模块三加工套类工.ppt

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1、机器零件中，通常称带孔的零件为套类零件。如下图所示的衬套就属套类零件。,衬套,如果加工的套类工件给的是实心毛坯，则必须先钻出孔，然后根据孔的精度要求，选择不同的加工方法去完成。如要加工上图工件的孔，其合理的加工工艺为：钻孔扩孔车孔铰孔。,要将55mm103mm的实心毛坯按衬套加工工序图加工，其中，孔的加工可用钻削的方法即可满足要求。钻孔常用的刀具是麻花钻。车工必须掌握麻花钻的刃磨技术。,衬套毛坯,衬套加工工序图,任务一 麻花钻的刃磨任务二 钻孔和扩孔任务三 车孔和铰孔,任务一 麻花钻的刃磨,1.掌握麻花钻的几何形状。2.掌握麻花钻的刃磨和基本修磨方法。,刃磨18、22的标准麻花钻。,一、麻花钻

2、的组成和几何要素,1麻花钻的组成,麻花钻a）直柄麻花钻 b）锥柄麻花钻,麻花钻的结构组成及作用,2.麻花钻工作部分的几何要素,麻花钻工作部分要素,续表,麻花钻切削刃上不同位置处的螺旋角、前角和后角的变化,续表,麻花钻顶角的大小对切削刃和加工的影响,续表,二、麻花钻的刃磨,1.麻花钻的刃磨要求（1）麻花钻的两主切削刃应对称，即两条主切削刃与麻花钻的轴线成相同的角度，并且长度相等。（2）横刃斜角为55。,2.麻花钻的刃磨质量对加工的影响,麻花钻刃磨质量对加工的影响,续表,一、准备工作 1钻头 12mm左右的废钻头1支，18mm、22mm的麻花钻各1支。2工艺装备 砂轮机、粒度号为46#60#的白色

3、氧化铝砂轮、油石、万能角度尺。,二、操作方法步骤,1.选择麻花钻,先检查砂轮表面是否平整，如有不平或跳动现象，须先对砂轮进行修整。,2.修整砂轮,3.刃磨标准麻花钻的方法,（1）将麻花钻主切削刃置于与砂轮面平行的位置，使麻花钻的轴线与砂轮圆周素线在水平面内的夹角约等于1/2顶角（即59），钻尾向下倾斜。,（2）右手握住麻花钻前端并作为支点，左手握钻尾。以麻花钻前端的支点为圆心，钻尾做上下摆动，并略带旋转。为保证在麻花钻近中心处磨出较大的后角，还应做适当的右移运动。（3）当一条主切削刃刃磨后，将麻花钻转过180，刃磨另一条主切削刃。,4.检测麻花钻,（1）用目测法检查,（2）用万能角度尺检查,5

4、.麻花钻的基本修磨,刃磨麻花钻时的注意事项 1只刃磨麻花钻的两个主后面，但要保证后角、顶角、横刃斜角等刃磨角度同时正确。2麻花钻刃磨技术要求高、难度大，建议先用废旧麻花钻进行练习。3麻花钻主切削刃的位置应略高于砂轮中心平面，以免磨出负后角。4钻尾做上下摆动，并略带旋转。注意不能摆动太大而高出水平面，以防止磨出负后角；也不能转动过多，以防将另一条主切削刃磨坏。,刃磨麻花钻时的注意事项 5刃磨另一条主切削刃时，要保持原来的位置和姿势，采用相同的刃磨方法才能使磨出的两条主切削刃对称。6不要把一条主切削刃刃磨好后再刃磨另一条主切削刃；而应该两条主切削刃经常交替刃磨，边刃磨边检查，随时修正，直至达到要求

5、为止。7用力要均匀，防止用力过大而打滑伤手。,刃磨麻花钻时的注意事项 8不要由刃背磨向刃口，以免使麻花钻刃口退火或变为锯齿状。9刃磨时，需注意磨削温度不应过高，要经常在水中冷却麻花钻，以防退火而降低麻花钻硬度，影响正常切削。,任务二 钻孔和扩孔,1掌握钻孔的方法。2掌握用麻花钻扩孔的方法。3了解扩孔钻和锪孔钻。,按衬套加工工序图要求加工，孔的加工工序为：先钻16mm孔，然后扩孔。,衬套加工工序图,一、麻花钻的装拆,直柄麻花钻的装夹与用钻夹头装夹中心钻的方法基本相同。,锥柄麻花钻的装夹a）装夹 b）直接插入尾座套筒的锥孔中 c）过渡锥套,拆卸莫氏过渡锥套中的麻花钻时，可用楔铁插入腰形孔，敲击楔铁

6、就可把钻头卸下。,锥柄麻花钻的拆卸,二、钻孔时的切削用量,（1）背吃刀量p 钻孔时的背吃刀量为麻花钻的半径，即：p=d/2式中 p背吃刀量，mm；d麻花钻的直径，mm。,（2）进给量f,在车床上钻孔时的进给量通常是用手转动车床尾座手轮来控制的。转动尾座手轮时应缓慢均匀。,钻孔时的切削用量,（3）切削速度vc 钻孔时的切削速度vc可按下式计算：,式中 vc切削速度，m/min；d麻花钻的直径，mm；n车床主轴转速，r/min。,用高速钢麻花钻钻钢料时，切削速度一般取vc=1530 m/min；钻铸铁时，取vc=1025 m/min；钻铝合金时，取vc=7590 m/min。,三、钻孔时切削液的选

7、用,钻孔时切削液的选用,四、钻孔的方法,1.麻花钻的选用（1）麻花钻直径的选择 对于精度要求不高的内孔，可用与孔径大小相同的麻花钻直接钻出。（2）麻花钻长度的选择 选用麻花钻长度时，一般应使麻花钻螺旋槽部分略长于孔深；过长则刚性差，过短则排屑困难。,.钻孔的方法（1）钻孔前，先将工件端面车平，中心处不允许留有凸台，以利于钻头正确定心。（2）找正尾座，使钻头中心对准回转中心，否则可能会将孔径钻大、钻偏甚至折断钻头。,（3）用细长麻花钻钻孔时，为防止钻头晃动，可在刀架上夹一挡铁，支顶钻头头部、帮助钻头定心。先使钻尖接近工件端面，然后控制中滑板，使挡铁逐渐接近并轻触钻头前端，摇动尾座手轮使钻头进给，

8、当钻头定心后即可退出挡铁，继续钻进。,用挡铁支顶麻花钻,（4）钻小孔时，可先钻中心孔，再进行钻孔，以便于定心。（5）对于钻孔径不大的孔，可以用钻头一次钻出，若孔径较大（超过30mm），应采用扩孔的加工方法。（6）钻孔后需铰孔的工件，由于所留铰孔余量较少，因此钻孔时，当钻头钻进工件12mm后，应将钻头退出，停车检查孔径，防止因孔径扩大没有铰削余量而报废。,（7）钻盲孔与钻通孔的方法基本相同，只是钻孔时需要控制孔的深度。,钻盲孔时孔深的控制,五、扩孔的方法,用扩孔刀具扩大工件孔径的方法称为扩孔。孔径大于30的孔一般采用扩孔的方法加工，即先用小直径钻头钻出底孔，再用大直径钻头钻至所要求的孔径。通常第

9、一次选用钻头的直径为孔径的0.50.7倍。,常用的扩孔刀具有麻花钻和扩孔钻等。精度要求一般的工件，扩孔用麻花钻，精度要求较高的孔，其半精加工可使用扩孔钻扩孔。扩孔精度一般可达到IT10IT11，表面粗糙度Ra值达12.5 6.3m。,1.用麻花钻扩孔,麻花钻扩孔示意图,2.用扩孔钻扩孔 扩孔钻有高速钢扩孔钻和硬质合金扩孔钻两种。,扩孔钻a）高速钢扩孔钻外形图 b）高速钢扩孔钻 c）镶硬质合金扩孔钻,扩孔钻在自动车床和镗床上用得较多，它的特点主要有：,（1）扩孔钻的钻心粗，刚度高，且扩孔时背吃刀量小，切屑少，排屑容易，可提高切削速度和进给量。（2）扩孔钻一般有34个刀齿，周边的棱边数量增多，导向

10、性比麻花钻好，可以校正孔的轴线偏差，使其获得较正确的几何形状。（3）扩孔时可避免横刃引起的不良影响，提高了生产率。,用扩孔钻扩孔,一、准备工作 1.工件毛坯 毛坯尺寸：55mm103mm；材料：45钢；数量：1件 2.工艺装备 普通车床、砂轮机、划针盘、钻夹头、B2 mm/6.3 mm的中心钻、90粗车刀、18、22mm的麻花钻各1支、莫氏过渡锥套、0.02 mm(0150)mm的游标卡尺、10%-15%的乳化液。,二、钻孔加工工艺与操作步骤1.夹毛坯外圆，伸出长度约75mm，用划针找正并夹紧。2.车平端面，钻中心孔。3.将外圆粗车至49mm69mm。4.安装18钻头钻孔至尺寸要求。5.拆出1

11、8钻头，安装22钻头扩孔至尺寸要求。6.将49mm69mm外圆车至45mm69mm。,钻孔及扩孔时的注意事项1将麻花钻装入尾座套筒中，找正麻花钻轴线与工件旋转轴线相重合，否则可能会将孔钻大、钻偏甚至使麻花钻折断。2钻孔前，工件中心处不允许留有凸头，否则会影响麻花钻定心，甚至会使麻花钻折断。3.起钻时进给要慢，待麻花钻切削部分全部进入工件后才可正常钻削。,钻孔及扩孔时的注意事项4.钻孔时，如果麻花钻刃磨正确，切屑会从两螺旋槽均匀排出。5必须浇注充分的切削液，以防止麻花钻过热而退火。6.必须经常退出麻花钻清除切屑，防止切屑堵塞而使麻花钻被“咬死”或折断。7工件即将钻穿时进给量要小，以防止麻花钻被“

12、咬住”。,钻孔及扩孔时的注意事项8扩孔前应先将钻头外缘处的前角修小。9扩孔时，由于麻花钻的横刃不参加切削，进给力Ff减小，进给省力，故可采用比用麻花钻钻孔时大一倍的进给量。10.在扩孔时应适当控制手动进给量，不要因为钻削轻松而盲目地加大进给量。,三、钻孔时的质量分析,钻孔的质量分析,锪孔,用锪削方法加工平底或锥形沉孔的方法称为锪孔。车削中常用圆锥形锪钻锪锥形沉孔。圆锥形锪钻有60、90和120等几种，如下图所示。60和120锪钻用于锪削圆柱孔直径d6.3mm的中心孔的圆锥孔和护锥，90锪钻用于孔口倒角或锪沉头螺钉孔。锪内圆锥时，为减小表面粗糙度，应选取进给量f0.05mm/r，切削速度vc5m

13、/min。,锪钻和锪内圆锥a）实物图 b）锪60内圆锥 c）锪120护锥,任务三 车孔和铰孔,1掌握通孔车刀、盲孔车刀的刃磨和应用。2掌握内沟槽车刀和端面槽刀的刃磨和应用。3掌握车孔的关键技术。4了解软卡爪的制作方法。5掌握常用心轴的设计和制作。6掌握铰孔的方法。,将衬套半成品加工至成品。,衬套加工工序图 衬套,一、内孔车刀 1.内孔车刀的种类及应用 根据不同的加工情况，内孔车刀可分为通孔车刀和盲孔车刀两种。,内孔车刀,续表,续表,2.内孔车刀的刃磨 内孔车刀的刃磨步骤：,粗磨前面,粗磨主后面,粗磨副后面,粗、精磨前角并控制刃倾角,精磨主后面,精磨副后面,修磨刀尖圆弧,二、内沟槽刀和端面槽刀

14、1内沟槽刀和端面槽刀的结构及应用（1）內沟槽刀的结构及加工方法 1）內沟槽刀结构,2）内沟槽刀的加工方法,（2）端面槽刀的结构及加工方法 1）端面直槽,2）T形槽,3）燕尾槽,2内沟槽刀及端面槽刀的刃磨（1）刃磨内沟槽刀及端面槽刀与刃磨外圆车槽刀时的方法基本相同。其刃磨顺序是：,粗磨前面,粗磨主、副后面,精磨前面,精磨主、副后面,（2）刃磨内沟槽车刀应注意切削刃的平直以及角度、形状的正确与对称。（3）刃磨硬质合金车槽刀时不能用力过猛，以防止刀片烧结处产生高热脱焊，使刀片脱落。（4）刃磨车槽刀时，通常先将左侧副后面磨出即可，切削刃宽度的余量应放在车刀右侧磨出。,（5）在刃磨车槽刀的副切削刃时，刀

15、头与砂轮表面的接触点应放在砂轮边缘上，轻轻移动并仔细观察和修整副切削刃的直线度。（6）刃磨圆弧轴肩槽车刀时，左手握住刀头前端为支点，右手转动刀柄尾部，使刀头成圆弧状，并用样板检查后不断修整。,3.控制内沟槽深度和位置的方法,车内沟槽时控制内沟槽深度和位置的方法,续表,三、车孔的关键技术1.提高内孔车刀刚度的措施和控制排屑的方法（1）增加车刀的刚度 1）尽可能增加刀柄的截面积,2）减小刀柄伸出长度,（2）控制切屑流向 1）前排屑,2）后排屑,2.车孔时的切削用量 内孔车刀的刚度较差，排屑较困难，故车孔时的切削用量应选得比车外圆时要小。车孔时的背吃刀量p应比车外圆的小些；进给量f比车外圆时一般小2

16、0%40%；切削速度vc比车外圆时低10%20%。,3.车台阶孔和盲孔,（1）车台阶孔的方法 1）车直径较小的台阶孔时，由于观察困难，尺寸精度不易控制，操作步骤是：粗车小孔精车小孔粗车大孔精车大孔。2）车直径大的台阶孔时，在便于测量和观察小孔的前提下，操作步骤是：粗车大孔粗车小孔精车小孔精车大孔。3）车孔径相差较大的台阶孔时，最好先使用主偏角kr=8588的车刀进行粗车，再用盲孔车刀精车至要求。如果直接用盲孔车刀车削，背吃刀量不可太大，否则刀尖容易损坏。,4）车孔深度的控制 在刀柄上划线痕；装夹内孔车刀时安装限位铜片；利用床鞍和小滑板刻度控制孔深；用游标深度尺测量控制。,（2）车盲孔的方法,1

17、）车端面，钻中心孔；2）钻底孔；3）粗车孔和底平面，留精车余量0.20.3mm；4）精车孔和底平面至要求。,（3）平头钻的刃磨,1）刃磨平头钻时，应使两条主切削刃平直，横刃要短，后角不宜过大，外缘处前角要修磨得小些，否则容易引起扎刀现象，还会使孔底产生波浪形，甚至使钻头折断；2）加工盲孔的平头钻最好采用凸形钻心以获得良好的定心效果。,（4）内径百分表的测量,内径百分表是用对比法测量孔径，因此使用时应先根据被测量工件的内孔直径，用千分尺将内径表对准“零”位后，方可进行测量，取最小值为孔径的实际尺寸。,四、保证套类零件形位精度的方法1尽可能在一次装夹中完成车削,尽可能在一次装夹中完成车削,2以外圆

18、为基准保证位置精度 在加工外圆直径很大、内孔直径较小、定位长度较短的工件时，多以外圆为基准来保证工件的位置精度。采用软卡爪来装夹工件是常用的方法。,软卡爪的形状及制作方法a）焊接式软卡爪 b）车软卡爪的内限位台阶,3以内孔为基准保证位置精度,（1）实体心轴（2）胀力心轴,各种常用心轴,五、形位误差的测量1.孔的形状误差的测量,孔的形状误差的测量,2.位置误差的测量,（1）径向圆跳动误差的测量,（2）端面圆跳动误差的测量,（3）端面对轴线垂直度的测量,六、铰刀及其铰孔方法 1铰刀（1）铰刀的分类 铰刀按动力来源不同可分为机用铰刀和手用铰刀。机用铰刀的有直柄和锥柄两种。铰孔时由于车床尾座定向，因此

19、机用铰刀工作部分较短，主偏角较大，标准机用铰刀的主偏角为15。手用铰刀的柄部做成方榫形，以便套入铰杠铰削工件。手用铰刀工作部分较长，主偏角较小，一般为404。铰刀按切削部分材料分有高速钢和硬质合金铰刀。,（2）铰刀的组成及各部分作用,续表,（3）铰刀的选择 铰刀的基本尺寸与孔基本尺寸相同。铰刀的公差是根据孔的精度等级、加工时可能出现的扩大量或收缩量及允许铰刀的磨损量来确定的。一般可按下面的计算方法来确定铰刀的上、下偏差：上偏差=2/3被加工孔公差 下偏差=1/3被加工孔公差,（4）铰刀的装夹 在车床上铰孔时，一般将机用铰刀的锥柄插入尾座套筒的锥孔中，并调整尾座套筒轴线与主轴轴线相重合，同轴度应

20、小于0.02mm，但对一般精度的车床要求其主轴轴线与尾座轴线非常精确地在同一轴线上是比较困难的，为保证工件的同轴度，常采用浮动套筒。,浮动套筒,2.铰孔的方法（1）铰孔余量的确定 铰孔前，一般先车孔或扩孔，并留出铰削余量，余量的大小直接影响铰孔质量。余量太小，往往不能把前道工序所留下的加工痕迹铰去。余量太大，切屑挤满在铰刀的齿槽中，使切削液不能进入切削区，增大表面粗糙度值或使切削刃负荷过大而迅速磨损，甚至崩刃。铰削余量一般为：0.080.15，高速钢铰刀取小值，硬质合金铰刀取大值。,（2）切削用量的选择 铰削时的背吃刀量是铰削余量的一半。铰削时，切削速度越低，表面粗糙度值越小。铰削钢件时，其切

21、削速度vc5 m/min，铰削铸铁时，其切削速度vc8m/min。铰削时，由于切屑少，而且铰刀上有修光部分，进给速度可快些。铰削钢件时，选用进给量f=0.21.0 mm/r；铰削铸铁时，进给量f=0.41.5 mm/r。粗铰用大值，精铰用小值。铰削盲孔时，进给量f=0.20.5 mm/r。,（3）切削液的选择,铰孔时切削液对孔径和孔表面粗糙度的影响,（4）铰孔方法,铰孔方法,续表,一、准备工作 1.工件毛坯 按衬套加工工序图检查经过扩孔后的半成品，看其尺寸是否留出余量，形状位置精度是否达到要求。,2.工艺装备 普通车床、前排屑通孔车刀、后排屑盲孔车刀、45车刀、装夹式内沟槽车刀、R4mm圆弧轴

22、肩槽车刀、半径样板、90粗车刀、90精车刀、铰刀、浮动套筒、三爪自定心卡盘、软卡爪、胀力心轴、活扳手、弹簧内卡钳、宽度为8mm的样板、钩形游标深度尺、0.02 mm(0150)mm的游标卡尺、025mm和2550mm的千分尺、内径百分表、25H7的塞规、90角尺以及切削液。,二、操作步骤 1.刃磨刀具（1）修整砂轮（2）刃磨前排屑通孔车刀和后排屑通孔车刀（3）刃磨内沟槽刀和R4mm的轴肩槽刀,2.车孔（1）装夹前排屑通孔车刀、后排屑盲孔车刀、45车刀。（2）装夹工件：为防止车孔时工件轴向移动，以及便于多次装夹，可利用45 mm69 mm的外圆部分作为限位台阶，装夹衬套后粗车孔。（3）用45车刀

23、车平端面。（4）用前排屑通孔车刀将22mm孔车至24mm（5）用后排屑盲孔车刀车44mm6.3mm至尺寸，分粗、精车。,3.车内沟槽和轴肩槽,（1）将工件拆下，用软卡爪装夹54mm外圆。（2）将刀架上的刀具拆下，装内沟槽刀、90粗车刀、R4mm的轴肩槽刀。（3）车28 mm8 mm的内沟槽。,（4）先粗车内沟槽，槽壁和槽底留精车余量0.5 mm，注意槽距的位置和偏差；精车28 mm8 mm的内沟槽时，同时保证内沟槽的位置尺寸30.5 mm。（5）扳转车90粗车刀至工作位置，将44 mm外圆车削至43 mm。（6）车R4mm的圆弧轴肩槽，同时操纵中、小滑板，车R4mm的圆弧轴肩槽至符合要求。,4

24、.半精车内孔,（1）将工件拆下，为防止车孔时工件轴向移动，可利用43mm的外圆端面作为限位台阶。（2）装夹前排屑通孔车刀、90精车刀。（3）半精车孔：留铰削余量0.080.12mm，确定半精车孔孔径，半精车孔径至要求。,5.铰孔,（1）选择铰刀：根据孔径公差0.021mm，可确定铰刀基本尺寸为25mm，上偏差为0.0212/3=0.014mm，下偏差为0.0211/3=0.007mm；将铰刀的莫氏锥柄装入浮动套筒的内锥面，再装入尾座套筒内。（2）铰孔,6.精车端面,（1）扳转90精车刀至工作位置。（2）用90精车刀机动进给车54 mm的左端面，使端面表面粗糙度和端面圆跳动达到要求。同时保证44

25、 mm台阶孔的长度为6 mm。,7.倒角,旋转90精车刀，使副切削刃与工件端面成45，紧固车刀，倒角Cl mm。,（1）拆下工件，卸下卡盘。（2）装夹胀力心轴。（3）装夹工件：擦净工件的内孔及端面，将衬套轻轻套入胀力心轴上，并使端面靠紧；用扳手拧紧锥堵的方榫，胀紧工件。（4）精车53 mm的外圆。（5）精车42 mm的外圆。（6）精车53 mm的右端面。（7）定总长。（8）倒角C1：53mm右端倒角、42 mm的外圆右端倒角、25H7的内孔右孔口处倒角。,8.精车外表面,注意事项：1.车孔时中滑板进、退方向与车外圆相反；车内沟槽与在外圆上车槽的横向进给方向相反，需小心并判断准确。2.车内沟槽时，中滑板刻度已到槽深尺寸时不要马上退出内沟槽车刀，应稍作停留，可使槽底经主切削刃修整后降低表面粗糙度值。,三、质量分析,套类零件加工产生废品的原因及预防措施,续表,