箱體類零件加工工藝

基於箱體類（lèi）零件（jiàn）的複雜結構和精度要求，從工件特征、加工設備、工裝設計、刀具選（xuǎn）擇和裝夾方式等方麵進行工（gōng）藝分析，通過加工技巧和實踐經驗的（de）應用，製定合理（lǐ）可行的工藝方案。

1  序言（yán）

箱體是工程（chéng）機（jī）械傳動係統的核心零件，主要加工內（nèi）容為平麵和孔係，工件加工質量決（jué）定了機器的裝配（pèi）精度和工作性能。下麵從加（jiā）工設備、工裝裝夾和刀具選擇等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。

2  工件特征

箱（xiāng）體為多麵體結構，具有內部空腔，壁薄且壁厚分布不均勻，由灰鑄鐵HT250材料澆注而成。灰鑄鐵具有良好的切削性、耐磨性和吸振（zhèn）性[1]，能（néng）夠滿足整機的強（qiáng）度和（hé）剛度要求。

箱體類零件結構複雜且不規則，圖1為後（hòu）殼（ké）體結構，一次裝夾（jiá）不能完成底部大平麵的銑麵和（hé）鑽孔（kǒng），兩次裝夾影響平麵（miàn）加工精度。圖2為後（hòu）箱體結構，工件定位後加工位置底部懸空麵（miàn）積大時，由於壁薄工件易變形，因此造成大平麵平麵度和銷孔（kǒng）位置度超差。同時，加工此類工件時，還應（yīng）保（bǎo）證各孔位（wèi）置度和同軸度精度（dù）要求。

鑄造毛坯一般留出單邊5mm的（de）加（jiā）工餘量，考慮到後期加（jiā）工工序壓裝工件，確定是否需（xū）要澆注出（chū）工藝凸台，待所有工序加工（gōng）完畢，根據裝配情（qíng）況確定是否銑掉（diào）工藝凸台。加工工藝按照粗精分開，先粗後精、先麵後孔、科學集中的原則（zé）[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（cū）加工前後分（fèn）兩次劃線，粗劃（huá）線（xiàn）是粗加工參照線，精劃線用於精加工找（zhǎo）正工件。粗加工留出2mm的精加工（gōng）餘量，半精加工留出（chū）0.2～0.5mm的精加工餘量。

為減少或消（xiāo）除工件的內應力（lì）影響、提（tí）升加工精度的穩定性，毛坯鑄造、粗加工工序（xù）之後（hòu）均需要進行（háng）時效處（chù）理。具體加工（gōng）工序為：粗劃線→粗（cū）車各端→精劃線（xiàn）→半精加工、精加工兩端→加工側麵（miàn）。鑽孔時應避免半壁切削，保（bǎo）證重（chóng）要孔加工精度，合理安排加工順序。閥芯孔如圖3所示，應先加工φ18H7孔，後（hòu）加工側麵2個φ18mm孔。

3  加工設備

在編製加工（gōng）工藝時，工藝人員應對車（chē）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、精加工選用數控立式車床，加工（gōng）兩端選（xuǎn）用立式加工中心，加工側麵選（xuǎn）用臥（wò）式加工中心或臥式銑鏜床。對於加工中心，應按照（zhào）周期校驗主軸的跳動。對於臥式加工中心，還應（yīng）考（kǎo）慮工作（zuò）台的最小旋轉刻度單位，有些徑向孔中心線與（yǔ）工件中（zhōng）心線夾角角度（dù）是半度數，最小旋轉（zhuǎn）刻度單位是整數度（dù）的加工設備是不能滿足此類孔的加工精度（dù）的。在編製加工工藝時，工作（zuò）台按順（shùn）時針或逆時針一個方向旋轉（zhuǎn）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工（gōng）中心的旋轉（zhuǎn）精度，提高設備（bèi）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（zhuān）用工（gōng）裝適用於批量化生產，一次找正（zhèng）工（gōng）裝（zhuāng），工件（jiàn）按線（xiàn）找正即可加工，節省每個工件的找（zhǎo）正時間，提高（gāo）生產效率。確定加工設備後，根據設備工作台T形槽間距確定工裝壓（yā）裝（zhuāng）位置。工裝底胎選用不易變形的HT250材料，時效（xiào）處理消除內應力再進行加工。後殼（ké）體（tǐ）裝夾如圖4所示，底胎要銑出工裝拉正麵（圖（tú）4中黃色（sè）麵）和工件找正麵（圖4中綠色麵，φ20mm銑刀銑槽）。定位元件（定位銷、定位軸和定位環等（děng））選（xuǎn）用45鋼，熱處理（lǐ）後提高硬度和耐磨性（xìng）能；壓板和墊塊選用材料Q235或Q355。工（gōng）裝底胎（tāi）與工作台接觸麵積不易過大，設計成底麵空心底胎；工裝與工件采用墊（diàn）塊減（jiǎn）少接觸麵積，有利於（yú）保證工裝及（jí）工件平麵度[3]。此外，工裝結構設計應避免（miǎn）與刀具或主軸幹涉。當立式加工中心和臥式（shì）加工中心共（gòng）用一套定（dìng）位工裝時，由於臥式加（jiā）工（gōng）中心主軸與工作台有一定距離，再結合工件（jiàn）加（jiā）工範圍至工（gōng）作台的距離，因此需適當調整底胎高度。

5  刀具選擇

為提高加工（gōng）效率（lǜ），箱（xiāng）體大平麵切削應選（xuǎn）用切削效率高的麵銑刀，帶有密封斜麵的端麵孔切削應設計複合刀具來取代小孔徑銑刀插補（bǔ）銑。銷孔直徑（jìng）≥30mm則用鏜刀（dāo）加工，銷孔直徑＜30mm則（zé）用（yòng）鉸刀加工。

刀具方麵主要考慮一些不常用的加工刀具，工件是否需要加（jiā）工一些細（xì）長（zhǎng）孔（kǒng）、大徑孔以及一些美英製螺紋孔等。零（líng）件設計圖樣簽收後，根據工件結構及加工內容，工藝（yì）人員應列出所有加工工序需要的刀具明細，根據刀具管理中心的刀具台賬，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（gǎn）或者是定製特殊刀具（例如加長刀具、大直徑鏜刀等）。加（jiā）長杆是根（gēn）據刀方的大小和使用長度確定（dìng）的（de），由於（yú）加長杆太長容易振刀，因此加長杆的選（xuǎn）用不是優先考（kǎo）慮的（de）。特殊刀具的製作周期（qī）較長，一般是1～2個月，要提前報刀具計劃，以免耽誤使用，影響產品交付（fù）。

6  裝夾方式

裝夾分為定位和（hé）夾緊，具體如下所述。

1）箱體定位方式一般分為止口定（dìng）位、止口+定位銷定位、雙銷或雙心（xīn）軸定位。止口定位即（jí）所謂的孔軸間（jiān）隙配合。為保（bǎo）證快速定位，工件與定（dìng）位銷或心軸定位長度不易過長，一般定位長度設為8～12mm。另外，常采用（yòng）一圓柱銷加一菱形銷的組合形式，圓柱銷和菱形銷的布置形式應掌握以下要點：菱形銷的尖角指向圓柱銷的中心，雙心軸定位亦是如此。對於有高度差的雙心軸定（dìng）位（wèi），在每批產品開始試加工時，通常（cháng）把定位麵用銑刀銑平一刀（dāo）來保證高度差，消除工裝磨（mó）損帶來的加工誤差。雙心軸（雙銷）布置。

2）箱體裝配麵背麵5mm以上的邊（biān）緣寬度即可滿足普（pǔ）通壓板壓裝。當工件定位麵與工（gōng）裝定位麵定位後發生翹曲時，可采用塞銅（tóng）皮、紙（zhǐ）屑等將翹（qiào）曲消除後再進行（háng）壓裝。當定（dìng）位麵與工裝底胎接觸麵（miàn）較大時，應采用墊塊減少接（jiē）觸麵積，壓裝位置應為實點（壓板壓（yā）裝位置與墊塊統（tǒng）一），避免懸空壓裝導致工件變形。後箱體（tǐ）裝夾如圖6所（suǒ）示，為提高工件裝配麵平麵度和銷孔位置度，在工件薄弱（ruò）、懸空位置處增設輔助支撐。

3）工（gōng）件大平（píng）麵需要銑削（xuē）、鑽孔加工，兩次裝夾才能滿足加工要求。為提升大平麵的平麵度，采用過（guò）渡螺紋孔的方法即可一（yī）次裝夾完成加工。工裝3處窗口處紅色螺栓通過工（gōng）件上（shàng）預先加工出的M14-6H螺紋孔向下拉緊工件，待麵、孔加工完成後，鬆開拉緊螺栓，再（zài）通過壓板壓緊（jǐn）加工麵，將（jiāng）3處M14-6H螺紋孔擴至（zhì）圖（tú）樣最終要求的φ16mm。

7  結束語

綜上所述，基（jī）於箱體類零件的結構和精度要求，得（dé）出以下經（jīng）驗和技巧（qiǎo）。

1）鑄造毛坯留有足夠的加工餘量（liàng）並且粗、精加工分開。箱（xiāng）體類零件在（zài）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（xiàng）對麵還有餘（yú）量互借（jiè）的餘地。

2）首件試加工時，對於位置度要（yào）求嚴格的孔通常不采用極坐標編程方（fāng）法，當三坐標（biāo）檢驗出孔位置度超（chāo）差時，可以采用更改坐標值的方法進行（háng）修正（zhèng）。

3）根據箱體類零件的結構複雜程度和加工（gōng）內容（róng），選擇合適的刀具和加（jiā）工設備，設計最優的定位和夾緊工（gōng）裝，具體問題具（jù）體分（fèn）析，一定能加工出合格（gé）的產品，大幅度提高生產效率。