[精选]汽车典型零件制造工艺之箱体制造工艺22640.pptx
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1、箱体制造工艺箱体制造工艺汽车典型零件制造工艺汽车典型零件制造工艺1.1.箱体零件概述箱体零件概述 1.1 1.1 箱体零件的简介箱体零件的简介 1.2 1.2 箱体零件的材料与毛坯箱体零件的材料与毛坯 1.3 1.3 箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求 1.4 1.4 箱体零件的结构工艺性分析箱体零件的结构工艺性分析2.2.箱体零件的机械加工工艺箱体零件的机械加工工艺 2.1 2.1 箱体零件机械加工的定位基准箱体零件机械加工的定位基准 2.2 2.2 箱体零件主要加工表面的工序安排箱体零件主要加工表面的工序安排 2.3 2.3 箱体主要表面的加工方法箱体主要表面的加工方法 2.3.
2、1 2.3.1 箱体平面的加工方法箱体平面的加工方法 2.3.2 2.3.2 箱体孔系的加工方法箱体孔系的加工方法主要内容主要内容1.箱体零件概述箱体零件概述1.1 1.1 箱体零件的简介箱体零件的简介箱箱体体零零件件是是机机械械或或部部件件的的基基础础零零件件,它它把把有有关关零零件件连连接接为为一一个个整整体体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调的工作。使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调的工作。箱体零件的加工精度,直接影响到机械或部件的装配质量,进而影响箱体零件的加工精度,直接影响到机械或部件的装配质量,进而影响整机的使用性能和寿命。整机的使用性能和寿命。发动机曲轴箱发动机曲轴
3、箱直角减速器直角减速器1.箱体零件概述箱体零件概述汽车箱体类零件的分类:汽车箱体类零件的分类:回转体型的壳体零件回转体型的壳体零件(水泵壳体,变速器壳体,汽车后桥壳体等水泵壳体,变速器壳体,汽车后桥壳体等)平面型箱体零件平面型箱体零件(气缸体,变速器壳体,传动机构箱体等)气缸体,变速器壳体,传动机构箱体等)箱体零件的箱体零件的结构特点结构特点:结构形状复杂,尺寸较大,壁厚较薄,刚度较低,需要加工多个精度结构形状复杂,尺寸较大,壁厚较薄,刚度较低,需要加工多个精度要求较高的平面和孔系,此外,还要加工较多供连接用的螺纹孔。要求较高的平面和孔系,此外,还要加工较多供连接用的螺纹孔。水泵壳体水泵壳体汽
4、车后桥壳体汽车后桥壳体变速器壳体变速器壳体1.箱体零件概述箱体零件概述1.2 1.2 箱体零件的材料与毛坯箱体零件的材料与毛坯箱箱体体零零件件一一般般工工作作条条件件恶恶劣劣,本本身身外外部部轮轮廓廓及及内内腔腔形形状状复复杂杂,体体积积相相对较大。因此,其毛坯通常采用对较大。因此,其毛坯通常采用铸造铸造工艺加工。工艺加工。灰灰铸铸铁铁具具有有较较好好的的耐耐磨磨性性、减减震震性性以以及及良良好好的的铸铸造造性性能能和和切切削削性性能能,此外价格相对低廉,因此箱体毛坯通常采用铸铁件;此外价格相对低廉,因此箱体毛坯通常采用铸铁件;在承受载荷较大的箱体,有时可采用在承受载荷较大的箱体,有时可采用可
5、锻铸铁件和铸钢件可锻铸铁件和铸钢件;一些轿车上的箱体零件,为了减轻重量,用一些轿车上的箱体零件,为了减轻重量,用铝合金和镁合金铝合金和镁合金铸造;铸造;还有一些箱体为缩短毛坯制造周期,有时也采用还有一些箱体为缩短毛坯制造周期,有时也采用焊接件焊接件。减速器毛坯减速器毛坯缝纫机壳毛坯缝纫机壳毛坯1.箱体零件概述箱体零件概述箱体零件毛坯的铸造方法:箱体零件毛坯的铸造方法:灰铸铁材料毛坯的铸造方法,主要取决于生产类型和毛坯的尺寸。灰铸铁材料毛坯的铸造方法,主要取决于生产类型和毛坯的尺寸。u 单件小批量生产中,多采用单件小批量生产中,多采用木模手工造型铸造木模手工造型铸造;u 大批大量生产,广泛采用大
6、批大量生产,广泛采用金属模机械造型铸造金属模机械造型铸造,毛坯的尺寸误差,毛坯的尺寸误差 和表面粗糙度较小。和表面粗糙度较小。铝合金和镁合金箱壳体零件毛坯,广泛采用铝合金和镁合金箱壳体零件毛坯,广泛采用压力铸造压力铸造,逐渐尺寸精度,逐渐尺寸精度高,表面光洁,生产率高,加工余量小,铸件质量稳定。高,表面光洁,生产率高,加工余量小,铸件质量稳定。由由于于箱箱体体零零件件结结构构复复杂杂,毛毛坯坯中中常常有有较较大大的的铸铸造造内内应应力力。为为了了减减小小铸铸件件内内应应力力对对机机械械加加工工质质量量的的影影响响和和改改善善切切削削性性能能,毛毛坯坯在在机机械械加加工之前要先进行工之前要先进行
7、去除内应力热处理去除内应力热处理。毛毛坯坯在在铸铸造造过过程程中中,出出于于铸铸造造工工艺艺性性以以及及零零件件性性能能需需求求,对对铸铸件件硬硬度度、起起模模斜斜度度、圆圆角角半半径径以以及及铸铸件件毛毛坯坯缺缺陷陷的的限限制制等等都都规规定定有有相相应应的技术要求。的技术要求。1.箱体零件概述箱体零件概述1.3 1.3 箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求箱箱体体类类零零件件主主要要由由面面和和孔孔组组成成,其其加加工工的的主主要要部部分分是是平平面面和和孔孔。因因此此,对对零零件件上上一一些些重重要要的的孔孔和和平平面面均均有有较较高高的的技技术术要要求求,归归纳主要有:纳主要有
8、:u 主要孔的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度;主要孔的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度;u 主要孔与孔、孔与平面的位置公差主要孔与孔、孔与平面的位置公差,包括孔和孔间的尺寸公,包括孔和孔间的尺寸公 差、平行度、同轴度、垂直度以及孔与平面的垂直度等;差、平行度、同轴度、垂直度以及孔与平面的垂直度等;u 主要平面的尺寸公差、平面度和表面粗糙度等。主要平面的尺寸公差、平面度和表面粗糙度等。以下通过两个汽车变速器壳体为例,做具体说明:以下通过两个汽车变速器壳体为例,做具体说明:1.箱体零件概述箱体零件概述1)材料灰铸铁()材料灰铸铁(HT150),硬度),硬度163229HBS1.箱体零件概述箱体零件概
9、述主要孔(轴承座孔)的尺寸公差不低于主要孔(轴承座孔)的尺寸公差不低于IT7;孔与孔、孔与平面的位置公差:孔与孔、孔与平面的位置公差:前后端面前后端面A和和B相对于相对于LL轴线的圆跳动在轴线的圆跳动在100mm长度上分别不大长度上分别不大 于于0.08mm和和0.12mm;轴线轴线 LL和轴线和轴线MM在同一平面内的平行度,在变速器壳体整个长在同一平面内的平行度,在变速器壳体整个长 度度365mm上不大于上不大于0.07mm;轴线轴线NN和轴线和轴线 LL在同一平面内的平行度,在在同一平面内的平行度,在100mm长度上不大长度上不大 于于0.04mm;端面端面C相对于轴线相对于轴线NN的圆跳
10、动,在半径为的圆跳动,在半径为18mm的长度上不大于的长度上不大于 0.15mm;主要孔的中心距极限偏差为主要孔的中心距极限偏差为0.05mm。主要孔的表面粗糙度为主要孔的表面粗糙度为Ra1.6 m,前后端面和两侧面的表面粗糙度,前后端面和两侧面的表面粗糙度 为为Ra6.3 m。(1)型变速器壳体主要技术要求:)型变速器壳体主要技术要求:1.箱体零件概述箱体零件概述2)材料灰铸铁()材料灰铸铁(HT200),浇铸后砂型中保温),浇铸后砂型中保温2030min,喷丸处理。,喷丸处理。1.箱体零件概述箱体零件概述 主要孔(轴承座孔)的尺寸公差为主要孔(轴承座孔)的尺寸公差为IT6;表面粗糙度为表面
11、粗糙度为Ra1.6 m。轴线轴线LL和轴线和轴线MM之间在水平、垂直两个平面内的平行度之间在水平、垂直两个平面内的平行度 公差为公差为0.04mm。前后端面前后端面D、E的平面度均为的平面度均为0.08mm,表面粗糙度,表面粗糙度Ra3.2 m;D、E面对面对LL、MM轴线的垂直度为轴线的垂直度为0.08mm。主要孔间的中心距公差为主要孔间的中心距公差为0.07mm。(2)型变速器壳体主要技术要求:)型变速器壳体主要技术要求:1.箱体零件概述箱体零件概述1.4 1.4 箱体零件的结构工艺性分析箱体零件的结构工艺性分析箱箱体体零零件件的的机机械械加加工工质质量量要要求求高高,劳劳动动量量大大,在
12、在零零件件设设计计时时,要要重重点点考考虑虑结结构构工工艺艺性性。由由于于箱箱体体的的主主要要加加工工表表面面为为平平面面和和孔孔,因因此此,平平面面和和孔孔的的结结构构和和配配置置形形式式是是影影响响箱箱体体零零件件结结构构工工艺艺性性的的重重要要因因素素。箱箱体体零零件件机机械械加加工工工工艺艺性性分分析析主主要有以下方面:要有以下方面:箱体零件主要孔的基本形式及其工艺性箱体零件主要孔的基本形式及其工艺性箱体零件的孔主要有箱体零件的孔主要有通孔通孔(af)、阶梯孔阶梯孔(g)和和盲孔盲孔(h)三类。三类。通通孔孔最最常常见见,当当孔孔的的长长径径比比L/D=11.5时时为为短短圆圆柱柱孔孔
13、(a),工工艺艺性性最最好好;当当长长径径比比大大于于5时时,加加工工困困难难。具具有有环环槽槽的的通通孔孔(f)加加工工时时需需要要具具有有径径向向进进刀刀的的镗镗杆杆,工工艺艺性性也也差差。阶阶梯梯孔孔(g)的的最最小小孔孔径径很很小小时时,工工艺艺性性较较差差。盲盲孔孔(h)的的工工艺艺性性最最差差,设设计计时要避免设计盲孔。时要避免设计盲孔。1.箱体零件概述箱体零件概述 箱体上同轴向各孔的工艺性箱体上同轴向各孔的工艺性箱体上同轴孔的孔径排列的形式:箱体上同轴孔的孔径排列的形式:(a)(a)孔孔径径大大小小向向一一个个方方向向递递减减,且且相相邻邻两两孔孔直直径径之之差差大大于于孔孔的的
14、毛毛坯坯加加工工余余量量。此时便于镗杆从一端深入,一次性加工同轴各孔,对小批量生产最为方便。此时便于镗杆从一端深入,一次性加工同轴各孔,对小批量生产最为方便。(b)(b)孔孔径径大大小小从从两两边边向向中中间间递递减减。加加工工时时可可使使刀刀杆杆从从两两边边进进入入,不不仅仅缩缩短短了了镗镗杆杆的的长长度度,提提高高了了镗镗杆杆的的刚刚性性,也也为为双双面面加加工工创创造造了了条条件件,是是大大批批生生产产箱箱体时常用的孔径分布形式。体时常用的孔径分布形式。(c)(c)孔径大小不规则排列。孔径大小不规则排列。此时工艺性差,应尽量避免。此时工艺性差,应尽量避免。同轴线上孔径大小的分布形式同轴线
15、上孔径大小的分布形式1.箱体零件概述箱体零件概述 箱体上孔中心距的大小工艺性箱体上孔中心距的大小工艺性在大批量生产时,孔的中心距不能太小。在大批量生产时,孔的中心距不能太小。大大批批量量生生产产时时,通通常常采采用用组组合合镗镗床床进进行行加加工工,在在同同一一加加工工面面上上的的许许多多孔孔,多多为为在在一一个个多多轴轴主主轴轴上上安安装装多多把把刀刀具具在在一一次次工工作作行行程程中中加加工工出来,由于布置主轴轴承需要,孔的中心距不能太小。出来,由于布置主轴轴承需要,孔的中心距不能太小。箱体上孔与平面布置的工艺性箱体上孔与平面布置的工艺性对对于于孔孔与与平平面面不不垂垂直直时时,用用定定尺
16、尺寸寸刀刀具具进进行行加加工工。由由于于刀刀具具上上所所受受的的径径向向力力不不均均匀匀,刀具容易引偏,影响孔的位置精度。刀具容易引偏,影响孔的位置精度。因此,因此,孔的轴线最好与平面垂直。孔的轴线最好与平面垂直。1.箱体零件概述箱体零件概述此此外外,箱箱体体零零件件设设计计还还要要满满足足一一些些零零件件设设计计比比较较通通用用的的工工艺艺性性要要求求:如如在在结结构构设设计计时时应应方方便便零零件件的的加加工工和和检检测测;尽尽量量减减少少零零件件的的装装夹夹和和机机床床调调整次数;尽量减少加工面积以及便于零件的装配整次数;尽量减少加工面积以及便于零件的装配等等。等等。应尽量避免壳体内壁平
17、面加工。应尽量避免壳体内壁平面加工。图中齿轮端面与壳体接触的两个图中齿轮端面与壳体接触的两个内侧端面需要加工。内侧端面需要加工。(a)(a)图工艺性图工艺性较差。较差。(b)(b)图中箱体右侧壁有较大图中箱体右侧壁有较大孔,便于镗刀进入加工孔的同时孔,便于镗刀进入加工孔的同时利用镗杆上的刮刀即加工内侧左利用镗杆上的刮刀即加工内侧左端表面。端表面。变速器倒档轴及壳体结构变速器倒档轴及壳体结构DA要尽量减少装夹和机床调整次数。要尽量减少装夹和机床调整次数。(a)(a)图图箱箱体体上上螺螺纹纹孔孔种种类类太太多多,加加工工时时需需换换多多种种钻钻头头和和丝丝锥锥,加加工工效效率率低低。(b)(b)图
18、相比工艺性更好。图相比工艺性更好。(a)(b)1.箱体零件概述箱体零件概述应尽量减少加工面积。应尽量减少加工面积。(a)(a)图图中中箱箱体体支支承承面面设设计计工工艺艺性性差差;(b)(b)图图将将支支承承面面设设计计为为台台阶阶面面,即即减减少少了了加加工工面面积积,也也提提高高了底面的接触刚度和定位准确性。了底面的接触刚度和定位准确性。(a)(b)(a)(b)设设计计时时要要考考虑虑装装配配工工艺艺性性,尽量避免在箱体内装配。尽量避免在箱体内装配。(a)(a)图图结结构构齿齿轮轮直直径径大大于于箱箱体体支支撑撑孔孔径径,齿齿轮轮需需在在箱箱体体内内装装配配,很很不不方方便便。(b)(b)
19、图图结结构构做做支支撑撑孔孔径径大大于于齿齿轮轮外外径径,轴轴上上零零件件可可在在外外面面组组装装后一次性装入箱体。后一次性装入箱体。2.箱体零件的机械加工工艺箱体零件的机械加工工艺2.1 2.1 箱体零件机械加工的定位基准箱体零件机械加工的定位基准加工箱体零件时,粗精基准之间要有一定的尺寸联系,以保证各轴承加工箱体零件时,粗精基准之间要有一定的尺寸联系,以保证各轴承座孔加工余量均匀,并使装入箱体中的零件与不加工的箱体内壁有足座孔加工余量均匀,并使装入箱体中的零件与不加工的箱体内壁有足够间隙。精基准的选择尽可能要满足够间隙。精基准的选择尽可能要满足基准重合和基准统一原则基准重合和基准统一原则。
20、箱体加工精基准的选择:箱体加工精基准的选择:“一面两孔一面两孔”定位,即用一个平面和平面上两个工艺孔定位。定位,即用一个平面和平面上两个工艺孔定位。一般工艺孔孔径尺寸公差采用一般工艺孔孔径尺寸公差采用H7H9,两工艺孔中心距极限偏差,两工艺孔中心距极限偏差 (0.030.05)mm。用三个相互垂直的平面做定位基准。用三个相互垂直的平面做定位基准。此方案适用于不具备一面两孔定位的箱体零件,可避免在一面两孔此方案适用于不具备一面两孔定位的箱体零件,可避免在一面两孔 工序较多时造成工艺孔损坏,影响加工精度。工序较多时造成工艺孔损坏,影响加工精度。用三个平面做精基准加工箱体示意图用三个平面做精基准加工
21、箱体示意图2.箱体零件的机械加工工艺箱体零件的机械加工工艺对对于于没没有有良良好好的的定定位位基基面面的的箱箱体体零零件件,已已加加工工表表面面不不便便于于工工件件装装夹夹或或按按工工序序集集中中在在一一次次装装夹夹中中加加工工多多个个表表面面;此此时时可可在在工工件件上上增增加加工工艺艺凸凸台台或或工工艺艺用用支支承承平平面面,或或将将工工件件固固定定在在专专用用的的定定位位滑滑板板上上(随随行夹具)行夹具),然后再在机床上定位加工。,然后再在机床上定位加工。气缸体装在定位托板上定位气缸体装在定位托板上定位先先将将气气缸缸体体固固定定在在专专用用定定位位托托板板上上,然然后后将将气气缸缸体体
22、和和定定位位托托板板一一起起装装夹夹到到机机床床夹夹具具,以以定定位位托托板板底底面面以以及及其其上上两两个销孔进行定位。个销孔进行定位。2.箱体零件的机械加工工艺箱体零件的机械加工工艺箱体加工粗基准的选择:箱体加工粗基准的选择:汽车变速器箱体粗基准选择有两种方式汽车变速器箱体粗基准选择有两种方式:(1 1)用用前前后后端端面面上上两两个个同同轴轴线线轴轴承承座座孔孔与与另另一一轴轴承承座座孔孔为为粗粗基基准准加加工工顶顶面面(a)(a);再再以以变变速速器器箱箱体体内内壁壁做做粗粗基基准准,顶顶面面为为精精基基准准加加工工顶顶面面工工艺艺孔孔E(b)E(b);最最后后以以这这两两个个工工艺艺
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