第8章箱体类零件加工工艺及工艺实施 8.1概述 箱体的构成表面主要是平面和孔系。它既有作为装配基准的重要平面，也有不需要机械切削加工的平面；既有重要的主轴孔，也有一般精度的紧固螺孔。因此，一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%～20%。图8-1所示为几种常见箱体的结构形式。 图8-1几种常见箱体的结构简图 8.1.2箱体类零件的技术要求、材料、毛坯和热处理 1．箱体类零件的主要技术要求 箱体类零件中以机床主轴箱的精度要求最高。下面以如图8-2所示的车床主轴箱为例，分析箱体类零件的主要技术要求。 根据箱体主要构成表面——平面和孔在机床中功用的不同，可归纳为五方面技术要求。 1）孔径精度 孔径的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。孔径过大会使配合过松，使主轴的回转轴线不稳定，并降低了支承刚性，易产生振动和躁音；孔径过小会使配合过紧，轴承将因外圈变形而不能正常运转，缩短寿命。孔径的形状误差会反映给轴承外圈，引起主轴回转误差。孔的圆度低，也会使轴承的外圈变形而引起主轴径向跳动。一般机床主轴箱的主轴支承孔的尺寸精度为IT6，其余支承孔尺寸精度为IT7～IT6，圆度、圆柱度公差不超过孔径公差的一半。 2）孔与孔的位置精度 同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，会使轴和轴承装配到箱体内后出现歪斜，从而造成主轴径向跳动和轴向窜动，也会加剧轴承的磨损。孔系间的平行度误差，会影响齿轮的啮合质量。 一般同轴上各孔的同轴度约为最小孔尺寸公差的一半。 3）孔与平面的位置精度 一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求。它们决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。这项精度在总装时通过刮研来达到。 4）主要平面的精度 装配基面的平面度误差主要影响主轴箱与床身连接时的接触刚度。若加工过程中作为定位基准，则会影响主要孔的加工精度。因此,规定安装底面和导向面间必须垂直。图8-2中主要平面的平面度直接影响主轴箱与床身连接时的接触刚度，以此面作为定位基准则会影响主要孔的加工精度。 用涂色法检查接触面积或单位面积上的接触点数来衡量平面的平面度高低。而顶面的平面度则是为了保证箱盖的密封性，防止工作时润滑油的泄漏。 5）表面粗糙度 重要孔和主要平面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质和接触刚度。一般主轴孔的表面粗糙度为Ra0.4μm，其它各纵向孔为Ra1.6μm，装配基准面和定位基准面为Ra2.5～0.63μm，其它平面为Ra2.5～10μm。 2．箱体的材料、毛坯及热处理 箱体材料一般选用HT200～400的各种牌号的灰铸铁，而最常用的为HT200。灰铸铁不仅成本低，而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。在单件生产或某些简易机床的箱体制造中，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱则选用耐磨铸铁。负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。 毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，且箱体浇铸后应安排时效或退火工序。而在加工过程中对有较高精度要求的箱体类零件可多次安排时效处理。为了消除铸造后铸件中的内应力，在毛坯铸造后安排一次人工时效处理，有时甚至在半精加工之后还要安排一次时效处理，以便消除残留的铸造内应力和切削加工时产生的内应力。对于特别精密的箱体，在机械加工过程中还应安排较长时间的自然时效（如坐标镗床主轴箱箱体）。箱体人工时效的方法，除加热保温外，也可采用振动时效。 8.2箱体类零件主要表面的加工方法 图8-3刨削 2．铣削 铣削是平面加工中应用最普遍的一种方法，是用多刃回转体刀具在铣床上对平面、沟槽、弧形面、螺旋槽、齿轮、凸轮和特形面进行加工的一种切削加工方法。不同坐标方向运动的配合联动和不同形状刀具配合,可以实现不同类型表面的加工。如图8-4所示为铣削加工的主要应用示例。铣削加工可对工件进行粗加工和半精加工，尺寸精度可达IT9～IT7级，表面粗糙度可达Ra12.5～0.63μm。 图8-4铣削用途 １）铣削的工艺特征 铣刀的每一个刀齿相当于一把车刀，同时多齿参加切削，就其中一个刀齿而言，其切削加工特点与车削加工基本相同。但就整体刀具的切削过程又有其特殊之处。主要表现在以下几个方面。 （１）生产效率高。由于多个刀齿参与切削，切削刃的作用总长度长，每个刀齿的切削载荷相同时，总的金属切除率高于单刃刀具切削的效率。但由于各种原因易导致刀齿负荷不均匀，磨损不一致，从而引起机床的振动，造成切削不稳，直接影响工件的表面粗糙度。 （２）断续切削。铣刀刀齿切入或切出时产生冲击，一方面使刀具的寿命下降，
