6.3 套筒零件加工
• 教学重点：
– 掌握套类零件的结构特点；
– 掌握套类零件加工工艺。
• 教学难点：
– 套类零件加工工艺的制订。
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3.3 套筒零件加工
6.3.1概述
1.套筒类零件的功用与结构特点
套筒类零件是机械中常见的一种零件，通常起支 承或导向作用。它的应用范围很广，例如支承旋 转轴上的各种形式的轴承、夹具上引导刀具的导 向套、内燃机上的汽缸套以及液压缸等。由于功 用不同，套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差 别，但结构上仍有共同特点：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 较薄容易变形，零件尺寸大小各异，但长度一般 大于直径，长径比大于5的深孔比较多。
套筒零件毛坯的选择，与材料、结构尺寸、生产批量等因 素有关。直径较小（如d<20mm）的套筒一般选择热轧或冷拉 棒料，或实心铸件。直径较大的套筒，常选用无缝钢管或带 孔铸、锻件。生产批量较小时，可选择型材、砂型铸件或自 由锻件；大批量生产则应选择高效率、高精度毛坯，必要时 可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺。
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图3-25 常见的套筒零件
a)、b) 滑动轴承 c) 钻套 d) 轴承衬套 e) 气缸套 f) 液压缸
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2.套筒类零件的技术要求
（1）内孔的技术要求
内孔是套筒零件起支承和导向作用最主要的表面，通常与运动着的轴、刀 具或活塞相配合。其直径尺寸精度一般为IT7,精密轴承套为IT6；形状公差一 般应控制在孔径公差以内，较精密的套筒应控制在孔径公差的1/3～1/2,甚至更 小。对长套筒除了有圆度要求外，还对孔的圆柱度有要求。套筒零件的内孔 表面粗糙度Ra为2.5～0.16μm，某些精密套筒要求更高，Ra值可达0.04μm。
（1）在一次安装中加工内外圆表面与端面。这种工艺方案由于消除了 安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。图7－ 69所示的衬套零件就是采用这一方案的典型零件。其加工工艺过程参 见表7－4
表7-4棒料毛坯的机械加工工艺过程 序号 工序内容 定位基准
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加工端面、粗加工外圆表面，粗加工孔，半精加工或精加 外圆表面、端面(定 工外圆、精加工孔、倒角、切断(见图7-70) 加工另一端面、倒角 钻润滑油孔 加工油槽 料用) 外圆表面 外圆表面
定位基准 外圆 孔(用梅花顶尖和活络顶尖) 外圆 孔及端面 内孔
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（3）全部加工分在几次安装中进行，先加工外圆，然后以外圆表面为定 位基准加工内孔。这种工艺方案，如用一般三爪自定心卡盘夹紧工件， 则因卡盘的偏心误差较大会降低工件的同轴度。故需采用定心精度较高 的夹具，以保证工件获得较高的同轴度。较长的套筒一般多采用这种加 工方案。
（2）外圆的技术要求
外圆表面一般起支承作用，通常以过渡或过盈配合与箱体或机架上的孔相配 合。外圆表面直径尺寸精度一般为IT6～IT7，形状公差应控制在外径公差以内， 表面粗糙度Ra为5～0.63μm。
（3）各主要表面间的相互位置精度
①内外圆之间的同轴度。 ②孔轴线与端面的垂直度。套筒端面如果在工作中承受轴向载荷，或是作为 4 定位基准。
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3.深孔加工
孔的长度与直径之比L/D>5时，一般称为深孔。深孔按长径比 又可分为以下三类：
L/D=5～20属一般深孔。如各类液压刚体的孔。这类孔在卧 式车床、钻床上用深孔刀具或接长的麻花钻就可以加工。
L/D=20～30属中等深孔。如各类机床主轴孔。这类孔在卧式 车床上必须是用深孔刀具加工。 L/D=30～100属特殊深孔。如枪管、炮管、电机转子等。这 类孔必须使用深孔机床或专用设备，并使用深孔刀具加工。
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3.3.2 套筒类零件加工工艺分析
1.套筒零件的机械加工工艺过程
图3-26 液压缸体简图
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2.套筒零件机械加工工艺分析
⑴液压油缸体的技术要求
⑵加工方法的选择
⑶保证套筒零件表面位置精度的方法
⑷防止套筒变形的工艺措施
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⑴液压油缸体的技术要求
内孔尺寸精度IT11，内孔表面粗糙 度Ra0.32; 该液压缸内孔有圆柱度要求 0.04mm； 内孔轴线有直线度要求0.15mm； 内孔轴线与两端面间有垂直度要求 0.03； 内孔轴线对两端支承外圆（Φ82h6） 的轴线有同轴度要求0.04mm； 外圆表面尺寸精度IT6，粗糙度 Ra1.25； 内孔必须光洁无纵向刻痕若为铸铁 材料时，则要求其组织紧密，不得 有砂眼、针孔及疏松 ；
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⑵加工方法的选择
一是当内圆表面是最重要表面时，采用备料→热处理→粗车内圆表面及端面→ 粗、精加工外圆表面→热处理→划线（键槽及油孔线）→精加工内圆表面
二是当外圆表面是最重要表面时，采用备料→热处理→粗加工外圆表面及端面 →粗、精加工内圆表面→热处理→划线（键槽及油孔线）→精加工外面表面
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⑶保证套筒零件表面位置精度的方法
孔轴线与端面的垂直度要求 套筒的端面（包括凸缘端面）若在工作中承 受轴向载荷，或虽不承受载荷，但在装配 或加工中作为定位基准时，端面与孔轴线 的垂直度要求较高，一般为 0.05～0.1 mm。
液压缸零件图
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3.套筒类零件的材料要求与毛坯
套筒零件常用材料是铸铁、青铜、钢等。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内部浇注一层巴氏合金等材料，用来提 高轴承寿命。
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⑴深孔加工的具体特点
冷却； 排屑； 易产生歪斜。
⑵深孔加工时的排屑方式
①内冷外排屑方式 ②内排屑方式
⑶深孔加工方式
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精加工外圆表面(如要求不高的衬套，该工序可由工序1中 外圆表面 的精车代替)
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（2）全部加工分在几次安装中进行，先加工孔，然后以孔为定位基准加工外圆 表面。图7－71所示的轴套即可采用这一方案加工，其加工工艺过程见表7－5。
序号 1Байду номын сангаас2 3 4 5
工序内容 粗加工端面、钻孔、倒角 粗加工外圆及另一端、倒角 半精加工孔(扩孔或镗孔)、精加工端面 精加工孔(拉孔或压孔) 精加工外圆及端面