汽車機(jī)械基礎(chǔ)-第十四章 汽車典型零件加工與技術(shù)分析

第十四章汽車典型零件加工與技術(shù)分析學(xué)習(xí)目標(biāo)第一節(jié) 軸類零件的加工與技術(shù)分析第二節(jié) 箱體零件加工與技術(shù)分析第三節(jié) 套筒零件加工與技術(shù)分析第四節(jié) 圓柱齒輪加工與技術(shù)分析學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)①了解典型零件的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；②掌握典型零件加工的工藝范圍及加工特點(diǎn)；③能按圖紙要求獨(dú)立加工機(jī)械小零件，具有一定的加工基本技能。返回第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析一、軸類零件的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類零件是機(jī)械零件中的關(guān)鍵零件之一，主要用以傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和扭矩，支撐傳動(dòng)零件并承受載荷，而且是保證軸上零件回轉(zhuǎn)精度的基礎(chǔ)。軸類零件是回轉(zhuǎn)體零件，一般來說其長度大于直徑。軸類零件的主要加工表面是內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)表面，次要表面有鍵槽、花鍵、螺紋和橫向孔等。軸類零件按結(jié)構(gòu)形狀可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸（如曲軸、凸輪軸、偏心軸等）。軸類零件按其長徑比（l/d）又可分為剛性軸（l/d≤12）和撓性軸（l/d＞12）。其中，以剛性光軸和階梯軸工藝性較好。下一頁

返回第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回二、軸類零件的技術(shù)要求軸類零件的技術(shù)要求主要包括以下幾個(gè)方面。(1)尺寸精度：包括直徑尺寸精度和長度尺寸精度。精密軸頸為IT5級(jí)，重要軸頸為IT6～I(xiàn)T8級(jí)，一般軸頸為IT9級(jí)。軸向尺寸一般要求較低。(2)位置精度：主要指裝配傳動(dòng)件的軸頸相對(duì)于支撐軸頸的同軸度及端面對(duì)軸心線的垂直度等。通常用徑向圓跳動(dòng)來標(biāo)注，普通精度軸的徑向圓跳動(dòng)為0.01～0.03mm，高精度的軸徑向圓跳動(dòng)通常為0.005～0.01mm。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(3)形狀精度：主要指軸頸的圓度、圓柱度，一般應(yīng)符合包容原則（即形狀誤差包容在直徑公差范圍內(nèi)）。當(dāng)形狀精度要求較高時(shí)，零件圖上應(yīng)單獨(dú)標(biāo)注出規(guī)定允許的偏差。(4)表面粗糙度：軸類零件的表面粗糙度和尺寸精度應(yīng)與表面工作要求相適應(yīng)。通常支撐軸頸的表面粗糙度值Ra＝3.2～0.4μｍ，配合軸頸的表面粗糙度值Ra＝0.8～0.1μｍ。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回三、軸類零件的材料與熱處理軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工作情況，選擇不同的材料和熱處理規(guī)范。一般軸類零件常用中碳鋼，如45鋼，經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)及部分表面淬火等熱處理，得到所要求的強(qiáng)度、韌性和硬度。對(duì)中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，一般選用合金鋼（如40Cr等），經(jīng)過調(diào)質(zhì)和表面淬火處理，使其具有較高

的綜合力學(xué)性能。對(duì)在高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸類零件，可選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳淬火處理后，具有很高的表面硬度，心部則獲得較高的強(qiáng)度和韌性。對(duì)高精度和高轉(zhuǎn)速的軸，可選用38CrMoAl鋼，其熱處理變形較小，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面滲氮處理，達(dá)到很高的心部強(qiáng)度和表面硬度，從而獲得優(yōu)良的耐磨性和耐疲勞性。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回四、軸類零件的毛坯軸類領(lǐng)件的毛坯常采用棒料、鍛件和鑄件等毛坯形式。一般光軸或外圓直徑相差不大的階梯軸采用棒料；對(duì)外圓直徑相差較大或較重要的軸常采用鍛件；對(duì)某些大型的或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸（如曲軸）可采用鑄件。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回五、軸類零件加工實(shí)例下面分析車床主軸加工工藝（圖14-1所示為CA6140車床的主軸簡圖）。1.車床主軸技術(shù)條件分析主軸的支撐軸頸是主軸的裝配基準(zhǔn)，它的制造精度直接影響主軸的回轉(zhuǎn)精度，主軸上各重要表面均以支軸承頸為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，有嚴(yán)格的位置要求。支撐軸頸為了使軸承內(nèi)圈能滿足軸承間隙的調(diào)整，故采用錐面結(jié)構(gòu)。軸承內(nèi)圈是薄壁零件，裝配時(shí)軸頸上的形狀誤差會(huì)反映到內(nèi)圈的滾道上，影響主軸回轉(zhuǎn)精度，故必須涂色檢查接觸面積，嚴(yán)格控制軸頸形狀誤差。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回2.主軸工作表面的技術(shù)要求車床主軸錐孔是用來安裝頂尖或刀具錐柄的，前端圓錐面和端面是安裝卡盤或花盤的。這些安裝夾具或刀具的定心表面均是主軸的工作表面。對(duì)于它們的要求有：內(nèi)外錐面的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度和接觸精度；定心表面相對(duì)于支撐軸頸Ａ—Ｂ軸心線的同軸度、定位端面Ｄ相對(duì)于支撐軸頸Ａ—Ｂ軸心線的跳動(dòng)等。它們的誤差會(huì)造成夾具或刀具的安裝誤差，從而影響工件的加工精度。圖14-2表示不同情況下安裝誤差的影響。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回·

當(dāng)主軸軸端外錐相對(duì)于支撐軸頸不同軸時(shí)（如圖14-2(a)

所示），會(huì)使卡盤產(chǎn)生安裝偏心。主軸的莫氏錐度相對(duì)于支撐軸頸表面的同軸度誤差也會(huì)使前后頂尖形成的軸心線與實(shí)際的回轉(zhuǎn)軸心線偏離（如圖14-2(b)所示）。此外主軸

端部定心表面軸心線對(duì)支撐軸頸表面的軸心線傾斜，會(huì)造成安裝在定心表面上的夾具及工件或刀具和回轉(zhuǎn)中心不同軸，而且離軸端愈遠(yuǎn)，同軸度誤差值愈大（如圖14-2(c)所示）。因此在機(jī)床精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了近主軸端部和離軸端300mm處的圓跳動(dòng)誤差。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回3.空套齒輪軸頸的技術(shù)要求空套齒輪軸頸是主軸與齒輪孔相配合的表面，它對(duì)支軸承頸

應(yīng)有一定的同軸度要求，否則會(huì)引起主軸傳動(dòng)齒輪嚙合不良。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速很高時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)和噪聲，使工件外圓產(chǎn)生振紋，尤其在精車時(shí)，這種影響更為明顯。空套齒輪軸頸對(duì)支軸承頸Ａ—Ｂ的徑向跳動(dòng)允差為

0.015mm。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回4.螺紋的技術(shù)要求主軸上的螺紋一般用來固定零件或調(diào)整軸承間隙。螺紋的精度要求是限制壓緊螺母端面跳動(dòng)量所必須的。如果壓緊螺母端面跳動(dòng)量過大，在壓緊滾動(dòng)軸承的過程中，會(huì)造成軸承內(nèi)環(huán)軸心線的傾斜，引起主軸的徑向跳動(dòng)（在一定條件下，甚至?xí)怪鬏S產(chǎn)生彎曲變形），不但影響加工精度，而且影響軸承的使用壽命。因此主軸螺紋的精度一般為６ｈ；其軸心線與支撐軸頸軸心線Ａ—Ｂ的同軸度誤差為Φ0.025mm。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回5.主軸各表面的表面質(zhì)量要求所有機(jī)床主軸的支撐軸頸表面、工作表面及其他配合表面都受到不同程度的摩擦作用。在滑動(dòng)軸承配合中，軸頸與軸瓦發(fā)生摩擦，要求軸頸表面有較高的耐磨性。在采用滾動(dòng)軸承時(shí)摩擦轉(zhuǎn)移給軸承環(huán)和滾動(dòng)體，軸頸可以不要求很高的耐磨性，但仍要求適當(dāng)?shù)靥岣咂溆捕?，以改善它的裝配工藝性和裝配精度。定心表面（內(nèi)外錐面、圓柱面、法蘭圓錐等）因相配件（頂尖、卡盤等）需經(jīng)常拆卸，表面容易產(chǎn)生碰傷和拉毛，影響接觸精度，所以也必須有一定的耐磨性。當(dāng)表面硬度

HRC45以上時(shí)，拉毛現(xiàn)象可大大改善。主軸表面的粗糙度Ra值在0.8~0.2μm之間。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回6.車床主軸的機(jī)械加工工藝過程經(jīng)過對(duì)車床主軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)條件的分析，即可根據(jù)生產(chǎn)批量、設(shè)備條件等編制主軸的工藝規(guī)程。編制過程中應(yīng)著重考慮主要表面（如支撐軸頸、錐孔、短錐及端面等）和加工比較困難的表面（如深孔）的工藝措施。從而正確地選擇定位基準(zhǔn)，合理安排工序。CA6140車床主軸成批生產(chǎn)的工藝過程見表14-1。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回7.車床主軸加工工藝過程分析1)主軸毛坯的制造方法毛坯的制造方法根據(jù)使用要求和生產(chǎn)類型而定。毛坯形式有棒料和鍛件兩種。前者適于單件小批生產(chǎn)，尤其適用于光滑軸和外圓直徑相差不大的階梯軸，對(duì)于直徑較大的階梯軸則往往采用鍛件。鍛件還可獲得較高的抗拉、抗彎和抗扭強(qiáng)度。單件小批生產(chǎn)一般采用自由鍛件，批量生產(chǎn)則采用模鍛件，大批量生產(chǎn)時(shí)若采用帶有貫穿孔的無縫鋼管毛坯，能極大節(jié)省材料和機(jī)械加工量。2)主軸的材料和熱處理主軸常用材料及熱處理見表14-2。45鋼是普通機(jī)床主軸的常用材料，淬透性比合金鋼差，淬火后變形較大，加工后尺寸穩(wěn)定性也較差，要求較高的主軸則采用合金鋼材料為宜。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回選擇合適的材料并在整個(gè)加工過程中安排足夠和合理的熱處理工序，對(duì)于保證主軸的力學(xué)性能、精度要求和改善其切削加工性能非常重要。車床主軸的熱處理主要包括以下內(nèi)容。(1)毛坯熱處理。車床主軸的毛坯熱處理一般采用正火，其目的是消除鍛造應(yīng)力，細(xì)化晶粒，并使金屬組織均勻，以利于切削加工。(2)預(yù)備熱處理。在粗加工之后半精加工之前，安排調(diào)質(zhì)處理，目的是獲得均勻細(xì)密的回火索氏體組織，提高其綜合力學(xué)性能。同時(shí)，細(xì)密的索氏體金相組織有利于零件精加工后獲得光潔的

表面。(3)最終熱處理。主軸的某些重要表面（如Φ90g5軸頸、錐

孔及外錐等）需經(jīng)高頻淬火。最終熱處理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火產(chǎn)生的變形在最終精加工時(shí)得以糾正。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回精密度要求高的主軸，在淬火回火后還要進(jìn)行定性處理。定

性處理的目的是消除加工的內(nèi)應(yīng)力，提高主軸的尺寸穩(wěn)定性，使它能長期保持精度。定性處理是在精加工之后進(jìn)行的，如

低溫人工時(shí)效或水冷處理。熱處理次數(shù)的多少，決定于主軸的精度要求、經(jīng)濟(jì)性以及熱處理效果。CA6140車床主軸一般經(jīng)過正火、調(diào)質(zhì)和表

面局部淬火三個(gè)熱處理工序，無需進(jìn)行定性處理。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回3)加工階段的劃分主軸加工過程中的各加工工序和熱處理工序均會(huì)不同程度地產(chǎn)生加工誤差和應(yīng)力。為了保證加工質(zhì)量，穩(wěn)定加工精度，

CA6140車床主軸加工基本上劃分為下列三個(gè)階段。(1)粗加工階段。①毛坯處理：毛坯備料、鍛造和正火（工序1～

3）。②粗加工：鋸去多余部分，銑端面、鉆中心孔和粗車外圓等（工序4～

5）。這一階段的主要目的是：用大的切削用量切除大部分余量，把毛坯加工到接近工件的最終形狀和尺寸，只留下少量的加工余量。通過這階段還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍛件裂紋等缺陷，采取相應(yīng)措施。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(2)半精加工階段。①半精加工前熱處理：對(duì)于45鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理，達(dá)到

220～

240HBS（工序6

）。②半精加工：車工藝錐面（定位錐孔）、半精車外圓端面和鉆深孔等（工序7～

12）。這個(gè)階段的主要目的是：為精加工作好準(zhǔn)備，尤其為精加工作好基面準(zhǔn)備。對(duì)于一些要求不高的表面，如大端端面各孔，在這個(gè)階段加工到圖樣規(guī)定的要求。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(3)精加工階段。①精加工前熱處理：局部高頻淬火（工序13）。②精加工前各種加工：粗磨定位錐面、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽，以及車螺紋等（工序14～

19）。③精加工：精磨外圓和兩處1∶12外錐面及莫氏6號(hào)內(nèi)錐孔，從而保證主軸最重要表面的精度（工序20～

23）。這一階段的目的是把各表面都加工到圖樣規(guī)定的要求。由此可見，整個(gè)主軸加工的工藝過程，就是以主要表面（支撐軸頸、錐孔）的粗加工、半精加工和精加工為主，適當(dāng)插入其他表面的加工工序。這就說明，加工階段的劃分起主導(dǎo)作用的是工件的精度要求。對(duì)于一般精度的機(jī)床主軸，精磨是最終機(jī)械加工工序。對(duì)精密機(jī)床的主軸，還要增加光整加工階段，以求獲得更高的尺寸精度和更低的表面粗糙度。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回4)工序順序的安排由表14-1可見，主軸的工藝路線安排如下：毛坯制造—正

火—車端面鉆中心孔—粗車—調(diào)質(zhì)—半精車—表面淬火—粗、精磨外圓—粗、精磨圓錐面—磨錐孔。軸類零件各表面的加工順序，與定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換有關(guān)，即先行工序必須為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。粗、精基準(zhǔn)選定后，加工順序也即排定。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回在安排工序順序時(shí)，還應(yīng)注意下面幾點(diǎn)。①外圓加工順序安排要照顧主軸本身的剛度，應(yīng)先加工大直徑后再加工小直徑，以免一開始就降低主軸剛度。②就基準(zhǔn)統(tǒng)一而言，希望始終以頂尖孔定位，避免使用錐堵，則深孔加工應(yīng)安排在最后。但深孔加工是粗加工工序，要切除大量金屬，加工過程中會(huì)引起主軸變形，所以最好在粗車外圓之后就把深孔加工出來。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回③花鍵和鍵槽加工應(yīng)安排在精車之后，粗磨之前。如在精車之前就銑出鍵槽，將會(huì)造成斷續(xù)車削，既影響質(zhì)量又易損

壞刀具，而且也難以控制鍵槽的尺寸精度。但這些表面也不宜安排在主要表面最終加工工序之后進(jìn)行，以防在反復(fù)運(yùn)輸中，碰傷主要表面。④因主軸的螺紋對(duì)支撐軸頸有一定的同軸度要求，故放在淬火之后的精加工階段進(jìn)行以免受半精加工所產(chǎn)生的應(yīng)力以及熱處理變形的影響。⑤主軸系加工要求很高的零件，需安排多次檢驗(yàn)工序。檢驗(yàn)工序一般安排在各加工階段前后，以及重要工序前后和花費(fèi)工時(shí)較多的工序前后，總檢驗(yàn)則放在最后。必要時(shí)，還應(yīng)

安排探傷工序。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回5)定位基準(zhǔn)的選擇以兩頂尖孔作為軸類零件的定位基準(zhǔn)，既符合基準(zhǔn)重合原則，又能使基準(zhǔn)統(tǒng)一。所以，只要有可能，就盡量采用頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。表14-1所列工序中的粗車、半精車、精車、粗磨、精磨各外圓表面和端面、銑花鍵和車螺紋等工序，都是以頂尖孔作為定位基準(zhǔn)的。兩頂尖孔的質(zhì)量好壞，對(duì)加工精度影響很大，應(yīng)盡量做到兩頂尖孔軸線重合、頂尖接觸面積大、表面粗糙度低。否則，將會(huì)因工件與頂尖間的接觸剛度變化而產(chǎn)生加工誤差。因此注意保持兩頂尖孔的質(zhì)量，是軸類零件加工的關(guān)鍵問題之一。深孔加工后，因頂尖孔所處的實(shí)體材料已不復(fù)存在，所以采用帶頂尖孔的錐堵作為定位基準(zhǔn)。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回·

為了保證支撐軸頸與兩端錐孔的同軸度要求，需要應(yīng)用互為基準(zhǔn)原則。例如CA6140主軸的車小端1∶20錐孔和大端莫氏6號(hào)內(nèi)錐孔時(shí)（表14-1中工序10、11），用的是與前支撐軸頸相鄰而又是用同一基準(zhǔn)加工出來的外圓柱表面為定位基面（直接用前支撐軸頸作為定位基準(zhǔn)當(dāng)然更好，但由于軸頸有錐度，在制造托架時(shí)會(huì)增加困難）；工序14精車各外圓包括支撐軸頸的1∶12錐度時(shí)，即是以上述前后錐孔內(nèi)所配錐堵的頂尖孔作為定位基準(zhǔn)面；在工序16粗磨莫氏6號(hào)內(nèi)錐孔時(shí)，

又是以兩圓柱表面為定位基準(zhǔn)面，這就符合互為基準(zhǔn)原則；

在工序21和22中，粗精磨兩個(gè)支撐軸頸的1∶12錐度時(shí)，再次以粗磨后的錐孔所配錐堵的頂尖孔為定位基準(zhǔn)；在工序23中，最后精磨莫氏6號(hào)內(nèi)錐孔時(shí)，直接以精磨后的前

支撐軸頸和另一圓柱面為基準(zhǔn)面，基準(zhǔn)再一次轉(zhuǎn)換。隨著基準(zhǔn)的不斷轉(zhuǎn)換，定位精度不斷提高。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回轉(zhuǎn)換過程就是提高過程，使加工過程有一次比一次精度更高的定位基準(zhǔn)面。基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換次數(shù)的多少，要根據(jù)加工精度要求而定。在精磨莫氏6號(hào)內(nèi)錐孔的定位方法中，采用了專用夾具，機(jī)床主軸僅起傳遞扭矩的作用，排除了主軸組件本身的回轉(zhuǎn)誤差，因此提高了加工精度。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回精加工主軸外圓表面也可用外圓表面本身來定位，既在安裝工件時(shí)以支撐軸頸表面本身找正。如圖14-3所示，外圓表面找正是采用一種可拆卸的軸套心軸，心軸依靠螺母４和墊圈３壓緊在主軸的兩端面上。心軸兩端有中心孔，主軸靠心軸中心孔安裝在機(jī)床的前后頂尖上。以支撐軸頸表面找正時(shí)，適當(dāng)敲動(dòng)工作，使支撐軸頸的徑向圓跳動(dòng)在規(guī)定的范圍內(nèi)（心軸和主軸靠端面上的摩擦力結(jié)合在一起，主軸和錐套并不緊配，留有間隙，允許微量調(diào)整），然后進(jìn)行加工。用這種定位方法，只需要準(zhǔn)備幾套心軸，因此簡化了工藝裝備，節(jié)省了修正中心孔工序，并可在一次安裝中磨出全部外圓。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回8.軸類零件的檢驗(yàn)軸類零件在加工過程中和加工完以后都要按工藝規(guī)程的技術(shù)要求進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的項(xiàng)目包括表面粗糙度、硬度、尺寸精度、表面形狀精度和相對(duì)位置精度。1)表面粗糙度和硬度的檢驗(yàn)硬度是在熱處理之后用硬度計(jì)抽檢。表面粗糙度一般用樣塊比較法檢驗(yàn)，對(duì)于精密零件可采用干涉顯微鏡進(jìn)行測(cè)量。2)精度檢驗(yàn)精度檢驗(yàn)應(yīng)按一定順序進(jìn)行，先檢驗(yàn)形狀精度，然后檢驗(yàn)尺寸精度，最后檢驗(yàn)位置精度。這樣可以判明和排除不同性質(zhì)誤差之間對(duì)測(cè)量精度的干擾。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(1)形狀精度檢驗(yàn)。車床主軸的形狀誤差主要是指圓度誤差和圓柱度誤差。圓度誤差為軸的同一截面內(nèi)最大直徑與最小直徑之差。一般用千分尺按照測(cè)量直徑的方法即可檢測(cè)。精度高的軸需用比較儀檢驗(yàn)。圓柱度誤差是指同一軸向剖面內(nèi)最大直徑與最小直徑之差，同樣可用千分尺檢測(cè)。彎曲度可以用千分表檢驗(yàn)，把工件放在平板上，工件轉(zhuǎn)動(dòng)一周，千分表讀數(shù)的最大變動(dòng)量就是彎曲誤差值。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(2)尺寸精確檢驗(yàn)。在單件小批生產(chǎn)中，軸的直徑一般用外徑千分尺檢驗(yàn)。精度較高（公差值小于0.01mm）時(shí)，可用杠桿卡規(guī)測(cè)量。臺(tái)肩長度可用游標(biāo)卡尺、深度游標(biāo)卡尺和深度千分尺檢驗(yàn)。大批量生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)效率常采用極限卡規(guī)檢測(cè)軸的直徑。長度不大而精度又高的工件，也可用比較儀檢驗(yàn)。(3)位置精度檢驗(yàn)。為提高檢驗(yàn)精度和縮短檢驗(yàn)時(shí)間，位置精度檢驗(yàn)多采用專用檢具，如圖14-4所示。檢驗(yàn)時(shí)，將主軸的兩支撐軸頸放在同一平板上的兩個(gè)Ｖ型架上，并在軸的一端用擋鐵、鋼球和工藝錐堵?lián)踝?，限制主軸沿軸向穩(wěn)動(dòng)。兩個(gè)Ｖ型架中有一個(gè)的高度是可調(diào)的。測(cè)量時(shí)先用千分表調(diào)整軸的中心線，使它與測(cè)量平面平行。平板的傾斜角一般是15°，使工件軸端靠自重壓向鋼球。第一節(jié)軸類零件的加工與技術(shù)分析在主軸前錐孔中插入檢驗(yàn)心棒，按測(cè)量要求放置千分表，用手輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，從千分表讀數(shù)的變化即可測(cè)量各項(xiàng)誤差，包括錐孔及有關(guān)表面相對(duì)支撐軸頸的徑向跳動(dòng)和端面跳動(dòng)。錐孔的接觸精度用專用錐度量規(guī)涂色檢驗(yàn)，要求接觸面積在

70%以上，分布均勻而大端接觸較“硬”，即錐度只允許偏小。這項(xiàng)檢驗(yàn)應(yīng)在檢驗(yàn)錐孔跳動(dòng)之前進(jìn)行。圖14-4中各量表的功用如下：量表7檢驗(yàn)錐孔對(duì)支撐軸頸的同軸度誤差；量表8檢查錐孔軸心線對(duì)支撐軸頸軸心線的同軸度誤差；量表3、4、5、6檢查各軸頸相對(duì)支撐軸頸的徑向跳動(dòng)；量

表10、11、12檢驗(yàn)端面跳動(dòng)；量表9測(cè)量主軸的軸向竄動(dòng)。上一頁

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箱體零件加工與技術(shù)分析一、概述1.箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)箱體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器和部件中的軸、齒輪等有關(guān)零件連接成一個(gè)整體，并保持正確的相對(duì)位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。圖14-5為某車床主軸箱簡圖。由圖可知，箱體類零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工難度大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般中型機(jī)床制造廠花在箱體零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量約占整

個(gè)產(chǎn)品加工量的15%～

20%。2.箱體零件的主要技術(shù)要求箱體類零件中以機(jī)床主軸箱的精度要求最高，現(xiàn)以某車床主軸箱為例，有以下五項(xiàng)精度要求。下一頁

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箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回1)孔徑的尺寸精度孔徑的尺寸誤差和幾何形狀誤差會(huì)使軸承與孔配合不良?？讖竭^大，配合過松，使主軸回轉(zhuǎn)軸線不穩(wěn)定，并降低了支撐剛度，易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音；孔徑過小使配合過緊，軸承將因外界變形而不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，壽命縮短。裝軸承的孔不圓，也使軸承外環(huán)變形而引起主軸的徑向跳動(dòng)。主軸孔的尺寸精度約為IT6級(jí)，其余孔為IT7～I(xiàn)T6級(jí)?？椎膸缀涡螤罹瘸魈厥庖?guī)定外，一般都在尺寸公差范圍內(nèi)。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回2)孔與孔的位置精度同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對(duì)軸線垂直度誤差，會(huì)使軸和軸承裝配到箱體上后產(chǎn)生歪斜，致使主軸產(chǎn)生徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)，同時(shí)也使溫度升高，加劇軸承磨損。孔系之間的平行度誤差會(huì)影響齒輪的嚙合質(zhì)量。一般同軸上各孔的同軸度約為最小孔尺寸公差的一半。3)孔和平面的位置精度一般都要規(guī)定主要孔和主軸箱安裝基面的平行度要求，它們決定了主軸與床身導(dǎo)軌的相對(duì)位置關(guān)系。這項(xiàng)精度是在總裝過程中通過刮研達(dá)到的。為減少刮研工作量，一般都要規(guī)定主軸軸線對(duì)安裝基面的平行度公差。在垂直和水平兩個(gè)方向上只允許主軸前端向上和向前偏。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回4)主要平面的精度裝配基面的平面度誤差影響主軸箱與床身連接時(shí)的接觸剛度。若在加工過程中作為定位基準(zhǔn)時(shí)，還會(huì)影響軸孔的加工精度。因此規(guī)定底面和導(dǎo)向面必須平直和相互垂直。其平面度、垂直度公差等級(jí)為5級(jí)。5)表面粗糙度重要孔和主要表面的表面粗糙度會(huì)影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度，其具體要求一般用Ra值來評(píng)價(jià)。主軸孔為Ra＝0.4μ

ｍ，其他各縱向孔為Ra＝1.6μ

ｍ，孔的內(nèi)端面為

Ra＝3.2μ

ｍ，裝配基準(zhǔn)面和定位基準(zhǔn)面為Ra＝

0.63～2.5μ

ｍ，其他平面為Ra＝

2.5～

10μ

ｍ。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回3.箱體的材料箱體材料一般選用HT200～HT400的各種牌號(hào)的灰鑄鐵，

最常用的為HT200，這是因?yàn)榛诣T鐵不僅成本低，而且具有較高的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。在單件生產(chǎn)某些簡易機(jī)床的箱體，為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本，可采用鋼材焊接結(jié)構(gòu)。此外，精度要求較高的坐標(biāo)鏜床主軸箱可選用耐磨鑄鐵，負(fù)荷大的主軸箱也可采用鑄鋼件。毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和鑄造方法等因素有關(guān)，有關(guān)數(shù)據(jù)可查有關(guān)資料及數(shù)據(jù)具體情況決定。毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱體壁厚盡量均勻，箱體鑄造后應(yīng)安排退火或時(shí)效處理工序。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回4.箱體零件結(jié)構(gòu)工藝性箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本具有重要意義。箱體的基本孔可分為通孔、階梯孔、盲孔、交叉孔等幾類。通孔工藝性最好，通孔內(nèi)又以孔長Ｌ與孔徑Ｄ之比L/D≤1～

1.5的短圓柱孔工藝性為最好；L/D>5的孔，稱為深孔，若深度精度要求較高、表面粗糙度值較小時(shí)，加工就很困難。階梯孔的工藝性與“孔徑比”有關(guān)。孔徑相差越小則工藝性越好；孔徑相差越大，且其中最小的孔徑又很小，則工藝性越差。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回相貫通的交叉孔的工藝性也較差，如圖14-6(a)

所示Φ1000+0.035孔與Φ700+0.03孔貫通相交，在加工主軸孔時(shí)，刀具走到貫通部分時(shí)，由于刀具徑向受力不均，孔的軸線就會(huì)偏移。為此可采取圖14-6(b)所示，Φ70孔不鑄通，加工Φ1000+0.035主孔后再加工Φ70孔即可。盲孔的工藝性最差，因?yàn)樵诰q或精鏜盲孔時(shí)，刀具送進(jìn)難以控制，加工情況不便于觀察。此外，盲孔內(nèi)端面的加工也特別困難，故應(yīng)盡量避免。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回同一軸線上孔徑大小向一個(gè)方向遞減，便于鏜孔時(shí)鏜桿從一端伸入，逐個(gè)加工或同時(shí)加工同軸線上幾個(gè)孔，以保證較高的同軸度和生產(chǎn)率。單件小批生產(chǎn)時(shí)一般采用這種分布形式（如圖14-7(a)所示）。同孔徑大小從兩邊向中間遞減，加工時(shí)便于組合機(jī)床在兩邊同時(shí)加工，鏜桿剛度好，適合大批大量生產(chǎn)（如圖14-7(b)所示）。同軸線上的孔的直徑的分布形式，應(yīng)盡量避免中間壁上的孔徑大于外壁的孔徑。因?yàn)榧庸み@種孔時(shí)，要將刀桿伸進(jìn)箱體后裝刀和對(duì)刀，結(jié)構(gòu)工藝性差（如圖14-7(c)所示）。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回為便于加工、裝配和檢驗(yàn)，箱體的裝配基面尺寸應(yīng)盡量大，形狀應(yīng)盡量簡單。箱體外壁上的凸臺(tái)應(yīng)盡可能在一個(gè)平面上，以便可以在一次走刀中加工出來，而無須調(diào)整刀具的位置，使加工簡單方便。箱體上的緊固孔和螺孔的尺寸規(guī)格應(yīng)盡量一致，以減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回二、箱體平面及孔系的加工方法箱體零件的主要加工表面為平面及孔系。1.箱體的平面加工箱體平面加工的常用方法有刨、銑和磨三種。刨削和銑削常

用作平面的粗加工和半精加工，而磨削則用作平面的精加工。第二節(jié)

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刨削加工的特點(diǎn)是：刀具結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)床調(diào)整方便，通用性好。在龍門刨床上可以利用幾個(gè)刀架，在工件的一次安裝中完成幾個(gè)表面的加工，能比較經(jīng)濟(jì)地保證這些表面間的相對(duì)位置精度要求。精刨還可以代替刮研來精加工箱體平面。精刮時(shí)采用寬直刃精刨刀，在經(jīng)過檢修和調(diào)整的刨床上，

以較低的切削速度（一般為4～12m/min），在工件表面上切去一層很薄的金屬（0.007～0.1mm）。精刨后的表面粗糙度Ra值可達(dá)2.5～0.63μｍ，平面度可達(dá)0.002mm/min。因?yàn)閷捜芯俚倪M(jìn)給量很大（5～25mm/雙行程），生產(chǎn)率極高。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回銑削生產(chǎn)率高于刨銷，在中批以上生產(chǎn)中多用銑削加工平面。當(dāng)加工尺寸較大的箱體平面時(shí)，常在多軸龍門銑床上，用幾把銑刀同時(shí)加工各有關(guān)平面，以保證平面間的相對(duì)位置精度并提高生產(chǎn)率。平面磨削的加工質(zhì)量比刨和銑都高，而且還可以加工淬硬零件。磨削平面的粗糙度Ra可達(dá)1.25～

0.32μ

ｍ。生產(chǎn)批

量較大時(shí)，箱體的平面常用磨削來精加工。為了提高生產(chǎn)率和保證平面間的相對(duì)位置精度，生產(chǎn)實(shí)際中還經(jīng)常采用組合磨削（如圖14-8所示）來精加工平面。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回2.箱體的孔系加工箱體上一系列有相互位置精度要求的孔的組合，稱為孔系。孔系可分為平行孔系、同軸孔系和交叉孔系。由于箱體功用及結(jié)構(gòu)需要，箱體上的孔往往本身精度要求高，而且孔距精度和相互位置精度要求也高，所以孔系加工是箱體加工的關(guān)鍵。根據(jù)箱體生產(chǎn)批量不同和孔系精度要求不同，孔系加工所用的方法也不同。1)平行孔系的加工所謂平行孔系是指這樣一些孔，它們的軸線互相平行且孔距也有精度要求。因此平行孔系加工的主要技術(shù)要求是保證孔的加工精度，保證各平行孔軸心線之間以及軸心線與基面之間的尺寸精度和相對(duì)位置精度。下面主要介紹生產(chǎn)中保證孔距精度的方法。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(1)找正法。找正法是工人在通用機(jī)床上利用輔助工具來找正要加工孔的正確位置的加工方法。這種方法加工效率低，一般只適用于單件小批生產(chǎn)。根據(jù)實(shí)施找正的具體手段不同，找正法又可分為以下幾種。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回①劃線找正法：加工前按照零件圖紙要求在毛坯上劃出各孔的加工位置線，然后按劃線進(jìn)行找正和加工。劃線和找正時(shí)間較長，生產(chǎn)率低，而且加工出來的孔距精度也較低，一般為±0.3mm左右。②心軸和塊規(guī)找正法：如圖14-9所示，鏜第一排孔時(shí)將精密心軸插入主軸孔內(nèi)（或直接利用鏜床主軸），然后根據(jù)孔和定位基準(zhǔn)的距離組合一定尺寸的塊規(guī)來校正主軸位置。校正時(shí)用塞尺測(cè)量塊規(guī)與心軸之間的間隙，以避免塊規(guī)與心軸直接接觸而損傷塊規(guī)（如圖14-9(a)所示）。鏜第二排

孔時(shí)，分別在機(jī)床主軸和已加工孔中插入心軸，采用同樣的方法來校正主軸軸線的位置（如圖14-9(b)所示）。這

種找正法的孔心距精度可達(dá)±0.03mm。第二節(jié)

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③樣板找正法：如圖14-10所示，用10～

20mm厚的鋼板按箱體的孔系關(guān)系加工樣板１樣板上的孔距精度較箱體孔系的孔距精度高（一般為±0.01mm），樣板上的孔徑較工件孔徑大，以便于鏜桿通過。樣板上孔徑尺寸精度要求不高，但有較高的形狀精度和較細(xì)的表面粗糙度。使用時(shí)將樣板準(zhǔn)確地裝到工件上（垂直于各孔的端面），在機(jī)床主軸上裝一個(gè)千分表２，按樣板逐個(gè)找正主軸位置，換上鏜刀即可加工。此法加工中找正迅速，不易出錯(cuò)，孔距精度可達(dá)±0.05mm，且樣板成本低（僅為鏜模成本的1/7～1/9），常用于小批量大型箱體的加工。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(2)坐標(biāo)法。坐標(biāo)法鏜孔是加工前先將圖紙上被加工孔系間的孔距尺寸及其公差換算為以機(jī)床主軸中心為原點(diǎn)的相互垂直的坐標(biāo)尺寸及公差，加工時(shí)借助于機(jī)床設(shè)備上的測(cè)量裝置，調(diào)整機(jī)床主軸與工件在水平與垂直方向的相對(duì)位置，從而保證孔距精度的一種鏜孔方法。坐標(biāo)法鏜孔的孔距精度取決于坐標(biāo)位移精度，歸根結(jié)底取決于機(jī)床坐標(biāo)測(cè)量裝置的精度。目前，生產(chǎn)實(shí)際中采用坐標(biāo)法加工孔系的機(jī)床有兩類：一類如坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鏜銑床或加工中心，自身具有精確的坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，可進(jìn)行高精度的坐標(biāo)位移、定位及測(cè)量等坐標(biāo)控制；另一類沒有精密坐標(biāo)位移及測(cè)量裝置，如普通鏜床等。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(3)鏜模法。鏜模法加工孔系是利用鏜模板上的孔系保證工件上孔系位置精度的一種方法，在中批生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)中被廣泛采用。鏜孔時(shí)，工件裝夾在鏜模上，鏜桿被支撐在鏜模的導(dǎo)套里，由導(dǎo)套引導(dǎo)鏜桿在工件的正確位置上鏜孔。當(dāng)用兩個(gè)或兩個(gè)以上的支架引導(dǎo)鏜桿時(shí)，鏜桿與機(jī)床主軸大多采用浮動(dòng)連接，這種情況下機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度對(duì)加工精度影響很小，孔距

精度主要取決于鏜模的制造精度。圖14-11所示為鏜桿與機(jī)床主軸浮動(dòng)連接的一種結(jié)構(gòu)形式。第二節(jié)

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用鏜模法加工孔系時(shí)，工藝系統(tǒng)的剛度極大提高，有利于多刀同時(shí)切削，定位加緊迅速，節(jié)省了找正、調(diào)整等輔助時(shí)間，生產(chǎn)效率高。當(dāng)然，由于鏜模自身存在制造誤差，導(dǎo)套與鏜桿之間存在間隙和磨損，故孔系的加工精度不會(huì)很高，孔距精度一般為±0.05mm，同軸度和平行度可達(dá)

0.02～

0.05mm。另外，鏜模精度高、制造成本高、周期長，所以鏜模法主要適合于批量生產(chǎn)的中小型箱體。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回2)同軸孔系的加工同軸孔系的加工主要是保證各孔的同軸度精度。成批生產(chǎn)中，一般采用鏜模法，所以同軸度精度由鏜模保證。單件小批量生產(chǎn)中，同軸度精度的保證可采取如下的工藝方法。(1)利用已加工孔作支撐導(dǎo)向。如圖14-12所示，當(dāng)加工箱壁相距較近的同軸孔時(shí)，箱體前壁上的孔加工完畢后，在孔內(nèi)裝一導(dǎo)向套，支撐和引導(dǎo)鏜桿加工后壁上的孔，以保證兩孔的同軸度要求。(2)利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支撐導(dǎo)向。這種方法用鏜桿兩端支撐，剛性好，但調(diào)整麻煩，鏜桿較長，往往用于大型箱體的加工。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(3)采用調(diào)頭鏜。當(dāng)箱體箱壁上的同軸孔相距較遠(yuǎn)時(shí)，采用調(diào)頭鏜較為合適。加工時(shí)，工件一次裝夾完，鏜好一端的孔后，將鏜床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°，再鏜另一端的孔?？紤]到調(diào)整工作臺(tái)回轉(zhuǎn)后會(huì)帶來誤差，所以實(shí)際加工中一般用工藝基面校正，具體方法如下：鏜孔前用裝在鏜桿上的百分表對(duì)箱體上與所鏜孔軸線平行的工藝基面進(jìn)行校正。使其和鏜桿軸線平行，如圖14-13(a)所示。當(dāng)加工完Ａ壁上的孔后，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°，并用鏜桿上的百分表沿此工藝基面重新校正，如圖14-13(b)所示。校正時(shí)使鏜桿軸線與A壁上的孔軸線重合，再鏜B壁上的孔。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回3)交叉孔系的加工交叉孔系的加工主要技術(shù)要求是控制相關(guān)孔的垂直度誤差。成批生產(chǎn)中多采用鏜模法垂直度誤差主要由鏜模保證。單件小批生產(chǎn)時(shí)，一般靠普通鏜床工作臺(tái)上的90°對(duì)準(zhǔn)裝置，該裝置是擋塊結(jié)構(gòu)，對(duì)準(zhǔn)精度低（

T68的出廠精度為

0.04mm/900mm，相當(dāng)于8’’），所以還要借助找正來加工。找正方法如圖14-14所示，在已加工孔中插入心棒，然后將工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)90°，搖動(dòng)工作臺(tái)用百分表找正。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回三、箱體機(jī)械加工工藝過程分析1.箱體零件機(jī)械加工工藝過程箱體零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工表面多，但主要加工表面是平面和孔。通常平面的加工精度相對(duì)來說較易保證，而精度要求較高的支撐孔以及孔與孔之間、孔與平面之間的相對(duì)位置精度則較難保證，往往是箱體加工的關(guān)鍵。所以在制定箱體加工工藝過程時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮如何保證孔的自身精度及孔與孔、平面之間的相對(duì)位置精度，尤其要注意重要孔與重要的基準(zhǔn)平面（常作為裝配基面、定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)）之間的關(guān)系。當(dāng)然，所制定的工藝過程還應(yīng)適合箱體生產(chǎn)批量和工廠具備的條件。表14-3為某車床主軸箱（如圖14-5所示）的大批量生產(chǎn)工藝過程。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回2.箱體類零件機(jī)械加工工藝過程分析1)擬定箱體類零件機(jī)械加工工藝過程的基本原則(1)先面后孔的加工順序。箱體類零件的加工順序均為先加工面，以加工好的平面定位，再來加工孔。因?yàn)橄潴w孔的精度要求高，加工難度大，先以孔為粗基準(zhǔn)加工好平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣既能為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，同時(shí)可以使孔的加工余量均勻。由于箱體上的孔一般分布在外壁和中間隔壁的平面上，可先加工平面，去除鑄件表面的凹凸不平及夾砂等缺陷，這不僅有利于后續(xù)工序的孔加工，也有利于保護(hù)刀具、對(duì)刀和調(diào)整。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(2)加工階段粗、精分開。箱體重要加工表面都要分為粗、精加工兩個(gè)階段，這樣可減小或避免粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和切削熱對(duì)加工精度的影響，以保證加工質(zhì)量；粗、精加工分開還可以根據(jù)不同的加工特點(diǎn)和要求，合理選擇加工設(shè)備，便于低精度、高功率設(shè)備充分發(fā)揮其功能，而高精度設(shè)備則可以延長使用壽命，提高了經(jīng)濟(jì)效益；粗、精加工分開也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，避免浪費(fèi)。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(3)工序間安排時(shí)效處理。箱體毛坯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑄造內(nèi)應(yīng)力較大。為了消除內(nèi)應(yīng)力，減少變形，保持精度的穩(wěn)定，鑄造之后要安排人工時(shí)效處理。主軸箱體人工時(shí)效的規(guī)范為：加熱到500℃～550℃，加熱速度50～

120℃／ｈ，保溫4～

6ｈ，冷卻速度小于等于30℃／ｈ，出爐溫度小于等于200℃。普通精度的箱體，一般在鑄造之后安排一次人工時(shí)效處理。對(duì)一些高精度的箱體或形狀特別復(fù)雜的箱體，在粗加工之后還要安排一次人工時(shí)效處理，以消除粗加工所造成的殘余應(yīng)力。有些精度要求不高的箱體毛坯可能不安排時(shí)效處理，而是利用粗、精加工工序間的停放和運(yùn)輸時(shí)間，使之進(jìn)行自然時(shí)效。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(4)選擇箱體上的重要基準(zhǔn)孔作粗基準(zhǔn)。箱體零件的粗基準(zhǔn)一般都采用它上面的重要孔作粗基準(zhǔn)，如主軸箱都用主軸孔作粗基準(zhǔn)。2)箱體零件加工的具體工藝問題(1)粗基準(zhǔn)的選擇。雖然箱體類零件一般都采用重要孔為粗基準(zhǔn)，隨著生產(chǎn)類型不同，實(shí)現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件裝夾方式是不同的。中小批生產(chǎn)時(shí)，由于毛坯精度較低，一般采用劃線裝夾，加工箱體平面時(shí)，按線找正裝夾工件即可。大批量生產(chǎn)時(shí)，毛坯精度較高，可采用圖14-15所示的夾具裝夾。先將工件放在支撐１、２、３上，使箱體側(cè)面緊靠支架４，箱體一端靠住擋銷５，這就完成了預(yù)定位。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(2)精基準(zhǔn)的選擇。箱體加工精基準(zhǔn)的選擇與生產(chǎn)批量大小有關(guān)。單件小批生產(chǎn)用裝配基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)。圖14-15車床主軸箱單件小批加工孔系時(shí)，選擇箱體底面導(dǎo)軌Ｂ、Ｃ面作為定位基準(zhǔn)。Ｂ、Ｃ面既是主軸孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也與箱體的主要縱向孔系、端面、側(cè)面有直接的位置關(guān)系，故選擇導(dǎo)軌面Ｂ、Ｃ作為定位基準(zhǔn)，不僅消除了基準(zhǔn)不重合誤差，而且在加工各孔時(shí)，箱口朝上，便于安裝調(diào)整刀具、更換導(dǎo)向套、測(cè)量孔徑尺寸、觀察加工情況和加注切削液等。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回這種定位方式的不足之處是刀具系統(tǒng)的剛度較差。加工箱體

中間壁上的孔時(shí)，為了提高刀具系統(tǒng)的剛度，應(yīng)當(dāng)在箱體

內(nèi)部相應(yīng)的部位設(shè)計(jì)鏜桿導(dǎo)向支撐。由于箱體底部是封閉的，中間支撐只能用如圖14-16所示的吊架從箱體頂面的開口處伸入箱體內(nèi)，每加工一件需裝卸一次，吊架剛性差，制造精度較低，經(jīng)常裝卸也容易產(chǎn)生誤差，且使加工的輔助時(shí)間增加，因此這種定位方式只適用于單件小批生產(chǎn)。大批量生產(chǎn)是采用一面雙孔作定位基準(zhǔn)。大批量生產(chǎn)的主軸箱常以頂面和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)，如圖14-17所示。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回這種定位方式的箱口朝下，中間導(dǎo)向支架可固定在夾具上。由于簡化了夾具結(jié)構(gòu)，提高了夾具的剛度，同時(shí)工具的裝卸也比較方便，因而提高了孔系的加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。這種定位方式存在的問題是：由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差。為保證箱體的加工精度，必須提高作為定位基準(zhǔn)的箱體頂面和兩定位銷孔的加工精度。因此，安排了磨Ａ面工序，要求嚴(yán)格控制頂面Ａ的平面度和Ａ面至底面、Ａ面至主軸孔軸心線的尺寸精度與平行度，并將兩定位銷孔通過鉆、擴(kuò)、鉸等工序使其直徑精度提高到Ｈ

７，增加了箱體加工的工作量。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(3)所用設(shè)備因批量不同而異。單件小批生產(chǎn)一般都在通用機(jī)床上加工，各工序原則上靠工人技術(shù)熟練程度和機(jī)床工作精度來保證。除個(gè)別必須用專用夾具才能保證質(zhì)量的工序（如孔系加工）外，一般很少采用專用夾具。而大批量箱體的加工則廣泛采用組合加工機(jī)床、專用鏜床等。專用夾具也用得很多，這就極大地提高了生產(chǎn)率。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回四、箱體零件的數(shù)控加工箱體零件大量生產(chǎn)時(shí)，多采用由組合機(jī)床與輸送裝置組成的自動(dòng)線進(jìn)行加工，我國目前在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等行業(yè)中，較廣泛地采用了自動(dòng)線加工工藝。現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，多品種、小批量的生產(chǎn)已逐步占據(jù)主

導(dǎo)地位。像機(jī)床制造行業(yè)，為了適應(yīng)市場(chǎng)需要，品種與規(guī)

格需經(jīng)常變化。顯然，品種與規(guī)格的變化必然導(dǎo)致箱體零件結(jié)構(gòu)與尺寸的改變，這樣就不能采用高效率的自動(dòng)線加工工藝。但如果采用普通機(jī)床加工，則占用設(shè)備多，生產(chǎn)周期

長，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。為了解決這一矛盾，現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)大多利用功率大、功能多的精密“加工中心”機(jī)床組織生產(chǎn)。第二節(jié)

箱體零件加工與技術(shù)分析所謂“加工中心”，就是帶有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控鏜銑床。圖14-18是立式與臥式加工中心外形示意圖。各種刀具都存放在刀庫內(nèi)。工序轉(zhuǎn)換、刀具和切削參數(shù)選擇、各執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)都由程序控制來自動(dòng)進(jìn)行。加工中心可對(duì)工件各個(gè)表面連續(xù)完成鉆、擴(kuò)、鏜、銑、锪、鉸、攻螺紋等多種工序，而且各工序理論上可以按任意順序安排。箱體零件的數(shù)控加工與普通機(jī)床加工工藝原則上是一致的，如先面后孔的加工順序、粗精基準(zhǔn)選擇原則等，都與普通加工一樣。但數(shù)控機(jī)床或加工中心具有位移、定位精度高、能自動(dòng)按程序運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)，箱體零件的數(shù)控加工與普通加工也有不同之處，有關(guān)問題讀者可查閱相關(guān)參考資料。上一頁

返回第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析一、概述1.套筒類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)器中套筒零件的應(yīng)用非常廣泛，常見的套筒零件有液壓系統(tǒng)中的液壓缸、內(nèi)燃機(jī)上的汽缸套、支撐回轉(zhuǎn)軸的各種形式的滑動(dòng)軸承、夾具中的導(dǎo)向套等，如圖14-19所示。套

筒類零件的一般功用是作支撐和導(dǎo)向。套筒零件由于用途不同，其結(jié)構(gòu)和尺寸有較大的差異，但仍有其共同特點(diǎn)：零件結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)表面；多為薄壁件，容易變形；零件尺寸大小各異，但長度一般大于直徑，長徑比大于5的深孔比較多。下一頁

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套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回2.套筒類零件的技術(shù)要求套筒零件各主要表面在機(jī)器中所起的作用不同，其技術(shù)要求差別較大，主要技術(shù)要求大致如下。1)內(nèi)孔的技術(shù)要求內(nèi)孔是套筒零件起支撐和導(dǎo)向作用的最主要表面，通常與運(yùn)動(dòng)的軸、刀具或活塞相配合。其直徑尺寸精度一般為IT7，精密軸承套為IT6。形狀公

差一般應(yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)，較精密的套筒應(yīng)控制在孔徑公差的1/3～

1/2，甚至更小。對(duì)長套筒除了有圓度要求外，還對(duì)孔的圓柱度有要求。套筒零件的內(nèi)孔表面粗糙度Ra為2.5～

0.16μ

ｍ，某些精密套筒要求更高，Ra值可達(dá)0.04μ

ｍ。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回2)外圓的技術(shù)要求外圓表面一般起支撐作用，通常以過渡或過盈配合與箱體或機(jī)架上的孔相配合。外圓表面直徑尺寸精度一般為IT7～I(xiàn)T6，形狀公差應(yīng)控制在外徑公差以內(nèi)，表面粗糙度Ra為5～0.63μ

ｍ。3)各主要表面間的相對(duì)位置精度(1)內(nèi)外圓之間的同軸度。若套筒是裝入機(jī)座上的孔之后再進(jìn)行最終加工，這時(shí)對(duì)套筒內(nèi)外圓間的同軸度要求較低；若套筒是在裝配前進(jìn)行最終加工則同軸度要求較高，一般為0.01～

0.05mm。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(2)孔軸線與端面的垂直度。套筒端面如果在工作中承受軸向載荷，或是作為定位基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)，這時(shí)端面與孔軸線有較高的垂直度或端面圓跳動(dòng)要求，一般為0.02～

0.05mm。(3)套筒類零件的材料要求與毛坯的選擇。套筒零件常用材料是鑄鐵、青銅、鋼等。有些要求較高的滑動(dòng)軸承，為節(jié)省貴重材料而采用雙金屬結(jié)構(gòu)，即用離心鑄造法在鋼或鑄鐵套筒內(nèi)部澆注一層巴氏合金等材料，用來提高軸承壽命。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回·

套筒零件毛坯的選擇，與材料、結(jié)構(gòu)尺寸、生產(chǎn)批量等因素有關(guān)。直徑較?。ㄈ纾洌?0mm）的套筒一般選擇熱軋或冷拉棒料，或?qū)嵭蔫T件。直徑較大的套筒，常選用無縫鋼管或帶孔鑄、鍛件。生產(chǎn)批量較小時(shí)，可選擇型材、砂型鑄件或自由鍛件；大批量生產(chǎn)則應(yīng)選擇高效率、高精度毛坯，必要時(shí)可采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)的毛坯制造工藝。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析二、套筒類零件加工工藝分析下面以液壓缸為例，來說明套筒零件的加工工藝過程及其特點(diǎn)。1.套筒零件的機(jī)械加工工藝過程液壓系統(tǒng)中液壓缸體是比較典型的長套筒零件，結(jié)構(gòu)簡單，壁薄容易變形。圖14-20所示為某液壓缸體，其主要技術(shù)要求為：①內(nèi)孔必須光潔，無縱向刻痕；②內(nèi)孔圓柱度誤差不大于0.04mm；③內(nèi)孔軸線的直線度誤差不大于0.15mm；④端面與內(nèi)孔軸線的垂直度不大于0.03mm；⑤內(nèi)孔對(duì)兩端支撐外圓的同軸度誤差不大于0.04mm；⑥若為鑄件，組織應(yīng)緊密，不得有砂眼、針孔及疏松，必要時(shí)要用泵驗(yàn)漏。上一頁下一頁返回第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回該液壓缸體加工面比較少，加工方法變化不大，其加工工藝過程見表14-4。2.套筒零件機(jī)械加工工藝分析1）液壓油缸體的技術(shù)要求該液壓缸體主要加工表面為Φ70H11的內(nèi)孔和Φ82h6兩端外圓，尺寸精度、形狀精度要求較高。為保證活塞在液壓缸體內(nèi)移動(dòng)順利且不漏油，還特別要求內(nèi)孔光潔無劃痕，

不許用研磨劑研磨。兩端面對(duì)內(nèi)孔有垂直度要求，外圓面中間為非加工面，但Ａ、Ｂ兩端外圓要求加工至Φ82h6，且Ａ、Ｂ兩端外圓的中心線要作為內(nèi)孔的基準(zhǔn)。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回2)加工方法的選擇從上述工藝過程中可見套筒零件主要表面的加工多采用車或鏜削加工，為提高生產(chǎn)率和加工精度也可采用磨削加工?？准庸し椒ǖ倪x擇比較復(fù)雜，需要考慮生產(chǎn)批量，零件結(jié)構(gòu)，尺寸、精度和表面質(zhì)量的要求，長徑比等因素。對(duì)于精度要求較高的孔往往需要采用多種方法順次進(jìn)行加工，如根據(jù)該液壓缸的精度需要，內(nèi)孔的加工方法及加工順序?yàn)榘刖嚕ò刖歧M孔）—精車（精推鏜孔）—精鉸（浮動(dòng)鏜）—滾壓孔。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回3)保證套筒零件表面位置精度的方法套筒零件主要加工表面為內(nèi)孔、外圓表面，其加工中主要需解決的問題是如何保證內(nèi)孔和外孔的同軸度以及端面對(duì)孔軸線的垂直度要求。因此，套筒零件加工過程中的安裝是一個(gè)十分重要的問題。為保證各表面間的相對(duì)位置精度通常要注意以下幾個(gè)問題。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(1)加工方式。套筒零件的粗精車（鏜）內(nèi)外圓一般在臥式車床或立式車床上進(jìn)行，精加工也可以在磨床上進(jìn)行。此時(shí)，常用三爪卡盤或四爪卡盤裝夾工件（如圖14-21(a)、(b)所示），且經(jīng)常在一次安裝中完成內(nèi)外表面的全部加工。這種安裝方式可以消除由于多次安裝而帶來的安裝誤差，保證零件內(nèi)外圓的同軸度及端面與軸心線的垂直度。對(duì)于凸緣的短套筒，可先車凸緣端然后調(diào)頭夾壓凸緣端，這種裝夾方式可防止因套筒剛度降低而產(chǎn)生變形（如圖14-21(c)所示）。但是，這種方法由于工序比較集中，對(duì)尺寸較大的（尤其是長徑比較大）套筒安裝不方便，故多用于尺寸較小套筒的車削加工。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(2)以內(nèi)孔與外孔互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工以提高同軸度。①以精加工好的內(nèi)孔作為定位基面，用心軸裝夾工件并用頂尖支撐軸心。由于夾具（心軸）結(jié)構(gòu)簡單，而且制造安裝誤差比較小，因此可以保證比較高的同軸度要求，是套筒

加工中常見的裝夾方法。②以外圓作精基準(zhǔn)最終加工內(nèi)孔。采用這種方法裝夾工件迅速可靠，但因卡盤定心精度不高，且易使套筒產(chǎn)生夾緊變

形，故加工后工件的形狀與位置精度較低。若要獲得較高的同軸度，則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)過修磨的三爪卡盤和“軟爪”等。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回4)防止套筒變形的工藝措施套筒零件由于壁薄，加工中常因夾緊力、切削力、內(nèi)應(yīng)力和切削熱的作用而產(chǎn)生變形。故在加工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。①為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開進(jìn)行，使粗加工產(chǎn)生的熱變形在精加工中得到糾正。并應(yīng)嚴(yán)格控制

精加工的切削用量，以減小零件加工時(shí)的形變。②減少夾緊力的影響，工藝上可以采取以下措施：改變夾緊力的方向，即將徑向夾緊為軸向夾緊，使夾緊力作用在工件剛性較強(qiáng)的部位；當(dāng)需要徑向夾緊時(shí)，為減小夾緊變形和使變形均勻，應(yīng)盡可能使用徑向夾緊力沿圓周均勻分布，加工中可用過渡套或彈性套及扇形爪來滿足要求；或者制造工藝凸邊或工藝螺紋，以減小夾緊變形。③為減少熱處理變形的影響，熱處理工序應(yīng)置于粗加工之后、精加工之前，以便使熱處理引起的形變?cè)诰庸ぶ械靡约m正。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回3.套筒零件內(nèi)孔表面的加工1)鉆孔用鉆頭在實(shí)體材料上加工孔叫鉆孔。在鉆床上鉆孔時(shí)，一般情況下，鉆頭應(yīng)同時(shí)完成兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)，即鉆頭繞軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（切削運(yùn)動(dòng)）；輔助運(yùn)動(dòng)，即鉆頭沿著軸線方向?qū)χぜ闹本€運(yùn)動(dòng)（進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）。鉆孔時(shí)，主要由于鉆頭結(jié)構(gòu)上存在的缺點(diǎn)，影響加工質(zhì)量，加工精度一般在IT10級(jí)以下，表面粗糙度Ra＝

12.5μ

ｍ左右、屬粗加工。由于麻花鉆長度較長，鉆芯直徑小而剛性差，又有橫刃的影響，故鉆孔有以下工藝特點(diǎn)。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回·

①鉆頭容易偏斜：由于橫刃的影響定心不準(zhǔn)，切入時(shí)鉆頭容易引偏，且鉆頭的剛性和導(dǎo)向作用較差，切削時(shí)鉆頭容易彎曲。在鉆床上鉆孔時(shí)，容易引起孔的軸線偏移和不直，但孔徑無顯著變化；在車床上鉆孔時(shí)，容易引起孔徑的變化，但孔的軸線仍然是直的。因此，在鉆孔前應(yīng)先加工端面，并用鉆頭或中心鉆預(yù)鉆一個(gè)錐坑，以便鉆頭定心。鉆小孔和深孔時(shí)，為了避免孔的軸線偏移和不直，應(yīng)盡可能采用工件回轉(zhuǎn)方式進(jìn)行鉆孔。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回②孔徑容易擴(kuò)大：鉆削時(shí)鉆頭兩切削刃徑向力不等將引起孔徑擴(kuò)大；臥式車床鉆孔時(shí)的切入引偏也是孔徑擴(kuò)大的重要原因；此外鉆頭的徑向跳動(dòng)等也是造成孔徑擴(kuò)大的原因。③孔的表面質(zhì)量較差：鉆削切屑較寬，在孔內(nèi)被迫卷為螺旋狀，流出時(shí)與孔壁發(fā)生摩擦而刮傷已加工表面。④鉆削時(shí)軸向力大：這主要是由鉆頭的橫刃引起的。試驗(yàn)表明，鉆孔時(shí)50%的軸向力和15%的扭矩是由橫刃產(chǎn)生的。因此，當(dāng)鉆孔直徑ｄ＞30mm時(shí)，一般分兩次進(jìn)行鉆削。第一次鉆出（

0.5～

0.7）

ｄ，第二次鉆到所需的孔徑。由于橫刃第二次不參加切削，故可采用較大的進(jìn)給量，使孔的表面質(zhì)量和生產(chǎn)率均得到提高。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回2)擴(kuò)孔擴(kuò)孔用以擴(kuò)大已加工出的孔（鑄出、鍛出或鉆出的孔），它可以校正孔的軸線偏差，并使其獲得正確的幾何形狀和較小的表面粗糙度，其加工精度一般為IT10～I(xiàn)T9級(jí)，表面粗糙度Ra＝

6.3～

3.2μ

ｍ。擴(kuò)孔的加工余量一般為0.2～4mm，屬于粗加工。擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)已鉆出的孔做進(jìn)一步加工，以擴(kuò)大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值。擴(kuò)孔可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)為IT11～I(xiàn)T10，表面粗糙度值Ra＝

6.3～

12.5μ

ｍ，屬于孔的半精加工方法，常作鉸削前的預(yù)加工，也可作為精度不高的孔的終加工。擴(kuò)孔時(shí)可用鉆頭擴(kuò)孔，但當(dāng)孔精度要求較高時(shí)常用擴(kuò)孔鉆。擴(kuò)孔鉆的形狀與鉆頭相似，不同之處是：擴(kuò)孔鉆有３～４個(gè)切削刃，且沒有橫刃，其頂端是平的，螺旋槽較淺，故鉆芯粗實(shí)、剛性好，不易變形，導(dǎo)向性好。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析3)鉸孔鉸孔是用鉸刀從工件壁上切除微量金屬層，以提高孔的尺寸精度和表面質(zhì)量的加工方法。鉸孔是應(yīng)用較普遍的孔的精加工方法之一，其加工精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T6級(jí)，表面粗糙度

Ra＝0.8～

0.4μ

ｍ。鉸刀是多刃切削刀具，有6～

12個(gè)切削刃和較小頂角。鉸

孔時(shí)導(dǎo)向性好。鉸刀刀齒的齒槽很寬，鉸刀的橫截面大，

因此剛性好。鉸孔時(shí)因?yàn)橛嗔亢苄?，每個(gè)切削刃上的負(fù)荷都小于擴(kuò)孔鉆，且切削刃的前角γ=0°，所以鉸削過程實(shí)際

上是修刮過程。特別是手工鉸孔時(shí)，切削速度很低，不會(huì)受到切削熱和振動(dòng)的影響，因此使孔加工的質(zhì)量較高。上一頁下一頁返回第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回鉸孔按使用方法分為手用鉸刀和機(jī)用鉸刀兩種。手用鉸刀的頂角較機(jī)用鉸刀小，其柄為直柄（機(jī)用鉸刀為錐柄）。鉸刀的工作部分由切削部分和修光部分組成。鉸孔時(shí)鉸刀不能倒轉(zhuǎn)，否則會(huì)卡在孔壁和切削刃之間，而使孔壁劃傷或切削刃崩裂。鉸孔時(shí)常用適當(dāng)?shù)睦鋮s液來降低刀具和工件的溫度，防止產(chǎn)生切屑瘤，并減少切屑細(xì)末黏附在鉸刀和孔壁上，從而提高孔的質(zhì)量。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回4)鏜孔鏜孔是用鏜刀對(duì)已鉆出、鑄出或鍛出的孔做進(jìn)一步的加工。可在車床、鏜床或銑床上進(jìn)行。鏜孔是常用的孔加工方法之一，可分為粗鏜、半精鏜和精鏜。粗鏜的尺寸公差等級(jí)為

IT13～I(xiàn)T12，表面粗糙度值Ra＝

6.3～

12.5μ

ｍ；半精鏜的尺寸公差等級(jí)為IT10～

IT9，表面粗糙度值Ra＝3.2～

6.3μ

ｍ；精鏜的尺寸公差等級(jí)為IT8～

IT7，表面粗糙度值為Ra＝

0.8～

1.6μ

ｍ?！ょM床主要用于鏜削大中型支架或箱體的支撐孔、內(nèi)槽和孔的端面，也可用來鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、銑槽和銑平面。鏜床鏜孔主要有以下三種方式。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回①鏜床主軸帶動(dòng)刀桿和鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，如圖14-22所示。這種方式鏜削的孔徑一般小于

120mm左右。圖14-22(a)所示為懸伸式刀桿，不宜伸出過長，以免彎曲變形過大，一般用以鏜削深度較小的孔。圖14-22(b)所示的刀桿較長，用以鏜削箱體兩壁相距較遠(yuǎn)

的同軸孔系。為了增加刀桿剛性，其刀桿另一端支撐在鏜床后立柱的導(dǎo)套座里。②鏜床主軸帶動(dòng)刀桿和鏜刀旋轉(zhuǎn)，并做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，如圖

14-23所示。這種方式主軸懸伸的長度不斷增大，剛性隨之減弱，一般只用來鏜削長度較短的孔。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回上述兩種鏜削方式，孔徑的尺寸和公差要由調(diào)整刀頭伸出的長度來保證，需要進(jìn)行調(diào)整、試鏜和測(cè)量，孔徑合格后方能正式鏜削，其操作技術(shù)要求較高。③鏜床平旋盤帶動(dòng)鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鏜床平旋盤可隨主軸箱上、下移動(dòng)，自身又能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中部的徑向刀架可做徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可處于所需的任一位置上。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回)5拉孔拉孔是一種高效率的精加工方法。除拉削圓孔外，還可拉削各種截面形狀的通孔及內(nèi)鍵槽，如圖14-24所示。拉削圓孔可達(dá)的尺寸公差等級(jí)為IT9～

IT7，表面粗糙度值Ra＝0.4～

1.6μ

ｍ。拉削可看作是按高低順序排列的多把刨刀同時(shí)進(jìn)行的刨削，如圖14-25所示。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回6)磨孔磨孔是孔的精加工方法之一，可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)為

IT8～I(xiàn)T6，表面粗糙度值Ra＝0.4～0.8μ

ｍ。磨孔可在內(nèi)圓磨床或萬能外圓磨床上進(jìn)行，如圖14-26所

示。使用端部具有內(nèi)凹錐面的砂輪可在一次裝夾中磨削孔和孔內(nèi)臺(tái)肩面，如圖14-27所示。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回7)深孔加工孔的長度與直徑之比Ｌ／Ｄ＞５時(shí)，一般稱為深孔。深孔按長徑比又可分為以下三類。Ｌ／Ｄ＝５～２０屬一般深孔，如各類液壓剛體的孔。這類孔在臥式車床、鉆床上用深孔刀具或接長的麻花鉆就可以加工。Ｌ／Ｄ＝２０～３０屬中等深孔，如各類機(jī)床主軸孔。這類孔臥式車床上必須用深孔刀具加工。Ｌ／Ｄ＝３０～１００屬特殊深孔，如槍管、炮管、電機(jī)轉(zhuǎn)等。這類孔必須使用深孔機(jī)床或?qū)Ｓ迷O(shè)備，并使用深孔刀具加工。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(1)深孔加工方式。深孔加工時(shí)、由于工件較長，工件安裝常采用“一夾一托” 的方式，工件與刀具的運(yùn)動(dòng)形式有以下三種。①工件旋轉(zhuǎn)、刀具不轉(zhuǎn)只作進(jìn)給。這種加工方式多在臥式車床上用深孔刀具或用接長的麻花鉆加工中小型套筒類與軸類零件的深孔。②工件旋轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)并作進(jìn)給。這種加工方式大多在深孔鉆鏜床上用深孔刀具加工大型套筒類零件及軸類零件的深孔。這種加工方式由于鉆削速度高，因此鉆孔精度及生產(chǎn)率較高。③工件不轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)并作進(jìn)給。這種鉆孔方式主要應(yīng)用在工件特別大且笨重，工件不宜轉(zhuǎn)動(dòng)或孔的中心線不在旋轉(zhuǎn)中心上的情況。這種加工方式易產(chǎn)生孔軸線的歪斜，鉆孔精度較差。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(2)深孔加工的特點(diǎn)。鉆深孔時(shí)，要從孔中排出大量切屑，同時(shí)又要向切削區(qū)注入足夠的切削液。普通鉆頭由于排屑空間有限，切削液進(jìn)出通道沒有分開，無法注入高壓切削液，所以，冷卻、排屑是相當(dāng)困難的。另外，孔越深，鉆頭就越長，刀桿剛性也越差，鉆頭易產(chǎn)生歪斜，影響加工精度和生產(chǎn)率的提高。所以，深孔加工中必須首先解決排屑、導(dǎo)向和冷卻等幾個(gè)主要問題。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回(3)深孔加工時(shí)的排屑方式。外排屑方式，高壓冷卻液從鉆桿內(nèi)孔注入，由刀桿與孔壁之間的空隙與切屑一起排出，如圖14-28(a)所示。內(nèi)排屑方式，高壓切削液從刀桿外圍與工件孔壁間流入，在鉆桿內(nèi)孔與切屑一同排出，如圖14-28(b)所示。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回4.孔的精密加工1)精細(xì)鏜孔精細(xì)鏜與鏜孔方法基本相同，由于最初是使用金剛石作鏜刀，所以又稱金剛鏜。這種方法常用于材料為有色金屬合金和鑄鐵的套筒零件孔的終加工，或作為珩磨和滾壓前的預(yù)加工。精細(xì)鏜孔可獲得精度高和表面質(zhì)量好的孔，其加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT7～I(xiàn)T6，表面粗糙度值為Ra＝

0.05～

0.4μ

ｍ。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回2)珩磨珩磨是低速大面積接觸的磨削加工，與磨削原理基本相同。珩磨所用的磨具是由幾根粒度很細(xì)的油石條組成的珩磨頭。珩磨時(shí)，珩磨頭的油石有三種運(yùn)動(dòng)：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和施加壓力的徑向運(yùn)動(dòng)，如圖14-29(a)所示。旋轉(zhuǎn)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)是珩磨的主要運(yùn)動(dòng)，這兩種運(yùn)動(dòng)的組合，使油石上的磨粒在孔的內(nèi)表面上的切削軌跡成交叉而不重復(fù)的網(wǎng)紋，如圖14-29(b)所示。徑向加壓運(yùn)動(dòng)是油石的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，施加壓力愈大，進(jìn)給量就愈大。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回珩磨的加工精度高，尺寸公差等級(jí)為IT7～I(xiàn)T6，表面粗糙度值Ra＝

0.05～

0.2μ

ｍ。珩磨的應(yīng)用范圍很廣，可加工鑄鐵件、淬硬和不淬硬的鋼件以及青銅等，但不宜加工易堵塞油石的塑性金屬。珩磨加工的孔徑為Φ5~500mm，也可加工L/D>10的深孔，因此廣泛應(yīng)用于加工發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸、液壓裝置的油缸以及各種炮筒的孔。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回3)研磨研磨也是孔常用的一種光整加工方法，需在精鏜、精鉸或精磨后進(jìn)行。研磨后孔的尺寸公差等級(jí)可提高到IT6～

IT5，表面粗糙度值Ra＝

0.1～

0.08μ

ｍ，孔的圓度和圓柱度亦相應(yīng)提高。研磨孔所用的研具材料、研磨劑、研磨余量等均與研磨外圓類似。套筒零件孔的研磨方法如圖14-30所示。圖中的研具為可調(diào)式研磨棒，由錐度心棒和研套組成。擰動(dòng)兩端的螺母，即可在一定范圍內(nèi)調(diào)整直徑的大小。研套上的槽和缺口，在調(diào)整時(shí)研套能均勻地張開或收縮，并可存儲(chǔ)研磨劑。第三節(jié)

套筒零件加工與技術(shù)分析上一頁下一頁返回研磨前，套上工件，將研磨棒安裝在車床上，涂上研磨劑，調(diào)整研磨棒直徑使其對(duì)工件有適當(dāng)?shù)膲毫?，即可進(jìn)行研磨。研磨時(shí)，研磨棒旋轉(zhuǎn)，手握工件往復(fù)移動(dòng)。固定式研磨棒多用于單件生產(chǎn)。其中帶槽研磨棒（如圖

14-31(a)所示）便于存儲(chǔ)研磨劑，用于粗研；光滑研磨棒（