机械制造与自动化专业《知识点1箱体零件概述及平面的加工讲义》_百度文 ...

学习情境四  箱体加工工艺方案制定与实施
  砂轮架箱体概述
一、布置工作任务,明确要求
二、观察砂轮架箱体样品,了解砂轮架箱体根本结构
三、读图并分析零件图
砂轮架箱体属于箱体类零件,它是磨床的根底件之一。在磨床砂轮架中,由它将一些轴、套、轮、轴承等零件组装在一起,使其保持正确的相互位置关系,并且能按照一定的传动要求传递动力和运动,构成磨床的一个重要部件。因此,砂轮架箱体的加工质量对磨床的精度、性能和寿命都有一定的影响。
1砂轮架箱体使用性能与设计要求
各种砂轮架箱体的尺寸和结构形式虽有所不同,但其使用性能却根本一致,即保证砂轮主轴的高运动精度与位置精度,并能保持精度的高度稳定,抗振、吸振,高刚性、足够的强度,
箱体受力、受热变形小,有足够的耐磨性,热处理变形小,机械加工性好等。因此应在满足装配空间及操作空间要求的前提下,要求其结构尺寸小而紧凑、结构刚性高,主轴支承孔精度高并应严格同轴,中心孔轴线与定位端面应保持严格垂直,箱体的壁厚要足够且变化较小,材料的热处理性能应稳定等。
铝合金箱体工模具磨床砂轮架箱体如图4-1所示。
2砂轮架箱体结构与技术要求
〔1〕砂轮架箱体的结构分析
4-1中可以看到,该磨床砂轮架箱体结构具有以下几个特点:
1箱体的装配基准选择平导轨与V形导轨的组合方式,其定位准确,承载能力强,与磨床砂轮架的使用性能相适应;
2箱体尺寸在满足装配关系与操作空间的要求下,尽量选取小值,因此整个箱体结构紧凑,体积较小;
3箱体采用上开口封闭状结构形式,在壁厚较小的情况下,零件结构刚度较高;
4箱体导轨长度有所加长,以利于箱体导向精度与承载强度;
5箱体壁厚比拟均匀,有利于消除或减少零件的内应力对加工精度的影响;
6砂轮架箱体上的主轴支承孔、箱体的装配基准——平导轨与V形导轨面、轴向推力轴承的定位端面为箱体的重要外表;比拟重要的外表有其它组件与部件的安装基准面。
〔2〕砂轮架箱体的技术要求及其分析
1砂轮主轴支承孔尺寸精度为IT7,属于一般精度等级;两主轴孔的相互位置精度-同轴度要求为0.03mm,为较高精度等级;主轴孔的形状精度包括在尺寸精度中,没有单独提出要求。这些指标确实定,是由主轴的支承方式以及所选用的具体轴承结构所决定。由于三片瓦轴承主要通过定心调整到达高精度的装配要求,所以轴承孔的高精度,对提高砂轮架的装配精度意义不大。
2箱体主轴轴向定位端面对靠近砂轮端轴孔中心的跳动为0.015mm,而对远离砂轮端〔即
皮带轮端〕轴孔中心的跳动没有提出要求。该项要求主要考虑跳动对主轴轴向窜动的影响程度来确定。根据误差的传递规律,靠近砂轮端的跳动误差对主轴轴向窜动影响明显,因此只对该位置的跳动提出了较高的要求,而没有选择远离砂轮端的后轴承孔端面作为主轴轴向定位面,更没有对其端面提出较高跳动要求。
3砂轮架箱体的装配基准——导轨面相对设计基准的位置精度、它们之间的相互位置精度以及各自的形状精度都有较高的要求,其误差值在~0.04mm之间,以满足砂轮架在磨床上的位置精度和运动精度要求。
4其它组件、部件的装配基准面,其尺寸精度、位置精度和形状精度也有一定的要求。
四、箱体类零件的材料、毛坯及热处理
箱体零件有复杂的内腔,应选用易于成型的材料和制造方法。铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉,并且具有良好的耐磨性和减振性。因此,箱体零件的材料大都选用HT2021  HT400的各种牌号的灰铸铁。最常用的材料是HT2021,而对于较精密的箱体零件〔如坐标镗床主轴箱〕那么选用耐磨铸铁。
某些简易机床的箱体零件或小批量、单件生产的箱体零件,为了缩短毛坯制造周期和降低本钱,可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体零件有时也根据设计需要,采用铸钢件毛坯。在特定条件下,为了减轻质量,可采用铝镁合金或其它铝合金制做箱体毛坯,如航空发动机箱体等。
铸件毛坯的精度和加工余量是根据生产批量而定的。对于单件小批量生产,一般采用木模手工造型。这种毛坯的精度低,加工余量大,其平面余量一般为7~12mm,孔在半径上的余量为8~14mm。在大批大量生产时,通常采用金属模机器造型。此时毛坯的精度较高,加工余量可适当减低,那么平面余量为5~10mm,孔〔半径上〕的余量为7~12mm 。为了减少加工余量,对于单件小批生产直径大于50mm的孔和成批生产大于30mm 的孔,一般都要在毛坯上铸出预孔。另外,在毛坯铸造时,应防止砂眼和气孔的产生;应使箱体零件的壁厚尽量均匀,以减少毛坯制造时产生的剩余应力。
热处理是箱体零件加工过程中的一个十分重要的工序,需要合理安排。由于箱体零件的结构复杂,壁厚也不均匀,因此,在铸造时会产生较大的剩余应力。为了消除剩余应力,减少加工后的变形和保证精度的稳定,所以,在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效
的工艺标准为:加热到500~550ºC,保温4 h~6 h,冷却速度小于或等于30ºC/h,出炉温度小于或等于2021C。
普通精度的箱体零件,一般在铸造之后安排一次人工时效处理。对一些高精度或形状特别复杂的箱体零件,在粗加工之后还要安排一次人工时效处理,以消除粗加工所造成的剩余应力。有些精度要求不高的箱体零件毛坯,有时不安排时效处理,而是利用粗、精加工工序间的停放和运输时间,使之得到自然时效。
箱体零件人工时效的方法,除了加热保温法外,也可采用振动时效来到达消除剩余应力的目的。
五、箱体类零件的加工方法
箱体零件主要是一些平面和孔的加工,其加工方法和工艺路线常有:平面加工可用粗刨—精刨、粗刨—半精刨—磨削、粗铣—精铣或粗铣—磨削〔可分粗磨和精磨〕等方案。其中刨削生产率低,多用于中小批生产。铣削生产率比刨削高,多用于中批以上生产。当生产批量较大时,可采用组合铣和组合磨的方法来对箱体零件各平面进行多刃、多面同时铣削
或磨削。箱体零件上轴孔加工可用粗镗〔扩〕—精镗〔铰〕或粗镗〔钻、扩〕—半精镗〔粗铰〕—精镗〔精铰〕方案。对于精度在IT6,外表粗糙度Ra值小于µm的高精度轴孔〔如主轴孔〕那么还需进行精细镗或珩磨、研磨等光整加工。对于箱体零件上的孔系加工,当生产批量较大时,可在组合机床上采用多轴、多面、多工位和复合刀具等方法来提高生产率。
六、教师综合及检查学生任务完成情况,做好记录
图 4-1  M9116模具工具磨床砂轮架箱体

本文发布于:2024-09-22 10:00:44,感谢您对本站的认可!

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