套类零件加工工艺

唐山学院东校区毕业设计(论文)题目：套类零件的加工及工艺分析系 (部)：专科教育部系专业名称：机械制造与自动化姓名：准考证号：班级名称：提交时间：摘要随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。

本次设计就是进行套类零件的数控加工工艺，对套类零件的加工工艺分析，并绘制零件图。

其中零件工艺规程的分析是此次论文的重点和难点。

关键词：套类零件；加工；工艺分析目录一、套筒类零件的结构特点及工艺分析 (1)1.1轴承套加工工艺分析加工 (1)1.2液压缸加工工艺分析 (2)二、套类零件的加工析 (4)三、套类零件加工刀具的刃磨 (4)3.1麻花钻 (5)四、套筒类零件加工中的主要工艺问题 (5)五、套类零件数控车削工艺分析 (6)5.1零件图工艺分析 (6)5.2选择设备 (7)5.3确定零件的定位基准和装夹方式 (7)5.4确定加工顺序及进给路线 (7)5.5刀具选择 (7)5.6切削用量选择 (8)5.7数控加工工艺卡片拟订 (9)六、套类零件加工编程 (9)毕业总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)套类零件的加工及工艺分析一、套筒类零件的结构特点及工艺分析套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。

就其结构形状来划分，大体可以分为短套筒和长套筒两大类。

它们在加工中，其装夹方法和加工方法都有很大的差别，以下分别予以介绍。

1.1 轴承套加工工艺分析加工如图1-1所示的轴承套，材料为ZQSn6-6-3，每批数量为200件。

1.1 轴承套的技术条件和工艺分析该轴承套属于短套筒，材料为锡青图1-1轴承套简图铜。

其主要技术要求为：Φ34js7外圆对Φ22H7孔的径向圆跳动公差为0.01mm；左端面对Φ22H7孔轴线的垂直度公差为0.01mm。

轴承套外圆为IT7级精度，采用精车可以满足要求；内孔精度也为IT7级，采用铰孔可以满足要求。

内孔的加工顺序为：钻孔－车孔－铰孔。

由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内，用软卡爪装夹无法保证。

因此精车外圆时应以内孔为定位基准，使轴承套在小锥度心轴上定位，用两顶尖装夹。

这样可使加工基准和测量基准一致，容易达到图纸要求。

车铰内孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度在0.01mm以内。

图1-11.1.2 轴承套的加工工艺表1－1为轴承套的加工工艺过程。

粗车外圆时，可采取同时加工五件的方法来提高生产率。

表1－1轴承套加工工艺过程序号工序名称工序内容定位与夹紧1 备料棒料，按5件合一加工下料2 钻中心孔车端面，钻中心孔调头车另一端面，钻中心孔三爪夹外圆3 粗车车外圆Ф42长度为6.5mm，车外圆Ф34Js7为Ф35mm，车空刀槽2×0.5mm，取总长40.5mm，车分割槽Ф20×3mm，两端倒角1.5×45°，5件同加工，尺寸均相同中心孔4 钻钻孔Ф22H7至Ф22mm成单件软爪夹Ф42mm外圆5 车、铰车端面，取总长40mm至尺寸车内孔Ф22H7为Ф22mm车内槽Ф24×16mm至尺寸铰孔Ф22H7至尺寸孔两端倒角软爪夹Ф42mm外圆6 精车车Ф34Js7(±0.012)mm至尺寸Ф22H7孔心轴7 钻钻径向油孔Ф4mm Ф34mm外圆及端面8 检查1.2 液压缸加工工艺分析液压缸为典型的长套筒零件，与短套筒零件的加工方法和工件安装方式都有较大的差别。

1.2.1 液压缸的技术条件和工艺分析液压缸的材料一般有铸铁和无缝钢管两种。

图1-2所示为用无缝钢管材料的液压缸。

为保证活塞在液压缸内移动顺利，对该液压缸内孔有圆柱度要求，对内孔轴线有直线度要求，内孔轴线与两端面间有垂直度要求，内孔轴线对两端支承外圆（Φ82h6）的轴线有同轴度要求。

除此之外还特别要求：内孔必须光洁无纵向刻痕；若为铸铁材料时，则要求其组织紧密，不得有砂眼、针孔及疏松。

图1-21.2.2 液压缸的加工工艺表1－2为液压缸的加工工艺过程序号工序名称工序内容定位与夹紧1 配料无缝钢管切断2 车1．车Ф82mm外圆到Ф88mm及M88×1.5mm螺纹（工艺用）一夹一顶2．车端面及倒角三爪夹一端，中心架托Ф88mm处3．调头车Ф82mm外圆到Ф84mm 三一夹一顶4．车端面及倒角取总长1686mm（留加工余量1mm）三爪卡盘夹一端，搭中心架托Ф88mm处3 深孔推镗1．半精推镗孔到Ф68mm一端用M88×1.5mm螺纹固定在夹具中，另一端搭中心架2．精推镗孔到Ф69.85mm3．精铰（浮动镗刀镗孔）到Ф70±0.02mm，表面粗糙度值Ra为2.5μm4 滚压孔用滚压头滚压孔至Ф70mm,表面粗糙度值Ra为0.32μm 一端用螺纹固定在夹具中,另一端搭中心架5 车1．车去工艺螺纹，车Ф82h6到尺寸，割R7槽软爪夹一端，以孔定位顶另一端2．镗内锥孔1°30′及车端面软爪夹一端，中心架托另一端(百分表找正孔)3．调头，车Ф82h6到尺寸，割R7槽软爪夹一端，顶另一端4．镗内锥孔1°30′及车端面软爪夹一端，顶另一端二、套类零件的加工由同一轴线的内孔和外圆为主要要素或加其他结构(如齿、槽等)组成的零件统称套类零件。

套类零件的车削上艺主要是指圆柱孔的加丁工艺，其加工特点是：①孔加工在工件内部进行，观察、测量较困难，尤其是小孔、深孔的加工；②受孔径和孔深的限制，刀杆较细、较长，降低了刀杆的刚性；③排屑困难，切削液不易进入切削区；④薄壁工件受夹紧力、切削力的作用容易变形。

本章只介绍一般套类零件的车削。

套类零件的主要技术要求是：①孔和外圆的尺寸精度和表面粗糙度；②孔和外圆的形状精度，如圆度、圆柱度等；③孔与其他几何元素间的位置精度。

如图2—1所示的轴承套，形状精度要求有：φ30H7孔的圆度公差为0．01mm，φ45js6外圆的圆度公差为0．005mm；位置精度要求有：φ45js6外圆对φ30H7孔的轴线径向圆跳动公差为0．01mm，左端面对φ30H7孔轴线的垂直度公差为0．01mm，φ45js6外圆的右端面对左端面平行度公差为0．01mm。

图2-1三、套类零件加工刀具的刃磨刀具的刃磨是车工必须熟练掌握的基本功，车工刀具刃磨技术能大大影响工件的加工质量与加工效率，因此，在课题练习前熟练而准确地掌握刀具刃磨技术是必需的。

下面我们介绍一下与套类零件基本刀具的刃磨相关的知识。

3.1 麻花钻一般的套类零件的加工通常是用钻头在实心的材料上钻孔，再经过扩孔或镗孔来达到图纸的要求，钻头一般用高速钢材料制成。

随着高速切削技术的发展，镶嵌硬质合金的钻头也得到了广泛的应用。

3.1.1 麻花钻的组成(图2-2)(1)柄部麻花钻有直柄和锥柄两种，通常直径小于Φ12mm的麻花钻都作成直柄的。

直径大于田12mm以上的通常作成锥柄的。

钻削时起传递转矩和钻头的夹持定心作用。

(2)颈部直径较大的钻头在颈部标注有商标、钻头直径和材料牌号等内容。

(3)工作部分这是钻头的主要部分，由切削部分和导向部分组成，起切削和导向作用。

3.1. 2 麻花钻工作部分的几何形状麻花钻的切削部分可看做是正反的两把车刀，所以它的几何角度的概念与车刀基本相同，但也有其特殊性。

(1)螺旋槽钻头的工作部分有两条螺旋槽，它的作用是构成切削刃、排出切屑和通切削液。

(2)前刀面指螺旋槽面。

(3)主后刀面指钻顶的螺旋圆锥面。

(4)顶角钻头两主切削刃之间的夹角。

顶角大，主切削刃短，定心差，钻出的孔容易扩大。

但顶角大，前角也增大，切削省力些。

顶角小，则反之。

四、套筒类零件加工中的主要工艺问题一般套筒类零件在机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精度（即保证内、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。

1．保证相互位置精度要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求，通常可采用下列三种工艺方案：（1）在一次安装中加工内外圆表面与端面。

这种工艺方案由于消除了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。

在这种情况下，影响零件内外圆表面间的同轴度和孔轴线与端面的垂直度的主要因素是机床精度。

该工艺方案一般用于零件结构允许在一次安装中，加工出全部有位置精度要求的表面的场合。

为了便于装夹工件，其毛坯往往采用多件组合的棒料，一般安排在自动车床或转塔车床等工序较集中的机床上加工。

图31－3所示的衬套零件就是采用这一方案的典型零件。

其加工工艺过程参见表31－3。

表4－1棒料毛坯的机械加工工艺过程五、套类零件数控车削工艺分析如图5-1为典型轴套类零件，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析（单件小批量生产）。

5.1 零件图工艺分析该零件表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。

零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。

通过上述分析，采用以下几点工艺措施。

①对图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取平均值，而取基本尺寸即可。

②左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。

③内孔尺寸较小，镗1：20锥孔与镗φ32孔及150锥面时需掉头装夹。

图5-1 轴承套零件5.2 选择设备根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CJK6240数控车床。

5.3 确定零件的定位基准和装夹方式①内孔加工定位基准：内孔加工时以外圆定位；装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧。

②外轮廓加工定位基准：确定零件轴线为定位基准；装夹方式：加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需要设一圆锥心轴装置（见图5-2双点划线部分），用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。

5.4 确定加工顺序及进给路线加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。

结合本零件的结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。

由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行（见图5-3）。

5.5 刀具选择将所选定的刀具参数填入表5-11轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。

注意：车削外轮廓时，为防止副后刀面与工件表面发生干涉，应选择较大的副偏角，必要时可作图检验。

本例中选κ =55 。

图5-2 外轮廓车削装夹方案图5-3 外轮廓加工走刀路线表5-1 轴承套数控加工刀具卡片5.6 切削用量选择根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后利用公式v c=πdn/1000和vf = nf，计算主轴转速与进给速度（计算过程略），计算结果填入表5-15工序卡中。