齿轮箱工艺设计及加工过程仿真(数控编程)(2)

致谢 .......................................................................................................................................... 43

第一章 绪论

箱体类零件是机器及其部件的基础件，它将机器及其部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互关系装配成一个整体，并按一定的传动关系协调其运动。因此，箱体加工质量的好与坏不仅影响这个装配精度及运动关系，而且还影响到机械的工作精度、使用性能和寿命。

箱体零件的结构特点：多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难得大。

1．1 箱体零件的主要技术要求

轴颈支承孔孔径精度以及相互之间关系的位置精度，定位销孔的精度与孔距精度；主要平面的精度，表面粗糙度等。

箱体零件材料及毛坯：箱体零件唱选用灰铸铁，汽车、摩托车的曲轴箱选用铝合金作为曲轴箱的主要材料，其毛坯一般采用铸件，因而轴箱是大批大量的生产，且毛坯的形状复杂，所以采用压铸毛坯，镶套与箱体在压铸时铸成一体。压铸的毛坯精度高，加工余量小，有利于机械加工。为减少毛坯铸造时的产生的残余应力，箱体铸造后应安排人工时效。

1．1．1 箱体类零件的结构特点

箱体的种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体在机器中的功用的不同有着较大的差异，但从工艺上分析它们仍然有着许多共同之处，其结构特点是：

1）外形上基本是由六个或者五个平面组成的闭封式多面体，又分成整体式和组合式两种；

2)结构形状比较复杂。内部常为空腔，某些部位有着“隔墙”，箱体壁薄且厚薄不均匀。

3)箱体上通常都布置有平行孔系或者垂直孔系；

4)箱体上的加工面，主要是大量的平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔。

1．1．2 箱体类零件的结构特点

1)轴承支承孔的尺寸精度和形状精度、表面粗糙度要求。

2)位置精度包括孔系之间的距离尺寸精度和平行度，同一轴线轴线上的同轴度以及

孔端面对孔轴线的垂直度等。

3)此外，为满足箱体加工中的定位需要及箱体与机器总装要求，箱体的装配基准面与加工中的定位基准应有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔与装配基准面之间应有一定距离储存精度的要求。

1．1．3 箱体类零件的材料和毛坯

箱体类零件的材料一般用灰口铸铁，常用的牌号有HT100~HT400。毛坯为铸造件，其铸造方法视为铸件精度和生产批量而定。单件小批量生产多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。有时也采用钢板焊接方式。大批生产常用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。

为了消除铸造时形成的内应力，减小变形，保证其加工精度的稳定性，毛坯铸后应安排人工时效处理。精度要求高或形状复杂的箱体还应在粗加工后多加一次人工时效处理，以消除粗加工造成的内应力，进一步提高加工竟的的稳定性。

1．2箱体类零件的加工工艺分析

1．2．1工艺路线的安排

箱体要求加工的表面很多。早这些加工表面中，平面加工的精度比孔的加工精度容易保证，于是，箱体中主轴孔（主要孔）的 加工精度、孔系加工精度就成为工艺关键的问题。因此，在工艺路线的安排中应该注意三个问题：

(1)工件的时效处

箱体结构复杂壁厚不均匀，铸造内应力较大。由于内应力会引起变形，因此铸造后应安排人工时效处理以消除内应力减少变形。一般精度要求的箱体，可利用粗、精加工工序之间的自然停放和运输时间，得到自然时效的效果，但自然时效需要的时间较长，否则会影响箱体精度的稳定性。

对于特别精密的箱体，在粗加工和精加工工序之间还应该安排一次人工时效，迅速充分影响箱体精度的稳定性。

(2)安排加工工艺的顺序时应先面后孔

由于平面面积较大定位稳定可靠，有利于化简夹具结构减少安装变形。从加工难度来看，平面比孔加工容易。先加工批平面，把铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔时，对便于孔的加工和保证孔的加工精度都是有利的，因此，一般应该先加工平面。

(3)粗、精加工阶段要分开

箱体均为铸件，加工余量较大，而在粗加工中切除的金属较多，因而夹紧力、切削力都较大，切削热也较多。在粗加工之后，工件内应力重新分布也会引起工件变形，因次，对于加工精度影响较大。为此，把粗精加工分开进行，有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除。

1．2．2 定位基准的选择

箱体定位基准的选择，直接关系到箱体打夯各个平面与平面之间，孔与平面之间，孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基准时，首先要遵守“基准重合”和“基准统一”的原则，同时必须考虑批量生产的大小，生产设备、特别是夹具的选用等因素。

(1)粗基准的选择：

粗基准的作用是决定不加工平面与加工面的位置关系，保证加工面的余量均匀。 箱体零件上一般有一个（或几个）主要的大孔，为了保证加工面的余量均匀，应以该毛坯孔为粗基准（如主轴上的主轴孔）。箱体零件上的不加工面主要考虑内腔表面，它和加工面之间的距离尺寸有一定的要求，因为箱体中往往装有齿轮等传动件，它们与不加工的内壁之间的间隙较小，如果加工出的轴承孔端面与箱体内壁之间的距离尺寸相差太大，就有可能使齿轮安装时与箱体内壁相碰。从这一要求出发，应选内壁为粗基准。但这将使夹具的结构十分复杂，甚至不能实现。考虑到铸造时内壁与主要孔都是一个泥心浇注的，因此实际生产中常以孔为主要粗基准，限制四个自由度，而辅之以内腔或其他的毛坯为次要基准，以达到完全定位的目的。

(2）精基准的选择：

箱体零件的精基准一般有两种选择方案：一种是以装配面为精基准。它的优点是对于孔与底面的距离和平行度要求，基准是重合的，没有基准不重合误差，而且箱口向上，观察和测量、调刀都比较方便，但是在镗削中间壁上的孔时，由于无法安装中间导向支承而不得不采用吊架形式，吊架刚性差，操作不方便，安装误差大，不容易实现自动化，故这只能使用于无中间孔壁饿简单箱体或批量不大的场合。

针对采用吊架式中间导向支承的问题，采用箱口向下的安装方式，以箱体顶面和顶面上的两个工艺孔为精基准。在镗孔时，由于中间导向支承直接固定在夹具外行，使夹具的刚度提高，有利于保证各支承孔的尺寸和位置精度，并且工件装卸方便，减少了辅助时间，有利于提高生产率，但是这种定位方式也有不足之处，如箱口向下无法检查和

测量中间壁上孔的加工情况；以顶面个两个工艺孔作为定位基准，要提高顶面和孔的要求；加工基准与装配基准不重合需要进行尺寸链的计算或采用装配时用修刮尾座底板的办法来保证精度。

1．2．3 主要表面的加工

1．2．3．1 箱体的平面加工

箱体平面的粗加工和半精加工长选择刨削和切削加工。

刨削箱体平面的主要特点：刀具结构简单；机场调整方便；在龙门刨床上可以用几个刀架，在一次安装中，同时加工几个表面，于是，经济地保证了这些表面的位置精度。

箱体平面铣削加工的生产率比刨削高。在成批生产中，常采用铣削加工。当批量较大时，常在多轴铣床上用几把铣刀同时加工几个平面，即保证了平面间的位置精度又提高了生产率。

(1)主轴孔的加工：

由于主轴孔的精度比其他轴孔的精度高，表面粗糙度值比其他轴 …… 此处隐藏：2495字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……