10.3 箱体类零件的孔系加工(了解)
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由于箱体孔系的精度要求高,加工量大, 实现加工自动化对提高产品质量和劳动生 产率都有重要意义 。 随着生产批量的不同, 实现自动化的途径也不同 。 大批生产箱体 时,广泛使用组合机床和自动线加工,不但生 产率高 ,而且利于降低成本和稳定产品质量 。
单件小批生产箱体时,大多数采用万能 机床,产品的加工质量主要取决于机床操作 者的技术熟练程度。 但加工具有较多加工
因此,不仅在中批生产中普遍采用镗模技术 加工孔系,就是在小批生产中,对一些结构复 杂、加工量大的箱体孔系,采用镗模加工也 是合算的 。
另外,由于镗模自身的制造误差和导套
与镗杆的配合间隙对孔系加工精度有一定 影响,所以,该方法不可能达到很高的加工精 度。一般孔径尺寸精度为 IT7 左右,表面粗糙 度值 Ra为1.6 -0. 8 µm;孔与孔的同轴度和平 行度,当从一头开始加工为 0. 02-0. 03 mm,从 两头加工为0.04-0.05 mm;孔距精度一般为 ±0.05 mm左右。
对于大型箱体零件来说,由于镗模的尺寸庞 大笨重,给制造和使用带来了困难,故很少采 用。
用镗模加工孔系,既可以在通用机床上 加工,也可以在专用机床或组合机床上加工。
二、同轴孔系的加工
在中批以上生产中,一般采用镗模加工同 轴孔系,其同轴度由镗模保证;当采用精密刚 性主轴组合机床从两头同时加工同轴线的 各孔时,其同轴度则由机床保证,可达 0. 01 mm。
(1 )采用普通刻线尺与游标尺放大镜测量,其位 置精度为 0. 1 -0.3 mm。
(2) 采用百分表与量块(或量杆)测量,一般与普 通刻线尺配合使用,其位置精度为 0.04 -0. 08 mm,但测量操作繁琐,效率较低。
(3) 采用经济刻线尺与光学读数装置,其位置精 度可达±0. 01 mm。
一、 平行孔系的加工
零件加工的关键 。 一般应根据不同的生产 类型和孔系精度要求采用不同的加工方法, 具体加工方法如下:
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1.找正法
加工前先在毛坯上划出各孔的加工线, 未铸出的孔应先钻出通孔,然后在铣床或镗 床上按划线一一进行找正加工。 找正法所 能达到的孔距精度低。 若改用试切法找正 或样板找正可提高孔距精度 。 采用找正法 加工孔系工时长,工作量大,并要求有较高的 操作技术水平 。 该法只适用于单件小批生 产。
( 3 ) 采用调头镗法 当箱体壁相距较远时,宜采 用调头镗法 。 即在工件的一次安装中,当箱 体一端的孔加工完后,将工作台回转 180°, 再加工箱体另一端的同轴线孔 。 掉头镗不
用夹具和长刀杆,准备周期短,镗杆悬伸长度 短,刚度好;但需要调整工作台的回转误差和 掉头后主轴应处于的正确位置,比较麻烦,又 费时。 掉头镗的调整方法如下:
mm厚的钢板制成的样板上,样板上孔系的孔距 精度较工件孔系的孔距精度高( 一般为:±0. 01 -0. 03 mm) ,孔径较工件的孔径大,以便镗杆通过; 孔的直径精度不需要严格要求,但几何形状精 度和表面粗糙度要求较高,以使找正。 使用时, 将样板装于被加工孔的箱体端面上(或固定于 机床工作台上) ,利用装在机床主轴上的百分表 找正器,按样板上的孔逐个找正机床主轴的位 置进行加工。
如图10-3所示,将精密心轴分别插入机床 主轴孔和已加工孔中,然后用一定尺寸的块 规组合来找正心轴的位置。 找正时,在量块 心轴之间要用厚薄规测定间隙,以免量块与 心轴直接接触而产生变形 。 此法可达到较
高的孔距精度(± 0. 3 mm) ,但只适用于单件 小批生产。
(3)样板找正法 如图10-4所示,将工件上的孔系复制在10-20
①使工作台回转轴线与机床主轴轴线相交,定 好坐标原点。其方法如图10-7a所示。将百 分表固定在工作台上,回转工作台180°,分 别测量主轴两侧,使其误差小于 0. 01mm,记 下此时工作台在 x轴上的坐标值作为原点的 坐标值。
②调整工作台的回转定位误差,保证工作台精 确地回转180°。 其方法如图10-7b所示,先 使工作台紧靠在回转定位机构上,在台面上 放一平尺,通过装在镗杆上的百分表找正平 尺一侧面后将其固定,再使工作台回转180°, 测量平尺的另一侧面,调整回转定位机构,使 其回转定位误差小于 0.02 mm/1 000 mm。
③当完成上述调整准备工作后,就可以进行加 工 。 先将工件正确地安装在工作台面上,用 坐标法加工好工件一端的孔,各孔到坐标原
点的坐标值应与掉头前相应的同轴线孔到 坐标原点的坐标值大小相等,方向相反,其误 差小于 0. 01 mm,这样就可以得到较高的同 轴度 。
三、 交叉孔系的加工
交叉孔系的主要技术要求为控制各孔的 垂直度。 在卧式铣镗床上主要靠机床工作 台上的90 °对准装置 。 因为它是挡块装置, 故结构简単,但对准精度低 。 每次对准,需要 凭经验保证挡块接触松紧程度一致,否则不 能保证对准精度 。 所以,有时采用光学瞄准 装置 。
( 1 )划线找正法
加工前先在毛坯上按图样要求划好各孔
位置轮廓线,加工时按划线一一 找正进行加 工。 这种方法所能达到的孔距精度一般为
± 0. 5 mm左右。 此法操作设备简单,但操 作难度大,生产效率低,同时,加工精度受操作 者的技术水平和采用的方法影响较大,故适 用于单件小批生产 。
(2) 量块心轴找正法
例1 图10-9所示为剖分式箱体结构简图,生产 类型是大批生产。该箱体的加工工艺过程 见表10-5 ~表10-7。
当卧式铣镗床的工作台90°对准装置精 度很低时,可用心棒与百分表找正法进行 。 即在加工好的孔中插人心棒,然后将工作台 转90°,揺动工作台用百分表找正,如图10-8 所示 。
箱体上如果有交叉孔存在,则应将精度要 求高或表面粗糙度小的孔先全部加工好,然 后再加工另外与之相交叉的孔。
四、孔系加工的自动化
表面的复杂箱体时,如果仍用万能机床加工, 则工序分散,占用设备多,要求有技术熟练的 操作者,生产周期长,生产效率低,成本高。
为了解决这个问题,可以采用适于单件小 批生产的自动化多工序数控机床。 这样,可 用最少的加工装夹次数,由机床的数控系统 自动地更换刀具,连续地对工件的各个加工 表面自动地完成铣 、钻、扩、镗( 铰 )及攻 螺纹等工序 。 所以,对于单件小批、多品种 的箱体孔系加工,这是一种较为理想的设备 。 这样的设备又称为“机械加工中心” 。
该方法加工孔系不易出差错, 找正迅速,孔距 精度可达±0. 05 mm,工艺装备也不太复杂, 常用于加工大型箱体的孔系 。
2.用镗模加工孔系
如图 10-5所示,工件装夹在镗模上,镗杆被 支承在镗模的导套里,由导套引导镗杆在工件 上的正确位置镗孔。 镗杆与机床主轴多采用
浮动连接,机床精度对孔系的加工精度影响较 小,孔距精度主要取决于镗模,因而可以在精度 较低的机床上加工出精度较高的孔系 。 同时, 镗杆刚度大大地提高,有利于采用多刀同时切 削;定位夹紧迅速,不需找正,生产效率高。
10.3 箱体类零件的孔系加工
箱体上一系列有相互位置精度要求的轴 承支承孔称为“孔系” 。 它包括平行孔系、 同轴孔系和交叉孔系,如图 10-2所示。 孔系 的相互位置精度有:各平行孔轴线之间的平 行度、孔轴线与基面之间的平行度、孔距 精度、各同轴孔的同轴度、各交叉孔的垂 直度等要求。 保证孔系加工精度是箱体类
2.镗模法
在中批、大批生产中广泛采用镗模法加 工孔系 。 模板上的导向孔已经包括了箱体 各面上所有要加工的孔,镗杆一般都采用两 个支承来引导并与机床主轴浮动连接 。 这 样,可使工件的精度不依赖于机床精度,而主 要由 镗模、镗杆及刀具来保证。
3.坐标法
坐标法是按孔系的坐标尺寸,在普通镗床、 立式铣床或坐标镗床上借助测量装置进行 加工的 。 其孔距精度决定于坐标位移精度, 而且不需要专用夹具就能适应各种规格箱 体的加工,通用性好。 普通體床的坐标测量 方法主要有以下几种:
平行孔系的主要技术要求为各平行孔中 心线之间及孔中心线与基准面之间的距离 尺寸精度和相互位置精度。 生产中常采用 以下几种方法保证孔系的位置精度。
1. 用找正法加工孔系
找正法的实质是在通用机床(如铣床、卧 式铣镗床)上,依据操作者的技术水平,并借助 一些辅助装置去找正每一个被加工孔的正 确位置。 根据找正的手段不同,找正法又可 分为划线找正法、量块心轴找正法和样板 找正法等。
单件小批生产时,在通用机床上加工,且 一般不使用镗模,保证同轴线孔的同轴度用 下列方法：
( 1 )利用已加工孔作支承导向 如图10-6所示, 当箱体前壁上的孔加工完后,在该孔内装一 导套,支承和引导镗杆加工后壁上的孔,以保 证两孔的同轴度要求 。 此法适于加工箱体
壁相距较近的同轴线孔。
(2) 利用镗床后立柱上的导向套支承镗杆 采用 这种方法,镗杆是两端支承,刚性好,但立柱导 套的位置调整麻烦、费时,往往需要用心轴 块规找正,且需要用较长的镗杆,此法多用于 大型箱体的同轴孔系加工。
单件小批生产箱体时,大多数采用万能 机床,产品的加工质量主要取决于机床操作 者的技术熟练程度。 但加工具有较多加工
因此,不仅在中批生产中普遍采用镗模技术 加工孔系,就是在小批生产中,对一些结构复 杂、加工量大的箱体孔系,采用镗模加工也 是合算的 。
另外,由于镗模自身的制造误差和导套
与镗杆的配合间隙对孔系加工精度有一定 影响,所以,该方法不可能达到很高的加工精 度。一般孔径尺寸精度为 IT7 左右,表面粗糙 度值 Ra为1.6 -0. 8 µm;孔与孔的同轴度和平 行度,当从一头开始加工为 0. 02-0. 03 mm,从 两头加工为0.04-0.05 mm;孔距精度一般为 ±0.05 mm左右。
对于大型箱体零件来说,由于镗模的尺寸庞 大笨重,给制造和使用带来了困难,故很少采 用。
用镗模加工孔系,既可以在通用机床上 加工,也可以在专用机床或组合机床上加工。
二、同轴孔系的加工
在中批以上生产中,一般采用镗模加工同 轴孔系,其同轴度由镗模保证;当采用精密刚 性主轴组合机床从两头同时加工同轴线的 各孔时,其同轴度则由机床保证,可达 0. 01 mm。
(1 )采用普通刻线尺与游标尺放大镜测量,其位 置精度为 0. 1 -0.3 mm。
(2) 采用百分表与量块(或量杆)测量,一般与普 通刻线尺配合使用,其位置精度为 0.04 -0. 08 mm,但测量操作繁琐,效率较低。
(3) 采用经济刻线尺与光学读数装置,其位置精 度可达±0. 01 mm。
一、 平行孔系的加工
零件加工的关键 。 一般应根据不同的生产 类型和孔系精度要求采用不同的加工方法, 具体加工方法如下:
wk.baidu.com
1.找正法
加工前先在毛坯上划出各孔的加工线, 未铸出的孔应先钻出通孔,然后在铣床或镗 床上按划线一一进行找正加工。 找正法所 能达到的孔距精度低。 若改用试切法找正 或样板找正可提高孔距精度 。 采用找正法 加工孔系工时长,工作量大,并要求有较高的 操作技术水平 。 该法只适用于单件小批生 产。
( 3 ) 采用调头镗法 当箱体壁相距较远时,宜采 用调头镗法 。 即在工件的一次安装中,当箱 体一端的孔加工完后,将工作台回转 180°, 再加工箱体另一端的同轴线孔 。 掉头镗不
用夹具和长刀杆,准备周期短,镗杆悬伸长度 短,刚度好;但需要调整工作台的回转误差和 掉头后主轴应处于的正确位置,比较麻烦,又 费时。 掉头镗的调整方法如下:
mm厚的钢板制成的样板上,样板上孔系的孔距 精度较工件孔系的孔距精度高( 一般为:±0. 01 -0. 03 mm) ,孔径较工件的孔径大,以便镗杆通过; 孔的直径精度不需要严格要求,但几何形状精 度和表面粗糙度要求较高,以使找正。 使用时, 将样板装于被加工孔的箱体端面上(或固定于 机床工作台上) ,利用装在机床主轴上的百分表 找正器,按样板上的孔逐个找正机床主轴的位 置进行加工。
如图10-3所示,将精密心轴分别插入机床 主轴孔和已加工孔中,然后用一定尺寸的块 规组合来找正心轴的位置。 找正时,在量块 心轴之间要用厚薄规测定间隙,以免量块与 心轴直接接触而产生变形 。 此法可达到较
高的孔距精度(± 0. 3 mm) ,但只适用于单件 小批生产。
(3)样板找正法 如图10-4所示,将工件上的孔系复制在10-20
①使工作台回转轴线与机床主轴轴线相交,定 好坐标原点。其方法如图10-7a所示。将百 分表固定在工作台上,回转工作台180°,分 别测量主轴两侧,使其误差小于 0. 01mm,记 下此时工作台在 x轴上的坐标值作为原点的 坐标值。
②调整工作台的回转定位误差,保证工作台精 确地回转180°。 其方法如图10-7b所示,先 使工作台紧靠在回转定位机构上,在台面上 放一平尺,通过装在镗杆上的百分表找正平 尺一侧面后将其固定,再使工作台回转180°, 测量平尺的另一侧面,调整回转定位机构,使 其回转定位误差小于 0.02 mm/1 000 mm。
③当完成上述调整准备工作后,就可以进行加 工 。 先将工件正确地安装在工作台面上,用 坐标法加工好工件一端的孔,各孔到坐标原
点的坐标值应与掉头前相应的同轴线孔到 坐标原点的坐标值大小相等,方向相反,其误 差小于 0. 01 mm,这样就可以得到较高的同 轴度 。
三、 交叉孔系的加工
交叉孔系的主要技术要求为控制各孔的 垂直度。 在卧式铣镗床上主要靠机床工作 台上的90 °对准装置 。 因为它是挡块装置, 故结构简単,但对准精度低 。 每次对准,需要 凭经验保证挡块接触松紧程度一致,否则不 能保证对准精度 。 所以,有时采用光学瞄准 装置 。
( 1 )划线找正法
加工前先在毛坯上按图样要求划好各孔
位置轮廓线,加工时按划线一一 找正进行加 工。 这种方法所能达到的孔距精度一般为
± 0. 5 mm左右。 此法操作设备简单,但操 作难度大,生产效率低,同时,加工精度受操作 者的技术水平和采用的方法影响较大,故适 用于单件小批生产 。
(2) 量块心轴找正法
例1 图10-9所示为剖分式箱体结构简图,生产 类型是大批生产。该箱体的加工工艺过程 见表10-5 ~表10-7。
当卧式铣镗床的工作台90°对准装置精 度很低时,可用心棒与百分表找正法进行 。 即在加工好的孔中插人心棒,然后将工作台 转90°,揺动工作台用百分表找正,如图10-8 所示 。
箱体上如果有交叉孔存在,则应将精度要 求高或表面粗糙度小的孔先全部加工好,然 后再加工另外与之相交叉的孔。
四、孔系加工的自动化
表面的复杂箱体时,如果仍用万能机床加工, 则工序分散,占用设备多,要求有技术熟练的 操作者,生产周期长,生产效率低,成本高。
为了解决这个问题,可以采用适于单件小 批生产的自动化多工序数控机床。 这样,可 用最少的加工装夹次数,由机床的数控系统 自动地更换刀具,连续地对工件的各个加工 表面自动地完成铣 、钻、扩、镗( 铰 )及攻 螺纹等工序 。 所以,对于单件小批、多品种 的箱体孔系加工,这是一种较为理想的设备 。 这样的设备又称为“机械加工中心” 。
该方法加工孔系不易出差错, 找正迅速,孔距 精度可达±0. 05 mm,工艺装备也不太复杂, 常用于加工大型箱体的孔系 。
2.用镗模加工孔系
如图 10-5所示,工件装夹在镗模上,镗杆被 支承在镗模的导套里,由导套引导镗杆在工件 上的正确位置镗孔。 镗杆与机床主轴多采用
浮动连接,机床精度对孔系的加工精度影响较 小,孔距精度主要取决于镗模,因而可以在精度 较低的机床上加工出精度较高的孔系 。 同时, 镗杆刚度大大地提高,有利于采用多刀同时切 削;定位夹紧迅速,不需找正,生产效率高。
10.3 箱体类零件的孔系加工
箱体上一系列有相互位置精度要求的轴 承支承孔称为“孔系” 。 它包括平行孔系、 同轴孔系和交叉孔系,如图 10-2所示。 孔系 的相互位置精度有:各平行孔轴线之间的平 行度、孔轴线与基面之间的平行度、孔距 精度、各同轴孔的同轴度、各交叉孔的垂 直度等要求。 保证孔系加工精度是箱体类
2.镗模法
在中批、大批生产中广泛采用镗模法加 工孔系 。 模板上的导向孔已经包括了箱体 各面上所有要加工的孔,镗杆一般都采用两 个支承来引导并与机床主轴浮动连接 。 这 样,可使工件的精度不依赖于机床精度,而主 要由 镗模、镗杆及刀具来保证。
3.坐标法
坐标法是按孔系的坐标尺寸,在普通镗床、 立式铣床或坐标镗床上借助测量装置进行 加工的 。 其孔距精度决定于坐标位移精度, 而且不需要专用夹具就能适应各种规格箱 体的加工,通用性好。 普通體床的坐标测量 方法主要有以下几种:
平行孔系的主要技术要求为各平行孔中 心线之间及孔中心线与基准面之间的距离 尺寸精度和相互位置精度。 生产中常采用 以下几种方法保证孔系的位置精度。
1. 用找正法加工孔系
找正法的实质是在通用机床(如铣床、卧 式铣镗床)上,依据操作者的技术水平,并借助 一些辅助装置去找正每一个被加工孔的正 确位置。 根据找正的手段不同,找正法又可 分为划线找正法、量块心轴找正法和样板 找正法等。
单件小批生产时,在通用机床上加工,且 一般不使用镗模,保证同轴线孔的同轴度用 下列方法：
( 1 )利用已加工孔作支承导向 如图10-6所示, 当箱体前壁上的孔加工完后,在该孔内装一 导套,支承和引导镗杆加工后壁上的孔,以保 证两孔的同轴度要求 。 此法适于加工箱体
壁相距较近的同轴线孔。
(2) 利用镗床后立柱上的导向套支承镗杆 采用 这种方法,镗杆是两端支承,刚性好,但立柱导 套的位置调整麻烦、费时,往往需要用心轴 块规找正,且需要用较长的镗杆,此法多用于 大型箱体的同轴孔系加工。