典型箱體類零件的加工工藝分析

徐俊杰

(江蘇射陽經(jīng)濟開發(fā)區(qū)經(jīng)濟開發(fā)總公司，江蘇 鹽城 224300)

1 箱體類零件的功用及其結(jié)構(gòu)特點

1.1 箱體類零件的功用

箱體類零件是指在長、寬、高方向上具有一定比例的一種零件,由箱座箱蓋組成，它是機器中最基礎(chǔ)的部件，由機器部件中的軸、軸承套和齒輪等有關(guān)零件按一定的裝配位置關(guān)系及預定的傳動協(xié)調(diào)關(guān)系組合而成的一個整體，在箱體部件裝配時也作為基準零件。

1.2 箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點

箱體類零件結(jié)構(gòu)多種多樣形體較為復雜大多數(shù)為鑄造件，但從工藝分析上它們也有共同之處。第一，外形上有通常有4 個或4 個以上的平面組成的封閉式多面體，常見箱體可分為整體式和分離式兩大類；第二，箱體類零件的壁比較薄并且不均勻，以空型腔為主；第三，在加工部位上既有較高精度的孔系和多個基準平面的加工，也有精度要求不高的緊固孔和用于鏈接螺紋的孔加工，因此加工難度比較大；第四，由于加工時需要的工序和刀具比較多，為了節(jié)省工時費用和減少大量工裝，可在加工中心上可完成加工，在汽車、飛機、摩托車、船舶等運輸工具領(lǐng)域上使用箱體類零件也較為廣泛。

2 箱體類零件的材料與毛坯的確定

2.1 材料的選擇

由于機器的種類很多，在機器中，箱體類零件的材料要求也各有不同，大多數(shù)的常用材料是普通灰鑄鐵，灰鑄鐵不僅價格低廉，而且有較好的耐磨性、切削性和吸振性，能夠滿足裝配后的剛度和強度要求，在需要減輕箱體質(zhì)量場合時通常采用有色金屬合金，如汽車、摩托車的曲軸材料則選用鋁合金。

2.2 毛坯的選擇

對于箱體的生產(chǎn)量上，也有單件小批量和批量生產(chǎn)之分，單件小批量生產(chǎn)，需要的毛坯精度低，加工余量大，有時為了減少毛坯的加工余量和縮短加工時間，可將毛坯材料上直徑大于φ30mm 的孔預先鑄出，工廠中為了縮短生產(chǎn)周期簡化工藝和降低成產(chǎn)成本，故有時這些箱體采用鋼板焊接，大批量生產(chǎn)，需要的毛坯精度高，加工余量小，為了便于機械的加工，故有時這些箱體多用金屬模機器型鑄造，由于毛坯鑄造時會產(chǎn)生殘余應力，為了避免變形防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生和保證加工的穩(wěn)定性，應在實際加工中使箱體壁厚度盡量均勻，毛坯鑄造后和箱體粗加工后可安排一定的人工時效處理。

3 箱體類零件的主要技術(shù)要求

3.1 主要平面精度和表面粗糙度

箱體零件中對基面的平面度要求比較高，因為基面通常在裝配過程中作為裝配基準使用，它的平面度影響著主軸箱與床身連接的接觸剛度，同時也作為加工主要孔的定位基準，因此必須保證底面和導向面平直，有時還為了防止工作油的瀉出，還規(guī)定了頂面的平面度要求，總的來說基面的平面度、表面粗糙度和裝配垂直度都對箱體零件的加工有著重要的影響，因此，合理的平面度值為0.03×0.1mm,表面粗糙度Ra 為25～63μm，表面垂直度為0.05/300mm。

3.2 孔徑精度和幾何形狀精度

箱體上，軸承孔本身的尺寸誤差和形狀誤差都會造成軸承與箱體孔的配合精度，孔徑過大，配合就會過松則主軸的回轉(zhuǎn)精度和支承剛度就會降低，隨之帶來的傳動振動和噪聲就會越大，孔徑過小，配合就會過緊則軸承外形變形而縮短軸承使用壽命，裝軸承的孔不圓，也會引起軸的徑向圓跳動，所以，一般機床的主軸箱的主軸支承孔的孔徑公差為IT6,其余孔徑公差為IT8～IT7。

3.3 主要孔和平面的相互位置精度

為了方便裝配，提高主軸的運轉(zhuǎn)情況和使用壽命，降低軸運轉(zhuǎn)中的溫度，減小噪音和振動，所以就主要孔對主軸箱安裝基面的平行度提出更高的要求，有的孔在同一軸線上，那么就需要有同軸度的要求，同軸度公差為0.005～0.01mm，重要的支撐孔也要有孔距和平行度精度要求，否則影響齒輪嚙合精度，一般孔距公差大于平行度公差，合理孔距公差為0.012～0.05mm,平行度公差為0.01～0.04mm。

3.4 孔與孔的位置精度

為了避免箱體中軸與軸承裝配時出現(xiàn)的傾斜，就對孔的同軸度誤差和孔端面垂直度誤差提出了加工要求，否則就會造成主軸徑向圓跳動和軸向跳動，就會加劇軸承磨損，對于孔系之間的平行度也要求了一定的加工要求，合理的孔距允許誤差為0.025～0.06mm，而孔徑公差約為最大同一軸線的支承孔的同軸度之半。

4 選擇合理的加工路線

4.1 加工順序先面后孔原則

箱體主要是由孔和平面組成，在加工中先加工平面后加工孔是箱體加工中一般規(guī)律，箱體加工中對孔的加工精度要求較為嚴格，加工難度較大，由于孔分布在箱體的各個平面上，同時，平面的面積比較大，用來定位穩(wěn)定可靠，有的主要平面在機器上也起著裝配基準的作用，因此先以孔為粗基準加工平面，在以平面為精基準加工孔，使定位基準、設(shè)計基準和裝配基準重合，避免基準不重合所帶來的誤差也避免了加工支承孔時鉆頭的引偏和擴孔鉸孔時刀具的崩刃。

4.2 加工階段粗、精分開原則

箱體結(jié)構(gòu)復雜、壁厚不均、剛性差、生產(chǎn)批量較大、主要平面和孔系加工要求精度又高，故重要的表面加工要粗、精分開進行。

4.3 工序集中、先主后次原則

箱體上為了保證孔和平面的位置精度和減少裝夾次數(shù)，一般在加工時盡量選擇在同一工序中進行。緊固螺紋孔、油孔的工序安排應在平面、支承孔和主要平面精加工之后再進行加工。

5 結(jié) 語

加工箱體類零件雖然難度較大，工藝較繁瑣，一些外形要求的加工精度較高，但如果從它的功用及其結(jié)構(gòu)特點、材料和毛坯的確定、要求的主要技術(shù)、最后到加工工藝規(guī)程原則的確定，都有所了解的話，就能對加工箱體類零件迎刃而解了。