項目八簡單盤套類零件的編程及仿真加工(一)

1、簡單盤套類零件加工的工藝知識簡單盤套類零件加工的工藝知識盤套類零件在機(jī)器設(shè)備中應(yīng)用非常普遍，常與軸類零件配合使用。盤套類零件在機(jī)器設(shè)備中應(yīng)用非常普遍，常與軸類零件配合使用。盤類零件一般指徑向尺寸比軸向尺寸大，且最大與最小內(nèi)外圓直徑差盤類零件一般指徑向尺寸比軸向尺寸大，且最大與最小內(nèi)外圓直徑差較大，并以端面面積大為主要特征的零件；套類零件一般指內(nèi)外圓直較大，并以端面面積大為主要特征的零件；套類零件一般指內(nèi)外圓直徑差較小，并以內(nèi)孔為主要特征的零件。簡單盤套類零件主要由端面、徑差較小，并以內(nèi)孔為主要特征的零件。簡單盤套類零件主要由端面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、溝槽等形狀構(gòu)成。內(nèi)外圓柱面、圓錐面、溝槽等形

2、狀構(gòu)成。盤套類零件的技術(shù)要求盤套類零件的技術(shù)要求盤套類零件的裝夾與定位方法盤套類零件的裝夾與定位方法套類零件的內(nèi)孔加工的主要特點(diǎn)和要求套類零件的內(nèi)孔加工的主要特點(diǎn)和要求內(nèi)孔加工刀具及其切削用量的選擇內(nèi)孔加工刀具及其切削用量的選擇1、尺寸精度、尺寸精度 重要尺寸都有公差或公差帶代號，公差值是判斷車削工藝能否達(dá)到要重要尺寸都有公差或公差帶代號，公差值是判斷車削工藝能否達(dá)到要求，同時進(jìn)行尺寸換算的尺寸依據(jù)。求，同時進(jìn)行尺寸換算的尺寸依據(jù)。 由于功能和用途的不同，盤套類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有很大差異，但其結(jié)由于功能和用途的不同，盤套類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有很大差異，但其結(jié)構(gòu)上仍存在共同點(diǎn)：大都帶有構(gòu)上仍存在共

3、同點(diǎn)：大都帶有“中孔中孔”，如襯套、齒輪等；主要表面為同軸，如襯套、齒輪等；主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)外圓表面；零件壁的厚度較薄且易變形。度要求較高的內(nèi)外圓表面；零件壁的厚度較薄且易變形。盤套類零件的內(nèi)孔盤套類零件的內(nèi)孔一般做為配合和裝配基準(zhǔn)，精度要求較高一般做為配合和裝配基準(zhǔn)，精度要求較高.2、表面粗糙度、表面粗糙度零件表面粗糙度也是評定零件表面質(zhì)量的一項技術(shù)指標(biāo)，它對零件的配零件表面粗糙度也是評定零件表面質(zhì)量的一項技術(shù)指標(biāo)，它對零件的配合性質(zhì)、工作精度、耐磨性、抗腐蝕性、密封性、外觀等都有影響。一般而合性質(zhì)、工作精度、耐磨性、抗腐蝕性、密封性、外觀等都有影響。一般而言，只要零件上有配合要

4、求或有相對運(yùn)動的表面，表面粗糙度要求越高，其言，只要零件上有配合要求或有相對運(yùn)動的表面，表面粗糙度要求越高，其參數(shù)值越小。參數(shù)值越小。3、形狀、位置精度、形狀、位置精度形位公差，是零件精度要求的重要內(nèi)容，也是確定和影響車削工藝的形位公差，是零件精度要求的重要內(nèi)容，也是確定和影響車削工藝的重要因素，尤其是按照其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)的重要指標(biāo)。重要因素，尤其是按照其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)的重要指標(biāo)。圖8-1-1 盤套類零件的技術(shù)要求 盤套類零件的內(nèi)盤套類零件的內(nèi)/外圓柱面、端面與基準(zhǔn)軸線都存在相應(yīng)的形位精度要求，外圓柱面、端面與基準(zhǔn)軸線都存在相應(yīng)的形位精度要求，盤類零件的精基

5、準(zhǔn)可以選擇外圓，但常以中心孔及一個端面為精加工基準(zhǔn)。盤類零件的精基準(zhǔn)可以選擇外圓，但常以中心孔及一個端面為精加工基準(zhǔn)。1、三爪自定心卡盤、三爪自定心卡盤 三爪自定心卡盤裝夾方便、快捷、對中性好且無需找正。三爪卡盤夾緊三爪自定心卡盤裝夾方便、快捷、對中性好且無需找正。三爪卡盤夾緊力較小，只適合夾緊重量較輕的工件；定心精度存在誤差，不適合于同軸力較小，只適合夾緊重量較輕的工件；定心精度存在誤差，不適合于同軸度要求高的工件二次裝夾。度要求高的工件二次裝夾。 適用于一次裝夾完成的端面、內(nèi)適用于一次裝夾完成的端面、內(nèi)/ 外圓、倒角、切斷的小型盤套類外圓、倒角、切斷的小型盤套類零件，如圖零件，如圖8-1-

6、2所示；所示；圖8-1-2 三爪卡盤裝夾工件 薄壁套類零件的剛度差，裝夾不當(dāng)或夾緊力過大，易導(dǎo)致工件變形，薄壁套類零件的剛度差，裝夾不當(dāng)或夾緊力過大，易導(dǎo)致工件變形，則需要采用開口套裝夾，或者扇形卡爪，如圖則需要采用開口套裝夾，或者扇形卡爪，如圖8-1-3所示。所示。圖8-1-3 薄壁套類零件的裝夾2、四爪單動卡盤、四爪單動卡盤 四爪可以單獨(dú)移動，夾緊力較大，適用于四爪可以單獨(dú)移動，夾緊力較大，適用于裝夾大型的盤套類或不規(guī)則的零件；但需要經(jīng)裝夾大型的盤套類或不規(guī)則的零件；但需要經(jīng)過找正安裝，裝夾速度慢，不適合批量生產(chǎn)，過找正安裝，裝夾速度慢，不適合批量生產(chǎn)，如圖如圖8-1-4所示。所示。 在車

7、床上用四爪卡盤和百分表找正后將工件夾緊，可加工出與外圓同在車床上用四爪卡盤和百分表找正后將工件夾緊，可加工出與外圓同軸度很高的內(nèi)孔；對于盤類零件，安裝時既要以外圓為準(zhǔn)找正與軸線平軸度很高的內(nèi)孔；對于盤類零件，安裝時既要以外圓為準(zhǔn)找正與軸線平行，又要找正端面與軸線垂直。行，又要找正端面與軸線垂直。圖8-1-4 四爪單動卡盤3、定位心軸、定位心軸 盤套類零件內(nèi)孔精度要求較高，針對需多次工序才能完成的盤套類零件，盤套類零件內(nèi)孔精度要求較高，針對需多次工序才能完成的盤套類零件，為保證其精度要求，須以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，才能保證外圓軸線和內(nèi)孔軸線的為保證其精度要求，須以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，才能保證外圓軸線和內(nèi)孔

8、軸線的同軸度要求，此時要用心軸定位。同軸度要求，此時要用心軸定位。 圓柱心軸圓柱心軸 利用心軸的圓柱表面與工件定位配合，并保持較小的間隙，便于工件的裝卸；利用心軸的圓柱表面與工件定位配合，并保持較小的間隙，便于工件的裝卸；夾緊力較大，但定心精度較錐度心軸低，工件靠螺母壓緊，如圖夾緊力較大，但定心精度較錐度心軸低，工件靠螺母壓緊，如圖8-1-5。圖8-1-5 圓柱心軸 錐度心軸錐度心軸錐度心軸是一種剛性心軸，其外圓呈錐體，錐度為錐度心軸是一種剛性心軸，其外圓呈錐體，錐度為1:10001:5000。 工件壓入錐度心軸時，工件內(nèi)孔產(chǎn)生彈性變形而脹緊工件，并借壓合處工件壓入錐度心軸時，工件內(nèi)孔產(chǎn)生彈性

9、變形而脹緊工件，并借壓合處的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩帶動工件旋轉(zhuǎn)；錐度心軸不需夾緊元件，心軸與安裝孔之的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩帶動工件旋轉(zhuǎn)；錐度心軸不需夾緊元件，心軸與安裝孔之間無間隙，故定位精度高，但能承受的切削力??；工件在心軸的軸向位移誤間無間隙，故定位精度高，但能承受的切削力?。还ぜ谛妮S的軸向位移誤差較大，不能加工端面；錐度心軸適用于同軸度要求較高的工件的精加工。差較大，不能加工端面；錐度心軸適用于同軸度要求較高的工件的精加工。圖8-1-6 錐度心軸 脹力心軸脹力心軸依靠錐形彈性套受軸向擠壓而產(chǎn)生徑向彈性變形來定位夾緊工件依靠錐形彈性套受軸向擠壓而產(chǎn)生徑向彈性變形來定位夾緊工件，如圖，如圖8-1-7；

10、裝夾方便，定位精度高，同軸度一般可達(dá)裝夾方便，定位精度高，同軸度一般可達(dá)0.010.02mm； 適合零件的半精加工和精加工，應(yīng)用較適合零件的半精加工和精加工，應(yīng)用較為廣泛。為廣泛。圖8-1-7 脹力心軸三、套類零件的內(nèi)孔加工的主要特點(diǎn)和要求三、套類零件的內(nèi)孔加工的主要特點(diǎn)和要求圖8-1-8 內(nèi)孔加工1 1、內(nèi)孔加工是在工件內(nèi)部進(jìn)行的，尤其是加工又深又小的孔時，觀察切、內(nèi)孔加工是在工件內(nèi)部進(jìn)行的，尤其是加工又深又小的孔時，觀察切削比較困難；刀柄由于受到孔徑和孔深的限制，不能制造得太粗或太短；排屑削比較困難；刀柄由于受到孔徑和孔深的限制，不能制造得太粗或太短；排屑和冷卻比較困難；孔徑的測量比較困難

11、。和冷卻比較困難；孔徑的測量比較困難。2、孔加工的一般原則、孔加工的一般原則 總是使用刀具懸伸最小并選擇盡可能大的刀具尺寸，以便獲得最高的穩(wěn)總是使用刀具懸伸最小并選擇盡可能大的刀具尺寸，以便獲得最高的穩(wěn)定性和精度。當(dāng)使用大直徑鏜孔刀桿時，穩(wěn)定性便得到增強(qiáng)；但由于受零件定性和精度。當(dāng)使用大直徑鏜孔刀桿時，穩(wěn)定性便得到增強(qiáng)；但由于受零件孔徑所允許的空間限制，這種可能性也經(jīng)常受到限制，故此，必須考慮到排孔徑所允許的空間限制，這種可能性也經(jīng)常受到限制，故此，必須考慮到排屑和刀具的徑向移動。屑和刀具的徑向移動。 加工內(nèi)孔是盤套類零件的特征之一，根據(jù)內(nèi)孔的工藝要求，加工方法較加工內(nèi)孔是盤套類零件的特征之一

12、，根據(jù)內(nèi)孔的工藝要求，加工方法較多，常用的有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔和磨孔等。內(nèi)孔加工時常用的刀具有多，常用的有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔和磨孔等。內(nèi)孔加工時常用的刀具有中心鉆、麻花鉆及內(nèi)孔鏜刀等。中心鉆、麻花鉆及內(nèi)孔鏜刀等。1、鉆孔、鉆孔 鉆孔屬于粗加工，可達(dá)到的尺寸公差等級為鉆孔屬于粗加工，可達(dá)到的尺寸公差等級為IT13IT11，表面粗糙度值，表面粗糙度值Ra為為2512.5um。由于麻花鉆長度較大，鉆芯直徑較小而剛性差，又有。由于麻花鉆長度較大，鉆芯直徑較小而剛性差，又有橫刃的影響，故鉆孔有以下工藝特點(diǎn)：橫刃的影響，故鉆孔有以下工藝特點(diǎn)： 鉆頭容易偏斜鉆頭容易偏斜 孔徑容易擴(kuò)大，但孔軸線仍然是

13、直的孔徑容易擴(kuò)大，但孔軸線仍然是直的 孔的表面質(zhì)量較差孔的表面質(zhì)量較差 鉆削時軸向力大鉆削時軸向力大圖8-1-9 中心鉆和麻花鉆擴(kuò)孔屬于孔的半精加工，常作鉸削前的預(yù)加工或精度不高的孔的最終加擴(kuò)孔屬于孔的半精加工，常作鉸削前的預(yù)加工或精度不高的孔的最終加工，可在一定程度上校正鉆孔的軸線誤差。擴(kuò)孔可達(dá)到的尺寸公差等級為工，可在一定程度上校正鉆孔的軸線誤差。擴(kuò)孔可達(dá)到的尺寸公差等級為IT11IT10，表面粗糙度值為，表面粗糙度值為12.56.3um，如圖，如圖8-1-10所示。所示。圖8-1-10 擴(kuò)孔鉆 鉸孔屬于精加工，可達(dá)到的尺寸公差等級鉸孔屬于精加工，可達(dá)到的尺寸公差等級為為IT9IT6，表面

14、粗糙度值，表面粗糙度值Ra為為3.20.2um，如圖如圖8-1-11所示。所示。4、鏜孔、鏜孔 內(nèi)孔鏜削時，由于刀具受到孔徑的限制，裝夾部分結(jié)構(gòu)要求簡單、緊湊，內(nèi)孔鏜削時，由于刀具受到孔徑的限制，裝夾部分結(jié)構(gòu)要求簡單、緊湊，夾緊件最好不外露，夾緊可靠。為增強(qiáng)刀具剛性盡量選用大斷面尺寸刀桿，夾緊件最好不外露，夾緊可靠。為增強(qiáng)刀具剛性盡量選用大斷面尺寸刀桿，減少刀桿長度。內(nèi)孔加工的斷屑、排屑可靠性比外圓車刀更為重要，因而刀減少刀桿長度。內(nèi)孔加工的斷屑、排屑可靠性比外圓車刀更為重要，因而刀具頭部要留有足夠的排屑空間。具頭部要留有足夠的排屑空間。圖8-1-11 鉸刀 鏜刀的選用鏜刀的選用 a、刀柄截面

15、形狀、刀柄截面形狀 常用的鏜刀其截面常用的鏜刀其截面形狀有圓形、矩形和正方形。圓柄車刀多用形狀有圓形、矩形和正方形。圓柄車刀多用于數(shù)控車床和車削中心；矩形和方形柄多用于數(shù)控車床和車削中心；矩形和方形柄多用于普通車床，使用時優(yōu)先選用圓柄車刀（其于普通車床，使用時優(yōu)先選用圓柄車刀（其刀尖高度是柄部高度的刀尖高度是柄部高度的1/2，且柄部是圓形，且柄部是圓形，有利于排屑），如圖有利于排屑），如圖8-1-12所示。所示。圖8-1-12 鏜刀 b、刀柄截面尺寸的選用、刀柄截面尺寸的選用 標(biāo)準(zhǔn)鏜刀已給定了最小加工孔徑。加工孔徑標(biāo)準(zhǔn)鏜刀已給定了最小加工孔徑。加工孔徑的最大范圍，一般不超過大它一個規(guī)格的鏜刀所

16、規(guī)定的最小加工孔徑，如的最大范圍，一般不超過大它一個規(guī)格的鏜刀所規(guī)定的最小加工孔徑，如特殊需要，也應(yīng)小于再大一個規(guī)格的使用范圍。特殊需要，也應(yīng)小于再大一個規(guī)格的使用范圍。 c、刀柄形式的選用、刀柄形式的選用 一般使用整體鋼制刀柄，刀桿的伸出量一般使用整體鋼制刀柄，刀桿的伸出量L4D（D為刀柄直徑）；若或加工剛性差的工件時，應(yīng)選用帶有減振機(jī)構(gòu)的刀柄；為刀柄直徑）；若或加工剛性差的工件時，應(yīng)選用帶有減振機(jī)構(gòu)的刀柄；若加工精度很高的孔，應(yīng)選用重金屬（如硬質(zhì)合金）制造的刀柄；若在加若加工精度很高的孔，應(yīng)選用重金屬（如硬質(zhì)合金）制造的刀柄；若在加工過程中刀尖需要充分冷卻，應(yīng)選用有切削液輸送孔的刀柄。工過

17、程中刀尖需要充分冷卻，應(yīng)選用有切削液輸送孔的刀柄。 d、鏜刀主偏角、鏜刀主偏角 通孔刀的主偏角一般取通孔刀的主偏角一般取6075；加工盲孔或臺階孔；加工盲孔或臺階孔時，為保證車平孔的底面，時，為保證車平孔的底面，kr取取9295；刀尖與刀桿外端的距離應(yīng)小于內(nèi)；刀尖與刀桿外端的距離應(yīng)小于內(nèi)孔半徑?？装霃?。 鏜刀的裝夾鏜刀的裝夾a、刀尖對準(zhǔn)工件中心、刀桿盡量短；、刀尖對準(zhǔn)工件中心、刀桿盡量短；b、刀桿與內(nèi)孔軸線平行；、刀桿與內(nèi)孔軸線平行；c、車削內(nèi)平面時，要求橫向有足夠的退刀余地；、車削內(nèi)平面時，要求橫向有足夠的退刀余地； d、當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)刀桿的可轉(zhuǎn)位內(nèi)孔刀，在轉(zhuǎn)塔式刀架上安裝時只需選用、當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)刀桿的可轉(zhuǎn)位內(nèi)孔刀，在轉(zhuǎn)塔式刀架上安裝時只需選用配套的套筒夾緊即可。配套的套筒夾緊即可。5、切削用量的選擇原則、切削用量的選擇原則內(nèi)表面加工時，一方面排屑困難，另一方面刀桿振動剛性低，因此，切削內(nèi)表面加工時，一方面排屑困難，另一方面刀桿振動剛性低，因此，切削速度比外圓低，根據(jù)經(jīng)驗，加工內(nèi)孔時的切削速度是加工外圓時的速度比外圓低，根據(jù)經(jīng)驗，加工內(nèi)孔時的切削速度是加工外圓時的80%80%；內(nèi)孔粗加工時，在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能選取較內(nèi)孔粗加工時，在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的情況下，