数控加工箱体类零件工艺分析..docx

数控加工箱体类零件工艺分析及选择 作者： 黄晓龙 1.1 箱体类零件的结构特点 箱体类零件种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体在机器中功用的不同有着较大的差异，但从工艺上分析它们任然有许多共同之处，其结构特点是：（1）外形基本上是由六个或者五个平面组成的封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种。（2）结构形状比较复杂、内部常为空腔形，某些部位有“隔墙”，箱体壁薄且厚薄不均。（3）箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。（4）箱体上的加工面，主要是大量的平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支撑孔和精度要求较低的紧固用孔。1.2箱体类零件的技术要求（1）轴承支撑孔的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度要求。（2)位置精度：包括孔系轴线之间的距离尺寸精度和平行度，同一轴线上各孔的同轴度，以及孔端面对轴线的垂直度等。（3）此外，为满足箱体加工中的定位需要及箱体与机器总装要求，箱体的装配基准面与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支轴承孔与装配基准面之间应有一定距离尺寸精度的要求。1.3箱体类零件的材料和毛坯 箱体类零件的材料一般用灰口铸铁，常用的牌号由HT100-HT400，毛坯为铸铁件，其铸造的方法视铸件精度和生产批量而定，单件小批量生产多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。有时也采用钢板焊接方式，大批量生产常用金属模型机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小，为了消除铸造时形成的内应力，减小变形，保证其加工精度的稳定性，毛坯铸造后要安排人工时效处理，精度要求高或形状复杂的箱体还应在粗加工后多加一次人工时效处理，以消除粗加工造成的内应力，进一步提高加工精度的稳定性。2 加工工艺路线的确定原则 加工中心是适用于复杂零件加工的高效自动化机床，在中小批量的生产条件下，箱体类零件采用加工中心加工具有工序集中、精度高的特点。其加工工艺路线的确定不只是简单的工艺设计问题，而是一项有一定规模的技术应用工程，要求工艺设计人员：（1）熟悉机床、机制工艺、夹具、刀具、检测等专业知识，能根据加工零件的尺寸、精度和结构特点，确定合理的工艺方案，编制出正确合理的工艺卡。（2）熟悉加工中心生产流程方面的管理知识。（3）懂编程，数控加工是在数控程序的控制下自动完成的，工艺设计的具体内容将贯穿数控编程的始终。（4）有较强的数控加工工艺分析能力。因此，加工中心上箱体零件的工艺设计和普通机床与专用机床流水线生产有很大不同，其加工工艺路线的确定应遵循以下原则： （1）可靠的保证零件加工质量; （2）充分的发挥加工中心的功能； （3）优化工艺过程与走刀路线，高效率生产； （4）提高加工中心的使用质量，尽量降低制造成本； （5）安全生产，刀具、工件与机床主体及冷却、防护装置在加工中不得发生任何干涉与碰撞。3,、加工工艺路线的确定 拟定工艺路线是工艺规程设计最关键、最重要的内容，需要顺序完成以下几方面的工作：选择定位基准、确定各表面加工方法、划分加工阶段、安排工序顺序等。 拟定工艺路线，需同时提出几种可能的方案，通过对比分析后，最后确定一种最优方案。3.1定位基准的选择 箱体定位基准的选择直接关系到箱体上各个平面之间，孔与平面之间、孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证，正确选择定位基准对保证零件技术要求，合理安排加工顺序有着至关重要的影响。箱体零件通常用一个支撑面，一个导向面和一个限位面的三平面装夹方法，这是最简单、可靠的定位方法，但是安装面不能加工，因而最好采用一面两销定位，方便刀具对其它各表面的加工，但定位精度低于三面法。 传统的一面两销定位，通常以底面作为定位基准，然而，为满足加工要求，我们应该视情况选择其它的定位基准。下面我就以变速箱加工为例，对其加工工艺方案的分析，说明合理的侧面定位基准，能更好的达到技术要求，是最佳的工艺方案。3.1 变速箱体零件工艺技术分析 变速箱体零件如图所示，主要技术要求如下： （1）N,H,F,K平面需加工到Ra6.3 （2）1-1 孔Ф80K7 2-2 孔Ф50K7 3-3 孔Ф25K7 Ra3.2 （3）3组拨叉孔2-Ф15H9，同组孔壁距离为171mm，其同轴度公差为0.02mm。 （4）孔组1-1对N面的垂直度公差为0.06mm. 3.1.2 加工基准的选择和工艺方案的分析 对于箱体类的零件一面两销定位具有独特的优点，定位可靠，夹紧变形小，操作方便，因此我们同样采取一面两销的定位原理，对变速箱体采用两类四种加工方案的设计： 第一种 传统的直立式定位方法 方案1：以平面A和A面上两孔作为定位基准，定位面在下，夹紧力从上到下将工件夹紧看，优点是敞开性好，夹具设计简单，维修方便，操作容易。 工艺分析：对前述的加工难点4作误差分析： （1）由于定位基准A面与设计基准N面不重合，存在着基准