盘套类零件加工工艺

学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程《机械制造---工艺工装设计》教师：蔺用西京学院机械工程训练中心盘套类零件加工工艺的设计与实施学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程第一部分：学习任务描述工艺科现有一批零件的工艺设计任务，其中有齿轮坯及联接套等两种零件，科室将这两种零件的工艺设计任务交给你，要求你完成对其进行机械加工工艺编制的任务。零件产品图如图2-1、图2-2所示：图2-1齿轮坯盘套类零件加工工艺的设计与实施图2-2联接套学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施教学内容1、盘套类零件毛坯的选择；2、盘套类零件定位基准；3、盘套类零件的加工方法；4、盘套类零件的工艺性分析；5、编制盘套类零件的工艺规程；6、盘套类零件的实体加工；7、盘套类零件常见的工艺问题和解决的方法；8、不同加工工艺过程的加工经济性分析。学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施重点：难点：1.盘套类零件的加工工艺分析；2.盘套类零件的定位基准确定；3.盘套类零件的加工路线的确定；4.加工经济性分析。盘套类零件的加工路线的确定及加工经济性分析。学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第二部分过程设计描述该情境的学习与工作流程如下图：本情境依据两个实际工作任务，以小组的形式按“资讯、决策、计划、实施、检查、评估”这一完整的“行动”方式来组织教学，分“资讯”、“决策计划”、“实施”、“检查与评估”四个步骤来进行，工作结束后安排课内实践项目——“长套筒零件加工工艺规程编制”，对已学知识进行巩固提高。本情境采用单班分组方式教学，每班分3组。资讯决策计划实施课内实践检查评估学习检查学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯学生自由组合分成3个小组（各组选出组长1名），各组根据任务工作单和资讯工作单完成必要的信息搜集，每组选4人准备发言。产品名称及型号____________零件名称____________零件图号____________工艺规程号________________材料_____________数量__________完工日期_________工时记录__________总页数________小组序号________零件图签名________________日期________________西京学院机械工程训练中心工艺编制任务工作单编号：01任务导入学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯学生自由组合分成3个小组（各组选出组长1名），各组根据任务工作单和资讯工作单完成必要的信息搜集，每组选4人准备发言。西京学院机械工程训练中心任务资讯工作单编号：02产品名称及型号___________零件名称____________零件图号____________工艺规程号_______________材料________________数量__________完工日期____________总页数________小组序号________资讯内容1、盘套类零件的功用、结构特点、技术要求、材料与毛坯；2、盘套类零件的定位基准和装夹方法；3、常用普通车床的加工性能指标；4、盘套类零件的加工要求及工艺性。资讯记录签名________________日期________________学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯本阶段的具体任务：①分析盘套类零件的功用、结构特点、技术要求、材料与毛坯；②分析盘套类零件的定位基准和装夹方法；③了解机械加工实训中心和校外实训基地的设备及其加工性能指标；④分析盘套类零件的加工要求及工艺性。每小组选派4人（含组长），对前期所进行的资讯内容中的1、2、3项进行畅谈。最后由老师进行归类评述，并对资讯方法进行点评和指导。分组点评学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学一单元盘套类零件的功用、结构特点、技术要求、材料与毛坯（一）盘类零件1、盘类零件的功用及结构特点盘类零件在机器中主要起支承、连接作用。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，如齿轮、带轮、法兰盘、端盖、模具、联轴节、套环、轴承环、螺母、垫圈等。一般用于传递动力、改变速度、转换方向或起支承、轴向定位或密封等作用。零件上常有轴孔；常设计有凸缘、凸台或凹坑等结构；还常有较多的螺孔、光孔、沉孔、销孔或键槽等结构；有些还具有轮辐、辐板、肋板以及用于防漏的油沟和毡圈槽等密封结构。各类盘类零件见图2-3(1)(2)所示。图2-3(1)盘类零件案例图2-3(2)盘类零件案例（b）法兰盘（a）支承盖（c）主轴承盖学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学一单元盘套类零件的功用、结构特点、技术要求、材料与毛坯（一）盘类零件2、技术要求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和两端面平行度要求；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。3、盘类零件的材料与毛坯盘类零件常采用钢、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。学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学一单元盘套类零件的功用、结构特点、技术要求、材料与毛坯（二）套类零件1、套类零件的功用及结构特点套筒类零件是一种应用范围很广的常见机械零件。在机器中主要起支承和导向作用，例如，支承回转轴的各种形式的滑动轴承、夹具体中的导向套、液压系统中的液压缸以及内燃机上的气缸套等，如图2-4所示。套筒零件由于功用不同，其结构和尺寸有较大差别，但也有共同之处：零件结构不太复杂，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，长径比大于5的深孔比较多。图2-4套筒类零件案例a）滑动轴承b）滑动轴承c）钻套d）衬套e）气缸套f）油缸学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学一单元盘套类零件的功用、结构特点、技术要求、材料与毛坯（二）套类零件2、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。尺寸精度：内孔是套类零件起支承作用或导向作用的最主要表面，它通常与运动着的轴、刀具或活塞等相配合。内孔直径的尺寸精度一般为IT7，精密轴套有时取IT6，油缸由于与其相配合的活塞上有密封圈，要求较低，一般取IT9。外圆表面一般是套类零件本身的支承面，常以过盈配合或过渡配合同箱体或机架上的孔连接。外径的尺寸精度通常为IT6～IT7。也有一些套类零件外圆表面不需加工。学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学一单元盘套类零件的功用、结构特点、技术要求、材料与毛坯（二）套类零件2、套类零件的主要技术要求几何形状精度：内孔的形状精度，应控制在孔径公差以内，有些精密轴套控制在孔径公差的1/2～1/3，甚至更严。对于长的套件除了圆度要求外，还应注意孔的圆柱度。外圆表面的形状精度控制在外径公差以内。相互位置精度：当内孔的最终加工是在装配后进行时，套类零件本身的内外圆之间的同轴度要求较低；如最终加工是在装配前完成则要求较高，一般为0.01～0.05mm。当套类零件的外圆表面不需加工时，内外圆之间的同轴度要求很低。套孔轴线与端面的垂直度精度，当套件端面在工作中承受载荷，或虽不承受载荷但其作为加工中的定位基准面和装配中的装配基准时，其要求较高，一般为0.01～0.05mm。表面粗糙度：为保证套类零件的功用和提高其耐磨性，内孔表面粗糙度Ra值为2.5—0.16µm，有的要求更高达Ra0.04µm。外径的表面粗糙度达Ra5～0.63µm。学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学一单元盘套类零件的功用、结构特点、技术要求、材料与毛坯（二）套类零件3、套类零件的材料与毛坯套筒零件常用材料是钢、铸铁、青铜或黄铜等。有些要求较高的滑动轴承，为节省贵重材料而采用双金属结构，即用离心铸造法在钢或铸铁套筒的内壁上浇注一层巴氏合金等材料，用来提高轴承寿命。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（如d20mm），可选热轧或冷拉棒料，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，节约用材。学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学二单元盘套类零件的定位基准和装夹方法（一）盘类零件1、基准选择一是以端面为主（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，同时辅以端面的配合；三是以外圆为主（较少），往往也需要有端面的辅助配合。2、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，可采用虎钳装夹（如支承块上侧面、十字槽加工）。学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学二单元盘套类零件的定位基准和装夹方法（二）套类零件装夹方法有以下三种：（1）一次装夹下加工全部表面当零件的尺寸较小时，尽量在一次安装下加工出较多表面，既减小装夹次数及装夹误差，并容易获得较高的位置精度。当套的尺寸较小时，常用长棒料做毛坯,棒料可穿入机床主轴通孔。此时可用三爪自定心卡盘夹棒料外圆，一次装夹下加工完工件的所有表面，这样既装夹方便又因为消除了装夹误差而容易获得较高的位置精度。若工件外径较大，毛坯不能通过主轴通孔，也可以在确定毛坯尺寸时将其长度加长些供装夹使用，只是这样较浪费材料，当工件较长时装夹不便。学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学二单元盘套类零件的定位基准和装夹方法（二）套类零件装夹方法有以下三种：（2）以孔定位加工外圆①用心轴装夹分为刚性心轴和弹性心轴两大类图2-5刚性心轴a)圆柱心轴b)锥度心轴c)花键心轴图2-6弹簧筒夹心轴锥度心轴常用于外圆面的精车或磨削加工学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学二单元盘套类零件的定位基准和装夹方法（二）套类零件装夹方法有以下三种：（2）以孔定位加工外圆①用心轴装夹图2-7液性塑料心轴图2-8波纹套心轴弹性心轴可消除配合间隙，可获得较高的定位精度。学习情景2常规特征零件的数控车削加工精品课程盘套类零件加工工艺的设计与实施第三部分学习情境步骤一：资讯案例教学二单元盘套类零件的定位基准和装夹方法（二）套类零件装夹方法有以下三种：（2）以孔定位加工外圆②用两圆锥销装夹圆锥