箱体类零件的加工与检测.ppt
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1、箱体类零件编程加工与检测,制作人 指导教师,一、箱体类零件的认识,1、箱体类零件的功用和结构特点 功用: 箱体类零件是机器或箱体部件的基础件。它将机器或箱体部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互位置关系装联在一起,按一定的传动关系协调地运动。因此,箱体类零件的加工质量,不但直接影响箱体的装配精度和运动精度,而且还会影响机器的工作精度、使用性能和寿命。,2主要结构特点: 1)形状复杂; 2)体积较大; 3)壁薄容易变形; 4)有精度要求较高的孔和平面。 5)壁薄且不均匀,内部呈腔形,加工部位多,加工难度大,既有精度要求较高的孔系和平面,也有许多精度要求较低的紧固孔 一般说来,箱体不仅需要加
2、工部位较多,而且加工难度也较大,3.箱体类零件的材料及毛坯 1)材料: 铸铁易成形,切削性能好,价格低,吸振性和耐磨性好 焊接单件小批生产,缩短生产周期 铸钢件大负荷的箱体 铝镁合金或其它铝合金材料特定条件 2)毛坯: 单件小批木模手工造型精度低,余量大 大批量金属模机器造型精度高,余量小 铝合金箱体压铸精度很高,余量很小,二.箱体类零件的主要技术要求 零件的主要技术要求是为了保证箱体的装配精度,达到机器设备对它提出的要求,箱体零件的主要技术要求有以下几个方面。 1、孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度 轴承支撑孔应有较高的尺寸精度、几何形状精度和较小的表面粗糙度要求,否则将影响轴承外圈与箱
3、体上孔的配合精度,使轴的旋转精度降低;若是主轴支撑孔,还会进一步影响机床的加工精度。一般机床床头箱,主轴支撑孔精度为IT6级,表面粗糙度为Ra0.81.6m,其他支撑孔精度为IT6IT7级,表面粗糙度为Ra1.63.2m.几何形状精度一般应在孔的公差1/21/3范围内,要求高的应不超过孔公差的。 2、支撑孔之间的孔距尺寸精度及相互位置精度 在箱体上有齿轮啮合关系的相邻孔之间,应有一定,的孔距尺寸精度及平行度要求,否则会影响齿轮的啮合精度,工作时会产生噪音和振动,并影响齿轮寿命。这项精度主要取决于传动齿轮副的中心距和齿轮啮合精度。一般机床的中心距公差为0.020.08mm,轴心线平行度0.030
4、.1mm。 箱体上同轴线孔应有一定的同轴度要求。同轴线孔的同轴度超差,不仅会给箱体中轴的装配带来困难,且使轴的运转情况恶化,轴承磨损情况加剧,温度升高。影响机器的精度和正常运转。同轴度为0.030.1mm。 3、主平面的形状精度、相互位置精度和表面粗糙度 箱体的主平面就是装配基面或加工中的定位基面,它们直接影响箱体与机器总装时的相对位置及接触,刚性,影响箱体加工中的定位精度,因而有较高的平面度和平面粗糙度。如一般机床箱体装配基面和定位基面的平面度为0.030.1mm表面粗糙度为Ra1.63.2m。其他平面对装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为0.050.2mm,平面间的
5、垂直度为0.1mm。 4、支撑孔与主平面的尺寸精度及相互位置精度 箱体上个支持孔对装配基面有一定的尺寸精度和平面度要求;对断面有一定的垂直度要求。如车床主轴孔轴心线对装配基面在水平平面内有偏斜,则加工时会产生锥度;主轴孔轴心线对端面的垂直度超差,装配会将引起机床主轴的端面跳动等。,三、箱体零件的平面加工方法 1、刨削 特点: IT610,Ra12.51.6。结构简单,方便,通用性好。 切削速度低,有空行程,单刃加工,生产率低单件小批生产。 宽刃精刨代刮速度低,余量小,变形小,Ra1.60.8,精度高,生产率高。 2、铣削 特点:IT610,Ra12.50.8,生产率较高 方法: 端铣刀齿数多,
6、精度高,粗糙度值小;刚性好,生产率高,应用多,周铣通用性好,适用广单件小批应用多 3、磨削 特点: 速度高、进给量小、IT59,Ra1.60.2半精方法: 周磨发热小,排屑与冷却好,精度高,间断进给,生产率低加工和精加工。 端磨磨头刚性好,弯曲变形小,磨粒多,生产率高,冷却条件差,磨削精度较低大批生产中精度不高零件加工。,4、刮削 特点:未淬火件,精度5级以上,Ra0.11.6,可存润滑油。 粗刮为12点/cm2,半精刮为23点/ cm2,精刮可达34点/ cm2 。 劳动强度大,生产率低;力小,变形小,精度表面质量高单件小批量。,四、箱体零件的加工工艺分析 1. 主要表面加工方法的选择 箱体
7、的主要表面有平面和轴承支承孔。 主要平面的加工,对于中、小件,一般在牛头刨床或普通铣床上进行。对于大件,一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。刨削的刀具结构简单,机床成本低,调整方便,但生产率低;在大批、大量生产时,多采用铣削;当生产批量大且精度又较高时可采用磨削。单件小批生产精度较高的平面时,除一些高精度的箱体仍需手工刮研外,一般采用宽刃精刨。当生产批量较大或为保证平面间的相互位置精度,可采用组合铣削和组合磨削。,箱体支承孔的加工,对于直径小于50mm的孔,一般不铸出,可采用钻扩(或半精镗)铰(或精镗)的方案。对于已铸出的孔,可采用粗镗半精镗精镗(用浮动镗刀片)的方案。由于主轴轴承孔精度和表面质量
8、要求比其余轴孔高,所以,在精镗后,还要用浮动镗刀片进行精细镗。对于箱体上的高精度孔,最后精加工工序也可采用珩磨、滚压等工艺方法。 2.拟定工艺过程的原则 (1)先面后孔的加工顺序 箱体主要是由平面和孔组成,这也是它的主要表面。先加工平面,后加工孔,是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准,先加工主要平面后加工支承孔,使定位基准与设计基准和装配基准重合,从而消除因基准不不重合而引起的误差。,另外,先以孔为粗基准加工平面,再以平面为精基准加工孔,这样,可为孔的加工提供稳定可靠的定位基准,并且加工平面时切去了铸件的硬皮和凹凸不平,对后序孔的加工有利,可减少钻头引偏和崩刃现象,对刀调
9、整也比较方便。 (2)粗精加工分阶段进行 粗、精加工分开的原则:对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体,一般要粗、精加工分开进行,即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样,可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响,并且有利于合理地选用设备等。,(3)合理地安排热处理工序 为了消除铸造后铸件中的内应力,在毛坯铸造后安排一次人工时效处理,有时甚至在半精加工之后还要安排一次时效处理,以便消除残留的铸造内应力和切削加工时产生的内应力。对于特别精密的箱体,在机械加工过程中还应安排较长时间的自然时效(如坐标镗床主轴箱箱体)。箱体人工时效的方法
10、,除加热保温外,也可采用振动时效。 3.定位基准的选择 (1)粗基准的选择在选择粗基准时,通常应满足以下几点要求: 第一,在保证加工面均有余量的前提下,应使重要孔的加工余量均匀,孔壁的厚薄尽量均匀,其余部位均有适当的壁厚;,第二,装入箱体内的回转零件(如齿轮、轴套等)应与箱壁有足够的间隙; 第三,注意保持箱体必要的外形尺寸。此外,还应保证定位稳定,夹紧可靠。 (2)精基准的选择为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度,箱体类零件精基准选择常用两种原则:基准统一原则、基准重合原则。 一面两孔 (基准统一原则) 在多数工序中,箱体利用底面(或顶面)及其上的两孔作定位
11、基准,加工其它的平面和孔系,以避免由于基准转换而带来的累积误差。 三面定位(基准重合原则) 箱体上的装配基准一般为平面,而它们又往往是箱体上其它要素的设计基准,因此以这些装配基准平面作为定位基准,避免了基准不重合误差,有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。,4.箱体零件的定位装夹方式 箱体零件的结构复杂,加工表面较多,其应按基准统一原则选择精基准方案。所采用的精基准方案主要有以下两种: (1)三个互相垂直的平面 底面具有较大的支承面积,为第一基准,限制三个自由度;某个侧面长度较大,为第二基准,限制两个自由度;某个端面为第三基准,限制一个自由度。 (2)一面两孔一个平面和两个与平面垂直的孔,定
12、位元件为:两块长条支承板(限制3) + 短圆柱销(限制2) + 短菱形销(限制1),图一,(一面两孔定位),五、数控铣床的对刀原理及方法 1.对刀原理,对刀的目的是为了建立工件坐标系,直观 的说法是,对刀是确立工件在机床工作台中的位置,实际上就是求对刀点在机床坐标系中的坐标。 2.华中世纪星数控铣床对刀 手动模式试碰工件端面 如图3:,输入当前Z坐标值 T01刀Z轴对刀完毕。 试碰工件左端面用纸记下坐标(假设为-450)试碰工件右端面用纸记下坐标(假设为-350)将两坐标相加的一半为X(假设为(-450+(-350)/2= -400) 输入当 前X值(假设为-400) T01刀X方向对刀完毕。
13、 试碰工件前端面用纸记下坐标(假设为-250)试碰工件后端面用纸记下坐标(假设为-150)将两坐标相加的一半为Y(假设为(-250+(-150)/2= -200) 输入当前Y值(假设为-200) T01刀Y方向对刀完毕。,六 箱体类零件加工顺序 1.加工顺序的安排 1)先面后孔提供可靠精基准,加工余量均匀 钻孔可减少钻头偏;扩孔或铰孔防止崩刀;对刀调整方便 2)粗精加工消除粗加工的切削力、夹紧力、切削热、内应力的影响,合理选用设备,提高生产率 3)合理安排热处理铸造人工时效改善加工性能,消除内应力 高精度箱体粗加工后再次人工时效消除内应力 人工时效方法加热保温,振动时效,2. 箱盖加工顺序 粗
14、精铣箱盖结合面铣隔油槽粗精铣排气孔平面钻M3螺纹通孔攻M3螺纹 3. 箱体加工顺序 粗精铣箱体结合面铣隔油槽钻底座孔锪底座孔粗精铣窥视孔平面钻M3螺纹通孔钻2*4通孔铣键槽攻M3螺纹铣泄油孔平面钻泄油孔通孔 攻泄油孔螺纹铣底座通槽 4. 合箱加工顺序 钻8*6的孔锪6*12孔攻铰6的锥销孔粗精铣轴承孔所在两侧面铣 铣合体另两侧面粗精镗两轴承孔镗3550圆槽,5.箱体类零件加工工序卡片,七 华中数控铣床典型编程指令,1进给速度单位设定 指令格式:G94 F_或G95 F_ G94:每分钟进给。对于线性轴,进给速度的单位依G20/G21/G22的设定分别为mm/min、in/min或脉冲当量/mi
15、n;对于旋转轴,进给速度的单位为度/min或脉冲当量/min。 G95:每转进给。主轴转一周时,刀具的进给量依G20/G21/G22的设定而为mm/r、in/r或脉冲当量/r,这个功能只在主轴上装有编码器时才能使用。 2固定循环 固定循环包括G73、G74、G76、G80G89,功能 与FANUC 0i系统相同。,指令格式:G98/G99 G_ X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ I_ J_ K_ F_ L_ F_ ; 孔位置数据和孔加工数据的基本含义 (1)G73高速深孔加工循环 指令格式:G98/G99 G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ K_ F_ L_; G73用于Z向的间歇进
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