油泵軸承套—輸出軸的加工工藝分析

王永泉　姚永生

摘要：文章對套筒類零件油泵軸承套-輸出軸的加工特點進行分析，針對零件結(jié)構(gòu)特點及生產(chǎn)實際對其工藝過程進行設(shè)計及方案比較。按照數(shù)控車床加工工序編排原則，采用一次裝夾工位上多工序集中加工原則；減少換刀次數(shù)，減少空行程時間；實施粗車、半精車、精車、各孔加工的工藝路線，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省刀具成本，減少其他輔助時間。

關(guān)鍵詞：油泵軸承套-輸出軸；切削工藝；內(nèi)孔反車；套筒類零件；零件結(jié)構(gòu) 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP311 文章編號：1009-2374（2016）30-0080-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.039

1 零件圖紙及生產(chǎn)類型分析

1.1 零件的作用

1.1.1 軸承套廣泛應(yīng)用于輕負(fù)荷便于拆裝的地方，如在箱體內(nèi)部軸承的裝配受到條件限止時，應(yīng)用軸承套刻解決裝配和拆卸的難題，安裝軸套還克服了軸承的軸向竄動。

1.1.2 對于一些難以維修、拆卸或價值較高的傳動軸，為了保護傳動軸不受磨損，在設(shè)計過程中會在軸外面安裝軸套，然后在軸套上安裝軸承，便于安裝、維修。

1.2 零件的結(jié)構(gòu)分析

圖1

圖2

2 工藝規(guī)程設(shè)計

2.1 毛坯的制造形式

零件材料為EN-GJS-400-15，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本，保證零件工作的可靠，采用鑄造。由于零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。

2.2 基準(zhǔn)面的選擇

2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇。對于一般軸套類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)）。

2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇。選擇精基準(zhǔn)時應(yīng)重點考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。

按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，一刀完成所有孔及外圓的加工，以保證同軸度要求。

對于該類型零件，有時隨著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般精加工外圓可用該外圓本身來定位，即安裝工件時，以支承軸頸本身找正。

2.3 制訂工藝路線

制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證?？紤]采用普通機床以及部分高效專用機床，配以專用夾具，多用通用刀具和萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。

2.3.1 工藝線路方案。

第一，工藝線路方案一：

工序Ⅰ：夾小端，車大端，粗車大Φ380及C1倒角，Φ275，Φ270，Φ245。

工序Ⅱ：夾大端，車下端，粗車端面206.3，外圓Φ300，155端面。

工序Ⅲ：夾小端，車大端：精車Φ275、深55.3、倒角C0.8，Φ270、深206.3、倒圓角。

工序Ⅳ：夾大端，車下端，精車端面206.3，外圓Φ300，155端面，倒角15°。

工序Ⅴ：劃線Φ12孔、Φ10孔。

工序Ⅵ：鉆、銑Φ28，槽28×38，2×Φ18，8×Φ17.5，2×M16，Φ12，Φ10。

工序Ⅶ：整備（去毛刺、防銹等）。

工序Ⅷ：檢查。

第二，工藝路線方案二：

工序Ⅰ：夾小端，車大端：粗車大端面，Φ380及C1倒角，Φ275，Φ270。

工序Ⅱ：夾大端，車小端，粗車端面216.3，外圓Φ300，155端面，Φ245。

工序Ⅲ：裝夾不變，反精車Φ275、深55.3、倒角C0.8，Φ270、深206.3、倒圓角。

工序Ⅳ：劃線Φ12孔、Φ10孔。

工序Ⅴ：鉆、銑Φ28，槽28×38，2×Φ18，8×Φ17.5，2×M16，Φ12，Φ10。

工序Ⅵ：整備（去毛刺、防銹等）。

工序Ⅶ：檢查。

2.3.2 工藝方案的比較與分析。

上述兩個方案的特點在于：方案一是采用正常車削方式，分兩次裝夾完成粗、精車內(nèi)孔；方案二是使用反車內(nèi)孔刀，使工序集中，一次裝夾完成精車所有需加工的孔及外圓。兩相比較起來可以看出，由于零件的尺寸不大，應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)及要求不高的尺寸一次加工完成。綜合考慮批量生產(chǎn)性、裝夾誤差及定位尺寸要求，我們選擇工藝路線二。

方案確定如下：

工序Ⅰ：夾小端，車大端：粗車大端面，Φ380及C1倒角，Φ275，Φ270。

工序Ⅱ：夾大端，車小端， 粗車端面216.3，外圓Φ300，155端面，Φ245。

工序Ⅲ：裝夾不變，反精車Φ275、深55.3、倒角C0.8，Φ270、深206.3、倒圓角。

工序Ⅳ：劃線Φ12孔、Φ10孔。

工序Ⅴ：鉆、銑Φ28，槽28×38，2×Φ18，8×Φ17.5，2×M16，Φ12，Φ10。

工序Ⅵ：整備（去毛刺、防銹等）。

工序Ⅶ：檢查。

2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定

“油泵軸承套”零件材料為灰鑄鐵，毛坯質(zhì)量約為41.2kg，生產(chǎn)類型可以為中批生產(chǎn)，采用精密鑄造，變形量小。

根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）根據(jù)外圓及內(nèi)孔尺寸公差及定位公差要求，鑄造外圓Φ380、Φ300毛坯尺寸單邊留量為10mm；（2）端面長度216.3方向，尺寸余量為8mm；（3）內(nèi)孔Φ275，Φ270尺寸單邊留量應(yīng)為10mm；（4）鉆孔Φ28，2-Φ18，8-Φ17.5，2-M16，Φ12，Φ10均為自由尺寸精度要求。

2.5 確定切削用量

2.5.1 工序Ⅰ：車削端面、外圓。

工件材料：灰鑄鐵，鑄造。

加工要求：粗車大端面、Φ380外圓，內(nèi)孔Φ275、Φ270，表面粗糙度值Ra為6.3。

機床：VTL-ATC1600數(shù)控立床。

刀具：刀片為C型刀片，16刃長，刀桿尺寸為32mm×32mm。

計算切削用量：

第一，粗車大端面，刮平即可。

第二，粗車Φ380外圓。

毛坯單邊留量為10mm，精車前留量為單邊2mm，Ap=3mm，根據(jù)刀片使用建議切削速度為VC=80m/min，fr=0.3mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×80/3.14×380=67（r/min）

第三，粗車內(nèi)孔Φ275、Φ270。

毛坯單邊留量為10mm，精車前留量為單邊2mm，Ap=2mm，根據(jù)刀片使用建議切削速度為VC=100m/min，fr=0.2mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×100/3.14×275=115.8（r/min）

N2=1000VC/πdw=1000×100/3.14×270=118（r/min）

2.5.2 工序Ⅱ：粗車端面216.3，外圓Φ300，155端面，Φ245。

第一，粗車端面，216.3，155。

精車前留量為單邊2mm，Ap=3mm，根據(jù)刀片使用建議切削速度為VC=80m/min，fr=0.3mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×80/3.14×200=127.4（r/min）

第二，粗車Φ300外圓。

毛坯單邊留量為10mm，精車前留量為單邊2mm，Ap=3mm，根據(jù)刀片使用建議切削速度為VC=100m/min，fr=0.3mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×100/3.14×300=106.2（r/min）

第三，粗車內(nèi)孔Φ245。

毛坯單邊留量為10mm，精車前留量為單邊2mm，Ap=2.5mm，根據(jù)刀片使用建議切削速度為VC=90m/min，fr=0.2mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×90/3.14×245=117（r/min）

2.5.3 工序Ⅲ：精車端面、外圓和內(nèi)孔。

精車Φ275、深55.3、倒角C0.8，Φ270、深206.3、倒圓角。

機床：VTL-ATC1600數(shù)控立床。

刀具：刀片為C型刀片，16刃長，刀桿尺寸為32mm×32mm。

精車Φ275，Φ270。

留量為單邊2mm，Ap=1.5mm，根據(jù)刀片使用建議切削速度為VC=150m/min，fr=0.15mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×150/3.14×275=173.7（r/min）

N2=1000VC/πdw=1000×150/3.14×270=177（r/min）

2.5.4 工序Ⅳ：鉆Φ28，銑槽28×38，鉆8-Φ17.5，2-M16-6H，2-Φ18，Φ12，Φ10。

第一，鉆Φ28。根據(jù)鉆頭使用建議切削速度為VC=15m/min，fr=0.35mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×15/3.14×28=170.6（r/min）

第二，銑槽28×38。

VC=30m/min，fr=0.35mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×30/3.14×28=341.2（r/min）

第三，鉆2-Φ18。

VC=18m/min，fr=0.35mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×18/3.14×18=318.47（r/min）

第四，鉆8-Φ17.5。

VC=25m/min，fr=0.35mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×25/3.14×17.5=454.9（r/min）

第五，鉆2-M16。

VC=20m/min，fr=0.35mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×20/3.14×14=454（r/min）

第六，鉆Φ10、Φ12。

VC=15m/min，fr=0.35mm，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

N1=1000VC/πdw=1000×15/3.14×10=477（r/min）

N2=1000VC/πdw=1000×15/3.14×12=398（r/min）

3 結(jié)語

本文針對套筒類零件并予以具體軸承套毛坯實例進行了工藝方案的比較及切削用量的分析。在實際生產(chǎn)過程中，套筒類零件的加工對同軸度、位置度等的要求較高，通過工藝優(yōu)化，工序最大限度地集中，可保證加工質(zhì)量并提高生產(chǎn)效率。本文的分析對其他套筒類零件的實際加工會有一定的借鑒意義和指導(dǎo)作用。

參考文獻

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