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关于车床知识第六章

日期:2017/11/14   浏览:11273

 

第六章 盘套类零件的车削

 

第一节 盘类零件的加工

 

盘类零件的轴向L(纵向)尺寸一般远小于径向D尺寸,且最大外圆直径D与最小内圆直径d相差较大,并以端面面积大为主要特征,如图6-1所示。这类零件有:圆盘、台阶盘以及带有其他形状的齿形盘、花盘、轮盘和圆盘形零件等。在这类零件中,较多部分是作为动力部件,配合轴杆类零件传递运动和转矩。盘类零件的主要表面为内圆面、外圆面及端面等,其加工方法与其毛坯材料、加工余量有关.分别简介如下。

 

 

一、工艺分析

 

1.选材与选毛坯

 

盘类零件一般需承受交变载荷,工作时处于复杂应力状态。其材料应具有良好的综合力学性能,因此常用45钢或40Cr钢先做锻件,并进行调质处理,较少直接用圆钢做毛坯,但对于承受载荷较小圆盘类零件或主要用来传递运动的齿轮,也可以直接用铸件或采用圆钢、有色金属件和非金属件毛坯。

 

2.确定工序间的加工余量

 

盘类零件的毛坯加工余量在选毛坯时就已确定,但每一个工序的加工,须为下一工序留下加工余量。

 

3.定位基准与装夹方法

 

盘类零件内孔、端面的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度,是盘类零件加工的主要技术要求和要解决的主要问题。

 

盘类零件加工时通常以内孔、端面定位或外圆、端面定位、使用专用心轴(一种带孔工件的夹具)或卡盘装夹工件。

 

二、工艺过程特点

 

一般来说,车削加工通常以内孔、端面定位、插人心轴装夹工件,这符合基准重合、基准统一原则。

 

车内孔时,车削步骤的选择原则除了与车外圆有共同点之外,还有下列几点:

 

1)为保证内外圆同轴,最好采用"一刀落"的方法,即粗车端面、粗车外圆、钻孔、粗镗孔、精镗孔、精车端面、精车外圆、倒角、切断、调头车另一端面和倒角。

 

如果零件尺寸较大,棒料不能插入主轴锥孔中,可以将棒料比要求尺寸放长lomm左右切断。在镗孔时不要镗穿,以增加刚性,车到需要尺寸以后再切断。

 

2)对于精度要求较高的内孔,可按下列步骤进行车削,即钻孔、粗铰孔、精铰孔、精车端面、磨孔。但必须注意,在粗铰孔时应留铰孑L或磨孔余量。

 

3)内沟槽的车削,应在半精车以后、精车之前切削,但必须注意余量。

 

 

4)车平底孔时,应先用钻头钻孔,再用平底钻把孔底钻平,最后用平底孔车刀精车一遍。

 

5)如果工件以内孔定心车外圆,那么在精车内孔以后,对端面也精车一刀,以达到端面与内孔垂直。

 

三、加工实例

 

齿坯零件是典型的盘类零件,一般采用通用设备和通用工装加工完成,该类零件的加工代表了一般饼块盘类零件的加工的基本工艺过程,以该零件的加工为例介绍盘类零件的加工过程。其他盘类零件的加工过程与此类似,但生产批量不同、零件的技术要求不同,加工方法也略有所不同,加工时可进行相应调整。现以图6-2所示的齿轮坯车削加工过程为例说明盘形零件的加工。

 

 

6-2是带有花键孔的齿轮工作图。毛坯件采用锻件,材料锻造后,要经过正火,正火后的硬度为I--IBl79229。一般齿轮精加工时以内孔定心,当内孔是花键时,应以花键孔定心。由于齿轮的精度较高,所以除了滚齿外,还要经过剃齿。这里介绍该齿轮的齿坯加工工艺过程。

 

1)下料、锻造毛坯成l08mm×40mm、正火(6-3)

 

2)热处理。正火硬度为船l79229

 

3)粗车。用三爪卡盘装夹,粗车外圆及端面,各留余量lmm,钻、扩孔声l9mm(如图6-4、图6-5所示)。调头,粗车端面、外圆及内孔。

 

4)精车。车外圆j51035-05lnln,达粗糙度要求。精车端面(如图6-6所示)。精镗内孔至声25mm,内外圆倒角l5×45。、3×15

 

5)调头用软卡爪夹住,端面贴平车外圆(接刀),车端面至26 6)倒角30

 

7)以倒角15×45。端面为基准拉花键孔。

 

8)孔部去毛倒棱。

 

9)清洗。

 

10)按要求检查。

 

11)用两顶针安装,上花键心轴精车外圆至尺寸要求。

 

12)精车两端面至尺寸要求(两端余量均匀车削)

 

13)外圆倒角。

 

14)按要求检验。

 

第二节 套类零件的车削

 

套类零件一般指带有内孔的零件,其轴向(纵向)尺寸L一般略小于或等于径向尺寸D,这两个方向的尺寸相差不大,零件的外圆直径D与内孔直径d相差较小,并以内孔结构为主要特征。如图6-7所示。

 

套类零件主要是作为旋转零件的支承,在工作中承受轴向和径向力。例如车床主轴的轴承孔、床尾套类孔等。套类零件是机械加工中经常碰到的一种零件,它的应用范围很广。例如,支承旋转轴的各种形式的轴承、夹具上的导向套、内燃机上的气缸套和液压系统中的油缸等。

 

一、套类零件功用和结构特点

 

机器中的套类零件,通常起支承或导向作用。由于功用不同,套类零件的结构和尺寸有着很大的差别,但结构上有共同的特点:零件的主要表面为同轴度要求较高的内、外旋转表面;零件壁的厚度较薄易变形。

 

套类零件的主要表面是内孔和外圆,其主要技术要求如下,图6-8为铜套零件示意图:

 

1.内孔

 

它是零件起支承或导向作用的最主要表面,通常与运动着的轴、活塞等配合,内孔的尺寸精度一般为IT6IT9;形状精度一般控制在孔径公差以内,表面粗糙度为Ral6016rn

 

2.外圆

 

它一般是套类零件的支承表面,常以过盈配合同其他零件的孔

 

相连接。外径的尺寸精度通常为IT6IW;形状精度控制在外径公差以内,表面粗糙度为Ra32063m。另外对于零件还有内外圆之间的同轴度、孔轴线与端面的垂直度等形位精度要求。

 

 

由于车削该类零件时,孔内尺寸小,切屑不易排出而损伤加工表面;冷却润滑液不易注入而使工件过热变形,因此车削套类零件的不利条件多于车削轴类零件。

 

二、套类零件的加工

 

1.套类零件的毛坯和加工余量

 

套类零件在各种机械中有不同的工作条件和使用要求,因此不同套类零件所用的材料及加工方法有所不同。一般套类零件是用钢、铸铁、青铜或黄铜等材料制成,有些滑动轴承采用双金属结构,以节省贵重的有色金属,提高轴承的使用寿命。

 

套类零件的毛坯选择与其结构和尺寸等因素有关。孔径较小(d<20ram)的套类一般选择热轧或冷拉棒料,也可采用实心铸铁。孔径较大时,常采用无缝钢管或带孔的铸件、锻件。大量生产时,可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺,既提高生产率又节约金属材料。

 

2.工序间的加工余量

 

套类零件的毛坯加工余量在铸或锻时已确定。如果要在实心材料上加工出内孔来,就需要经过钻、镗、铰或磨等。在一个工序完成时,必须为下一工序留下加工余量。

 

3.套类零件的安装

 

由于套类零件有各种不同形状和尺寸,精度要求也不相同,所以它也有各种不同的安装方法(钻孔时工件的安装方法与车外圆时相同,这里不再重复了),如表6-1所示。

 

 

4.车削步骤的选择

 

车内孔时,车削步骤的选择原则除了与车外圆有共同点之外,还有下列几点:

 

1)车削短小的套类零件时,为了保证内外圆同心,最好采用在一次安装中完成内外表面及端面的全部加工。这种方法工序比较集中,可消除工件的安装误差,获得较好的相对位置精度。

 

2)长径比较大的套类零件,为了保证内外圆同轴度,加工外圆时,一般要用中心架,粗加工后用镗削,半精加工多采用铰孔方式加工精度较高的套筒内孔时,也可按车削盘类零件孔的步霎进孕:钻孔、粗镗孔、半精镗和精车端面、铰孔或钻巍:看鑫銎二。专登镗和精车端面、磨孔。但必须注意,在半精镗孔时应留铰孔或磨孑余量。

 

4)内沟槽应在半精车以后精车之前切割,但必须注意余量。

 

5)车平底孔时,先用钻头钻孔,再用平底钻把孔底钻平,最雾要!底孔车刀精车一遍。如果工件以内孔定心车外圆,那么茬莴孔精车以后把端面也精车一刀,以达到端面与内孔垂直。

 

5.车削实例

 

皇三套类零件的随尺寸大小、材料、精度、结构、用途和生产苎的不同,因而在工艺上也有所差异。但是,各种套类零件的外圆、内孔、端面加工是比较常见的,其加工工艺相似。现举两个葫于来说明如何车削套类零件。

 

1·小批量车削图6-9所示的一钢套零件,其车削加工过程

 

 

2)装夹。用三爪卡盘装夹(或四爪卡盘)夹紧毛料,粗车外圆,分两次装夹(调头装夹)车削。粗车后的半成品外形,留余量

 

3)夹住棒料,伸出50ram,用23ram钻头钻孔。

 

4)车端面。

 

5)车内孔至簪,32mm

 

6)13倒角05×45。外圆倒角l×457)修掉毛刺。

 

 

衬套不仅是普通的套类零件,而且也是薄壁零件,在单件生产车削加工时,车削工序采用集中工序加工,可减少装夹和定位次数,提高加工精度和生产效率。该集中工序可分为粗、精车两道工序。为了避免淬火变形,其内腔槽不加工,在精车时一次装夹定位完成,以提高精度为主。

 

车削薄壁衬套的内孔时,必须特别注意装夹问题。往往由于装夹得不好,而引起工件变形。车削时除了在精车以前把卡爪略为放松一下,使它恢复原状,然后再轻轻夹紧,同时还可以采用开缝套筒或增大卡爪和工件接触面,就是把开缝套筒套在工件外圆上,并一起夹在三爪卡盘中,或者把软卡爪与工件接触面增大。

 

三、防止套类变形的工艺措施

 

套类零件的结构特点是孔壁一般较薄,加工中常因夹紧力、切削力、内应力和切削热等因素的影响而产生变形。防止变形应注意以下几点:

 

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可以得到纠正。

 

2)减少夹紧力的影响,工艺上可采取以下措施:改变夹紧力的方向,即径向夹紧改为轴向夹紧。如果需径向夹紧时,应尽可能使径向夹紧力均匀,可使用过渡套夹紧工件,或者做出工艺突变或工艺螺纹以减少夹紧变形。

 

3)为减少热处理的影响,热处理工序应至置于粗精加工之间,以便使热处理引起的变形在精加工中予以纠正。套类零件热处理后一般产生较大的变形,所以精加工的余量要适当放大。

 

4)车削时应在精车以前把卡爪略为放松一下,使它恢复原状,然后再轻轻夹紧,同时尽量采用开缝套筒或大接触面卡爪。

 

第三节 盘套类零件的精度检验

 

一、套类零件的精度要求

 

套类零件的精度有下列几个项目:

 

1.圆柱孔的本身精度

 

孔径和长度尺寸精度检查如图614、图6-15所示;

 

 

2.孔的位置精度

 

1)同轴度(孔之间或孔与某些表面间的尺寸精度)、平行度、垂直度或角度精度等。

 

2)L的形状精度(如椭圆度、锥度、鼓形度等)

 

 

3.表面粗糙度

 

要达到哪一级粗糙度,一般按加工图纸上的规定。套筒类零件各精度槿测万猛及植验上具如表6-2所不,

 

 

套类零件的表面粗糙度检验与轴类零件相同。

 

二、车削套类零件时的精度分析

 

大川机械

在套类零件车削过程中,经常会产生这样或那样的问题,必须先找出产生的原因,以便解决。车削盘套类零件产生的误差原因主要如表6-3所示。

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