【正文】 同此環(huán)一起夾緊。也可采用增大接觸面積的特殊卡爪。以孔定位時，宜采用張開式心軸裝夾。 套筒類零件加工特點 117 套筒類零件加工特點 118 ② 夾緊力的位置宜選在零件剛性較強的部位，以改善在夾緊力作用下薄壁零件的變形。 ③ 改變夾緊力的方向，將徑向夾緊改為軸向夾緊。 ④ 在工件上制出加強剛性的工藝凸臺或工藝螺紋以減少夾緊變形，加工時用特殊結(jié)構(gòu)的卡爪夾緊，加工終了時將凸邊切去。如表 工序 2 先車出 M88mm 螺紋供后續(xù)工序裝夾時使用。在工序 3 中利用該工藝螺紋將工件固定在夾具中，加工完成后，在工序 5 車去該工藝螺紋。 套筒類零件加工特點 119 3）減小切削力對變形的影響 ① 增大刀具主偏角和主前角，使加工時刀刃鋒利，減少徑向切削力。 ② 將粗、精加工分開，使粗加工產(chǎn)生的變形能在精加工中得到糾正，并采取較小的切削用量。 ③ 內(nèi)外圓表面同時加工，使切削力抵銷。 4) 熱處理放在粗加工和精加工之間 這樣安排可減少熱處理變形的影響。套類零件熱處理后一般會產(chǎn)生較大變形，在精加工時可得到糾正，但要注意適當(dāng)加大精加工的余量。 套筒類零件加工特點 120 1深孔加工的工藝特點 通常把孔的深度與直徑之比（ L/D5）的孔稱為深孔。深徑比不大的孔，可用麻花鉆在普通鉆床，車床上加工；深徑比大的孔，必須采用特殊的刀具，設(shè)備及加工方法。深孔加工比一般的孔加工要復(fù)雜和困難得多。深孔加工的工藝主要有以下特點： ? 深孔加工的刀桿細(xì)長，強度和剛性比較差，在加工時容易引偏和振動，因此，在刀頭上設(shè)置支承導(dǎo)向極為重要。 ? 切屑排除困難。如果切屑堵塞，則會引起刀具崩刃，甚至折斷，因此需采用強制排屑措施。 ? 刀具冷卻散熱條件差。切屑液不易注入切屑區(qū)，使刀具溫度升高，刀具壽命降低，因此，必須采用有效的降溫方法。 套筒類零件加工特點 121 深孔的鉆削方式 ? 在單件小批生產(chǎn)中，深孔鉆削常在臥式車床或轉(zhuǎn)塔車床上用接長的麻花鉆加工。有時工件作兩次安裝 ,從兩端鉆成。鉆削時鉆頭須多次退出，以排屑和冷卻刀具。采用這用切屑方式，勞動強度大且生產(chǎn)率低。在大批量生產(chǎn)中，普遍用深孔鉆床和使用深孔鉆頭進行加工。 ? 深孔加工一般采用工件旋轉(zhuǎn)，鉆頭軸向進送，或鉆頭與工件同時反向旋轉(zhuǎn)，鉆頭軸向進送方式進行，這兩種方式都不易使深孔的軸線偏斜，尤其后者更為有利，但設(shè)備比較復(fù)雜。 ? 若工件很大，旋轉(zhuǎn)有困難，則可將工件固定，使鉆頭旋轉(zhuǎn)并軸向進送。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸線與工件軸線有偏斜，則加工后的軸線也將有偏斜。 套筒類零件加工特點 122 套筒類零件加工特點 123 3冷卻和排屑方式 （ 1）內(nèi)排屑方式 高壓切削油由鉆桿與工件孔壁間的空隙處壓入切削區(qū)，然后帶著切屑從鉆桿中的內(nèi)孔排出。這樣不會劃傷已加工的孔壁，而且鉆桿直徑可增大，也同時增強了鉆桿的扭轉(zhuǎn)剛性和彎曲剛性。因此可提高進給量，且孔軸線偏移量也小，一般為 。 采用深孔鉆頭需配備油壓頭，深孔鉆頭裝在油壓頭機構(gòu)內(nèi)。油壓頭的前端與工件貼合，工件由主軸帶動旋轉(zhuǎn)。足夠流量的高壓油從油壓頭中的油管注入，通過鉆桿和工件壁間的空隙處壓入切削區(qū)，起冷卻作用，再從鉆桿內(nèi)孔中帶著大量切屑排出。壓力和流量過小時，不易使切屑排出，使溫度升高，刀具容易磨損。 （ 2）外排屑方式 切削液的流向正好與內(nèi)排屑方式相反。 套筒類零件加工特點 124 套筒類零件加工特點 125 套筒類零件加工特點 126 4刀具結(jié)構(gòu)特點 ?刀具的導(dǎo)向性能好，防止加工中引偏。 ?為了有利于排屑，必須能使切屑成碎裂狀或粉狀屑，而不是呈帶狀。 ?刀具上必須有進出油孔或通道，供流通切削液并排除切屑。 ?刀具必須有良好的切屑性能，并且在連續(xù)切削的條件下，具有較高的耐磨性和紅硬性。 套筒類零件加工特點 127 機械制造工藝學(xué) 第四章 典型零件加工 箱體類零件的加工 128 箱體零件概述 箱體是機器的基礎(chǔ)零件 ,它將機器中有關(guān)部件的軸 、 套 、齒輪等相關(guān)零件連接成一個整體 ,并使之保持正確的相互位置 ,以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動 。 故箱體的加工質(zhì)量 ,直接影響到機器的性能 、 精度和壽命 。 箱體類零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,壁薄且不均勻 ,加工部位多 ,加工難度大 。 據(jù)統(tǒng)計資料表明 ,一般中型機床制造廠花在箱體類零件的機械加工工時約占整個產(chǎn)品加工工時的 l5％ ～ 20％ 。 129 2. 箱體類零件中 ,機床主軸箱的精度要求較高 ,圖 418為某車床主軸箱簡圖 。 現(xiàn)以它為例介紹精度要求 : (1)孔徑精度 。 孔徑的尺寸誤差和幾何形狀誤差會造成軸承與孔的配合不良 。 孔徑過大 ,配合過松 ,使主軸回轉(zhuǎn)軸線不穩(wěn)定 ,并降低了支承剛度 ,易產(chǎn)生振動和噪聲 ?？讖教?,會使配合偏緊 ,軸承將因外環(huán)變形 ,不能正常運轉(zhuǎn)而縮短壽命 。 裝軸承的孔不圓 ,也會使軸承外環(huán)變形而引起主軸徑向圓跳動 。 因此 ， 對孔的精度要求是較高的 。 主軸孔的尺寸公差等級為 IT6,其余孔為 IT8～ IT7。 孔的幾何形狀精度未作規(guī)定的 ,一般控制在尺寸公差的 1／ 2范圍內(nèi)即可 。 箱體零件概述 130 圖 418某車床主軸箱簡圖 箱體零件概述 131 (2)孔與孔的位置精度 。 同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對軸線的垂直度誤差 ,會使軸和軸承裝配到箱體內(nèi)出現(xiàn)歪斜 ,從而造成主軸徑向圓跳動和軸向竄動 ,也加劇了軸承磨損 。 孔系之間的平行度誤差 ,會影響齒輪的嚙合質(zhì)量 。 一般孔距允差為 177。 ～ 177。 ,而同一中心線上的支承孔的同軸度約為最小孔尺寸公差之半 。 (3)孔和平面的位置精度 。 主要孔對主軸箱安裝基面的平行度 ,決定了主軸與床身導(dǎo)軌的相互位置關(guān)系 。 這項精度是在總裝時通過刮研來達(dá)到的 。 為了減少刮研工作量 ,一般規(guī)定在垂直和水平兩個方向上 ,只允許主軸前端向上和向前偏 。 箱體零件概述 132 (4)主要平面的精度 。 裝配基面的平面度影響主軸箱與床身連接時的接觸剛度 ,加工過程中作為定位基面則會影響主要孔的加工精度 。 因此規(guī)定了底面和導(dǎo)向面必須平直 ,為了保證箱蓋的密封性 ,防止工作時潤滑油泄出 ,還規(guī)定了頂面的平面度要求 ,當(dāng)大批量生產(chǎn)將其頂面用作定位基面時 ,對它的平面度要求還要提高 。 (5)表面粗糙度 。 一般主軸孔的表面粗糙度為 ,其它各縱向孔的表面粗糙度為 ?？椎膬?nèi)端面的表面粗糙度為 ,～ ,其它平面的表面粗糙度為 Ra10～ 。 箱體零件概述 133 3. 箱體零件材料常選用各種牌號的灰鑄鐵 ,因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性 、 鑄造性和可切削性 ,而且吸振性好 ,成本又低 。 某些負(fù)荷較大的箱體采用鑄鋼件 ,某些簡易箱體為了縮短毛坯制造的周期而采用鋼板焊接結(jié)構(gòu) 。 毛坯鑄造時 ,應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生 。 為了減少毛坯制造時產(chǎn)生殘余應(yīng)力 ,應(yīng)使箱體壁厚盡量均勻 ,箱體澆鑄后應(yīng)安排退火工序 。 毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量 、 毛坯尺寸 、結(jié)構(gòu) 、 精度和鑄造方法等因素有關(guān) 。 具體數(shù)值可從有關(guān)手冊中查到 。 箱體零件概述 134 在擬定箱體零件機械加工工藝規(guī)程時 ,有一些基本原則應(yīng)該遵循 。 (1)先面后孔 。 先加工平面 ,后加工孔是箱體加工的一般規(guī)律 。 平面面積大 ,用其定位穩(wěn)定可靠 。支承孔大多分布在箱體外壁平面上 ,先加工外壁平面可切去鑄件表面的凹凸不平及夾砂等缺陷 ,這樣可減少鉆頭引偏 ,防止刀具崩刃等 ,對孔加工有利 。 (2)粗精分開 、 先粗后精 。 箱體的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜 ,主要平面及孔系加工精度高 ,一般應(yīng)將粗 、 精加工工序分階段進行 ,先進行粗加工 ,后進行精加工 。 擬定箱體零件機械加工工藝規(guī)程的原則 135 (3)基準(zhǔn)的選擇 。 箱體零件的粗基準(zhǔn)一般都用它上面的重要孔和另一個相距較遠(yuǎn)的孔作粗基準(zhǔn) ,以保證孔加工時余量均勻 。 精基準(zhǔn)選擇一般采用基準(zhǔn)統(tǒng)一的方案 ,常以箱體零件的裝配基準(zhǔn)或?qū)ｉT加工的一面兩孔為定位基準(zhǔn) ,使整個加工工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一 ,夾具結(jié)構(gòu)簡單 ,基準(zhǔn)不重合誤差降至最小甚至為零 (當(dāng)基準(zhǔn)重合時 )。 (4)工序集中 ,先主后次 。 箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面 ,一般盡量集中在同一工序中加工 ,以保證其相互位置要求和減少裝夾次數(shù) 。 緊固螺紋孔 、 油孔等次要工序的安排 ,一般在平面和支承孔等主要加工表面精加工之后再進行加工 。 擬定箱體零件機械加工工藝規(guī)程的原則 136 （ 5）工序間合理按排熱處理 ? 箱體零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚也不均勻，因此，在鑄造時會產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。為了消除殘余應(yīng)力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，所以，在鑄造之后必須安排人工時效處理。人工時效的工藝規(guī)范為：加熱到 500℃ ～550℃ ，保溫 4h～ 6h，冷卻速度小于或等于 30℃ /h，出爐溫度小于或等于 200℃ 。 ? 普通精度的箱體零件，一般在鑄造之后安排 1次人工時效出理。對一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排 1次人工時效處理，以消除粗加工所造成的殘余應(yīng)力。有些精度要求不高的箱體零件毛坯，有時不安排時效處理，而是利用粗、精加工工序間的停放和運輸時間，使之得到自然時效。箱體零件人工時效的方法，除了加熱保溫法外，也可采用振動時效來達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的。 擬定箱體零件機械加工工藝規(guī)程的原則 137 箱體上若干有相互位置精度要求的孔的組合 ,稱為孔系 ?？紫悼煞譃槠叫锌紫?、 同軸孔系和交叉孔系 (如圖 419所示 )。 孔系加工是箱體加工的關(guān)鍵 ,根據(jù)箱體加工批量的不同和孔系精度要求的不同 ,孔系加工所用的方法也是不同的 ,現(xiàn)分別予以討論 。 箱體零件的孔系加工 138 圖 419孔系分類 箱體零件的孔系加工 139 1. 下面主要介紹如何保證平行孔系孔距精度的方法 。 1) 找正法是在通用機床 (鏜床 、 銑床 )上利用輔助工具來找正所要加工孔的正確位置的加工方法 。 這種找正法加工效率低 ,一般只適于單件小批生產(chǎn) 。 找正時除根據(jù)劃線用試鏜方法外 ,有時借用心軸量塊或用樣板找正 ,以提高找正精度 。 箱體零件的孔系加工 140 圖 420所示為心軸和塊規(guī)找正法 。 鏜第一排孔時將心軸插入主軸孔內(nèi) (或直接利用鏜床主軸 ),然后根據(jù)孔和定位基準(zhǔn)的距離組合一定尺寸的塊規(guī)來校正主軸位置 ,校正時用塞尺測定塊規(guī)與心軸之間的間隙 ,以避免塊規(guī)與心軸直接接觸而損傷塊規(guī) (如圖 420(a)所示 )。 鏜第二排孔時 ,分別在機床主軸和已加工孔中插入心軸 ,采用同樣的方法來校正主軸軸線的位置 ,以保證孔中心距的精度 (如圖 420(b)所示 )。 這種找正法其孔心距精度可達(dá) 177。 。 箱體零件的孔系加工 141 圖 420用心軸和塊規(guī)找正 箱體零件的孔系加工 142 圖 421所示為樣板找正法 。 用 10～ 20mm厚的鋼板制成樣板 1,裝在垂直于各孔的端面上 (或固定于機床工作臺上 ),樣板上的孔距精度較箱體孔系的孔距精度高 (一般為 ～),樣板上的孔徑較工件的孔徑大 ,以便于鏜桿通過 。樣板上的孔徑要求不高 ,但要有較高的形狀精度和較小的表面粗糙度 ,當(dāng)樣板準(zhǔn)確地裝到工件上后 ,在機床主軸上裝一個千分表 2,按樣板找正機床主軸 ,找正后 ,即換上鏜刀加工 。此法加工孔系不易出差錯 ,找正方便 ,孔距精度可達(dá) 。這種樣板的成本低 ,僅為鏜模成本的 1／ 7～ 1／ 9,單件小批生產(chǎn)中大型的箱體加工可用此法 。 箱體零件的孔系加工 143 圖 421樣板找正法 箱體零件的孔系加工 144 2) 在成批生產(chǎn)中 ,廣泛采用鏜模加工孔系 ,如圖 422所示 。工件 5裝夾在鏜模上 ,鏜桿 4被支承在鏜模的導(dǎo)套 6里 ,導(dǎo)套的位置決定了鏜桿的位置 ,裝在鏜桿上的鏜刀 3將工件上相應(yīng)的孔加工出來 。 當(dāng)用兩個或兩個以上的支承 1來引導(dǎo)鏜桿時 ,鏜桿與機床主軸 2必須浮動聯(lián)接 。 當(dāng)采用浮動聯(lián)接時 ,機床精度對孔系加工精度影響很小 ,因而可以在精度較低的機床上加工出精度較高的孔系 。 孔距精度主要取決于鏜模 ,一般可達(dá)。 能加工公差等級 IT7的孔 ,其表面粗糙度可達(dá) Ra5～ m。 當(dāng)從一端加工 、 鏜桿兩端均有導(dǎo)向支承時 ,孔與孔之間的同軸度和平行度可達(dá) ～ 。當(dāng)分別由兩端加工時 ,可達(dá) ～ 。 箱體零件的孔系加工 145 圖 422用鏜模加工孔系 箱體零件的孔系加工 146 圖 423在組合機床上用鏜模加工孔系 箱體零件的孔系加工 147 3) 坐標(biāo)法鏜孔是在普通臥式鏜床 、 坐標(biāo)鏜床或數(shù)控鏜銑床等設(shè)備上 ,借助于精密測量裝置 ,調(diào)整機床主軸與工件間在水平和垂直方向的相對位置 ,