套筒类零件加工工艺处理与分析

套筒类零件加工工艺处理与分析
在对套筒类零件的加工中，较难保证的是其形位精度，本文以轴承套为例，详细分析与总结了保证套筒類零件精度的方法。

标签：套筒类零件；工艺分析；精度
无论零件是用普通机床加工还是用数控机床加工，对零件进行工艺分析都是加工中必不可少的环节，虽然用数控机床可利用程序自动加工零件，但无论是手工编程还是自动编程，在编程之前均需对所加工零件进行工艺分析和设计，才能编出合理高效的加工程序。

如果工艺设计不合理，就会造成一些不必要的浪费和损失。

在车床上加工套筒类零件比加工轴类零件难度大，主要原因就时套筒类零件的工艺较难处理。

1 套筒类零件概述
1.1 套筒类零件的功用与特点
1.2.3 内外圆的同轴度要求较高，误差在0.01mm-0.05mm范围内。

1.2.4 端面与孔轴线的垂直度要求较高，误差在0.01mm-0.05mm范围内（如图1中左端面对Φ22H7孔轴线的垂直度公差为0.01mm）。

2 主要工艺问题
套筒零件主要加工表面是孔、外圆和端面。

加工时定位基准为外圆或孔。

其主要工艺问题是保证相互位置精度和防止变形。

2.1 保证位置精度的三种方法
要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求，通常根据零件的尺寸大小采用下列工艺方案：
2.1.1 对于尺寸较小套筒零件的加工
2.1.2 对于尺寸较大的套筒零件，零件加工分几次安装进行
①先终加工孔，再以孔为定位基准加工外圆。

零件以内孔定位时，可采用心轴安装（圆柱心轴、可胀式心轴）；当零件的内、外圆同轴度要求较高时，可采用小锥度心轴安装。

由于使用的夹具结构简单，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。

此方法较常用。

②先终加工外圆，然后以外圆表面为定位基准终加工孔。

零件以外圆定位时，可直接采用三爪卡盘安装；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。

零件以外圆定位时，可直接采用三爪卡盘安装；当壁厚较小时，直接采用三爪卡盘装夹会引起工件变形，可通过径向夹紧、软爪安装、采用刚性开口环夹紧或适当增大卡爪面积等方面解决；当外圆轴向尺寸较小时，可与已加工过的端面组合定位，如采用反爪安装，工件较长时，可采用“一夹一托”法安装。

2.2 防止套类零件变形的工艺措施
由于套类零件的孔壁较薄，在加工过程中，常因夹紧力.切削力和温度升高的影响而引起变形。

为防止变形可采取以下措施：
2.2.1 减小夹紧力对变形的影响
①采用径向夹紧时，应尽量使夹紧力分布在较大的支撑面积上，以减小工件单位面积上所承受的夹紧力，从而减少其变形。

比如工件外圆用卡盘装夹时，可以采用宽度和长度尺寸较大的软卡爪装夹；也可将用开缝套筒装夹薄壁工件，连同开缝套筒一起夹紧，开缝套筒与工件接触面大，从而使夹紧力均匀分布在工件外圆上，减少变形。

当薄壁套筒以孔为定位基准时，可采用涨开式心轴。

②夹紧力的作用点宜选在零件刚性较好的部位，必要时可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，加工完后再将工艺凸台或工艺螺纹切去。

2.2.2 减小切削力和温度升高对变形的影响
3 轴套类零件的加工工艺处理举例
车铰内孔时，用双顶尖装夹，并将内孔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要求。

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。

3.2 轴承套加工工艺过程的制定
轴承套加工工艺过程如下：
工序1：按5件合一下料
工序2：①车端面，钻中心孔②掉头，车另一端面，钻中心孔
工序3：用中心孔定位，①粗车外圆？准42，长度6.5，粗车外圆？准34js7至？准35，②车退刀槽2×0.5，总长40.5，车分割槽？准20×3，③两端倒角C1.5；5件同时加工，尺寸均相同。

工序4：用？准42外圆定位，钻？准22H7孔至？准20成单件。

工序5：用？准42外圆定位，三爪卡盘装夹；①车端面，总长40至尺寸；
②车内孔？准22H7，留0.04～0.06铰削余量；③车内槽？准24×16至尺寸；④铰孔？准22H7至尺寸。

工序6：用？准22H7孔定位，心轴装夹；精车？准34js7至尺寸。

工序7：用？准34js7外圆及端面定位；钻径向？准4油孔。

工序8：检验。

参考文献
[1]高改芬.提高薄壁零件加工精度的方法[J].中国科技信息.2009，1.
[2]梁旭坤.机械制造基础（1）（公差.配合.材料.热加工分册）[M].中南大学出版社，2006.。