套筒零件加工工艺及钻铰径向孔夹具设计与建模+++.docx

套筒零件加工工艺及钻铰径向孔夹具设计与建模摘 要零件的加工工艺编制，在机械加工中占有非常重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。本文对套筒类零件作了简要概述，并对零件的工艺进行了分析，最后提出了零件加工工艺及夹具设计的制作流程，其设计方式更加简化、高效，提高了生产效率及保证加工精度。关键字：工艺设计； 基准选择； 切削用量； 定位误差套筒零件加工工艺及钻铰径向孔夹具设计与建模一、概述（一）套筒零件的功用和结构特点套筒零件是机械加工中经常碰到的一种零件，它的应用范围很广。例如：支承旋转轴的各种形式的轴承、夹具上的导向套、内燃机的汽缸套以及液压系统中的油缸等。机器中的套筒零件起支承或导向作用。由于功用不同，套筒零件的结构和尺寸有很大的差别，但结构上仍有共同的特点：零件的主要表面为不同轴度要求较高的内、外旋转表面；零件壁的厚度较薄：零件的长度一般大于直径等。（二）套筒零件的技术要求套筒零件的主要表面是内孔和外圆，其主要技术要求如下：1、内孔内孔是套筒零件起支承作用或导向作用最主要的表面，它通常与运动着的轴、刀具或活塞相配合。内孔直径的尺寸精度一般为2级，精密轴套有时取1级，油缸由于与其相配的活塞上有密封圈，故要求较低。内孔的形状精度，一般应控制在孔径公差以内，有些精密轴套控制在孔径公差的1/2-1/3，甚至更严。对于长的套筒除了圆柱度和同轴度外，还应注意孔轴线直线度的要求。为保证零件的功能和提高其耐磨性，内孔表面粗糙度一般为3.20.2aaRR，有的高达0.05aR以上。2、外圆 外圆表面一般是套筒零件的支承表面，常以静配合或过渡配合同箱体或机架沙锅内的孔相连接。外径的尺寸精度通常为23级；形状精度控制在外径公差以内；粗糙度一般为6.30.8aaRR。1）内外圆之间的同轴度当内径的最终加工系将套筒装入机座后进行时，套筒内外圆间的同轴度要求较低；如果最终加工是在装配前完成时要求较高，一般为0.010.05mm。2）孔轴线与端面的垂直度套筒的端面（包括凸缘端面）如工作中承受轴向载荷，或虽不承受载荷但加工中是作为定位面时，与孔轴线的垂直度要求较高，一般为0.020.05mm。（三）套筒零件的材料与毛坯套筒零件一般都是用钢、铸铁、青铜或黄铜等材料制成。有些滑动轴承采用双金属机构，即用离心铸造法在钢或铸铁套的内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料，这样既可节省贵重的有色金属，又能提高轴承的寿命。套筒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d1.5D，加工孔径较大，并且各个孔系之间的位置精度也要求较高，宜采用“双支承前后引导”。另外镗套采用的是固定式镗套，故按H(1.52)d来选取，则取H63mm。4、镗杆用于固定式镗套的镗杆导向部分的结构。当镗杆导向部分直径d50mm时，镗杆常采用整体式。确定镗杆直径时，应考虑镗杆的刚度和镗孔时应有的容屑空间。一般按：d=(0.60.8)D选取，式中d镗杆直径(mm)，D被镗孔直径(mm)。则得，d=55mm设计镗杆时，镗孔直径D，镗杆直径d、镗刀截面BxB进行选取。镗杆直径的范围，在加工小孔时取大值，在加工大孔时，若导向好，切削负荷小则可取小值；一般取中间值，若导向不良，切削负荷大时可取大值。镗杆的轴向尺寸，应按镗孔系统图上的有关尺寸确定。镗杆的材料要求镗杆表面硬度高而心部有较好的韧性，因此可采用45钢。镗杆的主要技术条件要求为：镗杆导向部分的圆度与锥度公差控制在直径公差的1/2以内。镗杆导向部分公差带为:粗镗为g6，精镗为g5。表面粗糙度值Ra0.8m。镗杆的直线度公差为0.1mm。刀孔表面粗糙度一般为Ra1.6m，装刀孔不淬火。5、支架与底座镗模支架和底座为铸铁件（HT100），分开制造。镗模支架应具有足够的强度与刚度，且不允许承受夹紧力。其结构和尺寸参见镗模支架零件图。镗模底座上要安装各种装置和元件，并承受切削力和夹紧力，因此必须有足够的强度与刚度，并保持尺寸精度的稳定性。其结构参见装配图。6、镗套与镗杆以及衬套等的配合选择镗套与镗杆、衬套等的配合必须选择恰当，过紧容易研坏或咬死，过松则不能保证加工精度。一般加工低于IT8级公差的孔或粗镗时，镗杆选用IT6级公差，当精加工IT7级公差的孔时，通常选用IT5级公差，当孔加工精度（如同轴度）高时，常用配研法使镗套与镗杆的配合间隙达到最小值，但此时应用低速加工。见表8-7，则本夹具镗套与镗杆、衬套的配合分别为H6/g5、H6/h5。镗套内外圆的同轴度允公差常取0.01mm，内孔的圆度、圆柱度一般公差为0.01mm，表面粗糙度为Ra0.32m。镗套用衬套的内外圆的同轴度，粗镗时常取0.01mm；精镗时常取0.010.005mm。7、定位基准的选择对于工件的技术要求：内孔必须光洁无纵向刻痕；内孔位置度和圆柱度全长度不大于0.4mm；内孔轴线的直线度为0.1/1000mm,内孔轴线与端面的不垂直度0.03mm；内孔对两端外圆（82d）的不同轴度不大于0.025mm。为了使工件达到技术要求，本工序的定位基准选两端外圆（82d）。8、夹紧机构的设计在满足考虑了夹紧装置的自动化程度和复杂程度与工件的产量和批量相适应，且操作安全、方便、省力等前提下，本夹具采用螺杆和压板夹紧装置，并进行手动夹紧。（三）夹具设计及操作的简要说明本夹具由镗模支架；改制V型块和夹紧螺栓，压块等几部分组成（详见夹具装配图）。装夹工件时，利用工件两端外圆表面，与两V型块相配合，将工件定位于V型块上。当要求夹紧工件时，只需将两个压板分别压住工件两端外圆上表面，然后拧紧螺母，直至工件夹紧为止。为了防止在切削时因切削力和自身重力的作用而使工件发生变形，影响加工精度，将V型块设计为以圆弧面与工件配合以增加工件的支承刚性和稳定性。五、结论一个零部件其质量的高低取决于设计、加工等因素，那么机械加工就是不可缺少的一部分，零件从设计好，到拿到工厂去加工，要加工出合格的产品，就必须在工艺以及夹具上下工夫，工艺编制的合不合理，夹具结构设计的合不合理这些都是很重要的因素。因此在加工零件之前，要认真的分析，然后编制合理的工艺和夹具设计。套筒零件是机械加工中经常碰到的一种零件，它的应用范围很广。例如：支承旋转轴的各种形式的轴承、夹具上的导向套、内机沙锅内的汽缸套以及本次设计液压系统中的油缸等。机器中的套筒零件起支承或导向作用。由于功用不同，套筒零件的结构和尺寸有很大的差别，但结构上仍有共同的特点：零件的主要表面为不同轴度要求较高的内、外旋转表面；零件壁的厚度较薄：零件的长度一般大于直径等。通过本次的设计，使我明白了自己的差距和不足之处。特别是对于知识的总体把握上有所欠缺，以及对于零件分析得不够透彻，编制出的工艺不是很符合工厂实际加工的情况，零件专用夹具的设计其结构也不是很合理，但是通过指导老师的帮助，已基本解决这些问题。在设计的过程当中，让自己体会到了设计的乐趣，体会到战胜困难的激动，体会到了成功所带来了喜悦，为以后初到公司工作积累一定的经验。参考文献1 机械零件设计手册编写组. 机械零件设计手册(下册)M.北京:冶金工业出版社，1994，（3）：22272 吴宗泽，罗圣国. 机械设计课程设计手册(第二版)M.北京:高等教育出版社，1999，（5）：37453 刘鸿文. 材料力学(第四版)M.北京:高等教育出版社，2004，（3）：13234 邱宣怀. 机械设计(第四版)M.北京:高等教育出版社，1