機(jī)械制造工藝與工裝 課件 項(xiàng)目4 套筒類零件的加工工藝

學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握內(nèi)圓表面的加工方法，套筒類零件機(jī)械加工工藝制訂的思路與方法工作任務(wù)根據(jù)工作“任務(wù)”編制套筒類零件加工工藝文件，并確定有關(guān)工藝裝備教學(xué)重點(diǎn)套筒類零件機(jī)械加工工藝制訂的思路與方法、加工工藝文件編制教學(xué)難點(diǎn)套筒類零件機(jī)械加工工藝參數(shù)確定、刀具合理選擇、工藝裝備選擇教學(xué)方法建議采用“任務(wù)”驅(qū)動(dòng)教學(xué)，用任務(wù)導(dǎo)入、教、學(xué)、做一體化。選用案例軸承套、液壓缸、襯套零件教學(xué)設(shè)施設(shè)備及工具教學(xué)課件、零件實(shí)物、機(jī)械加工實(shí)訓(xùn)室考核與評(píng)價(jià)“任務(wù)”成果評(píng)定、學(xué)習(xí)團(tuán)對(duì)評(píng)定、學(xué)習(xí)過(guò)程平定參考學(xué)時(shí)12學(xué)時(shí)任務(wù)內(nèi)容和目標(biāo)

本任務(wù)采用教學(xué)做一體化教學(xué)，教師將“教學(xué)任務(wù)”布置下去，學(xué)生預(yù)先分組，每組學(xué)生利用已經(jīng)學(xué)習(xí)的工藝?yán)碚撝R(shí)，在教師的輔導(dǎo)下，完成“教學(xué)任務(wù)”即軸承套的工藝設(shè)計(jì)。每組的工藝設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，教師總結(jié)工藝方案的優(yōu)劣。任務(wù)4.1制訂軸承套的工藝規(guī)程，分析

套筒類零件的工藝工裝知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)軸承套加工軸承套加工工藝套類零件的工藝分析套類零件的工藝裝備選擇分析零件圖→確定毛坯→確定各表面加工方法及選擇刀具→劃分加工階段→安排加工順序→確定零件裝夾方法及選擇夾具→擬定機(jī)械加工工藝路線→確定加工余量與工序尺寸→確定切削用量與工時(shí)定額→確定檢測(cè)方法→填寫工藝卡片零件分類、功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、材料、毛坯、熱處理主要加工表面的加工方法，正確選擇定位基準(zhǔn)與裝夾方法刀具的正確選擇夾具的選擇檢測(cè)量具選擇工作任務(wù)書產(chǎn)品名稱:軸承套零件功用:支承、導(dǎo)向材

料:ZQSn6-6-3生產(chǎn)類型：批量生產(chǎn),200/批工作任務(wù): (1)根據(jù)如圖4-2所示零件圖分析該零件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、主要加工表面及其對(duì)應(yīng)的加工方法、擬定其加工工藝路線；(2)確定詳細(xì)的工藝參數(shù)，編制工藝規(guī)程4.1.1制訂軸承套零件的工藝規(guī)程1．軸承套零件的主要表面及其技術(shù)要求

2．工藝分析（1）主要表面的加工方法

（2）確定定位基面

套筒類零件由于其外圓、內(nèi)孔往往有同軸度要求，內(nèi)、外圓柱面與端面有垂直度要求。因此選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，盡量做到基準(zhǔn)重合或基準(zhǔn)統(tǒng)一。加工內(nèi)孔和端面時(shí)，力求一次裝夾完成內(nèi)孔和端面的全部加工。而實(shí)際生產(chǎn)中往往無(wú)法做到。如果把零件調(diào)頭裝夾再加工，則無(wú)法保證位置精度要求。因此須用心軸安裝進(jìn)行加工，這時(shí)先加工孔，然后以孔定位，安裝在心軸上，再將心軸裝在前后頂尖之間來(lái)加工外圓和端面。

對(duì)于外圓與內(nèi)孔之間有較高同軸度要求的套類零件，其定位基準(zhǔn)多用內(nèi)孔或外圓。（3）選擇毛坯的類型

套筒類零件對(duì)材料的力學(xué)性能要求一般，從外部結(jié)構(gòu)及尺寸上看，鍛件、鑄件、棒料都可以。可以根據(jù)各種毛坯供給的具體情況加以確定。

（4）選擇加工機(jī)床和刀具

（5）劃分加工階段和安排加工順序

（6）擬定工藝路線表4-1軸承套機(jī)械加工工藝路線工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1備料棒料Ф45X230（5件合一下料）

2鉆中心孔車端面，鉆中心孔；調(diào)頭車另一端面，鉆中心孔外圓3粗車中心孔4鉆孔Ф42外圓5車、鉸車端面至總長(zhǎng)40，鉆中心孔；車Φ42倒角1.5X45°；擴(kuò)Ф22H7內(nèi)孔至Ф21.8；車內(nèi)槽Φ24X16至尺寸；鉸孔至Ф22H7Ф42外圓6精車精車Φ34Js7（±0.012）Ф22H7孔7鉆孔鉆徑向孔Φ4Φ34外圓及端面8檢驗(yàn)檢驗(yàn)入庫(kù)

（7）確定加工余量、工序尺寸與公差

工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序基本尺寸工序尺寸精車0.5JS7（±0.012）Ф34Ф34±0.012Ra=1.6μm粗車10.5h12（0-0.25）Ф34.5Ф34.50-0.25Ra=12.5μ毛坯11±1.0Ф45Ф45±1.0

工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序基本尺寸工序尺寸精鉸0.06H7（0+0.021）Ф22Ф22H7（0+0.021）

Ra=1.6μm粗鉸0.14H9（0+0.052）Ф21.94Ф21.94H9（0+0.052）

Ra=3.2μm擴(kuò)孔1.8H11（0+0.13）Ф21．8Ф21．8H11（0+0.13）Ra=6.3μm鉆孔20

Ф20Ф20H12（0+0.21）

Ra=12.5μm（8）確定切削用量和工時(shí)定額這里以鉆進(jìn)油孔Φ4為例，介紹切削用量和工時(shí)定額的確定。①確定切削用量

②確定工時(shí)定額

（9）確定檢驗(yàn)方法①尺寸精度的檢測(cè)軸承套的外圓表面尺寸精度可用外徑千分尺測(cè)量；內(nèi)孔尺寸精度可用內(nèi)徑卡尺或內(nèi)徑百分表測(cè)量。②位置精度的檢測(cè)圓對(duì)內(nèi)孔的跳動(dòng)可用心軸方法進(jìn)行測(cè)量：在軸承套內(nèi)孔中裝入無(wú)間隙心軸，用心軸的軸線來(lái)模擬內(nèi)孔軸線，把心軸用兩頂尖或V形塊支承，然后用指示表測(cè)量外徑相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線的跳動(dòng)。端面對(duì)內(nèi)孔軸線的垂直度測(cè)量方法：一般方法為平板上，軸承套裝入導(dǎo)向塊內(nèi)，用百分表打端面。（10）填寫工藝卡片4.1.2分析套筒類零件工藝1．套筒類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

套筒類零件是指在回轉(zhuǎn)體零件中的空心薄壁件，在各類機(jī)器中應(yīng)用很廣，主要起支承或?qū)蜃饔?，可?jiǎn)稱為套類、筒類、套筒等。由于作用不同，其形狀結(jié)構(gòu)和尺寸有很大的差異，常見的有支承轉(zhuǎn)軸的各種形式的軸承圈和軸承、夾具上的鉆套和導(dǎo)向套、內(nèi)燃機(jī)中的氣缸套和液壓系統(tǒng)的液壓缸、電液伺服閥的閥套等。它們的大致結(jié)構(gòu)形式如圖4-3所示：圖4-3套筒結(jié)構(gòu)形式2.套筒類零件的技術(shù)要求

套筒類零件的外圓表面多以過(guò)盈或過(guò)渡配合與機(jī)架或箱體孔相配合起支承作用。內(nèi)孔主要起導(dǎo)向或支承作用，常與運(yùn)動(dòng)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力的作用。套筒類零件雖然形狀結(jié)構(gòu)不—，但仍有共同特點(diǎn)和技術(shù)要求，根據(jù)使用情況可對(duì)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（2）幾何形狀精度要求

通常將套筒類零件的外因與內(nèi)孔的幾何形狀精度控制在直徑公差以內(nèi)即可：對(duì)精密軸套，有時(shí)控制在孔徑公差的1/2～1/3，甚至更嚴(yán)格。對(duì)較長(zhǎng)套筒，除圓度有要求以外，還應(yīng)有孔的圓柱要求。為提高耐磨性，有的內(nèi)孔表面粗糙度要求Ra為1.6～0.1μm，有時(shí)甚至高達(dá)0.025μm。套筒類零件外圓形狀精度一般應(yīng)在外徑公差內(nèi)，表面粗粗糙度Ra為3.2～0.4μm。（3）位置精度要求位置精度要求主要應(yīng)根據(jù)套筒類零件在機(jī)器中的功用和要求而定。如果內(nèi)孔的最終加工是在套筒裝配之后進(jìn)行，則可降低對(duì)套筒內(nèi)、外圓表面的同軸度要求；如果內(nèi)孔的最終加工是在套筒裝配之前進(jìn)行，則同軸度要求較高，通常同軸度要求為0.01～-0.06μm。套筒端面(或凸緣端面)常用來(lái)定位或承受載荷，對(duì)端面與外圓和內(nèi)孔軸心線的垂直度要求較高，一般為0.05～0.02μm。3.套筒類零件的材料與毛坯

套筒類零件的材料一般選擇鋼、鑄鐵、青銅或黃銅。

套筒類零件毛坯的選擇與其材料、結(jié)構(gòu)、尺寸及生產(chǎn)批量有關(guān)。孔徑小的套筒，一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采用實(shí)心鑄件；孔徑較大的套筒，常選擇無(wú)縫鋼管或帶孔的鑄件、鍛件；人大量生產(chǎn)時(shí)，可采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)的毛坯制造工藝，既可提高生產(chǎn)率，又能節(jié)約材料。4.套筒類零件加工的工藝設(shè)計(jì)（1）孔的加工方案

套筒零件加工的主要工序多為內(nèi)孔與外圓表面的粗精加工，尤以孔的粗精加工最為重要。故僅介紹套筒類零件內(nèi)孔常采用的加工方法。

內(nèi)孔的加工方法很多，常用的有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、磨孔、拉孔及研孔等。其中鉆孔、擴(kuò)孔與鏜孔一般作為孔的粗加工與半精加工，鉸孔、磨孔、拉孔及研孔為孔的精加工。在確定孔的加工方案時(shí)，一般按以下原則進(jìn)行：孔徑較小的孔，大多采用“鉆-擴(kuò)-鉸”的方案；孔徑較大的孔，大多采用鉆后鏜孔及進(jìn)一步精加工的方案；淬火鋼或精度要求較高的套筒類零件，則須用磨孔的方法；長(zhǎng)徑比L/D>5的深孔采用深孔加工方法；鉆孔

鉆孔具有如下特點(diǎn)：鉆頭容易偏斜。圖4-5鉆孔前預(yù)鉆錐坑由于麻花鉆頭的橫刃影響定心不準(zhǔn)，切入時(shí)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。為解決鉆頭引偏問(wèn)題，常常采取鉆孔前先加工端面，并用鉆頭或中心鉆預(yù)先鉆一個(gè)錐坑，如圖4-5所示，以便定心。鉆小孔或深孔時(shí)，為了避免孔的軸線偏移或不直，應(yīng)盡可能采取工件旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行鉆孔?？讖饺菀讛U(kuò)大?？椎谋砻尜|(zhì)量較差。鉆削時(shí)，軸向力大。

鉆削時(shí)鉆頭的兩切削刃徑向力不等容易引起孔徑擴(kuò)大，鉆頭的徑向跳動(dòng)等也會(huì)造成孔徑的擴(kuò)大，臥式車床鉆孔時(shí)的切入引偏會(huì)造成孔徑擴(kuò)大。

鉆削時(shí)切屑較寬，在孔內(nèi)被迫卷為螺旋狀，流出時(shí)與孔壁發(fā)生摩擦而損傷已經(jīng)加工的孔表面。

主要是麻花鉆頭的橫刃引起的軸向力較大。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。②擴(kuò)扎

擴(kuò)孔鉆的結(jié)構(gòu)與麻花鉆的結(jié)構(gòu)相比，有以下特點(diǎn)：剛性較好。導(dǎo)向性好。切屑條件較好由于擴(kuò)孔的背吃刀量小、切屑少，擴(kuò)孔鉆的容屑槽淺而窄，鉆芯直徑較大，增加了擴(kuò)孔工作部分的剛性。擴(kuò)孔鉆具有3～4個(gè)刀齒，刀具周邊的棱邊數(shù)增多，導(dǎo)向作用相對(duì)增強(qiáng)。擴(kuò)孔鉆無(wú)橫刃參加切削，切削輕快，可采用較大的進(jìn)給量，生產(chǎn)率較高，又因切屑少，排屑順利，不容易刮傷已加工表面。因此，擴(kuò)孔與鉆孔相比，加工精度高，表面粗糙度較低且可在一定程度上修正鉆孔的軸線誤差。③鉸孔

鉸孔的方式分為機(jī)鉸和手鉸兩種。用手工進(jìn)行鉸削稱為手鉸，在機(jī)床上進(jìn)行鉸削稱為機(jī)鉸。鉸孔的工藝特點(diǎn)如下

鉸孔的精度和表面粗糙度主要不取決于機(jī)床的精度，而取決于鉸刀的精度、鉸刀的安裝方式、加工余量、切削用旦和切削液等條件。如在相同的條件下，在鉆床上鉸孔和在車床上鉸孔所獲得的精度和表面粗糙度基本一樣。

鉸刀為定尺寸的精加工刀具，鉸孔比精鏜孔容易保證尺寸精度和形狀精度，生產(chǎn)率也較高，對(duì)于小孔和細(xì)長(zhǎng)孔更是如此。但由于鉸削余量小，鉸刀常為浮動(dòng)連接，故不能修正原孔的軸線誤差，孔與其他表面的位置精度則需由前工序或后工序來(lái)保證。

鉸孔的適應(yīng)性較差。一定直徑的鉸刀只能加工一種直徑和尺寸公差等級(jí)的孔，如需提高孔徑的公差等級(jí)，則需對(duì)鉸刀進(jìn)行研磨。鉸削的孔徑一般小于80mm，常用的在40mm以下。對(duì)階梯孔和盲孔及斷續(xù)孔，鉸削工藝性相對(duì)較差。

④鏜孔

鏜孔是在已加工孔上用鏜刀使孔徑擴(kuò)大，并提高加工質(zhì)量的加工方法。它能應(yīng)用于孔的粗加工、半精加工或精加工。因?yàn)殓M刀是屬于非定尺寸刀具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好，所以在單件、小批生產(chǎn)中應(yīng)較多。特別是當(dāng)加工大孔時(shí)，鏜孔往往是唯一的加工方法。

車床鏜孔

鏜床鏜孔鏜削加工的工藝范圍較廣泛，它可以鏜削單孔或孔系，锪、銑平面，鏜盲孔及鏜端面等。如圖4-7所示臥式鏜床的典型加工方法。圖4-7臥式鏜床的典型加工方法銑床鏜孔

在臥式銑床上鏜孔，鏜桿裝在臥式銑床主軸的錐孔內(nèi)，隨主軸高速旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，工件安裝在工作臺(tái)上作橫向直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。浮動(dòng)鏜削浮動(dòng)鏜削的實(shí)質(zhì)相當(dāng)于鉸削，其加工余量以及可達(dá)到的尺寸精度和表面粗糙度均與鉸削相類似。如圖4-8為雙刃浮動(dòng)鏜刀結(jié)構(gòu)。圖4-9雙刃浮動(dòng)鏜刀與鏜桿的連接結(jié)構(gòu)，工作時(shí)，鏜刀塊在鏜桿的徑向槽中不緊固，能在徑向自由滑動(dòng)，刀塊在切削力的作用下保持平衡對(duì)中，可以減少鏜刀塊安裝誤差及鏜桿徑向跳動(dòng)所引起的加工誤差，而獲得較高的加工精度。浮動(dòng)鏜削的優(yōu)點(diǎn)是易于穩(wěn)定保證加工質(zhì)量，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，但它不能校正原有孔軸線偏斜或位置誤差，因此孔的位置精度應(yīng)在前序工序加工中得以保證。浮動(dòng)鏜應(yīng)在單刃鏜之后進(jìn)行。浮動(dòng)鏜削適于精加工批量較大、孔徑較大的孔。圖4-10拉削過(guò)程⑤拉孔拉孔大多是在拉床上，用拉刀，通過(guò)已有的孔來(lái)完成孔半精加工或精加工。拉刀是一種多齒的切削刀具。拉削過(guò)程如圖4-10所示，只有主運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在拉削時(shí)，由于切削刀齒的齒高逐漸加大，因此每個(gè)刀齒只切下—層較薄的切屑，最后由幾個(gè)刀齒用來(lái)對(duì)孔進(jìn)行校準(zhǔn)。拉削時(shí)，參加切削的刀齒多，在—次行程中完成粗、半精、精加工，孔徑能在一次拉削中完成，拉孔是一種高效率的孔加工方法。

一般拉削孔徑為10～100mm，拉孔長(zhǎng)度一般不超過(guò)孔徑的3～4倍。拉刀能拉削各種形狀的孔，如圓孔、多邊孔等。如圖4-11所示圖4-11適于拉削加工的典型工件截面形狀

拉削加工主要適用于成批和大量生產(chǎn)，尤其適于在大量生產(chǎn)中加工比較大的復(fù)合型面;在單件、小批生產(chǎn)中，對(duì)于某些精度要求較高、形狀特殊的成形表面，用其他方法加工很困難時(shí)，也有采用拉削加工的。但對(duì)于盲孔、深孔、階梯孔及有障礙的外表面，則不能用拉削加工。⑥磨孔

圖4-12

磨內(nèi)孔磨孔可在內(nèi)圓磨床或萬(wàn)能外圓磨床上進(jìn)行如圖4-12所示。

⑦深孔加工一般將孔的長(zhǎng)徑比L/D>5的孔稱為深孔。深孔加工的工藝難點(diǎn)為：刀具細(xì)長(zhǎng)，剛性差，加工中容易使孔的軸線歪斜；冷卻散熱條件差；排屑困難，嚴(yán)重時(shí)引起刀具崩刀或折斷。

應(yīng)采取的工藝措施有：

采取工件旋轉(zhuǎn)的方式以及改進(jìn)刀具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，減少刀具的引偏；

采用壓力輸送切削液，冷卻刀具和排屑；改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)，強(qiáng)制斷屑，有利切屑順利排出。（a）單刃外排屑深孔鉆1=工件2-切削部分3-鉆桿（b）錯(cuò)齒內(nèi)排屑深孔鉆1=工件2-切削部分3-鉆桿(c)

噴吸鉆1-鉆頭2-工件3-鉆套4-外鉆管5-月牙形槽噴嘴6-內(nèi)鉆管圖4-13深孔鉆如圖4-13所示為深孔鉆的結(jié)構(gòu)。單件小批生產(chǎn)的深孔加工，常在臥式車床上進(jìn)行。成批生產(chǎn)，常在深孔加工專用機(jī)床上進(jìn)行。⑧孔的精密加工精細(xì)鏜

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。珩磨

珩磨是用油石條進(jìn)行孔加工的一種高效率的光整加工方法，需要在磨削或精鏜的基礎(chǔ)上進(jìn)行。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。研磨

滾壓孔的滾壓加工原理與滾壓外圓相同。由于滾壓加工效率高，近年來(lái)多采用滾壓工藝來(lái)代替珩磨工藝，效果較好。

滾壓對(duì)鑄件的質(zhì)量有很大的敏感性，如鑄件的硬度不均勻、表面疏松、含氣孔和砂眼等缺陷，對(duì)滾壓有很大影響。因此，對(duì)鑄件油缸不可采用滾壓工藝而是選用珩磨。對(duì)于淬硬套筒的孔精加工，也不宜采用滾壓。（2）套筒類零件加工工藝性分析

套筒類零件由于功用、結(jié)構(gòu)形狀、材料以及尺寸不同，其工藝差別很大。按結(jié)構(gòu)形狀來(lái)分，大體為短套筒與長(zhǎng)套筒兩種。它們的加工方法及工件裝夾方式有很大的差別。以下將分析這兩類套筒的加工工藝。①套筒類零件的加工工藝短套筒類零件的加工工藝圖4-14

鉆床主軸套筒零件簡(jiǎn)圖圖4-14所示為鉆床主軸套筒零件圖。表4-5為主軸套筒的加工工藝過(guò)程

材料45鋼，毛坯為棒料，成批生產(chǎn)。工序工序內(nèi)容定位與夾緊1

2鉆孔Φ24mm外圓3粗車外圓孔（兩端頂夾）4調(diào)質(zhì)245HBA

5半精車外圓，留余量0.6mm孔（兩端頂夾）6半精車右端面、各階梯孔（B孔留余量1mm），孔口倒角2×60o（工藝用）；調(diào)頭車端面、各階梯孔(C孔留余量1mm)，切槽，車螺紋，孔口倒角2×60o（工藝用）外圓7檢驗(yàn)

8粗磨外圓，留余量0.2mm2×60o兩處頂夾9銑齒外圓、端面10銑槽兩處外圓、齒槽11檢驗(yàn)

12熱處理：低溫時(shí)效

13修研兩端孔口2×60o倒角外圓14精磨外圓至要求2×60o兩處頂夾15檢驗(yàn)

16精車內(nèi)孔B，調(diào)頭精車內(nèi)孔C（切除工藝倒角）外圓、液塑定心夾具17檢驗(yàn)

分析主軸套筒的加工工藝，有如下特點(diǎn)：選擇以外圓或外圓兩端孔口的工藝倒角作為定位基準(zhǔn)面，本質(zhì)都是外圓的中心線，實(shí)現(xiàn)了基準(zhǔn)重合，且可在大多數(shù)工序中使用，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，有利于保證內(nèi)孔及內(nèi)端面對(duì)外圓的相互位置精度要求。而孔口工藝倒角和外圓又互為基準(zhǔn)，經(jīng)多次反復(fù)加工，兩者間的相互位置精度也逐漸提高。用熱處理工序?qū)⒐に嚶肪€劃分為三個(gè)階段：調(diào)質(zhì)之前為粗加工階段：調(diào)質(zhì)到時(shí)效之間為半精加工階段；時(shí)效以后為精加工階段。主軸套筒兩端的軸承孔由于未設(shè)置砂輪越程槽等結(jié)構(gòu)上的限制而不宜采用磨削加工，最終以精磨后的外圓定位，采用高精度的液塑定心夾具，精車內(nèi)孔以保證加工精度要求。主軸套筒形狀結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在外圓表面上銑齒后，會(huì)因其結(jié)構(gòu)不對(duì)稱而引起內(nèi)應(yīng)力彎曲變形。因此，除了安排調(diào)質(zhì)處理以穩(wěn)定其組織性能外，還在銑齒后安排低溫時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。再經(jīng)精磨外圓，保證其加工精度要求。長(zhǎng)套筒類零件的加工工藝圖4-15液壓缸簡(jiǎn)圖

毛坯為無(wú)縫鋼管，成批生產(chǎn)。表4-6為液壓缸的加工工藝路線.工序工序內(nèi)容定位與夾緊1下料切斷

2一夾一頂（或托）3孔（兩端頂夾）4滾壓至要求

5①車端面，切去工藝螺紋，車外圓￠82至尺寸，割圓槽，鏜內(nèi)錐孔；②調(diào)頭車端面取總長(zhǎng)1685mm，車外圓￠82至尺寸，割圓槽，鏜內(nèi)錐孔；孔（兩端頂夾）分析液壓缸的加工工藝，有以下特點(diǎn)：該零件長(zhǎng)而壁薄，為保證內(nèi)孔及其端面對(duì)外圓的相互位置精度要求，選擇外圓裝配基面為定位基準(zhǔn)，加工內(nèi)孔，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一。為避免薄壁套筒受夾緊力而引起變形，一端車出工藝螺紋，夾緊時(shí)用螺紋旋緊工件，故，改變其受力方向?yàn)檩S向受力；另一端定位面也適當(dāng)增加厚度，夾緊時(shí)用中心架托住外圓。這種裝夾方式與一般深孔加工時(shí)的裝夾方式相同。最后工序用軟爪夾住一端，避免夾緊變形，另一端以內(nèi)孔定位用頂尖頂住工件，精車外圓，再以外圓，用中心架托住，找正內(nèi)孔，鏜內(nèi)錐面。內(nèi)孔的加工精度要求較高，粗加工采用半精鏜，半精加工采用精鏜，精加工采用浮動(dòng)鏜，光整加工采用滾壓的加工方法。套筒類零件孔的光整加工方法有珩磨、滾壓、研磨等，滾壓后的表面質(zhì)量高，耐磨性更好。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、硬度不均等）對(duì)滾壓有很大影響，會(huì)導(dǎo)致滾壓加工誤差增大。②套筒類零件的加工工藝分析

如何保證主要表面間的相互位置精度要求和防止薄壁的變形是套筒類零件加工的關(guān)鍵。保證套筒表面相互位置精度的方法

在一次裝夾中完成所有內(nèi)外圓表面及端面的加工。這種方法消除了工件的裝夾誤差，可獲得很高的相互位置精度。該方法工序比較集中，適用于小尺寸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的套類零件的加工。分多次裝夾，先加工孔，然后以孔為基準(zhǔn)最終加工外圓。這種方法由于所用的夾具（如各種心軸）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定心精度高，可以保證較高的相互位置精度，故應(yīng)用非常廣泛。分多次裝夾，先加工外圓，然后以外圓為基準(zhǔn)最終加工孔。采用這種方法時(shí)，工件裝夾迅速可靠，但夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。為獲得較高的位置精度，必須采用高精度的定心夾具，如液性塑料定心夾具、彈性薄膜卡盤等及經(jīng)過(guò)修整的三爪自定心卡盤和軟爪等夾具。

4.1.3選擇套筒類零件工藝裝備1.刀具的選擇與應(yīng)用

孔加工刀具種類很多，按用途不同分為兩類：一類是在實(shí)心材料上加工出孔的刀具，如麻花鉆、扁鉆、深孔鉆等。另一類是對(duì)工件已有底孔進(jìn)行再加工的刀具，如擴(kuò)孔鉆、鉸刀、鏜刀。詳見前述。2.孔加工機(jī)床設(shè)備選擇與應(yīng)用鉆床屬孔加工設(shè)備,包括:臺(tái)式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、深孔鉆床。普通鏜床、龍門鏜床、加工中心等主要是對(duì)箱體、支架類零件的孔或孔系進(jìn)行加工，此類孔或孔系一般精度要求較高。3.鉆床類夾具選擇與設(shè)計(jì)

鉆床類夾具是用于各種鉆床、鏜床和組合機(jī)床上加工孔的夾具，簡(jiǎn)稱鉆模（用作鏜孔的稱鏜模）。它的主要作用是控制刀具的位置和導(dǎo)引其送進(jìn)方向，以保證工件被加工孔的位置精度要求（1）鉆床類夾具的構(gòu)造和種類圖4-16

固定模板式鉆模固定模板式鉆模復(fù)蓋式鉆模圖4-17工前、后整流艙端面接合孔用的復(fù)式鉆模圖4-18無(wú)夾緊裝置的復(fù)式鉆模鉸鏈翻開式鉆模。圖4-19鏈聯(lián)接模板的鉆模翻轉(zhuǎn)式鉆模。圖4-20

鉆8個(gè)孔的翻轉(zhuǎn)式鉆模支柱式鉆模圖4-21支柱式鉆模箱式鉆模圖4-22頂出器的箱式鉆模帶分度裝置回轉(zhuǎn)式鉆模圖4-23分度裝置的回轉(zhuǎn)式鉆模（2）鉆套的種類及設(shè)計(jì)

鉆套是鉆模上特有的一種元件，鉆頭的引導(dǎo)作用是通過(guò)鉆套來(lái)實(shí)現(xiàn)的，鉆套的作用是確定刀具的位置和在加工中導(dǎo)引刀具。用于鉸刀的又稱鉸套，用于鏜削時(shí)稱為鏜套。導(dǎo)引的刀具雖不相同，但它們的結(jié)構(gòu)相近，設(shè)計(jì)方法相同。鉆套的種類。固定式鉆套。固定式鉆套采用過(guò)盈配合壓入鉆模板可換式鉆套。在大批、大量生產(chǎn)中為了方便更換已磨

損的鉆套以及在成組夾具上使用，常采用

易于拆卸的可換鉆套。圖4-24標(biāo)準(zhǔn)鉆套圖4-25

快換鉆套快換鉆套。當(dāng)被加工孔需要依

次連續(xù)地用幾把刀

具（如鉆、擴(kuò)、鉸）

進(jìn)行加工時(shí)，為更

換鉆套迅速，需采

用快換鉆套.圖4-26特種鉆套特種鉆套。以上鉆套除特種鉆套外，都已標(biāo)準(zhǔn)化了，設(shè)計(jì)時(shí)可參閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《夾具零部件》GB2262-80（固定鉆套）、GB2263-80、（可換鉆套）、GB2264-80（快換鉆套）等。②鉆套設(shè)計(jì)。在鉆套的結(jié)構(gòu)類型確定之后，就需要確定鉆套的結(jié)構(gòu)尺寸及其他問(wèn)題。鉆套的結(jié)構(gòu)尺寸包括鉆套的內(nèi)徑和鉆套高度。鉆套的內(nèi)徑尺寸、公差及配合的選擇。鉆套內(nèi)徑d鉆套內(nèi)徑d應(yīng)按鉆頭或其他孔加工刀具的引導(dǎo)部分來(lái)確定。鉆套內(nèi)徑的基本尺寸，應(yīng)等于所引導(dǎo)刀具的最大極限尺寸。鉆套的內(nèi)徑公差按基軸制選取，其原因是，鉆套引導(dǎo)的刀具為標(biāo)準(zhǔn)的定尺寸刀具。公差配合關(guān)系按間隙配合選取，以防止刀具與鉆套內(nèi)徑咬死。

一般根據(jù)所用刀具和工件的加工精度要求來(lái)選取鉆套內(nèi)徑的公差。具體來(lái)說(shuō)，鉆孔、擴(kuò)孔時(shí)選F7；粗鉸時(shí)選G7，精鉸時(shí)選G6。

鉆套高度H鉆套的高度H對(duì)刀具的引導(dǎo)作用和鉆套的磨損影響很大，高度H較大時(shí)，刀具與鉆套間可能產(chǎn)生的偏移量很小（導(dǎo)向性好），但是容易加快刀具和鉆套之間的磨損。高度H過(guò)小時(shí)，鉆套的導(dǎo)向性不好，刀具易傾斜，通常鉆套高H是由被加工孔距精度、工件材料、加工孔的深度、刀具剛度、工件表面形狀等因素決定。一般情況下，H=（1～3）d選取（d為鉆套內(nèi)徑）。如果在斜面上鉆孔或加工切向孔時(shí)，H=（4～8）d選取。另外，在高強(qiáng)度的材料上鉆孔或在粗糙表面上鉆孔或鉆頭剛度較低時(shí)，宜選用長(zhǎng)鉆套。鉆套與工件距離S。間隙S的大小應(yīng)根據(jù)鉆頭直徑、工件材料及孔深來(lái)確定。選取的原則是引偏量小而且易于排屑。加工鑄鐵等脆性材料時(shí)，S=（0.3～0.7）d，加工鋼等帶狀切屑材料時(shí)，S=（0.7～1.5）d。鉆套的材料。一般常用的材料為T10A，CrMn鋼或20鋼滲碳淬火，其中CrMn鋼常用于孔徑d≤10ｍｍ的鉆套，而大直徑的鉆套（d≥25ｍｍ），常用20鋼經(jīng)滲碳淬火制造。（3）鉆模的精度分析鉆模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，為了驗(yàn)證其能否保證工件被加工孔的位置尺寸公差，有必要對(duì)可能出現(xiàn)的誤差進(jìn)行分析計(jì)算，使各項(xiàng)誤差之總和不超出工序允許的限度。對(duì)于鉆模來(lái)說(shuō)，影響被加工孔軸線位移的因素，主要有兩項(xiàng)，那就是與工件在夾具上安裝有關(guān)的誤差和刀具因?qū)Φ?、調(diào)整和引偏而造成的誤差。

圖4-27

鉆模誤差分析簡(jiǎn)圖

任務(wù)4.2分析缸套類零件工藝，解決套筒類零件加工中工藝問(wèn)題如圖4-28所示液壓缸套，其結(jié)構(gòu)與軸承套有著較大的區(qū)別，但同屬套類零件，以它為示例，從套零件加工過(guò)程中工藝問(wèn)題入手，

一步深入掌握套類零件的工藝規(guī)程制訂。

4.2.1缸套零件加工工藝1.缸套零件的主要表面及其技術(shù)要求

2．工藝分析

（1）主要表面的加工方法

（2）確定定位基準(zhǔn)必須保證外圓對(duì)基準(zhǔn)A的同軸度公差為Φ0.05mm，右端面對(duì)基準(zhǔn)B的平行度公差為0.05mm。內(nèi)孔中心即是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，所以選擇選擇內(nèi)孔中心線作為精基準(zhǔn)。這樣使工藝路線遵循基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。①精基準(zhǔn)選擇為保證重要內(nèi)孔加工余量均勻（內(nèi)外圓同軸度），定位正確，夾緊可靠，應(yīng)選擇外圓表面及毛坯端面為粗基準(zhǔn)。②粗基準(zhǔn)的選擇（3）選擇毛坯的類型

缸套材料為球墨鑄鐵QT600-3，毛坯選擇方案有鑄件和無(wú)縫鑄鐵管材兩種本例：故選擇鑄件毛坯，取毛坯的尺寸為φ315X265X515mm（4）選擇加工機(jī)床和刀具

（5）劃分加工階段和安排加工順序

（6）擬定工藝路線工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1備料鑄件：Φ315X265X515mm

2熱處理人工時(shí)效

3粗車外圓一端外圓及端面，調(diào)頭車另一端外圓及端面Φ308X508

4粗鏜內(nèi)孔粗鏜內(nèi)孔Φ272

5熱處理正火

6粗車外圓一端外圓及端面，調(diào)頭車另一端外圓及端面Φ303X504

7粗鏜內(nèi)孔粗鏜內(nèi)孔Φ277

8半精車外圓一端外圓及端面，調(diào)頭車另一端外圓及端面Φ301.3X501.2

9半精鏜半精鏜內(nèi)孔Φ279.3

10精車外圓一端外圓及端面，調(diào)頭車另一端外圓及端面Φ300.6.3X501.2

11精鏜孔精鏜內(nèi)孔Φ279.88

12磨

外圓磨外圓至Φ300，磨右端外圓至Φ300X5

13珩磨內(nèi)孔

14檢驗(yàn)綜合檢驗(yàn)

15入庫(kù)檢驗(yàn)入庫(kù)

（7）確定加工余量、工序尺寸與公差（8）確定切削用量和工時(shí)定額（9）確定檢驗(yàn)方法(10)填寫工藝卡片4.2.2缸套的加工工藝性問(wèn)題一般套筒類零件在機(jī)械加工中的主要工藝問(wèn)題是保證內(nèi)外圓的相互位置精度（即