箱體類零件加工工藝

基於箱體類零件的複雜結（jié）構和精度要求（qiú），從工（gōng）件特征、加工設備、工裝設計、刀具選擇和裝夾方式等方麵進行工藝分析，通過加工技巧和實踐經驗的應用，製定合理可行（háng）的工藝方案（àn）。

1  序言

箱體是工程機械傳動係統的核心零件，主要（yào）加工內容（róng）為平麵和孔係，工件加工質量決定了機器的裝配精度和工作性能。下麵從加工設備、工裝裝夾和刀具選（xuǎn）擇等（děng）方麵介紹箱體類零件的加工技巧和實踐經驗，為其他類似件的加工提供借鑒（jiàn）。

2  工件特征

箱體為多麵體結構，具有內部空腔（qiāng），壁薄且壁厚（hòu）分布（bù）不均勻，由灰（huī）鑄鐵HT250材料澆注而成。灰鑄鐵具有良好（hǎo）的切削（xuē）性、耐磨性和吸振性[1]，能夠滿足整機的強度和剛度要（yào）求。

箱（xiāng）體類零件結構複（fù）雜且不規則，圖（tú）1為後殼體結構，一次裝夾不能完成底部大平麵（miàn）的銑麵和鑽孔，兩次裝夾影響平麵加工精度。圖2為後箱體結構，工件定位後加工位置底部懸空麵積大時，由於壁薄工件易變形，因此（cǐ）造成大平麵平麵度和銷孔位置度超差。同時，加工此類工（gōng）件時，還（hái）應保證（zhèng）各孔位置度和同軸度精度要求。

鑄造毛坯一般（bān）留出（chū）單邊（biān）5mm的加工餘量，考慮到後期加工工序壓裝工件，確定是否需要澆注出工藝凸台，待（dài）所有工序（xù）加工完畢，根據裝配情況確定是否銑掉工藝凸台。加工工藝按照粗精分開，先粗後精、先（xiān）麵（miàn）後孔、科學（xué）集中的原則[2]，加工工序分為粗加工、半精加工和精加工，均衡各端餘量。粗加工前後分兩次劃線，粗劃線（xiàn）是粗加（jiā）工（gōng）參照線，精劃線用（yòng）於精加工找正工件。粗（cū）加工留出2mm的精加工餘量，半（bàn）精加工留出0.2～0.5mm的精（jīng）加工餘（yú）量。

為減少（shǎo）或消除工（gōng）件的內應力影響、提升加工精（jīng）度的穩定（dìng）性，毛坯（pī）鑄造、粗加工工序之後均（jun1）需要進行時效處理。具體加工工序為（wéi）：粗劃線→粗車各端→精劃線→半精加工、精加工兩端→加工側麵。鑽孔時應避免半壁切削，保證重要孔（kǒng）加（jiā）工精度，合理安排加工順（shùn）序（xù）。閥芯孔如圖3所示，應先加（jiā）工φ18H7孔（kǒng），後加工側麵2個φ18mm孔。

3  加工設備

在（zài）編製加工工藝時，工藝人員應對車間設備性能充分了解，根據工件的外形尺寸和設備的加工能力選擇合適的加工設備。粗加工選用立式車床；半精加工、精加工選（xuǎn）用數控立式車床，加工兩端選用立式加工中心，加工側麵選用臥式加工中心（xīn）或臥式銑鏜床。對於加工中心，應按照周期校驗主軸的跳動。對（duì）於臥式加工中心，還應考慮工作台的最小旋轉刻度單（dān）位（wèi），有些徑向孔中心線與工件中心線夾角角度是半度數，最小旋轉刻度單位是整數度的加工（gōng）設備是不能滿足此類孔的加工精度的。在（zài）編（biān）製加工工藝時（shí），工（gōng）作台按順（shùn）時針或逆時針一個方向旋轉一周應完成工件所有周圈麵的加工內容，這樣有助於保持臥式加（jiā）工中心的旋轉（zhuǎn）精（jīng）度，提高設備的使用壽命。各加工中心參數（shù）見表1。

4  工裝設計

考慮到工裝（zhuāng）製造費用，專用工裝適（shì）用於（yú）批量化生產，一次找正工裝，工件按線找正即可加工（gōng），節省每個工件（jiàn）的找正（zhèng）時間，提高生產效率。確定（dìng）加工設備後（hòu），根據設備工作台T形槽間距確定工裝壓裝位置。工裝底胎選用不易變形的HT250材料（liào），時效處理消除（chú）內應力再進行加工。後殼體裝夾如圖4所示，底胎要銑出（chū）工裝拉正麵（圖4中黃色麵）和工件找（zhǎo）正麵（圖4中（zhōng）綠（lǜ）色麵，φ20mm銑刀銑槽）。定位元件（定位銷、定位軸和定位環等）選用45鋼，熱處理後提高硬度和耐磨（mó）性能；壓板和墊塊選用材料Q235或Q355。工（gōng）裝底（dǐ）胎與工作台接觸麵積（jī）不易過大，設計成底麵空心底胎；工裝與工件采用墊塊減少接觸麵積，有利於（yú）保證工裝及工件平麵度[3]。此外，工裝結構設計應（yīng）避免與刀（dāo）具或主（zhǔ）軸幹涉（shè）。當立式加工（gōng）中心和（hé）臥（wò）式加工中心共用一套定位工裝時，由於臥式加工中心主軸與工作台（tái）有（yǒu）一定距離，再結合工件加工範圍至工作台的距離，因此（cǐ）需適當調整底胎高度。

5  刀（dāo）具選擇

為提高加工效率，箱體大平麵切削應選用切削效率高的麵銑刀，帶（dài）有密封斜（xié）麵的端麵孔切削應設（shè）計複合（hé）刀具來取代小（xiǎo）孔徑（jìng）銑刀插（chā）補銑。銷孔直徑（jìng）≥30mm則用鏜刀加工（gōng），銷孔直徑＜30mm則用鉸刀加工。

刀具方麵主要考慮一些不常用（yòng）的加工刀具，工件是否需要（yào）加工一些細長孔、大徑孔以及一些（xiē）美英製螺紋孔等。零件設計圖樣簽收後，根據工件結構及加工內容，工藝人（rén）員應列出所有加工工序（xù）需要的刀具明細，根據刀具管理（lǐ）中心的（de）刀具台賬，排查出欠缺的刀具，除了采購一批標準刀具外，還（hái）應考慮是否需要加長杆或者是定製特殊刀具（例如加長刀具、大直徑鏜（táng）刀等）。加長杆是根據刀方的大小和使用長度確定的（de），由於加長杆太長容易振刀，因此加長杆的選用不是優先考慮的。特殊刀具（jù）的製（zhì）作周期較長，一般是1～2個（gè）月，要提前報刀具計劃，以免（miǎn）耽誤使用，影響產品交付。

6  裝夾（jiá）方（fāng）式

裝（zhuāng）夾分為定位和夾緊，具體如（rú）下（xià）所述。

1）箱體定位方式一般分為止口定位、止口+定位銷定位、雙銷或雙心軸定位。止口定位即所謂的孔軸間隙配合。為保證快速定位（wèi），工件與定位銷或心（xīn）軸定位長度不易（yì）過長，一般定位長度設為8～12mm。另外，常采用一圓柱銷加一菱形銷（xiāo）的（de）組（zǔ）合形式，圓柱（zhù）銷和菱形（xíng）銷的布置形式應掌握（wò）以下要點：菱形銷的（de）尖角指向圓柱銷（xiāo）的中心，雙心軸定位亦是如此。對於有高度（dù）差的雙心（xīn）軸定位，在每批（pī）產品開始試加工時，通常把定位麵用（yòng）銑刀銑平一刀來保證高（gāo）度（dù）差，消除工裝磨損帶來的（de）加（jiā）工誤差。雙心軸（雙銷）布置。

2）箱體裝配麵背（bèi）麵5mm以上的邊緣寬度即可滿足普通壓板（bǎn）壓（yā）裝（zhuāng）。當（dāng）工件定位麵與工裝定位麵定位後發生翹曲時，可采用塞（sāi）銅（tóng）皮、紙屑等將翹曲消除後（hòu）再進行壓裝。當定位麵與工裝底胎接觸麵較大時，應采用墊（diàn）塊（kuài）減少接觸麵積，壓裝位置（zhì）應為實點（壓板壓裝（zhuāng）位（wèi）置與墊塊統一），避免（miǎn）懸空壓裝導致工件變形。後箱體裝夾（jiá）如圖6所示，為提高工件裝配麵平麵（miàn）度和（hé）銷孔位置度，在工件薄（báo）弱、懸空位置處增設輔助支撐。

3）工件大平麵需要銑（xǐ）削（xuē）、鑽孔加工，兩次裝夾才能滿足加工要求。為提（tí）升大平麵（miàn）的平麵度，采用過渡螺紋孔的方法即可一（yī）次裝夾完（wán）成（chéng）加工。工裝3處窗口處紅色螺栓通過（guò）工件上預先加工出的（de）M14-6H螺紋孔向下拉緊工（gōng）件（jiàn），待（dài）麵、孔加工完成後，鬆開拉緊螺栓，再通過壓（yā）板壓緊加工麵，將3處M14-6H螺紋孔擴至圖樣最終要求的φ16mm。

7  結束語

綜上所述，基於箱體類零件的結構和精度要求，得出（chū）以（yǐ）下經驗和技巧。

1）鑄造毛坯留有足夠的加工餘量並（bìng）且粗、精加工分（fèn）開。箱體類零件在粗加工、半精加工過程中，當重要加工麵出現砂眼等鑄造缺陷時，兩相對麵還有餘（yú）量互借的（de）餘地。

2）首件試加工時，對於位置（zhì）度要求嚴格的孔（kǒng）通常不采用極坐標編程（chéng）方法，當三坐標檢驗出孔位置度超差時，可以采用更改坐標（biāo）值的方法進行修正。

3）根據（jù）箱體類零件（jiàn）的結構複雜程度和加工內容，選擇合適的刀具和加工設備，設計最優的定位和夾緊工裝，具體問題具體分析，一定能（néng）加工出合格的產品，大（dà）幅度提高生產效（xiào）率。