4.2 盘套类零件的加工ppt课件

1、,机械制造工艺学,第四章 典型零件加工,4.2 盘套类零件的加工,1.结构特点 套筒类零件是一种应用范围很广,在机器中主要起支承、定位或导向作用的零件。例如:支承回转轴的各种形式的轴承和定位套、液压系统中的液压缸、电液伺服阀的阀套、夹具上的钻套和导向套、内燃机上的气缸套等都属套筒类零件,其结构形式如图4-16所示。,4.2.1 套筒类零件的结构特点和技术要求,图4-16套筒类零件的结构形式,4.2.1 套筒类零件的结构特点和技术要求,各种套筒类零件虽然结构和尺寸有很大差异,但却具有以下共同特点: (1)外圆直径D一般小于其长度L,通常长径比(L/D)小于5。 (2)内孔与外圆直径之差较小,即零

2、件壁厚较小,易变形。 (3)内外圆回转表面的同轴度公差很小。 (4)结构比较简单。,4.2.1 套筒类零件的结构特点和技术要求,2.套筒类零件的毛坯制造方式 毛坯制造方式主要取决于其结构尺寸、材料和生产批量的大小。孔径较大(如d20mm)时,常采用无缝钢管或带孔的铸件和锻件。孔径较小时,多选用热轧或冷拉棒料,也可采用实心铸件。大批量生产时,可采用冷挤压棒料、粉末冶金棒料等。套筒类零件的材料以钢、铸铁、青铜或黄铜为主,也有采用双金属结构(即在钢或铸铁套的内壁上浇注一层轴承合金材料)的。套筒类零件常用的热处理方法有渗碳、淬火、表面淬火、调质、高温时效及渗氮等。,4.2.1 套筒类零件的结构特点和技

3、术要求,3.套筒类零件的技术要求 套筒类零件的外圆表面多以过盈或过渡配合与机架或箱体孔配合,起支承作用。内孔主要起导向作用或支承作用,常与传动轴、主轴、活塞、滑阀相配合。有些套的端面或凸缘端面有定位或承受载荷作用。 套筒类零件的主要技术要求为 (1)内孔与外圆的尺寸精度一般为IT7IT6。为保证内孔的耐磨性和功能要求,其表面粗糙度要求Ra2.50.16m,外圆的表面粗糙度为Ra50.63m。,4.2.1 套筒类零件的结构特点和技术要求,(2)通常将外圆与内孔的几何形状精度控制在直径公差以内即可,较精密的可控制在直径公差的1213,甚至更小。较长的套筒零件除有外圆的圆柱度要求外,还有孔的圆柱度要

4、求。 (3)内、外圆表面之间的同轴度公差按零件的装配要求而定。当内孔的最终加工是将套装入机座或箱体之后进行(如连杆小端衬套)时,内、外圆表面的同轴度公差可以较大;若内孔的最终加工是在装配之前完成,则同轴度公差较小,通常为0.060.01mm。套的端面(包括凸缘端面)如在工作中承受载荷或加工中作为定位面时,端面与外圆或内孔轴线的垂直度要求较高,一般为0.050.02mm。,4.2.1 套筒类零件的结构特点和技术要求,套筒类零件由于功用、结构形状及尺寸、材料、热处理方法的不同,其工艺过程差别较大。其中,保证内孔与外圆的同轴度公差,以及端面与内圆(外圆)轴线的垂直度公差,是拟定工艺规程时需要关注的主

5、要问题。,4.2.1 套筒类零件的结构特点和技术要求,一、法兰盘零件工艺过程,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,二、接盘零件工艺过程,1. 接盘零件的主要表面及其技术要求, 孔A( ):IT7, Ra1.6 m ；, 小外圆( ):IT6, Ra1.6 m对孔A的轴线有同轴度 要求，其公差值为 0.03mm；, 材料45钢，调质220240HBS。,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,4.2.2 典型套筒类零件的加

6、工工艺分析, 该零件的主要表面均为回转表面，应选用车削方法，主 要工艺路线为：粗车调质精车。在精车过程中， 应使孔( )，小外圆( )和台阶端面在一次 装夹加工出来，即“一刀活”；再以孔定位，心轴装夹精 车大端面，即可保证该零件的位置精度要求。 在精车之后钻16孔，铣削宽16的圆弧槽。 毛坯选用锻件。,2工艺分析,锻造毛坯粗车调质精车划线钻孔 铣槽检验,3工艺过程,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,4工艺卡片,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,图4-17液压缸简图,液压缸体(如图4-17所示)属于长孔薄壁类零件,且精度和表面粗糙度都控制较严。液压缸的毛坯多为无缝钢管,如果为铸件

7、,由于其组织可能不够紧密,会出现砂眼、针孔或疏松等缺陷,加工过程中应该增加用泵定压定时的验漏工序。,三、液压缸体零件工艺过程,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,该零件孔长而壁薄,为保证内外圆的同轴度,加工外圆时参照空心主轴的装夹方法,即采用双顶尖顶孔口130的锥面或一头夹紧一头用中心架支承。加工内孔与一般深孔加工时的装夹相同,多采用夹一头,另一端用中心架托住外圆。孔的粗加工采用镗削,半精加工多采用浮动铰刀铰削。铰削后,孔径尺寸精度一般为IT9IT7,表面粗糙度达Ra2.30.32m。,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,液压缸内孔的表面质量要求很高,精加工铰孔后,还需采用钢珠滚压

8、,以改善内圆表面,使其熨平并形成残余压应力,提高使用寿命。为此,较多的专业生产厂采用专用组合刀具来完成液压缸内孔的粗加工、半精加工、精加工和滚压加工,专业组合刀具是将镗刀、浮动铰刀和钢珠滚压头等集成在一起。内孔经滚压后,尺寸误差在0.01mm以内,表面粗糙度为Ra0.16m或更小,且表面经硬化后更为耐磨。但是目前对铸造液压缸体尚未采用滚压工艺,原因是铸件表面缺陷对滚压有很大影响,因此,常以精细镗、珩磨、研磨等精密加工作为缸体内孔加工的最终工序。,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,表4-3 液压缸加工工艺路线,4.2.2 典型套筒类零件的加工工艺分析,1.工艺措施 套筒类零件内外表面的同

9、轴度以及端面与孔轴线的垂直度要求较高,一般可采用以下工艺措施: (1)在一次安装中完成内外表面及端面的全部加工,这样可消除工件的安装误差并获得很高的相互位置精度。但由于工序比较集中,对尺寸较大的套筒安装不便,故多用于尺寸较小的轴套车削加工。,4.2.3 套筒类零件加工特点,(2)先完成孔加工,然后以孔为精基准加工外圆。由于使用的夹具(通常为心轴)结构简单,而且制造和安装误差较小,因此可保证较高的相互位置精度,在套筒类零件加工中应用较多。 (3)先完成外圆加工,然后以外圆为精基准加工内孔。一般卡盘安装误差较大,使得加工后工件的相互位置精度较低。如果欲使同轴度误差较小,则须采用定心精度较高的夹具,

10、如弹性膜片卡盘、液性塑料夹头、经过修磨的三爪自定心卡盘和软爪等。,4.2.3 套筒类零件加工特点,2.减小变形 套类零件的结构特点是孔的壁厚较薄，薄壁套类零件在加工过程中，常因夹紧力切削力和热变形的影响而引起变形。为防止变形常采取些工艺措施： 1) 将粗、精加工分开进行 为减少切削力和切削热的影响，使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正。 2) 减少夹紧力的影响 在工艺上采取以下措施减少夹紧力的影响。,4.2.3 套筒类零件加工特点,4.2.3 套筒类零件加工特点, 采用径向夹紧时，夹紧力不应集中在工件的某一径向截面上，而应使其分布在较大的面积上，以减小工件单位面积上所承受的夹紧力。如可将工件安

11、装在一个适当厚度的开口圆环中，在连同此环一起夹紧。也可采用增大接触面积的特殊卡爪。以孔定位时，宜采用张开式心轴装夹。 夹紧力的位置宜选在零件刚性较强的部位，以改善在夹紧力作用下薄壁零件的变形。,4.2.3 套筒类零件加工特点, 改变夹紧力的方向，将径向夹紧改为轴向夹紧。 在工件上制出加强刚性的工艺凸台或工艺螺纹以减少夹紧变形，加工时用特殊结构的卡爪夹紧，加工终了时将凸边切去。如表 5.3 工序 2 先车出 M88mm 1.5mm 螺纹供后续工序装夹时使用。在工序 3 中利用该工艺螺纹将工件固定在夹具中，加工完成后，在工序 5 车去该工艺螺纹。,4.2.3 套筒类零件加工特点,3）减小切削力对变

12、形的影响 增大刀具主偏角和主前角，使加工时刀刃锋利，减少径向切削力。 将粗、精加工分开，使粗加工产生的变形能在精加工中得到纠正，并采取较小的切削用量。 内外圆表面同时加工，使切削力抵销。 4) 热处理放在粗加工和精加工之间 这样安排可减少热处理变形的影响。套类零件热处理后一般会产生较大变形，在精加工时可得到纠正，但要注意适当加大精加工的余量。,4.2.3 套筒类零件加工特点,1深孔加工的工艺特点 通常把孔的深度与直径之比（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

13、工艺主要有以下特点： 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。 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。 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。,4.2.3 套筒类零件加工特点,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

14、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。,4.2.3 套筒类零件加工特点,4.2.3 套筒类零件加工特点,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