学习情境三 支架套的加工工艺

量一般较大(0.4～2m/r)， 生产率高； 对于孔径大于l00mm的孔， 扩孔应用
较少， 而多采用镗孔。
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3.3 相关知识
3.铰孔
铰孔是对未淬硬孔进行精加工的一种方法。 孔径尺寸精度一般为 IT7～IT9 级， 手铰可 达IT6级， 表面粗糙度Ra为2.3～0.32μm。
铰孔主要用于加工中小尺寸的孔， 孔的直径 范围一般为如￠3 ～￠150mm。铰孔对纠正 孔的位置误差的能力很差， 因此， 孔的有 关位置精度应由铰孔前的预加工工序保证。
差， 导致加工的孔轴心线歪斜，加工中也容 易发生引偏和振动； 2）刀具的冷却散热条件差， 切削温度升高会 使刀具的耐用度降低。 3）切屑排出困难， 不仅会划伤已加工表面，
严重时会引起刀具崩刃甚至折断。
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3.3 相关知识
针对上述三方面问题， 工艺上常 采用如下措施 : 1） 工件旋转的方式及改进刀具导向结构。 2）为解决散热和排屑， 采用压力输送切 削液以冷却刀具和排出切屑；同时改进 刀具结构。
工外圆。这种方法由于所用夹具(例如心轴)结构简 单， 且制造和安装误差较小， 因此可获得较高的 位置精度， 在套类零件加工中一般多采用此法。
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3.3 相关知识
（2）先加工外圆， 然后以外因为精基准最终 加工孔。采用此法时， 工件装夹迅速可靠， 但因 一般卡盘安装误差较大， 加工后的工件位置精度 低。对于同轴度要求较高时， 则必须采用定心精 度高的夹具， 如弹性膜片卡盘， 液体塑料夹头以 及经过修磨的三爪卡盘等。
外经尺寸精度为IT6～IT7；形状精 度控制在外经公差以内；表面粗糙度R ａ为3.2～0.4μm。
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3.3 相关知识
3.内外圆之间的同轴度 当内孔的最终加工是将套筒装入机
座后进行时（如连杆小端衬套），套筒 内外圆之间的同轴度要求较低；
如最终加工是在装配前完成时，则 要求较高，一般为0.01～0.05ｍｍ，该 零件的内外圆同轴度要求最高处为 0.002mm。
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3.3 相关知识
注意事项：
钻孔时钻头容易产生偏斜， 从而导致被加工 孔的轴心线歪斜。工艺常上采用措施防止和减少钻 头的偏斜。
钻孔直径一般不超过75mm， 对于孔径超过 35mm的孔， 宜分两次钻削。第一次钻孔直径约为 第二次的 0.5～0.7倍。
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3.3 相关知识
2.扩孔 扩孔是采用扩孔钻对已钻出、铸出或锻
内， 表面粗糙度Ra约为 0.1μm， 且表 面硬化耐磨， 生产效率提高了数倍。
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3.3 相关知识
图3-8 油缸滚压头 1-心轴 2-盖板 3-圆锥形滚柱 4-销子 5-锥套 6-套圈 7-压缩弹簧
8-衬套 9-止推轴承 10-过渡套 11-调节螺
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3.3 相关知识
四、保证套类零件表面相互位置精度的方法 套类零件孔、外圆柱间的同轴度及端面
微调镗刀
1-刀体 2-刀片 3-调整螺母 4-刀杆 5-导向键 6-拉紧螺钉 7- 螺母
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3.3 相关知识
2.研磨 研磨孔的原理与
研磨外圆相同。研具 通常是采用铸铁制的 心棒， 表面开槽以存 研磨剂。图3-6为研孔 用的研具， 图3-6a为 铸铁粗研具， 棒的直 径可用螺钉调节；图36b为精研用的研具， 用低碳钢制成。
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3.3 相关知识
图3-4 深孔镗头 1-对刀块 2-前导向块 3-调节螺钉 4-后导向块 5-刀体
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3.3 相关知识
图3-5 深孔铰刀头 1-螺钉 2-导向块 3-刀体 4-楔形块 5-调节螺母 6-锁紧螺母 7-接头
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3.3 相关知识
三、套筒零件内孔的精密加工
当套筒零件内孔加工精度要求很高和表 面粗糙度要求很细时， 内孔精加工之后还需 要进 行精密加工。常用的精密加工有精细镗 孔、珩磨、研磨、滚压等。
项目一 、套类零件概述 项目二 、套类零件的加工方法
3.4 任务实施 3.5 任务拓展与课后练习
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3.1任务引入
加工如图3－１所示支架套，该传动轴材料为GCr15，淬 火硬度为HRC60，零件非工作面防锈，采用烘漆。生产纲领 为100件/年，为该零件制定机械加工工艺规程。
图3－１
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3.2 任务分析
5.磨孔
由于内孔磨削的工作条件较差， 尺寸精度和 表面粗糙度均不如外圆磨削。
内孔磨削的尺寸精度一般为IT6～IT7级， 表 面粗糙度Ra达0.2～0.1μm。加工范围较广，
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3.3 相关知识
图3-2 内圆磨削工艺范围
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3.3 相关知识
二、深孔的加工方法
一般将孔的长度L与孔径D之比(L/D)大于5的 孔称为深孔。
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3.3 相关知识 镗孔刀具受孔径尺寸的限制(特别是小直径
深孔)， 一般刚性较差， 镗孔时容易产生振 动， 生产率较低。但是由于不需要专用的尺 寸刀具(如铰刀) 单件小批生产中， 镗孔是 较经济的方法； 镗孔能够修正前工序加工所导致的轴心线歪 斜和偏移，从而可以提高位置精度。
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3.3 相关知识
出孔的进一步加工的方法。； 扩孔精度和表面粗糙度均比钻孔好。扩
孔的加工精度一般可达IT10～IT11， 表面粗糙度Ra为6.3～3.2μm；
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3.3 相关知识
扩孔还能纠正被加工孔的轴心线歪斜。 因此， 扩孔常作为精加工(如铰孔)前的 准备工序，也可作为要求不高的孔的终 加工工序；
扩孔余量一般为孔径的1/8左右； 因扩孔钻的刀齿较多， 故扩孔的走刀
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3.3 相关知识
内孔的形状精度，应控制在孔径公 差以内，有些精密轴套控制在孔径 公差的1/2～1/3，甚至更严。对于 长的套类零件除了园度要求外，还 应注意圆柱度；
内孔表面粗糙度Rａ为1.6～0.1，有 的要ห้องสมุดไป่ตู้更高。
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3.3 相关知识 2.外圆
外圆表面一般是套类零件的支承表 面，常以过盈配合或过渡配合同箱体或 机架上的孔相连接。
1.深孔加工的工艺特点 由于零件较长， 工件安装常用“一夹一托” 方式(见图3-3)， 孔的粗加工多选用深孔钻削或镗 削(拉镗或推镗)， 对要求较高的孔则采用铰削(浮 动铰削)、珩磨或滚压等工艺方法。
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3.3 相关知识
图3-3 内孔加工示意图
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3.3 相关知识
2.深孔加工存在的问题 : 1）深孔刀具一般都比较细长， 强度、刚性较
研磨多用于手工操作， 工人劳动强度较 大， 通常用于批量不大且直径较小的孔。
而精细镗、珩磨、滚压由于加工质量和 生产率都比较高， 应用比较广泛。
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3.3 相关知识
1.精细镗
精细键由于最初是使用金刚石作刀具材料， 所以又称金刚镗。这种方法常用于有色金属 合金及铸铁的套筒内孔精密加工， 柴油机连 杆和汽缸套加工中应用较多；
与孔的垂直度均有较高要求。为保证这些要 求应采用下列方法：
1 在一次安装中完成内外圆表面及端面的 全部加工。这种方法消除了工件的安装误差。 所以可获得很高的相对位置精度。
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3.3 相关知识
2 套类零件主要表面加工分在几次安 装中进行。
又有两种不同的安排: （1）先终加工孔， 然后以孔为精基准最终加
的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉 孔及磨孔等。
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3.3 相关知识
1.钻孔
钻孔是采用钻头在实心材料上加工孔的一种方 法。
常采用的钻头是麻花钻头， 加工内孔的精度低， 表面粗糙。
一般钻孔后精度达IT12级左右，表面粗糙度 Ra80～20μm。
钻孔主要用于精度低于IT11级以下的孔加工， 或用作精度要求较高的孔的预加工。
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3.3 相关知识
3.深孔钻削方法:
在单件小批生产中， 深孔钻削常采用 加长麻花钻在普通车床或转塔车床上进行。。
在成批大量生产中， 深孔钻削宜采用深 孔钻头在专用深孔钻床上进行
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3.3 相关知识
⑷深孔精加工
经过钻削的深孔， 若需要进一步提高 孔的尺寸精度和直线度， 以及使表面粗糙细 化等.可采用镗刀头镗孔和浮动镗孔 (浮动铰 孔)。
学习情境三：支架套的加工工艺
主要内容
通过支架套零件的加工工艺文件的制定， 介绍了机械加工中一般套类零件的结构特点 及技术要求；零件内孔常见加工方法；套类 零件表面相互位置精度的加工方法等。
通过该情境的学习，能掌握一般套类零 件的数控加工工艺编制。
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学习情境三：支架套的加工工艺
3.1任务引入 3.2 任务分析 3.3 相关知识
图3-6
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3.3 相关知识
3.珩磨
珩磨是用4～6根砂 条组成的珩磨头(图3-7) 对内孔进行光整加工。珩 磨不但生产率高， 并且 加工精度也很高， 一般 尺寸精度可达IT5～IT6 级， 表面粗糙度Ra可达 0.8～0.1μm，并能修正 孔的几何形状偏差。
图3-7
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3.3 相关知识
4.滚压 内孔经滚压后， 精度在0.01mm以
所采用的刀具是选用颗粒细而耐磨的金刚石 和硬质合金， 经过刃磨和研磨获得锋利的刃 口；
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3.3 相关知识
精细镗孔中尺寸精度能达到IT5级， 表面粗 糙度Ra达0.4～0.2μm， 孔的几何形状误差 小于3～5μm。
镗削精密孔时， 为方便于调刀， 可采用微 调镗刀头，以节省对刀时间， 保证孔径尺寸。
铰孔不宜于加工短孔、深孔和断续孔。
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3.3 相关知识
4.镗孔
镗孔可以作为粗加工， 也可作为精加工， 加工范围很广。对于小批生产中的非标准孔、 大直径孔、精确的短孔以及盲孔、有 色金属 孔等一般多采用镗孔；
镗孔可以在车床、铣床和数控机床上进行， 能获得的尺寸精度为IT6～IT8级， 表面粗糙 度Ra为3.2～0.4μm；
解决其受力变形问题。
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3.4 任务实施
二、支架套的加工工艺分析
１、表面加工方法选择 套筒类零件的主要加工表面为内孔
和外圆。 外圆表面加工根据精度要求可选择
车削和磨削。 内孔加工方法需根据零件结构特点、
孔径大小、长径比、精度及表面粗糙度 要求以及生产规模等进行考虑。对于精 度要求较高的孔， 往往需采用几种方法 顺次进行加工。该支架套筒孔的精度要 求高， 表面粗糙度要求也很高， 因而 最终采用精细磨孔。
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3.4 任务实施
2、加工阶段的划分 支架套筒加工工艺划分较细。
淬火前为粗加工阶段，粗加工阶段 又可分为粗车与半精车阶段。淬火 后套筒加工工艺划分也较细。在精 加工阶段中，也可分为两个阶段， 喷漆前为精加工阶段，喷漆后为精 密加工阶段。
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3.4 任务实施
3、加工顺序的安排 该支架套筒零件在内孔、外圆
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3.3 相关知识
4.孔轴心线与端面的垂直度 套筒类零件的端面（包括凸缘
端面）的工作中承受轴向载荷，或 虽不承受载荷但加工时作为定位面 时，端面与轴心线的垂直度要求高， 一般为0.02～0.05ｍｍ，
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3.3 相关知识
项目二 、套类零件的加工方法
一、套类零件一般内孔的加工方法 内孔是套筒零件的主要加工表面，常用
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3.4 任务实施
一、支架套的加工技术分析
该零件为轴向尺寸较小的短套类零 件，主孔 、断面B要求有较小的表 面粗糙度值；
材料为轴承钢GCr15，淬火硬度为 HRC60；
内、外圆柱面，需保证加工面自身 的要求，还需保证内、外圆柱面之 间的位置关系要求；
薄壁套类零件加工难度就更大，加
工过程中要注意采取一系列的措施
导向。 结构上仍有共同的特点：零件的主要表
面为同轴度要求较高的内、外旋转表面；零 件壁的厚度尺寸较小易变形；零件长度一般 大于直径等。
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3.3 相关知识 二 、一般套类零件的主要技术要求
1.内孔 内孔是套类零件起支承或导向作用
最主要的表面，它通过与运动着的轴、 刀具或活塞相配合。
内孔直径尺寸精度一般为IT7，精 密轴承有时为IT6，油缸由于与其活塞 上有密封圈，要求较低，一般为IT9级；
为轴向尺寸较小的短套类零件； 主孔、端面B、有较小的表面粗糙度值； 外圆及孔的圆度及圆柱度有较高的要求； 内外圆同轴度、圆柱面与端面的垂直度
要求也很高； 材料为轴承钢GCr15，淬火硬度为HRC60。
加工难点较大 4
3.3 相关知识
项目一 套类零件概述
1、套类零件的作用及结构特点 套类零件在机器中的作用主要有支承和
的加工顺序安排上，为了获得外圆 与孔的同轴度，应考虑先加工内孔， 后以内孔为基准加工外圆的加工顺 序，即采用可涨心轴以孔定位，磨 出各段外圆，既保证了各段外圆的 同轴度，又保证了外圆与孔的同轴 度。
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3.4 任务实施
4、防止套筒变形的工艺措施 防止变形的工艺措施有以下几点: 1）为减少切削力和切削热的影响， 粗 精加工应分开进行， 使粗加工产生的变 形在精加工中得到纠正； 2）减少夹紧的影响， 工艺上采取必要 措施 。改变夹紧力的方向， 将径向夹 紧改为轴向夹紧 ；在工件上做出增加径 向刚性的辅助凸边， 采用专用卡爪， 加工后将凸边切去；合理安排热处理等。