套类和支架类零件加工应用举例.doc

1、1 套类零件的加工一、概述套类零件的功用与结构特点套类零件是机械加工中经常碰到的一类零件，它的 应用范 围很广。例如：支承旋 转轴的各种形式的轴承、夹具上的导 套、内燃机上的气缸套、液压系统中的油缸、飞机操纵系统中用于固定连结的各种套等，常 见类型如图 74 所示。图 64 套类零件套类零件，通常起支承或导向作用。由于功用不同，套类零件的结构和尺寸有着很大的差别，但在结构上仍有共同的特点：零件的主要表面 为同轴 度要求较高的内、外旋 转表面；零件壁的厚度较薄易变形；零件的长度一般大于直径等。2套类零件的材料套类零件一般是用钢、铸铁、青铜或黄铜等材料制成。有些滑动轴承采用双金属结构，即用离心铸造

2、法在钢或铸铁套的内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料，这样既可节省贵重的有色金属，又能提高轴承的寿命。对于一些强度和硬度要求 较高的套筒（如镗床主轴套、伺服阀套），可选用优质合金钢： 38CrMoAlA、18CrNiWA、30CrMoSiNi2A、QAL10-3-1.5。3套类零件的毛坯套类零件的毛坯与其材料、结 构和尺寸等因素有关。孔径 较 小（如 d20mm ）的套类零件一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用 实心铸件。孔径 较大 时，常采用无缝钢管或带孔的铸件和锻件。大量生产时可采用冷 挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工 艺，既能提高生 产率又能节约金属材料。对于图 76 所示零件的材料为 45 号

3、钢 ，根据 设计要求毛坯选择为模锻件，毛坯图如图 75 所示。图 65 升降套毛坯图二、升降套零件加工过程设计零件的工艺分析（）设计基准的分析由图 66 所示升降套零件图可知：其设计基准是内孔中心线及孔的端面。（a）零件图 （b）立体图图 66 升降套零件（）加工技术要求分析由零件的功用及设计要求可知， 该零件的主要表面为：内孔、三个径向孔、键槽、轴端的三个槽及曲面，其加工精度为 IT7IT8，表面粗糙度 Ra3.20.8，还有内外圆的同轴度要求、三个孔的位置精度等要求。其余表面为次要表面，其加工精度为 IT12IT13，表面粗糙度Ra3.26.4。2毛坯的选择根据设计要求、零件的受力特点、功

4、用及工作环境，此零件毛坯宜选择模锻件。毛坯图如图 75 所示。3加工阶段的划分套类零件加工阶段的划分，热处 理前为粗加工阶段。在粗加工阶段段中又可分为粗车与半精车阶段，热处理后为精加工 阶段。如 图 76 升降套零件，该零件虽然加工精度要求不是很高，但相互之间的位置精度要求 较高，最薄壁厚 为 2.5mm，其加工过程中以 20 工序热处理为界划分为粗加工和精加工两个阶段。粗 车主要目的是快速去除大部分余量，精车主要保证零件的精度要求。4热处理及表面处理工序的安排（1）热处理该零件的热处理是正火，其目的是：）减少粗加工的应力与工件的变形；）提高工件的硬度，使其达到零件图纸要求。（2）表面处理该零

5、件的表面处理是涂漆，目的是 为了提高零件的防锈能力。5套类零件的变形套类零件的结构特点是孔壁一般较薄（图 66 所示升降套零件最薄壁厚为 2.5mm），加工中常因夹紧力、切削力、内 应力和切削热等因素的影响而产生变形。防止变形应注意以下几点：（1）为减少切削力和切削热的影响，粗、精加工应分开进行。使粗加工产生的变形在精加工中可以得到纠正。（2）减少夹紧力，工艺上可采取以下措施：改 变夹紧力方向和方法，即径向夹紧改为轴向夹紧（3）为减少热处理的影响，热处 理工序应置于粗精加工阶段之 间，以便 热处理引起的变形在精加工中予以纠正。套类 零件热处理后一般产生较大 变形，所以精加工的工序加工余量应适当

6、放大。6零件加工工艺过程表 62 为图 66 所示升降套简化的工艺过程。表 62 升降套工艺过程工序号名称 工序图 内容 工装5 毛检检验零件牌号、状态 、规格尺寸。10 车工 按工序图加工。15 车工 按工序图加工20 热处理 正火25 车工 按工序图镗孔30 车工 按工序图加工专用心轴35 车工 按工序图车削工序号名称 工序图 内容 工装40 钳工 按工序图钻 3 孔拼装钻模45 铣工按工序图铣键槽，卡板仅测量夹具测量与键槽位置铣具、卡板50 钳工去毛刺（保持键槽深度尺寸，毛刺不要去大了）55 划线工序图划端面三槽位置线，并划出椭圆孔长轴尺寸样板60 铣工按工序图铣切端面三槽，保持尺寸要求

7、。65 铣工按线及工序图铣椭圆孔，保证尺寸。工序号名称 工序图 内容 工装70 钳工 去铣切毛刺75 划线按锉修样板及工序图划曲面线锉修样板80 铣工按线及工序图粗铣曲面，有 0.20.3 锉修余量85 钳工按锉修样板及 9 页草图锉修曲面，锉修端面三槽口尺寸 8，抛光 Ra0.4 表面，尖 边倒圆 R0.5锉修样板90 检验 称重：0.510kg95表面处理表面处理：发兰100 终检 按图纸全面检查7工艺过程分析主要工序的作用及位置安排原因分析如下：（1）5 工序毛检零件加工前安排毛检工序对毛坯的整体尺寸、合格 证、炉批号、材料牌号进行检查，将不合格毛坯消灭在开工之前。（2）10、15 工序

8、车工10、15 工序是零件的粗加工阶 段，主要去除大部分余量，为后续加工做好准备工作。（3）20 工序热处理此工序是正火，其目的是：）减少粗加工的应力与工件的变形；）提高工件的硬度，使其达到零件图纸要求。（4）25、30 工序车工先镗内孔后车外圆及端面，即 25 工序镗内孔， 30 工序车外 圆，这是因为内外圆有较高的同轴度要求，所以先加工内孔，再以内孔做为定位基面，用心轴做为定位元件来加工外圆、沟槽及端面等部位，这样不但 夹具结构简单，工件装 夹方便，同时还能保证内外圆及其端面有较高的位置精度。（5）35、40 工序35 工序镗内孔中的沟槽，40 工序是 钻孔， 这样安排的目的是：）镗孔时切

9、削是连续切削，避免了由于断续加工带来的冲击与震动，提高了零件的加工质量；）由于孔壁变薄，钻孔时深度减少了，提高了钻孔质量。（6）55、75 工序划线划线的目的是为下一道铣工工序加工时做为加工参考。（7）95 工序涂漆涂漆为了防锈。（8）100 工序终检零件加工完成后，按照零件图 要求全面检查加工后的零件三、主要表面的加工方法内外圆同轴度的保证对于一些尺寸比较小的套类零件，在一次安装中完成内外表面及端面的全部加工。这种方法消除了工件的安装误差，所以可 获得很高的相对位置精度。但是，这种方法的工序比较集中，对于尺寸较大的（尤其是 长径比较大）套筒也不便安装。对于图 76 所示的套，先加工好内孔，然

10、后以内孔为精基面加工外 圆。 这种方法由于所用 夹具（心轴）结构简单，且制造和安装误差小，因此可保证较高的位置精度，在套类加工中一般多采用 这种方法。三个孔的位置精度该零件上的三个径向孔，其孔距精度要求较高， 为了达到加工精度要求，必须采用钻模，为了提高效率、缩短生产周期，选用拼装钻模，在钻模上对三个孔进行钻扩铰的方案进行加工。键槽的加工该零件上的键槽，除了尺寸精度外，其位置精度要求较高，必须使用铣床夹具才能保证加工要求，键槽加工完后要用 专用测量夹具对其位置精度 进行测量。轴端的三个槽及曲面的加工该零件上轴端的三个槽及曲面要求较高，其加工加工方案是：按样板划线粗铣半精铣钳工按样板锉修并抛光。

11、2 支架类零件的加工一、概述支架类零件的功用与结构特点在飞机的操作系统中，大量的拉杆和 钢索等零件都是通过 支架将其位置固定在飞机的相应部位，并在支架上安装有 轴、套、滑轮等零件，所以支架的作用，是保持拉杆与各钢索等零件正确位置并使其协调灵活的运动。因此，支架类零件的加工质量对飞机操纵系统的寿命、可靠性及安全性都有直接的影响，常见的支架结构形式如 图 77 所示。图 67 支架类零件由图可见：支架类零件的结构形式虽然随着支架的功用不同而变化，但仍有许多共同的特点：零件的结构形式一般都比较复杂，零件壁厚 较薄，加工时容易变形，支架上有许多孔、斜面、加强筋、圆弧等表面需要加工，在加工中要经常使用夹

12、具、样板等工装来保证孔、斜面、加强筋、圆弧等表面之间的相互位置，各表面之间虽然其加工精度要求不是很高，但其协调性要求特别高，否则会影响其安装 协调性，因此，看似简单，但加工难度一般较大，工序 较多。2支架类零件的材料根据飞机设计的要求及支架的功用不同，支架类零件常用材料如下：（1）锻造铝合金对于一些受力较大的支架类零件，其零件材料一般 选用锻 造铝合金。如 LD5 或 LD10 等。（2）铸造铝合金对于一些受力不大或对其机械性能要求不高但结构复杂的零件，其材料一般选用铸造铝合金。如：ZL101 、ZL205A 等。3支架类零件的毛坯零件毛坯的形式与零件的材料、结构、及生 产类型和生产条件密切相

13、关，支架类零件的毛坯一般为：锻件（自由锻或模锻）与铸件毛坯。 对于图 78 所示零件因其数量较少，故毛坯选择为自由锻。二、支架零件加工过程设计零件的工艺分析（）主设计基准的分析分析零件的主基准的目的是为了合理选择工序基准服务的，对图 78 所示支架零件图进行分析，该零件在三个方向的主基准是： X 方向的主基准是 C 所示中心线、 Y 方向的主基准是 D 所示对称中心线、Z 方向的主基准是 E 所示底平面。（a）零件图 （b）立体图图 68 支架零件（）加工技术要求分析分析该零件可知：该零件的主要表面由四个凸台组成的底平面及孔、两斜筋板及其上的孔、两斜筋板外形、U 形斜槽，其它表面为次要表面。主

14、要表面的加工精度为 IT6IT8，表面粗糙度为 Ra3.21.6，次要表面的加工精度为IT10IT13，表面粗糙度为 Ra3.26.3。加工难点是：底平面上四个孔的位置精度较高， U 形斜槽过深且易变形、两斜筋板上孔的同轴度要求高，零件变形是加工中的主要 问题。2毛坯的选择根据零件的材料性质和零件的受力特点及零件的功用，此零件的毛坯宜 选用自由锻做毛坯。3加工阶段的划分由于毛坯是自由锻，加工余量大，加上零件刚性差，所以加工中如何防止零件 变形是加工中的关键，为了防止零件变 形，在加工中除了合理 选择刀具、切削用量、正确安装工件外，通过划分加工阶段也能起到防止变形，达到提高精度目的。零件先粗加工

15、，再进行精加工，工件中间有个“ 休息” 时间，让工件充分变形， 这样在精加工 时就能把由于粗加工产生的变形在精加工时加以消除，从而提高了工件的加工精度。4零件加工工艺过程表 63 为图 68 所示支架简化的工艺过程。表 63 支架工艺过程工序号名称 工序图 内容 工装5 毛检检验零件牌号、状态、规格尺寸、炉批号、合格证10 铣工 铣六方工序号名称 工序图 内容 工装15 划线按工序图划两面下陷及缺口加工线20 铣工按工序图及划线粗铣正面及缺口25 铣工按工序图及划线精铣正面下陷及缺口30 铣工按工序图及划线粗铣反面下陷及缺口35 铣工按工序图及划线精铣反面下陷及缺口工序号名称 工序图 内容 工装40 划线按下页草图及划槽口加工线，端头直面加工线，两边斜筋加工线。45 钳工按工序草图在槽口内钻进刀孔。50 铣工按工序图及划线粗铣槽口。55 铣工按工序图及划线精铣槽口。