第八章 第五节 套筒类零件加工工艺

第八章典型零件加工工艺CONTENTS目录12【圆柱齿轮加工工艺】【套类零件加工工艺】02【套类零件加工工艺】一二三概述套类零件加工中的主要问题套类零件加工工艺过程分析套类零件加工工艺一、概述(一）套类零件的功用与结构特点套类零件是机械中最常见的一种零件,通常起支撑或导向作用。它的应用很广泛,如支撑在旋转轴上的各种形式的轴承,夹具上引导刀具的导向套,模具的导套,内燃机的汽缸套以及液压缸等,如图所示为常见的几种套类零件。由于套类零件的功用不同,其结构和尺寸有很大的差异,但结构上也有共同特点:零件的主要表面为同轴度要求较高的内外回转表面,内孔表面质量要求高,零件的厚度较薄且容易变形,零件长度一般大于直径,大多数套筒类零件结构相对比较简单。套类零件加工工艺一、概述(二）套类零件的主要技术要求、材料和毛坯1.套类零件的技术要求套筒类零件的外圆表面多以过盈或过渡配合与机架或箱体配合起支撑作用,内孔主要起导向作用或支承作用,常与传动轴、主轴、活塞,滑阀等相配合,有些套的端面或凸缘端面有定位或承受载荷作用。套类零件的主要技术要求为:(1)内孔与外圆的尺寸精度一般为IT7～IT6。为保证内孔的耐磨性和功能要求,其表面粗糙度要求为Ra2.5~0.l6μm,外圆的表面粗糙度为Ra5~0.63μm。(2)通常将外圆与内孔的几何形状精度控制在直径公差以内即可,较精密的可以控制在直径公差的12~1/3,甚至更小。较长的套筒零件除有外圆的圆柱度要求外,还有孔的圆柱度要求。(3)内外圆表面之间的同轴度公差按零件的装配要求而定。当内孔的最终加工是将套装入机座或箱体之后进行(如连杆小端衬套)时,内、外表面的同轴度公差可以较大;若内孔的最终加工是在装配之前完成,则同轴度公差较小,通常为0.06~0.0lmm。套的端面(包括凸缘端面)如在加工中承受载荷或加工中作为定位面时,端面与外圆或内孔轴线的垂直度要求较高,一般为0.05~0.02mm。套类零件加工工艺一、概述(二）套类零件的主要技术要求、材料和毛坯2.套筒类零件的材料和毛坯套类零件的材料一般为优质碳素钢、铸铁、青铜或黄铜制成,有些滑动轴承采用双金属结构,用离心铸造法在钢或铸铁套筒内壁上浇铸巴氏合金等轴承合金材料,既可节省贵重的有色金属,又能提高轴承的寿命。对一些强度和硬度要求很高的套筒,如镗床的主轴套筒、伺服阀套等,可以用优质合金钢。套筒的毛坯选择与其材料、结构、尺寸和生产批量有关。孔径小的套筒一般选择热轧或冷拉棒料,也可采用实心铸件;孔径较大的套筒选用无缝钢管或带孔的铸件、锻件。大批量生产时,采用冷挤压和粉末冶金等先进毛坯制造工艺,既可节省用材,又可提高毛坯精度和生产率。套类零件加工工艺二、套类零件加工工艺过程分析套筒类零件加工的定位和安装根据其功用、结构形状、材料以及尺寸大小的不同而异。就其结构形状来划分,大体可以分为短套筒和长套筒两大类。它们在加工中,其装夹方法和加工方法都有很大差别。其中,保证内孔与外圆的同轴度公差,以及端面与内圆(外圆)轴线的垂直度公差,是拟定工艺规程时需要关注的主要问题。1.短套筒——轴承套的加工工艺过程分析加工轴承套,材料为ZQSn6-6-3,每批数量为200件。(1）轴承套的技术条件

该轴承套属于短套筒,材料为锡青铜。其主要技术要求为:34js7外圆对22H7孔的径向圆跳动公差为0.0lmm;左端面对$22H7孔轴线的垂直度公差为0.01mm。轴承套外圆为IT7级精度,采用精车可以满足要求;内孔精度也为IT7级,采用饺孔可以满足要求。内孔的加工顺序为:钻孔一车孔一饺孔。由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内,用软卡爪装夹无法保证。因此精车外圆时应以内孔为定位基准,使轴承套在小锥度心轴上定位,用两顶尖装夹。这样可以使加工基准和测量基准一致,容易达到图纸要求。车、饺内孔时,应与端面在一次装夹中加工出,以保证端面与内孔轴线的垂直度在0.0lmm以内。套类零件加工工艺二、套类零件加工工艺过程分析(2)轴承套的加工工艺

表为轴承套的加工工艺过程。粗车外圆时,可采取同时加工5件的方法来提高生产率。套类零件加工工艺序号工序名称工序内容定位与夹紧10备料棒料,按5件合一加工下料20钻中心孔1.车端面,钻中心孔2.调头车另一端面,钻中心孔三爪夹外圆30粗车中心孔40钻50车、饺60精车70钻80检验二、套类零件加工工艺过程分析2.长套筒——液压缸的加工工艺分析(1)液压缸的技术条件

图所示为无缝钢管材料的液压缸。为保证活塞在液压缸内移动顺利,该液压缸内孔有圆柱要求,内孔轴线有直线要求,内孔轴线与两端面间有垂直度要求,内孔轴线对两端支承外圆(∅82h6)的轴线有同周度要求。除此之外还有特别要求:内孔必须光洁,无纵向刻痕;若为铸铁材料时,则要求其组织紧密,不得有砂眼、针孔及疏松。套类零件加工工艺二、套类零件加工工艺过程分析2.长套筒——液压缸的加工工艺分析(2)液压缸的加工工艺表为液压缸的加工工艺过程。套类零件加工工艺序号工序名称工序内容定位与夹紧10配料无缝钢管切断20车30深孔推镗一端用M88×1.5mm螺纹固定在夹具中,另一端搭中心架40滚压孔一端用螺纹固定在夹具中,另-端搭中心架50车软爪夹一端,以孔定位顶另-端软爪夹一端,以中心架托另一湍(百分表找正孔)软爪夹一端,顶另一端软爪夹一端,顶另一端60检验三、套类零件加工中的主要问题一般套筒类零件在机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精度(即保证内、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求)和防止变形。1．保证相互位置精度要保证工件内、外圆表面间的同轴度和轴线与端面的垂直度要求,通常可采用下列三种工艺方案:(1)在一次安装中加工内外圆表面与端面

这种工艺方案由于消除了安装误差对加工精度的影响,因而能保证较高的相互位置精度。在这种情况下,影响零件内、外圆表面间的同轴度和孔轴线与端面的垂直度的主要因素是机床精度。该工艺方案一般用于零件结构允许在一次装夹中,加工出全部有位置精度要求的表面的场合。为了便于装夹工件,其毛坯往往采用多件组合的棒料,一般安排在自动车床或转塔车床等工序较集中的机床上加工。(2)先加工孔,再以孔为定位基准加工外圆表面

用这种方法加工套筒类零件,可以避免镗孔和磨孔时因镗杆、砂轮杆刚性差而引起的加工误差。当以孔为基准加工套筒的外圆时,常用刚度较好的小锥度心轴安装工件。小锥度心轴结构简单,易于制造,心轴用两顶尖安装,其安装误差很小,因此可获得较高的位置精度。(3)先加工外圆,再以外圆表面为定位基准加工内孔

这种工艺方案,需采用定心精度较高夹具,以保证工件获得较高的同轴度。较长套筒一般多采用这种加工方案。套类零件加工工艺三、套类零件加工中的主要问题2.防止变形的方法套筒类零件(特别是薄壁套筒)在加工过程中,往往由于夹紧力、切削力和切削热的影响而引起变形,致使加工精度降低。需要热处理的薄壁套筒,如果热处理工序安排不当,也会造成不可校正的变形。防止薄壁套筒的变形,可以采取以下措施:(1)减小夹紧力对变形的影响。夹紧力不宜集中于工件的某一部分,应使其分布在较大的面积上,以使工件单位面积上所受的压力较小,从而减小其变形。例如工件外圆用卡盘夹紧时,可以采用软卡爪,用来增加卡爪的宽度和长度,如图7-51所示。同时软卡爪应采取自镗的工艺措施,以减少安装误差,提高加工精度。套类零件加工工艺三、套类零件加工中的主要问题2.防止变形的方法(1)减小夹紧力对变形的影响。如图7-52所示为用开缝套筒装夹薄壁工件,由于开缝套筒与工件接触面大,夹紧力均匀分布在工件外圆上,不易产生变形。当薄壁套筒以孔为定位基准时，宜采用涨开式心轴。套类零件加工工艺三、套类零件加工中的主要问题(2)减少切削力对变形的影响,常用方法有以下几种:①减小径向力,通常可借助增大刀具的主偏角来达到。②内外表面同时加工,使径向切削力相互抵消。③