在機械加工前應(yīng)進行退火或正火處理；對大而復(fù)雜的鑄造毛坯件（如機架、床身等）及剛度較差的精密零件（如精密絲杠），需在粗加工之前及粗加工與半精加工之間安排多次時效處理；調(diào)質(zhì)處理的目的是獲得均勻細致的索氏體組織，為零件的最終熱處理作好組織準備，同時它也可以作為最終熱處理，使零件獲得良好的綜合機械性能，一般安排在粗加工之后進行。最終熱處理最終熱處理的目的主要是為了提高零件材料的硬度及耐磨性，它包括淬火、滲碳及氮化等。淬火及滲碳淬火通常安排在半精加工之后、精加工之前進行；氮化處理由于變形較小，通常安排在精加工之后。3）輔助工序的安排輔助工序包括：檢驗、清洗、去毛刺、防銹、去磁及平衡去重等。其中檢驗是最主要的、也是必不可少的輔助工序，零件加工過程中除了安排工序自檢之外，還應(yīng)在下列場合安排檢驗工序：①粗加工全部結(jié)束之后、精加工之前；②工件轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出車間前后；③重要工序加工前后；④全部加工工序完成后。工藝文件的編制零件的機械加工工藝過程確定之后，應(yīng)將有關(guān)內(nèi)容填寫在工藝卡片上，這些工藝卡片總稱為工藝文件。生產(chǎn)中常用的工藝文件有下列三種形式：1．機械加工工藝過程卡片是以工序為單位，簡要說明零件整個加工工藝過程的一種工藝文件，其內(nèi)容包括工序號、工序名稱、工序內(nèi)容、加工車間、設(shè)備及工藝裝備、各工序時間定額等，其格式見表2-3。在單件小批生產(chǎn)中，常以這種卡片直接指導(dǎo)生產(chǎn)。表2-1機械加工工藝過程卡片表2-12．機械加工工序卡片是針對每道工序所編制的、用來具體指導(dǎo)工人進行生產(chǎn)的工藝文件。它通過工序簡圖詳細說明了該工序的加工內(nèi)容、尺寸及公差、定位基準、裝夾方式、刀具的形狀及其位置等，并注明切削用量、工步內(nèi)容及工時等。工序卡片多用于大批大量生產(chǎn)中，每個工序都要有工序卡片。成批生產(chǎn)中的主要零件，或一般零件的關(guān)鍵工序，有時也要有工序卡片。3．機械加工工藝（綜合）卡片是以工序為單位，比較詳細的說明零件加工工藝過程的一種工藝文件，簡稱工藝卡。它不但包含了工藝過程卡片的內(nèi)容，而且詳細說明了每一工序的工位及工步的工作內(nèi)容，對于復(fù)雜工序，還要繪出工序簡圖，標注工序尺寸及公差等。機械加工工藝卡片是用來指導(dǎo)工人生產(chǎn)和幫助技術(shù)管理人員掌握整個加工過程的主要技術(shù)文件，常用于成批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)中比較重要的零件。各工廠所用的工藝文件的格式有多種多樣，可視具體情況和參照相關(guān)規(guī)定來編制。第3章數(shù)控機床加工箱體類零件的工藝分析箱體類零件的結(jié)構(gòu)及特點箱體類零件是機器及其部件的基礎(chǔ)零件。它將機器及其部件中的軸、軸承套和齒輪等零件按一定的相互關(guān)系裝配成一整體，并按預(yù)定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)運動。因此，箱體的加工質(zhì)量，直接影響著機器的性能，精度和壽命箱體的結(jié)構(gòu)形式雖然多種多樣，但仍有共同的主要特點：形狀復(fù)雜、壁薄且不均勻，內(nèi)部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。因此，一般中型機床制造廠用于箱體類零件的機械加工勞動量約占整個產(chǎn)品加工量的15%~20%。因此，箱體類零件的加工不僅加工部位多，而且加工難度也大。圖3-1所示是幾種常見的箱體類零件簡圖；圖3-1幾種箱體結(jié)構(gòu)箱體類零件的材料及毛胚盡量均勻，箱體材料一般選用HT200~400的各種牌號的灰鑄鐵，而最常用的為HT200。灰鑄鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性（減震性）。在單件生產(chǎn)或某些簡易機床的箱體，為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本，可采用鋼材焊接結(jié)構(gòu)。此外，精度要求較高的坐標鏜床主軸箱則選用耐磨鑄鐵。負荷大的主軸箱也可采用鑄鋼件。毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和鑄造方法等因素有關(guān)。有關(guān)數(shù)據(jù)可查有關(guān)資料及根據(jù)具體情況決定。毛坯鑄造時，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱體壁厚箱體澆鑄后應(yīng)安排時效或退火工序。箱體類零件的主要技術(shù)要求零件的主要技術(shù)要求是為了保證箱體的裝配精度，達到機器設(shè)備對它提出的要求，箱體零件的主要技術(shù)要求有以下幾個方面。1、孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度軸承支撐孔應(yīng)有較高的尺寸精度、幾何形狀精度和較小的表面粗糙度要求，否則將影響軸承外圈與箱體上孔的配合精度，使軸的旋轉(zhuǎn)精度降低；若是主軸支撐孔，還會進一步影響機床的加工精度。一般機床床頭箱，主軸支撐孔精度為IT6級，表面粗糙度為~μm，其他支撐孔精度為IT6~IT7級，表面粗糙度為~μm.幾何形狀精度一般應(yīng)在孔的公差范圍內(nèi)，要求高的應(yīng)不超過孔公差的1/2~1/3。2、支撐孔之間的孔距尺寸精度及相互位置精度在箱體上有齒輪嚙合關(guān)系的相鄰孔之間，應(yīng)有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否則會影響齒輪的嚙合精度，工作時會產(chǎn)生噪音和振動，并影響齒輪壽命。這項精度主要取決于傳動齒輪副的中心距和齒輪嚙合精度。一般機床的中心距公差為~,軸心線平行度~。箱體上同軸線孔應(yīng)有一定的同軸度要求。同軸線孔的同軸度超差，不僅會給箱體中軸的裝配帶來困難，且使軸的運轉(zhuǎn)情況惡化，軸承磨損情況加劇，溫度升高。影響機器的精度和正常運轉(zhuǎn)。同軸度為~。3、主平面的形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度箱體的主平面就是裝配基面或加工中的定位基面，它們直接影響箱體與機器總裝時的相對位置及接觸剛性，影響箱體加工中的定位精度，因而有較高的平面度和平面粗糙度。如一般機床箱體裝配基面和定位基面的平面度為~表面粗糙度為~μm。其他平面對裝配基面也有一定的尺寸精度和平面度要求，如一般平面的平行度為~,平面間的垂直度為。4、支撐孔與主平面的尺寸精度及相互位置精度箱體上個支持孔對裝配基面有一定的尺寸精度和平面度要求；對斷面有一定的垂直度要求。如車床主軸孔軸心線對裝配基面在水平平面內(nèi)有偏斜，則加工時會產(chǎn)生錐度；主軸孔軸心線對端面的垂直度超差，裝配會將引起機床主軸的端面跳動等。箱體零件的加工工藝分析1.主要表面加工方法的選擇箱體的主要表面有平面和軸承支承孔。主要平面的加工，對于中、小件，一般在牛頭刨床或普通銑床上進行。對于大件，一般在龍門刨床或龍門銑床上進行。刨削的刀具結(jié)構(gòu)簡單，機床成本低，調(diào)整方便，但生產(chǎn)率低；在大批、大量生產(chǎn)時，多采用銑削；當(dāng)生產(chǎn)批量大且精度又較高時可采用磨削。單件小批生產(chǎn)精度較高的平面時，除一些高精度的箱體仍需手工刮研外，一般采用寬刃精刨。當(dāng)生產(chǎn)批量較大或為保證平面間的相互位置精度，可采用組合銑削和組合磨削，如圖3-2所示。圖3-2組合銑削和組合磨削箱體支承孔的加工，對于直徑小于50的孔，一般不鑄出，可采用鉆－擴(或半精鏜)－鉸(或精鏜)的方案。對于已鑄出的孔，可采用粗鏜－半精鏜－精鏜(用浮動鏜刀片)的方案。由于主軸軸承孔精度和表面質(zhì)量要求比其余軸孔高，所以，在精鏜后，還要用浮動鏜刀片進行精細鏜。對于箱體上的高精度孔，最后精加工工序也可采用珩磨、滾壓等工藝方法。2.擬定工藝過程的原則(1)先面后孔的加工順序箱體主要是由平面和孔組成，這也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱體加工的一般規(guī)律。因為主要平面是箱體往機器上的裝配基準，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基準與設(shè)計基準和裝配基準重合，從而消除因基準不重合而引起的誤差。另外，先以孔為粗基準加工平面，再以平面為精基準加工孔，這樣，可為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的定位基準，并且加工平面時切去了鑄件的硬皮和凹凸不平，對后序孔的加工有利，可減少鉆頭引偏和崩刃現(xiàn)象，對刀調(diào)整也比較方便。(2)粗精加工分階段進行粗、精加工分開的原則：對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設(shè)備等。粗、精加工分開進行，會使機床，夾具的數(shù)量及工件安裝次數(shù)增加，而使成本提高，所以對單件、小批生產(chǎn)、精度要求不高的箱體，常常將粗、精加工合并在一道工序進行，但必須采取相應(yīng)措施，以減少加工過程中的變形。例如粗加工后松開工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力、以較小的切削用量，多次走刀進行精加工。(3)合理地安排熱處理工序為了消除鑄造后鑄件中的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鑄造后安排一次人工時效處理，有時甚至在半精加工之后還要安排一次時效處理，以便消除殘留的鑄造內(nèi)應(yīng)力和切削加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對于特別精密的箱體，在機械加工過程中還應(yīng)安排較長時間的自然時效（如坐標鏜床主軸箱箱體）。箱體人工時效的方法，除加熱保溫外，也可采用振動時效。3.定位基準的選擇(1)粗基準的選擇在選擇粗基準時，通常應(yīng)滿足以下幾點要求：第一，在保證加工面均有余量的前提下，應(yīng)使重要孔的加工余量均勻,孔壁的厚薄盡量均勻，其余部位均有適當(dāng)?shù)谋诤瘢坏诙?，裝入箱體內(nèi)的回轉(zhuǎn)零件(如齒輪、軸套等)應(yīng)與箱壁有足夠的間隙；第三，注意保持箱體必要的外形尺寸。此外，還應(yīng)保證定位穩(wěn)定，夾緊可靠。為了滿足上述要求，通常選用箱體重要孔的毛坯孔作粗基準。例表3-2大批生產(chǎn)加工規(guī)程中，以I孔和Ⅱ孔作為粗基準。由于鑄造箱體毛坯時，形成主軸孔、其它支承孔及箱體內(nèi)壁的型芯是裝成一整體放入的，它們之間有較高的相互位置精度，因此不僅可以較好地保證軸孔和其它支承孔的加工余量均勻，而且還能較好地保證各孔的軸線與箱體不加工內(nèi)壁的相互位置，避免裝入箱體內(nèi)的齒輪、軸套等旋轉(zhuǎn)零件在運轉(zhuǎn)時與箱體內(nèi)壁相碰。根據(jù)生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準的工件安裝方式也不一樣。大批大量生產(chǎn)時，由于毛坯精度高,可以直接用箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件安裝迅速，生產(chǎn)率高。在單件、小批及中批生產(chǎn)時，一般毛坯精度較低，按上述辦法選擇粗基準，往往會造成箱體外形偏斜，甚至局部加工余量不夠，因此通常采用劃線找正的辦法進行第一道工序的加工，即以主軸孔及其中心線為粗基準對毛坯進行劃線和檢查，必要時予以糾正，糾正后孔的余量應(yīng)足夠，但不一定均勻。如表3-2大批生產(chǎn)工藝規(guī)程中，銑頂面以I孔和Ⅱ孔直接在專用夾具上定位。在單件小批生產(chǎn)時，由于毛坯精度低，一般以劃線找正法安裝。表3-1小批生產(chǎn)工藝規(guī)程中的序號40規(guī)定的劃線，劃線時先找正主軸孔中心，然后以主軸孔為基準找出其它需加工平面的位置。加工箱體時，按所劃的線找正安裝工件，則體現(xiàn)了以主軸孔作粗基準。(2)精基準的選擇為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度，箱體類零件精基準選擇常用兩種原則：基準統(tǒng)一原則、基準重合原則。①一面兩孔(基準統(tǒng)一原則)在多數(shù)工序中，箱體利用底面(或頂面)及其上的兩孔作定位基準，加工其它的平面和孔系，以避免由于基準轉(zhuǎn)換而帶來的累積誤差。如表3-5所示的大批生產(chǎn)工藝過程中，以頂面及其上兩孔2-8H7為定位基準，采用基準統(tǒng)一原則。②三面定位(基準重合原則)箱體上的裝配基準一般為平面，而它們又往往是箱體上其它要素的設(shè)計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，避免了基準不重合誤差，有利于提高箱體各主要表面的相互位置精度。表3-1小批生產(chǎn)過程中即采用基準重合原則。圖3-3為某車床主軸箱簡圖，表3-1為該主軸箱小批量生產(chǎn)的工藝過程。表3-2為該主軸箱大批量生產(chǎn)的工藝過程。圖3-3為某車床主軸箱簡圖 表3－1某主軸箱小批生產(chǎn)工藝過程序號工序內(nèi)容定位基準10鑄造

20時效

30油漆

40劃線：考慮主軸孔有加工余量，并盡量均勻。劃C、A及E、D面加工線

50粗、精加工頂面A按線找正60粗、精加工B、C面及側(cè)面DB、C面70粗、精加工兩端面E、FB、C面80粗、半精加工各縱向孔B、C面90精加工各縱向孔B、C面100粗、精加工橫向孔B、C面110加工螺孔各次要孔

120清洗去毛刺

130檢驗

表3－2某主軸箱大批生產(chǎn)工藝過程序號工序內(nèi)容定位基準10鑄造

20時效

30油漆

40銑頂面AI孔與Ⅱ孔50鉆、擴、鉸2-8H7工藝孔頂面A及外形60銑兩端面E、F及前面D頂面A及兩工藝孔70銑導(dǎo)軌面B、C頂面A及兩工藝孔80磨頂面A導(dǎo)軌面B、C90粗鏜各縱向孔頂面A及兩工藝孔100精鏜各縱向孔頂面A及兩工藝孔110精鏜主軸孔I頂面A及兩工藝孔120加工橫向孔及各面上的次要孔

130磨B、C導(dǎo)軌面及前面D頂面A及兩工藝孔140將2-8H7及4-均擴鉆至?，攻6-M10

150清洗、去毛刺、倒角

160檢驗由分析可知，這兩種定位方式各有優(yōu)缺點，應(yīng)根據(jù)實際生產(chǎn)條件合理確定。在中、小批量生產(chǎn)時，盡可能使定位基準與設(shè)計基準重合，以設(shè)計基準作為統(tǒng)一的定位基準。而大批量生產(chǎn)時，優(yōu)先考慮的是如何穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，由此而產(chǎn)生的基準不重合誤差通過工藝措施解決，如提高工件定位面精度和夾具精度等。另外，箱體中間孔壁上有精度要求較高的孔需要加工時，需要在箱體內(nèi)部相應(yīng)的地方設(shè)置鏜桿導(dǎo)向支承架，以提高鏜桿剛度。因此可根據(jù)工藝上的需要，在箱體底面開一矩形窗口，讓中間導(dǎo)向支承架伸入箱體。產(chǎn)品裝配時窗口上加密封墊片和蓋板用螺釘緊固。這種結(jié)構(gòu)形式已被廣泛認可和采納。若箱體結(jié)構(gòu)不允許在底面開窗口，而又必需在箱體內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向支承架，中間導(dǎo)向支承需用吊架裝置懸掛在箱體上方，如圖3-4所示。由于吊架剛度差，安裝誤差大，影響孔系精度；且吊裝困難，影響生產(chǎn)率。 圖3-4吊架式鏜模夾具第4章分離式齒輪箱體加工工藝過程及其分析一般減速箱，為了制造與裝配的方便，常做成可分離的，如圖4-1所示。分離式箱體的主要技術(shù)要求1．對合面對底座的平行度誤差不超過1000；2．對合面的表面粗糙度值小于μm，兩對合面的接合間隙不超過；3．軸承支承孔必須在對合面上，誤差不超過±；4．軸承支承孔的尺寸公差為H7，表面粗糙度值小于μm，圓柱度誤差不超過孔徑公差之半，孔距精度誤差為±~。 圖4-1分離式箱體分離式箱體的工藝特點分離式箱體的工藝過程如表4-1、表4-2、表4-3所示。表4-1箱蓋的工藝過程序號工序內(nèi)容定位基準10鑄造

20時效

30涂底漆

40粗刨對合面凸緣A面50刨頂面對合面60磨對合面頂面70鉆結(jié)合面聯(lián)接孔對合面、凸緣輪廓80鉆頂面螺紋底孔、攻螺紋對合面二孔90檢驗

表4-2底座的工藝過程序號工序內(nèi)容定位基準10鑄造

20時效

30涂底漆

40粗刨對合面凸緣B面50刨底面對合面60鉆底面4孔、锪沉孔、鉸2個工藝孔對合面、端面、側(cè)面70鉆側(cè)面測油孔、放油孔、螺紋底孔、锪沉孔、攻螺紋底面、二孔80磨對合面底面90檢驗

表4-3箱體合裝后的工藝過程序號工序內(nèi)容定位基準10將蓋與底座對準合籠夾緊、配鉆、鉸二定位銷孔，打入錐銷，根據(jù)蓋配鉆底座，結(jié)合面的連接孔，锪沉孔

20拆開蓋與底座，修毛刺、重新裝配箱體，打人錐銷，擰緊螺栓。

30銑兩端面底面及兩孔40粗鏜軸承支承孔，割孔內(nèi)槽底面及兩孔50精鏜軸承支承孔，割孔內(nèi)槽底面及兩孔60去毛刺、清洗、打標記

70檢驗

由表可見，分離式箱體雖然遵循一般箱體的加工原則，但是由于結(jié)構(gòu)上的可分離性，因而在工藝路線的擬訂和定位基準的選擇方面均有一些特點。1.加工路線分離式箱體工藝路線與整體式箱體工藝路線的主要區(qū)別在于：整個加工過程分為兩個大的階段。第一階段先對箱蓋和底座分別進行加工，主要完成對合面及其它平面，緊固孔和定位孔的加工，為箱體的合裝作準備；第二階段在合裝好的箱體上加工孔及其端面。在兩個階段之間安排鉗工工序，將箱蓋和底座合裝成箱體，并用兩銷定位，使其保持一定的位置關(guān)系，以保證軸承孔的加工精度和拆裝后的重復(fù)精度。2．定位基準(1)粗基準的選擇分離式箱體最先加工的是箱蓋和箱座的對合面。分離式箱體一般不能以軸承孔的毛坯面作為粗基準，而是以凸緣不加工面為粗基準，即箱蓋以凸緣A面，底座以凸緣B面為粗基準。這樣可以保證對合面凸緣厚薄均勻，減少箱體合裝時對合面的變形。(2)精