《套筒零件的加工》PPT课件.ppt

套筒零件的加工,第一节 概述 一、套筒类零件的功用及结构特点，如图4-1所示： 1、隔套传动件的轴向定位 2、衬套过渡套 3、轴承套支承轴颈 4、花键套联接作用,第四章 套筒类零件的加工,5、油缸液压动力元件 6、导向套支承导向作用,二、套筒类零件的技术要求 1、内孔:起支承,导向作用 尺寸精一般IT7- IT6,Ra3.2-0.8m;油缸内孔尺寸精一般要求较低，为IT10-IT9;粗糙度值则较低，Ra0.4-0.2 m。内孔形状精度一般控制在尺寸公差以内，为防止泄漏，除对孔有圆度要求外，还有圆柱度，直线度等形状公差的要求。,2、外圆：一般是套类零件的支承表面，与机体上的孔相配合。尺寸精度为IT7-IT6，粗糙度值Ra6.3 - 0.8m，有的达0.2 m。 3、内外圆的同轴度一般为0.051mm,同轴度要求高的为0.06mm。 4、内孔轴线对端面的垂直度，如在使用或加工 过程中承受轴向力，其垂直度一般为：0.010.04mm。,三、套筒类零件的材料与毛坯 1、材料:大多数为低碳钢或中碳钢,如A3,45#钢;少数采用合金钢如:25CrMo,30CrMnSi,18CrNiWA等,有时也选用铸铁,青铜,黄铜等。 2、毛坯 棒料,锻件,铸件,无缝钢管等,如油缸常采用20,35,27SiMn热扎或冷拔无缝钢管。,套筒类零件虽然种类众多，形态各异，但按其结构形状来分，大体上可分为短套筒和长套筒两类。由于这两类套筒零件结构形状上的差异，其工艺过程有很大的差别。 第二节 长套筒类零件工艺过程分析 一长套筒零件的加工分析 液压系统中的油缸体如图4-2所示，是比较典型的长套筒零件，一般结构简单，薄壁容易变形，加工面比较少，加工方法变化不多。,1.油缸体零件的技术要求 主要的加工表面为内孔及两端口内外表面。内孔作为油缸零件导向表面，要求有较高的尺寸精度及较低的表面粗糙度，对形状精度要求更严。 内孔70作为活塞运动的导向元件，尺寸精度为IT11，不算太高，但表面粗糙度为Ra0.4m，要求较严；,圆柱度要求在1685mm内为0.04mm，有较大的加工难度，两端口处通常与支承件相配合有较高的位置精度要求，两孔口端面对轴线的垂直度为0.04mm。材料为中碳钢无缝钢管，生产批量为小批。 2.加工方法的选择 内孔 70H7为深孔（深径比L/D=1685/7024.1）,其加工方案有以下几种。,1）粗镗-精镗-滚压,符合粗精分开的原则,有利于清洗缸筒及时发现和排除废品次品,刀具简单，易于调整,能保证加工质量,生产率低,适用于生产批量不大的场合。 2）半精镗-精镗-精铰-滚压，同样也符合粗精分开的原则,有利于清洗缸筒及时发现和排除废品次品,刀具简单，易于调整,能保证加工质量,生产率低,适用于毛坯精度高（如热轧或冷拔无缝钢管）的场合。,3） 粗镗-复合滚镗(精镗滚压合一),使用组合刀具,减少了一道工序,生产率高,但需要复杂的组合刀具,并进行精细调整,多用于大批大量生产。 4）复合滚镗(粗镗,精镗,滚压三道工序合一),一次走刀完成粗精光整加工,生产率高,但刀具复杂, 不易发现加工过程中的质量问题,多用于加工低碳制造的缸筒。,5）粗镗-精镗-珩磨,是目前常用的一种加工方法,砂条的寿命低,比滚压生产率低,但质量稳定,多用于大批大量生产。 6）强力珩磨,生产效率高,钢材利用率高,加工质量高,但需要专用强力珩磨设备,工艺条件要求高,投资费用高，主要用于大批大量生产，广泛应用受到限制。经以上六种加工方案对比分析,对液缸体在小批量生产条件下，采用方案2是比较经济合理。,3.拟定工艺路线 按照基准先行的原则作为定位精准面,应首先按排加工。液缸体为一个薄壁深孔零件,为防止夹紧力过大或不均匀而引起缸孔径向变形,影响加工精度，应按照基准重合,基准统一,互为基准原则,选择定位精基准。对于套筒类零件,一般以轴线部位的孔或外圆作为精基准,这符合上述定位基准的选择原则，,由于为深孔加工在机床上的安装方式有以下几种:,（1）如图4-3(a)所示，缸筒以一端止口定位,用弹性夹头夹紧;另一端以架窝支承在中心架上。这种方法装卸工件比较麻烦,定位精度低,但不需要专用设备，适用于单件小批生产； （2）如图4-3(b)所示，缸筒以一端止口定位,用弹性夹头夹紧;另一端以3060外圆锥面与压力头上的专用内锥套定位和夹紧。,这种方法装卸工件比较方便,定位精度高,须有压力头，适用于中、小批生产。 （3）如图4-3(c)所示，缸筒以一端止口定位,用螺纹与连接盘连接在机床主轴上;另一端以架窝支承在中心架上。这种方法,用螺纹传递扭矩,缸体基本不受径向夹紧力作用,能保证加工精度，但加工完毕后,须切除螺纹部分,增加了工序材料的浪费，适用于无专用设备,小批量,试制新产品时采用。,（4）如图4-3(d)所示 缸筒两端均采用加工出的30-60的外锥面定位,一端锥面与专用卡盘的内锥面配合定位;另一端与压力头的内锥面配合定位,并轴向夹紧。这种方法工件装卸方便,定位精度高,在大批大量生产中应用广泛。 本例则采用(c)方案定位装夹，液缸体的主要表面为内孔和孔口端面、外圆,且为深孔,（深径比L/D=1685/7024.1）,须在深孔车床上加工,因此,加工内孔的定位精基准应为一端孔口处的外圆面、与在另一端制出联接螺纹。为获得准确的定位精基准,应以毛坯的一端的外圆与另一端的内孔为粗基准，采用“一夹、一顶”的方法加工孔口处的外圆与联接螺纹；再以加工过的外圆与联接螺纹为基准采用“一联接、一托”的方法加工内孔。,由于液缸体为薄壁深孔套,钢材的淬透性好,调质可按排在下料后,并对全长弯曲度提出限制,弯曲度允差小于2.5mm。滚压加工前按排低温回火,以改善工件材料的加工性能,保证加工精度。为防腐耐磨,缸体内孔加工完毕后,表面镀铬并抛光。,深孔加工完毕后,作为重要工序应按排一次检验，最后按排终检。由于液缸体为小批量生产,应采用工序集中的原则按排加工顺序。 二、液缸体的工艺过程如表4-1所示。,第二节 短套的加工分析 短套，如轴承套、钻套、各类导向套等，这类短套一般孔与端面、孔与外圆之间均具有较高的位置精度，结构上有光套也有台阶套，由于长度较短，最常用的加工方法是车削，表面淬火或精度高的采用磨削。如图4-4所示是最常见的一种短套。,一、保证短套零件加工精度的方法 为保证这类短套的加工精度一般常采用以下方法：,45钢，表面淬火,1.保证短套零件各表面位置精度的方法 从短套零件的技术要求可知，其主要位置精度是内、外圆表面的同轴度及端面与轴线之间的垂直度要求。在加工过程中一般常采用下述方法。 1）在一次装夹过程中完成内外表面及端面的全面加工，这种加工方法消除了工件的装夹误差，可获得很高的相对位置精度。,但是，这种加工方法的工序比较集中，对于尺寸较大的套筒零件也不便于装夹。 2）套筒主要表面的加工分在几次装夹中完成，先终加工孔，然后再以孔为精基准，最终加工外圆及端面。这种方法需采用心轴为夹具，但夹具的结构简单，定心精度高，能保证各表面间的位置精度。,3）套筒主要表面的加工分在几次装夹中完成，先终加工外圆，然后以外圆为精基准最后加工孔，采用这种方法加工时，工件装夹迅速可靠，其夹具较复杂，加工精度略差。 欲获得较高的同轴度，则须采用定心精度高的夹具，如弹性膜片卡盘、液性塑料夹具及经修磨过的三爪卡盘和软爪等夹具。,2.防止套筒在加工过程中变形的措施 套筒零件孔壁较薄，加工中常因夹紧力、切削力、残余应力和切削热等因素的影响而产生变形。为了防止变形，应注意以下几点： 1）为了减少切削力与切削热的影响，粗、精加工应分开进行，使粗加工产生的变形在精加工过程中得以纠正；,2）为减少夹紧力的影响，工艺上可采取以下措施：改变夹紧力的方向，即把径向夹紧改为轴向夹紧。对于精度要求较高的精密套筒（如孔的圆度要求为0.0015mm）,任何微小的径向变形，都可能引起较大的误差，必须找正外圆或孔后，在端面或外圆台阶上加轴向夹紧力。,对于普通精度的套筒，如果需径向夹紧时，也尽可能使径向夹紧力均匀，使用过渡套或弹簧套夹紧工件。或者作出工艺凸台及工艺螺纹，以减少夹紧变形。 3）减少热处理变形的影响，将热处理安排在粗精加工阶段之间或安排在下料之后，机加工之前，使热处理产生的变形在后续的加工中逐步予以消除。,二、短套零件加工举例 如图所示为测角仪上主体支架套，主孔34精度较高，安装高精密滚针轴承；端面B是止推面，要求较细的表面粗糙度。外圆及孔都有阶梯，并有横向孔需要加工；外圆台阶面螺孔，用来固定转动摇臂，因而，精度要求较高，有较高的圆度及同轴度的要求。材料