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套筒类零件加工工艺问题分析及典型工艺优化

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。同时软卡爪应采取自镗的工艺措施,以减少安装误差,提高加工精度。2)长套筒类零件加工工艺分析液压系统中的液压缸缸体是比较典型的长套筒类零件,其特点是结构简单,加工面小,但壁薄易变形,加工方法变化不大。图8-22液压缸缸体表8-3液压缸缸体加工工艺过程续表现对长套筒类零件加工的共性问题进行分析。

套筒类零件加工工艺问题分析及典型工艺优化

套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。套筒类零件按结构形状来划分,大体可分为短套筒和长套筒两大类。它们在加工中,其安装方法和加工方法有很大的差别。下面以两个实例予以说明。

1)短套类零件的加工工艺分析

轴承套是较为典型的短套类零件,图8-18为轴承套的零件图,材料为铸锡青铜ZCuSn10P1,生产类型为单件小批生产。

图8-18 轴承套

(1)轴承套主要表面及其技术要求。轴承套主要表面为外圆φ34js7与内孔φ22H7,均为IT7级精度;φ34js7外圆对φ22H7孔的径向圆跳动公差为0.01mm;左端面对φ22H7孔轴线的垂直度公差为0.01mm。

(2)工艺分析。

定位基准的选择。套筒类零件一般都选择外圆表面作为粗基准,因为多数中小套筒类零件选用实心毛坯或虽有铸出或锻出的孔,但孔径小或余量不均匀,无法用作粗基准。本例轴承套采用外圆作为定位粗基准加工内孔。采用φ22H7孔作为定位精基准加工外圆,符合基准重合和互为基准原则。

②主要表面加工方法。轴承套外圆为IT7级精度,采用精车可以满足要求;内孔精度也为IT7级,采用铰孔可以满足要求。内孔的加工顺序为:钻孔→镗孔→铰孔。

由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm以内,用软卡爪安装无法保证。因此精车外圆时应以内孔为定位基准,使轴承套在小锥度心轴上定位,用两顶尖安装。这样可使加工基准和测量基准一致,容易达到图纸要求。车铰内孔时,应与端面在一次安装中加工出,以保证端面与内孔轴线的垂直度公差在0.01mm以内。

(3)轴承套的加工工艺。表8-2为轴承套的机械加工工艺过程。粗车外圆时,可以采用同时加工5件的方法来提高生产率。

表8-2 轴承套的机械加工工艺过程卡片

续 表

(4)防止套筒变形的工艺措施。套筒零件由于壁薄,加工中常因夹紧力、切削力、内应力和切削热的影响而产生变形。可以采取以下措施以防止或减小变形。

①减小夹紧力对变形的影响。

图8-19 轴承套

a.通过增大夹紧面积,以使工件单位面积所受的压力较小,从而减小变形。例如,工件外圆可以采用专用软卡爪(曲率半径与工件外圆相等)夹紧,增加卡爪的宽度和长度。同时软卡爪应采取自镗的工艺措施,以减少安装误差,提高加工精度。图8-19所示是用开缝套筒装夹薄壁工件,由于开缝套筒与工件接触面大,夹紧力均匀分布在工件外圆上,不易产生变形。

b.采用轴向夹紧工件的夹具,变径向夹紧为轴向夹紧。如图8-20所示,由于工件靠螺母端面沿轴向夹紧,故其夹紧力产生的径向变形极小。

c.在工件上做出加强刚性的工艺凸边,加工时采用特殊结构的卡爪夹紧,当加工结束时再将凸边切去。如图8-21所示。(www.xing528.com)

图8-20 轴向夹紧工件

图8-21 制造工艺凸边

②减小切削力和切削热对变形的影响。常用的方法有下列几种。

a.减小径向力,通常可借助增大刀具的主偏角来达到,如主偏角κr=90°。

b.内外表面同时加工,使径向切削力相互抵消,如图8-21所示。

c.粗、精加工分开进行,使粗加工时产生的变形在精加工中能得到纠正。

d.精加工时采用切削液,以减小热变形。

③减少热处理引起的误差。热处理工序应安排在精加工之前进行,以使热处理产生的变形在精加工中得到纠正。

2)长套筒类零件加工工艺分析

液压系统中的液压缸缸体是比较典型的长套筒类零件,其特点是结构简单,加工面小,但壁薄易变形,加工方法变化不大。图8-22为液压缸缸体的零件图,材料为45钢,机械加工工艺过程见表8-3。

图8-22 液压缸缸体

表8-3 液压缸缸体加工工艺过程

续 表

现对长套筒类零件加工的共性问题进行分析。

(1)液压缸缸体的技术要求。见图8-22缸体零件图,其主要加工表面为mm的内孔,尺寸精度和形状精度要求较高,为保证活塞在液压缸缸体内自由移动且不串油,要求内孔光滑无划痕。两端面对内孔有垂直度要求,外圆表面为非加工面,但自A端起在35mm内外圆允许加工至φ99mm。

(2)工艺过程分析。为保证内外圆的同轴度,长套筒零件的加工中也应采用互为基准、反复加工的原则。该液压缸缸体的外圆为非加工面,但为了保证壁厚均匀,仍应先以外圆为粗基准面加工内孔,然后再以内孔为精基准加工出mm、Ra3.2μm的工艺外圆,这样,既提高了基准面的位置精度,又保证了加工质量。因液压缸孔径尺寸较大,精度和表面质量要求较高,故孔的终加工为研磨。加工方案为粗镗—半精镗—粗研—精研。

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