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典型套筒类零件的加工工艺分析


放大字体  缩小字体 发布日期:2019-08-12
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 ,每批数量为 400 只。加工时,应根据工件的毛坯材料、结构形状、加工余量、尺寸精度、形状精度和生产纲领,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

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">工序号

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">工序名称

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">工序内容

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">定位基准

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">1

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">备料

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">棒料,按6件合一下料

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">2

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">钻中心孔

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">1、车端面,钻中心孔

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">2、掉头,车另一端面,钻中心孔

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">外圆

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">3

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">粗车

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">车外圆Ø42,长度6.5,车外圆Ø34js7至Ø35,车退刀槽2×0.5,总长40.5,车分割槽Ø20×3,两端倒角C1.5;6件同时加工,尺寸均相同。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">中心孔

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">4

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">钻

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">钻Ø22H7孔至Ø20成单件

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">Ø42外圆

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">车、铰

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">1、车端面,总长40至尺寸;

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">2、车内孔Ø22H7,留0.04~0.06铰削余量;

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">3、车内槽Ø24×16至尺寸;

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">4、铰孔Ø22H7至尺寸

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">Ø42外圆

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">精车

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">精车Ø34js7至尺寸

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">Ø22H7孔心轴

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">钻

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">钻径向Ø4油孔

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">Ø34js7外圆及端面

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">检验

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">检验入库

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

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、形状及位置精度要求都较高。毛坯可选用无缝钢管,如果为铸件,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最终工序。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

10

20

 

30

40

50

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、切去工艺螺纹、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、形状及位置精度要求都较高。毛坯可选用无缝钢管,如果为铸件,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。如果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去。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 车去该工艺螺纹。

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,但要注意适当加大精加工的余量。
 
 
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