典型配合零件的车削加工分析

刘萍

摘要：在加工孔、轴类配合零件時，根据零件图的设计要求，运用切削加工的基本原则拟定合理的加工工艺，保证相互配合的孔、轴精度，提高两者的配合精度，使其具有良好的装配性。

关键词：配合件加工;工艺分析;工艺方案

在数控车工的各级职业鉴定中，操作技能考核经常会出现配合件的题型，配合件又以孔、轴配合居多。在加工时，为使孔和轴获得良好的互配性，不但要按图样要求严格控制尺寸误差，同时还要保证配合精度，其中，配合精度在操作时，控制难度大，影响因素多。在此，优化加工工艺，选择正确的加工路线显得尤为重要。本文将对实训课题中的实例进行分析，探究最佳工艺方案。

1  配合件的工艺分析：

1.1  零件图分析：

件一、件二的毛坯尺寸分别为Ø45X55和Ø50X55。从尺寸公差不难看出，两者的配合性质属间隙配合。有配合要求的表面，粗糙度值均为1.6，且公差为0.02。图中只有件一标注了几何公差：同轴度，除此之外，还存在一些隐性的几何公差会直接影响配合后的总长公差0.06，如：件一（件二）端面间的平行度、外圆（内孔）与端面的垂直度等。以上诸多因素在零件装配时均决定了配合性质和配合精度。

1.2  基准件的选择：

对于孔、轴类的配合零件加工，在设计加工方案时，面临的首要问题是：基准件的选择。这不仅决定了工艺路线，同时也是配合精度合格与否的关键。通常在工艺分析时，我们会选择精度较高的零件作为基准件。孔的精加工刀具有铰刀和车孔刀，当孔精度较高时会使用铰刀，铰刀加工精度高，已加工表面粗糙度值小，所以，一般情况下，会优先选用孔作为基准件。但在实际生产中，不仅要以质量为目的，还应充分考虑生产成本。当孔径较大时，铰刀的定制成本太高，为降低成本，以轴作为基准件更为合理。而且本图中的孔是台阶孔，不适用于铰刀加工，只能使用车孔刀进行精加工。车孔刀刚性较差，加工精度等级是IT7～IT8，相比之下，外圆的加工难度比同等级的孔低，且车刀刚性好，在合理选用切削用量的前提下，可以获得较好的表面质量，加工精度可达到IT6以上。综上分析，本次课题选用件一作为基准件能有效提高配合精度，即先加工件一，再以件一配车件二。

对配合件的工艺分析，只是整个工艺分析的一部分。配合精度的高低还取决于相互配合的孔和轴的加工精度，因此，我们还需要对组成配合的零件逐一确定加工方法。

2  件一的工艺分析：

2.1  加工的难点和重点：

件一的毛坯尺寸为Ø45X55。毛坯长度较短，有同轴度要求的外圆Ø39和Ø30无法在一次装夹中完成，二次安装势必会产生定位误差。无疑，这一矛盾增大了工艺分析的难度，要解决问题，在工艺分析时，我们只需处理好件一加工的两个重要环节：1、确定加工顺序。2、选择保证同轴度的方法。

（ 1 ）、件一的加工顺序安排不合理，将直接造成零件的轴向尺寸在加工时产生矛盾，顾此失彼，操作难度加大，耗费时间，甚至会出现废品。解决这一难点，可根据切削加工顺序的安排原则：先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔。其中，基准先行是指加工一开始，总是先把基面加工出来，再加工其他面。件一的轴向设计基准和测量基准都是Ø39的左端面，因此，按照“基准先行”的原则，应先粗、精车零件的左端，再加工右端，这样不但能化解矛盾，降低加工难度，还可有效的确保轴向尺寸精度。

（2）、选择保证同轴度的方法，要从实际情况出发。通常轴类零件的批量生产常采用软卡爪和两顶尖来保证同轴度，而在竞赛和考试时，利用百分表找正法更方便、快捷，这里我们采用后者。

2.2  加工步骤：

（1）、加工装夹台阶。

（2）、夹装夹台阶，加工左端外圆Ø39合格。本次安装，以台阶的已加工表面作为定位基准面，可以减少定位误差，使定位稳定。同时，在加工时考虑到粗加工的背吃刀量大，产生的切削力大，零件表面在加工过程中易发生变形，加工完成后的零件表面不但会产生尺寸误差，还会出现几何形状误差，。所以，应遵循“先粗后精”的原则，即先粗车Ø39的外圆和左端面，再分别精车。精车阶段应注意选取合理的切削用量，以降低Ra值，避免表面粗糙度值过大引起的配合性质发生改变。

（3）、夹Ø39外圆，打表找正，加工零件右端合格。利用百分表校正Ø39外圆的圆跳动和轴线的直线度，使其轴线与主轴轴线重合，保证件一的同轴度公差。此安装加工时，同样遵循“先粗后精”原则。

3  件二的工艺分析：件二的工艺路线拟定过程与件一类似。

3.1  加工的难点和重点：件二的毛坯为Ø50X55。其难点与重点的分析参照件一。

3.2  加工步骤：

（1）、加工装夹台阶。

（2）、夹装夹台阶，加工右端外圆Ø48、内孔Ø39、Ø30合格。

（3）、夹Ø48外圆打表，加工左端Ø44合格。

以上加工均遵循先粗后精原则。

4   结语：

在上述实例分析中，我们运用切削加工顺序的安排原则处理了

加工中的主要问题，并设计出工艺路线。通过实际生产验证，加工完毕后的孔和轴几何精度高，配合质量好。

参考文献：

（1）李华志，数控加工技术，电子科技大学出版社，2007.

（2）王公安，车工工艺学、第四版，中国劳动社会保障出版社，2005。

（3）宋文革，极限配合与技术测量基础、第四版，中国劳动社会保障出版社，2011。