畸形零件加工实例详解

1.蜗轮壳体的加工

如图5-19所示的蜗轮壳体，在车床上的加工内容及要求如下。

图5-19 蜗轮壳体

（1）车削加工内容及技术要求

1）两孔的尺寸精度分别为ϕ55H7和ϕ52J7。

2）ϕ52J7孔轴线与ϕ82mm端面的距离为（80±0.1）mm。

3）ϕ82mm端面相对于ϕ55H7孔轴线的垂直度公差为0.05mm。ϕ130mm端面相对于ϕ82mm端面的平行度公差为0.05mm。

4）ϕ52J7孔轴线与ϕ55H7孔轴线的距离为（60±0.08）mm，ϕ52J7孔轴线与ϕ55H7孔轴线的垂直度公差为0.05mm。

（2）工艺分析

1）蜗轮壳体形状复杂，采用铸造毛坯，材料为HT200，在切削加工前进行退火处理，消除铸件内应力。

2）为保证零件的加工质量，车削前需划出工件的加工轮廓线、孔中心线及侧素线，保证孔的加工余量及尺寸均匀。

3）用单动卡盘装夹ϕ130mm外圆，按划线找正侧素线和ϕ55H7孔的中心线，在一次装夹中完成ϕ55H7孔、ϕ82mm端面及ϕ70mm端面的车削，保证ϕ82mm端面对ϕ55H7孔轴线的垂直度公差为0.05mm。

4）用ϕ55g6心轴装夹，以ϕ55H7孔和ϕ82mm端面定位，车ϕ130mm端面。

5）在花盘角铁上，以ϕ55H7孔和ϕ82mm端面定位，用可调浮动支承按划线找正ϕ52mm孔中心线，如图5-20所示。车削ϕ52J7孔及ϕ82mm端面，保证ϕ52J7孔轴线与ϕ55H7孔轴线的距离为（60±0.08）mm，ϕ52J7孔轴线与ϕ82mm端面的距离为（80±0.1）mm。

图5-20 在花盘角铁上加工蜗轮壳体

1—可调浮动支承 2—平衡块 3—螺母

在花盘上装角铁和定位心轴时，测量方法如图5-21所示。

中心高可用量块测量，中心距可用千分尺测量，测量值可按下式计算：

h=H-D/2

M=L+（D+d）/2

式中 h——中心高测量值（mm）；

M——中心距测量值（mm）；

H——工件孔的中心高（mm）；

L——两孔中心距（mm）；

D——主轴专用心轴直径的实际尺寸（mm）；

d——定位心轴被测部分直径的实际尺寸（mm）。

图5-21 定位心轴的测量方法

2.齿轮泵体的加工

如图5-22所示的齿轮泵体，在车床上的加工内容及要求如下：

图5-22 齿轮泵体

（1）车削加工内容及技术要求

1）泵盖接触面D与底面C的垂直度公差为0.02mm。

2）2×ϕ48^+0.105_+0.080mm孔轴线对ϕ21^+0.021₀mm孔轴线和对ϕ18^-0.045_-0.072mm孔轴线的同轴度公差为ϕ0.015mm。(www.xing528.com)

3）泵盖接触面D底平面相对于C面的垂直度公差为0.02mm。

4）两齿轮孔轴线的距离为40^+0.039₀mm。

5）ϕ21^+0.021₀mm孔轴线相对于底平面C的平行度公差为0.02mm/55mm，相对于D平面的垂直度公差为ϕ0.015mm。

6）ϕ18^-0.045_-0.072mm孔轴线相对于ϕ21^+0.021₀mm孔轴线的平行度公差为0.02mm/55mm，相对于D平面的垂直度公差为ϕ0.015mm。

7）2×ϕ48^+0.105_+0.080mm孔底平面相对于ϕ21^+0.021₀mm孔轴线的轴向圆跳动公差为ϕ0.012mm。

8）主要表面粗糙度值为Ra1.6μm、Ra3.2μm。

（2）工艺分析

1）齿轮泵体采用铸造毛坯，材料为HT250，形状复杂，在切削加工前进行退火处理，以消除铸件内应力。

2）为保证零件的加工质量，车削前划出工件的加工轮廓线、孔中心线及圆周线，保证零件加工余量及尺寸均匀。

3）底平面C在车削加工前要经过铣削和磨削加工，而且面积较大，可作为主要的定位基准，有利于车削加工的稳定可靠。同时选择加工过的2×ϕ6.2^+0.058₀mm销孔作为定位基准孔，形成“两销一面”的定位方式。

4）车削2×ϕ48^+0.105_+0.080mm和ϕ18^-0.045_-0.072mm的装夹方法如图5-23所示。

图5-23 在花盘角铁上加工齿轮泵泵体2×ϕ48^+0.105_+0.080mm和ϕ18^-0.045_-0.072mm的装夹方法

齿轮泵泵体用四个六角头螺栓紧固在角铁底平面上，两个紧固螺钉支承在工件的两侧，以增强车削时的稳定性。

角铁在花盘上正确位置的找正方法如下：首先用专用心轴及量块调整角铁平面至主轴轴线距离至84.35⁰_-0.02mm；然后在角铁底平面装一平尺，用于找正角铁水平位置时作定位基准。这样角铁在花盘上的正确位置就比较容易确定了。

找正角铁面上两定位孔相对于车床主轴轴线对称度的方法如下：中心高找正后，在角铁上两定位销孔内装入两根测量棒，量棒的一端做成小锥度，保证与孔无间隙配合，另一端做成等直径尺寸，转动花盘，使角铁面与主轴轴线垂直，用指示表找正测量棒使之成水平位置，并记录指示表读数。退出床鞍，转动花盘180°，按上面方法使另一根测量棒呈水平位置，记录指示表读数，比较两者读数是否一致，不一致时继续找正调整直至一致为止。固定角铁后，在角铁侧面装上两个定位元件，以保证角铁在垂直平面内移动保持位置不变。

5）车削ϕ48^+0.105_+0.080mm和ϕ21^+0.021₀mm的装夹方法如图5-24所示。

图5-24 在花盘角铁上加工齿轮泵泵体ϕ48^+0.105_+0.080mm和ϕ21^+0.021₀mm的装夹方法

为了减少装夹误差，车削基准孔A时，工件在角铁上的装夹位置不变，只需松开4个固定角铁的螺栓，使角铁沿两定位元件移动，并在角铁底面与平尺之间垫入组成尺寸为40^+0.02_+0.01mm的量块或等高块，然后固定角铁，取出量块，装上平衡块后即可车削基准孔A及齿轮孔ϕ48^+0.105_+0.080mm。

（3）加工工艺 齿轮泵体的加工工艺见表5-2。

表5-2 齿轮泵体的加工工艺

特别注意：经过工序7的加工，直接得到的尺寸是底面C到基准孔B的轴线距离，而设计尺寸44.5^-0.15_-0.25mm是间接获得的，即出现了基准不重合误差问题。为保证设计尺寸要求，需要计算出直接得到的尺寸数值后，方可进行加工，以便于控制工件的加工质量。

（4）精度检查

1）2×ϕ48^+0.105_+0.080mm、ϕ21^+0.021₀mm、ϕ18^-0.045_-0.072mm孔径可用内径指示表检测。

2）基准孔A、B轴线距尺寸44.5^-0.15_-0.25mm、40^+0.039₀mm的检查：将工件的C面作为基准放置在测量平板上，用杠杆指示表找正基准孔A的轴线使之与平板平行，用量块组成尺寸33.85mm（即）放到平板上，杠杆指示表测头接触孔A的下素线，调整其指针至零位，移动指示表至量块面，根据指示表指针显示数值判断轴距合格与否。

在上面测量的基础上，调整量块与基准孔A下素线等高。之后再把41.523mm量块组放到原量块组上。用杠杆指示表找出基准孔B的下素线，并调整指针至零位，移动指示表到增高后的量块面上，根据指示表指针显示数值判断轴距的合格与否。

3）基准孔A轴线相对于底平面C的平行度误差的检测。如图5-25所示。将工件直接放在测量平板上，用杠杆指示表在距离为18mm的两个位置上测得读数分别为M₁=+0.003mm、M₂=+0.007mm，则平行度误差为

说明误差f=0.0122mm/55mm＜0.02mm/55mm

4）基准孔A轴线相对于端面D垂直度误差的检查。检查时将工件D面放在测量平板上的直角座面，靠紧后用杠杆指示表接触基准孔A的下素线，在距离为18mm的两个位置上测得的读数分别为M₁=+0.002mm，M₂=+0.005mm。并测得孔的实际尺寸分别为d₁=ϕ21.003mm、d₂=ϕ21.01mm。则此测量方向上的垂直度误差为

将工件转动一定角度，用上述同样方法检测，取不同方向上测得误差较大的数值即为工件的垂直度误差。

图5-25 平行度误差的检测