长春理工大学本科毕业设计
第1章 绪论
箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。国内的箱体普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。而且材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。
国外的箱体特别是减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，其工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的箱体是向着大功率、大传动比、小体 积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
由于加工中心以及夹具本身的误差会使得箱体的加工质量受到影响，在国内外的箱体加工中，各生产厂家根据箱体的结构以及生产类型和加工精度的不同，合理选择不同的工艺装备和加工工艺过程，尽量减少误差，得到优秀的加工质量。 加工工艺过程，加工中心和夹具本身的误差都会使箱体的加工质量受到影响，在加工 该类零件的过程中，只有改进加工工艺方案，选择合适的定位夹紧方案，有效利用各种设备和加工刀具，设定最佳切削用量，才能切实有效地保证加工质量、提高生产效率。因此本课题箱体类零件的工艺规程设计，对其加工质量及实用效率具有十分重要的意义。
1
长春理工大学本科毕业设计
第2章 箱体零件简介
2.1箱体零件的功用与结构特点
箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。故箱体的加工质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。
箱体类零件的结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。据统 计资料表明，一般中型机床制造厂花在箱体类零件的机械加工工时约占整个产 品加工工时的l5％～20％。
箱体类零箱体的种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体 在机器中功用的不同有着较大的差异。但从工艺上分析它们仍有许多共同之处 ，其结构特点是：
（1）外形基本上是由六个或五个平面组成的封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种；
（2）结构形状比较复杂。内部常为空腔形，某些部位有“隔墙”，箱体壁薄 且厚薄不均；
（3）箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系；
（4）箱体上的加工面，主要是大量的平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔。[1]
2.2箱体零件的主要技术要求
（1）轴承支承孔的尺寸精度和、形状精度、表面粗糙度要求。
（2）位置精度:包括孔系轴线之间的距离尺寸精度和平行度，同一轴线上各孔的同轴度，以及孔端面对孔轴线的垂直度等。
（3）此外，为满足箱体加工中的定位需要及箱体与机器总装要求，箱体的装配基准面与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要求，各支承 孔与装配基准面之间应有一定距离尺寸精度的要求[2]。
箱体类零件中，机床主轴箱的精度要求较高，可归纳为以下五项精度要求： （1）孔径精度：孔径的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。孔径过大，配合过松，使主轴回转轴线不稳定，并降低了支承刚度，易产生振动和噪声；孔径太小，会使配合偏紧，轴承将因外环变形，不能正常运转而缩短寿命。装轴承的孔不圆，也会使轴承外环变形而引起主轴径向圆跳动。
从上面分析可知，对孔的精度要求是较高的。主轴孔的尺寸公差等级为IT6，其余孔为IT8～IT7。孔的几何形状精度未作规定的，一般控制在尺寸公差的1/2范围内即可。
（2）孔与孔的位置精度：同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，会使轴和轴承装配到箱体内出现歪斜，从而造成主轴径向圆跳动和
2
长春理工大学本科毕业设计
轴向窜动，也加剧了轴承磨损。孔系之间的平行度误差，会影响齿轮的啮合质量。一般孔距允差为土0.025～土0.060mm，而同一中心线上的支承孔的同轴度约为最小孔尺寸公差之半。
（3）孔和平面的位置精度：主要孔对主轴箱安装基面的平行度，决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。这项精度是在总装时通过刮研来达到的。为了减少刮研工作量，一般规定在垂直和水平两个方向上，只允许主轴前端向上和向前偏。
（4）主要平面的精度：装配基面的平面度影响主轴箱与床身连接时的接触刚度，加工过程中作为定位基面则会影响主要孔的加工精度。因此规定了底面和导向面必须平直，为了保证箱盖的密封性，防止工作时润滑油泄出，还规定了顶面的平面度要求，当大批量生产将其顶面用作定位基面时，对它的平面度要求还要提高。
（5）表面粗糙度：一般主轴孔的表面粗糙度为Ra0.4μm，其它各纵向孔的表面粗糙度为Ra1.6μm；孔的内端面的表面粗糙度为Ra3.2μm，装配基准面和定位基准面的表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，其它平面的表面粗糙度为Ra10～2.5μm。
2.3箱体零件的材料及毛坯
箱体类零件的材料一般用灰口铸铁，常用的牌号有只丁HT100?HT400。毛 坯为铸铁件，其铸造方法视铸件精度和生产批量而定。单件小批生产多用木模手 工造型，毛坯精度低，加工佘量大。有时也采用钢板焊接方式。大批生产常用金 属模机器造型，毛坯精度较高，加工佘量可适当减小。为了消除铸造时形成的内 应力，减少变形，保证其加工精度的稳定性，毛坯铸造后要安排人工时效处理。 精度要求高或形状复杂的箱体还应在粗加工后多加一次人工时效处理，以消除粗 加工造成的内应力，进一步提高加工精度的稳定性[3]。
3
长春理工大学本科毕业设计
第3章 箱体结构及加工工艺过程
箱体机械加工的结构工艺性对实现优质、高产、低成本具有重要的意义。
3.1箱体机械加工的结构工艺性
（1）基本孔
箱体的基本孔，可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等几类。通孔工艺性最好，通孔内又以孔长L与孔径D之比L/D<=1～1.5的短圆柱孔工艺性为最好；L/D>5的孔，称为深孔，若深度精度要求较高、表面粗糙度值较小时，加工就很困难。阶梯孔的工艺性与“孔径比”有关。孔径相差越小则工艺性越好；孔径相差越大，且其中最小的孔径又很小，则工艺性越差。相贯通的交叉孔的工艺性也较差。 盲孔的工艺性最差，因为在精镗或精铰盲孔时，要用手动送进，或采用特殊工具送进。此外，盲孔的内端面的加工也特别困难，故应尽量避免[4]。
（2）同轴孔
同一轴线上孔径大小向一个方向递减（如CA6140的主轴孔），可使镗孔时，镗杆从一端伸人，逐个加工或同时加工同轴线上的几个孔，以保证较高的同轴度和生产率。单件小批生产时一般采用这种分布形式。
同轴线上的孔的直径大小从两边向中间递减（如C620-1, CA6140主轴箱轴孔等），可使刀杆从两边进入，这样不仅缩短了镗杆长度，提高了镗杆的刚性，而且为双面同时加工创造了条件。所以大批量生产的箱体，常采用此种孔径分布形式。
同轴线上孔的直径的分布形式，应尽量避免中间隔壁上的孔径大于外壁的孔径。因为加工这种孔时，要将刀杆伸进箱体后装刀、对刀，结构工艺性差。
（3）装配基面
为便于加工、装配和检验，箱体的装配基面尺寸应尽量大，形状应尽量简单。 （4）凸台
箱体外壁上的凸台应尽可能在一个平面上。以便可以在一次走刀中加工出来。而无须调整刀具的位置，使加工简单方便。
（5）紧固孔和螺孔
箱体上的紧固孔和螺孔的尺寸规格应尽量一致，以减少刀具数量和换刀次数。
此外，为保证箱体有足够的动刚度与抗振性，应酌情合理使用肋板、肋条，加大圆角半径，收小箱口，加厚主轴前轴承口厚度。
3.2 箱体机械加工工艺过程及工艺分析
在拟定箱体零件机械加工工艺规程时，有一些基本原则应该遵循。 （1）先面后孔
先加工平面，后加工孔是箱体加工的一般规律。平面面积大，用其定位稳定
4
长春理工大学本科毕业设计
可靠；支承孔大多分布在箱体外壁平面上，先加工外壁平面可切去铸件表面的凹凸不平及夹砂等缺陷，这样可减少钻头引偏，防止刀具崩刃等，对孔加工有利。
（2）粗精分开、先粗后精
箱体的结构形状复杂，主要平面及孔系加工精度高，一般应将粗、精加工工序分阶段进行，先进行粗加工，后进行精加工。
（3）基准的选择
箱体零件的粗基准一般都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作粗基准，以保证孔加工时余量均匀。精基准选择一般采用基准统一的方案，常以箱体零件的装配基准或专门加工的—面两孔为定位基准，使整个加工工艺过程基准统一，夹具结构类似，基准不重合误差降至最小甚至为零(当基准重合时)。
（4）工序集中，先主后次
箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面，一般尽量集中在同一工序中加工，以保证其相互位置要求和减少装夹次数。紧固螺纹孔、油孔等次要工序的安排，一般在平面和支承孔等主要加工表面精加工之后再进行加工[5]。
5