【正文】 式心軸裝夾。 套筒類零件加工特點 116 套筒類零件加工特點 117 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 179。 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 118 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，但要注意適當加大精加工的余量。 套筒類零件加工特點 119 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 120 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 121 套筒類零件加工特點 122 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 123 套筒類零件加工特點 124 套筒類零件加工特點 125 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 126 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 127 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％ 。 128 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 129 圖 418某車床主軸箱簡圖 箱體零件概述 130 (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 131 (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 132 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 133 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 134 (3)基準的選擇 。 箱體零件的粗基準一般都用它上面的重要孔和另一個相距較遠的孔作粗基準 ,以保證孔加工時余量均勻 。 精基準選擇一般采用基準統(tǒng)一的方案 ,常以箱體零件的裝配基準或?qū)ｉT加工的一面兩孔為定位基準 ,使整個加工工藝過程基準統(tǒng)一 ,夾具結(jié)構(gòu)簡單 ,基準不重合誤差降至最小甚至為零 (當基準重合時 )。 (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 135 （ 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 136 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 137 圖 419孔系分類 箱體零件的孔系加工 138 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 139 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 177。 。 箱體零件的孔系加工 140 圖 420用心軸和塊規(guī)找正 箱體零件的孔系加工 141 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 ,當樣板準確地裝到工件上后 ,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 。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 142 圖 421樣板找正法 箱體零件的孔系加工 143 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。 能加工公差等級 IT7的孔 ,其表面粗糙度可達 Ra5～ m。 當從一端加工 、 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 ～ 。當分別由兩端加工時 ,可達 ～ 。 箱體零件的孔系加工 144 圖 422用鏜模加工孔系 箱體零件的孔系加工 145 圖 423在組合機床上用鏜模加工孔系 箱體零件的孔系加工 146 3) 坐標法鏜孔是在普通臥式鏜床 、 坐標鏜床或數(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 ,方法 。 采用坐標法加工孔系時 ,要特別注意選擇基準孔和鏜孔順序