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套类零件的加工工艺及工艺问题分析

【摘要】:套类零件在机械中应用很广,其主要起支承或导向作用,在工作中承受径向力或轴向力。套类零件因作用不同,其结构形状、尺寸、技术要求等都有较大差别,因而机械加工工艺也有较大区别。套类零件主要加工面是孔、外圆和端面。套类零件加工的主要工艺问题是保证各表面间位置精度和防止变形。衬套加工工艺过程见表4-14。

套类零件在机械中应用很广,其主要起支承或导向作用,在工作中承受径向力或轴向力。例如,滑动轴承夹具上的导向套、液压缸等。套类零件结构的特点是:主要表面为同轴度要求较高的内、外旋转表面,壁厚较薄、易变形,端面和轴线要垂直,长度一般大于直径。

套类零件材料一般为钢、铸铁、青铜或黄铜。毛坯的选择与其材料、结构、尺寸等有关,孔径小于20 mm 时,一般选择热轧或冷拉棒料,也可用实心铸件;孔径大于20 mm 时,采用无缝钢管或带孔的铸件或锻件;大批量生产时除采用圆钢、铸件、锻件外,还可用冷挤压或粉末冶金等先进工艺制造。

1.机械加工工艺特点

(1)加工方法的选择。套类零件因作用不同,其结构形状、尺寸、技术要求等都有较大差别,因而机械加工工艺也有较大区别。

套类零件主要加工面是孔、外圆和端面。定位基准为外圆或孔。外圆按加工精度要求,采用车削和磨削加工。孔的加工方法较复杂,常根据其结构形状、尺寸、长径比、精度和表面粗糙度要求及生产类型等因素,选择钻、扩、铰、镗、拉和磨削等方法加工。套类零件加工的主要工艺问题是保证各表面间位置精度和防止变形。

(2)保证各表面相互位置精度的方法。

①在一次装夹中完成内外表面及端面的全部加工。这种方法消除了工件的装夹误差,可获得很高的位置精度。但是,此法的工序比较集中,对尺寸较大的套类工件也不便装夹,故多用于尺寸较小轴套的车削加工。

②主要表面加工分在几次装夹中进行,先粗加工外圆并精加工孔,然后以孔为精基准最后精加工外圆。此法所用夹具(心轴)结构简单,制造和装夹误差小,可保证较高的位置精度,生产中应用较多。

③主要表面分在几次装夹中加工,先精加工外圆,然后以外圆为精基准最后精加工孔。此法加工工件装夹迅速可靠,但因一般卡盘装夹误差较大,故加工后工件位置精度较低。

(3)防止变形的工艺措施。

①采用轴向夹紧工件的夹具或在工件上做出辅助凸边,以增加工件刚性。如用径向夹紧,则应使径向夹紧力均匀,可使用过渡套或弹簧套夹紧工件。

②用增大主偏角和采用内外表面同时加工的方法,使径向力减小或相互抵消;将粗、精加工分开,使粗加工产生的变形在精加工中得到纠正。

③为减少热变形引起的误差,精加工时应使工件在轴向或径向能自由伸缩。在粗、精加工之间应使工件充分冷却,合理使用切削液

④将热处理工序安排在精加工前,以使热处理造成的变形在后续工序加工中得到纠正。

2.衬套(见图4-30)加工工艺过程

(1)φ28p6 ()对内孔φ17H6 ()轴线A 的径向圆跳动为0.01 mm。

(2)端面B、C 对内孔φ17H6 ()轴线A 的垂直度允差为0.01 mm。

为满足上述两项要求,镗铰内孔时,应与端面在一次装夹中加工。精车外圆时应以内孔为定位基准,装圆锥心轴,用两顶尖装夹。这样,定位基准与测量基准一致,容易保证图样要求。

(3)衬套材料为ZCuSn5Pb5Zn5,内、外圆直径不大,为便于装夹,毛坯选用棒料。

(4)铜的热膨胀系数比钢大,在加工时应注意热胀冷缩。

(5)衬套每批生产数量为200 件。

图4-30 衬套

通过对衬套的工艺分析可知:工件主要表面的尺寸精度、相互位置精度要求高,表面粗糙度值较小。再考虑到工件材料性质、生产类型等因素,可采用粗车—精车的工艺来达到要求。衬套加工工艺过程见表4-14。

表4-14 衬套加工工艺过程

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