浅谈箱体类零件在数控加工上的加工工艺

【摘 要】箱体类零件的加工质量，不但直接影响箱体的装配精度和运动精度，而且还会影响机器的工作精度、使用性能和寿命。本文主要论述箱体类零件在加工中心上加工的加工工艺。

【关键词】箱体；加工中心；技术要求；工艺分析

一、箱体类零件毛坯的准备及材料

尽量均匀，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（减震性）。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则选用耐磨铸铁。负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。

二、箱体类零件的主要技术要求

（1）孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度。轴承支撑孔应有较高的尺寸精度、几何形状精度和较小的表面粗糙度要求，否则将影响轴承外圈与箱体上孔的配合精度，使轴的旋转精度降低。（2）支撑孔之间的孔距尺寸精度及相互位置精度。在箱体上有齿轮啮合关系的相邻孔之间，应有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否则会影响齿轮的啮合精度，工作时会产生噪音和振动，并影响齿轮寿命。（3）主平面的形状精度、相互位置精度和表面粗糙度。箱体的主平面就是装配基面或加工中的定位基面，它们直接影响箱体与机器总装时的相对位置及接触刚性，影响箱体加工中的定位精度，因而有较高的平面度和平面粗糙度。（4）支撑孔与主平面的尺寸精度及相互位置精度。箱体上个支持孔对装配基面有一定的尺寸精度和平面度要求；对断面有一定的垂直度要求。

三、箱体零件在加工中心上的加工工艺分析

（1）主要表面加工方法的选择。箱体的主要表面有平面和轴承支承孔。主要平面的加工，对于中、小件，一般在牛头刨床或普通铣床上进行。对于大件，一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。刨削的刀具结构简单，机床成本低，调整方便，但生产率低；在大批、大量生产时，多采用铣削；当生产批量大且精度又较高时可采用磨削。单件小批生产精度较高的平面时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研外，一般采用宽刃精刨。当生产批量较大或为保证平面间的相互位置精度，可采用组合铣削和组合磨削。（2）拟定工艺过程的原则。一是先面后孔的加工顺序。箱体主要是由平面和孔组成，这也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基准与设计基准和装配基准重合，从而消除因基准不重合而引起的误差。二是粗精加工分阶段进行。粗、精加工分开的原则：对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。三是合理地安排热处理工序。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。（3）定位基准的选择。一是粗基准的选择在选择粗基准时，通常应满足以下几点要求：第一，在保证加工面均有余量的前提下，应使重要孔的加工余量均匀,孔壁的厚薄尽量均匀，其余部位均有适当的壁厚；第二，装入箱体内的回转零件（如齿轮、轴套等）应与箱壁有足够的间隙；第三，注意保持箱体必要的外形尺寸。此外，还应保证定位稳定，夹紧可靠。二是精基准的选择为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原则。第一，一面两孔（基准统一原则）。在多数工序中，箱体利用底面（或顶面）及其上的两孔作定位基准，加工其它的平面和孔系，以避免由于基准转换而带来的累积误差。第二，三面定位（基准重合原则）。箱体上的装配基准一般为平面，而它们又往往是箱体上其它要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。

参 考 文 献

[1]机械制造工艺学[M]．北京：中国劳动社会保障出版社，2009（4）

[2]机械加工工艺手册[M]．北京：机械工业出版社，2008（6）

[3]数控机床加工工艺[M]．北京：机械工业出版社，2010（10）