【文章內容簡介】 又會受到箱體在包裝機械系統(tǒng)中所占用的空間位置和要求其占用的幾何尺寸等因素的影響。常見的箱體內軸線布置形式有平面式布置、三角形布置和軸線互相重合等。 平面式布置 軸線的平面式布置是指把變速箱內各軸的中心布置在一個平面上，在實際應用中 多將各軸的中心布置在一個豎直的平面上。平面式布置的主要特點是：安排簡單，繪圖容易，反映直觀，便于操縱機構的設計。但沿軸線方向占用的空間尺寸大，主要適合于利用尺寸較大的機身、立柱等支承件作為變速箱體，或沿輸出軸（或輸入軸）徑向一個方向尺寸要求較小，而另一個方向尺寸不受限制的情況。 三角形布置 三角形布置是指把變速箱內傳動關系相鄰三根軸的中心設計成為三角形布置，這是一種最常用的布置形式，三角形布置主要特點是：每相鄰三根軸呈三角形分布，可以有效利用箱體內的空間，傳動件所占用的空間比較少，有 利于減小變速箱的尺寸，但在工程圖中不易直觀反映完整結構，容易發(fā)生結構干涉，如軸（或軸套）與齒頂之間的碰撞、軸承外環(huán)之間的碰撞等。在進行三角形布置時，往往先確定輸出軸的位置，再按傳動關由后向前安排其他傳動軸。 第 7 頁 共 24 頁 軸線互相重合 如果能使某些較短的傳動軸（或控制用導向軸）的中心線相互重合，則可以減小傳動軸占用的徑向空間，有利于減小變速箱的尺寸，且有利于改善箱體加工和變速箱裝配的工藝性。軸線互相重合也是一種常用的傳動軸布置形式。 圖 所示為軸 I 與軸 III 布置在同一條軸線上，要求軸 I 與軸 II、軸 II與軸 III 的中心距相等，當兩個傳動組的齒輪模數(shù)相同時，則有兩傳動組的齒數(shù)和 Z 相等。采用軸線互相重合，減少了箱體上孔的排 數(shù)，改善了鏜孔工藝性。 圖 軸線互相重合 因此，綜上所述，我們還是采用軸線 互相重合的軸線布置方法。 箱體零件的結構工藝性 箱體零件結構復雜，加工精度要求高、加工面數(shù)量多、加工費時費力。因此，討論箱體的結構工藝性的機械加工實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低消耗十分必要。 箱體上的孔分為通孔、階梯孔、盲孔、交叉孔等。其中以通孔的工藝性最好，通孔內又以孔長 L 與孔徑 D 之比 L/D≤ 1~ 另外，箱體零件是一種典型零件，其加工工 藝規(guī)程和工裝設計具有典型性。該箱體零件結構復雜，零件毛坯采用鑄造成形。在加工過程中，采用先面后孔的加工路線，以保證工件的定位基準統(tǒng)一、準確。為了消除切削力、夾緊力、切削熱和因粗加工所造成的內應力對加工精度的影響，整個工藝過程分為粗、精兩個階段。通過被加工零件的分析完成機械加工工藝的設計及各加工工序機動時間的計算 ,并根據(jù)箱體零件的結構及其功能，運用定位夾緊的知識完成夾具設計。 第 2 章 箱體的加工工藝規(guī)程 箱體的工藝分析 通過對 箱體零件的工藝分析，我們可以按下述 步驟制定 箱體、箱蓋及底座零件的工藝過程卡，具體步驟如下： 零件圖紙分析 第 8 頁 共 24 頁 箱體、箱蓋及底座零件設計圖紙視圖準確，符合國家標準，材料選用合理，零件結構工藝性較好。 箱體材料的選擇 箱體毛坯制造方法有兩種，一種是采用鑄造，另一種是采用焊接。對于金屬切削機床的箱體來說，由于其結構形狀復雜，而鑄鐵具有容易成形、可加工性好、成本低等優(yōu)點，所以一般都采用鑄鐵。箱體鑄鐵材料采用最多的各種牌號的灰鑄鐵：如 HT200、 HT250、 HT300 等。箱體零件一般選用具有良好鑄造性、切削加工性，同時吸振性、耐磨性較好價格低廉的灰鑄鐵，在這里，選用 箱體材料為 HT200，毛坯選用鑄件比較合理。 箱體毛坯的選擇 常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料件等。鑄鐵容易成型，鑄件毛坯的精度和加工余量是根據(jù)生產批量而定的。對于單件小批量生產，一般采用木模手工造型。這種毛坯的精度低，加工余量大，平面余量一般取 7— 12mm,孔在半徑上的余量一般取 8— 14mm。大批大量生產時，通常采用金屬模機器 造型，此時毛坯的精度較高，加工余量可適當減小，此時平面余量一般取 5— 10mm，孔在半徑上的余量一般取 ,7— 12mm。為減少加工余量，毛坯均需在三對軸承孔位置鑄出預孔。表 31 所示是小批量手工砂型鑄造時 箱體的毛坯尺寸公差及機械加工余量。 表 21 箱體毛坯尺寸公差及機械加工余量 項目 機械加工余量（ mm） 尺寸公差（ mm） 毛坯尺寸及公差 箱蓋頂面 3 6 2（177。 1） 10177。 1 箱蓋對合面 12 6 3（177。 ） 177。 底座對合面 12 6 3（177。 ） 177。 底座底面 160 6 10（177。 5） 171177。 5 寬度 230 6 11（177。 ） 177。 Ф 150 6 10（177。 5） Ф 133177。 5 Ф 90 6 9（177。 ） Ф 177。 在毛坯鑄造時，為防止砂眼和氣孔的產生，應使 箱體的壁厚盡量均勻，以減少毛坯制造時生產的殘余應力。由于零件的結構比較復雜，存在壁厚不均，因此在鑄造時會產生較大的殘余應力。為消除這種殘余應力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，鑄造之后必須安排人工時效處理。如圖 31 所示為 箱體零件的毛坯圖。 第 9 頁 共 24 頁 圖 31 所示為 箱體零件的毛坯圖 選定定位基準 箱體加工定位基準的選擇，通常先確定精基準，然后再確定粗精準。精基準的選擇主要為了保證相互位置和尺寸的精度，而粗精準則是為了保證各個加工面和孔的加工余量均勻。 精基準的選擇 一般箱體零件以裝配基準或專門加工的一面兩孔定位，做到基準統(tǒng)一。剖分式箱體的對合面和底面（裝配基面）有一定得尺寸精度和相互位置精度要求；軸承孔軸線應在對合面上，與底面也有一定的尺寸精度和相互 位置精度要求。為保證以上幾項要求，加工底座的對合面時，應以底面為精基準，使對合面加工時的定位基準與設計基準重合；箱體裝合后配做加工軸承孔時，仍以底面為主要定位基準，并與底面上的兩定位孔組成典型的一面兩孔定位方式。這樣，軸承孔加工時，其基準既符合“基準統(tǒng)一”的原則，也符合“基準重合”的原則，有利于保證軸承孔軸線與對合面的重合度及與裝配基準面間的尺寸精度和平行度的技術要求。 第 10 頁 共 24 頁 粗基準的選擇 一般箱體零件的粗基準都用它上面的重要孔和另一個相距較遠的孔作為粗基準，以保證孔加工時余量均勻，剖分式箱體最先 加工的是箱蓋或底座的對合面，由于剖分式箱體軸承孔的毛坯孔分布在箱蓋和底座兩個不同部分上，因而在加工箱蓋或底座的對合面時，無法以軸承孔的毛坯面做粗基準，而是以軸承孔凸緣端面為粗基準，這樣可以保證對合面加工時凸緣的厚度較為均勻，以減少箱體裝合時對合面的變形。 擬定零件的機械加工工藝路線 確定表面加工方法 箱體包括箱蓋和底座，主要加工表面有： 平面：箱蓋的對合面和頂部窺視孔端面，底座的底面和對合面、軸承孔的端面等； 孔 :軸承孔（Ф 150HФ 90H7）及孔內環(huán)槽等； 其他：聯(lián)接 孔、螺孔、銷孔、斜油標孔及孔的凸臺面等。 根據(jù) ，確定各表面零件的加工方法，如表 32 所示 制定工藝路線 (1)加工階段的劃分 箱體的整個加工過程分為兩個階段，即先對箱蓋和底座分別進行加工，然后再對裝合好的整個箱體進行加工。加工時，粗、精加工兩個階段要分開。 箱體的毛坯為鑄件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。另外粗加工后，工件內應力重新分布也會引起工件變形，因此 對加工精度影響較大。為此，要把粗精加工分開進行，這樣有利于把粗加工引起的工件變形充分暴露出來，然后再精加工時將其消除。 表 32 箱體各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 加工方案 箱 蓋 對合面 IT13 粗刨 — 半精刨 — 磨削 窺視孔端面 IT13 25 粗刨 10179。Ф 14mm 孔 IT13 25 鉆 10179。Ф 28mm 沉孔 IT13 25 锪 第 11 頁 共 24 頁 底 座 對合面 IT12 粗刨 — 半精刨 — 磨削 底面 IT13 粗刨 10179。Ф 14mm 孔 IT13 25 鉆 10179。Ф 28mm 沉孔 IT13 25 锪 Ф 12 孔 IT8 鉆 — 鉸 Ф 20 沉孔 IT13 锪 4179。Ф 17mm 孔 IT13 25 鉆 4179。Ф 35mm 沉孔 IT13 25 锪 配做箱體 前軸承孔端面 IT12 粗銑 前軸承孔端面 IT12 粗銑 2179。Ф 150 軸承孔 IT7 粗鏜 — 半精鏜 — 精鏜 中 2179。Ф 90 軸承孔 IT7 粗鏜 — 半精鏜 — 精鏜 邊 2179。Ф 90 軸承孔 IT7 粗鏜 — 半精鏜 — 精鏜 6 處軸承孔內環(huán)槽 IT11 精鏜 2179。Ф 10 錐孔 IT13 鉆 — 鉸 (2)工序的集中與分散 箱體的體積、質量均較大，因此應盡量減少工件的運輸和裝夾次數(shù)。為便于保證各加工表面的位置精度，應在一次裝夾中盡量多加工一些表面，這樣工序安排相對集中。箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面，一般盡量集中在同一個工序中加工，以減少裝夾次數(shù)，從而減少裝夾誤差的影響，有利于保證其相互位置精度要求，實際加工中采用的兩Ф 工藝孔就是工序集中的典型應用。 (3)加工順序安排 在 安排箱體加工工藝時，應從以下幾個方面考慮： 基準先行：首先加工精基準對合面； 先粗后精：先安排粗加工工序，后安排精加工工序； 先主后次：由于軸承孔及各主要平面都要求與對合面保持較高的位置 精度，因此在平面加工方面，應當先加工對合面，然后再 加工其他平面 先面后孔：由于軸承座孔必須配做，所以先將箱體的對合面加工好， 同時，鏜軸承座孔時，以底座的底面為定位基準，所以底 座的底面也必須先加工好 熱處理工序：箱體零件的結構復雜，壁厚也不均勻 ，因此在鑄造時會產生較大的殘余應力。為消除這種殘余應力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，在鑄造之后必須安排人工進行時效處理。 第 12 頁 共 24 頁 人工時效處理的工藝方法為：加熱到 500℃ ~550℃，保溫 4~6h,冷卻速度小于或等于 30℃ /h,出爐溫度小于或等于 200℃。 普通精度的箱體零件，一般在鑄造之后安排一次人工時效出理即可。對一些高精度或形狀特別復雜的箱體零件，在粗加工之后還要