机械制造工艺学401

机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件装配成一个整体，并使的轴、套、齿轮等相关零件装配成一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速，之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速，协调运动。故箱体的加工质量，直接影响到机器的协调运动。故箱体的加工质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。性能、精度和寿命。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工箱体类零件的结构复杂，壁薄且不均匀，内部箱体类零件的结构复杂，壁薄且不均匀，内部呈腔形；有许多精度要求高的轴承支承孔和平面，呈腔形；有许多精度要求高的轴承支承孔和平面，加工面多，加工难度大。加工面多，加工难度大。 据统计资料表明，一般中型机床制造厂花在箱据统计资料表明，一般中型机床制造厂花在箱体类零件的机械加工工时约占整个产品加工工时的体类零件的机械加工工时约占整个产品加工工时的l5l52020。 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-1 4-1 几种箱体的结构简图几种箱体的结构简图机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图4-2a某车床主轴箱简图 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-2b 8E160C-J4-2b 8E160C-J中间泵壳零件图中间泵壳零件图机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-2c 4-2c 蜗轮减速器壳体零件图蜗轮减速器壳体零件图支承孔：支承孔：尺寸尺寸精度精度IT6IT67 7，形状精度为，形状精度为孔尺寸公孔尺寸公差的一半差的一半，表面粗糙度表面粗糙度Ra1.6Ra1.60.40.4mm； 同轴度同轴度0.010.010.030.03mmmm，平行度，平行度0.030.030.060.06mmmm，中心距中心距0.020.020.080.08mmmm。装配、定位基面：装配、定位基面：平面度平面度0.020.020.10.1mmmm， 表面粗糙度表面粗糙度Ra3.2Ra3.20.80.8mm, , 平行度、垂直度平行度、垂直度300300：（：（0.020.020.10.1）mmmm。孔承孔与面：孔承孔与面：平行度平行度0.030.030.10.1mmmm。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工u箱体零件材料箱体零件材料 常 选 用 各 种 牌 号 的常 选 用 各 种 牌 号 的 灰 铸 铁灰 铸 铁 , , 常 用 的 牌 号 ：常 用 的 牌 号 ：HT150HT350。灰铸铁具有较好的耐磨性、铸造灰铸铁具有较好的耐磨性、铸造性和可切削性，而且吸振性好，成本低。性和可切削性，而且吸振性好，成本低。 某些负荷较大的箱体采用某些负荷较大的箱体采用铸钢件铸钢件。 某些简易箱体为了缩短毛坯制造的周期而采用某些简易箱体为了缩短毛坯制造的周期而采用钢板焊接结构钢板焊接结构。 特定条件下采用特定条件下采用铝镁合金铝镁合金或其它或其它铝合金铝合金材料。材料。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工u 毛坯毛坯 多为多为铸铁件铸铁件 单件小批生产：单件小批生产：常用常用木模手工造型。木模手工造型。 毛坯精度低，加工余量大。毛坯精度低，加工余量大。 大批生产：大批生产：常用常用金属模机器造型。金属模机器造型。 毛坯精度较高，加工余量可适当减小。毛坯精度较高，加工余量可适当减小。 铝合金箱体：铝合金箱体：常采用常采用压铸。压铸。 毛坯精度很高，加工余量很小。毛坯精度很高，加工余量很小。 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 毛坯铸造时毛坯铸造时, ,应防止砂眼和气孔的产生。应防止砂眼和气孔的产生。为了消为了消除铸造时形成的内应力，减少变形，保证加工精度除铸造时形成的内应力，减少变形，保证加工精度的稳定性，的稳定性，应使箱体壁厚尽量均匀应使箱体壁厚尽量均匀, ,毛坯铸造后要毛坯铸造后要安排安排人工时效人工时效处理处理。 精度要求高或形状复杂的箱体还应在粗加工后多精度要求高或形状复杂的箱体还应在粗加工后多加一次加一次人工时效人工时效处理处理，消除粗加工造成的内应力，消除粗加工造成的内应力，进一步提高加工精度的稳定性。进一步提高加工精度的稳定性。 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工u箱体基本孔：箱体基本孔： 通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等。等。 通孔：通孔：工艺性好，短孔好于深孔。工艺性好，短孔好于深孔。 阶梯孔：阶梯孔：工艺性较差，孔径相差大，而小孔很工艺性较差，孔径相差大，而小孔很小小 时更差。时更差。 交叉孔：交叉孔：工艺性很差，交叉处易损坏刀具。工艺性很差，交叉处易损坏刀具。 盲孔：盲孔：工艺性最差，应尽量避免，允许时应改工艺性最差，应尽量避免，允许时应改为为 阶梯孔。阶梯孔。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工改善交叉孔的工艺性改善交叉孔的工艺性机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-3 4-3 交叉孔的结构工艺性交叉孔的结构工艺性（a）结构工艺性差 （b）改善结构工艺性u箱体上的面：箱体上的面： 箱体内端面：箱体内端面：加工较困难，必要时采用径向进加工较困难，必要时采用径向进 给刀具。给刀具。 箱体外端面凸台：箱体外端面凸台：尽可能在同一平面上。尽可能在同一平面上。 箱体装配基面：箱体装配基面：尽可能大，形状力求简单，尽可能大，形状力求简单，以以 利加工。利加工。 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工u箱体同一轴线上孔的排列方式：箱体同一轴线上孔的排列方式： 孔径大小向一个方向递减：孔径大小向一个方向递减：有较好的结构工艺性。有较好的结构工艺性。 孔径大小从两边向中间递减：孔径大小从两边向中间递减：可从两边同时加工，镗杆可从两边同时加工，镗杆 较短，刚性好，结构工艺性较好。较短，刚性好，结构工艺性较好。 孔径外小内大：孔径外小内大：结构工艺性差，应尽量避免。结构工艺性差，应尽量避免。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-4a 4-4a 同轴线上孔径的排列方式同轴线上孔径的排列方式箱体外端面凸台：箱体外端面凸台：尽可能在同一平面上。尽可能在同一平面上。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-4b 4-4b 箱体端面的结构工艺性箱体端面的结构工艺性（a）加工工艺性好 （b）加工工艺性差机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工平面的加工方法：平面的加工方法：常用：常用：刨削、铣削和磨削等；刨削、铣削和磨削等；大批生产可采用：大批生产可采用：拉削；拉削；精度要求高可采用：精度要求高可采用：研磨、抛光、超精加工等。研磨、抛光、超精加工等。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工刨削的特点：刨削的特点：加工精度加工精度IT6IT61010，Ra1.6Ra1.612.5m12.5m。机床、刀具结构简单，调整方便，通用性好。机床、刀具结构简单，调整方便，通用性好。切削速度低，有空行程，单刃加工，生产率低，切削速度低，有空行程，单刃加工，生产率低，适用于单件小批生产。适用于单件小批生产。中、小型零件的平面加工中、小型零件的平面加工牛头刨床牛头刨床； 大型零件的平面加工大型零件的平面加工龙门刨床龙门刨床。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 刨刀刨刀刨刀的类型刨刀的类型 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-5 4-5 宽刃精刨刀宽刃精刨刀宽刃精刨宽刃精刨速度低（速度低（2 212m/min12m/min），加工），加工余量小余量小( (预刨预刨0.080.080.12mm0.12mm，终刨终刨0.030.030.05mm)0.05mm)；工件发热变形小，精度高，工件发热变形小，精度高，表面粗糙度达表面粗糙度达Ra1.6Ra1.60.8m0.8m，生产率高。生产率高。 刨床刨床牛头刨床牛头刨床 1床身；床身；2滑枕；滑枕；3刀架；刀架； 4工作台；工作台；5横梁横梁 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 刨床刨床龙门刨床龙门刨床1，5，68刀架；刀架；2横梁；横梁；3，7立柱；立柱；4顶梁；顶梁；9工作台；工作台；10床身床身机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工刨床的工艺范围机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 铣削的特点：铣削的特点： 铣削是平面加工的主要方法。铣削是平面加工的主要方法。 铣削小型零件的平面铣削小型零件的平面卧式或立式铣床卧式或立式铣床， 铣削大型零件的平面铣削大型零件的平面龙门铣床龙门铣床。 铣削工艺具有工艺范围广、生产效率高、刀齿铣削工艺具有工艺范围广、生产效率高、刀齿散热条件较好等特点。散热条件较好等特点。 平面铣削平面铣削粗铣和精铣，表面粗糙度粗铣和精铣，表面粗糙度RaRa可达可达12.512.50.8m0.8m，精度可达，精度可达IT6IT6lT10lT10。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工1 1、铣削方式：、铣削方式： 分分周铣周铣、端铣端铣、周铣和端铣周铣和端铣同时同时进行。进行。 周铣周铣常用的是圆柱铣刀，常用的是圆柱铣刀， 端铣端铣常用的是端铣刀，常用的是端铣刀， 周铣和端铣周铣和端铣同时进行常用立铣刀和三面刃铣刀等。同时进行常用立铣刀和三面刃铣刀等。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-6 4-6 平面铣削方式平面铣削方式 端铣端铣 参加切削的刀齿数较多，精度高，参加切削的刀齿数较多，精度高， 粗糙度值小；刚性好，生产率高，生产中粗糙度值小；刚性好，生产率高，生产中应用较多。应用较多。 周铣周铣通用性好，适用广，单件小批生产通用性好，适用广，单件小批生产应用较多。应用较多。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工2. 2. 铣削方式的合理选用铣削方式的合理选用粗加工或加工有硬皮的毛坯时，多采用逆铣。粗加工或加工有硬皮的毛坯时，多采用逆铣。精加工时，加工余精加工时，加工余量小，铣削力小，量小，铣削力小，不易引起工作台窜不易引起工作台窜动，可采用顺铣。动，可采用顺铣。 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工逆铣与顺铣逆铣与顺铣 铣削方式铣削方式 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 3 3、铣刀铣刀1）周铣刀）周铣刀机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 铣刀铣刀 2) 2)端铣刀端铣刀 焊接焊接夹固式端铣刀夹固式端铣刀 可转位端铣刀可转位端铣刀机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工1. 升降台铣床升降台铣床 卧式升降台铣床卧式升降台铣床 1床柱；床柱；2悬梁；悬梁；3刀杆；刀杆；4悬梁支架；悬梁支架； 5工作台；工作台；6床鞍；床鞍；7升降台；升降台；8底座底座 铣床铣床机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 铣床铣床 立式升降台铣床立式升降台铣床 双轴圆形工作台铣床双轴圆形工作台铣床 1立铣头；立铣头；2主轴；主轴；3工作台；工作台； 1床身；床身；2滑座；滑座；3工作台；工作台； 4床鞍；床鞍；5升降台升降台 4立柱；立柱；5主轴箱主轴箱机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 铣床铣床龙门铣床龙门铣床 1工作台；工作台；2，4，8，9铣头；铣头；3横梁；横梁； 5，7立柱；立柱；6顶梁；顶梁；10床身床身 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 铣床的工艺范围铣床的工艺范围机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工切削切削速度高速度高，进给量小进给量小，尺寸精度易控制，加工精，尺寸精度易控制，加工精度可达度可达IT5IT59 9，表面粗糙度表面粗糙度Ra1.6Ra1.60.20.2mm。多用于。多用于半精加工和精加工。半精加工和精加工。周磨周磨接触面积小，接触面积小，发热小，排屑与冷却好，精度发热小，排屑与冷却好，精度高高；采用；采用间断间断横向横向进给，生产率低进给，生产率低。端磨端磨磨头刚性好，弯曲变形小，磨头刚性好，弯曲变形小，接触面积大，切接触面积大，切削削磨粒多，生产率高磨粒多，生产率高；但；但冷却条件差，精度较低冷却条件差，精度较低，适用于适用于大批生产中精度不高零件大批生产中精度不高零件的的加工。加工。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工a a：周磨：周磨 b b：端磨：端磨机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工砂轮砂轮机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工磨床磨床机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工磨床磨床机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 平面刮研是利用刮刀在工件上刮去很薄一层平面刮研是利用刮刀在工件上刮去很薄一层金属的光整加工方法，常在精刨的基础上进行。金属的光整加工方法，常在精刨的基础上进行。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 刮研的特点：刮研的特点： 用于未淬火工件，加工精度可达用于未淬火工件，加工精度可达IT5IT5以上，表面以上，表面粗糙度达粗糙度达Ra1.6Ra1.60.10.1mm，刮后形成油膜滑动面，刮后形成油膜滑动面，可存储润滑油。可存储润滑油。 粗刮为粗刮为1 12 2点点/cm/cm2 2，半精刮为，半精刮为2 23 3点点/ cm/ cm2 2，精，精刮可达刮可达3 34 4点点/ cm/ cm2 2 。 劳动强度大，生产率低；刮研力小，变形小，劳动强度大，生产率低；刮研力小，变形小，发热小，精度和表面质量高，用于单件、小批发热小，精度和表面质量高，用于单件、小批量生产。量生产。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 介绍如何保证平行孔系孔距精度的方法介绍如何保证平行孔系孔距精度的方法机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工孔系：箱体上若干有相互位置精度要求的孔的组合。孔系：箱体上若干有相互位置精度要求的孔的组合。孔系可分为孔系可分为平行孔系、同轴孔系平行孔系、同轴孔系和和交叉孔系交叉孔系。 孔系加工是箱体加工的关键，根据箱体加工批量和孔系加工是箱体加工的关键，根据箱体加工批量和孔系精度要求的不同，孔系加工所用的方法也不同。孔系精度要求的不同，孔系加工所用的方法也不同。 u孔系分类孔系分类机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-8 4-8 孔系分类孔系分类在成批生产中在成批生产中, ,广泛采用镗模加工孔系。广泛采用镗模加工孔系。 孔距精度主要取决于镗模，能加工公差等级孔距精度主要取决于镗模，能加工公差等级IT7IT7的孔。其表面粗糙度可达的孔。其表面粗糙度可达R Ra a1.61.60.8m0.8m。当从。当从一端加工、镗杆两端均有导向支承时，孔与孔之间一端加工、镗杆两端均有导向支承时，孔与孔之间的同轴度和平行度可达的同轴度和平行度可达0.020.020.03mm0.03mm；当分别由两；当分别由两端加工时，可达端加工时，可达0.040.040.050.05mmmm。结构如图。结构如图4-94-9所示。所示。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-9用镗模加工孔系用镗模加工孔系 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-9a用镗模加工孔系用镗模加工孔系 工件工件5装夹在镗模上装夹在镗模上,镗杆镗杆4被支承在镗模的导套被支承在镗模的导套6里里,导套的位置决定了镗杆的位置导套的位置决定了镗杆的位置,装在镗杆上的镗刀装在镗杆上的镗刀3将工件上相应的孔加工出来。当用两个或两个以上将工件上相应的孔加工出来。当用两个或两个以上的支承的支承1来引导镗杆时来引导镗杆时,镗杆与机床主轴镗杆与机床主轴2必须浮动必须浮动联接；这时联接；这时,机床精度对孔系加工精度影响很小，机床精度对孔系加工精度影响很小，因而可在精度较低的机床上加工出精度较高的孔系。因而可在精度较低的机床上加工出精度较高的孔系。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-9b在组合机床上用镗模加工孔系在组合机床上用镗模加工孔系 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 找正法是在通用机床找正法是在通用机床( (镗床、铣床镗床、铣床) )上上利用辅助工具来找正所要加工孔的正确位利用辅助工具来找正所要加工孔的正确位置的加工方法。置的加工方法。（1 1）划线找正法）划线找正法 找正时根据划线用试镗的方法进行加找正时根据划线用试镗的方法进行加工，工，操作难度大，加工效率低，孔距的精操作难度大，加工效率低，孔距的精度也较低（度也较低（0.3mm0.3mm）, ,一般只适于单件小一般只适于单件小批生产。批生产。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工主轴箱的划线主轴箱的划线 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工（2）量块心轴找正法）量块心轴找正法 图图4-104-10所示为心轴和量块找正法。所示为心轴和量块找正法。这种找这种找正法其孔距精度可达正法其孔距精度可达0.03mm。 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-10心轴量块找正法心轴量块找正法 镗第一排孔时将心轴插入主轴孔内或直接利用镗床主轴，然后根据孔和镗第一排孔时将心轴插入主轴孔内或直接利用镗床主轴，然后根据孔和定位基准的距离，组合一定尺寸的量块来校正主轴位置，校正时用塞尺定位基准的距离，组合一定尺寸的量块来校正主轴位置，校正时用塞尺测定量块与心轴之间的间隙，以避免量块与心轴直接接触而损伤量块。测定量块与心轴之间的间隙，以避免量块与心轴直接接触而损伤量块。镗第二排孔时，在镗第二排孔时，在机床主轴和已加工机床主轴和已加工孔中插入心轴，采孔中插入心轴，采用同样的方法校正用同样的方法校正主轴轴线的位置，主轴轴线的位置，以保证孔中心距的以保证孔中心距的精度。精度。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工（3）样板找正法）样板找正法 图图4-114-11所示为样板找正法。此法加工孔系不所示为样板找正法。此法加工孔系不易出差错，孔距精度可达易出差错，孔距精度可达0.020.02mmmm。样板的成本。样板的成本低，仅为镗模成本的低，仅为镗模成本的1 17 71 19 9，找正方便，单，找正方便，单件小批生产中大型的箱体加工常用此法。件小批生产中大型的箱体加工常用此法。 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-11样板找正法样板找正法 用用1020mm厚的钢板制成样板厚的钢板制成样板1，装在被加，装在被加工箱体的端面上工箱体的端面上(或固定于机床工作台上或固定于机床工作台上)，样，样板上的孔距精度要求较高板上的孔距精度要求较高(一般小于一般小于0.01mm)，孔径比工件的孔径稍大，以便镗杆通过。样板孔径比工件的孔径稍大，以便镗杆通过。样板上的孔径精度要求不高，但要有较高的形状精上的孔径精度要求不高，但要有较高的形状精度和较小的表面粗糙度，当样板准确地装到工度和较小的表面粗糙度，当样板准确地装到工件上后，在机床主轴上装一个千分表件上后，在机床主轴上装一个千分表2，按样，按样板的孔逐个找正机床主轴的位置进行加工。板的孔逐个找正机床主轴的位置进行加工。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 坐标法镗孔是在普通卧式镗床、坐标镗床或坐标法镗孔是在普通卧式镗床、坐标镗床或数控镗铣床等设备上，借助于精密测量装置，调数控镗铣床等设备上，借助于精密测量装置，调整机床主轴与工件间在水平和垂直方向的相对位整机床主轴与工件间在水平和垂直方向的相对位置，来保证孔距精度的一种镗孔方法。置，来保证孔距精度的一种镗孔方法。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工1 1、坐标尺寸与公差的确定、坐标尺寸与公差的确定1 1）坐标尺寸的确定）坐标尺寸的确定 利用三角公式计算利用三角公式计算2 2）坐标公差的确定）坐标公差的确定 用尺寸链关系计算用尺寸链关系计算机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-12 4-12 三轴孔的孔心距与坐标尺寸三轴孔的孔心距与坐标尺寸2 2、保证坐标位移精度的办法、保证坐标位移精度的办法1 1）坐标镗床：）坐标镗床：具有精确的坐标测量系统。具有精确的坐标测量系统。2 2）数控镗铣床：）数控镗铣床：具有较高的坐标位移定位精度。具有较高的坐标位移定位精度。3 3）加工中心：）加工中心：可自动换刀的数控机床，有自动可自动换刀的数控机床，有自动 换刀装置和刀库。换刀装置和刀库。4 4）坐标磨床：）坐标磨床：按行星运动方式进行孔的加工，按行星运动方式进行孔的加工， 具有具有精确的坐标测量系统。精确的坐标测量系统。5 5）普通）普通镗镗床：床：坐标位移精度不高，应采取措施坐标位移精度不高，应采取措施 提高其坐标位移精度。提高其坐标位移精度。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工坐标镗床是一种高精度坐标镗床是一种高精度机床，主要用于加工精机床，主要用于加工精密的孔（密的孔（IT5IT5级或更高级或更高）和位置精度要求很高的和位置精度要求很高的孔系。它具有孔系。它具有精确的座精确的座标测量装置标测量装置，主要零部，主要零部件的制造和装配精度都件的制造和装配精度都很高，有良好的刚性和很高，有良好的刚性和抗振性。抗振性。 坐标镗床坐标镗床机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工数控加工中心数控加工中心 数控加工中心数控加工中心( (简称加工中心简称加工中心) )是一种具有自动是一种具有自动换刀装置的复合型数控机床。由于有了自动换刀装换刀装置的复合型数控机床。由于有了自动换刀装置，它能将铣、镗、钻等多种加工功能有效地进行置，它能将铣、镗、钻等多种加工功能有效地进行转换，可以集中许多工序对工件进行连续加工，能转换，可以集中许多工序对工件进行连续加工，能大量节省装夹工件的时间和大大提高加工精度大量节省装夹工件的时间和大大提高加工精度。 图图4-14是卧式加工中心结构示意图。是卧式加工中心结构示意图。 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-14卧式加工中心结构示意图卧式加工中心结构示意图 加工中心加工中心机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工加工中心具有较高的坐标位移精度和工作加工中心具有较高的坐标位移精度和工作台回转精度。我国生产的数控加工中心机床，台回转精度。我国生产的数控加工中心机床，其工作台定位精度可达其工作台定位精度可达 0.01mm0.01mm，回转精度，回转精度可达可达551010，完全可以直接由机床保，完全可以直接由机床保证箱体孔证箱体孔系及端面的加工精度要求。系及端面的加工精度要求。 普通普通镗镗床床 坐标位移精度不坐标位移精度不高，可采取措施提高高，可采取措施提高其坐标位移精度。其坐标位移精度。（1 1）用量块、百分）用量块、百分表等精密测量装置找表等精密测量装置找正坐标尺寸。正坐标尺寸。（2 2）普通镗床上加）普通镗床上加装精密测量装置。装精密测量装置。 图图4-15 在普通镗床上用坐标法加工孔系在普通镗床上用坐标法加工孔系1百分表；百分表；2量规量规机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工3 3、原始孔与镗孔顺序的选择、原始孔与镗孔顺序的选择采用坐标法加工孔系时，要特别注意选择原采用坐标法加工孔系时，要特别注意选择原始孔和镗孔顺序，否则，坐标尺寸累积误差会影始孔和镗孔顺序，否则，坐标尺寸累积误差会影响孔距精度。响孔距精度。原始孔应尽量选择本身尺寸精度高、表面粗原始孔应尽量选择本身尺寸精度高、表面粗糙度小的孔糙度小的孔( (一般为箱体主轴孔一般为箱体主轴孔) )，这样在加工过，这样在加工过程中，便于校验其坐标尺寸。程中，便于校验其坐标尺寸。 要把孔距精度要求较高的两个孔的加工顺序要把孔距精度要求较高的两个孔的加工顺序连在一起，以减少坐标尺寸积累误差的影响。连在一起，以减少坐标尺寸积累误差的影响。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 主要介绍如何保证同轴孔系孔的同轴度主要介绍如何保证同轴孔系孔的同轴度机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工（一）镗模法（一）镗模法成批生产中，箱体上同轴孔的同轴度几乎都成批生产中，箱体上同轴孔的同轴度几乎都由镗模来保证。精度要求高的单件小批生产也用由镗模来保证。精度要求高的单件小批生产也用这种方法来保证。这种方法来保证。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工利用已加工孔导向利用已加工孔导向 如图所示，当箱体前壁如图所示，当箱体前壁上的孔加工好后，在孔内装上的孔加工好后，在孔内装一导向套一导向套, 以支承和引导镗以支承和引导镗杆加工后壁上的孔，从而保杆加工后壁上的孔，从而保证两孔的同轴度要求。这种证两孔的同轴度要求。这种方法适于加工箱壁较近的孔。方法适于加工箱壁较近的孔。（二）导向法（二）导向法（1）用已加工孔作支承导向）用已加工孔作支承导向 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工单支承导向单支承导向机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工双支承导向双支承导向机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工（2)2)用镗床后立柱上的导向套支承导向用镗床后立柱上的导向套支承导向 这种方法其镗杆系两端支承，刚性好。但此法调整麻这种方法其镗杆系两端支承，刚性好。但此法调整麻烦费时，镗杆长，较笨重，故只适用于单件小批生产中大烦费时，镗杆长，较笨重，故只适用于单件小批生产中大型箱体的加工。型箱体的加工。镗床后立柱镗床后立柱上的导向套上的导向套机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工（三）找正法（三）找正法 是指工件在一次安装镗好一端的孔后，将镗是指工件在一次安装镗好一端的孔后，将镗床工作台回转床工作台回转180180，再找正调整工作台位置，使，再找正调整工作台位置，使已加工孔与镗床主轴同轴，然后再加工另一端的已加工孔与镗床主轴同轴，然后再加工另一端的孔。孔。如图如图4-16所示所示。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工图图4-16 找找正法加工同轴孔系正法加工同轴孔系 孔孔A加工后，回转工作台，加工后，回转工作台，用镗杆上百分表沿此平面重新校正，用镗杆上百分表沿此平面重新校正，保证工作台准确地回转保证工作台准确地回转180，再加工孔再加工孔B，从而保证孔，从而保证孔A、B同轴同轴。 当箱体上有较长并与所镗孔轴线有平行度要求的平当箱体上有较长并与所镗孔轴线有平行度要求的平面时，镗孔前应先用装在镗杆上的百分表对此平面面时，镗孔前应先用装在镗杆上的百分表对此平面进行校正，使其和镗杆轴线平行，然后加工孔进行校正，使其和镗杆轴线平行，然后加工孔A。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 介绍如何保证交叉孔系孔间垂直度的方法介绍如何保证交叉孔系孔间垂直度的方法机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工（一）镗模法（一）镗模法 成批生产中，箱体上交叉孔的垂直度一般由成批生产中，箱体上交叉孔的垂直度一般由镗模法加工。镗模法加工。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 单件小批生产中，箱体孔系一般在通用机床上加工，单件小批生产中，箱体孔系一般在通用机床上加工，交叉孔系间的垂直度由找正精度来保证。交叉孔系间的垂直度由找正精度来保证。 找正方法找正方法1、用镗床工作台的、用镗床工作台的90o 对准装置进行找正。对准装置进行找正。2、用心棒和百分表进、用心棒和百分表进 行找正。行找正。图图4-17 找正法加工交叉孔系找正法加工交叉孔系 机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工（二）找正法（二）找正法机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 （一）由切削力产生的挠曲变形（一）由切削力产生的挠曲变形 由于实际加工由于实际加工余量的变化和材质余量的变化和材质的不均匀，切削力的不均匀，切削力是变化的，刀尖运是变化的，刀尖运动轨迹不是正圆。动轨迹不是正圆。轴向上，镗杆的挠轴向上，镗杆的挠曲也是变化的。曲也是变化的。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 （二）镗杆自重力产生的挠曲变形（二）镗杆自重力产生的挠曲变形 镗杆自重方向镗杆自重方向不变，产生挠曲变不变，产生挠曲变形的方向也不变。形的方向也不变。镗杆越重，悬伸越镗杆越重，悬伸越长，挠曲变形就越长，挠曲变形就越大。大。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工（二）镗杆在自重力和切削力共同作用下（二）镗杆在自重力和切削力共同作用下 产生的挠曲变形产生的挠曲变形孔径误差：孔径误差：孔径变小，随镗杆伸长，孔径越小。孔径变小，随镗杆伸长，孔径越小。孔中心线直线度误差：孔中心线直线度误差：轴线低且弯，轴线低且弯，随镗杆伸长，轴线越低越弯。随镗杆伸长，轴线越低越弯。孔的圆度，圆柱度误差：孔的圆度，圆柱度误差：沿径向不圆，沿径向不圆，沿轴向大小不一。沿轴向大小不一。孔系加工的位置度误差：孔系加工的位置度误差：切削力大，影响显著，切削力大，影响显著，切削力小，影响较小。切削力小，影响较小。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 当切削力大于镗杆自重时，镗杆以固定部当切削力大于镗杆自重时，镗杆以固定部位沿导套内圆滑动，导套内孔圆度误差，引起位沿导套内圆滑动，导套内孔圆度误差，引起被加工孔的圆度误差。镗杆的圆度无影响。被加工孔的圆度误差。镗杆的圆度无影响。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 当切削力小于镗杆自重时，镗杆轴颈不同部位沿导当切削力小于镗杆自重时，镗杆轴颈不同部位沿导套下方摆动，切削力越大，配合间隙越大，镗杆摆动越套下方摆动，切削力越大，配合间隙越大，镗杆摆动越大。镗杆的圆度将引起被加工孔的圆度误差，而导套内大。镗杆的圆度将引起被加工孔的圆度误差，而导套内孔的圆度影响较小。切削力的变化，引起摆幅变化，使孔的圆度影响较小。切削力的变化，引起摆幅变化，使孔的圆柱度、孔距和位置度产生误差。孔的圆柱度、孔距和位置度产生误差。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工进给方式：进给方式：镗杆直接进给镗杆直接进给，工作台进给工作台进给。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 镗杆与机床主轴浮动联接采用镗模镗孔镗杆与机床主轴浮动联接采用镗模镗孔时，进给方式对孔系加工精度无明显影响。时，进给方式对孔系加工精度无明显影响。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工 镗杆与机床主轴刚性联接悬臂镗孔时，镗杆与机床主轴刚性联接悬臂镗孔时，进给方式对孔系加工精度有较大影响。进给方式对孔系加工精度有较大影响。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工镗杆直接进给：镗杆直接进给：孔越来越小，轴心线越孔越来越小，轴心线越来越低；来越低；造成孔径误差，造成孔径误差，形状误差，位置误差。形状误差，位置误差。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工工作台进给：工作台进给： 镗杆伸出不变，刀尖镗杆伸出不变，刀尖处的挠度变量小，对孔处的挠度变量小，对孔的形状、同轴度、平行的形状、同轴度、平行度误差影响不大，对孔度误差影响不大，对孔距精度有影响。距精度有影响。 机床导轨的直线度、机床导轨的直线度、平行度误差使被加工孔平行度误差使被加工孔产生圆柱度、同轴度、产生圆柱度、同轴度、平行度等形位误差。平行度等形位误差。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工1、切削热对孔系加工精度的影响、切削热对孔系加工精度的影响粗加工产生的切削热大，热胀冷缩。粗加工产生的切削热大，热胀冷缩。薄壁处温升快，变形量大；薄壁处温升快，变形量大；厚壁处温升慢，变形量小。厚壁处温升慢，变形量小。粗加工后不能立即进行精加工，粗加工后不能立即进行精加工，以免产生圆度误差。以免产生圆度误差。粗、精加工分开，并相隔一段时间。粗、精加工分开，并相隔一段时间。机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工2、夹紧力对孔系加工精度的影响、夹紧力对孔系加工精度的影响粗、精加工分开，先粗加工，后精加工。粗、精加工分开，先粗加工，后精加工。夹紧夹紧松开松开镗孔镗孔机械制造工艺学机械制造工艺学典型零件加工：箱体加工典型零件加工：箱体加工本节结束本节结束