《机械制造工艺》教案第12课编制箱体类零件机械加工工艺规程（一）.docx

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1、课题编制箱体类零件机械加工H艺规程(一)课时2课时(90min)教学目标知识技能目标：(1)了解箱体类零件的功用、结构特点和技术要求(2)掌握箱体类零件的材料、毛坯和热处理方法(3)掌握箱体类零件的加工方法素质目标：(1)养成坚持不懈、刻苦钻研、精益求精的工作作风(2)践行互帮互助、同甘共苦的团队精神教学重难点教学重点：箱体类零件的功用、结构特点和技术要求，箱体类零件的材料、毛坯和热处理方法，箱体类零件的加工方法教学难点：掌握箱体类零件的加工方法教学方法情景模拟法、讲授法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取

2、得联系，组织学生下载”项目工单一编制箱体类零件的机械加工工艺规程”，并根据任务工单迸行组内分工，同时提醒同学通过APP或其他学习软件，收集箱体类零件基础知识和加工方法的相关资料，并进行了解【学生】提前上网观看相关责料，熟悉教材考勤【教师】APP进行签到【学生】按照老师要求签到情景导入【教师】讲述“小张编制变速箱机械加工工艺规程”案例，并提出问题：箱体类零件的结构特点是什么？【学生】聆听、思考、讨论、回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解箱体类零件的功用、结构特点和技术要求，箱体类零件的材料、毛还和热处理方法，以及箱体类零件的加工方法等知识一、箱体类零件的基础知识(一)箱体类零

3、件的功用及结构特点1.箱体类零件的功用箱体类零件是机器或部件的重要基础件，其功用是把有关零件连接成一个整体，使它们之间保持正确的相对位置，并按照一定的传动关系协调地工作。2.箱体类零件的结构特点箱体类零件的结构一般较为复杂。不同功用箱体类零件的结构差异很大，但它们仍有一些共同特点：内部呈型腔、形状复杂、壁薄且厚度不均匀、加工部位多、加工量大；壁上有很多不同功用、不同精度要求的加工平面和孔（孔系），如各种定位基面、支承面、轴承孔、紧固孔等。其中，定位基面和轴承孔的加工精度要求较高。【教师】通过多媒体展示“常见箱体类零件”图片，井进行讲解常见箱体类零件有主轴箱、进给箱、变速箱、泵壳、减速箱等。根据

4、结构形式的不同，箱体类零件可分为整体式箱体和分离式箱体两类.前者是整体铸造、加工而成的，加工较困难，但装酉痢度高；后者各组成部分可分别制造，便于加工和装配，但增加了装配工作量。（二）箱体类零件的技术要求【教师】通过多媒体展示“某车床主轴箱”图片，并进行讲解箱体类零件中，机床主轴箱的技术要求最高。现以某车床主轴箱为例，可把箱体类零件的技术要求归纳为孔的尺寸精度和形状精度、孔与孔的位置精度、孔与平面的位置精度、主要平面的精度和表面粗糙度五项。1 .孔的尺寸精度和形状精度主轴箱上轴承孔的尺寸误差和形状误差会影响轴与孔的配合以及轴的回转。一般机床主轴箱轴承孔的尺寸精度为IT6,其余孔的尺寸精度为IT6

5、-7;孔的形状精度除特殊规定外，一般控制在尺寸公差范围内即可。2 .孔与孔的位置精度主轴箱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上之后产生歪斜，致使主轴产生径向跳动和轴向窜动，从而加剧轴承的磨损。因此，同一轴线上各孑序同轴度公差一般约为最小尺寸公差的一半，孔端面对轴线的垂直度公差一般约为00150.02mm0孔系之间的平行度误差会影响齿轮的啮合质量，也应规定相应的精度要求.3 .孔与平面的位置精度主轴箱上各轴承孑L装酉谨面间的平行度决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。这项位置精度是在装配过程中通过刮研达到的。为了确定刮研工作量，一般都要规定轴承孔对装配基面

6、的平行度公差。4 .主要平面的精度主轴箱底面与装配基面的平面度会影响主轴箱与床身连接时的接触刚度，若加工过程中装配基面还作为定位基面，则会影响主要孑L的加工精度。因此，规定底面和装配基面必须平直，且相互垂直，其平面度和垂直度公差等级为55 .表面粗糙度主轴箱上的重要孑厢主要表面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质和接触刚度，一般要求轴承孔的表面粗糙度Ra为0.4m,其他各纵向孔的表面粗糙度Ra为1.6m,孔端面的表面粗糙度Ra为3.2m,装配基面和定位基面的表面粗糙度Ra为0.632.5m,其他平面的表面粗糙度Ra为2.510m.（三）箱体类零件的材料、毛坯及热处理1 .箱体类零件的材料箱体类零

7、件一般采用铸铁，其牌号可根据需要选用HT200HT400,其中最常用的是HT200此外，还可采用铝合金、铸钢、钢板或其他材料。2 .箱体类零件的毛坯箱体类零件的毛坯一般采用铸件和焊接件两种.对于金属切削机床的箱体类零件，由于形状较为复杂，一般选择铸铁件作为毛坯；对于动力机械的箱体类零件，要求结构紧凑、体积小、质量轻，可选择铝合金压铸件作为毛坯；对于承受重翔口冲击的工程机械、锻压机床等的箱体类零件，可选择铸钢件或钢板焊接件作为毛坯；对于一些简单箱体类零件，常选择钢板焊接件作为毛坯。3 .箱体类零件的热处理热处理是箱体类零件加工过程中十分重要的工序。由于箱体类零件结构复杂，壁厚也不均匀，因此在铸造

8、时会产生较大的残余应力。为了消除残余应力，减小加工后的变形和保证精度的稳定，在铸造之后必须安排人工时效处理.对于普通精度的箱体类零件，铸造之后安排一次人工时效处理；对于高精度或形状复杂的箱体类零件，粗加工时还要再进行一次人工时效处理;对于精度要求不高的箱体类零件，可不进行人工时效处理，可利用加工间隙进行自然时效处理。二、箱体类零件的加工方法箱体类零件的加工主要是一些平面和孔系的加工。【教师】提出问题：箱体类零件常用的加工方法有哪些？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答，并讲解新知(一)平面加工方法平面加工方法有很多，如刨削、铳削、磨削、拉削、刮研、研磨、超精加工、抛光等，常用的有刨削

9、、铳削和磨削三种。具体采用哪种加工方法取决于箱体类零件的形状、尺寸、材料、技术要求、生产类型及企业现有设备等。1 .刨削【教师】通过多媒体展示“刨削的应用范围”图片，并进行讲解刨削是指用刨刀对工件做水平相对直线往复运动的机械加工方法.刨削不仅可用来加工水平面、垂直面、台阶面和斜面等，还可用来加工直槽、T形槽、燕尾槽和成形槽等。刨削的尺寸精度一般为IT7IT9,表面粗糙度Ra为1.66.3m0刨削所用机床和刀具的结构比较简单，制造安装方便，调整容易且通用性强。但每个直线往复运动回程中不进行切削，加工过程不连续且冲击较重。刨削常用单刃刨刀切削，刨削量较少，因此加工效率较低。刨削通常用于单件小批生产

10、中加工狭长平面。【教师】提出问题：什么是插削？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答插削与刨削类似，但插削主要是用插刀对工件做垂直相对直线往复运动。插削主要用于加工工件的内表面，如孔内单键槽、花键孔、方孔、五边形孔等。2 .铳削【教师】扫码播放“铳削的方式”视频，并提出问题：什么是铳削？【学生】观看、思考、回答【教师】总结学生的回答，并讲解新知铳削是指铳刀旋转做主运动，工件或铳刀做进给运动的机械加工方法。铳削除了主要用于加工平面外，还适用于加工键槽、沟槽、台阶面、成形表面(如齿轮表面、曲面)等。【教师】通过多媒体展示“铳削的应用范围”图片，并迸行讲解铳削的尺寸精度一般为78,表面粗糙度

11、Ra为1.66.3m铳削时，铳刀的每个刀齿做周期性断续切削运动，利于铳刀的散热和切屑的排出，因此铳削可以采用较大的切削用量，是一种较为高效的机械加工方法。但由于每个刀齿的切削厚度和切削力大小是不断变化的，因此工件和刀齿会受到周期性的冲击和振动.这不仅会影响工件的表面质量，还会降低铳刀的寿命，所以铳削常用于工件的粗加工和半精加工。【教师】通过多媒体展示“组合铳削”图片，并进行讲解对于尺寸较大的箱体类零件，可采用多轴龙门铳床进行组合铳削。3 .平面磨削对于精度要求高的平面和淬火零件的平面，需要采用平面磨削方法来加工。平面磨削主要在平面磨床上进行。磨削平面时，一般以一个平面为定位基准,磨削另一个平面

12、。两个平面如果都要求磨削，则可互为定位基准来反复磨削。【教师】通过多媒体展示“组合磨削”图片，并进行讲解箱体类零件的生产批量较大时，常用平面磨削来精加工。平面磨削的尺寸精度一般为46,表面粗糙度Ra为0.321.25m0为提高生产率和保证平面间的位置精度，还常采用组合磨削来精加工。根据砂轮工作面的不同，平面磨削可分为周磨和端磨两类。1）周磨【教师】通过多媒体展示“周磨”图片，并讲解周磨的概念及适用范围周磨是指用砂轮的圆周面来磨削平面的方法。采用周磨加工工件时，砂轮与工件的接触面小，发热量小，磨削区散热与排屑条件好，砂轮磨损较为均匀，因而加工表面的加工精度和表面质量较高。但这一磨削方式中,磨削力

13、易使砂轮主轴弯曲变形，因而要求砂轮主轴具有较高的刚度.周磨适用于成批生产中加工对精度要求较高的平面。2）端磨【教师】通过多媒体展示“端磨”图片，并讲解端磨的概念及适用范围端磨是指用砂轮的端面来磨削平面的方法。采用端磨加工工件时，磨头轴伸出长度短，刚度好，磨头主要承受轴向力，弯曲变形小，因而可选用较大的磨削用量。砂轮与工件的接触面大，同时参加磨削的磨粒多，生产率高。但砂轮端面沿径向各点圆周速度不等会造成磨损不均匀，散热与冷却条件差，因此加工表面的加工精度和表面质量较低。端磨适用于大批生产中加工对精度要求不太高的平面。（二）孔系加工方法【教师】提出问即：什么是孔系？孔系有哪些类型？【学生】聆听、思

14、考、回答【教师】总结学生的回答，并讲解新知箱体类零件上一系列有位置精度要求的孔称为孔系。它可分为平行孔系、同轴孔系和交叉孔系。孔系加工是箱体类零件加工的关键。生产类型和孔系精度要求不同，孔系加工方法也不相同。1.平行孔系的加工平行孔系是指轴线互相平行且孔距有精度要求的一系列孔。生产中，保证平行孔系孔距精度的方法主要有找正法、道模法和坐标法三种。1）找正法找正法是指在通用机床（铳床、镶床）上利用辅助工具找到要加工孔正确位置的加工方法。这种方法具有较彳氐的加工效率，一般只适用于单件小批生产。根据找正方法的不同，找正法又可分为以下几种.（1）划线找正法。加工前按图样要求，在毛坯上划出各孔加工位置线，

15、然后按划线一找正。这种方法的划线和找正时间较长，生产率低，加工出来的孔距精度也低，一般在0.05mm左右。为提高划线找正精度，往往要结合试切法进行，即先按划线找正并控出一个孔，再按划线将主轴调至第二个孔的中心，试键出一个比图样小的孔。若不符合图样要求，则根据测量结果重新调整主轴的位置，再进行试键、测量、调整，如此反复几次，直至达到图样要求的孔距尺寸要求。这种方法虽比单纯的划线找正所得到的孔距精度高，但孔距精度仍然较低，且操作的难度较大。【教师】通过多媒体展示“心轴和量块找正法”图片，并进彳五并解（2）心轴和量块找IE去。键第一个孑曲将心轴插入键床主轴中，然后根据孑丽定位基准的距离组合一定尺寸的量块来校正主轴位置，校正时用塞尺测定量块与心轴的间隙，以免量块与心轴直接接触而发生损伤。链第二个孔时，分别在键床主轴和已力QI孑冲插入心轴，采用同样的方法来校正主轴位置，以保证孑通度。这种方法获得的孔距精度可达03mm。【教师】通过多媒体展示“样板找正法”图片，并进行讲解（3）样树迎丸利用精圜曲的样板确跑QI位置用1020mm厚的钢板制成样板,并将其装在垂直于各孔的端面上（或固定于机床工作台上）样板上孔距精度比箱体类零件上孔系的孔