5.1 概述 5.2套筒类零件内孔表面的加工ppt课件

第5章套筒类零件的加工 5 1概述 5 2套筒类零件内孔表面的加工 5 3孔的精密加工 5 4套筒类零件加工设备及刀具 5 5典型套筒类零件的加工工艺分析 5 1概述 5 1 1套类零件的功用与结构特点套类零件在机械产品中的应用很广 其主要作用是支承运动轴 如轴承 钻套 镗套 气缸套 液压缸等 其结构如图5 1所示 5 1概述 图5 1套筒零件示例 5 1概述 5 1 2套类零件的技术要求1 孔的要求孔是套类零件起支承和导向作用最主要的表面 通常与运动着的轴 刀具或活塞等相配合 孔的直径尺寸公差一般为IT7级 精密轴套为IT6级 孔的形状精度一般控制在孔径公差之内 精密套筒应控制在孔径公差的l 2 l 3以内 或更严格 2 外圆面的要求外圆是套筒的支承面 常以过盈配合或过渡配合装入箱体或机架 外径尺寸公差为IT6 IT7级 形状精度控制在外径公差以内 表面粗糙度Ra值一般为3 2 0 4 m 3 位置精度要求孔的位置精度有孔与外圆的同轴度以及端面对孔 外圆的垂直度 一般为0 0l 0 05mm 是套类零件加工时要重点考虑和保证的 5 1概述 5 1 3套类零件的材料 毛坯材料 套类零件一般用钢 铸铁 青铜或黄铜等制成 有些滑动轴承采用双金属结构 即以离心铸造法在钢或铸铁壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料 既保证基体有一定的强度 又使工作表面具有减摩性 并节省了贵重的有色金属 毛坯 套筒的毛坯选择与其材料 结构 尺寸及生产批量有关 孔径小的套筒 一般选择热轧钢或冷拉棒料 也可采用实心铸件 孔径大的套筒 常选择无缝钢管或带孔的铸件或锻件 大批量生产时 采用冷挤压和粉末冶金等工艺 可节约材料和提高生产率 套筒类零件的加工表面主要有端面 外圆表面 内圆 孔 表面 外圆和端面在车床上进行 较容易 内圆 孔 加工的难度相对较大 所使用刀具的直径 长度和安装等 受到被加工孔尺寸的限制 因此加工尺寸精度较高的孔需要多道工序 且较困难 孔的加工方法有 钻孔 扩孔 铰孔 镗孔 拉孔 磨孔 以及各种光整加工和特种加工 5 2套筒类零件内孔表面的加工 5 2套筒类零件内孔表面的加工 一 钻孔用钻头在实体材料上加工孔的方法 称为钻孔 钻削时钻头是在半封闭的状态下进行切削的 转速高 切削量大 排屑又很困难 所以 钻削加工有如下几个特点 1 摩擦严重 需较大的钻削力 2 产生的热量多 而且传热 散热困难 切削温度较高 3 钻头的高速旋转和较高的切削温度 造成钻头磨损严重 钻头易被卡死或折断 4 由于钻削时的挤压和摩擦 容易产生孔壁的冷作硬化现象 给下道工序增加困难 5 钻头细而长 刀具刚性差 钻孔容易产生振动 6 加工精度低 尺寸精度只能达到IT10 IT13 粗糙度只能达到Ra50 12 5 7 因钻削刀具横刃负前角很大 轴向力大 两主切削刃不对称时 轴线易偏斜 5 2套筒类零件内孔表面的加工 采取工艺措施 用大直径 小顶角钻头预钻锥形定心坑用钻套导向 刃磨时尽量使两个主切削刃对称 钻孔前先加工端面 直径大时可分多次加工 5 2套筒类零件内孔表面的加工 图5 2钻削加工 5 2套筒类零件内孔表面的加工 钻孔加工方法如图 麻花钻结构 麻花钻结构 钻孔工件装夹 工件装夹的方法钻孔前一般都须将工件装夹固定 工件的装夹方法如表6 7所示 表6 7工件的装夹方法 钻孔操作 1 钻头的装拆直柄钻头是用钻夹头夹紧后装入钻床主轴锥孔内的 可用钻夹头紧固扳手夹紧或松开钻头 锥柄钻头可通过钻头套变换成与钻床主轴锥孔相适宜的锥柄后装入钻床主轴 连接时应将钻头锥柄及主轴锥孔与过渡钻头套擦拭干净 对准腰形孔后用力插入 拆钻头时用斜铁插入腰形孔 轻击斜铁后部 将钻头和套退下 钻头的装拆如图6 25所示 图6 25钻头的装拆 2 转速的调整用直径较大的钻头钻孔时 主轴转速应较低 用小直径的钻头钻孔时 主轴转速可较高 但进给量要小些 主轴的变速可通过调整带轮组合来实现 3 起钻钻孔时 先使钻头对准钻孔中心处钻出一浅坑 观察钻孔位置是否正确 如偏位 需进行校正 校正方法为 如偏位较少 可在起钻的同时用力将工件向偏位的反方向推移 得到逐步较正 如偏位较多 可在校正中心打上几个样冲眼或用錾子凿出几条槽来加以纠正 须注意 无论哪种方法都必须在锥坑外圆小于钻头直径前完成 4 手动进给进给时 用力不应过大 否则钻头易产生弯曲 钻小直径孔或深孔时要经常退出钻头排屑 孔将穿时 进给力必须减小 以防造成扎刀现象 5 钻孔时的切削液为提高钻头的耐用度和改善孔的加工质量 钻钢件时 一般要加切削液 可选用3 5 的乳化液或机油 钻铸铁时 一般不用 6 钻削用量的选择高速钢标准麻花钻可参考下表6 9选择进给量 参考表6 10选择切削速度 表6 9高速钢标准麻花钻的进给量 表6 10高速钢标准麻花钻的切削速度 特殊孔的钻削方法特殊孔的钻削方法如表6 11所示 表6 11特殊孔的钻削方法 图5 4扩孔加工图5 5扩孔钻结构 5 2套筒类零件内孔表面的加工 二 扩孔扩孔是用扩孔钻对已经钻出 铸出或锻出的孔作进一步加工 扩孔钻与麻花钻相似 但刀齿数较多 没有横刃 扩孔特点 1 扩孔钻没有横刃 容屑槽浅 芯部尺寸大 强度和刚性较好 能纠正被加工孔轴线的歪斜 2 齿数多 生产率高 导向性好 切削较平稳 可用较大走刀量 3 ap小 切屑窄 易排除 4 加工质量比钻孔高 达IT11 IT10 Ra3 2 12 5常用于铰 磨前的预加工 5 2套筒类零件内孔表面的加工 锪孔扩孔除了可以加工圆柱孔之外 还可以用各种特殊形状的扩孔钻 亦称锪钻 来加工各种沉头座孔和锪平端面 锪钻的前端常带有导向柱 用已加工孔导向 5 2套筒类零件内孔表面的加工 锪孔与锪孔钻用锪孔钻在孔口表面加工出一定形状的孔或表面 称为锪孔 锪孔的类型主要有 锪圆柱形沉孔 圆锥形沉孔以及锪孔口的凸台面等 锪孔钻的结构和特点如表6 12所示 表6 12各种锪孔钻的结构与特点 三 铰孔 从工件孔壁上切除很薄的一层 用于中小孔的半精加工和精加工 磨 研孔前的预加工 工艺特点 加工余量小 0 05 0 15 0 15 0 35 加工质量较高 达IT9 IT6 Ra1 6 0 4 m 切屑变形小 切削力小 发热少 Vc低 1 5 5 4 10m min 避免产生积屑瘤 刀具齿数多 6 12个 导向性好 刚性好 加工平稳 适应性差 只能加工一定尺寸和公差等级的孔 不宜加工阶梯孔或断续表面的孔 5 2套筒类零件内孔表面的加工 铰刀 6 12个刀刃 排屑槽更浅 刚性 有修光刃 可校准孔径和修光孔壁 切削条件好 切削余量小 5 2套筒类零件内孔表面的加工 铰削用量1 铰削余量粗铰余量为0 10mm 0 35mm 精铰余量为0 04mm 0 06mm 2 切削速度和进给量铰削速度为1 5m min 5m min 铰削钢件时 进给量为0 3mm r 2mm r 铰削铸铁件时 进给量为0 5mm r 3mm r 5 2套筒类零件内孔表面的加工 四 镗孔镗孔是在预制孔上用切削刀具使之扩大的一种加工方法 镗孔工作既可以在镗床上进行 也可以在车床上进行 镗孔有三种不同的加工方式 1 镗孔方式 5 2套筒类零件内孔表面的加工 1 工件旋转 刀具作进给运动 2 刀具旋转 工件作进给运动 3 刀具旋转并作进给运动 2 镗床的加工方法 3 镗削类型 尺寸较大的孔 精度要求较高的孔 分布在不同表面上的孔 孔距和位置精度要求较高的孔系 4 工艺特点 1 镗孔可对不同孔径的孔进行粗 半精和精加工 2 加工精度可达为IT7 IT6 3 孔的表面粗糙度可控制在Ra6 3 0 8 m 4 能修正前工序造成的孔轴线的弯曲 偏斜等形状位置误差 五 拉孔 圆孔拉刀的结构及拉削过程p73 5 拉孔 1 拉削过程 齿升量 五 拉孔 1 拉削过程 图6 26拉削键槽 分层式拉削 特点是拉刀将工件加工余量一层一层顺序地切除 2 三种不同拉削方式 分块式拉削 特点是加工表面的每一层金属是由一组尺寸基本相同但刀齿切削位置相互交错的刀齿 通常每组由2 3个刀齿组成 切除的 综合式拉削 集中了分层及分块式拉削的优点 粗切齿部分采用分块式拉削 精切齿部分采用分层式拉削 按综合拉削方式设计的拉刀称为综合式拉刀 五 拉孔 3 拉削工艺特点1 拉削生产率高 一次可完成粗 半精 精加工 2 拉削精度高 质量稳定 拉削精度一般可达IT9 IT7级 表面粗糙度一般可控制到Ra1 6mm Ra0 8mm 拉削表面的形状 尺寸精度和表面质量主要依靠拉刀设计 制造及正确使用保证 3 拉削成本低 经济效益高 4 拉刀是定尺寸 高精度 高生产率专用刀具 制造成本很高 所以 拉削加工只适用于批量生产 最好是大批大量生产 一般不宜用于单件 小批生产 3 拉削工艺特点 4 可加工各种内外表面 五 拉孔 拉床按加工表面分为内拉床和外拉床 按布局分为卧式和立式两类 六 内圆磨削 内圆磨削 四章五节讲过 此处省略 4 孔加工方法的选择 重点 钻孔 扩孔 铰孔 镗孔 拉孔 磨孔 1 钻IT13 IT11Ra252 钻 铰IT9Ra6 3 3 23 钻 粗铰 精铰IT8 IT7Ra3 2 1 64 钻 扩IT11Ra25 12 55 钻 扩 铰IT9 IT7Ra6 3 3 26 钻 扩 粗铰 精铰IT7Ra3 2 1 67 钻 扩 机铰 手铰IT7 IT6Ra0 8 0 28 钻 扩 拉IT9 IT7Ra3 2 0 2 大批大量生产9 粗镗 或扩孔 IT13 IT11Ra25 12 510 粗镗 粗扩 半精镗 精扩 IT9 IT8Ra6 3 3 211 粗镗 粗扩 半精镗 精扩 精镗 铰 IT8 IT7Ra3 2 1 612 粗镗 半精镗 精镗 浮动镗刀精镗IT7 IT6Ra1 6 0 813 粗镗 半精镗 精镗 浮动镗刀精镗 挤压IT7 IT6Ra1 6 0 414 粗镗 半精镗