箱体零件机加工.pdfVIP

箱体零件机加工

1概述

a箱体零件的功用和结构特点

箱体是机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连接成一个整体，并保持

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

机器的工作精度、使用性能和寿命。

图3-10为某车床主轴箱简图。由图可知，箱体类零件结构复杂，壁薄且不均匀，加工部

位多，加工难度大。具统计，一般中型机床制造厂花在箱体零件的机械加工劳动量约占整个

产品加工量的15%～20%。

b箱体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，现以某车床主轴箱为例，可归纳以下五项精度

要求。

⑴孔径精度

孔径的尺寸误差和几何形状误差会使轴承与孔配合不良。孔径过大，配合过松，使主轴回转

轴线不稳定，并降低了支撑刚度，易产生振动和噪音；孔径过小使配合过紧，轴承将因外界

变形而不能正常运转，寿命缩短。装轴承的孔不圆，也使轴承外环变形而引起主轴的径向跳

动。

从以上分析可知对孔的精度要求较高。主轴孔的尺寸精度约为IT6级，其余孔为IT6～IT7级。

孔的几何形状精度除作特殊规定外，一般都在尺寸公差范围内。

⑵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垂直度误差，

会使轴和轴承装配到箱体上后产生歪斜，致使主轴产生径向跳动和轴向窜动，同时也使温度

升高，加剧轴承磨损。孔系之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。

⑶孔和平面的位置精度

一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求，他们决定了主轴与床身导轨的相互位

置关系。这项精度是在总装过程中通过刮研达到的。为减少刮研工作量，一般都要规定主轴

轴线对安装基面的平行度公差。在垂直和水平两个方向上只允许主轴前端向上和向前偏。

⑷主要平面的精度

装配基面的平面度误差影响主轴箱与床身连接时的接触刚度。若在加工过程中作为定位基准

时，还会影响轴孔的加工精度。因此规定底面和导向面必须平直和相互垂直。其平面度、垂

直度公差等级为5级。

⑸表面粗糙度

重要孔和主要表面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，其具体要求一般用Ra

值来评价。主轴孔为Ra0.4µm，其它各纵向孔为Ra1.6µm，孔的内端面为Ra3.2µm,装配基准

面和定位基准面为Ra0.63µm～Ra2.5µm，其它平面为Ra2.5µm～Ra10µm。

c箱体的材料及毛坯

箱体材料一般选用HT200～HT400的各种牌号的灰铸铁，最常用的为HT200，这是因为灰铸

铁不仅成本低，而且具有较高的耐磨性、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，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可选用耐磨铸铁，负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。

毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关，有关数据可查

有关资料及数据具体情况决定。如Ⅱ级精度灰铸铁件，在大批大量生产时，平面的总加工余

量为6~10mm，孔的半径余量为7~12mm；单件小批量生产时，平面为7~12mm，孔半径

余量为8~14mm；成批生产时小于Ф30mm的孔和单件小批生产小于Φ50mm的孔不铸出。

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，箱体铸造后应安排退火或时效处理工序。

图3-10车床主轴箱简图

d箱体零件结构工艺性

箱体零件的结构工艺性对实现机械加工优质、高产、低成本具有重要意义。

箱体的基本孔可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等几类。通孔工艺性最好，通孔内又以孔

长L与孔径D之比L/D≤1～1.5的短圆柱孔工艺性为最好；L/D5的孔，称为深孔，若深度

精度要求较高、表面粗糙度值较小时，加工就很困难。

阶梯孔的工艺性与“孔径比”有关。孔径相差越小则工艺性越好；孔径相差越大，且其中最小

的孔径又很小，则工艺性越差。

相贯通的交叉孔的工艺性也较差，如图3-11a所示Ø100孔与Ø70孔贯通相交，在加工

主轴孔时，刀具走到贯通部分时，由于刀具径向受力不均，孔的轴线就会偏移。为此可采取

图3-11b所示，Ø70孔不铸通，加工Ø100主孔后再加工Ø70孔即可。