1、1 套类零件的加工工艺制订与实施 任务1 内圆表面加工方案的选择2 任务1 内圆表面加工方案的选择知识目标：1.了解套类零件的功用、结构、材料、类型及主要技术要求； 2.掌握内圆表面的加工方法、范围及实现的精度等级及表面粗糙度； 3.掌握内圆表面常用加工方案的选用。技能目标：能够选择内圆表面的加工方法，确定合理的加工方案。3 任务1 内圆表面加工方案的选择任务描述 如图2-1所示为套类零件的零件图，试根据零件图给出的相关信息，分析了解套类零件的功用、结构、材料、类型及主要技术要求，确定套类零件内圆表面加工方案。4 任务1 内圆表面加工方案的选择任务描述 图2-1 套5 套类零件的主要加工表面为
2、内、外圆表面。内圆，常简称孔，也是组成机械零件的基本表面。在加工内圆表面时，首先应了解内圆表面的技术要求、掌握内圆表面的各种加工方法所能达到的精度等级，才能在加工过程中，根据零件的技术要求，选择相应的加工方法，确定合理的加工方案。任务分析6 1 1、功用和种类、功用和种类支承和导向作用支承和导向作用主要有主要有轴承类、导套类、缸套类轴承类、导套类、缸套类相关资讯7 加工表面主要为回转面：内、外圆柱面；加工表面主要为回转面：内、外圆柱面； 长度一般大于直径；长度一般大于直径； 形状精度和位置精度要求较高，表面粗糙度较形状精度和位置精度要求较高，表面粗糙度较小；小； 孔壁较薄，加工中易变形。孔壁较
3、薄，加工中易变形。 2 2、结构特点、结构特点8二、内圆表面的主要技术要求二、内圆表面的主要技术要求（1）内圆表面 直径的尺寸精度一般为IT7，精密的轴套达IT6。形状精度主要是圆度，长的套类零件还需考虑圆柱度，形状误差一般应控制在孔径公差的范围内，精密套类零件内圆表面的圆度、圆柱度误差则应控制在孔径公差的1/21/3，甚至更小。（2）外圆表面 直径的尺寸精度一般为IT7IT6，形状误差应控制在其直径公差范围内。 & 尺寸与形状精度尺寸与形状精度 9 内、外圆之间的同轴度是套类零件最主要的相互位置精度要求。外圆轴线相对内圆轴线的同轴度公差一般为0.050.01mm 当套类零件的端面、凸缘端面在
4、工作中需承受轴向载荷或在加工时用作定位基准时，端面、凸缘端面对内圆轴线应有较高的垂直度要求，其垂直度公差一般为0.050.02mm& 位置精度位置精度 10 内圆表面：表面粗糙度Ra值为1.60.1m，精密套类零件为Ra0.025m 外圆表面：表面粗糙度Ra值为3.20.4m& 表面粗糙度表面粗糙度 11 图2-1套中，15内孔的尺寸公差为0.02mm，长度尺寸公差为0.36mm，表面粗糙度Ra值为0.4m；内孔20未标注公差，表面粗糙度Ra值为3.6m。 分析说明图分析说明图2-12-1所示轴承套的主要技术要所示轴承套的主要技术要求有哪些？求有哪些？12 1 1、材、材 料料 毛坯内孔直径小
5、于毛坯内孔直径小于20mm者大多选择者大多选择型材棒料。型材棒料。 孔径较大，长度较长孔径较大，长度较长的零件常用无缝钢管的零件常用无缝钢管或带孔的铸锻件。或带孔的铸锻件。 2 2、毛、毛 坯坯 材料选择主要取决材料选择主要取决于工作条件。常用：于工作条件。常用： 钢（低、中碳钢、合钢（低、中碳钢、合金钢）金钢） 铸铁铸铁 青铜青铜 黄铜黄铜13 图2-1套的材料为45钢，该套形状简单，精度要求中等，内孔尺寸不大，故选用外径为35mm的棒料。 分析说明图分析说明图2-12-1所示套类零件材料和毛坯？所示套类零件材料和毛坯？14四、内圆表面的加工设备和加工方法四、内圆表面的加工设备和加工方法15
6、台式钻床l 机头升降手柄 l V带轮l 头架l 锁紧螺母l 主轴l 进给手柄l 锁紧手柄l 底座l 立柱l 紧固螺钉l 电动机 台式钻床台式钻床 16立式钻床l 底座l 工作台l 主轴l 进给箱l 主轴箱l 电动机l 立柱 立式钻床立式钻床 17摇臂钻床l 立柱座l 立柱l 摇臂l 主轴l 工作台l 底座 18钻孔 扩孔 铰孔 攻螺纹 锪孔 刮平面 锪孔锪孔 19锥柄麻花钻 直柄麻花钻 钻头的装夹钻头的装夹 20高速钢扩孔钻 硬质合金扩孔钻 机用铰刀 手用铰刀 铰刀铰刀 21钻夹头 钻套 22钻孔钻孔用钻头在实体材料上加工孔的方法。 加工精度低 是孔的粗加工，加工精度可达IT8 IT6，表面粗
7、糙度可达Ra1.6 0.8m 。 刀具刚度差，易磨损。 生产效率低 由于排屑散热困难，冷却差，切削温度高，限制了切削速度，故效率低 。钻孔直径一般不超过50mm。钻孔钻孔 23 2）钻孔方式 车床上钻孔 工件旋转，刀具进给。加工中若刀具引偏，会造成工件孔径扩大。 钻床上钻孔 刀具旋转作主运动，刀具沿自身轴线移动实现进给运动。若刀具引偏，会造成孔轴线弯曲。24 （2）扩孔用扩孔钻对已钻出、铸出、锻出或冲出的孔进行加工的用扩孔钻对已钻出、铸出、锻出或冲出的孔进行加工的方法。方法。 扩孔相当于孔的半精加工，加工精度可达扩孔相当于孔的半精加工，加工精度可达IT10IT10，表，表面粗糙度可达面粗糙度可
8、达Ra6.3Ra6.3 3.2 3.2m m 。 扩孔作为半精加工，可为后续精加工作准备。扩孔作为半精加工，可为后续精加工作准备。 扩孔可以修正孔轴线的歪斜扩孔可以修正孔轴线的歪斜 。25 （3）铰孔 铰孔是在半精加工的基础上，用铰刀从工件孔壁上切铰孔是在半精加工的基础上，用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层的加工方法。除微量金属层的加工方法。 铰孔一般作为未淬硬小孔的精加工，加工精度可达铰孔一般作为未淬硬小孔的精加工，加工精度可达IT8IT8IT6IT6，表面粗糙度可达，表面粗糙度可达Ra1.6Ra1.6 0.4 0.4m m 。铰孔只能提高孔本身的尺寸精度和形状精度，不可以修铰孔只能提高孔本身
9、的尺寸精度和形状精度，不可以修正孔的位置精度正孔的位置精度 。 2）扩孔方式 与钻孔方式相同铰孔铰孔 26 2）铰孔方式手铰：用铰杠夹持铰刀，在台虎钳上手工完成。机铰：把铰刀装在钻床、车床或镗床上进行铰孔。镗刀旋转为主运动，工件或镗刀作进给运动，是对已有孔进行扩大孔径的加工方法。27 1、镗削加工设备1主轴箱2主立柱3主轴4平旋盘5工作台6上滑座7下滑座8床身9镗刀杆支承座10尾立柱 28立式镗床 2930 2、镗床的主要运动 3、镗床的主要用途31用主轴安装镗刀杆镗不大的孔 用平旋盘上镗刀镗大直径孔 用平旋盘上径向刀架镗平面 32钻孔 用工作台进给镗螺纹 用主轴进给镗螺纹 33 4、镗削加工
10、常用刀具l 单刃镗刀l 双刃镗刀 图2-12 单刃镗刀的外形和结构34尺寸固定双刃镗刀 35尺寸可调节浮动双刃镗刀 1螺钉 2偏心销 3镗刀杆 4内六角螺钉 5镗刀片 6端盖 36 5、加工方法 镗削的适应性广，可加工各种尺寸类型的孔。 能保证孔的孔距精度和位置精度，加工精度可达IT9 IT7，表面粗糙度可达Ra3.2 0.8m 。 适用于箱体、机架等结构复杂的大型零件上的孔加工。（1）镗孔特点及应用37（2）镗孔方法 粗镗 为半精加工和精加工作准备。尺寸精度一般可达IT13IT11，表面粗糙度可达Ra5012.5m。 半精镗 尺寸精度一般可达IT10IT9，表面粗糙度可达Ra6.33.2m，
11、用于磨削加工和精加工的预加工,或中等精度内孔表面的终加工。38 精镗 尺寸精度一般可达IT8IT6，表面粗糙度可达Ra1.60.8m，用于较高精度内孔的终加工或作为珩磨孔的预加工。 分析说明图分析说明图2-12-1所示套类零件孔的加工方法？所示套类零件孔的加工方法？ 答： 15mm内孔钻-铰； 20mm内孔钻-镗39 在拉床上采用拉刀加工内圆表面的方法。立式拉床 卧式拉床 401压力表 2液压传动部分 3活塞拉杆 4随动支架 5刀架 6床身 7拉刀 8支承 9工件 10随动刀架 卧式拉床示意图4142l柄部l前导部l切削部l校准部l后导部43 拉削各种型孔时，工件一般不需要夹紧，只以工件的端面
12、支撑。因此，预加工孔的轴线与端面之间应满足一定的垂直度要求。如果垂直度误差较大，则可将工件端面贴紧在一个球面垫圈上，利用球面自动定位 。1工件2球面垫圈3拉刀 图2-16 圆孔的拉削 44 外表面的拉削，一般为非对称拉削、拉削力偏离拉力和工件轴线，因此，除对拉力采用导向板等限位措施外，还须将工件夹紧，以免拉削时工件位置发生偏离。 1压紧元件2工件3导向板4拉力 图2-17 拉削V形槽 45 （2）拉削的特点 生产效率高，可在一次行程中切除全部余量。 拉削加工精度高，属于孔的精加工方法之一，加工精度可达IT8 IT7，表面粗糙度可达Ra0.8 0.4m 。 拉刀适应性差，不能加工阶台孔、盲孔、特
13、大孔，不能修正孔的轴线歪斜。 拉床采用液压传动，故拉削过程平稳。拉刀结构复杂，制造费用高，只适用于大批量生产。46 分析图2-1所示，能够使用拉削方法加工内孔吗？答：台阶孔不能拉削。答：台阶孔不能拉削。47 （四）磨 孔 用磨削加工工件内圆表面的方法。 磨孔属于孔的精加工方法之一，加工精度可达IT6，表面粗糙度可达Ra0.8 0.2m 。 可获得较高的尺寸精度和表面质量，还可提高孔的形状和位置精度。砂轮直径受到孔径限制，磨削速度难以提高，磨具刚性差，易震动。砂轮易堵塞、磨削时不易观察，冷却条件差。用于高硬度材料的磨削。48495051 珩磨珩磨利用珩磨工具对工件表面施加一定压力，珩磨工具同时作
14、相对旋转和直线往复运动，切除工件上极小余量的光整加工方法。 52 研磨时加工精度可达IT5以上，表面粗糙度值可达Ra0.0120.015m。生产率低，不能纠正孔的位置误差。研磨内圆柱面 531、低精度的加工方案五、内圆表面加工方案的选择五、内圆表面加工方案的选择 对加工精度低、未淬硬钢材、铸铁件及有色金属件，经一次钻孔即可达到要求。加工精度可达IT10，表面粗糙度可达Ra50 12.5m。542、中等精度的加工方案 对于精度要求中等的未淬硬钢件、铸铁件及有色金属件，孔径小于20时，采用钻孔 扩孔；孔径大于20时，采用钻孔 镗孔。加工精度可达IT10 IT9，表面粗糙度可达Ra6.3 3.2m。
15、553、较高精度的加工方案 对于加工精度较高（除淬火钢外）内表面，孔径小于20时，采用钻孔 铰孔；孔径大于20时，采用钻孔扩孔铰孔或钻孔镗孔磨孔。加工精度可达IT8 IT7，表面粗糙度可达Ra1.6 0.4m。564、高精度的加工方案 对于精度要求很高的内孔表面，孔径小于12时，采用钻孔 粗铰 精铰；孔径大于12时，采用钻孔 扩孔 粗铰孔 精铰孔或钻孔 扩孔 粗磨孔 精磨孔 珩磨孔。加工精度可达IT7 IT6，表面粗糙度可达Ra0.8 0.4m。57v 小小 结结内圆表面加工了解内圆表面技术要求选择加工设备钻、镗、拉、磨选择加工方法钻削、车削、镗削、拉削、磨削加工；掌握其能实现的精度等级和表面
16、粗糙度确定合理的加工方案58训练环节训练环节1 观察套类零件，分析零件图观察套类零件，分析零件图 如图2-1所示零件图，完成以下4个小任务。训练环节训练环节2 掌握内圆表面的加工设备和加工方法掌握内圆表面的加工设备和加工方法 完成6个小任务。 训练环节训练环节3 内圆表面加工方案的选择内圆表面加工方案的选择 如图2-1所示零件图，完成以下4个小任务。任务实施59 任务2 编制套类零件的工艺规程知识目标： 1.掌握制订机械加工工艺规程的原则、主要依据和步骤； 2.套类零件机械加工工艺分析； 3.了解工艺尺寸链的基本概念与内容； 4.掌握工艺尺寸链的应用计算。技能目标： 能够制订套类零件的机械加工
17、工艺规程，编写机械加工工艺过程卡。 60 如图2-22所示为轴承套的零件图，试根据零件图给出的相关信息，制订该轴承套零件的机械加工工艺规程，编写机械加工工艺过程卡。图图2-22 2-22 轴承套轴承套任务描述61 图2-22所示的轴承套是套类零件中应用 最多、结构较为典型的套类零件，该零件材料为HT200,批量生产。套类零件的主要加工表面是内、外回转表面和端面，如何保证主要加工表面的相互位置精度要求及装夹过程中的变形问题是加工套类零件的关键。任务分析62 ( (一）保证相互位置精度的工艺措施一）保证相互位置精度的工艺措施 在一次安装中完成内孔、外圆及端面的全部加工；在一次安装中完成内孔、外圆及
18、端面的全部加工； 当不能在一次安装中完成内孔、外圆表面加工时，内当不能在一次安装中完成内孔、外圆表面加工时，内孔、外圆的加工采用互为基准、反复加工的原则；孔、外圆的加工采用互为基准、反复加工的原则； 由于工艺需要必须先加工外圆，再以外圆为精基准终由于工艺需要必须先加工外圆，再以外圆为精基准终加工内孔时，为了获得较高的位置精度，必须采用定加工内孔时，为了获得较高的位置精度，必须采用定心精度高的夹具。心精度高的夹具。 （二）防止套类零件变形的工艺措施（见下表）防止套类零件变形的工艺措施（见下表）相关资讯一、套类零件的加工工艺分析63 套类零件加工引起变形的原因及工艺措施套类零件加工引起变形的原因及
19、工艺措施引起变形的因素工艺措施外力夹紧力使夹紧力均匀分布；变径向夹紧力为轴向夹紧增加套筒毛坯的刚度切削力增大刀具的主偏角内、外表面同时加工粗精加工分开进行重力增加辅助支承离心力配重内力内应力重新分布退火、时效划分加工阶段热效应切削热选择合理的刀具角度和切削用量浇注充分的冷却液留有充分的冷却时间热处理改变热处理方法将热处理工序安排在精加工之前64 （三）工艺基准与设计基准不重合时，工序尺寸及公差的计算65 在零件加工或装配过程中中，总有一些相互联系的尺寸，这些相互联系的尺寸按一定顺序连接成一个封闭的尺寸组，称为尺寸链。在零件加工过程中，由同一零件的有关工序尺寸所形成的尺寸链称为工艺尺寸链。 （2
20、）工艺尺寸链的特性l 封闭性 l相关性66封闭环 A0组成环 增环 A1 减环 A267 （1）确定封闭环 在工艺尺寸链中 ，封闭环在加工中最后自然形成的环 。（2 2）查找组成环）查找组成环 组成环是对封闭环有直接影响的那些尺寸，与此无关的尺寸要排除在外。尺寸链的环数应尽量少。（3 3）绘制尺寸链图）绘制尺寸链图（4 4）判断增、减环）判断增、减环回路法 直观法封闭环：A0增环：A1、A3、A4减环：A268极值法（完全互换法）极值法（完全互换法） 从尺寸链各环的最大与最小极限尺寸出发进行尺寸链计算，不考虑各环实际尺寸的分布情况 。按此法计算出来的尺寸加工各组成环 ，可实现完全互换。极值法（
21、完全互换法）解尺寸链的基本公式如下。封闭环的基本尺寸A0 (2-1) 封闭环的极限尺寸A0max （2-2） A0min （2-3） mniiniiAA11mniiniiAA1min1maxmniiniiAA1max1min69封闭环的极限偏差： ES0= EI0= 封闭环的公差： T0= mniiniiEIES11mniiniiESEI11miiT1（2-4） （2-5） （2-6） 707172miiT173训练环节训练环节1 零件的工艺分析及毛坯选择零件的工艺分析及毛坯选择（教材（教材87页）页） 如图2-22所示轴套零件，分析说明，完成以下4个小任务。训练环节训练环节2 定位基准的选择
22、定位基准的选择（教材（教材88页）页） 完成2个小任务。训练环节训练环节3 加工工艺路线、工序尺寸及公差的确定加工工艺路线、工序尺寸及公差的确定 完成2个小任务。（教材89页）训练环节训练环节4 4 编制机械加工工艺过程卡编制机械加工工艺过程卡（教材（教材8989页）页） 完成8个小任务。任务实施74 任务3 套类零件的加工质量分析知识目标： 1.了解加工精度的基础知识； 2.掌握工艺系统的几何误差对加工精度的影响。技能目标： 能够分析套类零件内圆表面产生误差的原因，并提出解决措施。 75 如图2-31所示，在镗床上镗孔时，加工后的孔出现椭圆或不规则圆形误差，试分析产生此误差的原因及改进措施。
23、图图2-31 2-31 零件内孔加工后的形状零件内孔加工后的形状任务描述76 图2-31所示的零件，其内圆柱表面加工后呈椭圆或不规则圆形，这是加工内孔表面时经常出现的质量问题。在查找加工误差产生的原因时，应根据实际问题具体分析，针对性地采取措施减小加工误差，提高加工精度。任务分析77任务实施主轴纯径向跳动造成椭圆状圆度误差主轴纯径向跳动造成椭圆状圆度误差 在镗床上加工孔时，在镗床上加工孔时，主轴纯径向跳动导致中心线在主轴纯径向跳动导致中心线在X坐标方向作简谐振动，主轴每坐标方向作简谐振动，主轴每转一周其轴心线在转一周其轴心线在X坐标轴上振动一个周期，最终镗出的孔呈坐标轴上振动一个周期，最终镗出
24、的孔呈椭圆形。椭圆形。 主轴的纯角度摆动造成椭圆状圆度误差主轴的纯角度摆动造成椭圆状圆度误差78任务实施（3 3）改进措施）改进措施 提高主轴回转运动精度提高主轴回转运动精度 设法使回转精度不依赖于机床主轴。如采用设法使回转精度不依赖于机床主轴。如采用镗模夹具加工，刀杆与主轴为浮动联接，工件的镗模夹具加工，刀杆与主轴为浮动联接，工件的加工精度仅由刀杆和导套的配合质量决定，保证加工精度仅由刀杆和导套的配合质量决定，保证工件的加工精度。工件的加工精度。79任务实施训练环节训练环节 套类零件的加工质量分析套类零件的加工质量分析 如图如图2-342-34所示，在镗床上镗孔时，加所示，在镗床上镗孔时，加工后的孔出现圆柱度误差，试分析产生此工后的孔出现圆柱度误差，试分析产生此误差的原因及改进措施。误差的原因及改进措施。
