机械制造基础 教学课件 作者 张辛喜 第九章.ppt

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1、机械制造基础第九章箱体类零件的加工【要点和目的】箱体类零件的加工工艺比较复杂，其加工的主要表面是平面和孔系面。本章主要讲述箱体类零件的结构特点及结构工艺性分析、平面和孔的各种加工工艺方法及其工艺装备。通过学习，了解箱体类零件的功用、结构特点及毛坯制作方法；掌握箱体类零件的结构工艺性及加工时的主要工艺问题；熟悉平面和孔的各种加工方法、特点、应用范围及其工艺装备等。第一节概述一、箱体类零件的功用和结构特点箱体类零件是各类机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件连接成一个整体，并保持正确的相互位置

2、，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体类零件的加工质量直接影响机器的工作精度、使用性能和寿命。箱体类零件的种类很多，按其功用不同，可分为主轴箱、变速箱、操纵箱、进给箱等，图9-1所示为几种常见箱体类零件的结构简图。由图可知，箱体类零件尽管形状各异、尺寸不一，但其结构上均有以下主要特点。1.结构复杂箱体通常作为装配的基础件，在它上面安装的零件或部件愈多，箱体的形状愈复杂，因为安装时要有定位面、定位孔，还要有固定用的螺钉孔等；为了支承零部件，需要有足够的刚度，为此其结构常采用较复杂的截面形状和加强肋

3、等；为了储存润滑油，需要具有一定形状的空腔；另外，还要有观察孔、放油孔，以及考虑吊装搬运方便而设置的吊钩、凸耳等。2.体积较大箱体内要安装和容纳有关零部件，因此它必须有足够大的内腔体积。3.壁薄易变形为了减轻箱体的质量，结构设计上多为薄壁结构。因此，在铸造、焊接和切削加工过程中往往会产生较大内应力，引起箱体变形，即使在搬运过程中，因方法不当也会引起其变形。4.有精度要求较高的平面和孔系箱体类零件结构上有装配基准面、安装轴承的支承孔系。它们在尺寸精度、形状和位置精度等方面都有较高要求，且要求表面粗糙度值较小，

4、这些会直接影响箱体的装配精度。二、箱体类零件的技术要求箱体类零件中机床主轴箱的精度要求较高，结构复杂，具有代表性。下面以图9-2所示某车床主轴箱为例，分析归纳出箱体类零件精度要求。1.孔径精度支承孔的直径尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。孔径过大，不但降低了支承刚度，且易产生振动和噪声；孔径过小，会使配合过紧，轴承将因外圈变形而不能正常运转。若装轴承的孔不圆，也会使轴承外圈变形引起主轴径向圆跳动。2.孔和孔的位置精度同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，会使轴和轴承装配到箱体内

5、出现歪斜，从而造成主轴径向跳动和轴向窜动，也加剧了轴承磨损。孔系之间的平行度误差，会影响齿轮的啮合质量。一般同轴上各孔的同轴度公差约为最小孔尺寸公差的一半。3.孔和平面的位置精度一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求，它们决定了主轴和床身导轨的相互位置关系。这项精度是在总装时通过刮研来达到的。为减少刮研工作量，一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差。在垂直和水平两个方向上，只允许主轴前端向上和向前偏。4.主要平面的精度装配基面的平面度误差影响主轴箱与床身连接时的接触刚度，并且加工过程中常以此作定

6、位基面，因而它也会影响孔的加工精度。所以，通常规定其底面和导向面必须平直和相互垂直。主轴箱顶面的平面度要求是为了保证箱盖的密封性，防止工作时润滑油泄出。通常这些平面度、垂直度公差等级为5级。5.表面粗糙度重要孔和主要平面的粗糙度会影响联接面的配合性质或接触刚度，其具体要求一般用Ra值来评价。通常主轴孔面的Ra值为0.4μm，其他各纵向孔Ra值为1.6μm，孔的内端面Ra值为3.2μm，装配基面和定位基面Ra值为2.5～0.63μm，其他平面的Ra值为10～2.5μm。三、箱体零件的材料和毛坯1.箱体零件的材

7、料箱体材料一般选用HT200～400的各种牌号的灰铸铁，最常用的为HT200。这是因为灰铸铁不仅成本低，而且具有较高的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。对一些要求较高的箱体，如镗床的主轴箱、坐标镗床的箱体，可采用耐磨合金铸铁、高磷铸铁，以提高铸件质量。对负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。2.毛坯制造方法箱体毛坯制造方法有两种，一种是铸造，另一种是焊接。1)对于金属切削机床的箱体，由于形状较为复杂，而铸铁具有成形容易、可加工性良好且吸振性好、成本低等优点，所以一般都采用铸造。2)对于动力机械中的某些箱体及减速器

8、壳体等，除要求结构紧凑、形状复杂外，还要求体积小、质量轻等特点，所以可采用铝合金压铸。压力铸造毛坯因制造质量好，不易产生缩孔而得到广泛应用。3)对于承受重载和冲击的工程机械、锻压机床的一些箱体，可采用铸钢或钢板焊接。四、箱体类零件的结构工艺性箱体类零件的结构工艺性对实现机械加工优质、高产、低成本具有重要意义。1.箱体的基本孔箱体类零件上孔较多，一般分为通孔、阶梯孔、不通孔、交叉孔等几类。1)通孔工艺性最好，通孔中