轴套类零件数控加工

1、【教学目的和要求】【教学目的和要求】 掌握在不同生产类型、不同精度要求的生产中，套类零件加工工掌握在不同生产类型、不同精度要求的生产中，套类零件加工工艺过程拟定的方法和步骤，基本能够编制中等复杂程度套类零件艺过程拟定的方法和步骤，基本能够编制中等复杂程度套类零件的工艺规程。的工艺规程。 【教学内容摘要】【教学内容摘要】 一、概述一、概述 二、套类零件加工工艺及其分析二、套类零件加工工艺及其分析 三、盘套件加工工艺三、盘套件加工工艺 四、无台阶套筒加工工艺特点四、无台阶套筒加工工艺特点 五、套类零件加工中的关键工艺问题五、套类零件加工中的关键工艺问题【教学重点、难点】【教学重点、难点】 重点：掌

2、握套类零件加工工艺过程拟定的方法和步骤重点：掌握套类零件加工工艺过程拟定的方法和步骤 难点：根据零件的技术要求灵活地选择粗、精基准和确定加工工序难点：根据零件的技术要求灵活地选择粗、精基准和确定加工工序 顺序顺序【教学方法和使用教具】【教学方法和使用教具】 讲授讲授【教学时数】【教学时数】 2 21. 1. 套类零件的功用和结构特点套类零件的功用和结构特点 2. 2. 套类零件的技术要求套类零件的技术要求 3 3套类零件的材料和毛坯套类零件的材料和毛坯 l套类零件套类零件l 是机械加工中经常碰到的一类零是机械加工中经常碰到的一类零 件，件，其应用范围很广。其应用范围很广。l套类零件通常起支承和

3、导向作用。套类零件通常起支承和导向作用。l 套类零件结构上有共同的特点：零件的主要表面为套类零件结构上有共同的特点：零件的主要表面为同轴度要求较高的内外回转面；零件的壁厚较薄易变形；同轴度要求较高的内外回转面；零件的壁厚较薄易变形；长径比长径比l/dl/d等。等。图图20-120-1是常见套类零件的示例。是常见套类零件的示例。l尺寸精度尺寸精度 l几何形状精度几何形状精度l l相互位置精度相互位置精度l l表面粗糙度表面粗糙度 l 内孔是套类零件起支承作用或导向作用的最主要表面，内孔是套类零件起支承作用或导向作用的最主要表面，它通常与运动着的轴、刀具或活塞等相配合。内孔直径的尺它通常与运动着的

4、轴、刀具或活塞等相配合。内孔直径的尺寸精度一般为寸精度一般为it7it7，精密轴套有时取，精密轴套有时取it6it6，油缸由于与其相配，油缸由于与其相配合的活塞上有密封圈，要求较低，一般取合的活塞上有密封圈，要求较低，一般取it9it9。l 外圆表面一般是套类零件本身的支承面，常以过盈配合外圆表面一般是套类零件本身的支承面，常以过盈配合或过渡配合同箱体或机架上的孔连接。外径的尺寸精度通常或过渡配合同箱体或机架上的孔连接。外径的尺寸精度通常为为it6it6it7it7。也有一些套类零件外圆表面不需加工。也有一些套类零件外圆表面不需加工。l 内孔的形状精度，应控制在孔径公差以内，有内孔的形状精度，

5、应控制在孔径公差以内，有些精密轴套控制在孔径公差的些精密轴套控制在孔径公差的1 121213 3，甚至更，甚至更严。对于长的套件除了圆度要求外，还应注意孔的严。对于长的套件除了圆度要求外，还应注意孔的圆柱度。圆柱度。l 外圆表面的形状精度控制在外径公差以内外圆表面的形状精度控制在外径公差以内。 l 当内孔的最终加工是在装配后进行时，套类零件本身的内外当内孔的最终加工是在装配后进行时，套类零件本身的内外圆之间的同轴度要求较低；如最终加工是在装配前完成则要求较圆之间的同轴度要求较低；如最终加工是在装配前完成则要求较高，一般为高，一般为0.010.010.05mm0.05mm。当套类零件的外圆表面不

6、需加工时，。当套类零件的外圆表面不需加工时，内外圆之间的同轴度要求很低。内外圆之间的同轴度要求很低。l 套孔轴线与端面的垂直度精度，当套件端面在工作中承受载套孔轴线与端面的垂直度精度，当套件端面在工作中承受载荷或不承受载荷但加工中是作为定位基准面时，其要求较高，一荷或不承受载荷但加工中是作为定位基准面时，其要求较高，一般为般为0.010.010.05mm0.05mm。 l 为保证套类零件的功用和提高其耐磨性，内孔为保证套类零件的功用和提高其耐磨性，内孔表面粗糙度表面粗糙度r ra a值为值为2.50.16m2.50.16m，有的要求更高达，有的要求更高达r ra a0.04m0.04m。外径的

7、表面粗糙度达。外径的表面粗糙度达r ra a5 50.63m0.63m。l 套类零件一般选用钢、铸铁、青铜或者黄铜等材料。套类零件一般选用钢、铸铁、青铜或者黄铜等材料。有些滑动轴承采用在钢或铸铁套的内壁上浇铸巴氏合金有些滑动轴承采用在钢或铸铁套的内壁上浇铸巴氏合金等轴承合金材料。等轴承合金材料。l 套类零件的毛坯选择与其材料、结构和尺寸等因素套类零件的毛坯选择与其材料、结构和尺寸等因素有关。孔径较小（如有关。孔径较小（如d20mmd20mm）的套类零件一般选择热轧）的套类零件一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸铁。孔径较大时，常采用或冷拉棒料，也可采用实心铸铁。孔径较大时，常采用无缝钢管或带

8、孔的空心铸件和锻件。大量生产时可采用无缝钢管或带孔的空心铸件和锻件。大量生产时可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺。冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺。1 1轴套件的结构与技术要求轴套件的结构与技术要求2 2轴套加工工艺过程轴套加工工艺过程 表表20-120-1是成批生产条件下，加工该轴套的工是成批生产条件下，加工该轴套的工 艺过程。艺过程。3 3轴套加工工艺分析轴套加工工艺分析（1 1）轴套的内圆柱面）轴套的内圆柱面a a、b b、及端面、及端面d d和轴配合，表面和轴配合，表面c c及其及其 端面和轴承配合，轴套内腔及端面端面和轴承配合，轴套内腔及端面d d上的八个槽是冷却上的八个

9、槽是冷却 空气的通道，八个空气的通道，八个1010的孔用以通过螺钉和轴连接。的孔用以通过螺钉和轴连接。（2 2）轴套从构形来看是一个刚度很低的薄壁件）轴套从构形来看是一个刚度很低的薄壁件, ,最小壁厚为最小壁厚为 2mm2mm。（3 3）从精度方面来看，主要工作表面的精度是）从精度方面来看，主要工作表面的精度是it5it5it8it8，c c 的圆柱度为的圆柱度为0.005mm,0.005mm,工作表面的粗糙度为工作表面的粗糙度为r ra a0.63m,0.63m,非非 配合表面的粗糙度为配合表面的粗糙度为r ra a1.25m1.25m；位置精度；位置精度, ,如平行度、如平行度、 垂直度、

10、圆跳动等，均在垂直度、圆跳动等，均在0.010.010.02mm0.02mm范围内。范围内。 该轴套的材料为高合金钢该轴套的材料为高合金钢40crnimoa40crnimoa，要求淬火后，要求淬火后 回火，保持硬度为回火，保持硬度为285285321hbs321hbs，最后要进行表面氮化，最后要进行表面氮化 处理。毛坯采用模锻件。处理。毛坯采用模锻件。 （1 1）工序）工序5 5、1010、15 15 这三个工序组成粗加工阶段。这三个工序组成粗加工阶段。 工序采用大外圆及其端面作为粗基准，加工外圆，为下工序采用大外圆及其端面作为粗基准，加工外圆，为下一工序准备好定位基准，同时切除内孔的大部分余

11、量。一工序准备好定位基准，同时切除内孔的大部分余量。 工序工序1010是加工大外圆及其端面，并加工大端内腔。这一是加工大外圆及其端面，并加工大端内腔。这一工序的目的是切除余量，同时也为下一工序准备定位基准。工序的目的是切除余量，同时也为下一工序准备定位基准。 工序工序1515是加工外圆表面，用工序是加工外圆表面，用工序1010加工好的大外圆及其加工好的大外圆及其端面作定位基准，切除外圆表面的大部分余量。端面作定位基准，切除外圆表面的大部分余量。 粗加工采用三个工序，用互为基准的方法。粗加工采用三个工序，用互为基准的方法。 （2 2）工序）工序2020、25 25 工序工序2020是中间检验。因

12、下一工是中间检验。因下一工 序为热处理工序，需要转换车间，所以一般序为热处理工序，需要转换车间，所以一般 应安排一个中间检验工序。工序应安排一个中间检验工序。工序2525是热处理。是热处理。（3 3）工序）工序3030、3535、40 40 工序工序3030的主要目的是修复的主要目的是修复 基准。在工序基准。在工序3030中，还安排了内腔表面的加中，还安排了内腔表面的加 工，这是因为工件的刚性较差，粗加工余量工，这是因为工件的刚性较差，粗加工余量 留的较多，所以在这里再加工一次，为后续留的较多，所以在这里再加工一次，为后续 精加工做好余量方面的准备。精加工做好余量方面的准备。 工序工序3535

13、是用修复后的基准定位，进行外是用修复后的基准定位，进行外 圆表面的半精加工，并完成外锥面的最终加圆表面的半精加工，并完成外锥面的最终加 工，其它表面留有余量，为精加工做准备。工，其它表面留有余量，为精加工做准备。 工序工序4040是磨削工序，其主要任务是建立是磨削工序，其主要任务是建立 辅助基准，提高辅助基准，提高112112外圆的精度，为以后工外圆的精度，为以后工 序作定位基准用序作定位基准用 。（4 4）工序）工序4545、5050、55 55 这三个工序是继续进行半这三个工序是继续进行半 精加工，定位基准均采用精加工，定位基准均采用112112外圆及其端面外圆及其端面 这是用统一基准的方

14、法保证小孔和槽的相互这是用统一基准的方法保证小孔和槽的相互 位置精度。为了避免在半精加工时产生过大位置精度。为了避免在半精加工时产生过大 的夹紧变形，所以这三个工序均采用的夹紧变形，所以这三个工序均采用n n面作轴面作轴 向压紧。向压紧。 这三个工序在顺序安排上，钻孔应在铣槽这三个工序在顺序安排上，钻孔应在铣槽 以前进行，因为在保证孔和槽的角向位置时，以前进行，因为在保证孔和槽的角向位置时， 用孔作角向定位比较合适。半精镗内腔也应在用孔作角向定位比较合适。半精镗内腔也应在 铣槽以前进行。铣槽以前进行。 在工序在工序5050和和5555中，由于工序要求的位置中，由于工序要求的位置 精度不高，所以

15、虽然有定位误差存在，但只要精度不高，所以虽然有定位误差存在，但只要 在工序在工序4040中规定一定的加工精度，就可将定位中规定一定的加工精度，就可将定位 误差控制在一定范围内，这样，位置精度保证误差控制在一定范围内，这样，位置精度保证 就不会产生很大的困难。就不会产生很大的困难。（5 5）工序）工序6060、65 65 这两个工序是精加工工序。对于这两个工序是精加工工序。对于 外圆和内孔的精加工工序，一般常采用外圆和内孔的精加工工序，一般常采用“先孔先孔 后外圆后外圆”的加工顺序，因为孔定位所用的夹具的加工顺序，因为孔定位所用的夹具 比较简单。比较简单。 在工序在工序6060中，用中，用112

16、112外圆及其端面定位外圆及其端面定位 用用112112外圆夹紧。为了减小夹紧变形，故采外圆夹紧。为了减小夹紧变形，故采 用均匀夹紧的方法，在工序中对用均匀夹紧的方法，在工序中对a a、b b和和d d面采面采 用一次安装加工，其目的是保证垂直度和同轴用一次安装加工，其目的是保证垂直度和同轴 度。度。 在工序在工序6565中加工外圆表面时，采用中加工外圆表面时，采用a a、b b和和 d d面定位，由于面定位，由于a a、b b和和d d面是在工序面是在工序6060中一次安中一次安 装加工的，相互位置比较准确，所以为了保证装加工的，相互位置比较准确，所以为了保证 定位的稳定可靠，采用这一组表面

17、作为定位基定位的稳定可靠，采用这一组表面作为定位基 准。准。 图图20-320-3是法兰盘的零件图。从其技术要求中可以看出，是法兰盘的零件图。从其技术要求中可以看出，关键是要保证关键是要保证5555外圆表面对外圆表面对3535孔基准轴线的同轴度以孔基准轴线的同轴度以及两端面相对基准轴线的端面圆跳动要求。由于各表面粗及两端面相对基准轴线的端面圆跳动要求。由于各表面粗糙度糙度rara值均在值均在1.61.6以上以上, ,故可在车床上加工，然后再加工小故可在车床上加工，然后再加工小孔与槽。其工艺过程见孔与槽。其工艺过程见表表20-220-2。此工艺过程既使粗、精加。此工艺过程既使粗、精加工分开工分开

18、, ,又较好地保证了加工精度。又较好地保证了加工精度。 l图图20-320-3是法兰盘的零件图是法兰盘的零件图 图图20-420-4是无台阶套筒的零件简图。其加工工艺过程（小批生是无台阶套筒的零件简图。其加工工艺过程（小批生产）为：产）为： 1 1三爪卡盘夹住工件中间部位，粗车端面、孔三爪卡盘夹住工件中间部位，粗车端面、孔 和外圆的一部分，并倒角（倒角尺寸应比图和外圆的一部分，并倒角（倒角尺寸应比图 样尺寸稍大，以便精加工之后恰好符合要样尺寸稍大，以便精加工之后恰好符合要 求）。求）。 2 2调头，三爪卡盘夹住已加工过的外圆表面，调头，三爪卡盘夹住已加工过的外圆表面， 粗车另一端面和外圆的另一部分；精加工孔粗车另一端面和外圆的另一部分；精加工孔 和端面以及内、外圆倒角。和端面以及内、外圆倒角。 3 3以孔定位装夹在心轴上，精车全部外圆及另以孔定位装夹在心轴上，精车全部外圆及另 一端面，保证图纸规定的总