机床中盘套类零件的在工业领域应用非常广泛。例如:支承回转轴的各种形式的滑动轴承、夹具中的导向套、液压系统中的油缸、内燃机上的汽缸套、法兰盘以及透盖等。盘类零件一般起连接和压紧作用。套类零件通常超支承和导向作用。套类零件由于用途不同,其结构和尺寸有着较大的差异,但仍有其共同的特点。下面我们分别开展开对盘类零件和套类零件的性能和结构特点的分析和学习,以便为生产出更高性能的零件打下基础。
1.1机床盘类零件的功用与结构特点
1.1.1机床盘类零件的功用
机床盘类零件在机器中主要起支承、连接作用。
1.1.2机床盘类零件的结构特点
机床盘类零件主要由端面、外圆、内孔等组成,一般零件直径大于零件的轴向尺寸。
1.1.3机床盘类零件的生产技术要求
机床盘类零件往往对支承用端面有较高平面度及轴向尺寸精度及两端面平行度要求;对转接作用中的内孔等有与平面的垂直度要求,外圆、内孔间的同轴度要求等。
1.2.机床套类零件的功用与结构特点
1.2.1机床套类零件的功用
机床套类零件在机器中主要起支承和导向作用。
1.2.2机床套类零件的结构特点
机床零件主要由有较高同轴要求的内外圆表面组成,零件的壁厚较小,易产生变形,轴向尺寸一般大于外圆直径。
1.2.3、机床套类零件的主要技术要求
孔与外圆一般具有较高的同轴度要求;端面与孔轴线(亦有外圆的情况)的垂直度要求;内孔表面本身的尺寸精度、形状精度及表面粗糙度要求;外圆表面本身的尺寸、形状精度及表面粗糙度要求等。
2 机床盘套类零件生产加工工艺过程
在我们学习完盘套类零件的性能和结构特点之后。我们现在进入展开对机床盘套类零件的生产加工工艺的程序进行探究和讨论。由于,机床盘套类零件在外观和使用功能上有很大的差异,我们分开对其生产工艺的过程展开讨论。
2.1机床盘类零件的生产加工工艺过程
2.1.1.机床盘类零件的毛坯选择
机床盘类零件常采用钢、铸铁、青铜或黄铜制成。孔径小的盘一般选择热轧或冷拔棒料,根据不同材料,亦可选择实心铸件,孔径较大时,可作预孔。若生产批量较大,可选择冷挤压等先进毛坯制造工艺,既提高生产率,又节约材料。
2.1.2.机床盘类零件的基准选择
根据零件不同的作用,零件的主要基准会有所不同。一是以端面为主(如支承块)其零件加工中的主要定位基准为平面;二是以内孔为主,由于盘的轴向尺寸小,往往在以孔为定位基准(径向)的同时,辅以端面的配合;三是以外圆为主(较少),与内孔定位同样的原因,往往也需要有端面的辅助配合。
2.1.3.机床盘类零件的安装方案
1)用三爪卡盘安装
用三爪卡盘装夹外圆时,为定位稳定可靠,常采用反爪装夹(共限制工件除绕轴转动外的五个自由度);装夹内孔时,以卡盘的离心力作用完成工件的定位、夹紧(亦限制了工件除绕轴转动外的五个自由度)。
2)用专用夹具安装
以外圆作径向定位基准时,可以定位环作定位件;以内孔作径向定位基准时,可用定位销(轴)作定位件。根据零件构形特征及加工部位、要求,选择径向夹紧或端面夹紧。
3)用虎钳安装
生产批量小或单件生产时,根据加工部位、要求的不同,亦可采用虎钳装夹(如支承块上侧面、十字槽加工)。
2.1.4.机床盘类零件的表面加工
零件上回转面的粗、半精加工仍以车为主,精加工则根据零件材料、加工要求、生产批量大小等因素选择磨削、精车、拉削或其它。零件上非回转面加工,则根据表面形状选择恰当的加工方法,一般安排于零件的半精加工阶段。
2.1.5.加工机床盘类零件的典型工艺路线
当然由于零件组成表面的变化,牵涉的加工方法亦会有所不同。因此,该
“典型”主要在于理解基础上的灵活运用,而不能生搬硬套。一般盘类零件的加工工艺路线为:
下料(或备坯)→去应力处理→粗车→半精车→平磨端面(亦可按零件情况不排)→非回转面加工→去毛刺→中检→最终热处理→精加工主要表面(磨或精车)→终检。
2.2.机床套类零件的生产加工工艺过程
在我们探究完机床盘类零件的生产加工工艺过程之后,我们再来研究和讨论一下机床套类零件的生产加工工艺过程。
2.2.1.机床套类零件的毛坯选择
机床套类零件的毛坯主要根据零件材料、形状结构、尺寸大小及生产批量等因素来选。孔径较小时,可选棒料,也可采用实心铸件;孔径较大时,可选用带预孔的铸件或锻件,壁厚较小且较均匀时,还可选用管料。当生产批量较大时,还可采用冷挤压和粉末冶金等先进毛坯制造工艺,可在提高毛坯精度提高的基础上提高生产率,节约材料。
2.2.2.机床套类零件的基准与安装
套类零件的主要定位基准毫无疑问应为内外圆中心。外圆表面与内孔中心有较高同轴度要求,加工中常互为基准反复加工保证图纸要求。
零件以外圆定位时,可直接采用三爪卡盘安装;当壁厚较小时,直接采用三爪卡盘装夹会引起工件变形,可通过径向夹紧、软爪安装、采用刚性开口环夹紧或适当增大卡爪面积等方面解决;当外圆轴向尺寸较小时,可与已加工过的端面组合定位,如采用反爪安装,工件较长时,可采用“一夹一托”法安装。零件以内孔定位时,可采用心轴安装(圆柱心轴、可胀式心轴);
2.2.3加工机床套类零件的典型工艺路线
一般机床套类零件的加工工艺路线为:
下料→去应力处理→基准面加工→孔粗加工→外圆等粗加工→组织处理→孔半精加工→外圆等半精加工→其它非回转面加工→去毛刺→中检→零件最终热处理→孔精加工→外圆等精加工→清洗→终检。
3 机床盘套类零件加工中的主要工艺问题
一般机床盘套类零件在机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精度和防止变形。
3.1保证相互位置精度
要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求,通常可采用下列三种工艺方案:
(1)在一次安装中加工内外圆表面与端面。
(2)全部加工分在几次安装中进行,先加工孔,然后以孔为定位基准加工外圆表面。
(3)全部加工分在几次安装中进行,先加工外圆,然后以外圆表面为定位基准加工内孔。
3.2防止变形
盘套类零件一般在加工过程中,往往由于夹紧力、切削力和切削热的影响而引起变形,致使加工精度降低。需要热处理的盘套类零件,如果热处理工序安排不当,也会造成不可校正的变形。防止盘套类零件的变形,可以采取以下措施:首先,减小夹紧力对变形的影响;其次,减少切削力对变形的影响;最后,减少热变形引起的误差。
工业制造业是机器生产与加工有关的行业的总称,它往往涉及到一个国家的各种器械和装备的水平,而机床盘套类零件是这些器械和装备不可少的部分,因此,对于机床盘套类零件的生产加工工艺的研究对于提高我国工业水平和技能有着深远的影响。
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