情境二--套类零件加工工艺编制

扬州工业职业技术学院《机械零件加工工艺编制》扬州工业职业技术学院机械工程系叶贵清(情境二套类零件加工工艺编制)扬州工业职业技术学院情境二套类零件加工工艺编制任务1：套类零件工艺分析任务2：套类零件材料及毛坯选择任务3：套类零件常见表面加工方法任务4：套类零件加工工艺编制举例任务5：工艺尺寸链计算扬州工业职业技术学院2.1套类零件工艺分析一、套类零件结构特点和技术要求1、套类零件功用及结构特点套类零件的功用1）支撑回转轴2）定位3）导向扬州工业职业技术学院套类零件的结构特点1)外圆直径D一般小于其长度L,通常长径比(L/D)小于52)内孔与外圆直径之差较小,即零件壁厚较小,易变形。3)4)结构比较简单。2.1套类零件工艺分析扬州工业职业技术学院2、套类零件的主要技术要求1）内孔与外圆的尺寸精度:一般为IT7～IT62）内孔与外圆形状精度：圆柱度＜直径公差，较精密的控制在1/2～1/3之内3）内孔与外圆位置精度：同轴度、垂直度4）表面粗糙度：外圆Ra0.63～5，内孔Ra0.16～2.52.1套类零件工艺分析扬州工业职业技术学院二、套类零件工艺分析1、工艺措施(1)在一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)先完成孔加工,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2.1套类零件工艺分析扬州工业职业技术学院(3)先完成外圆加工,然后以外圆为精基准加工内孔。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。2.1套类零件工艺分析扬州工业职业技术学院2、减少变形套筒类零件的结构特点是壁薄,在切削加工中常由于夹紧力、切削力、内应力和切削热等因素的影响而产生变形。为此,应注意将粗、精加工分开进行,应尽量减少加工余量,增加走刀次数。同时,应改善夹持方式,减小夹紧力。例如,采用过渡套或弹簧套来夹持,或者夹持工艺凸台或工艺螺纹(见表6-3工序2,工序4),加工完后再切去(工序5)。另外,应该尽量减小热处理变形对加工过程的影响,将热处理放在粗加工和精加工之间进行,让精加工切除热处理的残留变形量2.1套类零件工艺分析扬州工业职业技术学院3、套类零件的材料、毛坯及热处理套类零件的毛坯1）孔径较大(如d＞20mm)时,常采用无缝钢管或带孔的铸件和锻件；2）孔径较小时,多选用热轧或冷拉棒料,也可采用实心铸件；3）大批量生产时,可采用冷挤压棒料、粉末冶金棒料。套类零件的材料套筒类零件的材料以钢、铸铁、青铜或黄铜为主,也有采用双金属结构(即在钢或铸铁套的内壁上浇注一层轴承合金材料)的。套类零件的热处理渗碳、淬火、表面淬火、调质、高温时效及渗氮等2.2套类零件材料及毛坯选择扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法孔的加工方案及经济精度序号加工方法经济精度经济粗糙度使用范围1钻IT13～IT1112.5用于淬火钢以外的各种金属实心工件2钻－铰IT93.2～1.6用于淬火钢以外的各种金属实心工件，但孔径D20mm3钻－扩－铰IT9～IT83.2～1.6用于淬火钢以外的各种金属实心工件，但孔径为10～804钻－扩－粗铰－精铰IT71.6～0.45钻－拉IT9～IT71.6～0.4用于大批量生产6（钻）－粗镗－半精镗IT10～IT96.3～3.2用于淬火钢以外的各种材料7（钻）－粗镗－半精镗－精镗IT8～IT71.6～0.88（钻）－粗镗－半精镗－磨IT8～IT70.8～0.4用于淬火钢、未淬火钢、铸铁等，不宜加工强度低、韧度高的有色金属9（钻）－粗镗－半精镗－粗磨－精磨IT7～IT60.4～0.210粗镗－半精镗－精镗－珩磨IT7～IT60.4～0.02511粗镗－半精镗－精镗－研磨IT7～IT60.4～0.025用于钢件、铸铁件和有色金属件的加工粗镗－半精镗－精镗－精细镗扬州工业职业技术学院2.3套类零件常见表面加工方法扬州工业职业技术学院例1：小套，需淬火处理,小批量2.4套类零件加工工艺编制举例扬州工业职业技术学院例2：轴承套，材料为ZQSn6-6-3，每批数量为200件2.4套类零件加工工艺编制举例扬州工业职业技术学院例3：液压缸图6-17液压缸简图2.4套类零件加工工艺编制举例扬州工业职业技术学院表6－3液压缸加工工艺路线扬州工业职业技术学院该零件孔长而壁薄,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°30′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,半精加工多采用浮动铰刀铰削。铰削后,孔径尺寸精度一般为IT9～IT7,表面粗糙度达Ra2.3～0.32μm。液压缸内孔的表面质量要求很高,精加工铰孔后,还需采用钢珠滚压,以改善内圆表面,使其熨平并形成残余压应力,提高使用寿命。为此,较多的专业生产厂采用专用组合刀具来完成液压缸内孔的粗加工、半精加工、精加工和滚压加工,专业组合刀具是将镗刀、浮动铰刀和钢珠滚压头等集成在一起。内孔经滚压后,尺寸误差在0.01mm以内,表面粗糙度为Ra0.16μm或更小,且表面经硬化后更为耐磨。但是目前对铸造液压缸体尚未采用滚压工艺,原因是铸件表面缺陷对滚压有很大影响,因此,常以精细镗、珩磨、研磨等精密加工作为缸体内孔加工的最终工序。2.4套类零件加工工艺编制举例扬州工业职业技术学院2.4套类零件加工工艺编制举例作业：编制图示套筒零件的加工工艺扬州工业职业技术学院2.4套类零件加工工艺编制举例1．主要技术要求⑶材料为HT300。⑵A、B端面对φ孔的轴线H的垂直度公差为φ0.015mm,表面粗糙度Ra为1.6μm。021.0020⑴φ外圆柱面对φ内孔的同轴度允差为φ0.02mm，表面粗糙度Ra为1.6μm。013.0002.030021.0020扬州工业职业技术学院2.4套类零件加工工艺编制举例2．定位基准的选择以φ54为粗基准，在一次装夹中车出A面、φ外圆及B面、φ内孔；013.0002.030021.0020加工φ54外圆及端面C时，可用φ为精基准；013.0002.030加工3-φ5.5孔时，用φ外圆和A端面为精基准；013.0002.030加工D面时，用φ内孔、端面C和任一φ5.5的孔为精基准；021.0020扬州工业职业技术学院2.4套类零件加工工艺编制举例3．加工路线的拟定车C面及φ54外圆，钻、扩、铰内孔，刨D面；为保证套筒内外圆的同轴度要求和A、B端面对轴心线的垂直度，采用在一次装夹中先粗、精车端面A，φ外圆和B端面，再钻、扩、铰φ的孔。013.0002.030021.0020扬州工业职业技术学院2.4套类零件加工工艺编制举例工序号工序名称工序内容定位基准1铸造铸造毛坯2车①粗精车端面A、φ外圆及端面B，保证长度尺寸26±0.1②钻孔φ12，扩孔至φ19.8，粗铰至φ19.94，精铰至φ③内外圆倒角1×45°④调头夹φ外圆，车端面C，保证长度6，车φ54外圆至尺寸；⑤内外圆倒角1×45°外圆面3划3-φ5.5孔线及D面加工线4钻钻3-φ5.5孔，锪3-φ11×90°沉孔孔线5刨刨D面，保证尺寸50；按线找正6钳去毛刺7检验机械加工工艺过程（单件小批生产）013.0002.030021.0020013.0002.030扬州工业职业技术学院2.5工艺尺寸链的计算简单工序尺寸及公差确定工序名称工序余量工序所达到的经济精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差精镗0.3IT70.02548.00Φ48.0+0.0250半精镗1.0IT90.06248.0-0.3=47.7Φ47.7+0.0620粗镗1.7IT120.25047.7-1.0=46.7Φ46.7+0.2500毛坯3.0IT151.046.7-1.7=45.0Φ45±0.5例：一齿轮孔加工工艺粗镗—半精镗—精镗，确定工序尺寸及公差扬州工业职业技术学院2.5工艺尺寸链的计算一.尺寸链的定义和组成1、尺寸链的定义和特征（1）定义：零件的加工或测量以及在机器的设计或装配过程中，互相联系且按一定顺序排列成封闭图形的尺寸组合，称为尺寸链。（a）零件在加工过程中形成的尺寸链——工艺尺寸链（b）在机器设计和装配中形成的尺寸链——装配尺寸链扬州工业职业技术学院2.5工艺尺寸链的计算A2A1A∑1.加工面2.定位面3.设计基准工艺尺寸链A1A2A∑装配尺寸链扬州工业职业技术学院2.5工艺尺寸链的计算（2）特征：（a）封闭性（b）关联性2、工艺尺寸链的组成AΣA2A1ABC123AΣA2A1AΣA2A1(a)(b)(c)扬州工业职业技术学院2.5工艺尺寸链的计算AA1A1A名称定义举例说明封闭环在加工过程中，间接获得、最后保证的尺寸如图2-27中的封闭环用下标“”表示每个尺寸链只能有一个封闭环组成环增环当其余组成环不变，而该环增大（或减小）使封闭环随之增大（或减小）如图2-27c中的可标记成减环当其余组成环不变，而该环增大（或减小）反而使封闭环随之减小（或增大）如图2-27c中的可标记成表2-21工艺尺寸链的组成2A2A扬州工业职业技术学院2.5工艺尺寸链的计算3A4A1A6A2A1AA图2－27尺寸链增减环判别扬州工业职业技术学院2.5工艺尺寸链的计算3、尺寸链的建立1、确定封闭环2、组成环确定1、加工顺序或装配顺序确定后才能确定封闭环。2、封闭环的基本属性为“派生”，表现为尺寸间接获得。关键关键要领1、设计尺寸往往是封闭环。2、加工余量往往是封闭环。1、封闭环确定后才能确定。2、直接获得。3、对封闭环有影响关键关键要领1、从封闭环两端出发；2、查找最近的加工工序尺寸；3、直至找到公共的工序基准。扬州工业职业技术学院2.5工艺尺寸链的计算举例加工顺序1、以大端面A定位，车端面D获得A1；并车小外圆至B面，保证长度40（b)；2、以端面D定位，精车大端面A获得尺寸A2，并在车大孔时车端面C，获得孔深尺寸A3（c)；3、以端面D定位，磨大端面A保证全长尺寸50，同时保证孔深尺寸为36（d)。（a)扬州工业职业技术学院2.5工艺尺寸链的计算（b)（c)（d)扬州工业职业技术学院2.5工艺尺寸链的计算扬州工业职业技术学院二.尺寸链的计算（极值法）（1）极值法各环基本尺寸之间的关系封闭环的基本尺寸A∑等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即111nmjjmiiAAA11min1maxmaxnmjjmiiAAA（2）各环极限尺寸之间的关系封闭环的最大极限尺寸A∑max等于增环的最大极限尺寸之和减去减环的最小极限尺寸之和，即封闭环的最小极限尺寸A∑min等于增环的最小极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和，即11max1minminnmjjmiiAAA2.5工艺尺寸链的计算扬