基于箱體類零件的復雜結構和精度要求，從工件特征、加工設備、工裝設計、刀具選擇和裝夾方式等方面進行工藝分析，通過加工技巧和實踐經(jīng)驗的應用，制定合理可行的工藝方案。

1  序言

箱體是工程機械傳動系統(tǒng)的核心零件，主要加工內容為平面和孔系，工件加工質量決定了機器的裝配精度和工作性能。下面從加工設備、工裝裝夾和刀具選擇等方面介紹箱體類零件的加工技巧和實踐經(jīng)驗，為其他類似件的加工提供借鑒。

2  工件特征

箱體為多面體結構，具有內部空腔，壁薄且壁厚分布不均勻，由灰鑄鐵HT250材料澆注而成?；诣T鐵具有良好的切削性、耐磨性和吸振性[1]，能夠滿足整機的強度和剛度要求。

箱體類零件結構復雜且不規(guī)則，圖1為后殼體結構，一次裝夾不能完成底部大平面的銑面和鉆孔，兩次裝夾影響平面加工精度。圖2為后箱體結構，工件定位后加工位置底部懸空面積大時，由于壁薄工件易變形，因此造成大平面平面度和銷孔位置度超差。同時，加工此類工件時，還應保證各孔位置度和同軸度精度要求。

鑄造毛坯一般留出單邊5mm的加工余量，考慮到后期加工工序壓裝工件，確定是否需要澆注出工藝凸臺，待所有工序加工完畢，根據(jù)裝配情況確定是否銑掉工藝凸臺。加工工藝按照粗精分開，先粗后精、先面后孔、科學集中的原則[2]，加工工序分為粗加工、半精加工和精加工，均衡各端余量。粗加工前后分兩次劃線，粗劃線是粗加工參照線，精劃線用于精加工找正工件。粗加工留出2mm的精加工余量，半精加工留出0.2～0.5mm的精加工余量。

為減少或消除工件的內應力影響、提升加工精度的穩(wěn)定性，毛坯鑄造、粗加工工序之后均需要進行時效處理。具體加工工序為：粗劃線→粗車各端→精劃線→半精加工、精加工兩端→加工側面。鉆孔時應避免半壁切削，保證重要孔加工精度，合理安排加工順序。閥芯孔如圖3所示，應先加工φ18H7孔，后加工側面2個φ18mm孔。

3  加工設備

在編制加工工藝時，工藝人員應對車間設備性能充分了解，根據(jù)工件的外形尺寸和設備的加工能力選擇合適的加工設備。粗加工選用立式車床；半精加工、精加工選用數(shù)控立式車床，加工兩端選用立式加工中心，加工側面選用臥式加工中心或臥式銑鏜床。對于加工中心，應按照周期校驗主軸的跳動。對于臥式加工中心，還應考慮工作臺的最小旋轉刻度單位，有些徑向孔中心線與工件中心線夾角角度是半度數(shù)，最小旋轉刻度單位是整數(shù)度的加工設備是不能滿足此類孔的加工精度的。在編制加工工藝時，工作臺按順時針或逆時針一個方向旋轉一周應完成工件所有周圈面的加工內容，這樣有助于保持臥式加工中心的旋轉精度，提高設備的使用壽命。各加工中心參數(shù)見表1。

4  工裝設計

考慮到工裝制造費用，專用工裝適用于批量化生產(chǎn)，一次找正工裝，工件按線找正即可加工，節(jié)省每個工件的找正時間，提高生產(chǎn)效率。確定加工設備后，根據(jù)設備工作臺T形槽間距確定工裝壓裝位置。工裝底胎選用不易變形的HT250材料，時效處理消除內應力再進行加工。后殼體裝夾如圖4所示，底胎要銑出工裝拉正面（圖4中黃色面）和工件找正面（圖4中綠色面，φ20mm銑刀銑槽）。定位元件（定位銷、定位軸和定位環(huán)等）選用45鋼，熱處理后提高硬度和耐磨性能；壓板和墊塊選用材料Q235或Q355。工裝底胎與工作臺接觸面積不易過大，設計成底面空心底胎；工裝與工件采用墊塊減少接觸面積，有利于保證工裝及工件平面度[3]。此外，工裝結構設計應避免與刀具或主軸干涉。當立式加工中心和臥式加工中心共用一套定位工裝時，由于臥式加工中心主軸與工作臺有一定距離，再結合工件加工范圍至工作臺的距離，因此需適當調整底胎高度。

5  刀具選擇

為提高加工效率，箱體大平面切削應選用切削效率高的面銑刀，帶有密封斜面的端面孔切削應設計復合刀具來取代小孔徑銑刀插補銑。銷孔直徑≥30mm則用鏜刀加工，銷孔直徑＜30mm則用鉸刀加工。

刀具方面主要考慮一些不常用的加工刀具，工件是否需要加工一些細長孔、大徑孔以及一些美英制螺紋孔等。零件設計圖樣簽收后，根據(jù)工件結構及加工內容，工藝人員應列出所有加工工序需要的刀具明細，根據(jù)刀具管理中心的刀具臺賬，排查出欠缺的刀具，除了采購一批標準刀具外，還應考慮是否需要加長桿或者是定制特殊刀具（例如加長刀具、大直徑鏜刀等）。加長桿是根據(jù)刀方的大小和使用長度確定的，由于加長桿太長容易振刀，因此加長桿的選用不是優(yōu)先考慮的。特殊刀具的制作周期較長，一般是1～2個月，要提前報刀具計劃，以免耽誤使用，影響產(chǎn)品交付。

6  裝夾方式

裝夾分為定位和夾緊，具體如下所述。

1）箱體定位方式一般分為止口定位、止口+定位銷定位、雙銷或雙心軸定位。止口定位即所謂的孔軸間隙配合。為保證快速定位，工件與定位銷或心軸定位長度不易過長，一般定位長度設為8～12mm。另外，常采用一圓柱銷加一菱形銷的組合形式，圓柱銷和菱形銷的布置形式應掌握以下要點：菱形銷的尖角指向圓柱銷的中心，雙心軸定位亦是如此。對于有高度差的雙心軸定位，在每批產(chǎn)品開始試加工時，通常把定位面用銑刀銑平一刀來保證高度差，消除工裝磨損帶來的加工誤差。雙心軸（雙銷）布置。

2）箱體裝配面背面5mm以上的邊緣寬度即可滿足普通壓板壓裝。當工件定位面與工裝定位面定位后發(fā)生翹曲時，可采用塞銅皮、紙屑等將翹曲消除后再進行壓裝。當定位面與工裝底胎接觸面較大時，應采用墊塊減少接觸面積，壓裝位置應為實點（壓板壓裝位置與墊塊統(tǒng)一），避免懸空壓裝導致工件變形。后箱體裝夾如圖6所示，為提高工件裝配面平面度和銷孔位置度，在工件薄弱、懸空位置處增設輔助支撐。

3）工件大平面需要銑削、鉆孔加工，兩次裝夾才能滿足加工要求。為提升大平面的平面度，采用過渡螺紋孔的方法即可一次裝夾完成加工。工裝3處窗口處紅色螺栓通過工件上預先加工出的M14-6H螺紋孔向下拉緊工件，待面、孔加工完成后，松開拉緊螺栓，再通過壓板壓緊加工面，將3處M14-6H螺紋孔擴至圖樣最終要求的φ16mm。

7  結束語

綜上所述，基于箱體類零件的結構和精度要求，得出以下經(jīng)驗和技巧。

1）鑄造毛坯留有足夠的加工余量并且粗、精加工分開。箱體類零件在粗加工、半精加工過程中，當重要加工面出現(xiàn)砂眼等鑄造缺陷時，兩相對面還有余量互借的余地。

2）首件試加工時，對于位置度要求嚴格的孔通常不采用極坐標編程方法，當三坐標檢驗出孔位置度超差時，可以采用更改坐標值的方法進行修正。

3）根據(jù)箱體類零件的結構復雜程度和加工內容，選擇合適的刀具和加工設備，設計最優(yōu)的定位和夾緊工裝，具體問題具體分析，一定能加工出合格的產(chǎn)品，大幅度提高生產(chǎn)效率。