第六章 盘套类零件的车削
第一节 盘类零件的加工
盘类零件的轴向L(纵向)尺寸一般远小于径向D尺寸，且最大外圆直径D与最小内圆直径d相差较大，并以端面面积大为主要特征，如图6-1所示。这类零件有：圆盘、台阶盘以及带有其他形状的齿形盘、花盘、轮盘和圆盘形零件等。在这类零件中，较多部分是作为动力部件，配合轴杆类零件传递运动和转矩。盘类零件的主要表面为内圆面、外圆面及端面等，其加工方法与其毛坯材料、加工余量有关．分别简介如下。
一、工艺分析
1．选材与选毛坯
盘类零件一般需承受交变载荷，工作时处于复杂应力状态。其材料应具有良好的综合力学性能，因此常用45钢或40Cr钢先做锻件，并进行调质处理，较少直接用圆钢做毛坯，但对于承受载荷较小圆盘类零件或主要用来传递运动的齿轮，也可以直接用铸件或采用圆钢、有色金属件和非金属件毛坯。
2．确定工序间的加工余量
盘类零件的毛坯加工余量在选毛坯时就已确定，但每一个工序的加工，须为下一工序留下加工余量。
3．定位基准与装夹方法
盘类零件内孔、端面的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度，是盘类零件加工的主要技术要求和要解决的主要问题。
盘类零件加工时通常以内孔、端面定位或外圆、端面定位、使用专用心轴(一种带孔工件的夹具)或卡盘装夹工件。
二、工艺过程特点
一般来说，车削加工通常以内孔、端面定位、插人心轴装夹工件，这符合基准重合、基准统一原则。
车内孔时，车削步骤的选择原则除了与车外圆有共同点之外，还有下列几点：
1)为保证内外圆同轴，最好采用"一刀落"的方法，即粗车端面、粗车外圆、钻孔、粗镗孔、精镗孔、精车端面、精车外圆、倒角、切断、调头车另一端面和倒角。
如果零件尺寸较大，棒料不能插入主轴锥孔中，可以将棒料比要求尺寸放长lomm左右切断。在镗孔时不要镗穿，以增加刚性，车到需要尺寸以后再切断。
2)对于精度要求较高的内孔，可按下列步骤进行车削，即钻孔、粗铰孔、精铰孔、精车端面、磨孔。但必须注意，在粗铰孔时应留铰孑L或磨孔余量。
3)内沟槽的车削，应在半精车以后、精车之前切削，但必须注意余量。
4)车平底孔时，应先用钻头钻孔，再用平底钻把孔底钻平，最后用平底孔车刀精车一遍。
5)如果工件以内孔定心车外圆，那么在精车内孔以后，对端面也精车一刀，以达到端面与内孔垂直。
三、加工实例
齿坯零件是典型的盘类零件，一般采用通用设备和通用工装加工完成，该类零件的加工代表了一般饼块盘类零件的加工的基本工艺过程，以该零件的加工为例介绍盘类零件的加工过程。其他盘类零件的加工过程与此类似，但生产批量不同、零件的技术要求不同，加工方法也略有所不同，加工时可进行相应调整。现以图6-2所示的齿轮坯车削加工过程为例说明盘形零件的加工。
图6-2是带有花键孔的齿轮工作图。毛坯件采用锻件，材料锻造后，要经过正火，正火后的硬度为I--IBl79～229。一般齿轮精加工时以内孔定心，当内孔是花键时，应以花键孔定心。由于齿轮的精度较高，所以除了滚齿外，还要经过剃齿。这里介绍该齿轮的齿坯加工工艺过程。
1)下料、锻造毛坯成l08mm×40mm、正火(图6-3)。
2)热处理。正火硬度为船l79～229。
3)粗车。用三爪卡盘装夹，粗车外圆及端面，各留余量lmm，钻、扩孔声l9mm(如图6-4、图6-5所示)。调头，粗车端面、外圆及内孔。
4)精车。车外圆j5103．5-05lnln，达粗糙度要求。精车端面(如图6-6所示)。精镗内孔至声25mm，内外圆倒角l．5×45。、3×15。
5)调头用软卡爪夹住，端面贴平车外圆(接刀)，车端面至26 6)倒角30。
7)以倒角1．5×45。端面为基准拉花键孔。
8)孔部去毛倒棱。
9)清洗。
10)按要求检查。
11)用两顶针安装，上花键心轴精车外圆至尺寸要求。
12)精车两端面至尺寸要求(两端余量均匀车削)。
13)外圆倒角。
14)按要求检验。
第二节 套类零件的车削
套类零件一般指带有内孔的零件，其轴向(纵向)尺寸L一般略小于或等于径向尺寸D，这两个方向的尺寸相差不大，零件的外圆直径D与内孔直径d相差较小，并以内孔结构为主要特征。如图6-7所示。
套类零件主要是作为旋转零件的支承，在工作中承受轴向和径向力。例如车床主轴的轴承孔、床尾套类孔等。套类零件是机械加工中经常碰到的一种零件，它的应用范围很广。例如，支承旋转轴的各种形式的轴承、夹具上的导向套、内燃机上的气缸套和液压系统中的油缸等。
一、套类零件功用和结构特点
机器中的套类零件，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，但结构上有共同的特点：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。
套类零件的主要表面是内孔和外圆，其主要技术要求如下，图6-8为铜套零件示意图：
1．内孔
它是零件起支承或导向作用的最主要表面，通常与运动着的轴、活塞等配合，内孔的尺寸精度一般为IT6～IT9；形状精度一般控制在孔径公差以内，表面粗糙度为Ral．6～0．16肛rn。
2．外圆
它一般是套类零件的支承表面，常以过盈配合同其他零件的孔
相连接。外径的尺寸精度通常为IT6～IW；形状精度控制在外径公差以内，表面粗糙度为Ra3．2～0．63肚m。另外对于零件还有内外圆之间的同轴度、孔轴线与端面的垂直度等形位精度要求。
由于车削该类零件时，孔内尺寸小，切屑不易排出而损伤加工表面；冷却润滑液不易注入而使工件过热变形，因此车削套类零件的不利条件多于车削轴类零件。
二、套类零件的加工
1．套类零件的毛坯和加工余量
套类零件在各种机械中有不同的工作条件和使用要求，因此不同套类零件所用的材料及加工方法有所不同。一般套类零件是用钢、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，以节省贵重的有色金属，提高轴承的使用寿命。
套类零件的毛坯选择与其结构和尺寸等因素有关。孔径较小(如d<20ram)的套类一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸铁。孔径较大时，常采用无缝钢管或带孔的铸件、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，既提高生产率又节约金属材料。
2．工序间的加工余量
套类零件的毛坯加工余量在铸或锻时已确定。如果要在实心材料上加工出内孔来，就需要经过钻、镗、铰或磨等。在一个工序完成时，必须为下一工序留下加工余量。
3．套类零件的安装
由于套类零件有各种不同形状和尺寸，精度要求也不相同，所以它也有各种不同的安装方法(钻孔时工件的安装方法与车外圆时相同，这里不再重复了)，如表6-1所示。
4．车削步骤的选择
车内孔时，车削步骤的选择原则除了与车外圆有共同点之外，还有下列几点：
1)车削短小的套类零件时，为了保证内外圆同心，最好采用在一次安装中完成内外表面及端面的全部加工。这种方法工序比较集中，可消除工件的安装误差，获得较好的相对位置精度。
2)长径比较大的套类零件，为了保证内外圆同轴度，加工外圆时，一般要用中心架，粗加工后用镗削，半精加工多采用铰孔方式加工精度较高的套筒内孔时，也可按车削盘类零件孔的步霎进孕：钻孔、粗镗孔、半精镗和精车端面、铰孔或钻巍：看鑫銎二。专登镗和精车端面、磨孔。但必须注意，在半精镗孔时应留铰孔或磨孑余量。
4)内沟槽应在半精车以后精车之前切割，但必须注意余量。
5)车平底孔时，先用钻头钻孔，再用平底钻把孔底钻平，最雾要!底孔车刀精车一遍。如果工件以内孔定心车外圆，那么茬莴孔精车以后把端面也精车一刀，以达到端面与内孔垂直。
5．车削实例
皇三套类零件的随尺寸大小、材料、精度、结构、用途和生产苎的不同，因而在工艺上也有所差异。但是，各种套类零件的外圆、内孔、端面加工是比较常见的，其加工工艺相似。现举两个葫于来说明如何车削套类零件。
例1·小批量车削图6-9所示的一钢套零件，其车削加工过程
2)装夹。用三爪卡盘装夹(或四爪卡盘)夹紧毛料，粗车外圆，分两次装夹(调头装夹)车削。粗车后的半成品外形，留余量
3)夹住棒料，伸出50ram，用23ram钻头钻孔。
4)车端面。
5)车内孔至簪,32mm。
6)孔13倒角0．5×45。外圆倒角l×45。7)修掉毛刺。
衬套不仅是普通的套类零件，而且也是薄壁零件，在单件生产车削加工时，车削工序采用集中工序加工，可减少装夹和定位次数，提高加工精度和生产效率。该集中工序可分为粗、精车两道工序。为了避免淬火变形，其内腔槽不加工，在精车时一次装夹定位完成，以提高精度为主。
车削薄壁衬套的内孔时，必须特别注意装夹问题。往往由于装夹得不好，而引起工件变形。车削时除了在精车以前把卡爪略为放松一下，使它恢复原状，然后再轻轻夹紧，同时还可以采用开缝套筒或增大卡爪和工件接触面，就是把开缝套筒套在工件外圆上，并一起夹在三爪卡盘中，或者把软卡爪与工件接触面增大。
三、防止套类变形的工艺措施
套类零件的结构特点是孔壁一般较薄，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)减少夹紧力的影响，工艺上可采取以下措施：改变夹紧力的方向，即径向夹紧改为轴向夹紧。如果需径向夹紧时，应尽可能使径向夹紧力均匀，可使用过渡套夹紧工件，或者做出工艺突变或工艺螺纹以减少夹紧变形。
3)为减少热处理的影响，热处理工序应至置于粗精加工之间，以便使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的变形，所以精加工的余量要适当放大。
4)车削时应在精车以前把卡爪略为放松一下，使它恢复原状，然后再轻轻夹紧，同时尽量采用开缝套筒或大接触面卡爪。
第三节 盘套类零件的精度检验
一、套类零件的精度要求
套类零件的精度有下列几个项目：
1．圆柱孔的本身精度
孔径和长度尺寸精度检查如图6～14、图6-15所示；
2．孔的位置精度
1)同轴度(孔之间或孔与某些表面间的尺寸精度)、平行度、垂直度或角度精度等。
2)L的形状精度(如椭圆度、锥度、鼓形度等)。
3．表面粗糙度
要达到哪一级粗糙度，一般按加工图纸上的规定。套筒类零件各精度槿测万猛及植验上具如表6-2所不，
套类零件的表面粗糙度检验与轴类零件相同。
二、车削套类零件时的精度分析
大川机械
在套类零件车削过程中，经常会产生这样或那样的问题，必须先找出产生的原因，以便解决。车削盘套类零件产生的误差原因主要如表6-3所示。