0 引言

　　對于小批量生產(chǎn)、形狀不規(guī)則的箱體類零件而言，由于加工工序較為復(fù)雜，當采用普通機床進行加工時，難以保證其加工精度和要求。而如果采用專用的工裝來進行加工，不但經(jīng)濟性不能保證，同時還存在著生產(chǎn)周期較長、精度難以保證等問題。這時，采取柔性高、精度高的數(shù)控機床以及對應(yīng)的數(shù)控加工工藝能夠完美的契合這種小批量的箱體類零件的加工，在保證加工精度以及加工經(jīng)濟性的基礎(chǔ)上，確保加工效率。

1 組合式箱體零件特點

　　箱體類零件是機器及部件的基礎(chǔ)性零件，它將機器及部件中的軸、軸套、軸承端蓋以及齒輪等按照一定的關(guān)系裝配成一體，按照預(yù)定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)運動。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響著機器的性能、精度和壽命。箱體的結(jié)構(gòu)形式雖然多種多樣，但他們也有一些共同的主要特點，如：

　　1)形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很少有形狀規(guī)則和單一的箱體，還包括各種類型的孔洞等，需要加工的部位較多；

　　2)壁薄不均勻，內(nèi)部呈型腔，這就使得我們在裝夾和加工時要充分考慮到零件的變形，要做好預(yù)防措施，確保箱體的整體剛度得以保證；

　　3)加工的部位較多，如箱體底面，組合式箱體的接合面，裝軸承的支承孔，油孔，吊裝孔，視孔蓋安裝位置孔等，這給加工精度以及可加工性的提升帶來了一定的挑戰(zhàn)；

　　4)加工難度較大，既有精度要求較高的平面和孔系，又有許多精度要求較低的緊固螺栓孔，在加工的過程中需要保證各種定位精度、加工精度全部實現(xiàn)。

2 總加工工藝路線

　　針對小批量的復(fù)雜箱體類零件的主要特點，在進行加工時，主要包括項目這樣兩個階段：第一階段先對箱蓋和底座分別進行加工，為后續(xù)的箱體組裝等做好配合面的加工準備工作；第二階段在合裝好的箱體上加工孔和端面。在兩個階段之間應(yīng)該根據(jù)需要而安排鉗工工序，這樣將能夠保證整個箱蓋與底座可以良好的合裝成一個完整的箱體，并通過兩銷定位，使其能夠保證形成對應(yīng)的位置關(guān)系，以保證軸承孔的加工精度和拆裝后的重復(fù)精度。這是復(fù)雜箱體類零件加工工藝的整體思想，而在實際的加工過程中，可以根據(jù)加工具體需要，諸如設(shè)備情況、加工方便性等來進行綜合考慮，對加工過程中的加工工藝作適當?shù)恼{(diào)整。

3 圓柱齒輪減速機箱體的數(shù)控加工過程分析

　　3.1 零件圖紙分析

　　此箱體為組合式，材質(zhì)HT300硬度HB230左右，可用普通材質(zhì)刀具加工。其尺寸、形狀和位置精度要求較高的可以安排在合箱后進行。

　　3.2 加工設(shè)備選擇

　　根據(jù)箱體的外形及加工部位尺寸，采用3軸聯(lián)動的臥式加工中心，工作臺能自動回轉(zhuǎn)，刀庫容量為60把刀，根據(jù)箱體零件的外形尺寸，選用工作臺面積為630ram×630mm工作臺×向行程為910mm，2向行程為635mm，主軸垂向行程為710mm。

　　3.4 加工工藝制定

　　3.4.1 加工上箱蓋

　　選箱蓋上三處為定位基準裝夾，各處均墊墊鐵(墊鐵位置不能妨礙刀具加工對合面及其他位置)，粗找凸緣上端面，找水平和豎直兩個方向，使其組合處凸緣厚度保持均勻，上方用壓板壓緊。由于箱體類零件的可加工孔較多，導(dǎo)致整傘零件的壁厚較小、整體強度較低，因此在加工裝夾的過程中應(yīng)該對裝夾預(yù)緊力進行嚴格控制，這樣才能確保零件夾緊的同時可以保證零件不變形。同時，為了保證整個加工工序的連續(xù)性，在加工的過程中不能對刀具加工其他部位而產(chǎn)生個干涉作用，因此在裝夾時應(yīng)該盡量保證通過一次裝夾來完成所有的加工。加工上箱蓋的工藝步驟如下：

　　1)銑箱蓋和底座結(jié)合面，保證凸緣厚度尺寸，粗糙度小于Ra1.6，平面度小于0．03；2)鉆把合處的螺栓孔。工作臺回轉(zhuǎn)180度，加工其他部位的螺栓底孔。在加工的過程中，首先要保證結(jié)合面的光潔程度，這樣可以有效保證箱蓋與底座的配合精度。而在加工螺栓孔的過程中，應(yīng)該保證加工螺栓孔的定位精度，確保后續(xù)的組裝過程中螺栓與螺栓孔可以對應(yīng)的組合起來。

　　3.4.2 加工下底座

　　為了保證箱體后續(xù)的裝配，在加工下底座的過程中，一個重要的控制工藝就是要保證箱體的定位精度。因此，裝夾時應(yīng)該選擇箱體底座上四處作為定位基準裝夾，同時在下方墊上墊鐵。而墊鐵的高度要控制適宜，壓板位置也要適宜。壓板壓緊前先粗找凸緣下端面，找水平和豎直兩個方向，使其組合處凸緣厚度保持均勻。

　　1)銑對合面，保證凸緣厚度尺寸，粗糙度小于Ra1.6，平面度小于0．03；

　　2)鉆把合處的螺栓孔；工作臺回轉(zhuǎn)1800；

　　3)銑底面，保證下底座高度及其和對合面的平行度誤差要小于0.311000；

　　4)鉆底座下底面螺栓孔。

　　3.4.3 合箱裝配

　　鉗工將箱蓋和底座合裝，配鉆兩銷釘孔，裝配銷釘并擰緊螺栓；

　　3.4.4 加工合箱體

　　將合裝后的箱體放于工作臺面上，以底座下底面為定位基準，底面墊等高墊鐵，打表找正下底面，使其跳動不超過0.03，壓板壓緊工件。

　　鏜削2處軸承支承孔，銑削對應(yīng)的軸承孔端面和鉆端面上的螺紋底孔，保證軸承孔中心高、表面粗糙度及其兩孔間距；孔圓柱度及平行度誤差均不能超過0.015。工作臺回轉(zhuǎn)180度。同樣的方式加工另一端的兩個軸承孔，保證孔表面粗糙度及各自的尺寸及形位公差。

　　其中四個軸承孔的形位公差是靠數(shù)控機床本身的性能來保證的。

4 結(jié)論

　　本文以一級圓柱齒輪減速機箱體為例，對小批量生產(chǎn)的組合式箱體零件作了數(shù)控加工工藝分析，采用數(shù)控機床來加工，一方面裝夾定位方便，能快速加工該種零件，并能保證其尺寸及位置精度，另一方面，不用制作專用工裝夾具，大大節(jié)省了其加工費用。總之利用數(shù)控機床采用合理的加工工藝來加工這類組合式箱體零件，它不僅能保證產(chǎn)品的性能和使用壽命，同時還能降低其加工成本、節(jié)約生產(chǎn)時間，縮短生產(chǎn)周期。  

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本文標題：數(shù)控技術(shù)在組合式箱體類零件的加工應(yīng)用

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