第四章 汽車零件的一些典型加工方法

1、4-1 拉削和鏜削 4-2 磨削 4-3 光整加工 4-4 齒面加工 第四章 汽車零件的一 些典型加工方法 4-0 車削、銑削和刨削 4-5 特種加工 4-0 車削、銑削和刨削 一、車削 車削中工件旋轉(zhuǎn)，形成主切削運(yùn)動(dòng)。 刀具沿平行旋轉(zhuǎn)軸線運(yùn)動(dòng)時(shí)，就形成 內(nèi)、外園柱面。刀具沿與軸線相交的 斜線運(yùn)動(dòng)，就形成錐面。仿形車床或 數(shù)控車床上，可以控制刀具沿著一條 曲線進(jìn)給，則形成一特定的旋轉(zhuǎn)曲面。 采用成型車刀，橫向進(jìn)給時(shí)，也可加 工出旋轉(zhuǎn)曲面來(lái)。 車削1、車削2、車削3、車削4 車削5、車粗短軸、車細(xì)長(zhǎng)軸 車削動(dòng)畫 車削加工的加工精度及表面粗糙度 車削還可以加工螺紋面、端平面及偏心軸 等。車削加工精

2、度一般為IT8IT7，表面 粗糙度為6.31.6m。精車時(shí)，可達(dá)IT6 IT5，粗糙度可達(dá)0.40.1m。車削的生產(chǎn) 率較高，切削過(guò)程比較平穩(wěn)，刀具較簡(jiǎn)單。 二、銑削 主切削運(yùn)動(dòng)是刀具的旋轉(zhuǎn)。臥銑時(shí)， 平面的形成是由銑刀的外園面上的 刃形成的。立銑時(shí)，平面是由銑刀 的端面刃形成的。提高銑刀的轉(zhuǎn)速 可以獲得較高的切削速度，因此生 產(chǎn)率較高。 銑削 但由于銑刀刀齒的切入、切出，形成沖 擊，切削過(guò)程容易產(chǎn)生振動(dòng)，因而限制 了表面質(zhì)量的提高。這種沖擊，也加劇 了刀具的磨損和破損，往往導(dǎo)致硬質(zhì)合 金刀片的碎裂。在切離工件的一般時(shí)間 內(nèi)，可以得到一定冷卻，因此散熱條件 較好。 順銑、逆銑 按照銑削時(shí)主運(yùn)動(dòng)

3、速度方向與工件進(jìn)按照銑削時(shí)主運(yùn)動(dòng)速度方向與工件進(jìn) 給方向的相同或相反，又分為給方向的相同或相反，又分為順銑順銑和和 逆銑逆銑。 順銑 銑削力的水平分力與工件的進(jìn)給方向相 同，工件臺(tái)進(jìn)給絲杠與固定螺母之間一 般有間隙存在，因此切削力容易引起工 件和工作臺(tái)一起向前竄動(dòng)，使進(jìn)給量突 然增大，引起打刀。在銑削鑄件或鍛件 等表面有硬度的工件時(shí)，順銑刀齒首先 接觸工件硬皮，加劇了銑刀的磨損。 逆銑 可以避免順銑時(shí)發(fā)生的竄動(dòng)現(xiàn)象。 逆銑時(shí)，切削厚度從零開始逐漸增 大，因而刀刃開始經(jīng)歷了一段在切 削硬化的已加工表面上擠壓滑行的 階段，加速了刀具的磨損。同時(shí)， 逆銑時(shí)，銑削力將工件上抬，易引 起振動(dòng)，這是逆銑的

4、不利之處。 銑削加工的加工精度及表面粗糙度 銑削的加工精度一般可達(dá)IT8IT7，表 面粗糙度為6.31.6m。 普通銑削一般只能加工平面，用成 形銑刀也可以加工出固定的曲面。數(shù)控 銑床可以用軟件通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)控制幾個(gè) 軸按一定關(guān)系聯(lián)動(dòng)，銑出復(fù)雜曲面來(lái)， 這時(shí)一般采用球頭銑刀。數(shù)控銑床對(duì)加 工葉輪機(jī)械的葉片、模具的模芯和型腔 等形狀復(fù)雜的工件，具有特別重要的意 義。 三、刨削 刨削時(shí)，刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)為切削主 運(yùn)動(dòng)。因此，刨削速度不可能太高，生 產(chǎn)率較低。 刨削比銑削平穩(wěn)，其加工精度一般可 達(dá)IT8IT7，表面粗糙度為Ra6.3 1.6m，精刨平面度可達(dá)0.02/1000， 表面粗糙度為0.80

5、.4m。 刨削加工 一、拉削 （圖4-1） 拉削的特點(diǎn)： （1）生產(chǎn)力高。多刀點(diǎn)同時(shí)工作，切削刃 長(zhǎng)，一次行程能夠完成粗、半精及精加工。 （2）拉削后工件表面粗糙度小。低，切削 深度小，拉刀尾部裝上浮動(dòng)擠壓環(huán)。 4-1 拉削和鏜削 第四章 汽車零件的一 些典型加工方法 （4）拉床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。一般只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)。 所以在大量和成批生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 二、金剛鏜（細(xì)鏜） （3）拉刀耐用度高。 低，磨損慢。 v 76ITumRa25. 108. 0 余量：預(yù)鏜 0.20.6mm 精鏜0.1mm : 0.010.14mm/r f 拉刀材料 ，切削部分 6366 vCw r 418HRC （圖4-3） 速度

6、 鑄造: 1.674.17m/s 鋼: 2.55m/s 有色金屬: 525m/s 磨削：精加工的主要手段之一，現(xiàn)在正 在向粗加工 方向發(fā)展。 特別適用于 硬材料的精加工 主運(yùn)動(dòng)：一律由砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作為 主運(yùn)動(dòng) 4-2 磨削 一、普通磨床上各種表面的磨削方法 （一）磨外圓 工件定位（尖頂） 切入磨法 粗磨：f模=0.0080.02mm/r 精磨：f模=0.0010.012mm/r （二）磨平臺(tái) 有周磨法和端面磨法 外圓磨床 縱磨法 切入磨法（橫磨法） （圖4-9） （圖4-10） 磨床 矩臺(tái) 圓臺(tái) 立式 臥式 立式 臥式 （三）磨內(nèi)孔 （圖4-15） 磨速速度低。因砂輪軸頸受被加工孔 的限

7、制，一般為加工孔徑的0.50.8d 所以表面粗糙度大，生產(chǎn)率低。 二、無(wú)心磨削工作原理及應(yīng)用 無(wú)心外圓磨 2T6級(jí)、 無(wú)心內(nèi)圓磨 umRa16. 025. 1 工件定位：砂輪、導(dǎo)輪、托扳 1）縱磨法（直通磨法） 2）橫磨法 三、磨削的表面質(zhì)量 無(wú)心磨削：工件不需要頂尖夾持，只靠 工件加工面放在砂輪和導(dǎo)輪中間的支承 板上就可以的磨削（圖4-16）。 2）金屬的塑性變形； 3）高溫引起的熱效應(yīng)； 4）工藝系統(tǒng)的振動(dòng)。 一、珩磨 IT67 umRa63. 008. 0 （圖4-24） 珩磨頭與機(jī)床主軸浮動(dòng)聯(lián)結(jié)。 圓度或圓柱度：0.0030.005mm 4-3 光整加工 1）磨粒刻線的殘留痕跡； 當(dāng)不

8、能修正被加工孔軸線的位置誤差與直 線度誤差。 珩磨不宜加工韌性的有色金屬。 珩磨時(shí)要用大量的冷卻液沖洗。 鋼、鑄 鐵用煤油。 二、研磨 1）手工研磨 （圖4-27） （圖4-28） 研磨是一種光整加工方法，可研磨外圓、 孔和平面。 2）機(jī)械研磨 （圖4-29） 三、超精加工 （圖4-31） 超精加工是用細(xì)粒度進(jìn)行磨削的一種光 整加工方法。 主要減少工件表面的粗糙度。umRa08. 002. 0 工件速度：0.030.33mm/s 油石左右擺動(dòng)頻率：5001800次/min 擺幅：2.54mm 油石f : 0.10.15mm/r 使用一定粘度的冷卻潤(rùn)滑液 加工過(guò)程： 凸峰（p大） （冷卻液作用，

9、沖洗） 凸峰磨去 油石與工件表面接觸 磨削 接觸面 積增大（p小）切削能力下降冷卻 液成油膜切削作用自動(dòng)停止。 零件實(shí)際接觸面積： 車削： 10% 磨削： 20% 超精加工：80% 一、圓柱齒輪齒面的加工 齒面切削加工 成形法 展成法 多刀頭插齒 拉齒 滾齒 插齒 剃齒 珩齒 磨齒 研齒 4-4 齒面加工 一、成形法加工齒輪 動(dòng)畫 特點(diǎn)：刀具切削刃的形狀與被加工齒輪 齒槽形狀相同。 刀具為成形刀具。 二、滾齒 （圖4-36） 動(dòng)畫 滾齒是應(yīng)用交錯(cuò)軸斜齒輪副嚙合原理進(jìn) 行切削齒面的。 直點(diǎn)圓柱齒數(shù)： （1）主運(yùn)動(dòng)：電動(dòng)機(jī) 滾刀主軸 n電 n刀 （2）范成運(yùn)動(dòng)：滾刀主軸 刀架 1r Z K r K

10、（ 滾刀頭數(shù)） （3）軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái) 刀架（滾刀 架移動(dòng)） 1r mmf 斜齒輪： 增加附加運(yùn)動(dòng)：滾刀刀架 工作臺(tái)（工件 附加轉(zhuǎn)動(dòng)） 導(dǎo)程：L (mm)+ 1r 三、插齒 圖4-38(a) 動(dòng)畫動(dòng)畫 （1）主運(yùn)動(dòng) L v n 2 100 刀 行程長(zhǎng)度(mm)L 切削速度（m/min）v 插齒是利用平行軸齒輪嚙合原理加工齒面的 （2）范成運(yùn)動(dòng)： 插齒刀 工件 刀 Z 1 r 工 Z 1 r （3）圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)： 插齒刀轉(zhuǎn)動(dòng) （4）讓刀運(yùn)動(dòng) （5）徑向切入運(yùn)動(dòng) 齒廓 圖4-38(b) 插齒刀 圖4-38(c) 4-5 特種加工 一、電火花加工 電火花加工是利用工具電極和工件 電極間瞬時(shí)火花放

11、電所產(chǎn)生的高溫熔蝕 工件表面材料來(lái)實(shí)現(xiàn)加工的。 電火花加工機(jī)床一般由脈沖電源、 自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、機(jī)床本體及工作液循 環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)等部分組成。 用特殊形的電極工具加工相應(yīng)工件 的電火花成形加工機(jī)床。 電火花加工原理圖 工件固定在機(jī)床工作臺(tái)上。脈沖電源提 供加工所需的能量，其兩極分別接在工具電 極與工件上。 當(dāng)工具電極與工件在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下 在工作液中相互靠近時(shí)，極間電壓擊穿間隙 而產(chǎn)生火花放電，釋放大量的熱。工件表層 吸收熱量后達(dá)到很高的溫度(10000以上)， 其局部材料因熔化甚至氣化而被蝕除下來(lái)， 形成一個(gè)微小的凹坑。 工作液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)強(qiáng)迫清潔的工作液 以一定的壓力通過(guò)工具電極與工件之間的間

12、 隙，及時(shí)排除電蝕產(chǎn)物，并將電蝕產(chǎn)物從工 作液中過(guò)濾出去。 多次放電的結(jié)果，工件表面產(chǎn)生大量凹 坑。工具電極在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下不斷下降， 其輪廓形狀便被“復(fù)印”到工件上(工具電極 材料盡管也會(huì)被蝕除，但其速度遠(yuǎn)小于工件 材料)。 用線電極加工二維輪廓形狀工件的 電火花線切割機(jī)床。 線切割加工機(jī)床原理圖 應(yīng)用范圍 加工硬、脆、韌、軟和高熔點(diǎn)的導(dǎo)電 材料； 加工半導(dǎo)體材料及非導(dǎo)電材料； 加工各種型孔、曲線孔和微小孔； 加工各種立體曲面型腔，如鍛模、壓鑄模、 塑料模的模膛； 用來(lái)進(jìn)行切斷、切割以及進(jìn)行表面強(qiáng)化、 刻寫、打印銘牌和標(biāo)記等。 電解加工是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽(yáng) 極溶解的電化學(xué)原理對(duì)工件進(jìn)

13、行成形加工的 一種方法。 工件接直流電源正極，工具接負(fù)極，兩 極之間保持狹小間隙(0.1mm0.8mm)。具有 一定壓力(0.5MPa2.5MPa)的電解液從兩極 間的間隙中高速15m/s60m/s)流過(guò)。 二、電解加工 當(dāng)工具陰極向工件不斷進(jìn)給時(shí)，在面 對(duì)陰極的工件表面上，金屬材料按陰極型 面的形狀不斷溶解，電解產(chǎn)物被高速電解 液帶走，于是工具型面的形狀就相應(yīng)地 “復(fù)印”在工件上。 應(yīng)用范圍 主要用于加工型孔、型腔、復(fù)雜型面、 小直徑深孔、膛線以及進(jìn)行去毛刺、刻印 等。 激光加工機(jī)通常由激光器、電源、光 學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等組成。 激光器(常用的有固體激光器和氣體激 光器)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?，產(chǎn)

14、生所需的激光 束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，照射在工件上進(jìn)行 加工。 工件固定在三坐標(biāo)精密工作臺(tái)上， 由數(shù)控系統(tǒng)控制和驅(qū)動(dòng)，完成加工所需 的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 激光加工原理圖 三、激光加工 應(yīng)用范圍 用于金剛石拉絲模、鐘表寶石軸承、發(fā) 散式氣冷沖片的多孔蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)噴油咀、 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等的小孔加工以及多種金屬 材料和非金屬材料的切割加工。 四、超聲波加工 超聲波加工是利用超聲頻(16KHz 25KHz)振動(dòng)的工具端面沖擊工作液中的懸 浮磨料，由磨粒對(duì)工件表面撞擊拋磨來(lái)實(shí) 現(xiàn)對(duì)工件加工的一種方法。 超聲發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛?一定功率輸出的超聲頻電振蕩，通過(guò)換能 器將此超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C(jī)械振動(dòng)， 借助于振幅擴(kuò)大棒把振動(dòng)的位移幅值由 0.005mm0.01mm放大到0.010.15mm， 驅(qū)動(dòng)工具振動(dòng)。 工具端面在振動(dòng)中沖擊工作液中的懸 浮磨粒，使其以很大的速度，不斷地撞擊、 拋磨被加工表面，把加工區(qū)域的材料粉碎 成很細(xì)的微粒后打擊下來(lái)。 雖然每次打擊下來(lái)的材料很少，但由 于打擊的頻率高，仍有一定的加工速度。 由于工作液的循環(huán)流動(dòng)，被打擊下來(lái)的材 料微粒被及時(shí)帶走。隨著工具的逐漸伸入， 其形狀便“復(fù)印”在工件上。 應(yīng)用范圍 在加工難切削材料時(shí)，常將超聲振動(dòng)與 其它加工方法配合進(jìn)行復(fù)合加工，如超聲車 削、超聲磨削、超聲電解加工、超聲線切割 等。 這