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1、1,第3章 典型零件加工工艺,本章要点: 轴类零件的加工工艺特点； 箱体类零件加工工艺特点； 套类零件的加工工艺特点； 圆柱齿轮加工工艺特点。,机械制造技术,2,3.2 箱体零件加工,教学重点： 掌握箱体类零件的结构特点； 掌握箱体类零件加工工艺。 教学难点： 箱体类零件加工工艺的制订； 箱体类零件加工夹具的选择。,3,1. 7 刀具的种类及选用,1.7.2 孔加工刀具 1.扁钻 扁钻是使用最早的钻孔刀具。特点是结构简单、刚性好、成本低、刃磨方便。,图1-32 扁钻,4,1. 7 刀具的种类及选用,2.麻花钻 麻花钻属于粗加工刀具，尺寸公差等级为IT13IT11，表面粗糙度Ra值为2512.5
2、m。麻花钻的工作部分包括切削部分和导向部分。,图1-33 麻花钻,5,1. 7 刀具的种类及选用,3.中心钻 中心钻是用来加工轴类零件中心孔的刀具，其结构主要有三种形式： 带护锥中心钻 无护锥中心钻 弧型中心钻,图1-34 中心钻,6,1. 7 刀具的种类及选用,4.深孔钻 通常把孔深与孔径之比大于510倍的孔称为深孔，加工所用的钻头称为深孔钻。 由于孔深与孔径之比大，钻头细长，强度和刚度均较差，工作不稳定，易引起孔中心线的偏斜和振动。为了保证孔中心线的直线性，必须很好地解决导向问题；由于孔深度大，容屑及排屑空间小，切屑流经的路程长，切屑不易排除，必须设法解决断屑和排屑问题；深孔钻头是在封闭状
3、态下工作，切削热不易散出，必须设法采取措施确保切削液的顺利进入，充分发挥冷却和润滑作用。,7,1. 7 刀具的种类及选用,图1-35 单刃外排屑小深孔枪钻,8,1. 7 刀具的种类及选用,5. 扩孔钻 扩孔钻专门用来扩大已有孔，它比麻花钻的齿数多（Z3），容屑槽较浅，无横刃，强度和刚度均较高，导向性和切削性较好，加工质量和生产效率比麻花钻高。,图1-36 扩孔钻,9,扩孔钻,10,1. 7 刀具的种类及选用,6.锪钻 锪钻用于加工各种埋头螺钉沉孔、锥孔和凸台面等。常见的锪钻有三种：圆柱形沉头锪钻、锥形沉头锪钻及端面凸台锪钻。,图1-37 锪钻,11,沉头锪钻,12,1. 7 刀具的种类及选用,
4、7.铰刀 铰刀常用来对已有孔进行最后精加工，也可对要求精确的孔进行预加工。其加工公差等级可达IT8IT6级，表面粗糙度Ra值达1.60.2m。铰刀可分为手动铰刀和机机铰刀。,图1-38 铰刀,13,铰刀,14,1. 7 刀具的种类及选用,8.镗刀 镗刀是对已有的孔进行再加工刀具。镗刀可在车床、镗床或铣床上使用，可加工精度不同的孔，加工精度可达IT7IT6级，表面粗糙度Ra值达6.30.8m。,图1-39 单刃镗刀,图1-40 浮动镗刀及其工作情况,15,镗刀&镗杆,镗刀,镗杆,16,1. 7 刀具的种类及选用,1. 铣刀的几何参数 圆周铣削时，铣刀旋转运动是主运动，工件的直线运动是进给运动。圆
5、柱形铣刀的几何角度主要有螺旋角、前角和后角。 2.铣削用量与切削层参数 铣削用量 ：铣削用量包括铣削速度、进给量、待铣削层深度t和待铣削层宽度B等。 切削层参数： 切削厚度hD、 切削宽度bD、 切削面积Ac,17,1. 7 刀具的种类及选用,图1-47 铣削用量要素,18,1. 7 刀具的种类及选用,3. 铣削方式 平面铣削有周铣和端铣两种方式。 圆周铣削方式 圆周铣削有逆铣和顺铣二种铣削方式。,图1-49 逆铣和顺铣,19,1. 7 刀具的种类及选用,逆铣与顺铣的比较： 逆铣时，切削厚度从零逐渐增大。铣刀刃口有一钝圆半径R，造成开始切削时前角为负值，刀齿在过渡表面上挤压，滑行，使工件表面产
6、生严重冷硬层，并加剧了刀齿磨损。此外，当瞬时接触角大于一定数值后，F向上，有抬起工件趋势； 顺铣时，刀齿的切削厚度从最大开始，避免了挤压，滑行现象，并且F始终压向工作台，有利于工件夹紧，可提高铣刀寿命和加工表面质量。 若在丝杠与螺母副中存在间隙情况下采用顺铣，当进给力F逐渐增大，超过工作台摩擦力时，使工作台带动丝杆向左窜动，造成进给不均，严重时会使铣刀崩刃。逆铣时，由于进给力F作用，使丝杠与螺母传动面始终贴紧，故铣削过程较平稳。,20,1. 7 刀具的种类及选用, 端铣方式 在端铣时，根据面铣刀相对于工件安装位置不同，也可分为逆铣和顺铣。面铣刀轴线位于铣削弧长的中心位置，上面的顺铣部分等于下面
7、的逆铣部分，称为对称端铣。逆铣部分大于顺铣部分，称为不对称逆铣。顺铣部分大于逆部分称为不对称顺铣。,图1-50 端铣的方式,21,3.2.1概述 1. 箱体零件的功用和结构特点 箱体是机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连接成一个整体，并保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此箱体的加工质量直接影响机器的工作精度、使用性能和寿命。,3.2 箱体零件加工,22,3.2 箱体零件加工,图3-10 车床主轴箱简图,23,2.箱体零件的主要技术要求 孔径精度 孔与孔的位置精度 孔和平面的位置精度 主要平面的精度 表面粗糙度,3.2 箱体零件加工,24,3.箱体的材
8、料及毛坯 箱体材料一般选用HT200HT400的各种牌号的灰铸铁。 在单件生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。 精度要求较高的坐标镗床主轴箱可选用耐磨铸铁，负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。,3.2 箱体零件加工,25,4.箱体零件结构工艺性 （1） 通孔内又以孔长L与孔径D之比L/D1 1.5 的短圆柱孔工艺性为最好；L/D5的孔，称为深孔，若深度精度要求较高、表面粗糙度值较小时，加工就很困难。 （2）阶梯孔的工艺性与“孔径比”有关。孔径相差越小则工艺性越好；孔径相差越大，且其中最小的孔径又很小，则工艺性越差。 （3）相贯通的交叉孔的工艺性也较差。 （4）盲
9、孔的工艺性最差。,3.2 箱体零件加工,26,3.2 箱体零件加工,图3-11 交叉孔的工艺性,图3-12 同轴孔径的排列方式,27,找正法 (图3-14)、 (图3-15) 坐标法 (图3-16) 镗模法 (图3-17),3.2.2箱体平面及孔系的加工方法 1.箱体的平面加工 箱体平面加工的常用方法有刨、铣和磨三种。 2.箱体孔系的加工方法 平行孔系的加工 保证各平行孔轴心线之间以及轴心线与基面之间的尺寸精度和相互位置精度。,3.2 箱体零件加工,28,3.2 箱体零件加工,图3-14 用心轴和块规找正,29,3.2 箱体零件加工,图3-15 样板找正法,30,3.2 箱体零件加工,图3-1
10、6 在普通镗床上用坐标法加工孔系 1百分表 2块规,31,3.2 箱体零件加工,图3-17 镗杆浮动联接头,32,同轴孔系的加工 利用已加工孔作支承导向 (图3-18) 利用镗床后立柱上的导向套支承导向 采用调头镗 (图3-19) 交叉孔系的加工 交叉孔系的加工主要技术要求是控制相关孔的垂直度误差。成批生产中多采用镗模法，垂直度误差主要由镗模保证。单件小批生产时，一般靠普通镗床工作台上的90对准装置并借助找正来加工。,3.2 箱体零件加工,33,3.2 箱体零件加工,图3-18 利用已加工孔作支承导,34,3.2.3箱体机械加工工艺过程分析 1.箱体零件机械加工工艺过程 （1）铸造 （2）时效
11、 （3）油漆 （4）铣顶面A （5）钻、扩、铰2-8H7工艺孔 （6）铣两端面E、F及前面D （7）铣导轨面B、C （8）磨顶面A （9）粗镗各纵向孔,3.2 箱体零件加工,35,2.箱体类零件机械加工工艺过程分析 拟定箱体类零件机械加工工艺过程的基本原则为： 先面后孔的加工顺序 加工阶段粗、精分开 工序间安排时效处理 选择箱体上的重要基准孔作粗基准,3.2 箱体零件加工,36,2.箱体类零件机械加工工艺过程分析 箱体零件加工的具体工艺问题 粗基准的选择 精基准的选择 所用设备因批量不同而异,3.2 箱体零件加工,37,6.2 工件定位方法及定位元件,6.2.1 工件以平面定位 主要支承 主要
12、支承用来限制工件的自由度，起定位作用。 （1）固定支承,图6-4 支承钉,图6-5 支承板,38,6.2 工件定位方法及定位元件,（2）可调节支承,图6-6 可调节支承,图6-7 可调节支承的应用,39,6.2 工件定位方法及定位元件,（3）浮动支承（自位支承）,图6-8 浮动支承,40,6.2 工件定位方法及定位元件,2. 辅助支承 辅助支承是用来提高工件的支承刚度和稳定性的，起辅助作用，决不允许破坏主要支承的主要定位作用。 各种辅助支承在每次卸下工件后，必须松开，装上工件后再调整和锁紧。,图6-9 辅助支承 a) 螺旋式 b) 自位式,41,6.2 工件定位方法及定位元件,6.2.4 工件
13、以组合表面定位 1.“一面两孔”定位,图6-18 “一面两孔”的组合定位,图6-19 两定位销重复限制移动自由度,42,6.2 工件定位方法及定位元件,定位分析: “一面两孔”定位中，支承板限制了3个自由度，短圆柱定位销1限制了2自由度，还剩下一个绕垂直图面轴线的转动自由度需要限制。短圆柱定位销2也要限制2个自由度，它除了限制这个转动自由度外，还要限制一个沿X轴的移动自由度。但这个移动自由度已被短圆柱定位销1所限制，于是两个定位销1重复限制沿X轴的移动自由度X而发生的矛盾。,43,6.2 工件定位方法及定位元件,2.解决两孔定位问题的两种方法 （1）当选用两个圆柱定位销作为两孔定位所用的定位元
14、件时，我们采用缩小定位销2的直径的方法来解决上述两孔装不进定位销的矛盾。,图6-20 减小圆柱销直径,44,6.2 工件定位方法及定位元件,（2）采用一个圆柱定位销和一个削边（又称：菱形）定位销作为两孔定位时所用的定位元件。,图6-21 使用削边销,45,6.2 工件定位方法及定位元件,常用的削边定位销结构: 6-22（a）型用于定位孔直径很小时。 6-22（c）型是用于孔径大于50毫米时。 6-22（b）直径为350毫米的标准削边销都是做成菱形的。,图6-22 削边削的形式,(a),(b),(c),46,作 业,1-28 常用的孔加工刀具有哪些？各适用于什么情况？ 3-7 选择箱体零件的粗、精基准时应考虑哪些问题？ 3-8 孔系有哪几种？其加工方法有哪些？ 3-9 如何安排箱体零件的加工顺序？一般应遵循哪些原则？,47,根据工件的加工要求，确定工件在夹具中定位时应限制的自由度。 6-9 如题6-69图所示，镗D孔。其余表面已加工。 6-10 如题6-70图所示，加工尺寸为410.1mm、角度4510的斜面，其余尺寸均已加工。,图6-69 图6-70,作 业,48,麻花钻&中心钻,49,顺铣&逆铣,50,调头镗对工件的校正,51,找正法加工交叉孔,52,可调节支承的应用,53,浮动支承,