机械制造基础 课件 4.1套类零件工艺特点

4.1套类零件的工艺特点

01套类零件的技术要求02套类零件的材料、毛坯与热处理03套类零件的加工工艺路线04提高套类零件加工生产效率的措施

套类零件是一种常用而且应用广泛的机械零件，如夹具上引导孔加工刀具的导向套、支承旋转轴的各种形式的滚动轴承、内燃机气缸套、液压系统中的液压缸以及一些用途的套筒等，如图4-1所示。虽然各套类零件功用不同，结构和尺寸有着很大的差别，但在结构上仍有如下共同点:1)零件的主要表面为同轴度要求较高的内、外圆表面。2)零件壁厚较薄，且易变形。3)零件长度一般大于其直径。图4-1套类零件a、b)滑动轴承c)钻套d)轴承衬套e)气缸套f)液压缸4.1.1套类零件的技术要求1.孔的技术要求

孔是套类零件起支承或导向作用的最主要表面，通常与运动轴、刀具、活塞等相配合，孔的尺寸公差等级一般为IT7级，精密轴套取IT6级；

气缸和液压缸由于与其相配的活塞上有密封圈，精度要求较低，通常取IT9级。

孔的形状公差应控制在孔径公差以内，一些精密套筒控制在孔径公差的1/2~1/3，甚至更严。

对于长的套筒，除了圆度要求以外，还应注意孔的圆柱度。为了保证零件的功用和提高其耐磨性，孔的表面粗糙度值为Ra

(0.16

~1.6)

μm,甚至更高，有的表面粗糙度值可达Ra0.04μm。2.外圆表面的技术要求

外圆是套类零件的支承面，常以过盈或过渡配合类型与箱体或机架上的孔相连接。

外径尺寸公差等级通常取

IT6

~IT7，形状公差控制在外径公差以内，表面粗糙度值为Ra(0.63-3.2)

μm。3.孔与外圆的同轴度要求

若孔的最终加工是与套筒装配后进行，则套筒内外圆间的同轴度要求较低；若最终加工是在装配前完成，则同轴度要求较高，一般为

ϕ

(0.01

~0.05)

mm。

4.孔轴线与端面的垂直度要求

套筒的端面若在工作中承受轴向载荷，或虽不承受载荷，但在装配或加工中作为定位基准时，端面与孔轴线垂直度要求较高，一般为0.01

~0.

05mm。4.1.2套类零件的材料与毛坯

套类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜制成。有些滑动轴承采用双金属结构，像以离心铸造法在钢或铸铁套内壁上浇注巴氏合金等这样的轴承合金材料，既可节省贵重的非铁金属，又能提高轴承的寿命。

套类的毛坯选择与其材料、结构、尺寸及生产批量有关。孔径较大的套筒，常选择无缝钢管或带孔的铸件，而孔径小的套筒，一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸件。大量生产时，采用冷挤压和粉末冶金等先进毛坯制造工艺，既节约用材，又提高生产率。4.1.3套类零件的加工工艺过程

套类零件由于结构、形状、尺寸及技术要求不同，工艺过程有较大的差别。图4-2所示为短套类零件图，材料为45钢。图4-3所示为液压缸（属长套类零件）简图，材料为45钢。表4-1和表4-2分别为二者小批生产的加工工艺过程。图4-2套筒

图4-3液压缸

短套筒加工工艺过程工序号工序名称工序内容定位基面1备料棒料ϕ50mmx130mm(五件合一)外圆2车削1）车端面，钻、镗孔ϕ30mm，留余量0.3mm；车外圆ϕ45mm。留余量0.3mm，倒角，切断外圆及端面2）调头，车端面，保证尺寸20mm，表面粗糙度值为Ral2.5μm，倒角3热处理淬火(硬度45~50HRC)

4磨削磨孔ϕ30至图样要求外圆5磨削磨外圆至图样要求孔6检验按图样要求检验入库

液压缸加工工艺过程工序号工序名称工序内容定位与夹紧1备料无缝钢管切断长度1690mm

2车削1)车φ82mm外圆至φ88mm，并车M88x1.5螺纹(工艺用)三瓜自定心卡盘夹一端，顶尖顶另一端车端面，倒角三爪自定心卡盘夹一端，搭中心架托φ88mm处3)调头车外圆至φ84mm三瓜自定心卡盘夹一端，顶尖顶另一端4)车端面及倒角，取总长1686mm(留加工余量1mm)三瓜自定心卡盘夹一端，搭中心架托φ88mm处3深孔镗半精镗孔至φ68mm一端用M88x1.5螺纹固定在夹具中，另一端搭中心架精镗孔至φ69.85mm4磨削磨孔至φ82mm,表面粗糙度值为Ra0.32μm一端用M88x1.5螺纹固定在夹具中，另一端搭中心架5车削1)车去工艺螺纹，精车φ82mm外圆至尺寸，切R7mm槽软爪夹一端，以孔定位顶另-端2)车内锥孔1°30'，车端面软爪夹一端，中心架托另一端(百分表找正)3)调头精车φ82mm外圆至尺寸软爪夹一端，以孔定位顶另-端4)车内锥孔1°30'，车端面取总长1685mm软爪夹一端，中心架托另一端(百分表找正)4.1.4保证套筒类零件加工质量的措施

1.保证相互位置精度1)减少安装误差。在一次安装中加工套简的内、外表面和端面，以消除安装误差对精度的影响，保证相对高的位置精度。由于一次安装加工的工序比较集中，对于尺寸较大的套筒零件不便于安装，因此，多用于用棒料作毛坯，尺寸较小轴套的车削加工。2)采用高精度夹具或卡盘。以外圆为定位基准时，工件加工分几次安装进行，先加工外圆表面，然后以外圆表面为定位基准加工孔。由于采用一般三爪自定心卡盘夹紧工件时，因卡盘的偏心误差较大，而使工件的同轴度误差增加，所以，若要保证高的同轴度，则必须采用定心精度较高的卡盘或夹具。3)以孔为定位基准。工件加工分几次安装进行，先加工孔，然后以孔为定位基准加工外圆表面。这样，加工孔时所产生的同轴度误差容易得到纠正，因此特别适于加工具有小直径深孔的套筒。

2.防止变形1)减少夹紧力对变形的影响。夹紧力应分布在较大的面积上，而不宜集中于工件的某一径向截面，以使工件单位面积上所受的压力较小，从而减小其变形。当工件外圆表面以卡盘夹紧时，可将卡爪的宽度和长度增大；工件以孔定位时，宜采用胀开式心轴夹紧。采用轴向夹紧的夹具，以防止工件的径向变形。在工件上制出加强刚性的辅助凸边，加工时用特殊结构的卡爪夹紧，加工结束再将凸边去掉。2)减少切削力对变形的影响。为减小径向切削力，通常靠增大刀具主偏角的方法来实现。也可通过同时加工内外圆表面等方式来使切削力抵消。

2.防止变形3)减少热变形引起的误差。为避免工件在加工的过程中受切削热膨胀而造成误差，应尽量保证工件在精加工时，有沿轴向或径向延伸的可能。同时，在粗、精加工之间保证有充分的时间冷却，加工时使用切削液，也达到很好的效果。4)考虑热处理变形。除了改进热处理工艺外，在安排工序时，应将热处理工