《机械制造工艺与设备》图文课件ppt-第8章.ppt

1、8.1 轴类零件加工轴类零件加工8.2 套同类零件加工套同类零件加工8.3 箱体类零件加工箱体类零件加工 按 结 构 形按 结 构 形式不同，轴类式不同，轴类零件一般可分零件一般可分为光轴、阶梯为光轴、阶梯轴、偏心轴、轴、偏心轴、空心轴、花键空心轴、花键轴、曲轴、半轴、曲轴、半轴、十字轴、轴、十字轴、凹轮轴以及各凹轮轴以及各种丝杠等，如种丝杠等，如图所示。图所示。8.1 8.1 轴类零件加工轴类零件加工轴的种类轴的种类8.1.1 8.1.1 轴类零件加工概述轴类零件加工概述1.1.轴类零件功能和结构特点轴类零件功能和结构特点轴类零件主要技术要求轴类零件主要技术要求几何形几何形状精度状精度尺寸尺

2、寸精度精度相互位相互位置精度置精度表面表面粗糙度粗糙度3.3.轴类零件的材料、热处理及毛坯轴类零件的材料、热处理及毛坯1 1）轴类零件的材料及热处理）轴类零件的材料及热处理 轴类零件应根据不同的工作情况选择不同的材料及热处理方法。一轴类零件应根据不同的工作情况选择不同的材料及热处理方法。一般轴类零件常用般轴类零件常用45钢，经正火、调质及部分表面淬火等热处理；对中等精钢，经正火、调质及部分表面淬火等热处理；对中等精度而转速较高的轴可选用度而转速较高的轴可选用40Cr等合金钢，经调质和表面淬火处理；对高等合金钢，经调质和表面淬火处理；对高转速、重载的轴可选用转速、重载的轴可选用 20CrMnTi

3、、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢，或等低碳合金钢，或27Cr2Mo1V、38CrMoAl中碳合金氮化钢、低碳合金钢，经渗碳淬火处理；中碳合金氮化钢、低碳合金钢，经渗碳淬火处理；不重要或受力较小的轴可采用不重要或受力较小的轴可采用Q237、Q275等普通碳素钢；形状复杂的轴等普通碳素钢；形状复杂的轴(如曲轴、凸轮轴等如曲轴、凸轮轴等)可采用球墨铸铁。可采用球墨铸铁。2 2）轴类零件的毛坯）轴类零件的毛坯 轴类零件的毛坯常采用圆棒料、锻件和铸件等毛坯形式。一般光轴轴类零件的毛坯常采用圆棒料、锻件和铸件等毛坯形式。一般光轴或外圆直径相差不大的阶梯轴可采用圆棒料；由于毛坯经锻造后，可获得或外圆直径

4、相差不大的阶梯轴可采用圆棒料；由于毛坯经锻造后，可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度，因而对外圆直径相差较大或较重要的轴大较高的抗拉、抗弯及抗扭强度，因而对外圆直径相差较大或较重要的轴大都采用锻件；对某些大型的或结构复杂的轴（如曲轴），在质量允许时才都采用锻件；对某些大型的或结构复杂的轴（如曲轴），在质量允许时才采用铸件（铸钢或球墨铸铁）。采用铸件（铸钢或球墨铸铁）。1 1一般以重要的外圆表一般以重要的外圆表面作为粗基准定位，面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定轴两端的中心孔为定位精基准。轴类零件位精基准。轴类零件的定位基准，最常用的定位基准，最常用的是两中心孔

5、。的是两中心孔。2 2用两中心孔定位虽然用两中心孔定位虽然定位精度高，但刚性定位精度高，但刚性差，尤其是加工质量差，尤其是加工质量大的工件时不够稳固。大的工件时不够稳固。3 3对于空心的轴类零件，对于空心的轴类零件，在钻出通孔后，作为在钻出通孔后，作为定位基准的中心孔已定位基准的中心孔已消失。消失。1.1.定位基准的选择定位基准的选择定位基准的选择原则如下：定位基准的选择原则如下：8.1.2 8.1.2 轴类零件加工工艺分析轴类零件加工工艺分析锥堵与锥度心轴锥堵与锥度心轴2.2.表面的加工方法表面的加工方法1 1）外圆表面的加工）外圆表面的加工 轴类零件外圆表面的加工主要采用车削，分为粗车、半

6、精车和精车轴类零件外圆表面的加工主要采用车削，分为粗车、半精车和精车三个阶段。三个阶段。2 2）空心轴深孔（长径比大于）空心轴深孔（长径比大于5 5的孔）的加工的孔）的加工 单件、小批量生产时，空心轴的深孔一般在卧式车床上用接长的麻单件、小批量生产时，空心轴的深孔一般在卧式车床上用接长的麻花钻加工；大批量生产时，空心轴的深孔用深孔钻床及深孔钻头加工。花钻加工；大批量生产时，空心轴的深孔用深孔钻床及深孔钻头加工。3 3）轴端两顶尖孔的加工）轴端两顶尖孔的加工 单件、小批量生产时，轴端两顶尖孔常在车床或钻床上通过划线找单件、小批量生产时，轴端两顶尖孔常在车床或钻床上通过划线找正法加工；大批量生产时

7、，轴端两顶尖孔可在中心孔钻床上加工。正法加工；大批量生产时，轴端两顶尖孔可在中心孔钻床上加工。4 4）螺纹的加工）螺纹的加工 加工螺纹的方法主要包括车削螺纹（单件、小批量生产）、加工螺纹的方法主要包括车削螺纹（单件、小批量生产）、铣削螺纹（大批量生产）、滚压螺纹（大量生产）和磨削螺纹铣削螺纹（大批量生产）、滚压螺纹（大量生产）和磨削螺纹（精密加工）。（精密加工）。5 5）花键轴加工）花键轴加工 单件、小批量生产时，花键轴常在卧式铣床上用分度头分单件、小批量生产时，花键轴常在卧式铣床上用分度头分度以圆盘铣刀铣削加工；大批量生产时，花键轴广泛采用花键度以圆盘铣刀铣削加工；大批量生产时，花键轴广泛采

8、用花键滚刀在专用花键轴铣床上加工。滚刀在专用花键轴铣床上加工。毛坯热处理毛坯热处理轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯热处理一般采用热处理一般采用正火，其目的是正火，其目的是消除锻造应力，消除锻造应力，细化晶粒，并使细化晶粒，并使金属组织均匀，金属组织均匀，以利于切削加工。以利于切削加工。预备热处理预备热处理在粗加工后、半在粗加工后、半精加工前安排调精加工前安排调质处理，目的是质处理，目的是获得均匀细密的获得均匀细密的回火索氏体组织，回火索氏体组织，以提高工件的综以提高工件的综合力学性能。合力学性能。最终热处理最终热处理轴类零件的某些轴类零件的某些重要表面需经表重要表面需经表面淬火，一般安面淬火，一般

9、安排在精加工前，排在精加工前，这样可以纠正因这样可以纠正因淬火引起的局部淬火引起的局部变形。变形。3.3.安排热处理工序安排热处理工序 轴类零件的热处理工序一般包括毛坯热处理、预备热处理和轴类零件的热处理工序一般包括毛坯热处理、预备热处理和最终热处理三个阶段。最终热处理三个阶段。4.4.中心孔的修磨中心孔的修磨 因为轴类零件的定位精基准最常用的是两端的中心孔因为轴类零件的定位精基准最常用的是两端的中心孔,中中心孔的质量好坏对加工精度影响很大，所以经常注意保持两心孔的质量好坏对加工精度影响很大，所以经常注意保持两端中心孔的质量是轴类零件加工的关键问题之一。中心孔的端中心孔的质量是轴类零件加工的关

10、键问题之一。中心孔的修磨是提高中心孔质量的主要手段。中心孔修磨次数越多，修磨是提高中心孔质量的主要手段。中心孔修磨次数越多，其精度越高，并应逐次加以提高。修磨可在车床和钻床上用其精度越高，并应逐次加以提高。修磨可在车床和钻床上用油石或铸铁顶尖、橡胶轮进行。油石或铸铁顶尖、橡胶轮进行。5.5.常用加工顺序常用加工顺序1 1）一般精度调质钢的轴类零件加工）一般精度调质钢的轴类零件加工 一般精度调质钢的轴类零件加工顺序为备料一般精度调质钢的轴类零件加工顺序为备料锻造锻造正火正火切端面、钻中心孔切端面、钻中心孔粗车粗车调质调质半精车、精车半精车、精车表面淬火、回表面淬火、回火火粗磨粗磨次要表面加工次要

11、表面加工精磨。精磨。2 2）一般渗碳钢的轴类零件加工）一般渗碳钢的轴类零件加工 一般渗碳钢的轴类零件加工顺序为备料一般渗碳钢的轴类零件加工顺序为备料锻造锻造正火正火切端切端面、钻中心孔面、钻中心孔粗车粗车半精车、精车半精车、精车渗碳淬火、回火渗碳淬火、回火粗磨粗磨次要表面加工次要表面加工精磨。精磨。3 3）整体淬火的轴类零件加工）整体淬火的轴类零件加工 整体淬火的轴类零件加工顺序为备料整体淬火的轴类零件加工顺序为备料锻造锻造正火正火切端面、切端面、钻中心孔钻中心孔粗车粗车调质调质半精车、精车半精车、精车次要表面加工次要表面加工整体淬整体淬火、回火火、回火粗磨粗磨实效处理实效处理精磨。精磨。8.

12、1.3 8.1.3 轴类零件加工实例轴类零件加工实例如图所示为车床主轴的零件图。如图所示为车床主轴的零件图。车床主轴的零件图车床主轴的零件图1.1.车床主轴的技术要求车床主轴的技术要求1 1）支承轴颈）支承轴颈 支承轴颈用来安装及支承轴承，是主轴部件的装配基面，它支承轴颈用来安装及支承轴承，是主轴部件的装配基面，它的制造精度对主轴部件的回转精度影响极大。的制造精度对主轴部件的回转精度影响极大。2 2）配合轴颈）配合轴颈 配合轴颈用来安装传动齿轮，它对支承轴颈应有一定的同轴配合轴颈用来安装传动齿轮，它对支承轴颈应有一定的同轴度要求，否则会引起传动齿轮啮合不良，还会产生震动和噪声。度要求，否则会引

13、起传动齿轮啮合不良，还会产生震动和噪声。它对支承轴颈它对支承轴颈A A、B B的径向圆跳动公差为的径向圆跳动公差为0.015 mm。3 3）端部锥孔）端部锥孔 主轴大端的端部锥孔主轴大端的端部锥孔(莫氏莫氏6 6号号)是用来安装顶尖或刀具锥柄的，是用来安装顶尖或刀具锥柄的，其轴线必须与支承轴颈的轴线严格同轴，否则会造成夹具和刀具的其轴线必须与支承轴颈的轴线严格同轴，否则会造成夹具和刀具的安装误差，从而影响工件的加工精度。安装误差，从而影响工件的加工精度。4 4）轴头短锥面和端面）轴头短锥面和端面 轴头短锥面轴头短锥面C和端面和端面D是安装卡盘的定位面，为保证卡盘的定是安装卡盘的定位面，为保证卡

14、盘的定心精度，轴头短锥面应与支承轴颈同轴，而端面应与主轴的回转中心精度，轴头短锥面应与支承轴颈同轴，而端面应与主轴的回转中心垂直。心垂直。5 5）螺纹）螺纹 主轴上的螺纹一般用来固定零件或调整轴承间隙。螺纹的精度主轴上的螺纹一般用来固定零件或调整轴承间隙。螺纹的精度要求是限制压紧螺母端面跳动量所必需的。要求是限制压紧螺母端面跳动量所必需的。2.2.车床主轴的加工工艺过程车床主轴的加工工艺过程1 1）主轴毛坯）主轴毛坯 主轴毛坯形式有圆棒料和锻件。前者适用于单件、小批量生主轴毛坯形式有圆棒料和锻件。前者适用于单件、小批量生产，尤其适用于光轴和外圆直径相差不大的阶梯轴；后者适用于产，尤其适用于光轴

15、和外圆直径相差不大的阶梯轴；后者适用于大批量生产。本例车床主轴是阶梯轴，要进行大批量生产，因此，大批量生产。本例车床主轴是阶梯轴，要进行大批量生产，因此，采用锻件。采用锻件。2 2）主轴材料和热处理）主轴材料和热处理 本例车床主轴采用本例车床主轴采用4545钢。在主轴加工的过程中，应安排足够钢。在主轴加工的过程中，应安排足够的热处理工序以保证主轴的力学性能及加工精度的要求，并改善的热处理工序以保证主轴的力学性能及加工精度的要求，并改善工件的切削加工性能。工件的切削加工性能。3 3）定位基准）定位基准 在空心主轴加工过程中，通常采用外圆表面和中心孔互在空心主轴加工过程中，通常采用外圆表面和中心孔

16、互为基准进行加工。工艺过程一开始，就以外圆表面作为粗基为基准进行加工。工艺过程一开始，就以外圆表面作为粗基准铣端面、钻中心孔，为粗车外圆准备了定位基准；再以中准铣端面、钻中心孔，为粗车外圆准备了定位基准；再以中心孔为精基准加工外圆表面。此后，在深孔加工时，以加工心孔为精基准加工外圆表面。此后，在深孔加工时，以加工后的支承轴颈为精基准。在深孔加工完成后，先加工好前后后的支承轴颈为精基准。在深孔加工完成后，先加工好前后锥孔，以便安装带中心孔的锥堵，以锥堵定位精加工各外圆锥孔，以便安装带中心孔的锥堵，以锥堵定位精加工各外圆表面。由于支承轴颈是磨锥孔的定位基准，因而磨锥孔前必表面。由于支承轴颈是磨锥孔

17、的定位基准，因而磨锥孔前必须磨好支承轴颈表面。须磨好支承轴颈表面。粗加工阶段粗加工阶段调质以前的工序调质以前的工序为粗加工阶段。为粗加工阶段。其主要包括毛坯其主要包括毛坯处理（备料、锻处理（备料、锻造和热处理）和造和热处理）和粗加工（铣端面、粗加工（铣端面、钻中心孔和粗车钻中心孔和粗车各外圆表面等）。各外圆表面等）。半精加工阶段半精加工阶段调质以后到局部高调质以后到局部高频淬火前的工序为频淬火前的工序为半精加工阶段。其半精加工阶段。其主要包括半精车外主要包括半精车外圆及端面、钻深孔、圆及端面、钻深孔、车工艺锥面（定位车工艺锥面（定位锥孔）以及钻、铰锥孔）以及钻、铰大端面各孔等。大端面各孔等。精

18、加工阶段精加工阶段局部高频淬火以局部高频淬火以后的工序为精加后的工序为精加工阶段。工阶段。4 4）加工阶段的划分）加工阶段的划分花键和键槽的加工。花键和键槽的加工。各外圆表面的加工各外圆表面的加工顺序。顺序。深孔加工。深孔加工。螺纹的加工。螺纹的加工。加工检验。加工检验。123455 5）加工顺序的安排）加工顺序的安排在安排车床主轴加工顺序时，应注意以下几点：在安排车床主轴加工顺序时，应注意以下几点：3.3.车床主轴加工中的几个工艺问题车床主轴加工中的几个工艺问题1 1）锥堵的使用）锥堵的使用 使用锥堵时应注意：锥堵装上以后，直到磨内锥孔工序才使用锥堵时应注意：锥堵装上以后，直到磨内锥孔工序才

19、能拆下，一般不允许中途更换或拆装，以免增加安装误差。能拆下，一般不允许中途更换或拆装，以免增加安装误差。2 2）外圆表面的车削加工）外圆表面的车削加工 车床主轴加工工艺中，提高生产率是车削加工的主要问题车床主轴加工工艺中，提高生产率是车削加工的主要问题之一。在不同批量的生产条件下，车削主轴采用不同的设备：之一。在不同批量的生产条件下，车削主轴采用不同的设备：单件、小批量生产采用普通卧式车床；成批生产多采用带液压单件、小批量生产采用普通卧式车床；成批生产多采用带液压仿形刀架的车床或液压仿形车床；大批量生产则采用液压仿形仿形刀架的车床或液压仿形车床；大批量生产则采用液压仿形车床或多刀半自动车床。车

20、床或多刀半自动车床。刀具细长，刚性差。刀具细长，刚性差。排屑困难。排屑困难。冷却困难，散热条件差。冷却困难，散热条件差。3 3）主轴深孔的加工）主轴深孔的加工 车床主轴的通孔属于深孔。深孔加工比一般孔加工要困难和复杂，具车床主轴的通孔属于深孔。深孔加工比一般孔加工要困难和复杂，具体有以下几方面原因：体有以下几方面原因：模具加工方法改善深孔加工改善深孔加工不利因素的措施不利因素的措施1.使用深孔钻头。使用深孔钻头。2.用工件旋转、刀具用工件旋转、刀具进给的加工方法。进给的加工方法。3.在工件上预先加工出在工件上预先加工出一段精确的导向孔。一段精确的导向孔。4.采用压力输送切削润滑液，采用压力输送

21、切削润滑液，并利用压力下的切削润滑液并利用压力下的切削润滑液排出切屑。排出切屑。深孔加工原理简图深孔加工原理简图4 4）主轴锥孔的加工）主轴锥孔的加工磨削莫氏磨削莫氏6 6号内锥孔有以下三种安装方法：号内锥孔有以下三种安装方法：（1 1）将前支承轴颈安装在中心架上，后支承轴颈夹在磨床床）将前支承轴颈安装在中心架上，后支承轴颈夹在磨床床头的卡盘内。磨削时严格校正两支承轴颈，前端调节中心架，后头的卡盘内。磨削时严格校正两支承轴颈，前端调节中心架，后端在卡爪和轴颈间垫薄纸来调整。这种方法调整时间长，生产率端在卡爪和轴颈间垫薄纸来调整。这种方法调整时间长，生产率低，但不需要专用夹具，因此，常用于单件、

22、小批量生产。低，但不需要专用夹具，因此，常用于单件、小批量生产。（2 2）将前、后支承轴颈都安装在两个中心架上，用千分表校）将前、后支承轴颈都安装在两个中心架上，用千分表校正中心架位置。工件通过弹性联轴器或万向接头与磨床床头连接。正中心架位置。工件通过弹性联轴器或万向接头与磨床床头连接。这种方法可保证前、后支承轴颈的定位精度，但由于调整中心架这种方法可保证前、后支承轴颈的定位精度，但由于调整中心架费时且质量不稳定，因而一般只在生产规模不大时使用。费时且质量不稳定，因而一般只在生产规模不大时使用。（3 3）在成批生产中，大都采用专用夹具作精磨，如图所示。夹具）在成批生产中，大都采用专用夹具作精磨

23、，如图所示。夹具由底座、支架及浮动夹头三部分组成，两个支架固定在底座上，作为由底座、支架及浮动夹头三部分组成，两个支架固定在底座上，作为工件定位基准面的前、后支承轴颈放在支架的两个工件定位基准面的前、后支承轴颈放在支架的两个V形块上。形块上。V形块镶形块镶有硬质合金，以提高耐磨性，并减少对前、后支承轴颈的划痕。有硬质合金，以提高耐磨性，并减少对前、后支承轴颈的划痕。精磨莫氏精磨莫氏6 6号内锥孔的专用夹具号内锥孔的专用夹具11弹簧；弹簧；22钢球；钢球；33浮动夹头；浮动夹头；44弹性套；弹性套；55支架；支架；66底座底座检验尺寸精度。在单件、检验尺寸精度。在单件、小批量生产中，一般用千小批

24、量生产中，一般用千分尺检验轴的直径；在大分尺检验轴的直径；在大批量生产中，常采用极限批量生产中，常采用极限卡规抽检轴的直径。轴的卡规抽检轴的直径。轴的长度可用游标卡尺、深度长度可用游标卡尺、深度游标卡尺等检验。游标卡尺等检验。检验硬度。在热处检验硬度。在热处理后用硬度计抽检理后用硬度计抽检或全检。或全检。检验表面粗糙度。表面检验表面粗糙度。表面粗糙度一般用样块比较粗糙度一般用样块比较法检验。法检验。检验形状精度。轴类零检验形状精度。轴类零件的形状精度包括圆度件的形状精度包括圆度误差和圆柱度误差两个误差和圆柱度误差两个方面，可用千分尺测量方面，可用千分尺测量直径的方法检测。直径的方法检测。检验内

25、锥孔的接触精度。内锥孔检验内锥孔的接触精度。内锥孔的接触精度应用专用锥度量规涂的接触精度应用专用锥度量规涂色检验，要求接触面积在色检验，要求接触面积在70%以以上，且分布均匀。上，且分布均匀。123455 5）主轴的检验）主轴的检验 轴类零件在加工过程中和加工结束后都要按工艺规程的要求进行检轴类零件在加工过程中和加工结束后都要按工艺规程的要求进行检验，检验项目包括硬度、表面粗糙度、尺寸精度、形状精度、内锥孔的验，检验项目包括硬度、表面粗糙度、尺寸精度、形状精度、内锥孔的接触精度和位置精度。接触精度和位置精度。（6 6）检验内锥孔的位置精度。检验内锥孔的位置精度多采用）检验内锥孔的位置精度。检验

26、内锥孔的位置精度多采用专用检具，如图所示为车床主轴的位置精度检验示意图。专用检具，如图所示为车床主轴的位置精度检验示意图。车床主轴的位置精度检验示意图车床主轴的位置精度检验示意图1挡铁；挡铁；2钢球；钢球；3、4V形架；形架；5检验心棒检验心棒8.2 8.2 套筒类零件加工套筒类零件加工8.2.1 8.2.1 套筒类零件加工概述套筒类零件加工概述1.1.套筒类零件的功能和结构特点套筒类零件的功能和结构特点常见的套筒类零件常见的套筒类零件 套筒类零件是指回转套筒类零件是指回转体零件中的空心薄壁件，体零件中的空心薄壁件，是机械加工中常见的一种是机械加工中常见的一种零件，在各类机器中应用零件，在各类

27、机器中应用很广。它主要起支承或导很广。它主要起支承或导向作用。常见的套筒类零向作用。常见的套筒类零件有支承回转轴的各种形件有支承回转轴的各种形式的滑动轴承套、夹具中式的滑动轴承套、夹具中的钻套、内燃机汽缸套、的钻套、内燃机汽缸套、液压系统中的液压缸等，液压系统中的液压缸等，如图所示。如图所示。2.2.套筒类零件的主要技术要求套筒类零件的主要技术要求 套筒类零件的主要表面是内孔和外圆，其主要技术要求如下。套筒类零件的主要表面是内孔和外圆，其主要技术要求如下。1 1）内孔的技术要求）内孔的技术要求 内孔是套筒类零件起支承和导向作用最主要的表面，通常与运动着内孔是套筒类零件起支承和导向作用最主要的表

28、面，通常与运动着的轴、刀具或活塞相配合。内孔的直径尺寸精度等级一般为的轴、刀具或活塞相配合。内孔的直径尺寸精度等级一般为IT7，精密，精密套筒的内孔直径尺寸精度等级为套筒的内孔直径尺寸精度等级为IT6；内孔的形状精度一般应控制在内；内孔的形状精度一般应控制在内孔直径公差以内，较精密的套筒应控制在内孔直径公差的孔直径公差以内，较精密的套筒应控制在内孔直径公差的1/31/31/21/2，甚，甚至更小。至更小。2 2）外圆的技术要求）外圆的技术要求 外圆表面是套筒类零件的支承面，常以过渡或过盈配合与箱体或机外圆表面是套筒类零件的支承面，常以过渡或过盈配合与箱体或机座上的孔相配合。外圆的直径尺寸精度等

29、级一般为座上的孔相配合。外圆的直径尺寸精度等级一般为IT7IT6，形状精度，形状精度应控制在外圆直径公差以内，表面粗糙度为应控制在外圆直径公差以内，表面粗糙度为Ra3.20.63 m。3 3）内孔对外圆的同轴度要求）内孔对外圆的同轴度要求 如果内孔的最终加工是在装配后完成的，则可降低内孔对如果内孔的最终加工是在装配后完成的，则可降低内孔对外圆的同轴度要求；如果内孔的最终加工是在装配前完成的，外圆的同轴度要求；如果内孔的最终加工是在装配前完成的，则内孔对外圆的同轴度要求较高，一般为则内孔对外圆的同轴度要求较高，一般为0.010.05 mm。4 4）端面对内孔轴线的垂直度或端面圆跳动要求）端面对内

30、孔轴线的垂直度或端面圆跳动要求 套筒端面如果在工作中承受轴向载荷，或是作为定位基准、套筒端面如果在工作中承受轴向载荷，或是作为定位基准、装配基准，则其对内孔轴线的垂直度或端面圆跳动要求较高，装配基准，则其对内孔轴线的垂直度或端面圆跳动要求较高，一般为一般为0.010.05 mm。3.3.套筒类零件的材料、热处理及毛坯套筒类零件的材料、热处理及毛坯1 1）套筒类零件的材料）套筒类零件的材料 套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜和粉末冶金等材料套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜和粉末冶金等材料制成。有些要求较高的滑动轴承套，采用双层金属结构，即应用制成。有些要求较高的滑动轴承套，采用双层金属结构

31、，即应用离心铸造法在钢或铸铁轴套的内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材离心铸造法在钢或铸铁轴套的内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料，用来提高轴承的使用寿命和节省贵重的有色金属。料，用来提高轴承的使用寿命和节省贵重的有色金属。2 2）套筒类零件的热处理）套筒类零件的热处理 套筒类零件在加工过程中都需要进行热处理，一般安排在粗套筒类零件在加工过程中都需要进行热处理，一般安排在粗加工前或粗加工后、精加工前，目的是消除内应力，改善力学性加工前或粗加工后、精加工前，目的是消除内应力，改善力学性能和切削加工性能。套筒类零件的热处理方法有调质、渗碳淬火、能和切削加工性能。套筒类零件的热处理方法有调质、渗碳淬火、表面

32、淬火、高温时效及渗氮等。表面淬火、高温时效及渗氮等。3 3）套筒类零件的毛坯）套筒类零件的毛坯 套筒类零件毛坯的选择与其材料、结构、尺寸及生产批量有套筒类零件毛坯的选择与其材料、结构、尺寸及生产批量有关。内孔直径较小（关。内孔直径较小（d d20 20 mm）的套筒一般选择热轧或冷拉棒）的套筒一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸件；内孔直径较大的套筒，常选用无缝钢管料，也可采用实心铸件；内孔直径较大的套筒，常选用无缝钢管或带孔铸件、锻件。小批量生产时，可选择型材、砂型铸件或自或带孔铸件、锻件。小批量生产时，可选择型材、砂型铸件或自由锻件；大批量生产时，则应选择高效率、高精度毛坯，采用冷由锻件

33、；大批量生产时，则应选择高效率、高精度毛坯，采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺。挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺。8.2.2 8.2.2 套筒类零件加工工艺分析套筒类零件加工工艺分析1.1.定位基准的选择定位基准的选择1 1）锥度心轴）锥度心轴 工件压入后，靠摩擦力就可与锥度心轴固紧。锥度心轴对工件压入后，靠摩擦力就可与锥度心轴固紧。锥度心轴对中性好，装夹方便，但不能承受较大的切削力，多用于外圆和中性好，装夹方便，但不能承受较大的切削力，多用于外圆和端面的精车。端面的精车。2 2）圆柱心轴）圆柱心轴 工件装入圆柱心轴后需要加上垫圈，用螺母锁紧。其夹紧工件装入圆柱心轴后需要加上垫圈，用螺

34、母锁紧。其夹紧力较大，可用于较大直径零件外圆的半精车和精车。圆柱心轴力较大，可用于较大直径零件外圆的半精车和精车。圆柱心轴和工件内孔的配合有一定间隙，对中性较锥度心轴差。和工件内孔的配合有一定间隙，对中性较锥度心轴差。2.2.加工方法的选择加工方法的选择内孔加工方法的确定，可考虑以下原则：内孔加工方法的确定，可考虑以下原则：（1 1）内孔的精度、表面质量要求不高时，可采用钻孔、扩孔、车）内孔的精度、表面质量要求不高时，可采用钻孔、扩孔、车孔、镗孔等。孔、镗孔等。（2 2）内孔的精度要求较高且直径较小时）内孔的精度要求较高且直径较小时(小于小于50 50 mm），可采用），可采用钻钻扩扩铰方案，

35、其精度和生产率均较高。铰方案，其精度和生产率均较高。（3 3）内孔的精度要求较高且直径较大时，多采用钻孔后镗孔或直）内孔的精度要求较高且直径较大时，多采用钻孔后镗孔或直接镗孔。接镗孔。（4 4）内孔生产批量较大时，可采用拉孔。）内孔生产批量较大时，可采用拉孔。（5 5）内孔有较高表面贴合要求时，可采用研磨孔。）内孔有较高表面贴合要求时，可采用研磨孔。（6 6）淬硬套筒零件多采用磨削孔。对于精密套筒还应增加对内孔）淬硬套筒零件多采用磨削孔。对于精密套筒还应增加对内孔的精密加工，如高精度磨削、珩磨、研磨等方法。的精密加工，如高精度磨削、珩磨、研磨等方法。（7 7）加工有色金属等软材料时，可采用精镗

36、（或金刚镗）。）加工有色金属等软材料时，可采用精镗（或金刚镗）。3.3.保证相互位置精度的方法保证相互位置精度的方法 （1 1）在一次装夹中完成所有内孔与外圆表面及端面的加工。一般）在一次装夹中完成所有内孔与外圆表面及端面的加工。一般在卧式车床或立式车床上进行，精加工也可以在磨床上进行。此时，在卧式车床或立式车床上进行，精加工也可以在磨床上进行。此时，常用三爪卡盘或四爪卡盘装夹工件，分别如图（常用三爪卡盘或四爪卡盘装夹工件，分别如图（a）、（）、（b）所示。这）所示。这种安装方法可消除由于多次安装而带来的安装误差，保证零件内孔与种安装方法可消除由于多次安装而带来的安装误差，保证零件内孔与外圆的

37、同轴度及端面与内孔轴线的垂直度。但是这种安装方法由于工外圆的同轴度及端面与内孔轴线的垂直度。但是这种安装方法由于工序比较集中，对尺寸较大（尤其是长径比较大）的套筒安装不方便，序比较集中，对尺寸较大（尤其是长径比较大）的套筒安装不方便，故多用于尺寸较小的套筒的车削加工。对于凸缘的短套筒，可先车凸故多用于尺寸较小的套筒的车削加工。对于凸缘的短套筒，可先车凸缘端，然后掉头夹压凸缘端，这种安装方法可防止因套筒刚度降低而缘端，然后掉头夹压凸缘端，这种安装方法可防止因套筒刚度降低而产生的变形，如图（产生的变形，如图（c）所示。）所示。短套筒的安装短套筒的安装 （2 2）全部加工分在几次装夹中进行，先加工孔

38、，然后以孔作为定位）全部加工分在几次装夹中进行，先加工孔，然后以孔作为定位基准加工外圆表面。用这种方法加工套筒，以精加工好的内孔作为精基基准加工外圆表面。用这种方法加工套筒，以精加工好的内孔作为精基准最终加工外圆。当以内孔为精基准加工外圆时，常用锥度心轴装夹工准最终加工外圆。当以内孔为精基准加工外圆时，常用锥度心轴装夹工件，并用两顶尖支承心轴。由于锥度心轴结构简单，制造、安装误差较件，并用两顶尖支承心轴。由于锥度心轴结构简单，制造、安装误差较小，因而可以保证比较高的同轴度要求，是套筒加工中常见的装夹方法。小，因而可以保证比较高的同轴度要求，是套筒加工中常见的装夹方法。（3 3）全部加工分在几次

39、装夹中进行，先加工外圆，然后以外圆表面）全部加工分在几次装夹中进行，先加工外圆，然后以外圆表面作为定位基准加工内孔。用这种方法加工套筒，以精加工好的外圆作为作为定位基准加工内孔。用这种方法加工套筒，以精加工好的外圆作为精基准最终加工内孔。采用这种方法装夹工件迅速可靠，但因卡盘定心精基准最终加工内孔。采用这种方法装夹工件迅速可靠，但因卡盘定心精度不高，易使套筒产生夹紧变形，故加工后工件的形状与位置精度较精度不高，易使套筒产生夹紧变形，故加工后工件的形状与位置精度较低。为获得较高的同轴度，必须采用定心精度高的夹具，如弹性膜片卡低。为获得较高的同轴度，必须采用定心精度高的夹具，如弹性膜片卡盘、液性塑

40、料夹具、经过修磨的三爪自定心卡盘和软爪等。较长的套筒盘、液性塑料夹具、经过修磨的三爪自定心卡盘和软爪等。较长的套筒一般多采用这种加工方法。一般多采用这种加工方法。4.4.防止套筒变形的措施防止套筒变形的措施 1 1）减小切削力和切削热对套筒变形的）减小切削力和切削热对套筒变形的影响影响 减小切削力和切削热对套筒变形影响的减小切削力和切削热对套筒变形影响的措施如下：措施如下：（1 1）粗、精加工应分开进行，并应严格）粗、精加工应分开进行，并应严格控制精加工的切削用量，以减小零件加工时控制精加工的切削用量，以减小零件加工时的变形。的变形。（2 2）内、外表面同时加工，使径向力相）内、外表面同时加工

41、，使径向力相互抵消，如图所示。互抵消，如图所示。（3 3）减小径向力，通常可增大刀具的主）减小径向力，通常可增大刀具的主偏角。偏角。（4 4）在粗、精加工之间应留有充分的冷）在粗、精加工之间应留有充分的冷却时间，并在加工时注入足够的切削液。却时间，并在加工时注入足够的切削液。内、外表面同时加工内、外表面同时加工 2 2）减小夹紧力对套筒变形的影响）减小夹紧力对套筒变形的影响 减小夹紧力对套筒变形影响的措施减小夹紧力对套筒变形影响的措施如下：如下：（1 1）改变夹紧力的方向，即将径向）改变夹紧力的方向，即将径向夹紧改为轴向夹紧，如采用工艺螺纹来夹紧改为轴向夹紧，如采用工艺螺纹来装夹工件或工件靠螺

42、母端面来轴向夹紧，装夹工件或工件靠螺母端面来轴向夹紧，如图所示。如图所示。（2 2）当需要径向夹紧时，应尽可能）当需要径向夹紧时，应尽可能使径向夹紧力沿圆周均匀分布，如使用使径向夹紧力沿圆周均匀分布，如使用过渡套、弹性薄膜卡盘、软爪等夹具夹过渡套、弹性薄膜卡盘、软爪等夹具夹紧工件。紧工件。3 3）减小热处理对套筒变形的影响）减小热处理对套筒变形的影响 热处理工序应置于粗加工后、精加热处理工序应置于粗加工后、精加工前，使热处理变形在精加工中得以修工前，使热处理变形在精加工中得以修正。正。轴向夹紧图轴向夹紧图8.2.3 8.2.3 套筒类零件加工实例套筒类零件加工实例1.1.轴套加工工艺分析轴套加

43、工工艺分析1 1）轴套的技术要求与加工特点）轴套的技术要求与加工特点 轴套的零件图轴套的零件图加工工艺过程加工工艺过程轴套的材料与毛坯。轴套的材料与毛坯。热处理安排。热处理安排。轴套表面加工方法。轴套表面加工方法。定位基准。定位基准。保证轴套表面位置保证轴套表面位置精度。精度。安装方式。安装方式。2.2.液压缸体加工工艺分析液压缸体加工工艺分析1 1）液压缸体的技术要求与加工特点）液压缸体的技术要求与加工特点液压缸体的零件图液压缸体的零件图2 2）液压缸体的加工工艺过程）液压缸体的加工工艺过程 （1 1）液压缸体的材料。液压缸体的材料一般有铸铁和无缝钢管）液压缸体的材料。液压缸体的材料一般有铸

44、铁和无缝钢管两种。本例采用无缝钢管。两种。本例采用无缝钢管。（2 2）液压缸体表面加工方法。）液压缸体表面加工方法。82h6 mm外圆加工精度为外圆加工精度为IT6，加工方法采用粗车、精车。内孔加工精度较高，粗加工采用半精镗，加工方法采用粗车、精车。内孔加工精度较高，粗加工采用半精镗，半精加工采用精镗，精加工采用浮动镗，光整加工采用滚压。半精加工采用精镗，精加工采用浮动镗，光整加工采用滚压。（3 3）定位基准。选择安装基准面）定位基准。选择安装基准面82h6 mm外圆作为定位基准外圆作为定位基准加工内孔。加工内孔。（4 4）安装方式。为防止液压缸体壁薄因受夹紧力而变形，在镗）安装方式。为防止液

45、压缸体壁薄因受夹紧力而变形，在镗内孔时，一端用工艺螺纹旋紧工件，另一端用中心架托住外圆；在内孔时，一端用工艺螺纹旋紧工件，另一端用中心架托住外圆；在最后精车外圆时，一端用软爪夹住，另一端以内孔定位用大头顶尖最后精车外圆时，一端用软爪夹住，另一端以内孔定位用大头顶尖顶住工件顶住工件;在镗内锥孔时，用软爪夹住一端，另一端用中心架托住在镗内锥孔时，用软爪夹住一端，另一端用中心架托住外圆。外圆。8.3 8.3 箱体类零件加工箱体类零件加工8.3.1 8.3.1 箱体类零件加工概述箱体类零件加工概述1.1.箱体类零件的功能和结构特点箱体类零件的功能和结构特点常用的几种箱体的结构简图常用的几种箱体的结构简

46、图 常见的箱体零件有机常见的箱体零件有机床主轴箱、机床进给箱、床主轴箱、机床进给箱、减速箱、发动机缸体、机减速箱、发动机缸体、机座和泵体等。根据结构形座和泵体等。根据结构形式不同，箱体可分为整体式不同，箱体可分为整体式和分离式两大类。如图式和分离式两大类。如图所示为常用的几种箱体的所示为常用的几种箱体的结构简图。结构简图。2.2.箱体类零件的主要技术要求箱体类零件的主要技术要求 箱体类零件中以车床主轴箱的精度要求最高，以如图所箱体类零件中以车床主轴箱的精度要求最高，以如图所示的车床主轴箱为例来说明其技术要求。示的车床主轴箱为例来说明其技术要求。车床主轴箱车床主轴箱1 1）主要平面的形状精度和表

47、面粗糙度）主要平面的形状精度和表面粗糙度 一般箱体主要平面的平面度公差为一般箱体主要平面的平面度公差为0.030.1 mm，表面粗糙度，表面粗糙度为为Ra2.50.63 m，主要平面间的垂直度公差为，主要平面间的垂直度公差为0.040.1 mm。2 2）孔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度）孔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度 一般机床主轴支承孔的尺寸精度为一般机床主轴支承孔的尺寸精度为IT6，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra0.630.32 m，圆柱度公差一般应在孔径尺寸公差范围内。其，圆柱度公差一般应在孔径尺寸公差范围内。其余孔的尺寸精度为余孔的尺寸精度为IT7IT6，表面粗糙度为，表面粗糙度为

48、Ra2.50.63 m。3 3）孔与孔之间的相互位置精度）孔与孔之间的相互位置精度 同一轴线上孔的同轴度公差一般为同一轴线上孔的同轴度公差一般为0.010.04 mm。支承孔间。支承孔间的孔距公差为的孔距公差为0.050.12 mm，平行度公差应小于孔距公差。，平行度公差应小于孔距公差。4 4）孔与平面之间的相互位置精度）孔与平面之间的相互位置精度 支承孔与主要平面的平行度公差为支承孔与主要平面的平行度公差为0.050.1 mm，垂直度公差，垂直度公差为为0.040.1 mm。3.3.箱体类零件的材料、热处理及毛坯箱体类零件的材料、热处理及毛坯1 1）箱体类零件的材料）箱体类零件的材料 箱体类

49、零件的材料一般选箱体类零件的材料一般选HT200HT400的各种牌号的灰铸铁，的各种牌号的灰铸铁，最常用的为最常用的为HT200，这是因为灰铸铁不仅成本低，而且具有较好的，这是因为灰铸铁不仅成本低，而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削加工性和阻尼特性，适合箱体类零件尺寸耐磨性、可铸性、可切削加工性和阻尼特性，适合箱体类零件尺寸较大、形状复杂的结构特点。较大、形状复杂的结构特点。2 2）箱体类零件的热处理）箱体类零件的热处理 箱体类零件一般结构都比较复杂，壁厚不均，铸造时会形成较箱体类零件一般结构都比较复杂，壁厚不均，铸造时会形成较大的内应力。为保证其加工后的精度稳定，在毛坯铸造后需安排一大的内

50、应力。为保证其加工后的精度稳定，在毛坯铸造后需安排一次人工时效或退火工序，以消除内应力。次人工时效或退火工序，以消除内应力。3 3）箱体类零件的毛坯）箱体类零件的毛坯 一般情况下，铸铁毛坯在单件、小批量生产时，可采用木模手一般情况下，铸铁毛坯在单件、小批量生产时，可采用木模手工造型，毛坯精度低、加工余量大；铸铁毛坯在大批量生产时，可工造型，毛坯精度低、加工余量大；铸铁毛坯在大批量生产时，可采用金属模机器造型，毛坯精度高、加工余量小。采用金属模机器造型，毛坯精度高、加工余量小。4.4.箱体类零件的结构工艺性箱体类零件的结构工艺性1 1）箱体类零件基本孔的分类）箱体类零件基本孔的分类 （1 1）通