汽車典型零件制造工藝之箱體制造工藝

箱體制造工藝汽車典型零件制造工藝箱體零件概述

1.1箱體零件的簡介1.2箱體零件的材料與毛坯1.3箱體零件的主要技術要求1.4箱體零件的結構工藝性分析2.箱體零件的機械加工工藝

2.1箱體零件機械加工的定位基準2.2箱體零件主要加工表面的工序安排2.3箱體主要表面的加工方法2.3.1箱體平面的加工方法2.3.2箱體孔系的加工方法主要內(nèi)容箱體零件概述1.1箱體零件的簡介箱體零件是機械或部件的基礎零件，它把有關零件連接為一個整體，使這些零件保持正確的相對位置，彼此能協(xié)調(diào)的工作。箱體零件的加工精度，直接影響到機械或部件的裝配質(zhì)量，進而影響整機的使用性能和壽命。發(fā)動機曲軸箱直角減速器箱體零件概述汽車箱體類零件的分類：回轉(zhuǎn)體型的殼體零件(水泵殼體，變速器殼體，汽車后橋殼體等)平面型箱體零件(氣缸體，變速器殼體，傳動機構箱體等）箱體零件的結構特點：結構形狀復雜，尺寸較大，壁厚較薄，剛度較低，需要加工多個精度要求較高的平面和孔系，此外，還要加工較多供連接用的螺紋孔。水泵殼體汽車后橋殼體變速器殼體箱體零件概述1.2箱體零件的材料與毛坯箱體零件一般工作條件惡劣，本身外部輪廓及內(nèi)腔形狀復雜，體積相對較大。因此，其毛坯通常采用鑄造工藝加工?；诣T鐵具有較好的耐磨性、減震性以及良好的鑄造性能和切削性能，此外價格相對低廉，因此箱體毛坯通常采用鑄鐵件；在承受載荷較大的箱體，有時可采用可鍛鑄鐵件和鑄鋼件；一些轎車上的箱體零件，為了減輕重量，用鋁合金和鎂合金鑄造；還有一些箱體為縮短毛坯制造周期，有時也采用焊接件。減速器毛坯縫紉機殼毛坯箱體零件概述箱體零件毛坯的鑄造方法：灰鑄鐵材料毛坯的鑄造方法，主要取決于生產(chǎn)類型和毛坯的尺寸。單件小批量生產(chǎn)中，多采用木模手工造型鑄造；大批大量生產(chǎn)，廣泛采用金屬模機械造型鑄造，毛坯的尺寸誤差

和表面粗糙度較小。鋁合金和鎂合金箱殼體零件毛坯，廣泛采用壓力鑄造，逐漸尺寸精度高，表面光潔，生產(chǎn)率高，加工余量小，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定。由于箱體零件結構復雜，毛坯中常有較大的鑄造內(nèi)應力。為了減小鑄件內(nèi)應力對機械加工質(zhì)量的影響和改善切削性能，毛坯在機械加工之前要先進行去除內(nèi)應力熱處理。毛坯在鑄造過程中，出于鑄造工藝性以及零件性能需求，對鑄件硬度、起模斜度、圓角半徑以及鑄件毛坯缺陷的限制等都規(guī)定有相應的技術要求。箱體零件概述1.3箱體零件的主要技術要求箱體類零件主要由面和孔組成，其加工的主要部分是平面和孔。因此，對零件上一些重要的孔和平面均有較高的技術要求，歸納主要有：主要孔的尺寸公差、形狀公差和表面粗糙度；主要孔與孔、孔與平面的位置公差，包括孔和孔間的尺寸公

差、平行度、同軸度、垂直度以及孔與平面的垂直度等；主要平面的尺寸公差、平面度和表面粗糙度等。以下通過兩個汽車變速器殼體為例，做具體說明：箱體零件概述1）材料灰鑄鐵（HT150），硬度163~229HBS箱體零件概述主要孔（軸承座孔）的尺寸公差不低于IT7;孔與孔、孔與平面的位置公差：

①前后端面A和B相對于LL軸線的圓跳動在100mm長度上分別不大

于0.08mm和0.12mm；

②軸線LL和軸線MM在同一平面內(nèi)的平行度，在變速器殼體整個長

度365mm上不大于0.07mm；

③軸線NN和軸線LL在同一平面內(nèi)的平行度，在100mm長度上不大

于0.04mm；

④端面C相對于軸線NN的圓跳動，在半徑為18mm的長度上不大于0.15mm；

⑤主要孔的中心距極限偏差為±0.05mm。主要孔的表面粗糙度為Ra1.6μm，前后端面和兩側面的表面粗糙度

為Ra6.3μm。（1）型變速器殼體主要技術要求：箱體體零零件件概概述述2）材材料料灰灰鑄鑄鐵鐵（（HT200），，澆澆鑄鑄后后砂砂型型中中保保溫溫20~30min，噴噴丸丸處處理理。。箱體體零零件件概概述述主要要孔孔（（軸軸承承座座孔孔））的的尺尺寸寸公公差差為為IT6；表面面粗粗糙糙度度為為Ra1.6μm。軸線線LL和軸軸線線MM之間間在在水水平平、、垂垂直直兩兩個個平平面面內(nèi)內(nèi)的的平平行行度度公差差為為0.04mm。前后后端端面面D、E的平平面面度度均均為為0.08mm，表表面面粗粗糙糙度度Ra3.2μm；D、E面對對LL、MM軸線線的的垂垂直直度度為為0.08mm。主要要孔孔間間的的中中心心距距公公差差為為0.07mm。（2）型型變變速速器器殼殼體體主主要要技技術術要要求求：：箱體體零零件件概概述述1.4箱體體零零件件的的結結構構工工藝藝性性分分析析箱體體零零件件的的機機械械加加工工質(zhì)質(zhì)量量要要求求高高，，勞勞動動量量大大，，在在零零件件設設計計時時，，要要重重點點考考慮慮結結構構工工藝藝性性。。由由于于箱箱體體的的主主要要加加工工表表面面為為平平面面和和孔孔，，因因此此，，平面面和和孔孔的的結結構構和和配配置置形形式式是是影影響響箱箱體體零零件件結結構構工工藝藝性性的的重重要要因因素素。箱箱體體零零件件機機械械加加工工工工藝藝性性分分析析主主要要有有以以下下方方面面：：箱體體零零件件主主要要孔孔的的基基本本形形式式及及其其工工藝藝性性箱體體零零件件的的孔孔主主要要有有通孔孔(a~f)、階梯梯孔孔(g)和盲孔孔(h)三類類。。通孔孔最最常常見見，，當當孔孔的的長長徑徑比比L/D=1~1.5時為為短短圓圓柱柱孔孔(a)，工工藝藝性性最最好好;當長長徑徑比比大大于于5時，，加加工工困困難難。。具具有有環(huán)環(huán)槽槽的的通通孔孔(f)加工工時時需需要要具具有有徑徑向向進進刀刀的的鏜鏜桿桿，，工工藝藝性性也也差差。。階階梯梯孔孔(g)的最最小小孔孔徑徑很很小小時時，，工工藝藝性性較較差差。。盲盲孔孔(h)的工工藝藝性性最最差差，，設設計計時時要要避避免免設設計計盲盲孔孔。。箱體體零零件件概概述述箱體體上上同同軸軸向向各各孔孔的的工工藝藝性性箱體體上上同同軸軸孔孔的的孔孔徑徑排排列列的的形形式式：：孔徑徑大大小小向向一一個個方方向向遞遞減減，，且且相相鄰鄰兩兩孔孔直直徑徑之之差差大大于于孔孔的的毛毛坯坯加加工工余余量量。。此時時便便于于鏜鏜桿桿從從一一端端深深入入，，一一次次性性加加工工同同軸軸各各孔孔，，對對小小批批量量生生產(chǎn)產(chǎn)最最為為方方便便。?？讖綇酱蟠笮⌒膹膬蓛蛇呥呄蛳蛑兄虚g間遞遞減減。。加工工時時可可使使刀刀桿桿從從兩兩邊邊進進入入，，不不僅僅縮縮短短了了鏜鏜桿桿的的長長度度，，提提高高了了鏜鏜桿桿的的剛剛性性，，也也為為雙雙面面加加工工創(chuàng)創(chuàng)造造了了條條件件，，是是大大批批生生產(chǎn)產(chǎn)箱箱體體時時常常用用的的孔孔徑徑分分布布形形式式。?？讖綇酱蟠笮⌒〔徊灰?guī)規(guī)則則排排列列。。此時時工工藝藝性性差差，，應應盡盡量量避避免免。。同軸軸線線上上孔孔徑徑大大小小的的分分布布形形式式箱體體零零件件概概述述箱體體上上孔孔中中心心距距的的大大小小工工藝藝性性在大大批批量量生生產(chǎn)產(chǎn)時時，，孔孔的的中中心心距距不不能能太太小小。。大批批量量生生產(chǎn)產(chǎn)時時，，通通常常采采用用組組合合鏜鏜床床進進行行加加工工，，在在同同一一加加工工面面上上的的許許多多孔孔，，多多為為在在一一個個多多軸軸主主軸軸上上安安裝裝多多把把刀刀具具在在一一次次工工作作行行程程中中加加工工出出來來，，由由于于布布置置主主軸軸軸軸承承需需要要，，孔孔的的中中心心距距不不能能太太小小。。箱體體上上孔孔與與平平面面布布置置的的工工藝藝性性對于于孔孔與與平平面面不不垂垂直直時時，，用用定定尺尺寸寸刀刀具具進進行行加加工工。。由由于于刀刀具具上上所所受受的的徑徑向向力力不不均均勻勻，，刀刀具具容容易易引引偏偏，，影影響響孔孔的的位位置置精精度度。。因此此，，孔的的軸軸線線最最好好與與平平面面垂垂直直。。箱體體零零件件概概述述此外外，，箱箱體體零零件件設設計計還還要要滿滿足足一一些些零零件件設設計計比比較較通通用用的的工工藝藝性性要要求求：：如如在在結構設計計時應方方便零件件的加工工和檢測測；盡量量減少零零件的裝裝夾和機機床調(diào)整整次數(shù)；；盡量減減少加工工面積以以及便于于零件的的裝配等等。應盡量避避免殼體體內(nèi)壁平平面加工工。圖中齒輪輪端面與與殼體接接觸的兩兩個內(nèi)側側端面需需要加工工。(a)圖工藝性性較差。。(b)圖中箱體體右側壁壁有較大大孔，便便于鏜刀刀進入加加工孔的的同時利利用鏜桿桿上的刮刮刀即加加工內(nèi)側側左端表表面。變速器倒倒檔軸及及殼體結結構ΦD＞ΦA要盡量減減少裝夾夾和機床床調(diào)整次次數(shù)。(a)圖箱體上上螺紋孔孔種類太太多，加加工時需需換多種種鉆頭和和絲錐，，加工效效率低。。(b)圖相比工工藝性更更好。(a)(b)箱體零件件概述應盡量減減少加工工面積。。(a)圖中箱體體支承面面設計工工藝性差差；(b)圖將支承承面設計計為臺階階面，即即減少了了加工面面積，也也提高了了底面的的接觸剛剛度和定定位準確確性。(a)(b)(a)(b)設計時要要考慮裝裝配工藝藝性，盡盡量避免免在箱體體內(nèi)裝配配。(a)圖結構齒齒輪直徑徑大于箱箱體支撐撐孔徑，，齒輪需需在箱體體內(nèi)裝配配，很不不方便。。(b)圖結構做做支撐孔孔徑大于于齒輪外外徑，軸軸上零件件可在外外面組裝裝后一次次性裝入入箱體。。2.箱體零件件的機械械加工工工藝2.1箱體零件件機械加加工的定定位基準準加工箱體體零件時時，粗精精基準之之間要有有一定的的尺寸聯(lián)聯(lián)系，以以保證各各軸承座座孔加工工余量均均勻，并并使裝入入箱體中中的零件件與不加加工的箱箱體內(nèi)壁壁有足夠夠間隙。。精基準準的選擇擇盡可能能要滿足足基準重合合和基準準統(tǒng)一原原則。箱體加工工精基準準的選擇擇：“一面兩兩孔”定定位，即即用一個個平面和和平面上上兩個工工藝孔定定位。一般工藝藝孔孔徑徑尺寸公公差采用用H7~H9，兩工藝藝孔中心心距極限限偏差±(0.03~0.05)mm。用三個相相互垂直直的平面面做定位位基準。。此方案適適用于不不具備一一面兩孔孔定位的的箱體零零件，可可避免在在一面兩兩孔工序較多多時造成成工藝孔孔損壞，，影響加加工精度度。用三個平平面做精精基準加加工箱體體示意圖圖2.箱體零件件的機械械加工工工藝對于沒有有良好的的定位基基面的箱箱體零件件，已加加工表面面不便于于工件裝裝夾或按按工序集集中在一一次裝夾夾中加工工多個表表面；此此時可在在工件上上增加工藝凸臺臺或工藝用支支承平面面，或?qū)⒐ぜ坦潭ㄔ趯Ｓ玫亩ǘㄎ换灏迳希S隨行夾具具），然后再再在機床床上定位位加工。。氣缸體裝裝在定位位托板上上定位先將氣缸缸體固定定在專用用定位托托板上，，然后將將氣缸體體和定位位托板一一起裝夾夾到機床床夾具，，以定位位托板底底面以及及其上兩兩個銷孔孔進行定定位。2.箱體零件件的機械械加工工工藝箱體加工工粗基準準的選擇擇：汽車變速速器箱體體粗基準準選擇有有兩種方方式:（1）用前后后端面上上兩個同同軸線軸軸承座孔孔與另一一軸承座座孔為粗基準加工頂面面(a)；再以變變速器箱箱體內(nèi)壁壁做粗基準，頂面為為精基準準加工頂頂面工藝藝孔E(b)；最后以以這兩個個工藝孔孔和頂面面（一面面兩孔））作為精精基準加加工其他他表面。。(a)(b)這種粗精精基準選選擇方式式可保證證軸承座座孔加工工余量均均勻，以以及箱體體內(nèi)零件件與內(nèi)壁壁有足夠夠間隙。。但此方方式加工工在加工工頂面時時夾具結結構復雜雜，裝夾夾不變，，工件穩(wěn)穩(wěn)定性差差。2.箱體零件件的機械械加工工工藝（2）在變速速器箱體體毛坯上上鑄造出出專門的的工藝凸凸臺，以以該工藝藝凸臺作作為加工工頂面的的粗基準，加工兩兩工藝孔孔的定位位基準選選擇同第第一種方方式。此種粗基基準選擇擇方式要要求工藝藝凸臺與與加工表表面的毛毛坯面之之間保證證較嚴格格的尺寸寸聯(lián)系。。可以保保證加工工表面及及軸承座座孔有足足夠且均均勻的加加工余量量，并使使工件定定位穩(wěn)定定及夾緊緊可靠。。變速器箱箱體粗基基準選擇擇示意圖圖1、2、3——工藝凸臺臺2.箱體零件件的機械械加工工工藝2.2箱體零件件主要加加工表面面的工序序安排箱體零件件機械加加工工序序安排的的原則：：先面后孔孔加工平面面型箱體體時，一一般先加加工平面面，再以以平面定定位加工工其他表表面。粗、精加加工分開開當工件剛剛性好，，內(nèi)應力力小，毛毛坯精度度高時，，粗加工工后的變變性很小小，此時時可在基準平平面及其其他平面面粗、精精加工加加工后，，再粗、、精加工工主要孔孔。這樣可可以減少少工序數(shù)數(shù)目，使使零件的的安裝次次數(shù)少，，而且加加工余量量也可以以減小。。當工件剛剛性差，，內(nèi)應力力大，毛毛坯精度度較低時時，粗加加工后的的變形很很大，此此時常將平面和和孔的加加工交替替進行，，即粗加加工平面面—粗加工孔孔—精加工平平面—精加工孔孔。這樣較易易保證加加工精度度，也能能及時發(fā)發(fā)現(xiàn)毛坯坯缺陷。。2.箱體零件件的機械械加工工工藝工序集中中在大批量量生產(chǎn)箱箱體零件件的流水水生產(chǎn)線線上，廣廣泛采用用組合機機床或其其他高生生產(chǎn)率機機床以工工序集中中方式進進行加工工，這樣樣可以有有效提高高生產(chǎn)率率，有利利于保證證個表面面之間的的尺寸和和位置公公差。近年來，，箱體零零件加工工中越來來越多的的使用加加工中心心或由加加工中心心組成的的柔性生生產(chǎn)線進進行加工工，有利利于提高高加工精精度和機機床利用用率。自動更換換主軸箱箱的加工工中心臥式加工工中心結結構示意意圖2.箱體零件件的機械械加工工工藝中小批生生產(chǎn)鑄造毛坯坯→時效效→油漆漆→劃線線→粗、、精加工工基準面面→粗、、精加工工各平面面→粗、、半精加加工各主主要孔→→精加工工主要孔孔→粗、、精加工工各次要要孔→加加工各螺螺孔、緊緊固孔、、油孔等等→去毛毛刺→清清洗→檢檢驗；大批量量生產(chǎn)產(chǎn)毛坯鑄鑄造→→時效效→油油漆→→粗、、半精精加工工精基基準→→粗、、半精精加工工各平平面→→精加加工精精基準準→粗粗、半半精加加工主主要孔孔→精精加工工主要要孔→→粗、、精加加工各各次要要孔（（螺孔孔、緊緊固孔孔、油油孔、、過孔孔等））→精精加工工各平平面→→去毛毛剌→→清洗洗→檢檢驗。。箱體零零件主主要工工序的的順序序：先加工工定位位用的的平面面及其其上的的兩工工藝孔孔—粗精加加工其其他平平面—鉆各面面上的的螺紋紋底孔孔—粗鏜主主要孔孔—鉆、鉸鉸其余余孔—粗鏜主主要孔孔—攻螺紋紋按照箱箱體零零件生生產(chǎn)加加工的的批量量，加加工工工藝路路線一一般為為：2.箱體零零件的的機械械加工工工藝藝大量生生產(chǎn)變變速器器箱體體時的的機械械加工工工藝藝過程程：2.箱體零零件的的機械械加工工工藝藝2.3箱體主主要表表面的的加工工方法法2.3.1箱體平平面的的加工工方法法箱體零零件平平面加加工的的技術要要求主要有有平面面本身身的平平面度度和表表面粗粗糙度度、該該平面面與其其他表表面之之間的的尺寸寸精度度和相相互位位置精精度。。箱體平平面加加工的的常用用方法法為刨、銑銑、磨磨三種。。刨削和和銑削削常用用作平平面的的粗加加工和和半精精加工工，而而磨削削則用用作平平面的的精加加工。。對于中中、小小件，，一般般在牛牛頭刨刨床或或普通通銑床床上進進行加加工；；對于大大件，，一般般在龍龍門刨刨床或或龍門門銑床床上進進行加加工；；大批、、大量量生產(chǎn)產(chǎn)時，，多采采用銑銑削加加工，，精度度要求求較高高時還還可采采用組組合銑銑削和和組合合磨削削。2.箱體零零件的的機械械加工工工藝藝刨削加加工示示意圖圖平面刨刨削加加工刀具結結構簡簡單、、機床床調(diào)整整方便便，但但生產(chǎn)產(chǎn)效率率低。。在龍龍門刨刨床上上利用用幾個個刀架架，一一次裝裝夾可可完成成若干干表面面加工工。在大批批生產(chǎn)產(chǎn)精度度較高高的平平面時時，還還可采采用寬刃細細刨。寬刃刃細刨刨的直直線度度可達達0.01~0.02mm/m，表面面粗糙糙度可可達Ra0.8~1.6μm，可代代替刮刮削和和磨削削。寬刃細細刨2.箱體零零件的的機械械加工工工藝藝平面銑銑削加加工銑削生生產(chǎn)率率高于于刨削削，在在中批批量以以上零零件生生產(chǎn)中中多用用銑削削加工工平面面。汽車制制造業(yè)業(yè)中發(fā)發(fā)動機機機體體和汽汽缸蓋蓋的加加工，，常采采用多多軸龍龍門銑銑床，，用幾幾把銑銑刀同同時加加工幾幾個表表面，，既能能保證證平面面間的的位置置精度度，又又能提提高生生產(chǎn)率率。箱體平平面銑銑削所所用到到的銑銑刀一一般為為鑲齒硬硬質(zhì)合合金面面銑刀刀和機夾可可轉(zhuǎn)位位面銑銑刀。圓柱銑銑刀加加工面銑刀刀加工工多刀銑銑削箱箱體示示意圖圖2.箱體零零件的的機械械加工工工藝藝2.3.2箱體孔孔系的的加工工方法法箱體上上一些些列有有位置置精度度要求求的孔孔的組組合，，成為為孔系?？紫迪悼煞址譃槠叫锌卓紫?、、同軸軸孔系系和交交叉孔孔系?？紫迪导庸すr箱箱體加加工的的關鍵鍵，根根據(jù)箱箱體批批量的的不同同和孔孔系精精度的的不同同，所所用的的加工工方法法也不不相同同。孔是箱箱體的的主要要加工工表面面，其其加工工技術要要求主要有有兩方方面：：孔本本身的的尺寸寸公差差、表表面粗粗糙度度以及及孔與與其他他孔或或表面面之間間的中中心距距、同同軸度度、平平行度度以及及垂直直度等等位置置公差差。箱體上孔孔的加工工方法主主要有：：鉆孔、擴擴孔、鏜鏜孔、磨磨孔、珩珩磨孔等?？紫捣诸愵惼叫锌紫迪低S孔系系交叉孔系系2.箱體零件件的機械械加工工工藝（1）平行行孔系的的加工平行孔系系的軸線要要求平行行，同時時還要保保證孔距距精度。。保證平行行孔系加加工孔系系精度的的方法：：找正法找正法是工人在在通用機機床上利利用輔助助工具來來找正要要加工孔孔的正確確位置的的加工方方法。找找正法加加工效率率低，一一般只適適用于單單件小批批量生產(chǎn)產(chǎn)。通常常分為劃線找正正法、心軸和量規(guī)找找正法和樣板找正法。Ⅰ.劃線找正法劃線找正是按按照零件圖要要求，在毛坯坯上劃出中心心線、對稱線線及待加工表表面位置線，，然后按照劃劃好的線找正正工件在機床床上的位置進進行加工。工件鉆孔時的的劃線找正2.箱體零件的機機械加工工藝藝Ⅱ.心軸和量規(guī)找找正法如圖，鏜第一一排孔時將心心軸插入孔內(nèi)內(nèi)，根據(jù)孔和和定位基準的的距離，組合合一定尺寸的的量規(guī)校正主主軸位置。鏜鏜第二排孔時時，分別在機機床主軸和已已加工孔中插插入心軸，采采用同樣方法法校正主軸線線的位置，保保證孔距的精精度。這種找找正法的孔距距精度可達±0.03mm。用心軸和量規(guī)規(guī)找正(a)第一工位(b)第二工位1-心軸2-鏜床主軸3-量規(guī)4-塞尺5-鏜床工作臺Ⅲ.樣板找正法把樣板裝在垂垂直于各孔的的端面上，樣樣板上的孔距距精度較箱體體孔系精度高高，樣板上孔孔徑較被加工工孔徑大，以以便于鏜桿通通過。當樣板板準確裝在工工件上，在機機床主軸安裝裝百分表，按按樣板找正機機床主軸，找找正后換上鏜鏜刀加工。此此法不易出差差錯，找正方方便，孔距精精度可達±0.05mm。樣板找正法1-樣板2-百分表2.箱體零件的機機械加工工藝藝鏜模法用鏜模法加工工孔系(a)鏜模(b)鏜桿活動連接接頭1-鏜模2-活動連接頭3-鏜刀4-鏜桿5-工件6-鏜桿導套圖(a)表示用鏜模加加工孔系。工工件裝夾在鏜鏜模上，鏜桿桿被支撐在鏜鏜模導套里，，增加了系統(tǒng)統(tǒng)剛性。這樣樣鏜刀便通過過模板上的孔孔將工件上相相應的孔加工工出來。當用用兩個及以上上支撐引導鏜鏜桿時，鏜桿桿與機床主軸軸需浮動連接接。圖(b)為常用的鏜桿桿活動連接頭頭形式。采用浮動連接接時，機床主主軸回轉(zhuǎn)誤差差對孔系加工工精度影響小小，因而可以以在精度較低低的機床上加加工出精度較較高的平行孔