壳体加工工艺论文

壳体加工工艺研究

[摘要]机匣壳体是支承一对伞齿组件，承受径向负荷、轴向负荷的承力结构件，其结构复杂，内部是型腔，并且壁薄，刚性较差。在内壁上有油腔。其特点决定其加工难度较大，涉及精铸工艺、焊接工艺、机加工艺等领域。

[关键词]尺寸链 l型工装

中图分类号：tm505 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）04-0242-02

1、零件加工工艺确定

1.1 机匣壳体的材料的工艺性

机匣壳体的材料是zg1cr17ni3，该材料是马氏体铸造不锈钢，有一定的热强性，良好的抗氧化和耐腐蚀性能，且铸造、焊接和切削加工工艺性能也较好，由于含铬量较高，在性能上有着与同类钢一样的缺点，即存在回火脆性及热脆性。

1.2 毛料技术条件及基准的确定

机匣壳体毛料一般采用精密铸造，为了提高车加工的工艺性，在大端外圆表面增加3个均布的工艺凸台。

2、机匣壳体焊接前的工艺研究

2.1 设计图样的工艺分析

机匣壳体的主要加工表面有φa、b、φc、d、φe见图2.1。

表面b是半精加工、焊接、组件加工的基准；φc孔是角向基准孔；φd孔是油孔，组件灌蜡前进行压力试验；φe是焊接环带的

配合止口。

2.2 工艺加工路线的确定

1.找正基准，关键在于第一步车工序的基准选择，测量基准、毛料检测基准、加工基准、工艺基准是否合理统一是精铸件加工优先考虑的重要因素。因此，粗车基准工序确定外圆基准b，按划线找正零件轴向偏差不大于0.25mm。

2.精加工阶段，精加工定位基准面b以及焊接环带止口时镗角向定位孔φc钻焊缝工艺孔3-φd。

3.无损检测阶段，根据设计图要求对壳体表面进行磁力探伤，并且对探伤有疑问处进行荧光检查，不允许有裂纹。

机匣壳体的工艺路线：

毛料→熔模铸造→车安装边→车安装边及槽→铣凸台→镗孔→钻内腔通油孔→锪铰内腔侧面孔→磁力探伤→荧光检查→最终检验。

2.3 机匣壳体组件加工工艺研究

2.3.1 设计图样的工艺分析（见图2.1）

机匣壳体主要加工表面φa、b；表面eφf。其中定位止口φa φ196.837+0.029与端面b与轴承机匣连接，内孔表面φc与端面e 理想加工方案在卧式数控三坐标铣床上一次装夹加工完成。根据现有加工条件。普车上精镗孔；角向定位孔φd用精密坐标镗床加工；表面h、φf装配轴承外圈，因条件约束，可在车加工φc孔时同时进行。

2.3.2 确定加工工艺路线

2.3.2.1 油路内铁屑清理工艺

在组件加工前，进行油路液压试验工序，冲洗油路并进行压力试验，同时考虑到机械加工时，对油路内铁屑等杂物的防护以及油路清理工作，采用灌蜡、化蜡工序。

2.3.2.2 焊接应力、加工应力控制

1.焊接应力控制

机匣壳体焊接后，因热影响的存在，产生焊接应力，为此，要求在焊后必须对零件进行焊后热处理，满足硬度d=4.0-3.2加工应力控制。

2.装夹方式选择

粗加工定位基准采用三爪夹紧，当夹紧力施加不当时，将产生弹性变形，加工完毕后，卸下零件，零件将恢复弹性变形产生三点变形，（见图2.2）。

为了减少夹紧力引起变形，可采用图2.3所示的软三爪夹紧方式，其受力分布（见图2.3）。

精加工时采用工艺凸台（3处）花盘压紧，使夹紧力对零件径向作用力为零。

3.切削力对变形的影响

车加工过程中，切削力的位置变化不大，因而切削力的大小随切削用量的变化而变化，因而引起零件的变形。

采取的措施：

①高系统刚性

夹具设计过程中适当增加底座的厚度，刀具设计过程中适当增加镗刀杆的强度。

②分阶段分工步去除余量

在精加工φa.b、φc.b、φe.f表面前增加半精加工工序，使余量分布更加合理。

机匣壳体组件加工工艺路线：

焊接→油路液压试验→灌蜡→粗车大端→车掉工艺边→钻大端面孔→研磨→精铣型面→精镗孔→钻径向螺纹孔→铣平面→打磨圆弧面→除蜡→冲洗油路→液压试验→最终检验

3 主要工序的加工方法

3.1 精车大端φa、b表面

机匣壳体的大端连接机匣，其尺寸φaφ196.837+0.029mm安装边厚度4±0.02mm时，其轴向尺寸工序间的余量分布见图3.1

3.1.1 确定封闭环

根据毛料测量基准，加工工艺基准，设计要求，油路壁厚3±0.27为封闭环，即nab=3±0.27（见图3.1，图3.2）。

①确定组成环

按图中尺寸工序间余量分布关系可知。

a1=20.2-0.1 a2=7.7-0.1 a3=6.7-0.05

a4=39-0.05 a5=23.3-0.05 a6=14.5+0.05

a7=4.5-0.05 a8=4.0±0.02 a9=14.5+0.05

②计算封闭环的尺寸，验证组成环的尺寸合理性。

a公称尺寸n

封闭环公称尺寸等于增环的公称尺寸之和减去减环公称的尺寸之和

n=∑a+-∑a-

=-（a2-+a1--a7+a9-）+（a1++a3++a5++a6++a8+）

=-（7.7+39+4.5+14.5）+（20.2+6.7+23.3+14.5+4.0）

=-65.7+68.7

=3

b 封闭环上偏差a

封闭环上偏差等于增环上偏差的代数和减去减环的下偏差的代数和

a=∑a+-∑a-

=（a1++a3++a5++a6++a8+）-（a2-+a4-+a7-+a9-）

=（0+0+0+0.05+0.02）-（-0.1-0.05-0.05-0）

=0.27

c 封闭环下偏差b

封闭环下偏差等于增环的下偏差的代数和减去减环的上偏差的代数和

b=∑b+-∑b

=-（b1++b3++b5++b6++b8+）-（b2-+b4-+b7-+b9-）

=（-0.1-0.05-0.05-0-0.02）-（0+0+0+0.05）