套筒类零件的加工

16.3套筒零件加工•教学重点：–掌握套类零件的结构特点；–掌握套类零件加工工艺。•教学难点：–套类零件加工工艺的制订。23.3套筒零件加工6.3.1概述1.套筒类零件的功用与结构特点套筒类零件是机械中常见的一种零件，通常起支承或导向作用。它的应用范围很广，例如支承旋转轴上的各种形式的轴承、夹具上引导刀具的导向套、内燃机上的汽缸套以及液压缸等。由于功用不同，套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差别，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为同轴度要求较高的内外旋转表面，零件壁的厚度较薄容易变形，零件尺寸大小各异，但长度一般大于直径，长径比大于5的深孔比较多。33.3套筒零件加工图3-25常见的套筒零件a)、b)滑动轴承c)钻套d)轴承衬套e)气缸套f)液压缸42.套筒类零件的技术要求（1）内孔的技术要求内孔是套筒零件起支承和导向作用最主要的表面，通常与运动着的轴、刀具或活塞相配合。其直径尺寸精度一般为IT7,精密轴承套为IT6；形状公差一般应控制在孔径公差以内，较精密的套筒应控制在孔径公差的1/3～1/2,甚至更小。对长套筒除了有圆度要求外，还对孔的圆柱度有要求。套筒零件的内孔表面粗糙度Ra为2.5～0.16μm，某些精密套筒要求更高，Ra值可达0.04μm。（2）外圆的技术要求外圆表面一般起支承作用，通常以过渡或过盈配合与箱体或机架上的孔相配合。外圆表面直径尺寸精度一般为IT6～IT7，形状公差应控制在外径公差以内，表面粗糙度Ra为5～0.63μm。（3）各主要表面间的相互位置精度①内外圆之间的同轴度。②孔轴线与端面的垂直度。套筒端面如果在工作中承受轴向载荷，或是作为定位基准。3.3套筒零件加工5孔轴线与端面的垂直度要求套筒的端面（包括凸缘端面）若在工作中承受轴向载荷，或虽不承受载荷，但在装配或加工中作为定位基准时，端面与孔轴线的垂直度要求较高，一般为0.05～0.1mm。液压缸零件图63.套筒类零件的材料要求与毛坯套筒零件常用材料是铸铁、青铜、钢等。有些要求较高的滑动轴承，为节省贵重材料而采用双金属结构，即用离心铸造法在钢或铸铁套筒内部浇注一层巴氏合金等材料，用来提高轴承寿命。套筒零件毛坯的选择，与材料、结构尺寸、生产批量等因素有关。直径较小（如d20mm）的套筒一般选择热轧或冷拉棒料，或实心铸件。直径较大的套筒，常选用无缝钢管或带孔铸、锻件。生产批量较小时，可选择型材、砂型铸件或自由锻件；大批量生产则应选择高效率、高精度毛坯，必要时可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺。3.3套筒零件加工73.3.2套筒类零件加工工艺分析1.套筒零件的机械加工工艺过程图3-26液压缸体简图3.3套筒零件加工892.套筒零件机械加工工艺分析⑴液压油缸体的技术要求⑵加工方法的选择⑶保证套筒零件表面位置精度的方法⑷防止套筒变形的工艺措施3.3套筒零件加工10⑴液压油缸体的技术要求内孔尺寸精度IT11，内孔表面粗糙度Ra0.32;该液压缸内孔有圆柱度要求0.04mm；内孔轴线有直线度要求0.15mm；内孔轴线与两端面间有垂直度要求0.03；内孔轴线对两端支承外圆（Φ82h6）的轴线有同轴度要求0.04mm；外圆表面尺寸精度IT6，粗糙度Ra1.25；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；11⑵加工方法的选择一是当内圆表面是最重要表面时，采用备料→热处理→粗车内圆表面及端面→粗、精加工外圆表面→热处理→划线（键槽及油孔线）→精加工内圆表面二是当外圆表面是最重要表面时，采用备料→热处理→粗加工外圆表面及端面→粗、精加工内圆表面→热处理→划线（键槽及油孔线）→精加工外面表面12⑶保证套筒零件表面位置精度的方法（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。图7－69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7－4序号工序内容定位基准1加工端面、粗加工外圆表面，粗加工孔，半精加工或精加工外圆、精加工孔、倒角、切断(见图7-70)外圆表面、端面(定料用)2加工另一端面、倒角外圆表面3钻润滑油孔外圆表面4加工油槽精加工外圆表面(如要求不高的衬套，该工序可由工序1中的精车代替)外圆表面表7-4棒料毛坯的机械加工工艺过程（2）全部加工分在几次安装中进行，先加工孔，然后以孔为定位基准加工外圆表面。图7－71所示的轴套即可采用这一方案加工，其加工工艺过程见表7－5。13序号工序内容定位基准1粗加工端面、钻孔、倒角外圆2粗加工外圆及另一端、倒角孔(用梅花顶尖和活络顶尖)3半精加工孔(扩孔或镗孔)、精加工端面外圆4精加工孔(拉孔或压孔)孔及端面5精加工外圆及端面内孔（3）全部加工分在几次安装中进行，先加工外圆，然后以外圆表面为定位基准加工内孔。这种工艺方案，如用一般三爪自定心卡盘夹紧工件，则因卡盘的偏心误差较大会降低工件的同轴度。故需采用定心精度较高的夹具，以保证工件获得较高的同轴度。较长的套筒一般多采用这种加工方案。14153.深孔加工孔的长度与直径之比L/D5时，一般称为深孔。深孔按长径比又可分为以下三类：L/D=5～20属一般深孔。如各类液压刚体的孔。这类孔在卧式车床、钻床上用深孔刀具或接长的麻花钻就可以加工。L/D=20～30属中等深孔。如各类机床主轴孔。这类孔在卧式车床上必须是用深孔刀具加工。L/D=30～100属特殊深孔。如枪管、炮管、电机转子等。这类孔必须使用深孔机床或专用设备，并使用深孔刀具加工。3.3套筒零件加工16⑴深孔加工的具体特点冷却；排屑；易产生歪斜。⑵深孔加工时的排屑方式①内冷外排屑方式②内排屑方式⑶深孔加工方式3.3套筒零件加工17图3-28深孔加工时的排屑方式3.3套筒零件加工18套筒类零件机械加工的主要工艺问题孔的加工方法很多，选择时需要考虑零件结构特点、材料、孔径的大小、长径比、精度及表面粗糙度要求以及生产规模等各种因素。常用的粗加工和半精加工方法有钻孔、扩孔、车孔、镗孔、锪孔等；常用的精加工方法主要有绞孔、磨孔、拉孔、珩孔、研孔等。191.表面相互位置精度的保证方法套筒类零件的内孔和外圆表面间的同轴度及端面和内孔轴线间的垂直度一般均有较高的要求。（1）在一次安装中完成内孔、外圆及端面的全部加工。（2）在不能于一次安装中同时完成内、外圆表面加工时，内孔与外圆加工应遵循互为基准的原则。①当内、外圆表面必须经过几次安装和反复加工时，常采用先加工孔，再以孔为精基准加工外圆的加工顺序。②如果由于工艺需要必须先加工外圆，再以外圆为精基准加工内孔，为获得较高的位置精度，必须采用定心精度高的夹具。202.防止套筒类零件变形的工艺措施（1）粗、精加工应分开进行，使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正。对于壁厚很薄、加工中极易变形的工件，采用工序分散原则，并在加工时控制切削用量。（2）工艺上可采取改变夹紧力方向的措施，将径向夹紧改为轴向夹紧。当只能采用径向夹紧时，应尽可能使径向夹紧力沿圆周均匀分布，如使用过渡套、弹性套等。（3）热处理工序应安排在粗、精加工阶段之间，并适当增加精加工工序的加工余量，以保证热处理引起的变形在精加工中得以纠正。21深孔加工时的排屑方式