作業(yè)二： 套筒類零件加工學(xué)院：電氣與控制工程學(xué)院班級：自動化 08-7 班學(xué)號：XXXXXXXX姓名:XXX套筒類零件加工一、工作任務(wù)按工藝完成圖 2-1 所示套筒類零件加工。二、任務(wù)分析套筒類零件是指在回轉(zhuǎn)體零件中的空心薄壁件， 是機械加工中常見的一種零件，在各類機器中應(yīng)用很廣，主要起支承或?qū)蜃饔谩Ｌ淄差惲慵慕Y(jié)構(gòu)與尺寸隨其用途不同而異，但其結(jié)構(gòu)一般都具有以下特點： 外圓直徑 d 一般小于其長度 L，通常 L/d<5 ； 內(nèi)孔與外圓直徑之差較小， 故壁薄易變形較小 ；內(nèi)外圓回轉(zhuǎn)面的同軸度要求較高。任務(wù)一：孔加工刀具與機床1、鉆床（1）應(yīng)用：鉆床是用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較小，精度要求不太高的孔?？赏瓿摄@孔，擴孔，鉸孔及攻螺紋等工作。（2）運動分析：工件固定，刀具作旋轉(zhuǎn)主運動，同時沿軸向作進(jìn)給運動。（3）鉆床的主參數(shù)：最大鉆孔直徑（4）分類：a. 立式鉆床：適用于中小工件的單件，小批量生產(chǎn)b. 搖臂鉆床：適用于加工一些大而重的工件上的孔 （工件不動，移動主軸）c. 臺式鉆床：小型鉆床，常安裝在臺桌上， 用來加工直徑 <12mm的孔。d. 深孔鉆床及其他鉆床（5）. 鉆削特點：刀具剛性差，排屑困難，切削熱不易排出。2、鏜床（ 1）應(yīng)用：鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較大，精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求較高的孔。如箱體上的孔，還可以進(jìn)行銑削，鉆孔，擴孔，鉸孔等工作。（ 2）鏜削特點 : 刀具結(jié)構(gòu)簡單 , 通用性達(dá) , 可粗加工也可半精加工和精加工 , 適用批量較小的加工，鏜孔質(zhì)量取決于機床精度 .（ 3）運動分析：主運動為鏜刀的旋轉(zhuǎn)運動，進(jìn)給運動為鏜刀或工件的移動。（4）分類：a. 臥式鏜床b. 坐標(biāo)鏜床：是一種高精度的機床。主要特點：具有坐標(biāo)位置的精密測量裝置。c. 金剛鏜床：一種高速精密鏜床。主要特點：vc 很高， ap 和f 很小，加工精度可達(dá) IT5-IT6.Ra 達(dá) 0.63-0.08 m 3、孔加工刀具一類是從實體材料種加工出孔的刀具，如：麻花鉆，扁鉆，中心鉆和深孔鉆等。 另一類是對工件上已有孔進(jìn)行再加工的刀具， 常用的有擴孔鉆，鉸刀及鏜刀。麻花鉆：是常見的孔加工刀具。 一般用于實體材料上的粗加工。鉆孔的尺寸精度為 IT11-IT12 ， Ra 為 50-12.5 m。加工范圍為 0.1-80mm, 以 30mm以下時最常用。中心鉆：用來加工各種軸類工件的中心孔深孔鉆 :用于加工孔深 L 與孔徑 D之比 L/D20-100 的特殊深孔. 在加工過程中 , 必須解決斷屑 , 排屑 , 冷卻潤滑和導(dǎo)向等問題 . 擴孔鉆 : 常用作鉸孔或磨床前的預(yù)加工擴孔以及毛坯孔的擴大, 作半精加工 . 在成批或大量生產(chǎn)時應(yīng)用較廣 . 擴孔的加工精度可達(dá) IT10-IT11,Ra 可達(dá) 6.3-3.2 m.鉸刀 : 用于對孔進(jìn)行半精加工和徑加工，加工精度可達(dá) IT6-IT8.Ra 可達(dá) 1.6-0.4 m.a. 機用鉸刀 : 用于在機床上鉸孔 , 常用高速鋼制造 , 有錐柄和直柄兩種型式 .b. 手用鉸刀 : 常為整體式結(jié)構(gòu) . 直柄方頭 , 結(jié)構(gòu)簡單 . 手工操作 ,使用方便 .鏜刀 :多用于箱體孔的粗 , 精加工 .a. 單刃鏜刀b. 多刃鏜刀 : 兩端都有切削刃 , 工作時可消除徑向力對鏜桿的影響 , 工件的孔徑尺寸與精度由鏜刀徑向尺寸保證 . 多采用浮動連接結(jié)構(gòu) , 可減少鏜刀塊安裝誤差及鏜桿徑向跳動所引起的加工誤差.孔的加工精度可達(dá)IT6-IT7,Ra達(dá) 0.8 m.拉刀 : 一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具 , 廣泛應(yīng)用于大批兩量生產(chǎn)中 , 可加工各種內(nèi)，外表面 . 可分為內(nèi)拉刀和外拉刀 .4、加工特點鉆削特點 : 刀具剛性差 , 排屑困難 , 切削熱不易排出擴孔特點 :切削刃不必自外圓延續(xù)到中心，避免了橫刃及其硬氣的不量影響；由于 ap 小, 切削窄 , 易排除 ; 同時排屑槽可作得較小較淺 , 增加刀具剛度；生產(chǎn)率高 , 導(dǎo)向性較好 , 切削較平穩(wěn)；擴孔的加工質(zhì)量比鉆孔高。鉸孔特點 : 刀具剛性好 , 導(dǎo)向性好 , 鉸削余量少 , 切削力小 ,Vc 低, 切削熱少 , 即減少了工件的發(fā)熱和變形 , 可用于精加工 .另外 , 鉆, 擴, 鉸只能保證孔本身的精度 , 而不能保證孔間距離的尺寸精度 . 此時可利用夾具或用鏜孔夾來保證.任務(wù)二：擬定加工工藝1、軸承套加工工藝分析圖 21 所示為 1 軸承套，材料為 ZQSn6-6-3 ，每批數(shù)量為 400 只。加工時，應(yīng)根據(jù)工件的毛坯材料、結(jié)構(gòu)形狀、加工余量、尺寸精度、形狀精度和生產(chǎn)綱領(lǐng)， 正確選擇定位基準(zhǔn)、裝夾方法和加工工藝過程，以保證達(dá)到圖樣要求。其主要技術(shù)要求為： 34mmjs7 外圓對 22mmH7孔的徑向圓跳動公差為 0.01mm ；左端面對 22mmH7孔的軸線垂直度公差為 0.01mm 。由此可見， 該零件的內(nèi)孔和外圓的尺寸精度和位置精度要求均較高， 其機械加工工藝過程如下表 21 所示。圖21 軸承套該軸承套屬于短套， 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。由于單件加工時， 每件都要留出工件 備裝夾的長度，因此原材料浪費較多，所以這里采用多件加工的方法。表 21 軸承套機械加工工藝過程工序工序名工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)號稱1備料棒料，按 6 件合一下料2鉆 中 心1、車端面，鉆中心孔外圓孔2、掉頭，車另一端面，鉆中心孔3粗車車外圓 ?42，長度 6.5 ，車外圓 ?34js7中心孔至 ?35，車退刀槽 2×0.5 ，總長 40.5 ，車分割槽 ?20× 3，兩端倒角 C1.5；6 件同時加工，尺寸均相同。4鉆鉆 ?22H7孔至 ?20 成單件?42 外圓車、鉸1、車端面，總長 40 至尺寸；?42 外圓2、車內(nèi)孔 ?22H7，留 0.04 0.06 鉸削余量；3、車內(nèi)槽 ?24×16 至尺寸；4、鉸孔 ?22H7至尺寸精車精車 ?34js7 至尺寸?22H7孔心軸鉆鉆徑向 ?4 油孔?34js7 外 圓及端面檢驗檢驗入庫該軸承套的材料為ZQSn6-6-3 。其外圓為 IT7級精度，采用精車可以滿足要求；內(nèi)孔的精度也是IT7級，鉸孔可以滿足要求。內(nèi)孔的加工順序為鉆車孔鉸孔。任務(wù)三： 套筒類零件加工實踐1、套筒類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點套筒類零件是指在回轉(zhuǎn)體零件中的空心薄壁件， 是機械加工中常見的一種零件，在各類機器中應(yīng)用很廣，主要起支承或?qū)蜃饔谩Ｓ捎诠τ貌煌湫螤罱Y(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 22 所示。圖 22 套筒類件的結(jié)構(gòu)形式a ）、 b ）滑動軸承 c ）鉆套 d ） 軸承襯套 e ）氣缸套 f ）液壓缸套筒類零件的結(jié)構(gòu)與尺寸隨其用途不同而異， 但其結(jié)構(gòu)一般都具有以下特點： 外圓直徑 d 一般小于其長度 L，通常 L/d<5 ； 內(nèi)孔與外圓直徑之差較小， 故壁薄易變形較小 ；內(nèi)外圓回轉(zhuǎn)面的同軸度要求較高；結(jié)構(gòu)比較簡單 。2、套筒類零件技術(shù)要求套筒類零件的外圓表面多以過盈或過渡配合與機架或箱體孔相配合起支承作用。內(nèi)孔主要起導(dǎo)向作用或支承作用，常與運動軸、主軸、活塞、滑閥相配合。有些套筒的端面或凸緣端面有定位或承受載荷的作用。套筒類零件雖然形狀結(jié)構(gòu)不一， 但仍有共同特點和技術(shù)要求，根據(jù)使用情況可對套筒類零件的外圓與內(nèi)孔提出如下要求：1)內(nèi)孔與外圓的精度要求外圓直徑精度通常為IT5IT7,表面粗糙度Ra 為 50.63, 要求較高的可達(dá)0.04； 內(nèi)孔作為套類零件支承或?qū)虻闹饕砻妫?要求 內(nèi)孔尺寸精度一般為IT6IT7，為保證其耐磨性要求，對表面粗糙度要求較高（Ra=2.50.16）。有的精密套筒及閥套的內(nèi)孔尺寸精度要求為 IT4IT5 ，也有的套筒（如油缸、氣缸缸筒） 由于與其相配的活塞上有密封圈，故對尺寸精度要求較低，一般為 IT8IT9 ，但對表面粗糙度要求較高， Ra 一般為2.51.6。2) 幾何形狀精度要求通常將外圓與內(nèi)孔的幾何形狀精度控制在直徑公差以內(nèi)即可； 對精密軸套有時控制在孔徑公差的 1/21/3 ， 甚至更嚴(yán)。對較長套筒除圓度有要求以外，還應(yīng)有孔的圓柱度要求。 為提高耐磨性，有的內(nèi)孔表面粗糙度要求為 Ra1.60.1，有的高達(dá) Ra0.025。 套筒類零件外圓形狀精度一般應(yīng)在外徑公差內(nèi)，表面粗糙度 Ra 為 3.2 0.4。 3) 位置精度要求位置精度要求 主要應(yīng)根據(jù)套類零件在機器中功用和要求而定。如果內(nèi)孔的最終加工是在套筒裝配（如機座或箱體等）之后進(jìn)行時，可降低對套筒內(nèi)、外圓表面的同軸度要求； 如果內(nèi)孔的最終加工是在裝配之前進(jìn)行時，則同軸度要求較高，通常同軸度為 0.010.06mm 。套筒端面（或凸緣端面）常用來定位或承受載荷，對端面與外圓和內(nèi)孔軸心線的垂直度要求較高，一般為 0.050.02mm. 。3、套筒類零件的材料、毛坯及熱處理套筒類零件毛坯材料的選擇主要取決于零件的功能要求、 結(jié)構(gòu)特點及使用時的工作條件。套筒類零件一般用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅和粉末冶金等材料制成。 有些特殊要求的套類零件可采用雙層金屬結(jié)構(gòu)或選用優(yōu)質(zhì)合金鋼， 雙層金屬結(jié)構(gòu)是應(yīng)用離心鑄造法在鋼或鑄鐵軸套的內(nèi)壁上澆注一層巴氏合金等軸承合金材料， 采用這種制造方法雖增加了些工時，但能節(jié)省有色金屬，而且又提高了軸承的使用壽命。套類零件的毛坯制造方式的選擇與毛坯結(jié)構(gòu)尺寸、 材料、和生產(chǎn)批量的大小等因素有關(guān)。孔徑較大（一般直徑大于 20mm ）時，常采用型材（如無縫鋼管） 、帶孔的鍛件或鑄件；孔徑較?。ㄒ话阈∮?0mm）時，一般多選擇熱軋或冷拉棒料，也可采用實心鑄件；大批大量生產(chǎn)時，可采用冷擠壓、粉末冶金等先進(jìn)工藝， 不僅節(jié)約原材料，而且生產(chǎn)率及毛坯質(zhì)量精度均可提高。套筒類零件的功能要求和結(jié)構(gòu)特點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)、高溫時效及滲氮。任務(wù)四：深孔的加工1 深孔加工的工藝特點通常把孔的深度與直徑之比（ L/D>5）的孔稱為深孔。深徑比不大的孔，可用麻花鉆在普通鉆床，車床上加工；深徑比大的孔，必須采用特殊的刀具， 設(shè)備及加工方法。 深孔加工比一般的孔加工要復(fù)雜和困難得多。深孔加工的工藝主要有以下特點：（ 1）深孔加工的刀桿細(xì)長，強度和剛性比較差，在加工時容易引偏和振動，因此，在刀頭上設(shè)置支承導(dǎo)向極為重要。（ 2）切屑排除困難。 如果切屑堵塞， 則會引起刀具崩刃， 甚至折斷，因此需采用強制排屑措施。（ 3）刀具冷卻散熱條件差。切屑液不易注入切屑區(qū)，使刀具溫度升高，刀具壽命降低，因此，必須采用有效的降溫方法。2 深孔的鉆削方式在單件小批生產(chǎn)中，深孔鉆削常在臥式車床或轉(zhuǎn)塔車床上用接長的麻花鉆加工。有時工件作兩次安裝 , 從兩端鉆成。鉆削時鉆頭須多次退出，以排屑和冷卻刀具。采用這用切屑方式，勞動強度大且生產(chǎn)率低。在大批量生產(chǎn)中，普遍用深孔鉆床和使用深孔鉆頭進(jìn)行加工。深孔加工一般采用工件旋轉(zhuǎn)，鉆頭軸向進(jìn)送，或鉆頭與工件同時反向旋轉(zhuǎn)，鉆頭軸向進(jìn)送方式進(jìn)行， 這兩種方式都不易使深孔的軸線偏斜，尤其后者更為有利，但設(shè)備比較復(fù)雜。若工件很大，旋轉(zhuǎn)有困難，則可將工件固定，使鉆頭旋轉(zhuǎn)并軸向進(jìn)送。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸線與工件軸線有偏斜，則加工后的軸線也將有偏斜。3 冷卻和排屑方式（1）內(nèi)排屑方式 高壓切削油由鉆桿與工件孔壁間的空隙處壓入切削區(qū)，然后帶著切屑從鉆桿中的內(nèi)孔排出。 這樣不會劃傷已加工的孔壁，而且鉆桿直徑可增大，也同時增強了鉆桿的扭轉(zhuǎn)剛性和彎曲剛性。因此可提高進(jìn)給量，且孔軸線偏移量也小，一般為 0.1-0.3mm/m。采用深孔鉆頭需配備油壓頭，深孔鉆頭裝在油壓頭機構(gòu)內(nèi)。油壓頭的前端與工件貼合， 工件由主軸帶動旋轉(zhuǎn)。 足夠流量的高壓油從油壓頭中的油管注入， 通過鉆桿和工件壁間的空隙處壓入切削區(qū)， 起冷卻作用，再從鉆桿內(nèi)孔中帶著大量切屑排出。壓力和流量過小時，不易使切屑排出，使溫度升高，刀具容易磨損。（2）外排屑方式切削液的流向正好與內(nèi)排屑方式相反。4 刀具結(jié)構(gòu)特點（ 1）刀具的導(dǎo)向性能好，防止加工中引偏。（ 2）為了有利于排屑，必須能使切屑成碎裂狀或粉狀屑，而不是呈帶狀。（ 3）刀具上必須有進(jìn)出油孔或通道，供流通切削液并排除切屑。（ 4）刀具必須有良好的切屑性能，并且在連續(xù)切削的條件下，具有較高的耐磨性和紅硬性。加工薄壁套筒類零件應(yīng)注意些什么？在加工薄壁套筒類零件時，由于裝夾易于變形，影響加工精度，因此在加工中必須注意以下幾點。刀具的選擇，加工孔的刀具（車孔）刀桿懸伸距比較大，剛性差，容易產(chǎn)生振動，并在徑向分力的作用下，容易發(fā)生讓刀現(xiàn)象，影響加工孔的精度。因此加工薄壁零件孔時應(yīng)盡可能增加刀桿的剛性，同時，為了容易排屑，應(yīng)在車刀前面開有斷屑槽或卷屑槽，在合適的刃傾角下控制切屑排出的方向。零件在裝夾時， 應(yīng)減小夾緊力對零件變形的影響，通常的做法是在薄壁環(huán)處增設(shè)一個開口過渡環(huán)，減小夾緊誤差，提高加工精度。為了減小夾緊變形，可以使夾緊位置選在剛性較強的部位，或采取軸向夾緊的辦法，以減小徑向變形，活在零件上制出加強剛性的輔助凸臺作為夾緊部位，在加工完成后再切除。加工較長的套同類零件或深孔時，可以先加工外圓表面，再以外圓定位來加工深孔，加工這類零件時，由于零件較長，所以在裝夾加工時，應(yīng)采取一些特殊的工藝措施，防止孔軸心線偏斜，影響位置精度。