模块五典型零件的加工 课题二套类零件的加工

1、课题二课题二 气缸套加工工艺规程的制订气缸套加工工艺规程的制订 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备 模块五模块五 典型零件加工典型零件加工 知识点知识点 技能点技能点 l套类零件加工工艺规程的制订套类零件加工工艺规程的制订 l套类零件的功用和种类套类零件的功用和种类 l套类零件的材料和毛坯套类零件的材料和毛坯 l套类零件的主要技术要术套类零件的主要技术要术 l套类零件机械加工的主要工艺问题套类零件机械加工的主要工艺问题 l套类零件加工工艺规程的制订套类零件加工工艺规程的制订 l套类零件的功用和种类套类零件的功用和种类 l套类零件的材料和毛坯套类零件的材料和毛坯 l套类零件的主要技术要术套类零

2、件的主要技术要术 l套类零件机械加工的主要工艺问题套类零件机械加工的主要工艺问题 l套类零件加工工艺规程的制订套类零件加工工艺规程的制订 l套类零件的功用和种类套类零件的功用和种类 l套类零件的材料和毛坯套类零件的材料和毛坯 l套类零件的主要技术要术套类零件的主要技术要术 l套类零件机械加工的主要工艺问题套类零件机械加工的主要工艺问题 l套类零件的功用和种类套类零件的功用和种类 l套类零件的材料和毛坯套类零件的材料和毛坯 l套类零件的主要技术要术套类零件的主要技术要术 l套类零件机械加工的主要工艺问题套类零件机械加工的主要工艺问题 l套类零件加工工艺规程的制订套类零件加工工艺规程的制订 l套类

3、零件的功用和种类套类零件的功用和种类 l套类零件的材料和毛坯套类零件的材料和毛坯 l套类零件的主要技术要术套类零件的主要技术要术 l套类零件机械加工的主要工艺问题套类零件机械加工的主要工艺问题 l套类零件加工工艺规程的制订套类零件加工工艺规程的制订 l套类零件的功用和种类套类零件的功用和种类 l套类零件的材料和毛坯套类零件的材料和毛坯 l套类零件的主要技术要术套类零件的主要技术要术 l套类零件机械加工的主要工艺问题套类零件机械加工的主要工艺问题 l套类零件加工工艺规程的制订套类零件加工工艺规程的制订 l套类零件的功用和种类套类零件的功用和种类 l套类零件的材料和毛坯套类零件的材料和毛坯 l套类

4、零件的主要技术要术套类零件的主要技术要术 l套类零件机械加工的主要工艺问题套类零件机械加工的主要工艺问题 l套类零件加工工艺规程的制订套类零件加工工艺规程的制订 l套类零件的功用和种类套类零件的功用和种类 l套类零件的材料和毛坯套类零件的材料和毛坯 l套类零件的主要技术要术套类零件的主要技术要术 l套类零件机械加工的主要工艺问题套类零件机械加工的主要工艺问题 l套类零件加工工艺规程的制订套类零件加工工艺规程的制订 图图2-1如图为某柴油机气缸套零件图。如图为某柴油机气缸套零件图。批量生产，试制订其加工工艺规程。批量生产，试制订其加工工艺规程。 图2-1气缸套气缸套 套类零件是各类机械上常见的零

5、件套类零件是各类机械上常见的零件, , 通常起支撑、导向、连接及轴向通常起支撑、导向、连接及轴向 定位等作用定位等作用, , 如气缸套、钻套、轴承套等，重要的套类零件有较高的技术如气缸套、钻套、轴承套等，重要的套类零件有较高的技术 要求。另外套类零件壁较薄要求。另外套类零件壁较薄, ,径向刚性较差，加工中容易变形。套类零件径向刚性较差，加工中容易变形。套类零件 的加工质量与其加工工艺密切相关。的加工质量与其加工工艺密切相关。 柴油机气缸套由耐磨材料制成，柴油机气缸套由耐磨材料制成， 外圆与机体配合，内孔给活塞的外圆与机体配合，内孔给活塞的 轴向往复运动起导向作用，要承轴向往复运动起导向作用，要

6、承 受高温高压的作用。是柴油机上受高温高压的作用。是柴油机上 的重要零件，也是曲型的套类零的重要零件，也是曲型的套类零 件。件。 （1 1）套类零件的功用和种类）套类零件的功用和种类 套类零件在机械产品中通常起支承或导向作用。套类零件在机械产品中通常起支承或导向作用。根据其功用，套类零根据其功用，套类零 件可分为轴承类、导套类和缸套类，如图件可分为轴承类、导套类和缸套类，如图2-12-1所示。所示。 套类零件用作滑动轴承时，起支承回转轴及轴上零件作用，承受回套类零件用作滑动轴承时，起支承回转轴及轴上零件作用，承受回 转部件的重力和惯性力，而在与轴颈接触处有强烈的滑动摩擦；转部件的重力和惯性力，

7、而在与轴颈接触处有强烈的滑动摩擦； 用作导套、钻套时，对导柱、钻头等起导向作用；用作导套、钻套时，对导柱、钻头等起导向作用； 用作油缸、气缸时，承受较高的工作压力，同时还对活塞的轴向往复用作油缸、气缸时，承受较高的工作压力，同时还对活塞的轴向往复 运动起导向作用。运动起导向作用。 套类零件的主要表面是内、外圆柱表面。套类零件的主要表面是内、外圆柱表面。 三、相关知识三、相关知识 1 1、对套类零件的认识、对套类零件的认识 图图2-2 2-2 套类零件示例套类零件示例 a) a)、b)b)滑动轴承滑动轴承 c) c)钻套钻套 d) d)轴承衬套轴承衬套 e) e)气缸套气缸套 f) f)油缸油缸

8、 图图2-3 2-3 轴瓦轴瓦 图图2-4 2-4 气缸套气缸套 图图2-5 2-5 液压缸示意图液压缸示意图 图图2-7 2-7 管接头管接头 （2 2）套类零件的材料和毛坯）套类零件的材料和毛坯 套类零件所用材料套类零件所用材料随零件工作条件而异，常用材料有随零件工作条件而异，常用材料有低碳钢、低碳钢、 中碳钢、合金钢、铸铁、青铜、黄铜等中碳钢、合金钢、铸铁、青铜、黄铜等。有些滑动轴承采用双金属。有些滑动轴承采用双金属 材料结构，即用离心铸造法在钢或铸铁套的内壁上浇注巴氏合金等材料结构，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，这样既可提高轴承寿命，又可节约贵重的有色

9、金属。轴承合金材料，这样既可提高轴承寿命，又可节约贵重的有色金属。 套类零件的毛坯选择套类零件的毛坯选择与零件的材料、结构及尺寸等因素有关。与零件的材料、结构及尺寸等因素有关。 孔径较小的套类零件孔径较小的套类零件( (直径直径d d20mm)20mm)，一般选用热轧或冷拉棒，一般选用热轧或冷拉棒 料、实心铸件；料、实心铸件； 孔径较大时，常采用孔径较大时，常采用3535或或4545钢、合金钢无缝钢管、带孔的铸件钢、合金钢无缝钢管、带孔的铸件 或锻件。或锻件。 大量生产时可采用冷挤压、粉末冶金等先进的毛坯制造工艺，大量生产时可采用冷挤压、粉末冶金等先进的毛坯制造工艺， 既可提高生产率，又可节约

10、金属材料。既可提高生产率，又可节约金属材料。 u 套类零件的内圆表面是起支承或导向作用的主要表面，它套类零件的内圆表面是起支承或导向作用的主要表面，它 通常与运动着的轴、刀具或活塞相配合。通常与运动着的轴、刀具或活塞相配合。 套类零件内圆直径的尺寸精度一般为套类零件内圆直径的尺寸精度一般为IT7IT7，精密的轴套有时达，精密的轴套有时达 IT6IT6； 形状精度应控制在孔径公差以内，一些精密轴套的形状精度形状精度应控制在孔径公差以内，一些精密轴套的形状精度 则应控制在孔径公差的则应控制在孔径公差的1/21/21/31/3，甚至更严。对于长的套筒零件，甚至更严。对于长的套筒零件， 形状精度除圆度

11、要求外，还应有圆柱度要求。形状精度除圆度要求外，还应有圆柱度要求。 u 套类零件的外圆表面是自身的支承表面，常以过盈配合或过套类零件的外圆表面是自身的支承表面，常以过盈配合或过 渡配合同箱体、机架上的孔相连接。外圆直径的尺寸精度一般为渡配合同箱体、机架上的孔相连接。外圆直径的尺寸精度一般为 IT7IT7IT6IT6，形状精度控制在外径公差以内。，形状精度控制在外径公差以内。 孔的加工方法很多，选择时需要考虑零件结构特点、材料、孔的加工方法很多，选择时需要考虑零件结构特点、材料、 孔径的大小、长径比、精度及表面粗糙度要求，以及生产规模孔径的大小、长径比、精度及表面粗糙度要求，以及生产规模 等各种

12、因素。常用的粗加工和半精加工方法有钻孔、扩孔、车等各种因素。常用的粗加工和半精加工方法有钻孔、扩孔、车 孔、镗孔、铣孔等；常用的精加工方法有铰孔、磨孔、拉孔、孔、镗孔、铣孔等；常用的精加工方法有铰孔、磨孔、拉孔、 珩孔、研孔等。珩孔、研孔等。 套类零件的内孔和外圆表面间的同轴度及端面和内孔轴套类零件的内孔和外圆表面间的同轴度及端面和内孔轴 线间的垂直度一般均有较高的要求。为达到这些要求，常用线间的垂直度一般均有较高的要求。为达到这些要求，常用 以下的方法：以下的方法： 1 1）在一次安装中完成内孔、外圆及端面的全部加工）在一次安装中完成内孔、外圆及端面的全部加工。 由于消除了工件安装误差的影响

13、，可以获得很高的相互位由于消除了工件安装误差的影响，可以获得很高的相互位 置精度；但这种方法工序比较集中，不适合于尺寸较大置精度；但这种方法工序比较集中，不适合于尺寸较大( (尤其尤其 是长径比较大时是长径比较大时) )工件的装夹和加工，故多用于尺寸较小的轴工件的装夹和加工，故多用于尺寸较小的轴 套零件的加工。套零件的加工。 图图2- -8 弹簧心轴弹簧心轴 图图2- -8 弹簧夹头弹簧夹头 套类零件的结构特点是孔壁较薄，加工中因夹紧力、切削力、内应套类零件的结构特点是孔壁较薄，加工中因夹紧力、切削力、内应 力和切削热等因素的影响容易产生变形，精度不易保证。相应地，在工力和切削热等因素的影响容

14、易产生变形，精度不易保证。相应地，在工 艺上应注意以下几点艺上应注意以下几点: : 粗、精加工应分开进行，使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正。粗、精加工应分开进行，使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正。 对于壁厚很薄、加工中极易变形的工件，采用工序分散原则，并在加工对于壁厚很薄、加工中极易变形的工件，采用工序分散原则，并在加工 时控制切削用量。时控制切削用量。 工艺上可采取改变夹紧力方向的工艺上可采取改变夹紧力方向的 措施，将径向夹紧改为轴向夹紧。当措施，将径向夹紧改为轴向夹紧。当 只能采用径向夹紧时，应尽可能使径只能采用径向夹紧时，应尽可能使径 向夹紧力沿圆周均匀分布，如使用过向夹紧力沿圆

15、周均匀分布，如使用过 渡套、弹性套等。渡套、弹性套等。 热处理工序应安排在粗、精加工阶段之间，并适当增加精加工工序的热处理工序应安排在粗、精加工阶段之间，并适当增加精加工工序的 加工余量，以保证热处理引起的变形在精加工中得以纠正。加工余量，以保证热处理引起的变形在精加工中得以纠正。 1 1、工艺分析、工艺分析 从加工难度看，内孔表面为动配合表面，尺寸为从加工难度看，内孔表面为动配合表面，尺寸为 mmmm，公，公 差等级差等级IT7IT7，圆度为，圆度为0.02mm0.02mm，圆柱度为，圆柱度为0.03mm0.03mm。内孔表面的粗糙度。内孔表面的粗糙度RaRa 值为值为0.2m 0.2m ，

16、所以内孔表面加工要求较高，一般在粗、精镗内孔后，所以内孔表面加工要求较高，一般在粗、精镗内孔后， 最后由粗、精珩磨来达到要求。最后由粗、精珩磨来达到要求。 0350 0 110 外圆各表面中与机体配合及定位的表面、密封槽表面要求较高，外圆各表面中与机体配合及定位的表面、密封槽表面要求较高， 但与内孔相比加工精度稍低。在加工过程中，各档外圆的半精车、精车，但与内孔相比加工精度稍低。在加工过程中，各档外圆的半精车、精车， 可以以内孔定位，采用内涨夹具来加工。可以以内孔定位，采用内涨夹具来加工。 气缸套选用耐磨材料气缸套选用耐磨材料QT600-2QT600-2，毛坯为铸件，批量生产。，毛坯为铸件，批

17、量生产。 1、套类零件加工 油缸加工 2、套类零件的加工 检验 参考视频 工序号工序号工种工种工工 序序 内内 容容设备设备 工工 具具 夹夹 具具刃刃 具具量量 具具 1010铸造铸造 毛坯毛坯 2020热处理热处理 正火正火 3030车车 夹右端外圆，校正，平左端面，粗镗夹右端外圆，校正，平左端面，粗镗 内孔至内孔至 mm，孔口倒角，孔口倒角C1, , 粗粗 车外圆至车外圆至 mm。 车床车床 三爪三爪 卡盘卡盘 4040车车 夹已加工左端外圆，校正，平右端面夹已加工左端外圆，校正，平右端面 取总长取总长276276mm，内孔倒角，内孔倒角C2,C2,粗车外粗车外 圆至圆至 mm。 车床车

18、床 三爪三爪 卡盘卡盘 5050热热人工时效人工时效 6060车车 夹左端外圆，校正夹左端外圆，校正,半精车右端端面半精车右端端面, 车外圆至外圆车外圆至外圆 mm(长长27mm)。 车床车床 三爪三爪 卡盘卡盘 7070车车 调头装夹（调头装夹（ ）外圆，校正，平）外圆，校正，平 左端面，取总长左端面，取总长 mm，半精镗，半精镗 内孔至内孔至 mm。 车床车床 三爪三爪 卡盘卡盘 108 131 145 144 144 50 0 275 。 10 5109 工序号工序号工种工种工工 序序 内内 容容设备设备 工工 具具 夹夹 具具刃刃 具具量量 具具 80车车 平右端面，孔口倒角平右端面，

19、孔口倒角C2，取总长至图，取总长至图 要求。半精车各档外圆（包括右端法要求。半精车各档外圆（包括右端法 兰及槽）至要求，但兰及槽）至要求，但 mm， mm外圆留精车余量外圆留精车余量0.6mm. 车床车床内涨夹具内涨夹具 90车车 用圆弧车刀车用圆弧车刀车R5、R10外圆圆弧（用外圆圆弧（用 靠模样板检查）靠模样板检查） 车床车床 内涨夹具内涨夹具 100车车车密封槽至要求车密封槽至要求 车床车床内涨夹具内涨夹具 110车车精镗内孔精镗内孔 mm车床车床一夹一托一夹一托 120车车精车内孔精车内孔 mm， mm车床车床内涨夹具内涨夹具 130珩珩粗珩内孔粗珩内孔 mm珩磨机珩磨机专用卡盘专用卡

20、盘 130珩珩精珩内孔精珩内孔 mm珩磨机珩磨机专用卡盘专用卡盘 150检检检验检验 0650 100 110 0430 0650 129 0850 1480 132 0250 060 110 0350 0 110 0430 0650 129 0850 1480 132 （接上页）（接上页） 1 1、钻床主轴套筒的加工、钻床主轴套筒的加工 （1 1）零件分析）零件分析 1 1）主要表面及其精度要求，）主要表面及其精度要求，外圆外圆50j7mm50j7mm，是套筒最主要的表面，尺，是套筒最主要的表面，尺 寸精度为寸精度为IT7IT7，形状精度圆柱度公差为，形状精度圆柱度公差为0.004mm0.0

21、04mm，表面粗糙度值为，表面粗糙度值为0.4m0.4m， 其轴线是零件各项位置精度要求的基准要素。其轴线是零件各项位置精度要求的基准要素。 孔内结构复杂，两端孔内结构复杂，两端40J70mm40J70mm的阶台孔精度为的阶台孔精度为IT7IT7，圆度公差，圆度公差0.01mm0.01mm， 对外圆轴线的同轴度公差为对外圆轴线的同轴度公差为0.02mm0.02mm，表面粗糙度值为，表面粗糙度值为1.61.6mm； 其阶台端面对外圆轴线的端面圆跳动公差为其阶台端面对外圆轴线的端面圆跳动公差为0.01mm0.01mm，表面粗糙度值为，表面粗糙度值为 0.8m0.8m。外圆表面上的齿条精度等级为。外

22、圆表面上的齿条精度等级为8 8级，齿面表面粗糙度值为级，齿面表面粗糙度值为1.6m1.6m。 图2 钻床主轴套筒 工序号工序号工序名称工序名称工序内容工序内容装夹方法装夹方法加工机床加工机床 0备料备料 45钢无缝钢管钢无缝钢管DdL： 54 mm22 mm179mm 1车车车两端面，孔口倒角车两端面，孔口倒角,保持总长保持总长177mm夹、托外圆夹、托外圆卧式车床卧式车床 2车车粗车外圆，留直径余量粗车外圆，留直径余量1.52mm两顶尖顶住孔口两顶尖顶住孔口卧式车床卧式车床 3车车24mm内孔至尺寸内孔至尺寸夹、托外圆夹、托外圆卧式车床卧式车床 4热处理热处理调质调质210240 HB 5车

23、车 (1)车右端面，车车右端面，车40J7孔，留直径余量孔，留直径余量0.3 0.4mm，其余各阶台孔车至尺寸；外圆倒角，其余各阶台孔车至尺寸；外圆倒角， 28mm孔口倒中心锥孔孔口倒中心锥孔60，宽，宽2mm (2)调调 头装夹，车左端面，总长至尺寸；车头装夹，车左端面，总长至尺寸；车40J7 孔，留直径余量孔，留直径余量0.30.4mm，其余各阶台孔，其余各阶台孔 车至尺寸；切内槽车至尺寸；切内槽46 mm2mm；车螺纹；车螺纹； 外圆倒角，外圆倒角，mm孔口倒孔口倒60 夹、托外圆夹、托外圆卧式车床卧式车床 6车车 半精车外圆，留直径余量半精车外圆，留直径余量0.30.4mm 孔口两顶尖

24、装夹孔口两顶尖装夹卧式车床、卧式车床、 表1 钻床主轴套筒加工工艺过程 工序号工序号工序名称工序名称工序内容工序内容装夹方法装夹方法加工机床加工机床 7磨磨粗磨外圆至粗磨外圆至50.10 mm同工序同工序6外圆磨床外圆磨床 8铣铣粗、精铣齿条（注意外圆留有余量）粗、精铣齿条（注意外圆留有余量） 外圆与中心孔外圆与中心孔 “一夹一顶一夹一顶” 卧式铣床卧式铣床 9铣铣 铣铣8mm1.5mm两处槽两处槽同工序同工序8卧式铣床卧式铣床 10热处理热处理低温时效低温时效 11钳钳修研两端孔口修研两端孔口60锥面锥面专用研具专用研具 12磨磨50j7至尺寸至尺寸两顶尖装夹两顶尖装夹外圆磨床外圆磨床 13

25、车车40J7孔及阶台端面至尺寸，孔口倒角孔及阶台端面至尺寸，孔口倒角夹、托外圆夹、托外圆卧式车床卧式车床 14检验检验按零件图样技术要求项目检查按零件图样技术要求项目检查 0 050 2 2、隔离衬套的加工、隔离衬套的加工 图图3 3 隔离衬套隔离衬套 表表2 隔离衬套机械加工工艺过程隔离衬套机械加工工艺过程 工序号工序号工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准加工机床加工机床 0备料备料 70mm7mm50mm 1锻造锻造锻造毛坯锻造毛坯 2热处理热处理调质调质340390HB 3车车 车内孔至车内孔至 mm；车端面总长不小；车端面总长不小 于于55.5mm；孔口倒角；孔口倒角 外圆外圆卧式车床卧式车床 4车车 车另一端面，保持总长车另一端面，保持总长 mm；车；车 外圆至外圆至 mm 内孔内孔卧式车床卧式车床 5磨磨磨外圆至磨外圆至66.7mm内孔内孔无心外圆磨床无心外圆磨床 6车车