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通过对主轴箱箱体零件图及结构形式的分析，对主轴箱箱体零件进行工艺分析、工艺说明。同时，进行工艺过程设计，得到数控机床主轴箱箱体加工工艺分析的一般方法。
标签：数控机床；主轴箱箱体；加工工艺
箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连成一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。
本文以特定零件为例，进行加工工艺分析，该零件为主轴箱箱体零件，具有承载传递和改变力的功能，主要用于支承和固定轴系部件，并保证传动零件的啮合精度，使箱内零件具有良好的润滑和密封。图1为部分主轴箱箱体零件图，从图中分析主轴箱箱体的主要加工表面。
一、主轴箱箱体的主要加工表面
1.主要孔。2-？准98、2-？准62、？准135、？准55、？准56及 120孔。
2.主要平面。箱体的底平面、箱体的上平面（结合面）等。
3.加工其他主要连接孔、螺孔、销钉孔，以及一些特别的凸台面等。孔通常在镗床上镗削，加工连接孔、螺孔、销钉在钻床上进行，主要平面通常在铣床上铣削，支承孔端面可以在镗（锪）孔同一次安装中加工出来。主轴箱箱体整个加工工艺过程分为两大阶段，先铸造出主轴箱箱体毛坯零件。第一阶段主要完成平面、紧固孔（2-？准80+0.016）的加工，为全面加工做准备。第二阶段为箱体上加工重要孔及其端面，第二阶段加工完成后，为了保证轴承孔加工精度，应安排钳工工序清除毛边、倒角等。 二、主轴箱箱体加工的主要技术要求
箱体的主要加工部位有：轴承支承孔、结合面、端面、底座导轨面（装配基面），上平面、螺栓孔、螺纹孔等。对这些加工部位的技术要求有：间歇式轮转机①主轴箱箱体的底座导轨面要求较高，Ra1.6？滋m；②主轴箱箱体上平面表面粗糙度Ra3.2？滋m；③各轴承孔的轴线平行度要求0.02∶静电抑制器100；④4-？准、？准55，？准135及？准120孔加工要求都较高，表面粗糙度Ra3.2？滋m；⑤两孔
2-？准80+0.016粗糙度要求为Ra3.2？滋m，孔深20mm；
⑥？准120孔与？准135有垂直度要求，其垂直度公差为±0.02mm；⑦箱体上的其余螺纹、螺栓等孔都有位置要求，其表面粗糙度都为Ra6.3？滋m。
三、毛坯选择
1.毛坯种类的确定。常用毛坯种类有铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：
（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯；强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。 （2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯。例如，结构比较的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材、锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。
（3）依据生产类型确定毛坯。大批或大量生产时，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法，如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，如手工木模砂型铸造。
（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力，又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。
2.毛坯的形状和尺寸的确定。毛坯的形状尽可能与零件相适应。确定毛坯形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：
（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对内腔尺寸）加工余量。
（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以做成一坯多件。
（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。例如，连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。
确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本，
保证零件的使用性能。
3.毛坯的材料热处理。箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。毛坯未进入机械加工车间之前，为消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。
电镀铜包钢四、主轴箱箱体加工工艺析过程分析
1.主轴箱箱体加工的工艺路线。
工序Ⅰ：铸造箱体毛坯。
工序Ⅱ：热处理（消除内应力），采用退火。
工序Ⅲ：涂漆（非加工表面涂防锈漆）。
工序Ⅳ：以箱体的底部导轨面B作为粗基准，铣削上平面保证尺寸522mm和82mm。
工序Ⅴ：以上平面A和外形定位加工（钻、铰）2-？准8孔，使这两孔成为工艺孔。
工序Ⅵ：以上平面A和2-？准8作为精基准加工并定位，铣出导轨面上的退刀槽。
工序Ⅶ：以上平面A和2-？准8作为精基准加工并定位，粗铣所有导轨面。
工序Ⅷ：以导轨面C及外形定位加工（钻、铰）2-？准8定位孔，使之成为工艺孔。工序Ⅸ：以导轨面B及C面上的工艺孔定位、粗镗2-？准98、2-？准62和？准135孔。
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工序X：以导轨面B及C面上的工艺孔定位、粗镗2-？准62、？准55、？准56、？准120和？准98孔。
工序Ⅺ：以导轨面B及C面上的工艺孔定位，铣削端面D、J、2-？准98、？准132、2-？准92凸台面。
工序Ⅻ：以导轨面B及C面上的工艺孔定位，铣？准130、？准80和？准182凸台面。
工序关联成像ⅩⅢ：以导轨面B及C面上的工艺孔定位，钻17-M6及N面上两沉头孔。
工序ⅩⅣ：以导轨面B及C面上的工艺孔定位，攻17-M6及N面上两沉头孔。
工序ⅩⅤ：以Ⅰ孔和Ⅲ孔作为精基准，精铣各导轨面并铣出油槽。
工序ⅩⅥ：以Ⅰ孔和Ⅲ孔作为精基准，钻C面上8-M16孔。
工序ⅩⅦ：以Ⅰ孔和Ⅲ孔作为精基准，攻C面上8-M16孔。
工序ⅩⅧ：以Ⅰ孔和Ⅲ孔作为精基准，磨各导轨面。
工序ⅩⅨ：以导轨面B及C面上的工艺孔为精基准，精镗2-？准62、？准135孔。
工序ⅩⅩ：以导轨面B及C面上的工艺孔为精基准，精镗2-？准62、？准55、？准56、？准120孔。
工序ⅩⅪ：以导轨面B及C面上的工艺孔为精基准，精铣上平面A。
工序ⅩⅫ：清洗、去毛刺、倒角。
工序ⅩⅩⅢ：检验。
2.加工阶段的划分。零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：
（1）粗加工阶段。粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工、精加工提供定位基准， 粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大、刚性好、精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率。粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11-IT12。粗糙度为Ra80-100μm。
（2）半精加工阶段。半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。
（3）精加工阶段。精加工阶段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保证零件的形状位置几精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面达到图纸要求。
（4）光整加工阶段。对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。
以上所述即为主轴箱箱体加工工艺的基本过程，其他数控机床主轴箱箱体加工工艺的过程与此类似。因此，可以得到较为普遍的主轴箱箱体加工工艺分析方法。
参考文献：
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[2]薛源顺，刘福库.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，2000.
[3]王选逵，李旦.机械加工工艺手册第1卷工艺基础卷[M]（第二版）.北京：机械工业出版社，2006.
[4]王选逵，孙凤池.机械加工工艺手册第2卷加工技术卷[M]（第二版）.北京：机械工业出版社，2006.
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