套筒类零件的加工工艺.docx

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1、套筒类零件的加工工艺课题： 套筒类零件的加工工艺 一、 十四、 教学目的：熟悉零件的功用、结构特点和主要技术要求。掌握套筒类零件内孔一般加工方法的工艺特点、应用场合、了解套筒类零件内孔表面精密加工方法的加工原理、工艺特点及应用场合；掌握并能拟订长、短套筒零件的加工艺 二、 十五、 教学重点：孔各种加工方法的工艺特点和应用范围，长、短套筒零件的加工工艺分析、工艺规程的编制。 三、 十六、 教学难点：套筒零件的工艺规程编制，孔的精密加工 四、教学时 数： 2 学时，其中实践性教学 学时。 五、习题： 六、教学后记： 第四节 套筒类零件的加工 一、概述 、零件的功用与结构 1、 2、 1、 功用：支

2、承、导向作用 2、 结构：主要表面为同轴度要求较高的内、外圆表面，零件壁厚较薄 ，长度大于直径。 常见的有轴承衬套、钻套、液压油缸，如图所示： 、技术要求 1、孔的技术要求 孔是套筒零件与回转轴颈，刀具或移动活塞相配合，是起支承或导向作用，孔的直径尺寸一般IT7，精密轴套IT6，气缸液压缸为IT9形状精度在尺寸公差内，精密轴套控制在1/2-1/3T，长套筒要圆柱度要求，表面粗糙度Ra1.60.16um，高的可达Ra0.4。 2、2、外圆表面要求 外圆一般以过盈或过渡配合与机座或箱体上的孔相连接，它是套筒零件的支承表面。外圆的尺寸精度一般为IT6IT7，形状尺寸精度控制在外径公差范围内表面粗糙度

3、Ra3.20.63。 3、孔与外圆的同轴度 当孔的终加工是在套筒装入机座后加工的，要求较低，最终加工是在装配前完成的，一般同轴度为0.010.05 4、轴线与端面的垂直度要求 端面若在工作中受轴向或作定位基准时，其垂直度为0.010.05。 、材料与毛坯 1、 1、 材料：钢、铸铁、青铜或黄铜，或双金属结构如滑动轴承以离心铸造法浇注巴氏合金。 2、 2、 毛坯： 孔径小的用热轧或冷拉棒料，也可用实心铸件， 孔径大的用无缝钢管或带孔铸件，锻件 大量生产时采用冷挤压或粉末冶金。 、加工工艺 套筒类零件加工的主要工艺问题是如何保证其主要加工表面之间的相互位置精度，以及内孔本身的加工精度和表面粗糙度要

4、求。尤其是薄壁、深孔的套筒零件，由于受力后容易变形，加上深孔刀具的刚性及排屑与散热条件差，故其深孔加工经常成为套筒零 件加工的技术关键。 套筒类零件的加工顺序一般有两种情况： 第一种情况为：粗加工外圆粗、精加工内孔最终精加工外圆。这种方案适用于外圆表面是最重要表面的套筒类零件加工 第二种情况为：粗加工内孔粗、精加工外圆最终精加工内孔。这种方案适用于内孔表面是 最重要表面的套筒类零件加工。 套筒类零件的外圆表面加工方法，根据精度要求可选择车削和磨削。内表面加工方法的选择则需考虑零件的结构特点、孔径大小、长径比、材料、技术要求及生产类型等多种因素。 二、 套筒类零件的内孔加工 内孔是套筒类零件的主

5、要加工表面，加工方法选择的原则具体根据孔的大小，深度，精度，结构形状等面定。 当孔径较小时、钻孔 滚压加工 钻孔是在实心材料上加工孔的第一道工序。它主要用于精度要求较高孔的预加工或精度低于IT11级的孔的终加工。 钻孔刀具常用麻花钻。由于麻花钻具有宽而深的容屑槽、钻头顶部有横刃及钻头只有两条很窄的螺旋棱带与孔壁接触等结构特点，因而钻头的刚性差、导向性能差，钻孔时容易引偏，易出现孔径扩大现象，孔壁加工质量较差。 措施：加工前先加工孔的端面，采用工件回转方式或先钻引导锥等 使用范围：孔径75mm，当孔径35mm时分两次钻，第一次钻孔的直径为所需孔径的1/2-7/10。第二次钻到所需孔径，这时横刃不

6、参加切削，轴向抗力小，切削较轻小。 (二)、扩孔 扩孔是用扩孔钻对工件上已钻出、铸出或锻出孔作进一步加工的方法。 扩孔加工有如下特点： 1、加工精度比钻孔高：切深小，钻头无横刃，刀体刚度大，导向作用好 IT1110，Ra6.33.2 2、扩孔能纠正原孔轴线的歪斜 3、生产率高，由于余量小扩孔齿数较多，f=0.4-2mm/r 4、孔径100的孔，多用镗孔而不用扩孔 、铰孔 铰孔是未淬硬的中小尺寸孔进行精加工的一种方法，加工的孔径范围一般为380mm. 铰孔的工艺特点： 1、1、铰孔精度主要取决于铰刀精度。 2、2、铰孔比镗孔容易保证尺寸精度和形状精度，且生产率较高。一般IT7IT8，手铰达IT6

7、。Ra1.60.2。 3、3、适应性差，一种铰刀只能加工一种尺寸和一种精度的孔。 4、4、不能校正原孔轴线的偏斜。 、镗孔 镗孔是常用的孔的加工方法，可作为粗加工，也可以作精加工。 其主要工艺特点： 1、 1、 加工范围广，非标孔、大直径孔、短孔以及盲孔、有色金属孔及孔系等加工。 2、 2、 获得较高的精度与低表面粗糙度，IT8IT6，Ra1.60.4用金刚镗则更低 3、 4、 3、 修正前道工序的孔轴线的偏斜和不直，生产率较低 4、 可在车,铣,镗及数控机床上进行 、磨孔 磨孔是单件小批生间中常用的孔精加工方法，它特别适宜于加工淬硬的孔，表面精度断续的孔和长度很短的精密孔。 对于中小型回转零

8、件，磨孔在内圆磨床或万能磨床上进行对于大型薄零件，可采用无心内圆磨削。 内圆磨削的工艺特点： 1、1、 轮直径D受到工件孔径刀的限制,砂轮尺寸小,损耗快,经常要更换影响效益 2、磨削速度低因此,磨削精度较难控制 3、砂轮轴受孔径与长度限制,刚性差,易弯曲,振动,影响加工精度与表面粗糙度 4、砂轮与工件内切,接触面积大,散热条件差,易烧伤,宜用较砂轮 5、切削液不易进入磨削区,排屑困难。 内孔磨削方法： 中心圆磨：用于中小型工件，在万能磨，内圆磨床上进行 磨削方法 行星式内圆磨：用于重量大，形状不对称的内孔，用行星或磨床 无心内圆磨：用于直径短套孔。 、拉孔： 拉孔是拉刀在拉床上对已预加工的孔进

9、行半精加工或精加工的方法拉孔方法的特点： 1、尺寸精度高，表面质量好IT79，Ra1.60.1 2、不能纠正轴线的偏斜 3、拉刀结构复杂，成本高，制造周期长 4、一把拉刀只拉一种规格尺寸的孔，要求工件材质均匀。 薄壁孔，盲孔，阶梯孔，深孔，大直径孔和很小的孔及淬硬孔不宜拉。 拉削范围为10100 三、孔的精密加工 当套筒类零件内孔的加工精度和表面粗糙度要求很高时，则精加工后还需进行精密加工。 金刚镗 孔的精密加工方法 研磨，珩磨 、精细镗 滚压 精细镗是由于最初使用金刚石作镗刀材料而得名。 精细镗的工艺特点： 1、 1、 用精度高，刚度大，高转速的金刚镗床 切铸铁100m/min，钢200 m

10、/min，铝300 m/min 2、 高 3、 3、 生产率高加工范围广 2、 削用量小，切削刀热小，加工精度、珩磨 珩磨是用若干细粒度磨条组成的珩磨头进行内孔光整加工的方法，通常在磨削或精镗后进行。 1、 2、 1、 珩磨工作原理 2、 珩磨孔的工艺特点： 加工范围广 磨头与主轴浮动联接 精度高，IT6，Ra0.80.025能修正几何误差交叉网纹有利于油膜形成。 3、 3、 影响珩磨质量和生产率的因素 珩磨的圆周速度VP和往复速度Vw的因素 VP 、Vw质量好效率高，但磨损、热、易堵塞 VP/ Vw的比值影响网纹交叉角 =4060 珩磨头行程L与越程量a L=Lk+2a-Ls 式中Lk：被加

11、工表面长度 Ls：磨条长度但磨条不宜过长 珩磨压力。FF磨损切削能力 冷却与润滑。 研磨略 滚压 四、套筒类零件加工工艺分析 套筒类零件由于其功用、结构形状、尺寸、材料及热处理等的不同，其工艺差别很大。就结构形状而言，可分为短套筒与长套筒两类，这两类套筒在装夹与加工方法上有很大的差别。下面分别分析其工艺特点。 、短套筒零件的加工气缸套零件加工工艺 如图为A110型柴油机气缸零件图，由于L/D3，属短套。内孔G是重要表面，其加工工艺过程如下： 气缸套零件加工工艺 工序号 工序名称 工 序 内 容 定位夹紧 010 铸造毛坯 020 人工时效 030 粗镗内孔 镗内孔至108135mm。 +0.2

12、0mm和一端台阶外圆 内孔 气压胀胎夹具 040 粗车外圆 粗车各级外圆 050 热处理 060 半精车 正火 半精车法兰凸台端面及外国 半精镗内孔109269080 精 车 090 去氧化皮 100 半精车 110 精 镗 120 精 车 130 粗 珩 140 精珩 +0.5-0.5 内孔气压胀胎夹具 +0.1070 半精镗 mm及总长外圆法兰凸台端面及外圆 mm。 内孔气压胀胎夹具 精车法兰凸台端面，外圆割槽 用圆弧车刀R10车外圆并用靠模样板 半精车密封槽 镗精内孔110精车外圆-0.065-0.10外圆法兰凸台端面及外圆 mm -0.085132-0.148外圆法兰凸台端面及外圆 内

13、孔气压胀胎夹具 mm 外圆法兰凸台端面及外圆 外圆法兰凸台端面及外圆 -0.043129-0.065mm，粗珩磨内孔110精珩磨内孔110-0.025-0.06+0.0350、长套加工油缸零件的加工工艺 图所示为液压油缸零件。该零件的孔长与直径之比L/D=24，属典型的长套筒零件.： 图中主要技术要求为： 内孔必须光滑无纵向划痕； 内孔圆柱度误差不大于0.04mm； 内孔轴线的直线度误差不大于0。1/1000mm； 内孔轴线与端面的垂直度误差不大于0。03mm； 内孔对两端支承外圆(82h6)的同轴度允差为0.04mm. 对于油缸这类长套筒零件，为保证内外圆同轴度，加工外圆时,其装夹方式常采用

14、下面两种：用顶尖顶住两端孔口的倒角；一头夹紧外圆另一头用中心架支承或一头夹紧外圆另一头用后顶尖顶住。加工内孔时，一般采用夹一头、另一头用中心架支承外圆。粗加工孔采用镗削，半精加工和精加工孔多用浮动铰孔方式。若内孔表面要求粗糙度很低时，还须选用折磨或滚压加工。本例采用一夹一托或一夹一顶方式来加工外圆；采用工艺螺纹固夹一头、中心架托另一头外圆的方式来加工内孔。内孔经推镗、浮动精铰后再进行冷压加工，以保证达到图纸规定的要求。 其加工工艺如下： 油缸零件的加工工艺 序号 工序名称 工 序 内 容 定位与夹紧 下料 切断无缝钢管，使成长度 =1692 车82mm外圆到88，并车工艺螺纹 三爪夹一端外圆，大头顶尖顶M881.5mm 另一端孔 车端面及倒角 2 车 调头车82mm外圆到84mm 三爪夹一端外圆，搭中心架托88处 三爪夹一端外圆，大头顶 尖顶另一端孔 车端面及倒角，取总长1686 架托处 半精镗推孔到68mm 一端用M881.5mm工艺螺纹精推镗孔到69.85mm 3 深孔推镗 固定在夹具中，另一端搭中心精铰到70士0.02 架 表面粗糙度Ra值为1.6um 4 5 用滚压头滚压孔至70滚压孔 为0.2um。 车 +0.19表面粗糙度Ra值一端用工艺螺纹固定在夹具中，另一端搭中心架 车去工艺螺纹，车82h6mm到尺寸，软爪夹一端，以孔定位顶另一割R7槽 端