项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工(一)

1、,Sichuan Jiangyou Industrial School,责任编辑： 陈 晓 丽,数控编程及仿真加工,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,任务 一 简单盘套类零件加工的工艺知识,盘套类零件在机器设备中应用非常普遍，常与轴类零件配合使用。盘类零件一般指径向尺寸比轴向尺寸大，且最大与最小内外圆直径差较大，并以端面面积大为主要特征的零件；套类零件一般指内外圆直径差较小，并以内孔为主要特征的零件。简单盘套类零件主要由端面、内外圆柱面、圆锥面、沟槽等形状构成。,知识点,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,一、盘套类零件的技术要求,1、尺寸精度,重要尺寸都有公差或公差带代号，公差值是

2、判断车削工艺能否达到要求，同时进行尺寸换算的尺寸依据。,由于功能和用途的不同，盘套类零件的结构和尺寸有很大差异，但其结 构上仍存在共同点：大都带有“中孔”，如衬套、齿轮等；主要表面为同轴 度要求较高的内外圆表面；零件壁的厚度较薄且易变形。盘套类零件的内孔一般做为配合和装配基准，精度要求较高.,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,2、表面粗糙度,零件表面粗糙度也是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、工作精度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观等都有影响。一般而言，只要零件上有配合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度要求越高，其参数值越小。,3、形状、位置精度,形位公差，是零件精度要

3、求的重要内容，也是确定和影响车削工艺的重要因素，尤其是按照其要求确定零件的定位基准和测量基准的重要指标。,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,图8-1-1 盘套类零件的技术要求,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,二、盘套类零件的装夹与定位方法,盘套类零件的内/外圆柱面、端面与基准轴线都存在相应的形位精度要求， 盘类零件的精基准可以选择外圆，但常以中心孔及一个端面为精加工基准。,1、三爪自定心卡盘,三爪自定心卡盘装夹方便、快捷、对中性好且无需找正。三爪卡盘夹紧 力较小，只适合夹紧重量较轻的工件；定心精度存在误差，不适合于同轴 度要求高的工件二次装夹。,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真

4、加工, 适用于一次装夹完成的端面、内/ 外圆、倒角、切断的小型盘套类 零件，如图8-1-2所示；,图8-1-2 三爪卡盘装夹工件,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工, 薄壁套类零件的刚度差，装夹不当或夹紧力过大，易导致工件变形，则需要采用开口套装夹，或者扇形卡爪，如图8-1-3所示。,图8-1-3 薄壁套类零件的装夹,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,2、四爪单动卡盘,四爪可以单独移动，夹紧力较大，适用于装夹大型的盘套类或不规则的零件；但需要经过找正安装，装夹速度慢，不适合批量生产，如图8-1-4所示。,在车床上用四爪卡盘和百分表找正后将工件夹紧，可加工出与外圆同 轴度很高的内孔；对

5、于盘类零件，安装时既要以外圆为准找正与轴线平 行，又要找正端面与轴线垂直。,任务八 简单盘套类零件的编程与仿真加工,图8-1-4 四爪单动卡盘,3、定位心轴,盘套类零件内孔精度要求较高，针对需多次工序才能完成的盘套类零件， 为保证其精度要求，须以内孔为定位基准，才能保证外圆轴线和内孔轴线的 同轴度要求，此时要用心轴定位。, 圆柱心轴,利用心轴的圆柱表面与工件定位配合，并保持较小的间隙，便于工件的装卸；夹紧力较大，但定心精度较锥度心轴低，工件靠螺母压紧，如图8-1-5。,图8-1-5 圆柱心轴,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工, 锥度心轴,锥度心轴是一种刚性心轴，其外圆呈锥体，锥度为1:1

6、0001:5000。,工件压入锥度心轴时，工件内孔产生弹性变形而胀紧工件，并借压合处 的摩擦力传递转矩带动工件旋转；锥度心轴不需夹紧元件，心轴与安装孔之 间无间隙，故定位精度高，但能承受的切削力小；工件在心轴的轴向位移误 差较大，不能加工端面；锥度心轴适用于同轴度要求较高的工件的精加工。,图8-1-6 锥度心轴,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工, 胀力心轴,依靠锥形弹性套受轴向挤压而产生径向弹性变形来定位夹紧工件，如图8-1-7；,装夹方便，定位精度高，同轴度一般可达 0.010.02mm；,适合零件的半精加工和精加工，应用较 为广泛。,图8-1-7 胀力心轴,项目八 简单盘套类零件的编

7、程及仿真加工,三、套类零件的内孔加工的主要特点和要求,图8-1-8 内孔加工,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,1、内孔加工是在工件内部进行的，尤其是加工又深又小的孔时，观察切削比较困难；刀柄由于受到孔径和孔深的限制，不能制造得太粗或太短；排屑和冷却比较困难；孔径的测量比较困难。 2、孔加工的一般原则,总是使用刀具悬伸最小并选择尽可能大的刀具尺寸，以便获得最高的稳定性和精度。当使用大直径镗孔刀杆时，稳定性便得到增强；但由于受零件孔径所允许的空间限制，这种可能性也经常受到限制，故此，必须考虑到排屑和刀具的径向移动。,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,四、盘套类零件刀具及其切削用量的选

8、用,加工内孔是盘套类零件的特征之一，根据内孔的工艺要求，加工方法较 多，常用的有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和磨孔等。内孔加工时常用的刀具有 中心钻、麻花钻及内孔镗刀等。,1、钻孔,钻孔属于粗加工，可达到的尺寸公差等级为IT13IT11，表面粗糙度值 Ra为2512.5um。由于麻花钻长度较大，钻芯直径较小而刚性差，又有 横刃的影响，故钻孔有以下工艺特点：,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工, 钻头容易偏斜, 孔径容易扩大，但孔轴线仍然是直的, 孔的表面质量较差, 钻削时轴向力大,图8-1-9 中心钻和麻花钻,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,2、扩孔,扩孔属于孔的半精加工，常作铰削前的预

9、加工或精度不高的孔的最终加工，可在一定程度上校正钻孔的轴线误差。扩孔可达到的尺寸公差等级为IT11IT10，表面粗糙度值为12.56.3um，如图8-1-10所示。,图8-1-10 扩孔钻,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,3、铰孔,铰孔属于精加工，可达到的尺寸公差等级 为IT9IT6，表面粗糙度值Ra为3.20.2um， 如图8-1-11所示。,4、镗孔,内孔镗削时，由于刀具受到孔径的限制，装夹部分结构要求简单、紧凑， 夹紧件最好不外露，夹紧可靠。为增强刀具刚性尽量选用大断面尺寸刀杆， 减少刀杆长度。内孔加工的断屑、排屑可靠性比外圆车刀更为重要，因而刀 具头部要留有足够的排屑空间。,图

10、8-1-11 铰刀,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工, 镗刀的选用,a、刀柄截面形状 常用的镗刀其截面 形状有圆形、矩形和正方形。圆柄车刀多用 于数控车床和车削中心；矩形和方形柄多用 于普通车床，使用时优先选用圆柄车刀（其 刀尖高度是柄部高度的1/2，且柄部是圆形， 有利于排屑），如图8-1-12所示。,图8-1-12 镗刀,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,b、刀柄截面尺寸的选用 标准镗刀已给定了最小加工孔径。加工孔径 的最大范围，一般不超过大它一个规格的镗刀所规定的最小加工孔径，如 特殊需要，也应小于再大一个规格的使用范围。,c、刀柄形式的选用 一般使用整体钢制刀柄，刀杆的伸出

11、量L4D（D 为刀柄直径）；若或加工刚性差的工件时，应选用带有减振机构的刀柄； 若加工精度很高的孔，应选用重金属（如硬质合金）制造的刀柄；若在加 工过程中刀尖需要充分冷却，应选用有切削液输送孔的刀柄。,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,d、镗刀主偏角 通孔刀的主偏角一般取6075；加工盲孔或台阶孔 时，为保证车平孔的底面，kr取9295；刀尖与刀杆外端的距离应小于内孔半径。, 镗刀的装夹,a、刀尖对准工件中心、刀杆尽量短；,b、刀杆与内孔轴线平行；,c、车削内平面时，要求横向有足够的退刀余地；,d、当使用标准刀杆的可转位内孔刀，在转塔式刀架上安装时只需选用 配套的套筒夹紧即可。,项目八 简单盘套类零件的编程及仿真加工,5、切削用量的选择原则,内表面加工时，一方面排屑困难，另一方面刀杆振动刚性低，因此，切削速度比外圆低，根据经验，加工内孔时的切削速度是加工外圆时的80%； 内孔粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减小进给次数；精加工时，为保证表面粗糙度要求，背吃刀量