模块三：轴承套钻镗加工工艺设计与实施

模块三

轴承套钻镗加工工艺设计与实施【学习目标】了解套类零件的种类和功用会分析套类零件的结构特点

熟悉常用刀具和检测工具掌握常用套类零件的加工方法能设计常用套类零件的加工工艺【技能目标】能根据套类零件结构特点合理的选择加工方法、设备及刀具模块三

轴承套钻镗加工工艺设计与实施一、套类零件的功用及结构特点套类零件是指在回转体零件中的空心薄壁件，应用范围较广，主要起支承或导向作用。主要特点是：零件内外回转面的同轴度要求较高，壁薄易变形，长径比L/D>1等，常见的套类零件有：图3.1.1套类零件结构形式a、b-滑动轴承套c-钻套d-轴承衬套e-汽缸套f-液压缸模块三

轴承套钻镗加工工艺设计与实施二、套类零件的加工精度要求尺寸精度精度形状精度位置精度1、内圆与外圆的精度要求外圆直径精度通常IT5～IT7，面粗糙度Ra为5～0.63μm，要求较高的可Ra0.04μm；内孔作为套类零件支承或导向的主要表面，它通常与运动着的轴、刀具或活塞等相配合。要求内孔尺寸精度一般IT6～IT7，为保证套类零件的功用和提高其耐磨性，对表面粗糙度要求较高（Ra2.5～0.16μm）

模块三

轴承套钻镗加工工艺设计与实施二、套类零件技术要求2、几何形状精度外圆与内孔的几何形状精度控制在直径公差以内即可，有些精密轴套控制在孔径公差的1／2～1／33、位置精度位置精度要求主要应根据套筒类零件在机器中的功用和要求而定。如果内孔的最终加工是在套筒装配之后进行时，可降低对套筒内外圆表面的同轴度要求；如果的内孔的加工是在装配之前进行时，则同轴度要求较高，通常同轴度为0.01～0.06mm，套筒端面（或凸缘端面）常用来定位或承受载荷，对端面与外圆和内孔轴心线的垂直度要求较高，一般为0.02～0.05mm。模块三

轴承套钻镗加工工艺设计与实施三、套类零件材料、毛坯及热处理套类零件一般由钢、青铜、铸铁或者黄铜等材料制成，部分滑动轴承采用双金属结构，在钢或者铸铁轴套上浇铸巴氏合金等合金材料，对于一些强度和硬度要求较高的套筒，可选用优质合金钢等材料。套筒零件的毛坯选择与其材料、结构、尺寸等因素有关。孔径较小时（D<20mm）,一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸件；孔径较大（D>20mm）,一般选择无缝钢管、带孔的铸件或锻件；批量生产时，可采用冷挤压和粉末冶金等制造工艺，既节省原材料，又可提高生产率和加工精度。套筒类零件的功能要求和结构特点决定了套筒类零件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。模块三

轴承套钻镗加工工艺设计与实施一内孔表面的加工孔加工方法较多，常用的有：钻孔、扩孔、铰孔、车孔、镗孔等（一）钻孔用钻头(麻花钻)在工件实体部位加工孔的方法。特点:1．钻头容易偏斜。2．孔径容易扩大。3．孔的表面质量较差。4．钻削时轴向力大。麻花钻由柄部、颈部、切削部分和导向部分组成模块三

轴承套钻镗加工工艺设计与实施

图3.4.2麻花钻的组成a)麻花钻组成b)切削部分1-刃瓣2-棱边3-莫式锥柄4-扁尾5-螺旋槽模块三

轴承套钻镗加工工艺设计与实施麻花钻是孔加工的主要刀具，主要表现特点：1）钻头主切削刃上各点的前角变化很大，钻孔时，外缘处的切削速度最大，而该处的前角最大，刀刃强度最薄弱，因此钻头在外缘处的磨损特别严重。2）钻头横刃较长，横刃及其附近的前角为负值，钻孔时，横刃处于挤刮状态，轴向抗力较大。同时横刃过长，不利于钻头定心，易产生引偏，致使加工孔的孔径增大，孔不圆或孔的轴线歪斜等。3）钻削加工过程是半封闭加工。钻孔时，主切削刃全长同时参加切削，切削刃长，切屑宽，而各点切屑的流出方向和速度各异，切屑呈螺卷状，而容屑槽又受钻头本身尺寸的限制，因而排屑困难，切削液也不易注人切削区域，冷却和散热不良，大大降低了钻头的使用寿命。模块三

轴承套钻镗加工工艺设计与实施（二）扩孔孔扩孔孔是是用用扩扩孔孔钻钻对对已已钻钻出出的的孔孔做做进进一一步步加加工工，，以以扩扩大大孔孔径径。属于于孔孔的的半半精精加加工工方方法法，，常常作作铰铰削削前前的的预预加加工工，，也也可可作作为为精精度度不不高高的的孔孔的的终终加加工工。。模块块三三轴承承套套钻钻镗镗加加工工工工艺艺设设计计与与实实施施扩孔孔钻钻的的结结构构与与麻麻花花钻钻相相比比有有以以下下特特点点：：1、刚刚性性较较好好。。2、、导导向向性性好好。。3、、切切屑屑条条件件较较好好。。因此此扩扩孔孔与与钻钻孔孔相相比比，，加加工工精精度度高高。（三）铰孔孔用铰铰刀刀从从被被加加工工孔孔的的孔孔壁壁上上切切除除微微量量金金属属，，使使孔孔的的精精度度和和表表面面质质量量得得到到提提高高的的加加工工方方法法。。铰孔孔的的方方式式有有机机铰铰和和手手铰铰两两种种。。模块块三三轴承承套套钻钻镗镗加加工工工工艺艺设设计计与与实实施施其特特点点：：1、铰孔孔的的精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度主主要要不不取取决决于于机机床床的的精精度度，，而而取取决决于于铰铰刀刀的的精精度度、、铰铰刀刀的的安安装装方方式式、、加加工工余余量量、、切切削削用用量量和和切切削削液液等等条条件件。。2、铰刀刀为为定定径径的的精精加加工工刀刀具具，，铰铰孔孔比比精精镗镗孔孔容容易易保保证证尺尺寸寸精精度度和和形形状状精精度度，，生生产产率率也也较较高高，，对对于于小小孔孔和和细细长长孔孔更更是是如如此此。。但但由由于于铰铰削削余余量量小小，，铰铰刀刀常常为为浮浮动动联联接接，，故故不不能能校校正正原原孔孔的的轴轴线线偏偏斜斜，，孔孔与与其其它它表表面面的的位位置置精精度度则则需需由由前前工工序序或或后后工工序序来来保保证证。。3、铰孔孔的的适适应应性性较较差差。。一一定定直直径径的的铰铰刀刀只只能能加加工工一一种种直直径径和和尺尺寸寸公公差差等等级级的的孔孔。模块块三三轴承承套套钻钻镗镗加加工工工工艺艺设设计计与与实实施施（四）镗孔孔镗孔孔是是用用镗镗刀刀对对已已钻钻出出、、铸铸出出或或锻锻出出的的孔孔做做进进一一步步的的加加工工。。镗削削具具有有以以下下特特点点：：1、镗削削的的适适应应性性强强。。2、镗削削成本本较较低低3、镗削削的的生生产产率率低低。。4、镗削广泛泛应用于于单件小小批生产产中各类类零件的的孔加工工。在大大批量生生产中，，镗削支支架和箱箱体的轴轴承孔，，需用镗镗模。模块三轴承套钻钻镗加工工工艺设设计与实实施镗孔不但但能校正正原有孔孔轴线偏偏斜，而而且能保保证孔的的位置精精度，所所以镗削削加工适适用于加加工机座座、箱体体、支架架等外形形复杂的的大型零零件上的的孔径较较大、尺尺寸精度度要求较较高、有有位置要要求的孔孔和孔系系。镗刀可分分为单刃刃镗刀、、双刃镗镗刀（固固定式和和浮动式式）和多多刃镗刀刀。车床、镗镗床和铣铣床镗孔孔多用单单刃镗刀刀。对有同轴轴度要求求的孔系系可用多多刃镗刀刀。在成批或或大量生生产时，，对于孔孔径大（（D＞80mm）、、孔深长长、精度度高的孔孔，均可可用浮动动镗刀进进行精加加工。模块三轴承套钻钻镗加工工工艺设设计与实实施五、拉削削在拉床上上利用拉拉刀加工工工件的的工艺过过程称为为拉削。。拉削工艺艺范围广广，不但但可以加加工各种种形状的的通孔，，还可以以拉削平平面及各各种组合合成形表表面。见下图模块三轴承套钻钻镗加工工工艺设设计与实实施拉刀模块三轴承套钻钻镗加工工工艺设设计与实实施拉削的工工艺特点点（1）拉拉削时拉拉刀多齿齿同时工工作，在在一次行行程中完完成粗精精加工，，因此生生产率高高。（2）拉拉刀为定定尺寸刀刀具，且且有校准准齿进行行校准和和修光；；拉床采采用液压压系统，，传动平平稳，拉拉削速度度很低（（=2～～8m/min），切切削厚度度薄，不不会产生生积屑瘤瘤，因此此拉削可可获得较较高的加加工质量量。（3）拉拉削不能能加工台台阶孔和和盲孔。。由于拉拉床的工工作特点点，某些些复杂零零件的孔孔也不宜宜进行拉拉削，例例如箱体体上的孔孔。（4）拉拉刀制造造复杂，，成本昂昂贵，一一把拉刀刀只适用用于一种种规格尺尺寸的孔孔或键槽槽。因此拉削削主要用用于大批批大量生生产或定定型产品品的成批批生产。。模块三轴承套钻钻镗加工工工艺设设计与实实施六、磨孔孔利用磨具具对工件件内孔进进行精加加工的工工艺方法法。外圆磨削削相比，，内孔磨磨削主要要有下列列特征：：1）磨削削精度较较难控制制。因为为接触面面积大，，发热量量大，冷冷却条件件差，工工件易产产生热变变形；同同时砂轮轮轴的刚刚性差，，易产生生弯曲变变形，造造成形状状误差。。2）磨削表面面粗糙度Ra大。内圆圆磨削时砂轮轮转速和砂轮轮直径的原因因使其线速度度很难达到外外圆磨削时的的值。3）生产率较较低。因为砂砂轮容易堵塞塞，故砂轮需需要经常修整整或更换。此此外磨削深度度和增加光磨磨次数的增加加，也必然影影响生产率。。模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施七、孔的精密密加工1．精细镗精细镗与镗孔孔方法基本相相同，由于最最初是使用金金刚石作镗刀刀，所以又称称金刚镗。这这种方法常用用于材料为有有色金属合金金和铸铁的套套筒零件孔的的终加工，或或作为珩磨和和滚压前的预预加工。2．珩磨珩磨是用油石石条进行孔加加工的一种高高效率的光整整加工方法，，需要在磨削削或精镗的基基础上进行。。珩磨的应用用范围很广，，可加工铸铁铁件、淬硬和和不淬硬的钢钢件以及青铜铜等，但不宜宜加工易堵塞塞油石的塑性性金属。模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施3.研磨研磨也是孔常常用的一种光光整加工方法法，需在精细细镗、精铰或或精磨后进行行。研磨后孔孔的尺寸公差差等级可提高高到IT6～IT5，表面面粗糙度值Ra为0.1～0.008μm，孔的圆圆度和圆柱度度亦相应提高高。4．滚压孔的滚压加工工原理与滚压压外圆相同。。由于滚压加加工效率高，，近年来多采采用滚压工艺艺来代替珩磨磨工艺，效果果较好。滚压对铸件的的质量有很大大的敏感性，，如铸件的硬硬度不均匀、、表面疏松、、含气孔和砂砂眼等缺陷，，对滚压有很很大影响。因因此，对铸件件油缸不可采采用滚压工艺艺而是选用珩珩磨。对于淬淬硬套筒的孔孔精加工，也也不宜采用滚滚压。模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施二、孔加工方方案及其选择择。模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施一、钻床钻床的主要类类型有台式钻钻床、立式钻钻床、摇臂钻钻床以及专门门化钻床等。。1．立式钻床床如图为一方柱柱立式钻床，，其主轴是垂直直布置的，在在水平方向上的位置固定定不动必须须通过工件的的移动，找正被被加工孔的位位置。立式钻床生产率不不高，大多用用于单件小批量、中小型型工件的加工工。1工作台；2主轴；3主轴箱；4立柱；5操纵机构模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施2．摇臂钻床在大型工件上上钻孔，需要工件不动动，钻床主轴能任意调整整其位置。摇臂钻床能满满足这个要求求。如图是摇臂钻钻床的外形图图。摇臂钻床广泛泛地用于大、、中型工件的加加工。1底座2立柱3摇臂4主轴箱5主轴6工作台模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施二、镗床镗床主要用于于加工尺寸较较大且精度要要求较高的孔孔，特别是分分布在不同表表面上、孔距距和位置精度度要求很严格格的孔系。镗床主要类型型有卧式镗床床、坐标镗床床以及精镗床床等1.卧式躺床床如图所示它主主要由床身10、主轴箱箱8、工作台台3、平旋盘盘5和前后立立柱7、2等等组成。模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施2.坐标镗床坐标镗床是一一种高精度机机床，刚性和和抗振性很好好，还具有工工作台、主轴轴箱等运动部部件的精密坐坐标测量装置置，能实现工工件和刀具的的精密定位。。单柱坐标镗床双柱坐标镗床模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施三、拉床拉床是指用拉拉刀进行切削削加工的机床床，拉床运动动简单，只有有主运动，同时拉削切削力很很大，且要求求平稳，故拉拉床通常采用用液压传动，，适用于大批批量生产。模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施四、内圆磨床内圆磨床主要要用于磨削各各种圆柱孔和和圆锥孔。内内圆磨床的主主要类型有普普通内圆磨床床、无心内圆圆磨床、行星星式内圆磨床床和坐标磨床床等。1.普通内圆圆磨床模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施2.无心外圆圆磨床磨削时，工件件4支承在滚轮1和导导轮3上，压紧轮2使工工件紧靠导轮，由导轮轮带动工件旋转，实现现圆周进给运动。无心内圆磨床床的工作原理理1—滚轮2—压紧轮3—导轮4—工件模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施3磨削时，工工件固定不转转，砂轮除了了绕其自身轴轴线高速旋转转实现主运动动外，同时还还要绕被磨削削孔的轴线以以缓慢的速度度做公转，实实现圆周进给给运动。此外外，砂轮还做做周期性的横横向进给运动动及纵向进给给运动(纵向向进给也可由由工件的移动动来实现)。。由于砂轮所所需运动种类类较多，砂轮轮架的结构复复杂，刚性较较差。目前这这类机床只用用来磨削大型型工件或因工工件形状不对对称不适于旋旋转的工件，，如磨削高速速大型柴油机机大连杆上的的孔。模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施例：外圆表面面表面粗糙度度要求为1.6μm，，加工方案：：毛坯—粗车车—精车；内内孔表面表面面粗糙度要求求为1.6μμm，加工工方案：毛坯坯—钻孔—铰铰孔；下面确确定各工序尺尺寸及其公差差。A模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施一、钻削加加工刀具钻削加工使用用的钻头是定定尺寸刀具，，按其结构特特点和用途可可分为扁钻、、麻花钻、深深孔钻和中心心钻等，均由由工具厂专业业生产，钻孔孔直径为0.1～100mm，钻孔深度度变化范围也也很广。1、麻花钻的的组成模块三轴承套钻镗加加工工艺设计计与实施二、麻花钻钻钻孔的方法(1)钻头主主切削刃上各各点的前角变变化很大，钻钻孔时，外缘缘处的切削速速度最大，而而该处的前角角最大，刀刃刃强度最薄弱弱，因此钻头头在外缘处的的磨损特别严严重。(2)钻头横横刃较长，横横刃及其附近近的前角为负负值，达-60°～-55°。。钻孔时，横横刃处于挤刮刮状态，轴向向抗力较大。。(3)钻削削加工过程程是半封闭闭加工。模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施三、扩孔钻钻扩孔钻与麻麻花钻相比比有以下特特点。(1)刚性性较好(2)导向向性好。(3)切屑屑条件较好好。模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施四、铰刀模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施五、深孔钻钻1.单刃外外排屑深孔孔钻模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施2.错齿内内排屑深孔孔钻模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施3.喷吸钻钻模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施子课题二镗镗刀刀一、单刃镗镗刀模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施二、双刃镗镗刀模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施子课题三拉拉刀模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施外圆工序尺尺寸与公差差的计算工序名称工序余量经济精度工序尺寸精车0.5js734粗车10.5h1234+0.5=34.5毛坯112.034.5+10.5=45取精车工序序双边余量量为0.5mm，，粗车切除除其余全部部余量。工工序尺寸的的公差是由由该工序工工艺方法决决定。此为加工余余量法，步步骤要求从从最后的工工艺开始计计算，依次次向上一道道工序推移移。模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施用余量法计计算内孔表表面加工的的工序尺寸寸和公差工序名称工工序余量量经经济精度工工序尺尺寸精铰0.06 H722粗铰0.14H922-0.06=21.94扩孔1.8H1121.94-0.14=21.8钻孔20H1221.8-1.8=20模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施制订切削用用量就是确确定工序中中的背吃刀刀量、进给给量、切削削速度及刀刀具耐用度度。合理的切削削用量指的的就是充分分利用刀具具的切削性性能和机床床的动力性性能，在保保证质量的的前提下，，获得高效效率低成本本的切削用用量。在选择切削削用量时，，考虑的侧侧重点也应应有所区别别。粗加工工时，应尽尽量保证较较高的金属属切除率和和必要的刀刀具耐用度度，故一般般优先选择择尽可能大大的切削深深度ap，，其次选择择较大的进进给模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施量f，最后后根据刀具具耐用度要要求，确定定合适的切切削速度。。精加工时，，首先应保保证工件的的加工精度度和表面质质量要求，，故一般选选用较小的的进给量f和切削深深度ap，，而尽可能能选用较高高的切削速速度υc。。1.切削深度ap的选择择切切削深深度应根据据工件的加加工余量来来确定。粗加工时，，除留下精精加工余量量外，一次次走刀应尽尽可能切除除全部余量量。当加工工余量过大大，工艺系系统刚度较较模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施低，机床功功率不足，，刀具强度度不够或或断续切削削的冲击振振动较大时时，可分多多次走刀。。切削表面面层有硬皮皮的铸锻件件时，应尽尽量使ap大于硬皮皮层的厚度度，以保护护刀尖。半精加工和和精加工的的加工余量量一般较小小时，可一一次切除，，但有时为为了保证工工件的加工工精度和表表面质量，，也可采用用二次走刀刀。多次次走刀时，，应尽量将将第一次走走刀的切削削深度取大大些，一般般为总加工工余量的2/3~3/4。在中等功率率的机床上上，粗加工时的的切削深度度可达8~10mm，半精加工（表面面粗糙度为为Ra6.3~3.2μm））时，切削削深度取为为0.5~2mm，，精加工（（表面粗糙糙度为Ra1.6~0.8μμm）时，，切削深度度取为0.1~0.4mm。。模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施2.进给量f的的选择切切削深深度选定后后，接着就就应尽可能能选用较大大的进给量量f。粗加工时，，由于作用用在工艺系系统上的切切削力较大大，进给量量的选取受受到下列因因素限制；；机床—刀刀具—工件件系统的刚刚度，机床床进给机构构的强度，，机床有效效功率与转转矩，以及及断续切削削时刀片的的强度。半精加工和和精加工时时，最大进进给量主要要受工件加加工表面粗粗糙度的限限制。模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施3.切削速度V的选择在在ap-和和f选定以以后，可在在保证刀具具合理耐用用度的条件件下，用计计算的方法法或用查表表法确定切切削速度V的值。在具体确定定V值时，一般般应遵循下下述原则：：1）粗车时时，切削深深度和进给给量均较大大，故选择择较低的切切削速度；；精车时，，则选择较较高的切削削速度。2）工件材材料的加工工性较差时时，应选较较低的切削削速度。3））刀具材料料的切削性性能越好时时，切削速速度也可选选得越高。。因此，硬硬质合金刀刀具的切削削速度可选选得比高速速钢高度好好几倍，而而涂层硬质质合金、陶陶瓷、金刚刚石个立方方氧化硼刀刀具的切削削速度又可可选得比硬硬质合金刀刀具高。模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施孔尺寸精度度检验当孔的精度度要求较低低时，可采采用钢直尺尺、内卡钳钳或游标卡卡尺测量。。当精度要求求较高时，，可以用以以下几种量量具检测：：塞规、内内径百分表表、三爪内内径千分尺尺、内测千千分尺、内内径百分尺尺和内测百百分尺等量量具。1.塞规。。由通规和止止规所组成。。模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施2.内径指指示表是用用来测量孔孔径及其形形状精度的的一种精密密比较量具具。结构：主要要由百分表表5、推杆杆7、表体2、转转向装置（（等臂直角角杠杆8）、固固定测头1、活动测测头10等组成成。百分表表应符合零零级精度要求，，表体与与直管3连连接成一体，指指示表装在在直管内并并与传动推杆杆7接触，，用紧固螺螺钉4固定，，表体左端端带有可换换固定测头1，右端带带有活动测测头10和定定位护桥9，模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施3.三爪内径千千分尺是利利用螺旋副副原理，通通过旋转塔塔形阿基米米德螺旋体体或移动锥锥体使三个个测量爪作作径向位移移，使其与与被测内孔孔接触，对对内孔尺寸寸进行读数数的量具。。图3-38三爪内径千分尺1—测量爪；2—扭簧；3—测微螺杆；4—螺纹轴套；5—微分套筒；6—测力装置模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施4.内测千分尺尺图3-40内测千分尺1—测力装置；2—校准环；3—微分筒；4—固定套筒；5—扳子；6—制动螺钉；7—量爪11234567模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施五、内径百百分尺简介介模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施一、准备工工作(1)确定材料及及规格。(2)确定采购热热处理设备备的规格。。(3)确定设备采采购，(4)确定刀具、、量具、检检具、主要要工装等配配置。(5)确定招聘工工人的工种种和操作技技能水平。。模块三轴承套钻镗镗加工工艺艺设计与实实施二、零件及及工艺性分分析1.零件分分析每台(套)零件数为为1件，年年产量为3000件，生产产类型为大大量生产，，零件的最最大尺寸，，直径为300mm，长度度为500mm。零零件材料为为QT600-3。毛坯的的备选方案案有铸件、、无缝铸铁铁管等，由由于难于找找到合适