第3章 MG250/591-WD型采煤机 右摇臂壳体工艺规程设计
该零件为MG250/591-WD型采煤机右摇臂壳体。毛坯为铸件，材料为ZG30Mn2。壳体结构复杂，以孔系的卧式镗削加工为主。
3.1壳体零件的功用和结构特点
3.1.1壳体零件的功用
壳体是部件和组件的基础零件，它把许多的零件连接成一体，使各个零件之间具有确定的相对位置和相对运动关系，这就组成了具有一定功能的箱体部件，如机床主轴箱部件，各类减速器部件等。箱体零件的结构形式和加工质量对于整个机器的使用性能，如振动、噪声、发热、寿命和效率、工作精度等都有很大的影响，所以对于壳体零件的设计和制造，人们历来都给予很高的重视。
3.1.2壳体零件的结构特点
壳体的结构形式一般有两种：一种是整体式的，如机床主轴箱箱体，另一种是剖分式的，如各类减速箱箱体。
壳体零件的结构一般都比较复杂。壳臂较薄，内部成腔形。壳体的外臂和内腔常常设置加强筋和隔板，以便增强刚度和改善散热条件。壳体零件一般具有精度要求较高的平行孔等加工表面。
3.1.3矿井用壳体零件的特点
由于井下空间小，箱体工作载荷大，工作条件差，并常有煤块、岩石撞击等，因而要求箱体的尺寸小，结构紧凑，并具有足够的强度。所以一般都采用铸钢件或球墨铸铁件作为井下箱体零件材料。同铸铁相比，铸钢的铸造性能和加工性能较差。
由于井下煤尘和瓦斯的存在，井下工作机械的防爆面必须具有很高的防爆性能，以防止火花逸出而引起爆炸。具体要求为：不动防爆面的表面粗糙度Ra值应小于5um，活动防爆面的表面粗糙度Ra值应小于2.5 um；防爆面要有足够的接触长度和较小的配合间隙；防爆腔必须做水压实验，确保在8
11
个大气压的条件下持续一分钟不致发生渗漏。防爆面上的气孔和砂眼要进行填补和焊接。
3.2壳体零件的主要技术要求
壳体零件的主要孔系和平面对于壳体部件的使用性能有直接的影响。所以在壳体设计中对这些表面常提出一系列较严格的技术要求，主要包括下述内容：
（一）支撑孔的尺寸精度和几何形状精度
1.支撑孔的尺寸精度。使用滚动轴承时，若孔径过大将会造成轴承的松动，回转轴线的变化以及产生振动噪声等；若孔径过小则会造成轴承外圈变形和过小的轴承间隙而降低了使用寿命，甚至不能正常工作。对于机床主轴箱，支撑孔的尺寸精度为IT5～IT7；一般的减速箱为IT7～ IT9。
2.支撑孔的几何形状精度。孔的圆度误差会造成轴承外圈变形。镗床主轴支撑孔的圆度误差会给被加工表面带来圆度误差。几何形状的允差一般为尺寸公差的1/2～1/3。
（二）支撑孔之间的位置精度和距离尺寸精度 孔间位置精度包括同轴度，平行度，垂直度等。
1.孔间同轴度。过大的同轴度误差，会给装配带来困难，会使滚动体与轴承内外环接触不良而加剧磨损。同轴度一般规定在4～9级范围内，机床主轴箱采用5级，矿用运输机减速箱采用8级。
2.各孔中心线间平行度。对于有齿轮啮合关系的平行孔系，平行度误差会造成齿轮齿面接触不良，受力不均，产生振动，降低齿轮使用寿命。平行度可在5～8级范围内选取。机床采用5～6级，减速器采用7～8级。
3.各孔中心线间垂直度。垂直度误差带来的不利影响与平行度误差相同，可在6～8级范围内选取。
4.孔中心距离尺寸精度。这项精度影响有啮合关系的齿轮齿面之间的间隙，按照齿轮精度选取。
（三）平面的形状精度和平面之间的位置精度
对于安装，定位基面及结合表面，应有较高的平面度要求以保证部件刚度、精度和防止泄露等。根据使用条件，可在5～8级范围内选取。平面间的平行度、垂直度要求，应按装配和加工时作为基准面的需要而定。
（四）平面与孔中心线间的位置精度 在机床主轴箱中，主轴孔中心线对安装基面的平行度误差会造成被加工
12
工件表面的几何形状误差。轴向定位表面对主轴孔的垂直度误差会造成主轴的端面跳动。同轴承压盖接触的端面与轴承孔的垂直度误差会使轴承圈四周轴向受压不一致，轴承径向间隙不均匀等，其他箱体也有类似情况，平行度一般可选4～7级，垂直度可选8级。
（五）表面粗糙度
为了提高箱体零件的耐磨性能、抗腐蚀和抗疲劳性能，为了保证与其他零件间的正常的配合关系，常对壳体零件的某些表面提出了表面粗糙度要求。其值应根据实际需要并结合各种加工方法所能达到的经济数值确定。 （六）其他要求
除上述技术要求外，对于铸件要有消除内应力的要求，涂漆要求等。有的还要做水压实验，防爆实验等。
3.3零件图样分析
依据MG250/591-WD型采煤机右摇臂零件图样，该壳体主要加工要求有： 1）各轴承孔 ，通孔和螺孔，其结构十分复杂，且精度要求高，加工时要注意定位基准的选择。
2） 耳轴各轴孔表面对基准C的同轴度公差为0.04mm，对基准C1的 同轴度误差为0.03mm。
3）Ⅰ轴?500行孔表面对基准A-B1的同轴度公差为?0.04mm
?340行孔表面对基准A-A1的同轴度公差为?0.03mm ?170行孔表面对基准A的同轴度公差为?0.03mm
4）Ⅱ轴? 75行孔表面对基准A2的同轴度公差为?0.03mm
?100行孔轴线对基准A-A1的平行度公差为0.03mm
5）Ⅲ轴?240行孔表面对基准A4的同轴度公差为?0.03mm
?170行孔轴线对基准A2-A3的平行度公差为0.03mm
6）Ⅳ轴?215行孔表面对基准A6的同轴度公差为?0.03mm
?215行孔轴线对基准A4-A5的平行度公差为0.03mm
7）Ⅴ轴?90行孔表面对基准A8的同轴度公差为?0.03mm
?120行孔轴线对基准A6-A7的平行度公差为0.03mm
8）Ⅵ轴?90行孔表面对基准A10的同轴度公差为?0.03mm
?120行孔轴线对基准A8-A9的平行度公差为0.03mm
9）主轴?400行孔表面对基准A12-A13的同轴度公差为?0.03mm
?560行孔表面对基准A14的同轴度公差为?0.03mm
13
?430行孔轴线对基准A10-A11的平行度公差为0.03mm
10）铸件不得有砂眼、夹渣、缩松等缺陷。铸件退火处理，粗加工后进行时效处理。
11)未注明铸造圆角R5～R10。
12）非加工表面喷丸处理，水道槽及内腔涂磷化底漆，其他表面涂防锈
漆。
13）材料ZG30Mn2。
3.4工艺分析
1）采煤机截割部摇臂壳体主要加工部分是各轴承孔 ，通孔和螺孔，主要技术要求是对各轴承行孔间的同轴度和各孔轴线间的平行度有较高的要求。
2）在加工之前安排划线工艺主要是为确定加工粗基准和保证工件壁厚均匀，并及时发现铸件的缺陷，减少废品。
3）为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件主要是采用在底部焊接工艺块来作为粗基准进行加工。从而使定位基准达到了统一。
4）主要工序（镗孔，钻孔）均采用卧式加工中心进行加工，大大提高了劳动生产率，并且很好地保证了各项技术精度要求。
5）为了提高孔的加工精度，在加工中将粗镗，半精镗和精镗分开进行。 6）孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量，轴内孔之间的距离可以通过孔与孔间的壁厚进行间接测量。
7）同一轴线上各孔的同轴度，可以采用检验心轴进行检验。
8）各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度均应通过检验心轴进行测量。
9）壳体的平面度检查，可将工件放在平台上，用百分表测量。
3.5加工工艺规程
加工工艺规程是车间从事生产的人员都要严格贯彻、认真执行的工艺技术文件，是生产准备和计划调度的主要依据，同时也是新建或扩建工厂、车间的基本技术文件。
工艺卡片（见附录）详细介绍了MG250/591-WD型采煤机右摇臂壳体的加工工艺规程，加工时按照卡片上工序，严格保证加工精度。
14
第4章 右摇臂壳体数控加工工艺
4.1数控加工工艺的内容
数控加工工艺内容主要包括以下几个方面：
1）通过数控加工的适应性分析，选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。
2）分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，并结合数控设备的功能，确定零件的加工方案，指定数控加工工艺路线。
3）设计数控加工工序。如工步的划分，零件的定位，夹具的选择，刀具及切削用量等。
4）设计和调整数控加工工序的程序，选择对刀点，换刀点，确定刀具补偿量。
5）分配数控加工中的容差。
6）处理数控机床上部分工艺指令。
4.2数控加工工艺的特点
数控加工与普通机床加工相比较，所遵循的原则基本相同。但由于数控加工的整个过程是自动进行的，因此又有以下特点：
1）、数控加工工艺内容更具体、更复杂； 2）、数控加工工艺设计更严密； 3）、数控加工更注重加工的适应性；
4.3加工中心的选择
加工中心的选择包括以下几个方面： 1. 类型选择
考虑加工工艺、设备的最佳加工对象、范围和价格等因素，根据所选零件进行选择。如：加工两面以上的工件或在四周呈径向辐射状排列的孔系、面的加工，如各种箱体，应选卧式加工中心；单面加工的工件，如各种板类零件等，宜选立式加工中心；加工复杂曲面时，如导风轮、发动机上的整体叶轮等，可选五轴加工中心；工件的位置精度要求较高，采用卧式加工中心。在一次装夹中需完成多面加工时，可选择五面加工中心；当工件尺寸较大时，如机床床身、立柱等，可选龙门式加工中心。根据以上分析，综合考虑各方
15