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西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订现以中批生产的主轴箱箱体机械加工工艺规程的制订为例，简要介绍成批生产条件下制订工艺规程的方法和要点。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床

主轴箱箱体工艺规程的制订步骤➢主轴箱箱体的结构特点及技术条件分析➢毛坯分析➢定位基面的选择和加工顺序的安排➢加工方法的选择➢热处理工序的安排➢检验工序的安排➢工艺过程的拟订➢加工余量的决定➢工艺尺寸的计算

➢确定切削用量、时间定额和填写“机械加工工艺卡片”等工艺文件西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢主轴箱箱体的结构特点及技术条件分析车床主轴箱箱体是车床几个箱体中精度要求最高的一个，主轴箱箱体的加工质量就成为车床制造

中很重要的一环。主轴箱体上有与床身导轨面结合的平面、装手柄的平面及其他平面，以及一些孔系和端面。大多数箱体内部还有隔板，而且体积较小，在一般情况下它的刚性是比较高的。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺

规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢主轴箱箱体的结构特点及技术条件分析主要的技术条件有：✓轴孔精度——轴孔的尺寸精度和形状精度对轴承的配合质量有很大的关系，因而也对轴的回转精度、传动平稳性、噪音、轴承寿命有重大影

响✓轴孔的位置精度——同一轴心线上个轴孔的同轴度和端面对轴心线的垂直度误差，会使轴承歪斜，影响轴的回转精度和轴承的寿命。轴心线间的平行度误差会影响轴上的齿轮的啮合质量西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢主轴箱

箱体的结构特点及技术条件分析主要的技术条件有：✓平面的精度——装配基面的平面度不但影响主轴箱与床身的接触质量，而且在加工过程中作为定位基面时更直接影响轴孔的加工精度。✓表面粗糙度西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢主轴箱箱体的结构特点及

技术条件分析✓轴孔精度——主轴箱体轴孔的公差、粗糙度、形状精度都要求较高，尤其以主轴孔要求最为高。其尺寸精度为标准公差6级，其余轴孔为标准公差6～7级。轴孔的形状精度，凡未作为特殊规定的，一般在其尺寸公差范围内。对主轴孔常常单独规定圆度和素线平行度的允差，一般不超过

孔径尺寸公差之半。如：轴线Ⅳ--Ⅳ上的主轴孔1406J1606J1806J、、的圆度和素线平行度误差均在0.01mm。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢

主轴箱箱体的结构特点及技术条件分析✓轴孔的位置精度——轴心线之间的距离偏差对渐开线齿轮来讲影响较小，要防止距离过小，使齿轮啮合时没有齿侧间隙，甚至要咬死。此外车床主轴箱箱体通过底面D和导向面E和床身连接,是主轴箱箱体零件的装配基准，他们决定了主轴轴心线对床身导轨的位置关

系。主轴轴心线对装配基准的距离偏差和平行度误差,与装配时的刮研劳动量有关。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢主轴箱箱体的结构特点及技术条件分析✓轴孔的位置精度零件图中规定：主

轴孔、、的同轴度公差为0.008mm;各轴孔轴线之间的尺寸公差为左右；各轴孔轴线之间的平行度大多是：在300mm长度上公差为0.03mm;主轴孔端面与轴线的垂直度公差为0.015～0.02mm；主轴孔轴线对装配基面的平行度在650mm长度上公差

为0.03mm，并且只允许主轴前端向上和向前(在垂直和水平两个方向上)。1406J1606J1806J西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢主轴箱箱体的结构特点及技术条件分析✓平面的精度——规定底面D

和导向面E必须平直:并用涂色法检验它们和标准平面的接触面积，另外还规定了D面和F面的垂直度公差。对于主轴箱的顶面B亦有平面度的要求。这里有两种情况：一种情况是顶面的平行度只是为了保一证顶面和主轴箱盖的密封性，以防止在工作时润滑油漏出；另一种情况是在加工过程中以顶面作为统一基准，这时对顶面的

平面度的要求就更高一些。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢主轴箱箱体的结构特点及技术条件分析✓表面粗糙度——主轴孔的粗糙度为Ra≤0.63～2.5，其余轴孔的粗糙度为Ra≤2.5,装配基面和定位基面的表面粗糙度为Ra≤2.5～5(刮研

加工)，其他平面的粗糙度为Ra≤2.5～10。可见，主轴箱箱体的主要加工表面是平面和孔。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢毛坯分析零件材料为HT24-40铸件。根据制造厂

现有的毛坯生产条件和主轴箱箱体零件属中批生产类型的生产纲领，因而采用木模手工造型的方法生产毛坯。这种毛坯的精度低，尤其是铸孔的形状精度和位置精度低，所留余量多而不均匀。选择粗基准时，应特别注意加工表面上的余量分配以及与不加工表面的位置和尺

寸要求。并且，还必须注意合理安排消除毛坯内应力的热处理工序。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢定位基面的选择和加工顺序的安排主轴箱箱体孔系加工的要求高，需要经过多次安装，所以有可能也有必要

采用面积分布较大的平面作为统一基准，通常有两种不同的考虑:(1)用底面D及导向面E作为统一基准；(2)在大批量时，用顶面及两销孔作为统一基准，镗孔用的中间支承直接固定在夹具底板上。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订

➢定位基面的选择和加工顺序的安排(1)用底面D及导向面E作为统一基准——定位基面与装配基面(设计基面)相重合，避免了基准不重合误差；箱体的顶面开口向上，也便于在加工过程中测量孔径，安装、调整刀具和观察加工情

况。但是由于箱体内部隔板上也有精度要求高的轴孔，在加工这些轴孔时，会因刀杆伸出过长，易于弯曲变形，不能保证轴孔加工精度，这时就必须在箱体内加中间支承西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺

规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢定位基面的选择和加工顺序的安排因此中间支撑只能如右图所示那样从箱体顶面的开口处伸入箱体内。每加工一个工件，吊模就要装拆一次。这种活动结构镗模加工精度，当然要比固定结构拉模的加工精度要低一些，且需要装卸吊模的辅助时间。西安交通大学先进制

造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢定位基面的选择和加工顺序的安排(2)在大批量时，可采用右图所示的定位方案和夹具结构，即改用顶面及两销孔作为统一基准，镗孔用的中间支承直接固定在夹具底板上。这样，上述加

工精度低和辅助时间长的问题就解决了。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢定位基面的选择和加工顺序的安排✓这种定位方法在加工过程无法观察加工情况、测量孔径和调整刀具，因而要求采用

定尺寸刀具直接保证孔的尺寸精度；✓因切屑全部落在镗模底板上，在装卸工件时，必须注意清除切屑，以避免影响定位精度；✓必须提高作为定位面的顶面的加工精度，其中两个定位销孔或是额外加工(此时称工艺孔)，或需把原有的孔的加工精度提高。现若根据

工厂生产经验和对上述两方案所需工艺成本的估算，采用第(1)方案较为经济合理。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢定位基面的选择和加工顺序的安排选择主轴箱箱体加工的粗基准时应考虑的问

题主要是：✓主轴孔是该箱体中要求最高的孔，粗基准的选择应保证主轴孔的加工余量均匀，孔壁厚薄均匀；✓保证所有轴孔都有适当的加工余量和适当的孔壁厚度，保证底面和导向面有足够的加工余量；✓保证箱体内壁与装配时的装入零件(主要是齿轮)之间有足够的间隙。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规

程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢定位基面的选择和加工顺序的安排▪由于该箱体零件又是形状复杂、尺寸较大的铸件，所以成批生产条件下粗加工时利用划线找正较易解决上述问题，也就是要以主轴孔及其轴心线为

粗基准进行划线。▪结合粗、精基准面的选择，箱体类零件的加工顺序总是先加工平面再加工孔系，先加工主要表面再加工次要表面，并应提高作为精基面的D面和E面的加工情度。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工方法的选择在成批生产条下，平面加工通常

有三种方案：粗刨精刨粗铣精铣粗铣磨（粗磨和精磨）方案1方案2方案3西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工方法的选择在成批生产条下，主轴孔和其余轴孔的加工通常有两种方案：粗镗精镗方案

1粗镗半精镗方案2精镗细镗金刚镗或滚压西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工方法的选择▪加工一般平面用粗铣——精铣，定位用的统一基准面（D面和E面）用粗铣——半精铣

——粗磨——精磨方案，以达到高的生产效率和高的定位精度。▪孔系加工决定采用粗镗——半精镗——精镗（精铰）方案，由于主轴孔的加工精度和表面粗糙度的要求比其余州还要高，所以决定用粗镗——半精镗——精镗——浮动镗（亦称铰孔）方案，即以浮动镗作为轴承孔的终加工工序。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制

订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工方法的选择用浮动镗刀镗孔浮动镗刀镗高精度孔比用铰刀铰孔和单刃镗刀镗孔都有利于保证高尺寸精度和低表面粗糙度，所以是机床制造厂用的较多的一种方法(右图)西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订

机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工方法的选择浮动镗刀块把浮动镗刀块安装在镗杆的长方形孔中，不作紧固，使它能在长方孔中浮动，其加工余量一般为0.03～0.07mm,镗刀块就在镗杆杆的方孔中按孔的加工余量自动定心，并进行切削和产生挤压作用。西安交通大

学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工方法的选择▪在进行粗镗时，可先用样板在经过精铣的端面上划出各轴孔的加工线，以代替镗模，节省制造镗模的费用和缩短工艺装备的制造周期，并可提提高粗

镗工序的位置精度；▪精镗采用专用锤模，使孔系的位置精度只取决于这种镗模和镗杆的制造精度，就可利用一般制造精度而生产效率较高的组合机床来完成精镗孔孔系工序。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主

轴箱箱体工艺规程的制订➢热处理工序的安排主轴箱箱体是加工要求较高的基准件，又是形状复杂的铸件，必须消除内应力，防止加工和装配以后产生变形，所以应合理安排时效处理工序，一般精度的机床铸件可以采用自然时效

和人工时效两种方式。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢热处理工序的安排此处就容许主轴箱箱体在粗加工前即在毛坯铸造后进行人工时效，消除铸件内应力，以免除箱体在机械加工车间和热处理车间之间的运输

劳动量。为了进一步消除粗加工后的内应力，故将粗、精加工分开，并在粗加工以后精加工以前，把工件存放一段时间，使之产生自然时效的作用，以利于保持精加工的质量。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢检验工序的安排

由于加工方案中已拟订两次划线工序，各轴孔除经过用样板划线外还要由镗模进行调整法加工，所以只考虑安排一次最终检验，按零件图要求进行检验。➢工艺过程的拟订经过对上述问题的分析、研究和评比、估算以后，就可尽量考虑工序的集中，减少安装和调整的次数，以利于保

证加工表面间的位置精度。经过综合分析和调整，就得到中批生产条件下的主轴箱箱体机。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工余量的决定平面采用单边余量

，孔采用直径上的双边余量。由于此处均为简一单情况下的余量问题，所以可直接由《金属机械加工工艺人员手册》(或《机械制造工艺设计手册》)等结合生产经验进行选取。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺

规程的制订➢加工余量的决定序号工序名称工序内容及要求基面设备1铸造2热处理人工时效，消除内应力3上底漆4划线1.按图纸外形尺寸及轴孔位置划出Ⅳ孔中心线2.划出B、D、E、F各面加工线及找正线3.根据内

部轴承档位置及内腔壁划出A、C两面加工线及找正线主轴孔轴线划线平板西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工余量的决定序号工序名称工序内容及要求基面设备5铣顶面1.粗铣B面2.精铣B面以F面为安装基准面，找正中

心线垫平端面铣床6铣侧面和定位面1.粗铣F面及G面2.精铣D面，半精铣D、F面，铣沉割槽以B面为安装基面，找正中心线专用龙门铣床7磨定位面1.粗磨D及E面2.精磨D及面E以B面为安装基面，找正E面专用磨床西安交通大学先进制造技术研

究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工余量的决定序号工序名称工序内容及要求基面设备8铣端面粗精铣A、C面D面和E面端面铣床9划线用样板划出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轴孔加工线划线平板10粗镗1.由C面粗镗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各孔，留双边余量4～5mm2.由A

面粗镗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各孔，留双边余量3～4mmD面和E面及C面卧式镗床西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工余量的决定序号工序名称工序内容及要求基面设备11油漆全

部油漆自然时效12半精镗和钻扩铰1.由C面钻扩铰Ⅶ、Ⅷ两孔；2.由F面钻扩铰Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ各孔，钻Ⅻ孔；3.由A面半精镗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各孔并精铰Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各孔。钻扩铰Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ各孔D面、E面及C面镗孔组合机床西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工

艺规程的制订➢加工余量的决定序号工序名称工序内容及要求基面设备13浮动镗用浮动镗刀块精镗主轴孔ⅥD面、E面及C面卧式镗床14钻孔钻、攻全部光孔和螺孔；钻扩铰Ⅻ孔立式钻床15磨侧面粗精磨F面D面和F面导轨磨床西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订

机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢加工余量的决定序号工序名称工序内容及要求基面设备16去毛刺倒棱、去毛刺钳工台17检验按零件图要求进行最终检查检验平板18涂油除锈斑、清洗上油入库西安交通大学先进制

造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢工艺尺寸的计算车床主轴箱箱体轴孔中心线位置关系在主轴箱箱体的零件图上，各轴孔的位置已换算成从一原点(某一轴孔的中心或箱体上两个加工平面

的交点)出发的坐标尺寸。例如，主轴轴孔Ⅳ的位置是以底面D和导向面E的交点O为原点来标注坐标尺寸的。而轴孔Ⅲ、Ⅴ在水平方向上的尺寸，又以轴孔Ⅳ的中心为原点来标注的(右图)。西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规

程的制订➢工艺尺寸的计算车床主轴箱箱体轴孔中心线位置关系现就以这三个轴孔坐标尺寸换算为例，进行工艺尺寸的计算：（1）确定轴孔Ⅳ相对于D面和E面的交点O的坐标尺寸公差——取经济公差：0IV1750.05x=—0IV2500.05y=—，西安交通大学先进制造技术研究所第

六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢工艺尺寸的计算车床主轴箱箱体轴孔中心线位置关系现就以这三个轴孔坐标尺寸换算为例，进行工艺尺寸的计算：（2）以轴孔Ⅳ为坐标原点，计算轴孔Ⅲ和轴孔

Ⅴ的坐标尺寸和公差：，轴孔Ⅲ的坐标尺寸为：IVV84.228x=—IVV250123.171126.829y=−=—西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢工艺尺寸的计算车床主轴箱箱体轴

孔中心线位置关系现就以这三个轴孔坐标尺寸换算为例，进行工艺尺寸的计算：（2）以轴孔Ⅳ为坐标原点，计算轴孔Ⅲ和轴孔Ⅴ的坐标尺寸和公差：，轴孔Ⅴ的坐标尺寸为：IVV14.676x=—IVV250118.818131.182y=

−=—西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢工艺尺寸的计算设计上Ⅳ-Ⅲ的中心距IIIV84.22814.67698.904x=+=—IIIV123.171118.8184.353y=−=—IVIIIx—IVIIIy—

152.250.05IVVx—IVVy—1320.105990.09此处通过来保证的要求，通过和来保证的设计要求，而设计上Ⅲ-Ⅴ为组成环最多的封闭环，和所以应由此决定坐标尺寸的公差：Ⅳ-Ⅴ的中心距中心距西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主

轴箱箱体工艺规程的制订➢工艺尺寸的计算以表示Ⅲ轴孔与Ⅴ轴孔的中心距，则：IIIVR—()()222IIIVIIIVIIIV()Rxy=+———微分后()()IIIVIIIVIIIVIIIVIIIV''IVIIIIVVIIIIV2()()2()21()()2(0.09)99()0.08698.904

4.353RdRxdxyTxTxTy=+===+————————（0.086）=0.043西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢工艺尺寸的计算I

VV'IVIII'IVV131.1820.0430.04750.105126.8290.036131.1820.05ydyy====———0.043（131.182+14.676）（132）=132若取IIIVI

IIV()()dxdy=——则IIIVIIIV(0.09)99()()0.08698.9044.353dxdy==+——西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢工艺尺寸的计算IIIVx—IIIVy—IVIIIIVV1(

)()2TxTx==——（0.086）=0.043IVIIIIVV1()()2TyTy==——（0.086）=0.043再按等公差法求和的组成环的公差：西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺

规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢工艺尺寸的计算所以坐标尺寸及其公差为：IVIII84.2280.043x=—IVV14.6760.043x=—IVIII126.8290.043y=—IVV131.1820.043y=—IVIIIx—IVIIIy—152.250.05I

VVx—IVVy—1320.105以上和也是的组成环，和也是的组成环，都是公共环，所以应分别予以验算西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢工艺尺寸的计算可见封闭环152.25

0.05有超差的危险，所以应由此重新分配公差：0.05960.05d=0.043（84.228+126.829）（152.25）=152.250.04750.105d=0.043（131.182+14.676）（132）=132IVIIIIVV0.05(152.25)()()0

.03684.228126.829dxdy===+——西安交通大学先进制造技术研究所第六节制订机械加工工艺规程实例例子：车床主轴箱箱体工艺规程的制订➢工艺尺寸的计算故应取：'IVIII84.2280.036x=

—'IVV14.6760.05x=—'IVIII126.8290.036y=—'IVV131.1820.05y=—在将此换算结果标成直角坐标标注，如右图所示车床主轴箱箱体轴孔中心线坐标尺寸换算结果