套筒类零件加工——机械工程技术作业.doc

作业二：套筒类零件加工 学院：电气与控制工程学院 班级： 自动化08-7班 学号： XXXXXXXX 姓名: X X X 套筒类零件加工一、 工作任务 按工艺完成图2-1所示套筒类零件加工。二、 任务分析套筒类零件是指在回转体零件中的空心薄壁件，是机械加工中常见的一种零件，在各类机器中应用很广，主要起支承或导向作用。套筒类零件的结构与尺寸随其用途不同而异，但其结构一般都具有以下特点： 外圆直径 d一般小于其长度L，通常L/d5； 内孔与外圆直径之差较小， 故壁薄易变形较小 ；内外圆回转面的同轴度要求较高。任务一：孔加工刀具与机床1、钻床 （1）应用：钻床是用钻头在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较小，精度要求不太高的孔。可完成钻孔，扩孔，铰孔及攻螺纹等工作。（2）运动分析：工件固定，刀具作旋转主运动，同时沿轴向作进给运动。（3）钻床的主参数：最大钻孔直径（4）分类：a.立式钻床：适用于中小工件的单件，小批量生产b.摇臂钻床：适用于加工一些大而重的工件上的孔（工件不动，移动主轴） c.台式钻床：小型钻床，常安装在台桌上，用来加工直径12mm的孔。d.深孔钻床及其他钻床（5）.钻削特点：刀具刚性差，排屑困难，切削热不易排出。 2、镗床 （1）应用：镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大，精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求较高的孔。如箱体上的孔，还可以进行铣削，钻孔，扩孔，铰孔等工作。（2）镗削特点:刀具结构简单,通用性达,可粗加工也可半精加工和精加工,适用批量较小的加工，镗孔质量取决于机床精度. （3）运动分析：主运动为镗刀的旋转运动，进给运动为镗刀或工件的移动。 （4）分类： a.卧式镗床 b.坐标镗床：是一种高精度的机床。主要特点：具有坐标位置的精密测量装置。 c.金刚镗床：一种高速精密镗床。主要特点：vc很高，ap和f很小，加工精度可达IT5-IT6.Ra达0.63-0.08m3、孔加工刀具 一类是从实体材料种加工出孔的刀具，如：麻花钻，扁钻，中心钻和深孔钻等。另一类是对工件上已有孔进行再加工的刀具，常用的有扩孔钻，铰刀及镗刀。 麻花钻：是常见的孔加工刀具。一般用于实体材料上的粗加工。钻孔的尺寸精度为IT11-IT12，Ra为50-12.5m。加工范围为0.1-80mm,以30mm以下时最常用。 中心钻：用来加工各种轴类工件的中心孔 深孔钻: 用于加工孔深L与孔径D之比L/D20-100的特殊深孔.在加工过程中,必须解决断屑,排屑,冷却润滑和导向等问题.扩孔钻: 常用作铰孔或磨床前的预加工扩孔以及毛坯孔的扩大,作半精加工.在成批或大量生产时应用较广.扩孔的加工精度可达IT10-IT11,Ra可达6.3-3.2m.铰刀: 用于对孔进行半精加工和径加工，加工精度可达IT6-IT8.Ra可达1.6-0.4m. a.机用铰刀:用于在机床上铰孔,常用高速钢制造,有锥柄和直柄两种型式. b.手用铰刀:常为整体式结构.直柄方头,结构简单.手工操作,使用方便. 镗刀: 多用于箱体孔的粗,精加工.a.单刃镗刀 b.多刃镗刀:两端都有切削刃,工作时可消除径向力对镗杆的影响,工件的孔径尺寸与精度由镗刀径向尺寸保证.多采用浮动连接结构,可减少镗刀块安装误差及镗杆径向跳动所引起的加工误差.孔的加工精度可达IT6-IT7,Ra达0.8m.拉刀:一种加工精度和切削效率都比较高的多齿刀具,广泛应用于大批两量生产中,可加工各种内，外表面.可分为内拉刀和外拉刀 .4、加工特点 钻削特点:刀具刚性差,排屑困难,切削热不易排出扩孔特点:切削刃不必自外圆延续到中心，避免了横刃及其硬气的不量影响；由于ap小,切削窄,易排除;同时排屑槽可作得较小较浅,增加刀具刚度；生产率高,导向性较好,切削较平稳；扩孔的加工质量比钻孔高。铰孔特点:刀具刚性好,导向性好,铰削余量少,切削力小,Vc低,切削热少,即减少了工件的发热和变形,可用于精加工.另外,钻,扩,铰只能保证孔本身的精度,而不能保证孔间距离的尺寸精度.此时可利用夹具或用镗孔夹来保证.任务二：拟定加工工艺1、轴承套加工工艺分析 图21所示为 1 轴承套，材料为 ZQSn6-6-3 ，每批数量为 400 只。加工时，应根据工件的毛坯材料、结构形状、加工余量、尺寸精度、形状精度和生产纲领，正确选择定位基准、装夹方法和加工工艺过程，以保证达到图样要求。其主要技术要求为：34mmjs7 外圆对22mmH7 孔的径向圆跳动公差为 0.01mm ；左端面对22mmH7 孔的轴线垂直度公差为 0.01mm 。由此可见，该零件的内孔和外圆的尺寸精度和位置精度要求均较高，其机械加工工艺过程如下表21所示。图 21 轴承套 该轴承套属于短套，其直径尺寸和轴向尺寸均不大，粗加工可以单件加工，也可以多件加工。由于单件加工时，每件都要留出工件 备 装夹的长度，因此原材料浪费较多，所以这里采用多件加工的方法。表21轴承套机械加工工艺过程工序号工序名称工序内容定位基准1备料棒料，按6件合一下料2钻中心孔1、车端面，钻中心孔2、掉头，车另一端面，钻中心孔外圆3粗车车外圆42，长度6.5，车外圆34js7至35，车退刀槽20.5，总长40.5，车分割槽203，两端倒角C1.5；6件同时加工，尺寸均相同。中心孔4钻钻22H7孔至20成单件42外圆车、铰1、车端面，总长40至尺寸；2、车内孔22H7，留0.040.06铰削余量；3、车内槽2416至尺寸；4、铰孔22H7至尺寸42外圆精车精车34js7至尺寸22H7孔心轴钻钻径向4油孔34js7外圆及端面检验检验入库该轴承套的材料为 ZQSn6-6-3 。其外圆为 IT7 级精度，采用精车可以满足要求；内孔的精度也是 IT7 级，铰孔可以满足要求。内孔的加工顺序为钻车孔铰孔。 任务三：套筒类零件加工实践1、套筒类零件的功用及结构特点 套筒类零件是指在回转体零件中的空心薄壁件，是机械加工中常见的一种零件，在各类机器中应用很广，主要起支承或导向作用。由于功用不同，其形状结构和尺寸有很大的差异，常见的有支承回转轴的各种形式的轴承圈、轴套；夹具上的钻套和导向套；内燃机上的气缸套和液压系统中的液压缸、电液伺服阀的阀套等都属于套类零件。其大致的结构形式如图22所示。 图22套筒类件的结构形式 a ）、 b ）滑动轴承 c ）钻套 d ） 轴承衬套 e ）气缸套 f ）液压缸 套筒类零件的结构与尺寸随其用途不同而异，但其结构一般都具有以下特点： 外圆直径 d一般小于其长度L，通常L/d5）的孔称为深孔。深径比不大的孔，可用麻花钻在普通钻床，车床上加工；深径比大的孔，必须采用特殊的刀具，设备及加工方法。深孔加工比一般的孔加工要复杂和困难得多。深孔加工的工艺主要有以下特点： （1） 深孔加工的刀杆细长，强度和刚性比较差，在加工时容易引偏和振动，因此，在刀头上设置支承导向极为重要。（2） 切屑排除困难。如果切屑堵塞，则会引起刀具崩刃，甚至折断，因此需采用强制排屑措施。（3） 刀具冷却散热条件差。切屑液不易注入切屑区，使刀具温度升高，刀具寿命降低，因此，必须采用有效的降温方法。2深孔的钻削方式在单件小批生产中，深孔钻削常在卧式车床或转塔车床上用接长的麻花钻加工。有时工件作两次安装,从两端钻成。钻削时钻头须多次退出，以排屑和冷却刀具。采用这用切屑方式，劳动强度大且生产率低。在大批量生产中，普遍用深孔钻床和使用深孔钻头进行加工。深孔加工一般采用工件旋转，钻头轴向进送，或钻头与工件同时反向旋转，钻头轴向进送方式进行，这两种方式都不易使深孔的轴线偏斜，尤其后者更为有利，但设备比较复杂。若工件很大，旋转有困难，则可将工件固定，使钻头旋转并轴向进送。当旋转轴线与工件轴线有偏斜，则加工后的轴线也将有偏斜。3冷却和排屑方式（1）内排屑方式 高压切削油由钻杆与工件孔壁间的空隙处压入切削区，然后带着切屑从钻杆中的内孔排出。这样不会划伤已加工的孔壁，而且钻杆直径可增大，也同时增强了钻杆的扭转刚性和弯曲刚性。因此可提高进给量，且孔轴线偏移量也小，一般为0.1-0.3mm/m。采用深孔钻头需配备油压头，深孔钻头装在油压头机构内。油压头的前端与工件贴合，工件由主轴带动旋转。足够流量的高压油从油压头中的油管注入，通过钻杆和工件壁间的空隙处压入切削区，起冷却作用，再从钻杆内孔中带着大量切屑排出。压力和流量过小时，不易使切屑排出，使温度升高，刀具容易磨损。（2）外排屑方式 切削液的流向正好与内排屑方式相反。4刀具结构特点（1） 刀具的导向性能好，防止加工中引偏。（2） 为了有利于排屑，必须能使切屑成碎裂状或粉状屑，而不是呈带状。（3） 刀具上必须有进出油孔或通道，供流通切削液并排除切屑。（4） 刀具必须有良好的切屑性能，并且在连续切削的条件下，具有较高的耐磨性和红硬性。加工薄壁套筒类零件应注意些什么？ 在加工薄壁套筒类零件时，由于装夹易于变形，影响加工精度，因此在加工中必须注意以下几点。 刀具的选择，加工孔的刀具（车孔）刀杆悬伸距比较大，刚性差，容易产生振动，并在径向分力的作用下，容易发生让刀现象，影响加工孔的精度。因此加工薄壁零件孔时应尽可能增加刀杆的刚性，同时，为了容易排屑，应在车刀前面开有断屑槽或卷屑槽，在合适的刃倾角下控制切屑排出的方向。 零件在装夹时，应减小夹紧力对零件变形的影响，通