情境二套类零件加工工艺编制ppt课件.ppt
机械零件加工工艺编制,扬州工业职业技术学院机械工程系叶贵清,(情境二 套类零件加工工艺编制),情境二 套类零件加工工艺编制,任务1：套类零件工艺分析任务2：套类零件材料及毛坯选择任务3：套类零件常见表面加工方法任务4：套类零件加工工艺编制举例任务5：工艺尺寸链计算,2.1 套类零件工艺分析,一、套类零件结构特点和技术要求,1、套类零件功用及结构特点,套类零件的功用1）支撑回转轴2）定位3）导向,套类零件的结构特点1)外圆直径D一般小于其长度L,通常长径比(L/D)小于5。2)内孔与外圆直径之差较小,即零件壁厚较小,易变形。3)内外圆回转表面的同轴度公差很4)结构比较简单。,2.1 套类零件工艺分析,2、套类零件的主要技术要求,1） 内孔与外圆的尺寸精度:一般为IT7IT62）内孔与外圆形状精度：圆柱度 直径公差，较精密的控制在1/2 1/3之内3）内孔与外圆位置精度：同轴度 、垂直度 4）表面粗糙度：外圆Ra 0.63 5， 内孔Ra 0.16 2.5,2.1 套类零件工艺分析,二、套类零件工艺分析,1、工艺措施,(1)在一次安装中完成内外表面及端面的全部加工,这样可消除工件的安装误差并获得很高的相互位置精度。但由于工序比较集中,对尺寸较大的套筒安装不便,故多用于尺寸较小的轴套车削加工。(2)先完成孔加工,然后以孔为精基准加工外圆。由于使用的夹具(通常为心轴)结构简单,而且制造和安装误差较小,因此可保证较高的相互位置精度,在套筒类零件加工中应用较多。,2.1 套类零件工艺分析,(3)先完成外圆加工,然后以外圆为精基准加工内孔。一般卡盘安装误差较大,使得加工后工件的相互位置精度较低。如果欲使同轴度误差较小,则须采用定心精度较高的夹具,如弹性膜片卡盘、液性塑料夹头、经过修磨的三爪自定心卡盘和软爪等。,2.1 套类零件工艺分析,2、减少变形,套筒类零件的结构特点是壁薄,在切削加工中常由于夹紧力、切削力、内应力和切削热等因素的影响而产生变形。为此,应注意将粗、精加工分开进行,应尽量减少加工余量,增加走刀次数。同时,应改善夹持方式,减小夹紧力。例如,采用过渡套或弹簧套来夹持,或者夹持工艺凸台或工艺螺纹(见表6-3工序2,工序4),加工完后再切去(工序5)。另外,应该尽量减小热处理变形对加工过程的影响,将热处理放在粗加工和精加工之间进行,让精加工切除热处理的残留变形量,2.1 套类零件工艺分析,3、套类零件的材料、毛坯及热处理,套类零件的毛坯1）孔径较大(如d20mm)时,常采用无缝钢管或带孔的铸件和锻件； 2）孔径较小时,多选用热轧或冷拉棒料,也可采用实心铸件；3）大批量生产时,可采用冷挤压棒料、粉末冶金棒料。,套类零件的材料 套筒类零件的材料以钢、铸铁、青铜或黄铜为主,也有采用双金属结构(即在钢或铸铁套的内壁上浇注一层轴承合金材料)的。,套类零件的热处理 渗碳、淬火、表面淬火、调质、高温时效及渗氮等,2.2 套类零件材料及毛坯选择,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,2.3 套类零件常见表面加工方法,例1：小套，需淬火处理,小批量,2.4 套类零件加工工艺编制举例,例2：轴承套，材料为ZQSn6-6-3，每批数量为200件,2.4 套类零件加工工艺编制举例,例3：液压缸,图6-17液压缸简图,2.4 套类零件加工工艺编制举例,表63 液压缸加工工艺路线,该零件孔长而壁薄,为保证内外圆的同轴度,加工外圆时参照空心主轴的装夹方法,即采用双顶尖顶孔口130的锥面或一头夹紧一头用中心架支承。加工内孔与一般深孔加工时的装夹相同,多采用夹一头,另一端用中心架托住外圆。孔的粗加工采用镗削,半精加工多采用浮动铰刀铰削。铰削后,孔径尺寸精度一般为IT9IT7,表面粗糙度达Ra2.30.32m。液压缸内孔的表面质量要求很高,精加工铰孔后,还需采用钢珠滚压,以改善内圆表面,使其熨平并形成残余压应力,提高使用寿命。为此,较多的专业生产厂采用专用组合刀具来完成液压缸内孔的粗加工、半精加工、精加工和滚压加工,专业组合刀具是将镗刀、浮动铰刀和钢珠滚压头等集成在一起。内孔经滚压后,尺寸误差在0.01mm以内,表面粗糙度为Ra0.16m或更小,且表面经硬化后更为耐磨。但是目前对铸造液压缸体尚未采用滚压工艺,原因是铸件表面缺陷对滚压有很大影响,因此,常以精细镗、珩磨、研磨等精密加工作为缸体内孔加工的最终工序。,2.4 套类零件加工工艺编制举例,2.4 套类零件加工工艺编制举例,作业：编制图示套筒零件的加工工艺,2.4 套类零件加工工艺编制举例,1主要技术要求,材料为HT300。,A、B端面对 孔的轴线H的垂直度公差为0.015mm,表面粗糙度Ra为1.6m。, 外圆柱面对 内孔的同轴度允差为0.02 mm，表面粗糙度Ra为1.6m。,2.4 套类零件加工工艺编制举例,2定位基准的选择,以54为粗基准，在一次装夹中车出A面、 外圆及B面、 内孔；,加工54外圆及端面C时，可用 为精基准；,加工3-5.5孔时，用 外圆和A端面为精基准；,加工D面时，用 内孔、端面C和任一5.5的孔为精基准；,2.4 套类零件加工工艺编制举例,3加工路线的拟定,车C面及54外圆，钻、扩、铰内孔，刨D面；,为保证套筒内外圆的同轴度要求和A、B端面对轴心线的垂直度，采用在一次装夹中先粗、精车端面A， 外圆和B端面，再钻、扩、铰 的孔。,2.4 套类零件加工工艺编制举例,机械加工工艺过程（单件小批生产）,2.5 工艺尺寸链的计算,简单工序尺寸及公差确定,例：一齿轮孔加工工艺粗镗半精镗精镗，确定工序尺寸及公差,2.5 工艺尺寸链的计算,一. 尺寸链的定义和组成,1、尺寸链的定义和特征,（1）定义：,零件的加工或测量以及在机器的设计或装配过程中，互相联系且按一定顺序排列成封闭图形的尺寸组合，称为尺寸链。,（a）零件在加工过程中形成的尺寸链工艺尺寸链,（b）在机器设计和装配中形成的尺寸链装配尺寸链,2.5 工艺尺寸链的计算,2.5 工艺尺寸链的计算,（2）特征：,（a）封闭性（b）关联性,2、工艺尺寸链的组成,2.5 工艺尺寸链的计算,表2-21 工艺尺寸链的组成,2.5 工艺尺寸链的计算,2.5 工艺尺寸链的计算,3、尺寸链的建立,2.5 工艺尺寸链的计算,举例,加工顺序1、以大端面A定位，车端面D获得A1；并车小外圆至B面，保证长度40（b)；2、以端面D定位，精车大端面A获得尺寸A2，并在车大孔时车端面C，获得孔深尺寸A3（c)；3、以端面D定位，磨大端面A保证全长尺寸50，同时保证孔深尺寸为36（d)。,（a),2.5 工艺尺寸链的计算,（b),（c),（d),2.5 工艺尺寸链的计算,二. 尺寸链的计算（极值法）,（1） 极值法各环基本尺寸之间的关系 封闭环的基本尺寸A等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即,（2）各环极限尺寸之间的关系 封闭环的最大极限尺寸Amax等于增环的最大极限尺寸之和减去减环的最小极限尺寸之和，即,封闭环的最小极限尺寸Amin等于增环的最小极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和，即,2.5 工艺尺寸链的计算,(3) 各环上、下偏差之间的关系 封闭环的上偏差ES(A)等于增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和，即,封闭环的下偏差EI(A)等于增环下偏差之和减去减环的上偏差之和，即,（4）各环公差之间的关系 封闭环的公差T(A)等于各组成环的公差T(Ak)之和，即,2.5 工艺尺寸链的计算,三. 尺寸链的计算举例,1.定位基准与设计基准不重合时工艺尺寸的计算,2.5 工艺尺寸链的计算,2.测量基准与设计基准不重合时的尺寸计算,假废品情况：当A2=40+0.36(按上述计算应为超差),此时A1=50,A0=10-0.36(合格)这种废品为假废品。,2.5 工艺尺寸链的计算,只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组成环尺寸公差之和，就有可能出现假废品，为此应对该零件各有关尺寸进行复检和验算，以免将实际合格的零件报废而导致浪费。 假废品的出现，给生产质量管理带来诸多麻烦，因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准不重合。,假废品的出现,2.5 工艺尺寸链的计算,3.中间工序尺寸与公差的计算,2.5 工艺尺寸链的计算,如图为一齿轮内孔简图。内孔为 。键槽尺寸为 。内孔与键槽的加工顺序为： 1）精镗内孔至 ； 2）插键槽至尺寸； 3）热处理(为简化起见不考虑热处理内孔的变形误差)； 4）磨内孔至 。现要确定工艺过程中的工序尺寸及其偏差。,4.一次加工后需要同时保证多个设计尺寸及公差的计算,如图所示轴套，其加工工序如图所示，试校验工序尺寸标注是否合理。,2.5 工艺尺寸链的计算,解:1)分析 从零件图上看,设计尺寸有10-0.3mm、150.2mm 以及50-0.34。根据工艺过程分析是否全部达到图纸要求.其中10-0.3、 50-0.34直接保证，150.2间接保证，为封闭环，必须校核。,2）查找组成环，建立尺寸链,4)解决办法:改变工艺过程，如将钻孔改在工序40之后；提高加工精度，缩小组成环公差。,5）重新标注尺寸，校核计算现将尺寸改为：10.4-0.1 ，14.6 0.1,10-0.1 可求得:A0= 150.2 符合图纸要求.,2.5 工艺尺寸链的计算,3）计算尺寸及偏差 求得 ( 超差),4.加工余量的校核,一轴其轴向工艺过程如图所示，现要校核工序30精车B面的余量。,粗车端面A、B，直接得到A1=28-0.52 A2=35-0.34,调头，粗、精车C面，直接得到尺寸 A3=26-0.28,调头，精车A、B，直接得到A4=25-0.14 A5=35-0.17,2.5 工艺尺寸链的计算,解:根据工艺过程作轴向尺寸形成过程及余量分布图，寻找封闭环，建立尺寸链求解。,Z为封闭环,求得，,Zmin=0.380, 合适。,2.5 工艺尺寸链的计算,
