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摘要:在加工孔、轴类配合零件時,根据零件图的设计要求,运用切削加工的基本原则拟定合理的加工工艺,保证相互配合的孔、轴精度,提高两者的配合精度,使其具有良好的装配性。
关键词:配合件加工;工艺分析;工艺方案
在数控车工的各级职业鉴定中,操作技能考核经常会出现配合件的题型,配合件又以孔、轴配合居多。在加工时,为使孔和轴获得良好的互配性,不但要按图样要求严格控制尺寸误差,同时还要保证配合精度,其中,配合精度在操作时,控制难度大,影响因素多。在此,优化加工工艺,选择正确的加工路线显得尤为重要。本文将对实训课题中的实例进行分析,探究最佳工艺方案。
1 配合件的工艺分析:
1.1 零件图分析:
件一、件二的毛坯尺寸分别为?45X55和?50X55。从尺寸公差不难看出,两者的配合性质属间隙配合。有配合要求的表面,粗糙度值均为1.6,且公差为0.02。图中只有件一标注了几何公差:同轴度,除此之外,还存在一些隐性的几何公差会直接影响配合后的总长公差0.06,如:件一(件二)端面间的平行度、外圆(内孔)与端面的垂直度等。以上诸多因素在零件装配时均决定了配合性质和配合精度。
1.2 基准件的选择:
对于孔、轴类的配合零件加工,在设计加工方案时,面临的首要问题是:基准件的选择。这不仅决定了工艺路线,同时也是配合精度合格与否的关键。通常在工艺分析时,我们会选择精度较高的零件作为基准件。孔的精加工刀具有铰刀和车孔刀,当孔精度较高时会使用铰刀,铰刀加工精度高,已加工表面粗糙度值小,所以,一般情况下,会优先选用孔作为基准件。但在实际生产中,不仅要以质量为目的,还应充分考虑生产成本。当孔径较大时,铰刀的定制成本太高,为降低成本,以轴作为基准件更为合理。而且本图中的孔是台阶孔,不适用于铰刀加工,只能使用车孔刀进行精加工。车孔刀刚性较差,加工精度等级是IT7~IT8,相比之下,外圆的加工难度比同等级的孔低,且车刀刚性好,在合理选用切削用量的前提下,可以获得较好的表面质量,加工精度可达到IT6以上。综上分析,本次课题选用件一作为基准件能有效提高配合精度,即先加工件一,再以件一配车件二。
对配合件的工艺分析,只是整个工艺分析的一部分。配合精度的高低还取决于相互配合的孔和轴的加工精度,因此,我们还需要对组成配合的零件逐一确定加工方法。
2 件一的工艺分析:
2.1 加工的难点和重点:
件一的毛坯尺寸为?45X55。毛坯长度较短,有同轴度要求的外圆?39和?30无法在一次装夹中完成,二次安装势必会产生定位误差。无疑,这一矛盾增大了工艺分析的难度,要解决问题,在工艺分析时,我们只需处理好件一加工的两个重要环节:1、确定加工顺序。2、选择保证同轴度的方法。
( 1 )、件一的加工顺序安排不合理,将直接造成零件的轴向尺寸在加工时产生矛盾,顾此失彼,操作难度加大,耗费时间,甚至会出现废品。解决这一难点,可根据切削加工顺序的安排原则:先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔。其中,基准先行是指加工一开始,总是先把基面加工出来,再加工其他面。件一的轴向设计基准和测量基准都是?39的左端面,因此,按照“基准先行”的原则,应先粗、精车零件的左端,再加工右端,这样不但能化解矛盾,降低加工难度,还可有效的确保轴向尺寸精度。
(2)、选择保证同轴度的方法,要从实际情况出发。通常轴类零件的批量生产常采用软卡爪和两顶尖来保证同轴度,而在竞赛和考试时,利用百分表找正法更方便、快捷,这里我们采用后者。
2.2 加工步骤:
(1)、加工装夹台阶。
(2)、夹装夹台阶,加工左端外圆?39合格。本次安装,以台阶的已加工表面作为定位基准面,可以减少定位误差,使定位稳定。同时,在加工时考虑到粗加工的背吃刀量大,产生的切削力大,零件表面在加工过程中易发生变形,加工完成后的零件表面不但会产生尺寸误差,还会出现几何形状误差,。所以,应遵循“先粗后精”的原则,即先粗车?39的外圆和左端面,再分别精车。精车阶段应注意选取合理的切削用量,以降低Ra值,避免表面粗糙度值过大引起的配合性质发生改变。
(3)、夹?39外圆,打表找正,加工零件右端合格。利用百分表校正?39外圆的圆跳动和轴线的直线度,使其轴线与主轴轴线重合,保证件一的同轴度公差。此安装加工时,同样遵循“先粗后精”原则。
3 件二的工艺分析:件二的工艺路线拟定过程与件一类似。
3.1 加工的难点和重点:件二的毛坯为?50X55。其难点与重点的分析参照件一。
3.2 加工步骤:
(1)、加工装夹台阶。
(2)、夹装夹台阶,加工右端外圆?48、内孔?39、?30合格。
(3)、夹?48外圆打表,加工左端?44合格。
以上加工均遵循先粗后精原则。
4 结语:
在上述实例分析中,我们运用切削加工顺序的安排原则处理了
加工中的主要问题,并设计出工艺路线。通过实际生产验证,加工完毕后的孔和轴几何精度高,配合质量好。
参考文献:
(1)李华志,数控加工技术,电子科技大学出版社,2007.
(2)王公安,车工工艺学、第四版,中国劳动社会保障出版社,2005。
(3)宋文革,极限配合与技术测量基础、第四版,中国劳动社会保障出版社,2011。
关键词:配合件加工;工艺分析;工艺方案
在数控车工的各级职业鉴定中,操作技能考核经常会出现配合件的题型,配合件又以孔、轴配合居多。在加工时,为使孔和轴获得良好的互配性,不但要按图样要求严格控制尺寸误差,同时还要保证配合精度,其中,配合精度在操作时,控制难度大,影响因素多。在此,优化加工工艺,选择正确的加工路线显得尤为重要。本文将对实训课题中的实例进行分析,探究最佳工艺方案。
1 配合件的工艺分析:
1.1 零件图分析:
件一、件二的毛坯尺寸分别为?45X55和?50X55。从尺寸公差不难看出,两者的配合性质属间隙配合。有配合要求的表面,粗糙度值均为1.6,且公差为0.02。图中只有件一标注了几何公差:同轴度,除此之外,还存在一些隐性的几何公差会直接影响配合后的总长公差0.06,如:件一(件二)端面间的平行度、外圆(内孔)与端面的垂直度等。以上诸多因素在零件装配时均决定了配合性质和配合精度。
1.2 基准件的选择:
对于孔、轴类的配合零件加工,在设计加工方案时,面临的首要问题是:基准件的选择。这不仅决定了工艺路线,同时也是配合精度合格与否的关键。通常在工艺分析时,我们会选择精度较高的零件作为基准件。孔的精加工刀具有铰刀和车孔刀,当孔精度较高时会使用铰刀,铰刀加工精度高,已加工表面粗糙度值小,所以,一般情况下,会优先选用孔作为基准件。但在实际生产中,不仅要以质量为目的,还应充分考虑生产成本。当孔径较大时,铰刀的定制成本太高,为降低成本,以轴作为基准件更为合理。而且本图中的孔是台阶孔,不适用于铰刀加工,只能使用车孔刀进行精加工。车孔刀刚性较差,加工精度等级是IT7~IT8,相比之下,外圆的加工难度比同等级的孔低,且车刀刚性好,在合理选用切削用量的前提下,可以获得较好的表面质量,加工精度可达到IT6以上。综上分析,本次课题选用件一作为基准件能有效提高配合精度,即先加工件一,再以件一配车件二。
对配合件的工艺分析,只是整个工艺分析的一部分。配合精度的高低还取决于相互配合的孔和轴的加工精度,因此,我们还需要对组成配合的零件逐一确定加工方法。
2 件一的工艺分析:
2.1 加工的难点和重点:
件一的毛坯尺寸为?45X55。毛坯长度较短,有同轴度要求的外圆?39和?30无法在一次装夹中完成,二次安装势必会产生定位误差。无疑,这一矛盾增大了工艺分析的难度,要解决问题,在工艺分析时,我们只需处理好件一加工的两个重要环节:1、确定加工顺序。2、选择保证同轴度的方法。
( 1 )、件一的加工顺序安排不合理,将直接造成零件的轴向尺寸在加工时产生矛盾,顾此失彼,操作难度加大,耗费时间,甚至会出现废品。解决这一难点,可根据切削加工顺序的安排原则:先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔。其中,基准先行是指加工一开始,总是先把基面加工出来,再加工其他面。件一的轴向设计基准和测量基准都是?39的左端面,因此,按照“基准先行”的原则,应先粗、精车零件的左端,再加工右端,这样不但能化解矛盾,降低加工难度,还可有效的确保轴向尺寸精度。
(2)、选择保证同轴度的方法,要从实际情况出发。通常轴类零件的批量生产常采用软卡爪和两顶尖来保证同轴度,而在竞赛和考试时,利用百分表找正法更方便、快捷,这里我们采用后者。
2.2 加工步骤:
(1)、加工装夹台阶。
(2)、夹装夹台阶,加工左端外圆?39合格。本次安装,以台阶的已加工表面作为定位基准面,可以减少定位误差,使定位稳定。同时,在加工时考虑到粗加工的背吃刀量大,产生的切削力大,零件表面在加工过程中易发生变形,加工完成后的零件表面不但会产生尺寸误差,还会出现几何形状误差,。所以,应遵循“先粗后精”的原则,即先粗车?39的外圆和左端面,再分别精车。精车阶段应注意选取合理的切削用量,以降低Ra值,避免表面粗糙度值过大引起的配合性质发生改变。
(3)、夹?39外圆,打表找正,加工零件右端合格。利用百分表校正?39外圆的圆跳动和轴线的直线度,使其轴线与主轴轴线重合,保证件一的同轴度公差。此安装加工时,同样遵循“先粗后精”原则。
3 件二的工艺分析:件二的工艺路线拟定过程与件一类似。
3.1 加工的难点和重点:件二的毛坯为?50X55。其难点与重点的分析参照件一。
3.2 加工步骤:
(1)、加工装夹台阶。
(2)、夹装夹台阶,加工右端外圆?48、内孔?39、?30合格。
(3)、夹?48外圆打表,加工左端?44合格。
以上加工均遵循先粗后精原则。
4 结语:
在上述实例分析中,我们运用切削加工顺序的安排原则处理了
加工中的主要问题,并设计出工艺路线。通过实际生产验证,加工完毕后的孔和轴几何精度高,配合质量好。
参考文献:
(1)李华志,数控加工技术,电子科技大学出版社,2007.
(2)王公安,车工工艺学、第四版,中国劳动社会保障出版社,2005。
(3)宋文革,极限配合与技术测量基础、第四版,中国劳动社会保障出版社,2011。