套筒的加工

1/28第二章典型零件的加工—轴2/28概述三二一套筒类零件的工艺过程内圆表面的加工方法四内圆表面的加工方法录像结束第二章典型零件的加工—套筒3/28第二章典型零件的加工—套筒一、套筒类零件的功用及结构特点：4/28第二章典型零件的加工—套筒二、套筒类零件的技术要求1、内孔：起支承导向作用时，尺寸精度一般IT7-IT6，Ra3.2-0.8µm；内孔形状精度一般控制在尺寸公差以内，为防止泄漏，有圆度、圆柱度、直线度等形状公差的要求。2、外圆：一般是套类零件的支承表面，与机体上的孔相配合。尺寸精度为IT7-IT6，粗糙度值Ra6.3-0.8µm，有的达0.2µm。5/28第二章典型零件的加工—套筒3、内外圆的同轴度:一般为0.05–1mm，同轴度要求高的为0.01mm。4、内孔轴线对端面的垂直度:如在使用或加工过程中承受轴向力，其垂直度一般为：0.01–0.04mm。三、套筒类零件的材料与毛坯1、材料：大多数为低碳钢或中碳钢，如A3、45#钢;少数采用合金钢如：25CrMo、30CrMnSi、18CrNiWA等2、毛坯：棒料、锻件、铸件、无缝钢管等。如油缸常采用20、35、27SiMn热扎或冷拔无缝钢管。6/28第二章典型零件的加工—套筒套筒类零件虽然种类众多、形态各异，但按其结构形状来分，大体上可分为短套筒和长套筒两类。由于这两类套筒零件结构形状上的差异，其工艺过程有很大的差别。长套筒类零件工艺过程分析一、长套筒零件的加工分析液压系统中的油缸体如图所示，是比较典型的长套筒零件，一般结构简单，薄壁容易变形，加工面比较少，加工方法变化不多。7/28第二章典型零件的加工—套筒典型的长套筒零件--油缸体8/28第二章典型零件的加工—套筒1、油缸体零件的技术要求主要的加工表面为内孔及两端口内外表面。内孔Φ70作为活塞运动的导向元件，尺寸精度为IT11，不算太高，但表面粗糙度为Ra0.4μm，要求较严，圆柱度要求在1685mm内为0.06mm，有较大的加工难度，直线度0.15mm，同轴度Φ0.04，两端口处通常与支承件相配合有较高的位置精度要求，两孔口端面对轴线的垂直度为0.03mm。材料为中碳钢无缝钢管，生产批量为小批。9/28第二章典型零件的加工—套筒2、加工方法的选择Φ70H11为深孔（深径比L/D≈24.1），其加工方案有以下几种:1）粗镗-精镗-珩磨(或滚压)：符合粗精分开的原则。有利于清洗缸筒及时发现和排除废品次品，刀具简单，易于调整，是目前常用的一种加工方法，生产率低，但质量稳定，多用于大批大量生产。2）半精镗-精镗-精铰-滚压：同样也符合粗精分开的原则，有利于清洗缸筒及时发现和排除废品次品，刀具简单易于调整，能保证加工质量，生产率低，适用于毛坯精度高（如热轧或冷拔无缝钢管）的场合。10/28第二章典型零件的加工—套筒3）粗镗-复合滚镗(精镗滚压合一)：使用组合刀具，减少了一道工序，生产率高，但需要复杂的组合刀具，并进行精细调整，多用于大批大量生产。4）复合滚镗(粗镗,精镗,滚压三道工序合一)：一次走刀完成粗精光整加工，生产率高，但刀具复杂，不易发现加工过程中的质量问题，多用于加工低碳制造的缸筒。5）强力珩磨：生产效率高，钢材利用率高，加工质量高，但需要专用设备，工艺条件要求高，投资费用高，主要用于大批大量生产。经以上加工方案对比分析，对液缸体在小批量生产条件下，采用方案2是比较经济合理。11/28第二章典型零件的加工—套筒3、拟定工艺路线按照基准先行的原则作为定位精准面应首先按排加工。液缸体为一个薄壁深孔零件，为防止夹紧力过大或不均匀而引起缸孔径向变形，影响加工精度，应按照基准重合，基准统一，互为基准原则，选择定位精基准。对于套筒类零件，一般以孔或外圆作为精基准。深孔加工在机床上的安装方式有以下几种:12/28第二章典型零件的加工—套筒（1）如图(a)所示：缸筒以一端止口定位，用弹性夹头夹紧；另一端用中心架支承。这种方法装卸工件比较麻烦，定位精度低，但不需要专用设备，适用于单件小批生产；13/28第二章典型零件的加工—套筒（2）如图(b)所示：缸筒以一端止口定位，用弹性夹头夹紧；另一端以30º-60º外圆锥面与压力头上的专用内锥套定位和夹紧。这种方法装卸工件比较方便，定位精度高，须有压力头，适用于中、小批生产。14/28第二章典型零件的加工—套筒（3）如图(c)所示：缸筒以一端止口定位，用螺纹与连接盘连接在机床主轴上；另一端用中心架支承。这种方法用螺纹传递扭矩，缸体基本不受径向夹紧力作用，能保证加工精度，但加工完毕后，须切除螺纹部分，增加了工序和材料的浪费，适用于小批量生产。15/28第二章典型零件的加工—套筒（4）如图(d)所示：缸筒两端均采用加工出的30º-60º的外锥面定位，一端锥面与专用卡盘的内锥面配合定位；另一端与压力头的内锥面配合定位，并轴向夹紧。这种方法工件装卸方便，定位精度高，在大批大量生产中应用广泛。本例则采用(c)方案定位装夹16/28第二章典型零件的加工—套筒由于液缸体为薄壁深孔套，钢材的淬透性好，调质可按排在下料后，并对全长弯曲度提出限制，弯曲度允差小于2.5mm。为防腐耐磨，缸体内孔加工完毕后，表面可镀铬并抛光。深孔加工完毕后，作为重要工序应按排一次检验，最后按排终检。由于液缸体为小批量生产，应采用工序集中的原则按排加工顺序。17/28第二章典型零件的加工—套筒序号工序名称工序内容机床1下料无缝钢管切断Φ90×17002热处理调质处理HB241~285，全长弯曲度2.5mm3粗、半精车软卡爪夹一端，大头顶尖顶另一端，车Φ82mm外圆到Φ84mm及Φ88mm×1.5工艺螺纹（工艺用）；搭中心架托Φ84mm处，车端面及倒角；三爪卡盘夹一端，大头顶尖顶另一端，调头车Φ82mm外圆到Φ84mm；搭中心架托Φ84mm处，车另一端面及倒角取总长1686mm。车床4、典型的长套筒零件--油缸体的工艺过程18/28第二章典型零件的加工—套筒45镗孔检验镗深孔一端用Φ84定位，用M88X1.5mm螺纹固定，另一端搭中心架，半精推镗孔到Φ68mm，精推镗孔到Φ69.85mm，浮动镗刀镗孔到Φ70±0.02mm,Ra1.6µm改装的车床6滚压滚压孔,用深孔滚压头滚压孔至Ra0.4µm车床78精车检软卡爪夹一端，顶尖顶另一端，车Φ82h6到尺寸，切R7槽及车端面，撤掉顶尖换中心架，镗内锥孔1º30'。调头,软卡爪夹一端，顶尖顶另一端，车Φ82h6到尺寸，切R7槽及车端面取总长1685mm，撤掉顶尖换中心架，镗内锥孔1º30'车床19/28第二章典型零件的加工—套筒二、短套的加工分析短套，如轴承套、钻套、各类导向套等，这类短套一般孔与端面、孔与外圆之间均具有较高的位置精度，结构上有光套也有台阶套，由于长度较短，最常用的加工方法是车削，表面淬火或精度高的采用磨削。20/28第二章典型零件的加工—套筒1、保证短套零件加工精度的方法：1）保证短套零件各表面位置精度的方法：从短套零件的技术要求可知，其主要位置精度是内、外圆表面的同轴度及端面与轴线之间的垂直度要求。在加工过程中一般常采用下述方法：（1）在一次装夹过程中完成内外表面及端面的加工：这种加工方法消除了工件的装夹误差，可获得很高的相对位置精度。但是，这种加工方法的工序比较集中，对于尺寸较大的套筒零件也不便于装夹。21/28第二章典型零件的加工—套筒（2）套筒主要表面的加工分在几次装夹中完成：先终加工孔，然后再以孔为精基准，最终加工外圆及端面。这种方法需采用心轴为夹具，但夹具的结构简单，定心精度高，能保证各表面间的位置精度。（3）套筒主要表面的加工分在几次装夹中完成：先终加工外圆，然后以外圆为精基准来加工孔和端面。采用这种方法加工时，工件装夹迅速可靠，加工精度略差。欲获得较高的同轴度，则须采用定心精度高的夹具，如弹性膜片卡盘、液性塑料夹具及经修磨过的三爪卡盘和软爪等夹具。22/28第二章典型零件的加工—套筒2）防止套筒在加工过程中变形的措施套筒零件孔壁较薄，加工中常因夹紧力、切削力、残余应力和切削热等因素的影响而产生变形。为了防止变形，应注意以下几点：（1）为减少切削力与切削热的影响：粗、精加工应分开进行，使其变形在精加工过程中得以纠正；（2）为减少夹紧力的影响：工艺上可即把径向夹紧改为轴向夹紧。对于精度要求较高的精密套筒（如孔的圆度要求为0.0015mm）,任何微小的径向变形，都可能引起较大的误差，必须找正外圆或孔后，在端面或外圆台阶上加轴向夹紧力。23/28第二章典型零件的加工—套筒对于普通精度的套筒，如果需径向夹紧时，也尽可能使径向夹紧力均匀，使用过渡套或弹簧套夹紧工件；或者作出工艺凸台及工艺螺纹，以减少夹紧变形（3）减少热处理变形的影响：将热处理安排在粗精加工阶段之间或安排在下料之后，机加工之前，使热处理产生的变形在后续的加工中逐步予以消除。2、小套零件的工艺过程（材料45钢、小批量生产、全部倒角1×45º、淬火处理HRC45~50）24/28第二章典型零件的加工—套筒序号工序名称工序内容定位基准01下料Φ48×130mm（五件合一）02车（一刀活）车端面，Ra10μm，钻、镗孔，留磨余量0.3mm，车外圆，留磨余量0.3mm，倒角，切断；调头，车端面，保证尺寸20mm，Ra10μm，倒角；外圆端面03热淬火，HRC45~5004磨磨孔至图样要求外圆05磨磨外圆至图样要求内孔06检按图样检验入库25/28第二章典型零件的加工—套筒一、内圆表面常用加工方法.(一)钻孔1、用钻头在工件的实体部位加工孔称为钻孔。钻孔类机床有小台钻、立式钻床、摇臂钻床。钻孔属于粗加工：IT14~IT12,Ra50~12.5µm.2、麻花钻头由工作部分和柄部组成。工作部分又分导向部分和切削部分。如图所示：26/28第二章典型零件的加工—套筒柄部：颈部和锥柄，45钢淬火HRC30~45.导向部分：两个对称的螺旋槽，螺旋角20º~33º.两条对称的螺旋槽是钻屑流经的表面，槽边有高度1~0.5mm的棱边，起到导向、扶正、修光孔壁及减少与孔壁磨擦的作用。27/28第二章典型零件的加工—套筒(二)扩孔扩孔属半精加工:IT10~IT9,Ra6.3~3.2µm.扩孔特点：刚性好,扩孔钻容屑槽浅而窄，钻芯粗壮，因此扩孔钻的刚性好；导向性好，扩孔钻有三~四个刀齿，增加了导向的楞边数；切削条件好，只有切削刃的外缘部分参加切削，切削较轻快，可用较大的切削用量；孔壁光洁，扩孔切屑少，排屑通畅，不会刮伤已加工表面。28/28第二章典型零件的加工—套筒（三）铰孔用铰刀加工孔的一种精加工方法。须在扩孔或半精镗孔的基础上进行。铰孔所能达到的精度为：IT8~IT7,Ra1.6~0.4µm。如图所示：29/28第二章典型零件的加工—套筒铰刀为定尺寸精加工刀具，比精镗孔更容易保证孔的尺寸精度和形状精度，生产率高，对细长孔更是如此。铰孔适应性差。一定直径的铰刀只能铰削一定尺寸公差的孔，不能铰削非标准孔，台阶孔和盲孔。（四）镗孔1、镗孔是：用镗刀对已经钻出、铸出、锻出的孔作进一步的加工，以扩大孔径提高精度降低表面粗糙度。镗孔是孔常用的加工方法。30/28第二章典型零件的加工—套筒2、镗孔阶段粗镗:尺寸公差等级IT14--IT12，Ra25--12.5。半精镗:尺寸公差等级IT11--IT9，Ra6.3--3.2。精镗:尺寸公差等级IT8---IT7,Ra1.6--0.8。3、镗孔方式车床镗孔：由横向进刀和走刀次数扩大孔径非常方便。如图所示：31/28第二章典型零件的加工—套筒镗床镗孔：1)镗刀杆回转：工件随工作台作纵向进给，镗孔直径一般小于120mm,镗刀杆不宜悬伸过长，以免刀杆弯曲变形，影响加工精度。有支承座支承的长刀杆可镗箱体两壁相距较远的同轴孔。如图所示：2)镗刀杆回转并外伸作纵向进给:用来镗深度较浅的孔；32/28第二章典型零件的加工—套筒3）平旋盘带动镗刀杆回转：工件随工作台作纵向进给。可镗削价Φ200mm以上的大孔，但孔深不宜过大。如图所示：33/28第二章典型零件的加工—套筒(五)拉孔用拉刀加工孔的一种