【图文】套筒的加工_百度文库
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套筒的加工
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你可能喜欢典型套筒类零件加工工艺分析；引言；理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件；我选择这个题目是因为此零件既包括了数控车床的又含；CAK6140控车床上进行,在一次安装中,可以完；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；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；1.1.1
典型套筒类零件加工工艺分析
理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的2～3倍，要充分发挥数控机床的这一特点，必须在编程之前对工件进行工艺分析，根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。数控加工工艺考虑不周是影响数控机床加工质量、生产效率及加工成本的重要因素。 随着科学技术技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也越来越高，数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标，数控机床能否发挥其高性能，高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控装备的各个方面，为追求加工效率和加工质量方面的智能化，为提高驱动性能及使用连接方面的智能化，如前馈控制，电动机参数的自适应运算，自动识别负载自动选定模型等；为简化编程，简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程，智能化的人机界面；还有智能诊断，智能监控等方面的内容，以方便系统的诊断和维修。数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：数控机床能方便地与CAD、CAM、CAPP及MTS等联结，向信息集成方向发展。其重点是以提高系统的可靠性，实用化为前提，以易于联网和集成为目标，注重加强单元技术的开拓和完善。从点、线向面的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。
我选择这个题目是因为此零件既包括了数控车床的又含有普通车床以及铣端面打中心孔机床的加工。用到了铣端面、钻中心孔、钻孔、扩孔、攻螺纹。对我们学过的知识大致都进行了个概括总结。这份毕业设计主要分为5个方面：1.抄画零件图2.工艺分析3.工艺设计4.计算编程，5填写工艺卡片。零件图通过在AUTOCAD上用平面的形式表现出来，更加清楚零件结构形状。然后具体分析零件图由那些结构形状组成。数控加工工艺分析，通过对零件的工艺分析，可以深入全面地了解零件，及时地对零件结构和技术要求等作必要的修改，进而确定该零件是否适合在数控机床上加工，适合在哪台数控机床上加工，此零件我选择在
CAK6140控车床上进行,在一次安装中,可以完成零件上平面车锥面,车圆弧以及圆柱表面。分析某台机床上应完成零件那些工序或那些工序的加工等。需要选择定位基准；零件的定位基准一方面要能保证零件经多次装夹后其加工表面之间相互位置的正确性，另一方面要满足数控车床工序集中的特点即一次安装尽可能完成零件上较多表面的加工。定位基准最好是表面已有的面或孔。再确定所有加工表面的加工方法和加工方案；选择刀具和切削用量。然后拟订加工方案确定所有工步的加工顺序，把相邻工步划为一个工序，即进行工序划分；先面后孔的加工顺序，因为平面尺寸轮廓较大，用平面定位比较稳定，先加工平面后在普通车床上加工孔。最后再将需要的其他工序，衔接于数控加工工序序列之中，就得到了要求零件的数控加工工艺路线。工艺设计是通过工艺分析划分好各个工序，然后用数控加工工件安装和零点设定卡把零件按工序加工的多少把它表现出来使更加明了。最后，查表填写数控加工工序卡、数控刀具卡、刀具运动轨迹路径及坐标点、程序表。
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。
1.1.1 轴承套的技术条件和工艺分析
该轴承套属于短套筒，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1-1 轴承套
1.1.2 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
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1-2 液压缸
1.2.2 液压缸的加工工艺
表1－2为液压缸的加工工艺过程
表1-2液压缸加工工艺过程
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零件的结构工艺性分析(格... 29...典型套筒类零件的加工工艺分析_机床_中国百科网
典型套筒类零件的加工工艺分析
    
典型零件的工艺分析 （1）轴承套加工工艺分析 图1所示为1轴承套，材料为ZQSn6-6-3 ，每批数目为 400 只。加工时，应根据工件的毛坯材料、结构外形、加工余量、尺寸精度、外形精度和生产纲领，正确选择定位基准、装夹方法和加工工艺过程，以保证达到图样要求。其主要技术要求为： ? 34mmjs7 外圆对 ? 22mmH7 孔的径向圆跳动公差为 0.01mm ；左端面对 ? 22mmH7 孔的轴线垂直度公差为 0.01mm 。由此可见，该零件的内孔和外圆的尺寸精度和位置精度要求均较高，其机械加工工艺过程如下表1所示。 &图1 轴承套 该轴承套属于短套，其直径尺寸和轴向尺寸均不大，粗加工可以单件加工，也可以多件加工。由于单件加工时，每件都要留出工件备装夹的长度，因此原材料浪费较多，所以这里采用多件加工的方法。 表1 轴承套机械加工工艺过程工序号工序名称工序内容定位基准1备料棒料，按6件合一下料&2钻中心孔1、车端面，钻中心孔2、掉头，车另一端面，钻中心孔外圆3粗车车外圆&O42，长度6.5，车外圆&O34js7至&O35，车退刀槽2×0.5，总长40.5，车分割槽&O20×3，两端倒角C1.5；6件同时加工，尺寸均相同。中心孔4钻钻&O22H7孔至&O20成单件&O42外圆&车、铰1、车端面，总长40至尺寸；2、车内孔&O22H7，留0.04～0.06铰削余量；3、车内槽&O24×16至尺寸；4、铰孔&O22H7至尺寸&O42外圆&精车精车&O34js7至尺寸&O22H7孔心轴&钻钻径向&O4油孔&O34js7外圆及端面&检验检验进库&&&&&该轴承套的材料为ZQSn6-6-3 。其外圆为IT7 级精度，采用精车可以满足要求；内孔的精度也是IT7 级，铰孔可以满足要求。内孔的加工顺序为钻―车孔―铰孔。 （2）液压缸加工工艺分析 图2所示某液压缸零件图，生产纲领为成批生产。&图2 液压缸简图该液压缸属长套筒类零件，与前述短套类零件在加工方法及工件安装方式上都有较大差别。该液压缸内孔与活塞相配，因此表面粗糙度、外形及位置精度要求都较高。毛坯可选用无缝钢管，假如为铸件，其组织应紧密，无砂眼、针孔及疏松缺陷。必要时要用泵验漏。该液压缸为成批生产。 该零件长而壁薄，为保证内外圆的同轴度，加工外圆时参照空心主轴的装夹方法。即采用双顶尖顶孔口 1 o 30 1 的锥面或一头夹紧一头用中心架支承。加工内孔与一般深孔加工时的装夹方法相同，多采用夹一头，另一端用中心架托住外圆。孔的粗加工采用镗削，半精加工多采用铰削 ( 浮动铰孔 ) 。该液压缸内孔的表面质量要求很高，内孔精加工后需滚压。也有不少套筒类零件以精细镗、珩磨、研磨等精密加工作为终极工序。内孔经滚压后，尺寸误差在 0.01mm 以内，表面粗糙度为 Ra0.16 或更小，且表面经硬化后更为耐磨。但是目前对铸造液压缸尚未采用滚压工艺，原因是铸件表面的缺陷 ( 如疏松、气孔、砂眼、硬度不均匀等 ) ，哪怕是很微小，都对滚压有很大影响，会导致滚压加工产生适得其反的效果。综合以上分析，图2所示液压缸加工工艺过程如表2所示。 表2 液压缸加工工艺路线工序工&& 序&& 内&& 容定位与夹紧1020&304050下料切断①车端面、车一端外圆至φ88mm并车螺纹M88×1.5mm（工艺用）、倒角②调头车端面（总长1686mm）、车另一端外圆至φ85mm、倒角①半精镗孔至φ68mm，②精镗至φ69.85mm， ③浮动镗至φ70±0.02mm滚压至要求①车端面、切往工艺螺纹、车外圆φ82至尺寸、割圆槽、镗内锥孔②调头车端面取总长1685mm、车外圆φ82至尺寸、割圆槽、镗内锥孔&一夹一顶（或托）&一用螺纹紧固一托一用螺纹紧固一托一夹一顶（或托）&&&&分析液压缸的加工工艺，有以下特点： 该液压缸属长套筒类零件，与前述短套类零件在加工方法及工件安装方式上都有较大差别。该液压缸内孔与活塞相配，因此表面粗糙度、外形及位置精度要求都较高。毛坯可选用无缝钢管，假如为铸件，其组织应紧密，无砂眼、针孔及疏松缺陷。必要时要用泵验漏。该液压缸为成批生产。 （1）保证表面相互位置精度的方法 套类零件内外表面的同轴度以及端面与孔轴线的垂直度要求一般都较高，一般可用以下方法来满足：① 在1次安装中完成内外表面及端面的全部加工，这样可消除工件的安装误差并获得很高的相互位置精度。但由于工序比较集中，对尺寸较大的套筒安装不便，故多用于尺寸较小的轴套车削加工。② 主要表面的加工分在几次安装中进行(先加工孔) ，先加工孔至零件图尺寸，然后以孔为精基准加工外圆。由于使用的夹具(通常为心轴) 结构简单，而且制造和安装误差较小，因此可保证较高的相互位置精度，在套筒类零件加工中应用较多。③ 主要表面的加工分在几次安装中进行(先加工外圆) 先加工外圆至零件图尺寸，然后以外圆为精基准完成内孔的全部加工。该方法工件装夹迅速可靠，但一般卡盘安装误差较大，使得加工后工件的相互位置精度较低。假如欲使同轴度误差较小，则须采用定心精度较高的夹具，如弹性膜片卡盘，液性塑料夹头、经过修磨的三爪自定心卡盘和软爪等。 （2）防止套类零件变形的工艺措施 套类零件的结构特点是孔的壁厚较薄，薄壁套类零件在加工过程中，常因夹紧力．切削力和热变形的影响而引起变形。为防止变形常采取―些工艺措施： 1) 将粗、精加工分开进行 为减少切削力和切削热的影响，使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正。 2) 减少夹紧力的影响 在工艺上采取以下措施减少夹紧力的影响：① 采用径向夹紧时，夹紧力不应集中在工件的某一径向截面上，而应使其分布在较大的面积上，以减小工件单位面积上所承受的夹紧力。如可将工件安装在一个适当厚度的开口圆环中，在连同此环一起夹紧。也可采用增大接触面积的特殊卡爪。以孔定位时，宜采用张开式心轴装夹。② 夹紧力的位置宜选在零件刚性较强的部位，以改善在夹紧力作用下薄壁零件的变形。③ 改变夹紧力的方向，将径向夹紧改为轴向夹紧。④ 在工件上制出加强刚性的工艺凸台或工艺螺纹以减少夹紧变形，加工时用特殊结构的卡爪夹紧，加工终了时将凸边切往。如表1工序2先车出M88mm×1.5mm 螺纹供后续工序装夹时使用。在工序 3 中利用该工艺螺纹将工件固定在夹具中，加工完成后，在工序 5 车往该工艺螺纹。 3) 减小切削力对变形的影响 ① 增大刀具主偏角和主前角，使加工时刀刃锋利，减少径向切削力。② 将粗、精加工分开，使粗加工产生的变形能在精加工中得到纠正，并采取较小的切削用量。③ 内外圆表面同时加工，使切削力抵销。 4) 热处理放在粗加工和精加工之间 这样安排可减少热处理变形的影响。套类零件热处理后一般会产生较大变形，在精加工时可得到纠正，但要留意适当加大精加工的余量。
Copyright by ；All rights reserved.本夹具主要用来钻直径为10mm孔，这孔需要通孔，；本工序所加工侧孔位于圆柱面上，但由于其位于中心位；3.夹紧方案；参考夹具资料，采用M42螺母、圆柱销、开口垫圈和；4.确定引导元件；由于生产量为大批量生产，故选用固定钻套；5.夹具精度分析；所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸?20，中心与；五、定位误差的分析；用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工；
本夹具主要用来钻直径为10mm孔，这孔需要通孔，在加工本工序时，其他的工序大部分都已经加工完了。因此，只需要保证孔的尺寸和定位尺寸即可。
2 .确定夹具类型
本工序所加工侧孔位于圆柱面上，但由于其位于中心位Z，故可利用一面，两孔定位，孔径不大，工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为中批量生产等原因，采用固定式钻模。
3.夹紧方案
参考夹具资料，采用 M42螺母、圆柱销、开口垫圈和定位心轴在?68孔两端面夹紧工件。下端旋转长螺钉使其顶住心轴右端定位端面，从而将工件卡住，以防止其转动。
4.确定引导元件
由于生产量为大批量生产，故选用固定钻套。主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准 JB/T 9选取内径?20，外径?30，高度H20的钻套。
5.夹具精度分析
所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸?20，中心与侧壁距为40两要求。故根据上述分析可知均能满足。如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于机动加紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的钻床没有采用这样的机动加紧装Z。选?68mm作为定位基准，心轴及其端面限制五个自由度，再用挡销限制第六个自由度。在加工孔下方用两个销作辅助支撑。这样此方案结构紧凑，工件装夹方便。由于两个螺纹孔是通孔，可直接钻出，又因批量较大，故宜选用可换钻套。在工件装卸方便的情况下，尽可能选用固定式钻模板。加紧方式采用螺钉及开口垫圈加紧机构。夹具体采用铸造的方式。
五、定位误差的分析
用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多。与夹具有关的因素有定位误差，对刀误差，夹具在机床上的安装误差和夹具误差。在机械加工工艺系统中，影响加工精度的其他因素综合称为加工方法误差。上述各项误差均导致刀具相对工件的位Z不精确，从而形成总的加工误差。
加工尺寸?10mm的孔时，工件定位孔为圆形通孔，在尺寸钻孔上的基准位移误差为
ΔY=XMAX=0.025L
工件的定位基准与面线不一致，因此
ΔY=0.1L（这个是根据经验得出的）
2对刀误差Δt
因加工孔处工件相对较薄，可不考虑钻头的倾斜。钻套导向孔尺寸为 ，?0.028钻头尺寸为?100?100?0.036。对刀误差为
ΔT=（0.028+0.036）=0.064L
尺寸95的公差等于+0.03L，他在孔方向上产生的误差为0.05L
这样，加工总的误差为这几个误差之和
Δ总=0.025+0.1+0.064+0.05=0.239L
六、工 艺 规 程 设 计
毛坯的材料――零件毛坯的材料是45钢。
制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，适应当时零件的几何形状、尺寸精度及位Z精度等技术要求得到妥善的保证。在生产纲领以确定的成批成生产条件下，可以考虑万能性机床并配以专用夹具，并尽量使工序集中以提高生产率。除此以外，还要考虑经济因素，以便使生产成本降低。
工艺路线方案：
工序 Ⅰ 车削外圆柱面
工序 Ⅱ 车削前后端面
工序 Ⅲ 钻直径为75mm的孔。
工序 Ⅳ 钻直径为10mm的内孔。
工序 Ⅴ 检查
机械加工余量、工序寸及毛坯尺寸的确定尺
根据上述原始材料及加工工艺，查《机械制造工艺设计简明手册》，分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下：
表面粗糙度
1车削外圆柱面
2 车削前后端面
1钻内孔(1)
2钻内孔(2)
1钻?10mm的孔
（一） 选择机床设备及工艺装备
C6140普通车床
硬质合金车刀 ?80Z10
0-200/0.02L油标尺（下
Z525立式钻床，专用钻模，加长麻花扩孔钻，直柄麻花钻
?60GB1436-78
Z525立式钻床，专用钻模，加长麻花扩孔钻，直柄麻花钻
?9GB1436-78
（二） 确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ 车削外圆柱面 ，本工序采用查表法。
工件材料：45钢，?b?360MPa，铸造。
加工要求：车削直径为?80外圆柱面，表面粗糙度Ra=3.2?m。
机床：C6140普通车床。
刀具：YG6硬质合金端车刀。
2计算切削用量
1）车削外圆柱面和前后端面 。
前端面的加工余量为0.5mm，故可一次加工完成。
1. 吃刀深度ap=h=0.5mm
每次进给量fz=0.14-0.24m/z fz《切削用
简明手册》表3.5 YG6
vc=108m/min=1.80m/s （《简明手册》表3.16）
vf=490m/min
d?=80mm, Z=10
=7.2r/s=427.5r/min
3.14?80?da
按机床选取n??450r/min?7.5r/s
1 钻孔?30mm（孔径大于30mm以上,通常采用两次钻削 ）
f=0.36mm/r
ns==150r/min=2.5r/s ??dw3.14?30
按机床选取nw=180r/min=3r/s
?dn??30?3实际切削速度V=aw==0.28m/s
切削工时 切入l1=ctg k?+(1～2)=3
切出l2=3mm
l?l1?l298l=80mm tm===91s 3?0.36nw?f
2、重复上述步骤，钻孔至?65mm,
f=0.36mm/r
ns==67.4r/min ??dw3.14?65
按机床选取nw=90r/min=1.5r/s
?dn??65?3实际切削速度V=aw==0.60m/s
D切削工时 切入l1=ctg k?+(1～2)=3
切出l2=3mm
t=l?l1?l298
w?f1.5?0.36=182s
f=0.4mm/r=1.5 fz
v=6.5m/min=0.11m/s
s=?d?3.14?67.8=0.62r/min
实际切削速度V=?danw??67.8?2.333
切削工时tl?l1?l298
w?f2.33?0.4=105s
f=0.15mm/r
ap=0.06-0.15
v=10m/min=0.17m/s
s=?d?3.14?67.94=0.83r/s =49.8r/min
nw=50r/min=0.83r/s
实际切削速度V=?danw
1000=??67.94?0.83
切削工时tl98
w?f0.75?0.15
4精铰?=68mm
f=0.05mm/r
v=50m/min=0.83m/s
3.14?68=3.9r/s =233r/min
按机床选取nw=500r/min=8.3r/s
实际切削速度V=?danw?
f=0.36mm/r
s=?d?=8.2r/min=493r/s
按机床选取nw=500r/min=8.3r/s
实际切削速度V=?danw??9?8.3
切削工时 切入lD
1=2ctg k?+(1～2)=3
切出l2=3mm
w?f8.3?0.36=1.8s
f=0.4mm/r=1.5 fz
v=6.5m/min=0.11m/s
s=?d?=3.6r/min=216r/s
按机床选取nw=220-233r/min
实际切削速度V=?danw
1000=??21.8?2.333
切削工时tl?l1?l25
w?f2.33?0.4=5.4s
f=0.15mm/r
ap=0.06-0.15
v=10m/min=0.17m/s
s=?d?=5.50r/s =330r/min
w3.14?9.94
nw=330r/min=5.5r/s
实际切削速度V=?danw??9.94?5.5
切削工时tl?l1?l25
w5.5?0.15=6.0s
4精铰?=10mm
f=0.05mm/r
v=50m/min=0.83m/s
10=26.4r/s =1584r/min
按机床选取nw=1600r/min=26.7r/s
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