套类零件加工课件

套类零件加工一、概述

1.套类零件的功用和结构特点

2.套类零件的技术要求

3．套类零件的材料和毛坯1.套类零件的功用和结构特点

套类零件

是机械加工中经常碰到的一类零件，其应用范围很广。套类零件通常起支承和导向作用。套类零件结构上有共同的特点：零件的主要表面为同轴度要求较高的内外回转面；零件的壁厚较薄易变形；长径比L/D>１等。图20-1是常见套类零件的示例。图20-1是常见套类零件的示例。2.套类零件的技术要求尺寸精度几何形状精度

相互位置精度

表面粗糙度

（1）尺寸精度内孔是套类零件起支承作用或导向作用的最主要表面，它通常与运动着的轴、刀具或活塞等相配合。内孔直径的尺寸精度一般为IT7，精密轴套有时取IT6，油缸由于与其相配合的活塞上有密封圈，要求较低，一般取IT9。外圆表面一般是套类零件本身的支承面，常以过盈配合或过渡配合同箱体或机架上的孔连接。外径的尺寸精度通常为IT6～IT7。也有一些套类零件外圆表面不需加工。（2）几何形状精度

内孔的形状精度，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。对于长的套件除了圆度要求外，还应注意孔的圆柱度。外圆表面的形状精度控制在外径公差以内。

（3）相互位置精度

当内孔的最终加工是在装配后进行时，套类零件本身的内外圆之间的同轴度要求较低；如最终加工是在装配前完成则要求较高，一般为0.01～0.05mm。当套类零件的外圆表面不需加工时，内外圆之间的同轴度要求很低。套孔轴线与端面的垂直度精度，当套件端面在工作中承受载荷或不承受载荷但加工中是作为定位基准面时，其要求较高，一般为0.01～0.05mm。

（4）表面粗糙度

为保证套类零件的功用和提高其耐磨性，内孔表面粗糙度Ra值为2.5—0.16µm，有的要求更高达Ra0.04µm。外径的表面粗糙度达Ra5～0.63µm。3．套类零件的材料和毛坯

套类零件一般选用钢、铸铁、青铜或者黄铜等材料。有些滑动轴承采用在钢或铸铁套的内壁上浇铸巴氏合金等轴承合金材料。套类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D<20mm）的套类零件一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸铁。孔径较大时，常采用无缝钢管或带孔的空心铸件和锻件。大量生产时可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺。二、套类零件加工工艺及其分析

套类零件由于功用、结构形状、材料、热处理以及加工质量要求的不同，其工艺上差别很大。现以图20-2所示的轴套件的加工工艺为例予以分析。

1．轴套件的结构与技术要求2．轴套加工工艺过程

表20-1是成批生产条件下，加工该轴套的工艺过程。3．轴套加工工艺分析图20-1是常见套类零件的示例1．轴套件的结构与技术要求（1）轴套的内圆柱面A、B、及端面D和轴配合，表面C及其端面和轴承配合，轴套内腔及端面D上的八个槽是冷却空气的通道，八个Φ10的孔用以通过螺钉和轴连接。（2）轴套从构形来看是一个刚度很低的薄壁件,最小壁厚为2mm。（3）从精度方面来看，主要工作表面的精度是IT5～IT8，C的圆柱度为0.005mm,工作表面的粗糙度为Ra0.63µm,非配合表面的粗糙度为Ra1.25µm；位置精度,如平行度、垂直度、圆跳动等，均在0.01～0.02mm范围内。该轴套的材料为高合金钢40CrNiMoA，要求淬火后回火，保持硬度为285～321HBS，最后要进行表面氮化处理。毛坯采用模锻件。

3．轴套加工工艺分析（1）工序5、10、15这三个工序组成粗加工阶段。工序５采用大外圆及其端面作为粗基准，加工外圆，为下一工序准备好定位基准，同时切除内孔的大部分余量。工序10是加工大外圆及其端面，并加工大端内腔。这一工序的目的是切除余量，同时也为下一工序准备定位基准。工序15是加工外圆表面，用工序10加工好的大外圆及其端面作定位基准，切除外圆表面的大部分余量。

粗加工采用三个工序，用互为基准的方法。

（2）工序20、25工序20是中间检验。因下一工序为热处理工序，需要转换车间，所以一般应安排一个中间检验工序。工序25是热处理。（3）工序30、35、40工序30的主要目的是修复基准。在工序30中，还安排了内腔表面的加工，这是因为工件的刚性较差，粗加工余量留的较多，所以在这里再加工一次，为后续精加工做好余量方面的准备。工序35是用修复后的基准定位，进行外圆表面的半精加工，并完成外锥面的最终加工，其它表面留有余量，为精加工做准备。工序40是磨削工序，其主要任务是建立辅助基准，提高Φ112外圆的精度，为以后工序作定位基准用。（4）工序45、50、55这三个工序是继续进行半精加工，定位基准均采用Φ112外圆及其端面这是用统一基准的方法保证小孔和槽的相互位置精度。为了避免在半精加工时产生过大的夹紧变形，所以这三个工序均采用N面作轴向压紧。这三个工序在顺序安排上，钻孔应在铣槽以前进行，因为在保证孔和槽的角向位置时，用孔作角向定位比较合适。半精镗内腔也应在铣槽以前进行。在工序50和55中，由于工序要求的位置精度不高，所以虽然有定位误差存在，但只要在工序40中规定一定的加工精度，就可将定位误差控制在一定范围内，这样，位置精度保证就不会产生很大的困难。（5）工序60、65这两个工序是精加工工序。对于外圆和内孔的精加工工序，一般常采用“先孔后外圆”的加工顺序，因为孔定位所用的夹具比较简单。在工序60中，用Φ112外圆及其端面定位用Φ112外圆夹紧。为了减小夹紧变形，故采用均匀夹紧的方法，在工序中对A、B和D面采用一次安装加工，其目的是保证垂直度和同轴度。在工序65中加工外圆表面时，采用A、B和D面定位，由于A、B和D面是在工序60中一次安装加工的，相互位置比较准确，所以为了保证定位的稳定可靠，采用这一组表面作为定位基准。三、盘套件加工工艺

图20-3是法兰盘的零件图。从其技术要求中可以看出，关键是要保证φ55外圆表面对φ35孔基准轴线的同轴度以及两端面相对基准轴线的端面圆跳动要求。由于各表面粗糙度Ra值均在1.6以上,故可在车床上加工，然后再加工小孔与槽。其工艺过程见表20-2。此工艺过程既使粗、精加工分开,又较好地保证了加工精度。图20-3是法兰盘的零件图其工艺过程见表20-2四、无台阶套筒加工工艺特点

图20-4是无台阶套筒的零件简图。其加工工艺过程（小批生产）为：1．三爪卡盘夹住工件中间部位，粗车端面、孔和外圆的一部分，并倒角（倒角尺寸应比图样尺寸稍大，以便精加工之后恰好符合要求）。2．调头，三爪卡盘夹住已加工过的外圆表面，粗车另一端面和外圆的另一部分；精加工孔和端面以及内、外圆倒角。3．以孔定位装夹在心轴上，精车全部外圆及另一端面，保证图纸规定的总长尺寸。图20-4是无台阶套筒的零件简图。五、套类零件加工中的关键工艺问题1．粗、精加工应分开进行。2．尽量采用轴向压紧，如采用径向夹紧应使径向夹紧力均匀。3．热处理工序应放在粗、精加工之间。4．中小型套类零件的内外圆表面及端面，应尽量在一次安装中加工出来。5．在安排孔和外圆加工顺序时，应尽量采用先加工内孔，然后以内孔定位加工外圆的加工顺序。高速电主轴在卧式镗铣床上的应用越来越多，除了主轴速度和精度大幅提高外，还简化了主轴箱内部结构，缩短了制造周期，尤其是能进行高速切削，电主轴转速最高可大10000r/min以上。不足之处在于功率受到限制，其制造成本较高，尤其是不能进行深孔加工。而镗杆伸缩式结构其速度有限，精度虽不如电主轴结构，但可进行深孔加工，且功率大，可进行满负荷加工，效率高，是电主轴无法比拟的。因此，两种结构并存，工艺性能各异，却给用户提供了更多的选择。现在，又开发了一种可更换式主轴系统，具有一机两用的功效，用户根据不同的加工对象选择使用，即电主轴和镗杆可相互更换使用。这种结构兼顾了两种结构的不足，还大大降低了成本。是当今卧式镗铣床的一大创举。电主轴的优点在于高速切削和快速进给，大大提高了机床的精度和效率。卧式镗铣床运行速度越来越高，快速移动速度达到25～30m/min，镗杆最高转速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高，快速移动高达50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.008～0.01mm，重复定位精度0.004～0.005mm。落地式铣镗床铣刀由于落地式铣镗床以加工大型零件为主，铣削工艺范围广，尤其是大功率、强力切削是落地铣镗床的一大加工优势，这也是落地铣镗床的传统工艺概念。而当代落地铣镗床的技术发展，正在改变传统的工艺概念与加工方法，高速加工的工艺概念正在替代传统的重切削概念，以高速、高精、高效带来加工工艺方法的改变，从而也促进了落地式铣镗床结构性改变和技术水平的提高。当今，落地式铣镗床发展的最大特点是向高速铣削发展，均为滑枕式(无镗轴)结构，并配备各种不同工艺性能的铣头附件。该结构的优点是滑枕的截面大，刚性好，行程长，移动速度快，便于安装各种功能附件，主要是高速镗、铣头、两坐标双摆角铣头等，将落地铣镗床的工艺性能及加工范围达到极致，大大提高了加工速度与效率。传统的铣削是通过镗杆进行加工，而现代铣削加工，多由各种功能附件通过滑枕完成，已有替代传统加工的趋势，其优点不仅是铣削的速度、效率高，更主要是可进行多面体和曲面的加工，这是传统加工方法无法完成的。因此，现在，很多厂家都竞相开发生产滑枕式(无镗轴)高速加工中心，在于它的经济性，技术优势很明显，还能大大提高机床的工艺水平和工艺范围。同时，又提高了加工精度和加工效率。当然，需要各种不同型式的高精密铣头附件作技术保障，对其要求也很高。高速铣削给落地式铣镗床带来