《機械制造工藝》課件-第24次課 套類零件的加工過程與工藝分析

套類零件的加工過程與工藝分析（1）專業(yè)課程/項目化課程機械制造工藝工藝分析目標零件圖（1）任務(wù)案例套類零件如圖6-1所示，工件材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理217～255HBS，中小批量生產(chǎn)。01零件圖紙分析1.外圓柱面內(nèi)孔的同軸度允差為

mm，表面粗糙度為Ra1.6μm；（公差7級）

2.

A、B端面對孔的軸線H的垂直度公差為mm，表面粗糙度為Ra1.6μm；（2）毛坯及加工表面

1

工件材料為45鋼。

2.毛坯選擇鑄件或型材；

3.加工表面：A端面，φ30圓柱面，φ20孔，左端內(nèi)外倒角，C端面，φ54外圓，內(nèi)外倒角，φ5.5沉孔

（1）技術(shù)要求02套類零件的基本知識

一、套類零件的功用和結(jié)構(gòu)特點

a、b)滑動軸承

c)鉆套

d)軸承襯套

e)氣缸套

f)液壓缸圖6-3套類零件示例

二、套類零件的技術(shù)要求（1）加工精度1)尺寸精度內(nèi)孔是套類零件起支承作用或?qū)蜃饔玫淖钪饕砻?，它通常與運動著的軸、刀具或活塞等相配合。2)幾何形狀精度內(nèi)孔的形狀精度應(yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)，有些精密軸套控制在孔徑公差的1／2～1／3，甚至更嚴。3)相互位置精度當內(nèi)孔的最終加工是在裝配后進行時(如連桿小端襯套)，套類零件本身的內(nèi)外圓之間的同軸度要求較低，如最終加工是在裝配前完成則要求較高，一般為0.01～0.05mm。4)表面粗糙度為保證套類零件的功用和提高其耐磨性，內(nèi)孔表面粗糙度Ra值為2.5～0.16μm，有的要求更高達Ra0.04μm。

三、套類零件的材料和毛坯（1）零件的材料

套類零件由于功用、結(jié)構(gòu)形狀、生產(chǎn)批量、材料、熱處理以及加工質(zhì)量要求的不同，其工藝上差別很大。（2）零件的毛坯常選用45鋼

四、套類零件的一般加工工藝路線（1）一般滲碳鋼的套類零件加工工藝路線

1)套類零件的加工工藝因其用途、結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、生產(chǎn)類型的不同而有所不同。2)一般套類零件材料常選用45鋼；對于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸可用40Cr；對于高速、重載荷等條件下工作的軸可選用20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼進行滲碳淬火，或用38CrMoAlA氮化鋼進行氮化處理。套類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件，只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸才采用鑄件(鑄鋼或球墨鑄鐵)。（2）一般精度調(diào)質(zhì)鋼的套類零件加工工藝路線3)套類零件根據(jù)使用條件，可選用45鋼。在小批量生產(chǎn)中，毛坯可選用型材棒料；若批量較大時，可選用鍛件。（3）整體淬火套類零件的加工工藝路線

五、內(nèi)孔表面加工方法◆1．鉆孔鉆孔屬于孔的粗加工，多用作擴孔、鉸孔前的預(yù)加工，或加工螺紋底孔和油孔。精度等級為IT11～IT13，表面粗糙度為Ra12.5μm。圖6-4鉆頭引偏引起的加工誤差(a)鉆床、鏜床上鉆孔；(b)車床上鉆孔◆2．擴孔◆擴孔屬于孔的半精加工，常用作鉸孔等精加工前的準備工序，也可作為精度要求不高的孔的最終工序。

◆一般工件的擴孔，可用麻花鉆。對于孔的半精加工，可用擴孔鉆。擴孔可以在一定程度上校正鉆孔的軸線偏斜，其加工質(zhì)量和生產(chǎn)率比鉆孔高。

◆由于擴孔鉆的結(jié)構(gòu)剛性好，刀刃數(shù)目較多，且無端部橫刃，加工余量較?。ㄒ话銥?～4mm），故切削時軸向力小，切削過程平穩(wěn)，因此可以采用較大的切削速度和進給量。

五、內(nèi)孔表面加工方法◆3．鉸孔◆鉸孔是在半精加工（擴孔或半精鏜孔）基礎(chǔ)上進行的一種孔的精加工方法，其精度可達IT6～IT8，表面粗糙度為Ra1.6～0.4μm。

◆鉸孔有手鉸和機鉸兩種方式，在機床上進行的鉸削稱為機鉸，用手工進行的鉸削稱為手鉸?！?．锪孔◆锪孔一般在鉆床上進行，加工的表面粗糙度為Ra6.3～3.2μm。有些零件鉆孔后需要孔口倒角，有些零件要用頂尖頂住孔口加工外圓，這時可用錐形锪鉆在孔口锪出內(nèi)圓錐。

五、內(nèi)孔表面加工方法◆5．車孔◆車孔是常用的孔加工方法之一，可以作粗加工，也可以作精加工，加工范圍很廣泛。車孔精度一般可達IT7～IT8，表面粗糙度為Ra3.2～1.6μm，精細車削可以達到更?。≧a0.8μm）。

◆車孔的關(guān)鍵技術(shù)是解決內(nèi)孔車刀的剛性和排屑問題。增加內(nèi)孔車刀的剛性主要采取以下兩項措施：（1）盡量增加刀桿的截面積（2）刀桿的伸出長度盡可能縮短

五、內(nèi)孔表面加工方法◆6．鏜孔鏜孔是用鏜刀對已有的孔進行進一步加工的加工方法。鏜孔可以在多種機床上進行，其加工方式有以下3種，如圖6-4所示。

（1）工件旋轉(zhuǎn)刀具作進給運動（2）工件不動而刀具作旋轉(zhuǎn)和進給運動（3）刀具旋轉(zhuǎn)工件作進給運動圖6-4鏜孔的方式

(a)工件旋轉(zhuǎn)刀具作進給運動；(b)工件不動而刀具作旋轉(zhuǎn)和進給運動(c)刀具旋轉(zhuǎn)工件作進給運動

五、內(nèi)孔表面加工方法◆7．拉孔

(a)圓孔；(b)方孔；(c)長方孔；(d)鼓形孔；(e)三角孔；(f)六角孔；圖6-5拉削加工的各種截面

(g)鍵槽；(h)花鍵槽；(i)相互垂直平面；(j)齒紋孔；(k)多邊形孔；

五、內(nèi)孔表面加工方法◆8．磨孔磨孔是孔精加工的方法之，如圖6-7所示。磨孔精度可達IT7，表面粗糙度值為Ra1.6～0.4μm。

圖6-7內(nèi)孔磨削示意圖

1-工件；2-卡盤；3-砂輪

五、內(nèi)孔表面加工方法◆9．珩磨孔圖4-8珩磨頭圖4-9珩磨孔時的運動及切削軌跡1-彈簧箍；2-本體；3-磨條頂塊；4-磨條座；(a)珩磨時的運動方向；(b)珩磨時的切削軌跡5-磨條；6-調(diào)節(jié)錐；7-螺母；8-壓力彈簧(a)(b)

五、內(nèi)孔表面加工方法◆10．研磨孔◆研磨孔的原理與研磨外圓相同。研具是用鑄鐵制成的研棒。這種研具可以供粗研和精研共用。研磨內(nèi)孔一般可在車床或鉆床上進行。

◆研磨的尺寸精度可達IT6級，表面粗糙度Ra為0.16～0.01μm，但生產(chǎn)率低，故研磨前孔必須經(jīng)過磨削、精鏜或精鉸等工序，盡量減少加工余量，對于中、小尺寸孔，研磨余量約為0.025mm。此外，研磨孔的位置精度需由前工序來保證。

五、內(nèi)孔表面加工方法為了保證孔的加工要求，應(yīng)遵循以下基本原則：◆(1)孔徑較小時(如30～50mm以下)，大多采用“鉆—擴—鉸”方案。批量大時則可采用鉆孔后拉孔的加工方案，其精度穩(wěn)定，生產(chǎn)率高。

◆(2)孔徑較大時，大多采用鉆孔后鏜孔或直接鏜孔的方案。缸筒類零件的孔在精鏜后通常還要進行珩磨或滾壓加工。

◆(3)淬硬套筒零件，多采用磨孔方案，可獲得較高的精度和較細的表面粗糙度。

五、內(nèi)孔表面加工方法序號加工方案經(jīng)濟精度（公差等級）經(jīng)濟粗糙度值/μm適用范圍1鉆IT11～IT1312.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛壞，也可用于加工有色金屬?？讖叫∮?5～20mm2鉆-鉸IT8～IT106.3～1.63鉆-粗鉸-精鉸IT7～IT81.6～0.84鉆-擴IT10～IT1112.5～6.3加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬?？讖酱笥?5～20mm5鉆-擴-鉸IT8～IT93.2～1.66鉆-擴-粗鉸-精鉸IT71.6～0.87鉆-擴-拉IT7～IT90.4～0.1大批大量生產(chǎn)表6-1內(nèi)孔表面加工方案

五、內(nèi)孔表面加工方法（續(xù)表）8粗鏜IT11～IT1312.5～6.3除淬火鋼外的各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔9粗鏜-半精鏜IT9～IT103.2～1.610粗鏜-半精鏜-精鏜IT7～IT81.6～0.811粗鏜-半精鏜-磨孔IT7～IT80.8～0.2主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜用有色金屬12粗鏜-半精鏜-粗磨-精磨IT6～IT70.4～0.113粗鏜-半精鏜-精鏜-金剛鏜IT6～IT70.4～0.05精度要求較高的有色金屬加工14鉆-(擴)-粗鉸-精鉸-珩磨IT6～IT70.2～0.025精度要求很高的孔15粗鏜-半精鏜-精鏜-珩磨IT6～IT70.2～0.02516以研磨代替上述方法中的珩磨IT5～IT60.1～0.00603套類零件的測量◆1．孔徑的測量◆（1）內(nèi)卡鉗◆（2）塞規(guī)◆（3）內(nèi)徑百分尺◆（4）內(nèi)徑千分尺◆2．形狀和位置精度的測量◆（1）形狀和位置精度的測量儀器1）百分表2）內(nèi)徑百分表（或千分表）◆（2）形狀和位置精度的測量方法◆1．孔徑的測量◆（1）內(nèi)卡鉗在孔口試切削或位置狹小時，使用內(nèi)卡鉗顯得靈活方便?！簦?）塞規(guī)用塞規(guī)檢驗孔徑時，當過端進入孔內(nèi)而止端不能進入孔內(nèi)時，說明工件孔徑合格?！簦?）內(nèi)徑百分尺測量時，內(nèi)徑百分尺應(yīng)在孔內(nèi)擺動，在直徑方向應(yīng)找出最大尺寸，軸向應(yīng)找出最小尺寸，這兩個重合尺寸就是孔的實際尺寸。1.孔徑的測量◆1．孔徑的測量◆（1）內(nèi)卡鉗◆（2）塞規(guī)◆（3）內(nèi)徑百分尺◆（4）內(nèi)徑千分尺當孔徑小于25mm時，可用內(nèi)徑千分尺測量。其使用方法如圖6-42所示。這種千分尺刻線方向與外徑千分尺相反，當微分筒順時針旋轉(zhuǎn)時，活動爪向右移動，量值增大。圖6-41內(nèi)徑百分尺的用使方法圖6-42內(nèi)徑千分尺的使用方法1.孔徑的測量◆（1）形狀和位置精度的測量儀器1）百分表百分表是一種指示式量儀，其刻度值0.01mm?？潭戎禐?.001mm或0.002mm的為千分表。常用的百分表有鐘表式和杠桿式兩種。2）內(nèi)徑百分表（或千分表）

內(nèi)徑百分表（見圖6-44）是將百分表裝夾在測架1上，觸頭6通過擺動塊7、桿3，將測量值1：1傳遞給百分表。固定測量頭5可根據(jù)孔徑大小更換。為了便于測量，測量頭旁裝有定心器4。測量力由彈簧2產(chǎn)生。2.形狀和位置精度的測量圖6-44內(nèi)徑百分表（a)結(jié)構(gòu)原理;(b)孔中測量情況(測量頭部放大圖)１－測架;２－彈簧;３－桿;４－定心器;５－測量頭;６－觸頭;７－擺動塊2.形狀和位置精度的測量◆（1）形狀和位置精度的測量儀器◆（2）形狀和位置精度的測量方法1）形狀精度的測量方法

在車床上加工的圓柱孔，其形狀精度一般僅測量孔的圓度和圓柱度（一般測量孔的錐度）兩項形狀偏差。當孔的圓度要求不很高時，在生產(chǎn)現(xiàn)場可使用內(nèi)徑百分表（或千分表）在孔的圓周的各個方向上測量，測量結(jié)果的最大值與最小值之差的一半即為圓度誤差。2.形狀和位置精度的測量使用內(nèi)徑百分表測量屬于比較測量法。測量時，必須擺動內(nèi)徑百分表（見圖6-45），所得的最小尺寸就是孔的實際尺寸。在生產(chǎn)現(xiàn)場，測量孔的圓柱度時，只要在孔的全長上取前、后、中的幾點，比較其測量值，其最大值與最小值之差的一半即為全長上圓柱度誤差。圖6-45內(nèi)徑百分表的測量方法2.形狀和位置精度的測量

內(nèi)徑百分表也可以測量孔的圓度。測量時，要在孔徑圓周上變換方向，比較其測量值即可。內(nèi)徑百分表與外徑干分尺或標準套規(guī)配合使用時，也可以比較出孔徑的實際尺寸。◆（1）形狀和位置精度的測量儀器◆（2）形狀和位置精度的測量方法

1）形狀精度的測量方法

2）位置精度的測量方法①徑向圓跳動的測量方法

一般套類工件（見圖6-46(a)）測量徑向圓跳動時，都可以用內(nèi)孔作基準，把工件套在精度很高的心軸上，用百分表（或千分表）來檢驗，如圖6-46(b)所示。百分表在工件轉(zhuǎn)一周所得的讀數(shù)差就是徑向圓跳動誤差。2.形狀和位置精度的測量圖6-46用百分表測量徑向圓跳動的方法(a)工件；(b)測量方法2.形狀和位置精度的測量◆對某些外形比較簡單而內(nèi)部形狀比較復(fù)