典型套类零件的加工工艺

4.3　典型套类零件的加工工艺

4.3.1V带轮的加工工艺

1）V带轮的技术条件分析

V带轮见图4.17。其技术条件和结构特点如下：

图4.17　V带轮

（1）零件的外形呈台阶状，三级大外圆上各有两条宽13.4mm、深12.5mm的38°V形带槽，小外圆上有七条宽3.8mm、深4mm的38°V形带槽。

（2）左端内孔为基准孔，因是基轴制过渡配合的孔，内装滚动轴承。V带轮靠滚动轴承在轴上空转。右端内孔为，虽未标注与基准孔的同轴度要求，但在加工时应控制两孔同轴，否则在装配时会产生困难。

（3）零件外形阶台长度尺寸分别为60mm、100mm、140mm和180mm，相互之间的距离均为40mm。

（4）零件为HT200铸铁件，加工余量较多。

（5）各V形带槽两侧面对φ68J7基准孔轴线的圆跳动公差均为0.1mm。加工时应保证达到要求。

（6）除φ68J7基准孔的表面粗糙度值为Ra 1.6μm外，其余均为Ra 3.2μm。

2）V带轮的加工工艺分析

（1）加工方式的确定　该零件在小批生产情况下应采用工序相对集中的方式加工。

①坯料为铸铁件，加工余量多且外圆直径较大，整个零件较为笨重，应减少工件搬运和装夹的次数。

②零件尺寸较多，若工序分散，则不利于保证各部分尺寸。

③零件相互位置精度要求较高的部位，应尽量在一次装夹中加工，如φ68J7内孔和内端面。

（2）主要精度尺寸的加工工艺分析

①内孔为基准孔，是该零件的设计基准、装配基准和测量基准，其孔径尺寸和表面粗糙度必须达到图样要求。

②为确保V带槽两侧面对φ68J7内孔轴线的斜向圆跳动误差在公差范围内（小于0.1mm），在车削前必须进行正确的找正和装夹。

③在车削38°V形带槽时，因槽较宽且深，可先用直槽刀车至槽底，再用成形刀车削。如车削时产生振动，可调整切削用量或用辅助工具支撑，如图4.18所示。

图4.18　用辅助工具支撑车削V形带槽

图4.19　用百分表定位

④车削右端38°小V形带槽时，为确保V形带槽中心距4.8±0.05mm，可用成形刀车削。当第一条槽（至端面距离6.2mm）车好后，可移动小滑板根据百分表读数定位，车削以后各槽，如图4.19所示。即车好第一条槽后，退出中滑板并保持原轴向位置，移动小滑板4.8mm（读数通过百分表获得）车第二条槽，以后各槽均用此法依次车削。

3）V带轮的加工工艺过程

V带轮的加工工艺过程见表4.2。

表4.2　V带轮的加工工艺过程mm

续表4.2

4.3.2　钻床主轴套的加工工艺

1）钻床主轴套的技术条件分析

钻床主轴套见图4.20。其结构特点如下：主轴套中间安装钻床主轴，在两端φ75H6孔内安装轴承，轴承内孔与主轴轴颈相配合，用来支承主轴并保证主轴的回转精度。在套的外圆表面上铣成平面，并铣出齿条与主轴箱中的齿轮相啮合（见图3.15），由齿轮带动齿条，使主轴套与主轴实现机动或手动进给。主轴套外圆与主轴箱体孔相配，要求主轴套既能在上下运动时无阻滞，又要在主轴旋转时不产生晃动，以保持主轴的回转精度。所以，对主轴套外圆φ90h5要根据主轴箱体孔的实际尺寸进行配磨，保证装配间隙在0.01～0.015mm范围内。

主轴套的主要技术条件分析如下：

（1）外圆表面C的轴心线是设计基准，其尺寸公差等级很高，为IT5级，表面粗糙度很细，其值为Ra0.4μm，圆度和圆柱度都很高，均为0.004mm。这些技术条件都是为了保证与主轴箱体孔的配合精度和运动平稳。

（2）两端φ75H6孔与基准C的径向圆跳动为0.015mm，圆度和圆柱度均为0.005mm，表面粗糙度值为Ra0.8μm，这些技术条件都是为了满足安装角接触球轴承和深沟球轴承的要求，以保证主轴的回转精度。孔的内端面与基准C的端面圆跳动为0.01mm，因为这两处端面都是推力轴承的安装基准，它的精度直接影响主轴的轴向窜动。

（3）中间φ55孔的两端3×60°和2×60°倒角是工艺基准，专为精磨φ90h5外圆时用顶尖式心轴而设计的，以保证两端内孔与外圆有很高的同轴度。

（4）齿条的齿面与基准C的垂直度要求为0.02mm，这项技术条件是保证齿轮与齿条啮合时接触良好，并使传动平稳。

2）钻床主轴套的加工工艺分析

（1）毛坯的选择

钻床主轴套的内孔较大，长度也较长。若采用实心棒料，则孔的加工工作量较大，既费材料又费工时，现采用厚壁无缝钢管制造，虽然原材料的价格提高，但总的成本还是低的。根据零件尺寸查钢材手册，选用φ95×24的45钢无缝钢管，其规格表示外径为φ95、孔径为φ47（壁厚24mm）。

（2）加工阶段的划分

加工阶段也是以工件的热处理工序来划分，该零件虽然只要求调质热处理，但因零件的精度要求很高，为了避免粗加工时产生的内应力引起变形，故需增加除应力处理。

在调质处理前为粗加工阶段，调质后至除应力处理前为半精加工阶段，除应力处理后为精加工阶段。

（3）保证内孔与外圆同轴度的加工工艺

先粗车外圆，以外圆为基准加工孔和孔口倒角，再以孔口倒角为基准半精车外圆，然后以外圆为基准半精车内孔。磨削时，同样以孔口倒角为基准，粗、半精磨外圆，再以外圆为基准粗、精磨内孔，最后以孔口倒角为基准精磨外圆。即反复以外圆和孔口倒角为基准，加工内孔和外圆，同时磨外圆前需研磨孔口倒角，这样用多次反复相互作为基准逐步减小加工误差的方法，使内孔与外圆达到很高的同轴度要求。

3）钻床主轴套的加工工艺过程

钻床主轴套的加工工艺过程见表4.3。

表4.3　钻床主轴套的加工工艺过程mm

续表4.3

制订工艺过程时应注意以下几个问题：

（1）当外圆和内孔尚未加工到尺寸要求，铣平面、铣齿条和车槽时，应将高度或深度尺寸加上外圆或内孔半径上的余量。

（2）精磨φ90h5外圆时，用顶尖式心轴装夹，因接触面较狭，所以加工精度（同轴度）不太高，但该零件两端φ75H6孔与φ90h5外圆的径向圆跳动要求0.015mm，完全可以达到。如果要求高需用图4.11的专用心轴，要求更高则需用图4.12的密珠心轴。

（3）主轴套外圆φ90h5与主轴箱体孔的配磨，应根据箱体孔的实际尺寸，配磨φ90外圆以保证间隙为0.01～0.015mm。配磨后两件均需打上印记并同时入库，不能搞错。

外圆与孔的配磨，一般都以孔为基准尺寸来配磨轴。这是因为箱体孔采用研磨或镗磨作最终加工，加工时既要达到孔的圆度、圆柱度、表面粗糙度，还要达到孔的尺寸精度，这样就比较困难，容易造成因一项要求达不到而报废。采用按孔实际尺寸配磨轴，就可在加工孔时，放宽尺寸精度，容易达到加工要求而提高生产率。这样虽增加磨削外圆时的难度，但相对来说要容易得多，因为磨削外圆时，圆度、圆柱度和表面粗糙度都不难达到，尺寸精度也比加工孔容易控制。但对于外圆不需再加工的零件（如滚动轴承等），只能以外圆实际尺寸来配磨（或研磨）孔。