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軸類零件加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì),一、軸類零件的分類、特點(diǎn)和技術(shù)要求,光滑軸；階梯軸；空心軸；異形軸（曲軸、齒輪軸、偏心軸、十字軸、凸輪軸、花鍵軸）,作用：起支承傳動(dòng)件和傳遞轉(zhuǎn)矩。形狀：長(zhǎng)度大于直徑；加工表面為內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋、花鍵、溝槽等；主要技術(shù)要求：1）尺寸精度—軸徑及內(nèi)孔等配合有一定的尺寸精度要求.一般為IT6-IT9軸向精度較低。2）幾何形狀精度—軸徑、基準(zhǔn)內(nèi)孔等重要表面有圓度或圓柱度要求。3）位置精度—重要圓柱表面有同軸度、徑向圓跳動(dòng)、軸心線與基準(zhǔn)面的垂直度、端面全跳動(dòng)度要求。4）表面粗糙度—重要表面粗糙度值為Ra0.1—0.6。,二、軸類零件的材料、毛坯及熱處理,1材料一般采用45鋼。中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸可采用40Cr等合金結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鋼。精度較高的軸可采用GCr15和65Mn等材料。高速、重載的軸選用20CrMnTi，20Mn2B，20Cr等。2毛坯一般采用圓棒料和鍛件。某些大型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的用鑄件。3熱處理鍛造毛坯在機(jī)械加工前，需正火或退火熱處理。需局部表面淬火提高耐磨的軸，在淬火前安排調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理安排在粗車后，半精車前。表面淬火安排在精加工前。對(duì)精度較高的的軸，在局部淬火后或粗磨后，為控制尺寸穩(wěn)定，需低溫時(shí)效處理。對(duì)氮化鋼，需在氮化前進(jìn)行調(diào)質(zhì)和低溫時(shí)效處理。總之，軸的精度越高，對(duì)材料及熱處理要求越高，熱處理次數(shù)越多。機(jī)床主軸，尤其緊密機(jī)床主軸，要求嚴(yán)格。,三、軸類零件的加工工藝過程,軸類零件的形狀各種各樣，其工藝過程也有所不同。1.長(zhǎng)軸類零件2.短軸類零件3.套筒類零件4.盤類零件5.異形軸類,1、長(zhǎng)軸類零件,(1)定位基準(zhǔn)的選擇一般長(zhǎng)軸以中心孔為精基準(zhǔn)，易實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，這也滿足基準(zhǔn)重合原則。粗加工時(shí)，為傳遞較大的扭矩和提高工件的剛性，一端用外圓，一端用中心孔定位。對(duì)中心通孔的長(zhǎng)軸，在內(nèi)孔半精加工后，利用工件的內(nèi)錐孔或內(nèi)孔的兩端加工出帶錐度的工藝孔，加上錐形堵塞或錐套心軸加工。內(nèi)孔精加工前不要將錐堵或錐套拆下，以避免因重新安裝帶耒的同軸度誤差。,（2）加工路線的安排1)劃分加工階段精度及表面粗糙度要求較高的重要表面(軸頸、基準(zhǔn)內(nèi)孔等)為粗加工---半精加工---精加工三個(gè)階段，對(duì)要求更高的表面還應(yīng)有光整加工階段；其余表面加工分為粗加工一半精加工兩個(gè)階段進(jìn)行或一次加工完畢。2)熱處理工序的安排熱處理工序一般安排在各個(gè)加工階段之間。毛坯在鍛造或鑄造后，一般須安排正火或退火處理，以便消除應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善切削性能。淬火，表面淬火，滲碳和氮化等熱處理，安排在半精加工之后，精磨前。對(duì)精度很高的長(zhǎng)軸，在淬火后精磨前，安排低溫實(shí)效處理。3）確定加工順序基準(zhǔn)先行／先外后內(nèi)／先大后?。瘮嗝嬉撕螅ㄖ告I槽、花鍵、橫向孔）。,（3）長(zhǎng)軸類零件的軸徑表面常見工藝路線,滲碳軸類零件：備料—鍛造—正火—鉆中心孔—粗車—半精車、精車—滲碳（或碳氮共滲）—淬火、低溫回火—粗磨—次要表面加工—精磨。一般精密調(diào)質(zhì)鋼軸類零件：備料—鍛造—正火（退火）—鉆中心孔—粗車—調(diào)質(zhì)—半精車、精車—表面淬火、回火—粗磨—次要表面加工—精磨。精密氮化鋼軸類零件：備料—鍛造—正火（退火）—鉆中心孔—粗車—調(diào)質(zhì)——半精車、精車—低溫時(shí)效—粗磨—氮化處理—次要表面加工—精磨—光磨。整體淬火軸類零件：備料—鍛造—正火（退火）—鉆中心孔—粗車—調(diào)質(zhì)——半精車、精車—次要表面加工—整體淬火—粗磨—低溫時(shí)效—精磨。,2、短軸類零件,（1）定位基準(zhǔn)的選擇短軸剛性大，一般以外圓柱面定位，用三爪卡盤夾緊后呈懸伸狀切削。徑向力大時(shí)，用一端是工件外圓，一端中心孔定位。（2）加工路線的擬定特點(diǎn)是工序集中，在一次安裝中加工多個(gè)表面，粗加工、半精加工連續(xù)進(jìn)行。以下為六角車床/轉(zhuǎn)塔車床加工短軸的典型工藝：1）送料，夾緊；2）粗車外圓；3）精車外圓，倒角；4）鉆中心孔；5）鉆孔；6）鉸孔；7）切槽，倒角；8）套外螺紋；9）滾花；10）切斷；11）車端面。,3、套筒類零件,（1）定位基準(zhǔn)的選擇對(duì)尺寸較小的套類零件，一般以外圓為定位基準(zhǔn)，用三爪卡盤夾緊后呈懸伸狀切削.對(duì)內(nèi)孔尺寸較大的套類零件，一般以外圓/內(nèi)孔互為定位基準(zhǔn)。對(duì)長(zhǎng)套筒類零件，加工外圓時(shí)，用雙頂尖：加工內(nèi)孔時(shí)，采用夾一頭，另一頭用中心架托外圓。（2）加工路線的擬定一般套筒主要表面加工分在幾次裝夾中進(jìn)行。劃分出粗、半精、精加工階段?？上燃庸た?，然后以孔為精基準(zhǔn)最終加工外圓，這種方法所用夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定心精度高，能保證較高的位置精度，應(yīng)用較廣泛。也可先加工外圓，然后以外圓為精基準(zhǔn)最終加工孔，用此法工件裝夾可靠，但加工精度低，為得到較高的同軸度，采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤、液性塑料夾具等。,（3）防止加工中套筒變形套筒零件屬薄壁件，加工中常因夾緊力、切削力、殘余應(yīng)力和切削熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。故應(yīng)采取如下防止變形措施：粗、精加工分階段舉行，并將熱處理工序安排在粗、精加工階段之間，使粗加工產(chǎn)生的變形及熱處理變形在精加工中得到糾正。對(duì)于精度要求較高精密套筒(孔圓度０.0015mm)：任何微小徑向變形，都有可能引起失敗，故應(yīng)將徑向夾緊改為軸向夾緊；對(duì)于普通精度的套筒，如需徑向夾緊時(shí)：也應(yīng)盡可能使徑向夾緊力均勻，使用過渡套或彈簧套夾緊工件或作出工藝凸邊及工藝螺紋。,4、盤類零件,對(duì)于毛坯為棒料或無縫鋼管的盤類零件，都選用外圓表面作粗定位基準(zhǔn)。對(duì)于毛坯為鍛件或鑄件的盤類零件，其粗基準(zhǔn)選擇是：如果有不加工表面，則以該表面為粗基準(zhǔn).如無這樣的表面，則優(yōu)先選擇內(nèi)孔作為粗基準(zhǔn).或設(shè)劃線工序，使零件加工余量合理分配。在選擇精基準(zhǔn)時(shí)，通常采用互為基準(zhǔn)的原則，視具體情況選擇圓或內(nèi)孔，外圓與端面的組合或內(nèi)孔與端面的組合等定位方式。精加工，若要保證圓柱表面軸線與端面的垂直度,應(yīng)以端面為基準(zhǔn)；若要保證外圓和內(nèi)孔間的同軸度,則以外圓為基準(zhǔn)；齒輪淬火后修磨內(nèi)孔，應(yīng)以齒輪分度圓為基準(zhǔn)。,5、異形類零件,例1、主軸加工工藝,1、各種機(jī)床主軸的結(jié)構(gòu),應(yīng)保證夾具或刀具安裝可靠、定位準(zhǔn)確、連接剛度高、裝卸方便和能傳遞足夠的轉(zhuǎn)矩。由于夾具和刀具已標(biāo)準(zhǔn)化，因此通用機(jī)床主軸端部的形狀和尺寸也已標(biāo)準(zhǔn)化。主軸結(jié)構(gòu)取決于1）機(jī)床類型2）主軸上所安裝的傳動(dòng)件3）軸承和密封件等零件的類型、數(shù)目、位置和安裝定位方法等4）主軸加工和裝配的工藝性5）為了便于裝配和滿足軸承、傳動(dòng)件等軸向定位的需要，主軸一般是階梯形的軸6）直徑從前端向后或者是從中間向兩端部逐段縮小7）各階梯之間應(yīng)有退刀槽8）為了與齒輪等傳動(dòng)件周向連接以傳遞轉(zhuǎn)矩，主軸上經(jīng)常帶有鍵槽或花鍵。,（1）普通車床主軸軸端的結(jié)構(gòu),圓柱面x和端面y為卡盤的定位面，用螺紋鎖緊卡盤，莫氏錐孔用來安裝頂尖或芯軸等。優(yōu)點(diǎn):制造簡(jiǎn)單，裝卸卡盤方便；缺點(diǎn):圓柱面定位的精度和連接剛度均較低，主軸懸伸量大。當(dāng)主軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下迅速制動(dòng)時(shí)，卡盤有自動(dòng)松脫的危險(xiǎn)。,是上面的另一結(jié)構(gòu)變型，定心軸頸面x移到緊固螺紋的前面，增加了徑向定位精度?？ūP徑向定位精度高。,改進(jìn)的短錐法蘭式結(jié)構(gòu),卡盤用短錐面x(7?7?30)和法蘭端面y定位,撥銷傳遞扭矩優(yōu)點(diǎn)：卡盤定位精度和連接剛度高，主軸懸伸量小，主軸制動(dòng)時(shí)卡盤不會(huì)松脫。應(yīng)用：普通車床，六角車床，多刀車床、內(nèi)圓磨床。缺點(diǎn)：制造精度要求高。,（2）銑床主軸軸端,銑刀或銑刀桿由前端錐度為7:24的錐孔定位，然后用拉桿從主軸孔的后端拉緊。傳遞扭矩:橫鍵。,（3）外圓磨床砂輪主軸的軸端結(jié)構(gòu),砂輪通過法蘭盤安裝在軸端錐度為1:5的外錐體上，并用螺母拼緊位于圓錐面上的半圓鍵用以傳遞轉(zhuǎn)矩。錐度：保證對(duì)中精度。,（4）內(nèi)圓磨床砂輪主軸軸端結(jié)構(gòu),砂輪通過接長(zhǎng)軸安裝到主軸上，莫氏錐孔定位并傳遞扭矩，錐孔底部的螺紋緊固長(zhǎng)軸。,（5）鉆鏜類圖主軸軸端結(jié)構(gòu),鉆鏜類等軸向力為主的機(jī)床主軸軸端結(jié)構(gòu)，刀桿或刀具用莫氏錐孔定位，錐孔或右端第一個(gè)扁孔傳遞扭矩，第二個(gè)扁孔用以拆卸刀具。,（6）組合機(jī)床主軸軸端的結(jié)構(gòu),主軸內(nèi)孔為圓柱孔,前端帶有莫氏錐孔的刀具接桿可安裝在主軸孔中，平鍵傳遞扭矩，右端的圓螺母用來調(diào)整刀具的軸向位置。,2、車床主軸的設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),（1）車床主軸的設(shè)計(jì)要求,車床主軸的功用：1）承受扭轉(zhuǎn)力矩；2）承受彎曲力矩；3）保證回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度。車床主軸的設(shè)計(jì)要求：1）扭轉(zhuǎn)和彎曲剛度高；2）回轉(zhuǎn)精度高（徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳動(dòng)、回轉(zhuǎn)軸線穩(wěn)定）；3）制造精度高：①結(jié)構(gòu)尺寸及動(dòng)態(tài)特性要好；②主軸本身及其軸承精度高；③軸承的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑；④齒輪的布置；⑤固定件的平衡等。主軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求：1）合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；2）足夠的剛度；3）有具有一定的尺寸、形狀、位置精度和表面質(zhì)量；4)）足夠的耐磨性、抗振性及尺寸穩(wěn)定性；5)）足夠的抗疲勞強(qiáng)度。,（2）車床主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),既是階梯軸，又是空心軸；是長(zhǎng)徑比小于12的剛性軸。不但傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和扭矩，而且是工件或刀具回轉(zhuǎn)精度的基礎(chǔ)。主要加工表面有內(nèi)外圓柱面、圓錐面，次要表面有螺紋、花鍵、溝槽、端面結(jié)合孔等。機(jī)械加工工藝主要是車削、磨削，其次是銑削和鉆削。特別值得注意的工藝問題有：1)定位基準(zhǔn)的選擇；2)加工順序的安排；3)深孔加工；4)熱處理變形。,3、車床主軸技術(shù)條件的分析,（1）主軸支承軸頸的技術(shù)要求,支承軸頸是主軸的裝配基準(zhǔn)，其精度直接影響主軸的回轉(zhuǎn)精度；主軸上各重要表面又以支承軸頸為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，有嚴(yán)格的位置要求。支承軸頸為三支承結(jié)構(gòu)，并且跨度大；支承軸頸采用錐面(1：12)結(jié)構(gòu)，接觸率≥70%，可用來調(diào)整軸承間隙；中間支承為IT5~IT6，粗糙度；支承軸頸圓度誤差為0.005mm，徑向跳動(dòng)為0.005mm；其他外圓的圓度要求，誤差小于50%尺寸公差，高精度者為5~10%；軸頸有關(guān)表面的同軸度誤差應(yīng)很小。,（2）主軸工作表面（錐孔）的技術(shù)要求,用來安裝頂尖或刀具錐柄的，是定心表面；對(duì)錐面的尺寸精度、形狀精度、粗糙度、接觸精度都要求高；軸心線應(yīng)與支承軸頸同軸；錐孔對(duì)軸頸的徑向圓跳動(dòng)近軸端為0.005，離軸端300處為0.01，錐面接觸率≥70%，粗糙度，硬度為HRC48~50。,（3）主軸軸端外錐（短錐）的技術(shù)要求,用來安裝卡盤或花盤的；也是定心表面；對(duì)錐面的尺寸精度、形狀精度、粗糙度、接觸精度都要求高；軸心線應(yīng)與支承軸頸同軸；對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)為0.008；端面圓跳動(dòng)為0.008；粗糙度，硬度為HRC45~50。,（4）其它技術(shù)要求,空套齒輪軸頸的技術(shù)要求影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性；可能導(dǎo)致噪聲；有同軸度要求，對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)為0.01~0.015；尺寸精度要求為IT5~IT6；螺紋的技術(shù)要求用來固定零件或調(diào)整軸承間隙；螺母的端面圓跳動(dòng)（應(yīng)≤0.05）會(huì)影響軸承的內(nèi)環(huán)軸線傾斜；螺母與軸頸的同軸度誤差≤0.025；螺紋精度為6h。主軸各表面的表面層要求要有較高的耐磨性；要有適當(dāng)?shù)挠捕龋℉RC45以上），以改善其裝配工藝性和裝配精度；表面粗糙度。,4、車床主軸的機(jī)械加工工藝過程,主軸加工工藝過程制訂的依據(jù)主軸的結(jié)構(gòu)；技術(shù)要求；生產(chǎn)批量；設(shè)備條件。主軸加工工藝過程材料：45鋼；毛坯：模鍛件工藝過程：分為三個(gè)階段：粗加工：工序1~6半精加工：工序7~13（7為預(yù)備）精加工：工序14~26（14為預(yù)備）,5、車床主軸加工工藝過程分析,（1）主軸毛坯的制造方法自由鍛件：小批量或單件生產(chǎn)；模鍛件：大批量生產(chǎn)。（2）熱處理工序的安排毛坯熱處理：去鍛造應(yīng)力，細(xì)化晶粒；切削前正火（預(yù)備熱處理）：改善切削加工性能和機(jī)械-物理性能；去鍛造應(yīng)力；半精加工前調(diào)質(zhì)：去應(yīng)力，改善切削加工性能，提高綜合機(jī)械性能；精加工前局部高頻淬火：提高運(yùn)動(dòng)表面耐磨性；精加工后的定性處理：低溫時(shí)效和水冷處理。,（3）加工階段的劃分,如前所述，分為三個(gè)階段。鑒于主軸的技術(shù)要求高，毛坯為模鍛件，加工余量大，精度高，故應(yīng)分階段加工；分粗、精加工階段有利于去應(yīng)力并可加入熱處理；多次切削有利于消除復(fù)映誤差；粗、精加工二階段應(yīng)間隔一定時(shí)間；粗、精加工二階段應(yīng)分粗、精加工機(jī)床進(jìn)行，合理利用設(shè)備，保護(hù)機(jī)床。,（4）定位基準(zhǔn)的選擇,應(yīng)使定位基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)重合；一次安裝應(yīng)多加工幾個(gè)面；注意零件的主要精度指標(biāo)：同軸度、圓度、徑向跳動(dòng)；主軸的定位過程較復(fù)雜：有頂尖、錐堵、支承表面等作為定位基準(zhǔn)。,（5）加工順序的安排和工序的確定,三種方案1)粗加工外圓→鉆深孔→精加工外圓→粗加工錐孔→精加工錐孔2)粗加工外圓→鉆深孔→粗加工錐孔→精加工錐孔→精加工外圓3)粗加工外圓→鉆深孔→精加工外圓→精加工外圓→精加工錐孔工序確定的兩個(gè)原則1)工序中所用的基準(zhǔn)應(yīng)在該工序前加工；2)各表面要粗、精基準(zhǔn)分開，先粗后精，多次加工，逐步提高精度。淬硬表面的鍵槽、螺紋等應(yīng)在淬火前加工；非淬硬表面的鍵槽、螺紋等應(yīng)在精車后、精磨前加工；檢驗(yàn)工序應(yīng)安排在適當(dāng)工序之后，必要還應(yīng)探傷。,6、主軸加工中的幾個(gè)工藝問題,1）錐堵和錐堵心軸的使用錐堵和錐堵心軸的功用：空心軸加工通孔后，定位基準(zhǔn)——頂尖孔被破壞。通孔直徑小時(shí)，可直接在孔口倒出一60錐面，代替中心孔；當(dāng)通孔直徑較大時(shí)，則要采用錐堵或錐堵心軸。①一般不中途更換或拆裝，以免增加安裝誤差。②錐堵和錐堵心軸要求兩個(gè)錐面同軸。,2）頂尖孔的研磨,研磨的必要性1)頂尖孔是定位基準(zhǔn)，對(duì)精度和質(zhì)量有直接影響2)頂尖孔的深度：影響定位軸向位置，因而影響余量分布(批量生產(chǎn)時(shí))3)兩頂尖孔同軸度：影響同軸度、影響位置精度4)頂尖孔錐角和圓度誤差：直接反映到工件的圓度上5)熱處理、切削力、重力等的影響，會(huì)損壞頂尖孔的精度6)熱處理后和磨削加工前，需要消除誤差,研磨方法1)用鑄鐵頂尖研磨；2)用油石或橡膠砂輪夾在車床的卡盤上，用金剛鉆研磨；3)用硬質(zhì)合金頂尖刮研。,3）外圓表面的車削加工,車削加工的工藝作用1)粗加工：切除大部分余量；2)半精加工：修整預(yù)備熱處理后的變形；3)精加工：使磨削前各表面具有一定的同軸度和合理的磨削余量；精加工螺紋及各端面等。車削加工值得考慮的問題1)生產(chǎn)效率；2)工序精度（復(fù)映誤差）；3)勞動(dòng)強(qiáng)度。車削加工的設(shè)備1)單件、小批：普通車床2)成批生產(chǎn)：液壓仿形車床3)大批量生產(chǎn)：液壓仿形、多刀半自動(dòng)車床,4）主軸深孔的加工,深孔加工的難點(diǎn)1)刀具細(xì)長(zhǎng)，剛性差，易振動(dòng)，易引偏；2)排屑困難；3)鉆頭散熱條件差，冷卻困難，易失去切削能力。采取措施1)采用工件旋轉(zhuǎn)、刀具進(jìn)給的加工方法，使鉆頭自定中心；2)采用特殊結(jié)構(gòu)的深孔鉆；3)預(yù)先加工一導(dǎo)向孔，防止引偏；4)采用壓力輸送切削潤(rùn)滑液，既使冷卻充分，又使切屑排出。,5）主軸錐孔的加工,主軸錐孔的作用及要求1)主軸錐孔是安裝頂尖的定位面；2)主軸支承軸頸及主軸前端短錐的同軸度要求較高。磨削主軸錐孔一般以支承軸頸作為定位基準(zhǔn)，有三種安裝方式：1）前支承裝于中心架，后支承用卡盤裝夾2）前、后支承裝于兩個(gè)中心架，用萬向節(jié)與主軸相聯(lián)；3）采用專用夾具。,剖分軸承、V型夾具、浮動(dòng)卡頭等，使磨頭誤差及機(jī)床振動(dòng)不影響工件。該夾具由底座、支承架及浮動(dòng)卡頭三部分組成；前、后兩支架與底座連成一體；作為工件定位的V形架鑲有硬質(zhì)合金，以提高耐磨性；工件的中心高應(yīng)與磨頭砂輪軸中心等高；后端的浮動(dòng)卡頭裝在磨床主軸的錐孔內(nèi)；工件尾部插入彈性套內(nèi)；通過彈簧將彈性套（浮動(dòng)卡頭外殼）連同工件向后拉；鋼球1壓向鑲有硬質(zhì)合金的錐柄3端面，依靠彈簧2的漲力限制工件的軸向竄動(dòng)；該聯(lián)接方式只傳遞扭矩，排除磨頭和機(jī)床誤差對(duì)加工精度的干擾。,6）主軸各外圓表面的精加工和光整加工,主軸的精加工1）主要采用磨削加工；2）應(yīng)在熱處理之后進(jìn)行，糾正熱處理后的變形；3）磨削加工能達(dá)到的精度為IT6，表面粗糙度為。光整加工的作用及特點(diǎn)1）用于精密主軸上尺寸公差等級(jí)為IT5以上或表面粗糙度的加工表面；2)采用很小的切削用量和單位切削力，變形小；3)對(duì)上道工序要求高，一般要求，表面無較深的加工痕跡；4)采用浮動(dòng)的加工方法（自定心）；5)加工余量很小，一般不超過0.02mm。,7、軸類零件的檢驗(yàn),檢驗(yàn)項(xiàng)目1)表面粗糙度；2)表面硬度；3)尺寸精度；4)相互位置精度；5)表面幾何形狀精度。檢驗(yàn)順序：幾何精度→尺寸精度→位置精度檢驗(yàn)方法1）硬度：硬度計(jì)；2)表面粗糙度：觸針式表面粗糙度輪廓儀或樣板比較法；3)錐孔：著色法4)尺寸精度：常規(guī)檢驗(yàn)儀器（萬能量具）；5)位置精度：專用檢驗(yàn)裝置。,例2、套類零件加工工藝,1、套筒類零件的功用、結(jié)構(gòu),套筒類零件是指在回轉(zhuǎn)體零件中的空心薄壁件，是機(jī)械加工中常見的一種零件，在各類機(jī)器中應(yīng)用很廣，主要起支承或?qū)蜃饔?。由于功用不同，其形狀結(jié)構(gòu)和尺寸有很大的差異，常見的有支承回轉(zhuǎn)軸的各種形式的軸承圈、軸套；夾具上的鉆套和導(dǎo)向套；內(nèi)燃機(jī)上的氣缸套和液壓系統(tǒng)中的液壓缸、電液伺服閥的閥套等都屬于套類零件。其大致的結(jié)構(gòu)形式如圖所示。,2、套類零件的材料與毛坯,套類零件一般用鋼、鑄鐵、青銅制成。有些滑動(dòng)軸承采用雙金屬結(jié)構(gòu)，以離心鑄造法在鑄鐵或鋼內(nèi)壁上澆注巴氏合金等軸承合金材料，既可節(jié)省貴金屬，又能提高軸承壽命。套類的毛坯選擇與材料、結(jié)構(gòu)、尺寸及生產(chǎn)批量有關(guān)?？讖叫〉奶淄惨话氵x擇熱軋或冷拉棒料，也可采用實(shí)心鑄件；孔徑較大的套筒，常選擇無縫鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大量生產(chǎn)時(shí)。采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)毛坯制造工藝，既節(jié)約用材，又提高生產(chǎn)率。套筒類零件的功能要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了套筒類零件的熱處理方法有滲碳淬火、表面淬火、調(diào)質(zhì)、高溫時(shí)效及滲氮。,3、套類零件的加工工藝過程,套筒類零件由于功用、結(jié)構(gòu)形狀、材料、熱處理以及尺寸不同，其工藝差別很大。按結(jié)構(gòu)形狀來分，大體上分為短套類與長(zhǎng)套類兩類。它們?cè)跈C(jī)械加工中，工件的裝夾及加工方法有很大差別。,（1）短套零件工藝,圖所示為一軸承套，材料為ZQSn。主要技術(shù)要求為：φ34js7外圓對(duì)φ22H7孔的徑向圓跳動(dòng)公差為0.01mm；左端面對(duì)φ22H7孔的軸線垂直度公差為0.01mm。內(nèi)孔和外圓的尺寸精度和位置精度要求均較高，機(jī)械加工工藝過程下表所示。屬于短套，其直徑尺寸和軸向尺寸均不大，粗加工可以單件加工，也可以多件加工，這里采用多件加工的方法。,表軸承套機(jī)械加工工藝過程,（2）長(zhǎng)套筒零件加工工藝,圖示某液壓缸零件圖，成批生產(chǎn)，與前述短套類零件在加工方法及工件安裝方式上都有較大差別。該液壓缸內(nèi)孔與活塞相配，因此表面粗糙度、形狀及位置精度要求都較高。毛坯可選用無縫鋼管，如為鑄件，其組織應(yīng)緊密，無砂眼、針孔及疏松缺陷。,零件長(zhǎng)而壁薄，為保證內(nèi)外圓的同軸度，采用頂尖孔定位或一頭夾緊一頭用中心架支承。加工內(nèi)孔與一般深孔加工時(shí)的裝夾方法相同，多采用夾一頭，另一端用中心架托住外圓?？椎拇旨庸げ捎苗M削，半精加工多采用浮動(dòng)鉸孔。液壓缸內(nèi)孔的表面質(zhì)量要求很高，內(nèi)孔精加工后需滾壓。也有不少套筒類零件以精細(xì)鏜、珩磨、研磨等精密加工作為最終工序。內(nèi)孔經(jīng)滾壓后，尺寸誤差在0.01mm以內(nèi)，表面粗糙度為Ra0.16μm或更小，且表面經(jīng)硬化后更為耐磨。但目前對(duì)鑄造液壓缸尚未采用滾壓工藝，原因是鑄件表面的缺陷(如疏松、氣孔、砂眼、硬度不均勻等)對(duì)滾壓有很大影響，會(huì)導(dǎo)致滾壓加工產(chǎn)生不好效果。工藝過程下表所示。,表液壓缸機(jī)械加工工藝過程,4、套類零件的加工工藝分析,（1）保證表面相互位置精度的方法套類零件內(nèi)外表面的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度要求一般都較高，一般可用以下方法來滿足：1）在一次安裝中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工，這樣可消除工件的安裝誤差并獲得很高的相互位置精度。但由于工序比較集中，對(duì)尺寸較大的套筒安裝不便，故多用于尺寸較小的軸套車削加工。2）主要表面的加工分在幾次安裝中進(jìn)行(先加工孔)，先加工孔至零件圖尺寸，然后以孔為精基準(zhǔn)加工外圓。由于使用的夾具(通常為心軸)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且制造和安裝誤差較小，因此可保證較高的相互位置精度，在套筒類零件加工中應(yīng)用較多。3）主要表面的加工分在幾次安裝中進(jìn)行(先加工外圓)先加工外圓至零件圖尺寸，然后以外圓為精基準(zhǔn)完成內(nèi)孔的全部加工。該方法工件裝夾迅速可靠，但一般卡盤安裝誤差較大，使得加工后工件的相互位置精度較低。如果欲使同軸度誤差較小，則須采用定心精度較高的夾具，如彈性膜片卡盤，液性塑料夾頭、經(jīng)過修磨的三爪自定心卡盤和軟爪等。,（2）防止套類零件變形的工藝措施,套類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是孔的壁厚較薄，常因夾緊力、切削力和熱變形的影響而引起變形。為防止變形采取工藝措施：1）將粗、精加工分開進(jìn)行。為減少切削力和切削熱的影響，使粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中得以糾正。2）減少夾緊力的影響在工藝上采取以下措施減少夾緊力的影①采用徑向夾緊時(shí)，夾緊力不集中在某一徑向截面上，而應(yīng)使其分布在較大的面積上。如可將工件安裝在一個(gè)適當(dāng)厚度的開口圓環(huán)中，在連同此環(huán)一起夾緊。也可采用增大接觸面積的特殊卡爪。以孔定位時(shí)，宜采用張開式心軸裝夾。②夾緊力的位置宜選在零件剛性較強(qiáng)的部位，以改善在夾緊力作用下薄壁零件的變形。③改變夾緊力的方向，將徑向夾緊改為軸向夾緊。④在工件上制出加強(qiáng)剛性的工藝凸臺(tái)或工藝螺紋以減少夾緊變形，加工時(shí)用特殊結(jié)構(gòu)的卡爪夾緊，加工終了時(shí)將凸邊切去。如上表工序2先車出M88mm1.5mm螺紋供后續(xù)工序裝夾時(shí)使用。在工序3中利用該工藝螺紋將工件固定在夾具中，加工完成后，在工序5車去該工藝螺紋。,3）減小切削力對(duì)變形的影響①增大刀具主偏角和主前角，使加工時(shí)刀刃鋒利，減少?gòu)较蚯邢髁?。②將粗、精加工分開，使粗加工產(chǎn)生的變形能在精加工中得到糾正，并采取較小的切削用量。③內(nèi)外圓表面同時(shí)加工，使切削力抵銷。4)熱處理放在粗加工和精加工之間這樣安排可減少熱處理變形的影響。套類零件熱處理后一般會(huì)產(chǎn)生較大變形，在精加工時(shí)可得到糾正，但要注意適當(dāng)加大精加工的余量。,例3、絲杠加工工藝分析,