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　　知识目标项目三编制套类零件机械加工工艺规程了解套类零件的功用、结构特点和技术要求。熟悉套类零件的材料、毛坯和热处理方法。掌握套类零件的加工方法、常用的机床设备和刀具。掌握套类零件的装夹和检测方法。掌握保证套类零件加工精度的措施。了解套类零件的工艺及工作实践中常见问题的分析方法。技能目标能够编制一般套类零件的机械加工工艺规程。素质目标养成求真务实、开拓进取、执着专注的工作作风。践行乐于奉献、团结协作的团队精神。

　　（一）内圆的加工方法1．车孔车孔是一种常用的内圆加工方法。车孔可以把预制孔（如铸造孔、锻造孔或钻头钻出来的孔）加工到更高精度和数值更小的表面粗糙度。车孔可以修正孔的直线度，既可做半精加工，也可做精加工。车孔的加工直径范围很广。车孔精度一般为IT7～IT8，表面粗糙度Ra为0.8～3.2μm，精细车可使表面粗糙度Ra更小。如图所示，在车床上可车通孔、台阶孔和盲孔。（a）车通孔（b）车台阶孔（c）车盲孔车孔

　　（一）内圆的加工方法2．钻孔钻孔通常在钻床和车床上进行，也可以在镗床或铣床上进行。在钻床、镗床上钻孔时，因为钻头旋转而工件不动，且钻头的强度和刚度差，所以钻头引偏会使孔的中心线发生倾斜，但孔径不会发生显著变化，如图A所示；在车床上钻孔时，因为只有工件旋转，所以钻头引偏会引起孔径的变化并产生锥度、腰鼓等缺陷，但孔的中心线不会发生倾斜，且与工件的回转中心相一致，如图B所示。因此，钻小孔和深孔时，为保证其中心线不发生倾斜，应尽可能在车床上进行。图A在钻床、镗床上钻孔图B在车床上钻孔

　　（一）内圆的加工方法4．镗孔镗孔是用镗刀对工件上已有孔（如钻孔、铸造孔或锻造孔）做进一步加工的方法。它可以用于粗加工，也可以用于精加工，且加工范围很广，适合非标孔、大直径孔及短孔等的加工。镗孔一般在镗床上进行，也可以在车床或铣床上进行。镗孔的精度一般为IT7～IT10，表面粗糙度Ra为0.8～6.3μm。镗刀、镗杆的截面尺寸和长度受所镗工件孔径和深度的限制，镗刀的刚度比较差，加工中容易产生变形和振动。此外，镗孔过程中切削液的注入和切屑的排出较为困难，生产率较低，因此镗孔常用于单件小批生产。镗孔可扩大孔径，提高精度，减小表面粗糙度，还可以较好地纠正原来孔中心线的倾斜。镗孔往往要经过粗镗、半精镗、精镗的过程。粗镗、半精镗、精镗的选择取决于所镗孔的精度要求、工件的材料及具体结构等因素。

　　（一）内圆的加工方法4．镗孔粗镗是圆柱孔镗削加工的重要工艺过程，它主要对工件的毛坯孔（铸孔、锻孔）或对钻、扩后的孔进行预加工，为下一步半精镗、精镗加工达到要求奠定基础，它还能及时发现毛坯的缺陷，如裂纹、夹砂、砂眼等。粗镗时需要采用较大的切削用量，因此产生的切削力大、切削温度高，镗刀磨损严重。为保证粗镗的生产率及一定的加工精度，要求镗刀应有足够的强度，能承受较大的切削力，并有良好的抗冲击性能。此外，镗刀还要有合适的几何角度，以减小切削力，提高散热能力。粗镗后应将夹紧压板松开，再重新进行夹紧，以减少夹紧变形对加工精度的影响。1）粗镗

　　（一）内圆的加工方法6．铰孔相较于内圆磨削及精镗，铰孔是一种经济实用的加工方法。铰孔时，铰削速度低，加工余量少（一般只有0.1～0.3mm），且由于铰刀的切削刃长，同时参与切削的刀齿多，因此铰孔的生产率高，加工质量较高，尺寸精度一般为IT6～IT9，表面粗糙度Ra为0.4～1.6μm。因为铰孔时以本身孔作为导向，不能纠正位置误差，所以有关位置精度应由铰孔前的预加工工序保证。铰孔是用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高尺寸精度和表面质量的加工方法，在生产中应用很广。铰孔一般在钻孔、扩孔或镗孔之后进行，用于加工精密的圆柱孔和圆锥孔，其孔径范围一般为～。

　　（一）内圆的加工方法7．拉孔拉孔是用拉刀在拉床上对已预加工的孔进行半精加工或精加工的方法。它既可以加工内表面，也可以加工外表面。工件以被加工孔定位并以自身端面为支承面，在一次行程内便可完成粗加工、精加工、光整加工等。拉孔一般没有粗拉和精拉之分，除非拉削余量太大或孔太深，才分为两个工序。拉孔的拉削速度低，每齿切削厚度很小，拉削过程平稳，不会产生积屑瘤；同时拉刀是定尺寸刀具，又有校准齿来校准孔径和修光孔壁，所以拉削加工精度和表面质量较高。拉孔精度主要取决于拉刀精度，在通常条件下，拉孔的精度为IT6～IT8，表面粗糙度Ra为0.4～0.8μm。拉孔不易保证孔与其他表面之间的位置精度，对于那些孔与外圆具有同轴度要求的回转体零件，往往都是先拉孔，然后以孔为定位基准加工其他表面。

　　（二）内圆加工方法的选择选择内圆加工方法时，应根据套类零件的形状、尺寸、材料、技术要求，并结合企业实际生产条件综合考虑。如表所示为常用的内圆加工方法。序号加工方法加工经济精度表面粗糙度Ra/μm适用范围1钻IT11～IT1312.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可加工有色金属工件（但表面粗糙度稍大，孔径为）2钻—铰IT8～IT91.6～3.23钻—铰—精铰IT7～IT80.8～1.64钻—扩IT10～IT116.3～12.5同上，但孔径大于5钻—扩—铰IT8～IT91.6～3.26钻—扩—粗铰—精铰IT7～IT80.8～1.67钻—扩—机铰—手铰IT6～IT70.1～0.48钻—拉—扩IT7～IT90.4～1.6大批大量生产（精度根据拉刀的精度确定）

　　（二）内圆加工方法的选择序号加工方法加工经济精度表面粗糙度Ra/μm适用范围9粗镗（或扩孔）IT11～IT136.3～12.5加工除淬火钢以外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）IT9～IT101.6～3.211粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰）IT7～IT80.8～1.612粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—浮动镗刀精镗IT6～IT70.4～0.813粗镗（粗扩）—半精镗—磨孔IT7～IT80.2～0.8主要用于加工淬火钢，也可用于加工未淬火钢，但不宜加工有色金属工件14粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨IT6～IT70.1～0.2(续表）

　　（二）内圆加工方法的选择序号加工方法加工经济精度表面粗糙度Ra/μm适用范围15粗镗—半精镗—精镗—金刚镗IT6～IT70.05～0.4主要用于加工精度要求高的有色金属工件16钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨IT6～IT70.2～0.25小孔?主要用于加工精度要求很高的孔17钻—（扩）—拉—珩磨大批生产18粗镗—半精镗—精镗—珩磨大孔19粗镗—半精镗—精镗—研磨IT6以上＜0.1主要用于加工精度要求很高的孔20钻—（粗镗）—扩（半精镗）—精镗—金刚镗—脉冲滚压IT6～IT70.1主要用于加工有色金属及铸件上的小孔(续表）

　　拉床是指用拉刀进行加工的机床，可加工各种形状的通孔、平面等。拉床的运动比较简单，只有主运动，没有进给运动，被加工表面在一次拉削中成形。拉床的主运动通常采用液压驱动，以保证切削运动平稳。由于拉削的加工余量小，切削运动平稳，因此拉床的加工精度和加工表面质量较高，生产率高。但拉刀的结构复杂，且拉削每一种表面都需要专门的拉刀，所以拉床仅适用于大批生产。（二）拉床拉床按用途不同内拉床外拉床按布局不同卧式拉床立式拉床链条式拉床

　　加工深孔时，为节省刀具材料和提高刀杆强度，也可用高速钢或硬质合金做成较小的刀头，安装在碳钢或合金钢刀杆前端的方孔中，并用螺钉固定，如图（b）和（d）所示。（三）内孔车刀（b）装夹式通孔车刀（d）装夹式盲孔车刀内孔车刀的结构在通孔车刀的刀杆上，刀头垂直于刀杆轴线；在盲孔车刀的刀杆上，刀头和刀杆轴线之间呈一定的角度。通常刀杆的伸出量是固定的，不能按孔的加工深度来调整。若后部为方形刀杆，就可以根据孔的加工深度来调整刀杆的伸出量，以克服伸出量固定的缺点。

　　（六）锪钻（1）圆柱形沉头锪钻。圆柱形沉头锪钻中主要起切削作用的是端面刀刃。锪钻前端有导柱，导柱与工件已有孔紧密配合，以保证良好的定心和导向作用。（2）锥形锪钻。按工件锥形埋头孔要求的不同，锥形锪钻的锥角有60°、75°、82°、90°、100°、110°、120°等，其中锥角为90°的锥形锪钻应用最广泛。（3）端面锪钻。端面锪钻可以保证孔的端面与中心线之间的垂直度。当已加工孔的孔径较小时，为了使刀杆保持一定强度，可将刀杆头部的一段与已加工孔紧密配合，以保证良好的导向作用。

　　铰孔的精度主要取决于铰刀的尺寸。铰刀的基本尺寸与孔的基本尺寸相同。铰刀的公差是根据孔的精度等级、加工时可能出现的扩大量或收缩量及所允许的铰刀磨损量来确定的。可通过公式来确定铰刀的上下极限偏差，即（七）铰刀3．铰刀的选用上极限偏差被加工孔公差（3-1）下极限偏差被加工孔公差（3-2）为了保证铰孔的精度，最好选择被加工孔公差带中间1/3左右尺寸的铰刀。例如，铰孔时，选择尺寸为的铰刀较为合适。铰刀必须有锋利的刃口，无崩刃、毛刺等缺陷。使用铰刀时，要防止其与工件碰撞，及时清理刀槽内切屑，使用后将其洗净、涂油防锈，保管时要用塑料套保护好刃口。

　　（二）几何精度的检测一般测量套类零件的径向圆跳动时，可以用孔作基准，把套类零件安装在精度很高的心轴上，用杠杆式百分表来测量，如图所示。杠杆式百分表沿工件转一周的读数差，就是径向圆跳动误差。2．径向圆跳动的检测（a）（b）用杠杆式百分表测量对于某些外形简单而内部形状复杂的套类零件，当其不能安装在心轴上时，可将其放在V形块上并轴向定位，以外圆为基准来检测。测量时，将杠杆式百分表的测杆插入孔内，转动该套类零件，观察杠杆式百分表指针的跳动情况

　　在短小套类零件的单件小批生产中，可采用在一次装夹中完成内圆、外圆和端面加工的方法（俗称“一刀落”）。如图所示，采用这种加工方法加工固定套时，可用90°偏刀、45°弯头刀、切槽刀和铰刀，在一次装夹中精加工各内圆、外圆和端面，最后用切断刀把工件切断。这种方法可避免工件因多次装夹而产生定位误差，可保证孔与外圆的同轴度、孔与端面的垂直度。（一）保证表面位置精度的主要措施1．在一次装夹中完成内圆、外圆和端面的加工一次装夹中加工固定套

　　轴承套的机械加工工艺路线为下料—钻中心孔（基准先行）—粗车外圆、退刀槽—钻孔—车端面—镗、铰孔—精车外圆至尺寸—检验。轴承套的机械加工工艺过程如表所示。七、套类零件的工艺分析工序号工序名称工序内容定位基准加工设备1下料，按四件合一加工下料外圆锯床2钻中心孔车一端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔毛坯外圆卧式车床3粗车粗车外圆、长度为12.5mm；车外圆至；车退刀槽，取总长50.5mm，两端倒角C1.5中心孔卧式车床4钻孔钻孔至，车成单件外圆数控车床点击返回项目实训

　　套类零件加工中的常见问题、产生原因及预防对策如表所示。八、工作实践中常见问题分析常见问题产生原因预防对策孔的尺寸大车孔时，没有仔细测量仔细测量并进行试切削铰孔时，铰刀尺寸大于要求尺寸，尾座偏移检查铰刀尺寸，校正尾座，采用浮动套筒孔有锥度车孔时，内孔车刀磨损。车床主轴轴线歪斜，车身导轨严重磨损修磨内孔车刀，校正、维修车床铰孔时，尾座偏移，孔口扩大校正尾座，采用浮动套筒孔表面粗糙度大车孔时，内孔车刀磨损，刀杆产生振动修磨内孔车刀，采用刚度较大的刀杆铰孔时，铰刀磨损或切削刃上有崩口、毛刺修磨铰刀，刃磨后保管好切削速度选择不当，产生积屑瘤铰孔时，采用合适的切削速度，加注切削液

　　垂直度超差在一次装夹并完成多个表面加工的过程中，工件移位或机床精度不高装夹牢固，减小切削用量，调整机床精度用心轴装夹时，心轴中心孔有毛刺，或心轴本身同轴度超差心轴中心孔应保护好，可研修中心孔，如心轴弯曲，可校直或重制用软卡爪装夹时，软卡爪没有车好软卡爪应在本车床上车出，直径与工件装夹尺寸基本相同套类零件加工变形受夹紧力、切削力、内应力和切削热等因素的影响而产生变形粗、精加工应分开进行，粗加工产生的变形在精加工中可以得到纠正，通过将径向夹紧改为轴向夹紧使夹紧力作用在工件刚度较大的部位

　　把误差控制在一根头发丝的三十分之一内，不断提升加工精度，这是内蒙古一机集团数控车工赵晶的追求。正是这份执着追求，使她成为内蒙古一机集团国家级数控大师工作室负责人。2003年，刚进厂的赵晶就给自己定下目标：做一名优秀的技术工人。2006年，年仅22岁、入行仅3年的赵晶首次代表内蒙古一机集团参加全国数控技能大赛，取得了第四名的好成绩。精雕细琢，追求极致八、工作实践中常见问题分析液压传操部件精密加工是我国重型装甲车加工制造的核心难题。赵晶勤于思考，小心验证，时常彻夜难眠，每张图纸的细节像放电影一样在她脑海中一遍遍回放。一旦有了灵感，她便立马起身，将其记录在笔记本上，最终练就了薄壁加工和套类零件高精度加工的绝活，产品加工精度也从最初的毫米级公差飞跃至微米级公差。她独创的“一位双刀套类零件操作法”在保证设计精度的同时，将产品合格率提高到了99.7%。赵晶多年来先后攻克了30余个型号、数百种零件的加工难题。模范先锋

　　2013年，赵晶数控大师工作室成立。随着数控加工技术向数字化、信息化、智能化方向发展，3D打印技术让赵晶和她的团队多了一项攻克关键核心零部件加工技术难题的法宝。赵晶数控大师工作室成立以来，赵晶带领团队在一系列主战装备型号项目工程研制中，攻克多个精密加工技术难点，完成技术攻关70余项，获得国家专利4项，创造经济效益2000多万元。赵晶把多年的读书笔记、操作经验编写成数控加工培训教材，毫无保留地传授给青年技工，还通过“互联网培训”开创了工匠人才培训新模式。2019年10月1日，庆祝中华人民共和国成立70周年大会在广场举行，作为党的十九大代表，赵晶受邀登上观礼台，现场目睹公司生产的武器装备受阅，那一刻，她觉得无比自豪。她还先后获得中国兵器关键技能带头人、全国三八红旗手标兵、全国技术能手、中央企业优秀员等荣誉称号。面对荣誉，赵晶说：“我只是一名普通的一线技术工人，没有公司给我提供的事业平台，没有组织的教育和培养，也就没有今天的赵晶。”精雕细琢，追求极致八、工作实践中常见问题分析模范先锋

　　项目实训——编制轴承套的机械加工工艺规程2．实训内容1）分析零件结构工艺性轴承套主要起支承或导向作用。该轴承套的形状精度和位置精度要求较高，表面粗糙度要求小，孔壁较薄，容易变形。通过对结构、尺寸进行分析，此轴承套的结构工艺性较好。2）画出工序简图根据轴承套的零件图画出表（轴承套的机械加工工艺过程）所示工序4（钻孔）的工序简图。在图中标出本工序的尺寸精度、形状精度等技术要求。3）选择毛坯轴承套的形状简单，因此选择的铸铁棒料作为毛坯。轴承套孔外圆端面沟槽