第六章 盤套類零件的車削

節(jié) 盤類零件的加工

盤類零件的軸向L(縱向)尺寸一般遠小于徑向D尺寸，且外圓直徑D與最小內(nèi)圓直徑d相差較大，并以端面面積大為主要特征，如圖6-1所示。這類零件有：圓盤、臺階盤以及帶有其他形狀的齒形盤、花盤、輪盤和圓盤形零件等。在這類零件中，較多部分是作為動力部件，配合軸桿類零件傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。盤類零件的主要表面為內(nèi)圓面、外圓面及端面等，其加工方法與其毛坯材料、加工余量有關(guān)．分別簡介如下。

一、工藝分析

1．選材與選毛坯

盤類零件一般需承受交變載荷，工作時處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。其材料應(yīng)具有良好的綜合力學性能，因此常用45鋼或40Cr鋼先做鍛件，并進行調(diào)質(zhì)處理，較少直接用圓鋼做毛坯，但對于承受載荷較小圓盤類零件或主要用來傳遞運動的齒輪，也可以直接用鑄件或采用圓鋼、有色金屬件和非金屬件毛坯。

2．確定工序間的加工余量

盤類零件的毛坯加工余量在選毛坯時就已確定，但每一個工序的加工，須為下一工序留下加工余量。

3．定位基準與裝夾方法

盤類零件內(nèi)孔、端面的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度，是盤類零件加工的主要技術(shù)要求和要解決的主要問題。

盤類零件加工時通常以內(nèi)孔、端面定位或外圓、端面定位、使用專用心軸(一種帶孔工件的夾具)或卡盤裝夾工件。

二、工藝過程特點

一般來說，車削加工通常以內(nèi)孔、端面定位、插人心軸裝夾工件，這符合基準重合、基準統(tǒng)一原則。

車內(nèi)孔時，車削步驟的選擇原則除了與車外圓有共同點之外，還有下列幾點：

1)為保證內(nèi)外圓同軸，采用"一刀落"的方法，即粗車端面、粗車外圓、鉆孔、粗鏜孔、精鏜孔、精車端面、精車外圓、倒角、切斷、調(diào)頭車另一端面和倒角。

如果零件尺寸較大，棒料不能插入主軸錐孔中，可以將棒料比要求尺寸放長lomm左右切斷。在鏜孔時不要鏜穿，以增加剛性，車到需要尺寸以后再切斷。

2)對于精度要求較高的內(nèi)孔，可按下列步驟進行車削，即鉆孔、粗鉸孔、精鉸孔、精車端面、磨孔。但必須注意，在粗鉸孔時應(yīng)留鉸孑L或磨孔余量。

3)內(nèi)溝槽的車削，應(yīng)在半精車以后、精車之前切削，但必須注意余量。

4)車平底孔時，應(yīng)先用鉆頭鉆孔，再用平底鉆把孔底鉆平，最后用平底孔車刀精車一遍。

5)如果工件以內(nèi)孔定心車外圓，那么在精車內(nèi)孔以后，對端面也精車一刀，以達到端面與內(nèi)孔垂直。

三、加工實例

齒坯零件是典型的盤類零件，一般采用通用設(shè)備和通用工裝加工完成，該類零件的加工代表了一般餅塊盤類零件的加工的基本工藝過程，以該零件的加工為例介紹盤類零件的加工過程。其他盤類零件的加工過程與此類似，但生產(chǎn)批量不同、零件的技術(shù)要求不同，加工方法也略有所不同，加工時可進行相應(yīng)調(diào)整。現(xiàn)以圖6-2所示的齒輪坯車削加工過程為例說明盤形零件的加工。

圖6-2是帶有花鍵孔的齒輪工作圖。毛坯件采用鍛件，材料鍛造后，要經(jīng)過正火，正火后的硬度為I--IBl79～229。一般齒輪精加工時以內(nèi)孔定心，當內(nèi)孔是花鍵時，應(yīng)以花鍵孔定心。由于齒輪的精度較高，所以除了滾齒外，還要經(jīng)過剃齒。這里介紹該齒輪的齒坯加工工藝過程。

1)下料、鍛造毛坯成l08mm×40mm、正火(圖6-3)。

2)熱處理。正火硬度為船l79～229。

3)粗車。用三爪卡盤裝夾，粗車外圓及端面，各留余量lmm，鉆、擴孔聲l9mm(如圖6-4、圖6-5所示)。調(diào)頭，粗車端面、外圓及內(nèi)孔。

4)精車。車外圓j5103．5-05lnln，達粗糙度要求。精車端面(如圖6-6所示)。精鏜內(nèi)孔至聲25mm，內(nèi)外圓倒角l．5×45。、3×15。

5)調(diào)頭用軟卡爪夾住，端面貼平車外圓(接刀)，車端面至26 6)倒角30。

7)以倒角1．5×45。端面為基準拉花鍵孔。

8)孔部去毛倒棱。

9)清洗。

10)按要求檢查。

11)用兩頂針安裝，上花鍵心軸精車外圓至尺寸要求。

12)精車兩端面至尺寸要求(兩端余量均勻車削)。

13)外圓倒角。

14)按要求檢驗。

第二節(jié) 套類零件的車削

套類零件一般指帶有內(nèi)孔的零件，其軸向(縱向)尺寸L一般略小于或等于徑向尺寸D，這兩個方向的尺寸相差不大，零件的外圓直徑D與內(nèi)孔直徑d相差較小，并以內(nèi)孔結(jié)構(gòu)為主要特征。如圖6-7所示。

套類零件主要是作為旋轉(zhuǎn)零件的支承，在工作中承受軸向和徑向力。例如車床主軸的軸承孔、床尾套類孔等。套類零件是機械加工中經(jīng)常碰到的一種零件，它的應(yīng)用范圍很廣。例如，支承旋轉(zhuǎn)軸的各種形式的軸承、夾具上的導(dǎo)向套、內(nèi)燃機上的氣缸套和液壓系統(tǒng)中的油缸等。

一、套類零件功用和結(jié)構(gòu)特點

機器中的套類零件，通常起支承或?qū)蜃饔谩Ｓ捎诠τ貌煌最惲慵慕Y(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差別，但結(jié)構(gòu)上有共同的特點：零件的主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)表面；零件壁的厚度較薄易變形。

套類零件的主要表面是內(nèi)孔和外圓，其主要技術(shù)要求如下，圖6-8為銅套零件示意圖：

1．內(nèi)孔

它是零件起支承或?qū)蜃饔玫淖钪饕砻妫ǔＥc運動著的軸、活塞等配合，內(nèi)孔的尺寸精度一般為IT6～IT9；形狀精度一般控制在孔徑公差以內(nèi)，表面粗糙度為Ral．6～0．16肛rn。

2．外圓

它一般是套類零件的支承表面，常以過盈配合同其他零件的孔

相連接。外徑的尺寸精度通常為IT6～IW；形狀精度控制在外徑公差以內(nèi)，表面粗糙度為Ra3．2～0．63肚m。另外對于零件還有內(nèi)外圓之間的同軸度、孔軸線與端面的垂直度等形位精度要求。

由于車削該類零件時，孔內(nèi)尺寸小，切屑不易排出而損傷加工表面；冷卻潤滑液不易注入而使工件過熱變形，因此車削套類零件的不利條件多于車削軸類零件。

二、套類零件的加工

1．套類零件的毛坯和加工余量

套類零件在各種機械中有不同的工作條件和使用要求，因此不同套類零件所用的材料及加工方法有所不同。一般套類零件是用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅等材料制成，有些滑動軸承采用雙金屬結(jié)構(gòu)，以節(jié)省貴重的有色金屬，提高軸承的使用壽命。

套類零件的毛坯選擇與其結(jié)構(gòu)和尺寸等因素有關(guān)。孔徑較小(如d<>的套類一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采用實心鑄鐵。孔徑較大時，常采用無縫鋼管或帶孔的鑄件、鍛件。大量生產(chǎn)時，可采用冷擠壓和粉末冶金等*的毛坯制造工藝，既提高生產(chǎn)率又節(jié)約金屬材料。

2．工序間的加工余量

套類零件的毛坯加工余量在鑄或鍛時已確定。如果要在實心材料上加工出內(nèi)孔來，就需要經(jīng)過鉆、鏜、鉸或磨等。在一個工序完成時，必須為下一工序留下加工余量。

3．套類零件的安裝

由于套類零件有各種不同形狀和尺寸，精度要求也不相同，所以它也有各種不同的安裝方法(鉆孔時工件的安裝方法與車外圓時相同，這里不再重復(fù)了)，如表6-1所示。

4．車削步驟的選擇

車內(nèi)孔時，車削步驟的選擇原則除了與車外圓有共同點之外，還有下列幾點：

1)車削短小的套類零件時，為了保證內(nèi)外圓同心，采用在一次安裝中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工。這種方法工序比較集中，可消除工件的安裝誤差，獲得較好的相對位置精度。

2)長徑比較大的套類零件，為了保證內(nèi)外圓同軸度，加工外圓時，一般要用中心架，粗加工后用鏜削，半精加工多采用鉸孔方式加工精度較高的套筒內(nèi)孔時，也可按車削盤類零件孔的步霎進孕：鉆孔、粗鏜孔、半精鏜和精車端面、鉸孔或鉆巍：看鑫銎二。專登鏜和精車端面、磨孔。但必須注意，在半精鏜孔時應(yīng)留鉸孔或磨孑余量。

4)內(nèi)溝槽應(yīng)在半精車以后精車之前切割，但必須注意余量。

5)車平底孔時，先用鉆頭鉆孔，再用平底鉆把孔底鉆平，最霧要!底孔車刀精車一遍。如果工件以內(nèi)孔定心車外圓，那么茬萵孔精車以后把端面也精車一刀，以達到端面與內(nèi)孔垂直。

5．車削實例

皇三套類零件的隨尺寸大小、材料、精度、結(jié)構(gòu)、用途和生產(chǎn)苧的不同，因而在工藝上也有所差異。但是，各種套類零件的外圓、內(nèi)孔、端面加工是比較常見的，其加工工藝相似。現(xiàn)舉兩個葫于來說明如何車削套類零件。

例1·小批量車削圖6-9所示的一鋼套零件，其車削加工過程

2)裝夾。用三爪卡盤裝夾(或四爪卡盤)夾緊毛料，粗車外圓，分兩次裝夾(調(diào)頭裝夾)車削。粗車后的半成品外形，留余量

3)夾住棒料，伸出50ram，用23ram鉆頭鉆孔。

4)車端面。

5)車內(nèi)孔至簪,32mm。

6)孔13倒角0．5×45。外圓倒角l×45。7)修掉毛刺。

襯套不僅是普通的套類零件，而且也是薄壁零件，在單件生產(chǎn)車削加工時，車削工序采用集中工序加工，可減少裝夾和定位次數(shù)，提高加工精度和生產(chǎn)效率。該集中工序可分為粗、精車兩道工序。為了避免淬火變形，其內(nèi)腔槽不加工，在精車時一次裝夾定位完成，以提高精度為主。

車削薄壁襯套的內(nèi)孔時，必須特別注意裝夾問題。往往由于裝夾得不好，而引起工件變形。車削時除了在精車以前把卡爪略為放松一下，使它恢復(fù)原狀，然后再輕輕夾緊，同時還可以采用開縫套筒或增大卡爪和工件接觸面，就是把開縫套筒套在工件外圓上，并一起夾在三爪卡盤中，或者把軟卡爪與工件接觸面增大。

三、防止套類變形的工藝措施

套類零件的結(jié)構(gòu)特點是孔壁一般較薄，加工中常因夾緊力、切削力、內(nèi)應(yīng)力和切削熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。防止變形應(yīng)注意以下幾點：

1)為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開進行。使粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中可以得到糾正。

2)減少夾緊力的影響，工藝上可采取以下措施：改變夾緊力的方向，即徑向夾緊改為軸向夾緊。如果需徑向夾緊時，應(yīng)盡可能使徑向夾緊力均勻，可使用過渡套夾緊工件，或者做出工藝突變或工藝螺紋以減少夾緊變形。

3)為減少熱處理的影響，熱處理工序應(yīng)至置于粗精加工之間，以便使熱處理引起的變形在精加工中予以糾正。套類零件熱處理后一般產(chǎn)生較大的變形，所以精加工的余量要適當放大。

4)車削時應(yīng)在精車以前把卡爪略為放松一下，使它恢復(fù)原狀，然后再輕輕夾緊，同時盡量采用開縫套筒或大接觸面卡爪。

第三節(jié) 盤套類零件的精度檢驗

一、套類零件的精度要求

套類零件的精度有下列幾個項目：

1．圓柱孔的本身精度

孔徑和長度尺寸精度檢查如圖6～14、圖6-15所示；

2．孔的位置精度

1)同軸度(孔之間或孔與某些表面間的尺寸精度)、平行度、垂直度或角度精度等。

2)L的形狀精度(如橢圓度、錐度、鼓形度等)。

3．表面粗糙度

要達到哪一級粗糙度，一般按加工圖紙上的規(guī)定。套筒類零件各精度槿測萬猛及植驗上具如表6-2所不，

套類零件的表面粗糙度檢驗與軸類零件相同。

二、車削套類零件時的精度分析

大川機械

在套類零件車削過程中，經(jīng)常會產(chǎn)生這樣或那樣的問題，必須先找出產(chǎn)生的原因，以便解決。車削盤套類零件產(chǎn)生的誤差原因主要如表6-3所示。