模塊五典型零件的加工課題二套類零件的加工

課題二氣缸套加工工藝規(guī)程的制訂《機械制造工藝與裝備》模塊五典型零件加工知識點技能點套類零件加工工藝規(guī)程的制訂套類零件的功用和種類套類零件的材料和毛坯套類零件的主要技術(shù)要術(shù)套類零件機械加工的主要工藝問題套類零件加工工藝規(guī)程的制訂套類零件的功用和種類套類零件的材料和毛坯套類零件的主要技術(shù)要術(shù)套類零件機械加工的主要工藝問題套類零件加工工藝規(guī)程的制訂套類零件的功用和種類套類零件的材料和毛坯套類零件的主要技術(shù)要術(shù)套類零件機械加工的主要工藝問題套類零件的功用和種類套類零件的材料和毛坯套類零件的主要技術(shù)要術(shù)套類零件機械加工的主要工藝問題套類零件加工工藝規(guī)程的制訂套類零件的功用和種類套類零件的材料和毛坯套類零件的主要技術(shù)要術(shù)套類零件機械加工的主要工藝問題套類零件加工工藝規(guī)程的制訂套類零件的功用和種類套類零件的材料和毛坯套類零件的主要技術(shù)要術(shù)套類零件機械加工的主要工藝問題套類零件加工工藝規(guī)程的制訂套類零件的功用和種類套類零件的材料和毛坯套類零件的主要技術(shù)要術(shù)套類零件機械加工的主要工藝問題套類零件加工工藝規(guī)程的制訂套類零件的功用和種類套類零件的材料和毛坯套類零件的主要技術(shù)要術(shù)套類零件機械加工的主要工藝問題套類零件加工工藝規(guī)程的制訂圖2-1如圖為某柴油機氣缸套零件圖。批量生產(chǎn)，試制訂其加工工藝規(guī)程。

圖2-1氣缸套一、任務引入二、任務分析套類零件是各類機械上常見的零件,通常起支撐、導向、連接及軸向定位等作用,如氣缸套、鉆套、軸承套等，重要的套類零件有較高的技術(shù)要求。另外套類零件壁較薄,徑向剛性較差，加工中容易變形。套類零件的加工質(zhì)量與其加工工藝密切相關。

柴油機氣缸套由耐磨材料制成，外圓與機體配合，內(nèi)孔給活塞的軸向往復運動起導向作用，要承受高溫高壓的作用。是柴油機上的重要零件，也是曲型的套類零件。（1）套類零件的功用和種類套類零件在機械產(chǎn)品中通常起支承或?qū)蜃饔?。根?jù)其功用，套類零件可分為軸承類、導套類和缸套類，如圖2-1所示。

套類零件用作滑動軸承時，起支承回轉(zhuǎn)軸及軸上零件作用，承受回轉(zhuǎn)部件的重力和慣性力，而在與軸頸接觸處有強烈的滑動摩擦；用作導套、鉆套時，對導柱、鉆頭等起導向作用；用作油缸、氣缸時，承受較高的工作壓力，同時還對活塞的軸向往復運動起導向作用。套類零件的主要表面是內(nèi)、外圓柱表面。三、相關知識1、對套類零件的認識圖2-2套類零件示例a)、b)滑動軸承c)鉆套d)軸承襯套e)氣缸套f)油缸圖2-3軸瓦圖2-4氣缸套圖2-5液壓缸示意圖圖2-6軸套圖2-7管接頭（2）套類零件的材料和毛坯

套類零件所用材料隨零件工作條件而異，常用材料有低碳鋼、中碳鋼、合金鋼、鑄鐵、青銅、黃銅等。有些滑動軸承采用雙金屬材料結(jié)構(gòu)，即用離心鑄造法在鋼或鑄鐵套的內(nèi)壁上澆注巴氏合金等軸承合金材料，這樣既可提高軸承壽命，又可節(jié)約貴重的有色金屬。

套類零件的毛坯選擇與零件的材料、結(jié)構(gòu)及尺寸等因素有關?？讖捷^小的套類零件(直徑d＜20mm)，一般選用熱軋或冷拉棒料、實心鑄件；孔徑較大時，常采用35或45鋼、合金鋼無縫鋼管、帶孔的鑄件或鍛件。大量生產(chǎn)時可采用冷擠壓、粉末冶金等先進的毛坯制造工藝，既可提高生產(chǎn)率，又可節(jié)約金屬材料。（1）尺寸精度和幾何形狀精度

套類零件的內(nèi)圓表面是起支承或?qū)蜃饔玫闹饕砻?，它通常與運動著的軸、刀具或活塞相配合。套類零件內(nèi)圓直徑的尺寸精度一般為IT7，精密的軸套有時達IT6；形狀精度應控制在孔徑公差以內(nèi)，一些精密軸套的形狀精度則應控制在孔徑公差的1/2～1/3，甚至更嚴。對于長的套筒零件，形狀精度除圓度要求外，還應有圓柱度要求。套類零件的外圓表面是自身的支承表面，常以過盈配合或過渡配合同箱體、機架上的孔相連接。外圓直徑的尺寸精度一般為IT7～IT6，形狀精度控制在外徑公差以內(nèi)。2、套類零件的主要技術(shù)要求（2）相互位置精度

內(nèi)、外圓之間的同軸度是套類零件最主要的相互位置精度要求，一般為0.005～0.01mm。

當套類零件的端面(包括凸緣端面)在工作中須承受軸向載荷，或加工時用作定位面時，則端面對內(nèi)孔軸線應有較高的垂直度要求，一般為0.05～0.02mm。（3）表面粗糙度為保證零件的功用和提高其耐磨性，內(nèi)圓表面粗糙度值應為1.6～0.1μm，要求更高的內(nèi)圓，值應達到0.025μm。外圓的表面粗糙度值一般為3.2～0.4μm。（1）孔的加工方法

孔的加工方法很多，選擇時需要考慮零件結(jié)構(gòu)特點、材料、孔徑的大小、長徑比、精度及表面粗糙度要求，以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。常用的粗加工和半精加工方法有鉆孔、擴孔、車孔、鏜孔、銑孔等；常用的精加工方法有鉸孔、磨孔、拉孔、珩孔、研孔等。3、套類零件機械加工的主要工藝問題（2）表面相互位置精度的保證方法

套類零件的內(nèi)孔和外圓表面間的同軸度及端面和內(nèi)孔軸線間的垂直度一般均有較高的要求。為達到這些要求，常用以下的方法：

1）在一次安裝中完成內(nèi)孔、外圓及端面的全部加工。

由于消除了工件安裝誤差的影響，可以獲得很高的相互位置精度；但這種方法工序比較集中，不適合于尺寸較大(尤其是長徑比較大時)工件的裝夾和加工，故多用于尺寸較小的軸套零件的加工。2）在不能于一次安裝中同時完成內(nèi)、外圓表面加工時，內(nèi)孔與外圓的加工應遵循互為基準的原則。內(nèi)、外圓表面須經(jīng)幾次安裝，反復加工時，常采用先終加工孔，再以孔為精基準終加工外圓的加工順序。因為這種方法所用夾具(心軸)結(jié)構(gòu)簡單，制造和安裝誤差較小，可保證較高的位置精度。圖2-8彈簧心軸圖2-9波紋套自動定心心軸圖2-9液性塑料自動定心心軸由于工藝需要先終加工外圓，再以外圓為精基準終加工內(nèi)孔。為獲得較高的位置精度，必須采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤、液性塑料夾具、經(jīng)修磨后的三爪自定心卡盤及軟爪等。圖2-8彈簧夾頭（3）防止套類零件變形的工藝措施

套類零件的結(jié)構(gòu)特點是孔壁較薄，加工中因夾緊力、切削力、內(nèi)應力和切削熱等因素的影響容易產(chǎn)生變形，精度不易保證。相應地，在工藝上應注意以下幾點:減小切削力和切削熱的影響

粗、精加工應分開進行，使粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中得以糾正。對于壁厚很薄、加工中極易變形的工件，采用工序分散原則，并在加工時控制切削用量。減小夾緊力的影響工藝上可采取改變夾緊力方向的措施，將徑向夾緊改為軸向夾緊。當只能采用徑向夾緊時，應盡可能使徑向夾緊力沿圓周均勻分布，如使用過渡套、彈性套等。減小熱處理的影響

熱處理工序應安排在粗、精加工階段之間，并適當增加精加工工序的加工余量，以保證熱處理引起的變形在精加工中得以糾正。四、任務實施1、工藝分析從加工難度看，內(nèi)孔表面為動配合表面，尺寸為mm，公差等級IT7，圓度為0.02mm，圓柱度為0.03mm。內(nèi)孔表面的粗糙度Ra值為0.2μm，所以內(nèi)孔表面加工要求較高，一般在粗、精鏜內(nèi)孔后，最后由粗、精珩磨來達到要求。柴油機氣缸套外圓與機體配合，內(nèi)孔給活塞的軸向往復運動起導向作用，要承受磨擦和高溫高壓的作用。

外圓各表面中與機體配合及定位的表面、密封槽表面要求較高，但與內(nèi)孔相比加工精度稍低。在加工過程中，各檔外圓的半精車、精車，可以以內(nèi)孔定位，采用內(nèi)漲夾具來加工。

所以在工藝過程中，內(nèi)孔的加工在是最重要的。

熱處理安排，加工前安排正火處理，改善切削加工性能，消除鑄造應力，粗加工后安排人工工時效處理，消除加工應力。氣缸套選用耐磨材料QT600-2，毛坯為鑄件，批量生產(chǎn)。1、套類零件加工油缸加工2、套類零件的加工檢驗參考視頻工序號工種工序內(nèi)容設備工具夾具刃具量具10鑄造

毛坯

20熱處理

正火

30車夾右端外圓，校正，平左端面，粗鏜內(nèi)孔至mm，孔口倒角C1,粗車外圓至mm。車床三爪卡盤40車夾已加工左端外圓，校正，平右端面取總長276mm，內(nèi)孔倒角C2,粗車外圓至mm。車床三爪卡盤50熱人工時效60車夾左端外圓，校正,半精車右端端面,車外圓至外圓mm(長27mm)。車床三爪卡盤70車調(diào)頭裝夾（）外圓，校正，平左端面，取總長mm，半精鏜內(nèi)孔至

mm。車床三爪卡盤表2氣缸套套機械加工工藝過程工序號工種工序內(nèi)容設備工具夾具刃具量具80車平右端面，孔口倒角C2，取總長至圖要求。半精車各檔外圓（包括右端法蘭及槽）至要求，但mm，mm外圓留精車余量0.6mm.車床內(nèi)漲夾具90車用圓弧車刀車R5、R10外圓圓?。ㄓ每磕影鍣z查）車床內(nèi)漲夾具100車車密封槽至要求車床內(nèi)漲夾具110車精鏜內(nèi)孔mm車床一夾一托120車精車內(nèi)孔mm，mm車床內(nèi)漲夾具130珩粗珩內(nèi)孔mm珩磨機專用卡盤130珩精珩內(nèi)孔mm珩磨機專用卡盤150檢檢驗（接上頁）1、鉆床主軸套筒的加工

（1）零件分析1）主要表面及其精度要求，外圓ψ50j7mm，是套筒最主要的表面，尺寸精度為IT7，形狀精度圓柱度公差為0.004mm，表面粗糙度值為0.4μm，其軸線是零件各項位置精度要求的基準要素?？變?nèi)結(jié)構(gòu)復雜，兩端ψ40J70mm的階臺孔精度為IT7，圓度公差0.01mm，對外圓軸線的同軸度公差為0.02mm，表面粗糙度值為1.6μm；其階臺端面對外圓軸線的端面圓跳動公差為0.01mm，表面粗糙度值為0.8μm。外圓表面上的齒條精度等級為8級，齒面表面粗糙度值為1.6μm。（四）套類零件加工實例圖2鉆床主軸套筒2）毛坯選擇

根據(jù)零件所用材料和結(jié)構(gòu)形狀，宜采用45鋼無縫鋼管作毛坯,以節(jié)約原材料和省去鉆通孔的工作量。3）主要表面加工方法選擇a.ψ50j7外圓各項要求均高，宜通過精磨完成。b.兩個ψ40J7階臺孔采用精車。c.齒條齒形采用銑齒方法加工。4）熱處理安排

調(diào)質(zhì)處理安排在粗車后、半精車前進行。為削除工藝過程中形成的各種應力，在精磨前安排低溫時效。（2）加工工藝過程工序號工序名稱工序內(nèi)容裝夾方法加工機床0備料45鋼無縫鋼管D×d×L：φ54mm×22mm×179mm1車車兩端面，孔口倒角,保持總長177mm夾、托外圓臥式車床2車粗車外圓，留直徑余量1.5～2mm兩頂尖頂住孔口臥式車床3車φ24mm內(nèi)孔至尺寸夾、托外圓臥式車床4熱處理調(diào)質(zhì)210～240HB5車(1)車右端面，車φ40J7孔，留直徑余量0.3～0.4mm，其余各階臺孔車至尺寸；外圓倒角，φ28mm孔口倒中心錐孔60°，寬2mm(2)調(diào)頭裝夾，車左端面，總長至尺寸；車φ40J7孔，留直徑余量0.3～0.4mm，其余各階臺孔車至尺寸；切內(nèi)槽φ46mm×2mm；車螺紋；外圓倒角，mm孔口倒60°夾、托外圓臥式車床6車半精車外圓，留直徑余量0.3～0.4mm

孔口兩頂尖裝夾臥式車床、表1鉆床主軸套筒加工工藝過程工序號工序名稱工序內(nèi)容裝夾方法加工機床7磨粗磨外圓至φ50.10mm同工序6外圓磨床8銑粗、精銑齒條（注意外圓留有余量）外圓與中心孔“一夾一頂”臥式銑床9銑銑8mm×1.5mm兩處槽同工序8臥式銑床10熱處理低溫時效11鉗修研兩端孔口60°錐面專用研具12磨φ50j7至尺寸兩頂尖裝夾外圓磨床13車φ40J7孔及階臺端面至尺寸，孔口倒角夾、托外圓臥式車床14檢驗按零件圖樣技術(shù)要求項目檢查2、隔離襯套的加工

（1）零件分析

隔離襯套是某航空發(fā)動機螺旋槳軸上的支承襯套。內(nèi)孔與螺旋槳軸軸頸相配合(間隙0.01～0.05mm)，用平鍵周向定位，兩油孔φ7mm在圓周方向成900分布，內(nèi)側(cè)有寬度為10mm的貯油槽。其主要技術(shù)要求如下：1）外圓軸線對內(nèi)孔軸線的同軸度公差為0.02mm，2）外圓與內(nèi)孔的圓柱度公差為0.02mm，3）右端面對內(nèi)孔軸線的垂直度公差為0.03mm，4）兩端面的平行度公差為0.02mm,5）外圓的尺寸精度為IT6，表面粗糙度Ra值為0.2μm，6）內(nèi)孔的尺寸精度為IT7，表面粗糙度Ra值為0.4μm。圖3隔離襯套零件隔離襯套內(nèi)孔直徑達60mm左右，壁厚僅有3mm，為典型的薄壁套筒，且孔內(nèi)有一直通鍵槽，圓周上還有兩個油孔，故零件剛性很差，因此，加工中零件的變形是主要工藝問題。為防止和減小變形，工藝上應采取以下措施：1）毛坯選擇模鍛件，選用合適的無縫鋼管以減小鍛造時的內(nèi)應力，鍛造后進行正火處理以消除鍛造應力。模鍛件尺寸精確，可減小加工余量，從而減小切削引起的變形。2）調(diào)質(zhì)在切削前(毛坯狀態(tài))進行，以減小熱處理變形。3）減小切削力和切削熱是防止和減小加工中產(chǎn)生變形的重要措施。因此，在工藝過程中應注意下面要點：粗、半精、精加工階段劃分明顯；采取工序分散原則；內(nèi)、外圓表面須經(jīng)多次反復加工達到最終要求；規(guī)定合理的切削用量及走刀次數(shù)。4）粗加工后應安排一道低溫回火工序，用以消除內(nèi)應力。5）減小夾緊引起的變形。如采用開口套、寬軟爪、彈性可漲夾緊裝置、塑料可漲夾具等。6）為保證內(nèi)、外圓表面粗糙度要求和形狀精度；內(nèi)孔采用研磨，外圓增加拋光工序。表2隔離襯套機械加工工藝過程工序號工序名稱工序內(nèi)容定位基準加工機床0備料φ70mm×7mm×50mm1鍛造鍛造毛坯2熱處理調(diào)質(zhì)340～390HB3車車內(nèi)孔至φmm；車端面總長不小于55.5mm；孔口