第四章汽車(chē)零件表面加工方法

1、 汽車(chē)零件由不同的典型表面外圓、內(nèi)孔、平面、螺紋、花鍵和輪齒齒面等構(gòu)成。它們都有一定的加工要求。它們中的大多數(shù)表面都需要經(jīng)過(guò)機(jī)械加工來(lái)獲得。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征、加工表面形式及其加工要求、生產(chǎn)率要求等條件，可以采用不同的加工方法及工藝過(guò)程來(lái)保證加工要求。 (一)、普通車(chē)削 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、轉(zhuǎn)向機(jī)、主減速器等總成中諸多零件各種傳動(dòng)軸、齒輪、曲軸和凸輪軸等的回轉(zhuǎn)體表面，都需要進(jìn)行車(chē)削加工。零件表面切削加工時(shí)，切削刀具必須與被加工零件之間保持一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)。 切削運(yùn)動(dòng)中的主運(yùn)動(dòng)是工件與刀具產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行切削的基本運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是使切削持續(xù)進(jìn)行以形成所需要的工件表面的運(yùn)動(dòng)。因此，車(chē)削是以

2、工件的旋轉(zhuǎn)作為主運(yùn)動(dòng)，車(chē)刀的移動(dòng)作為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。 車(chē)削加工時(shí)，工件以一定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，車(chē)刀切削刃選定點(diǎn)(如車(chē)刀B點(diǎn))相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱(chēng)為切削速度 ，計(jì)算公式為 式中 車(chē)刀切削刃選定點(diǎn)工件的回轉(zhuǎn)直徑(mm) 工件(或刀具)的轉(zhuǎn)速(rmin)。 車(chē)刀在進(jìn)給方向上相對(duì)于工件的位移量，稱(chēng)為進(jìn)給量 (mmr)；每分鐘的進(jìn)給量稱(chēng)為進(jìn)給速度 ，與進(jìn)給量的關(guān)系為 在外圓車(chē)削時(shí)，車(chē)刀切削刃與工件接觸長(zhǎng)度在同時(shí)垂直于主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向上的投影值稱(chēng)為背吃刀量 ，即工件已加工表面與待加工表面間的垂直距離。上述切削速度 、進(jìn)給量 (或進(jìn)給速度 )和背吃刀量 ，統(tǒng)稱(chēng)為切削用量或切削三要素。vc

3、dwnwfvfapvcfvfap 按加工精度和表面粗糙度，車(chē)削加工可分為粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)和精細(xì)車(chē)。 粗車(chē)是從毛坯表面上車(chē)掉較多的加工余量。為保證粗車(chē)的生產(chǎn)率，一般在一次工作行程中盡可能采用較大的背吃刀量和進(jìn)給量。從毛坯表面進(jìn)行粗車(chē)時(shí)，為避免車(chē)削量的不均勻而產(chǎn)生車(chē)削振動(dòng)和保證較高的車(chē)刀壽命，車(chē)削時(shí)的切削速度較低。一般粗車(chē)時(shí)的經(jīng)濟(jì)精度為 IT12IT11級(jí)，表面粗糙度為Ra12.56.3um。一般可作為低精度表面的終加工，或高精度表面的預(yù)加工。 半精車(chē)是介于精車(chē)和粗車(chē)之間的車(chē)削加工。半精車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度為IT10IT8級(jí)，表面粗糙度為Ra6.33.2um?？勺鳛橹械染缺砻娴慕K加工，或作為磨削或其他

4、精加工工序的預(yù)加工。 精車(chē)一般作為較高精度表面的終加工。為保證獲得較高車(chē)削質(zhì)量的表面，一般采用較小的進(jìn)給量及背吃刀量和較高的車(chē)削速度。精車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度為IT7 IT8級(jí)，表面粗糙度為Ra3.20.8um。對(duì)于加工精度要求較高和表面粗糙度值小的表面，精車(chē)也可以作為精細(xì)加工或其他光整加工的預(yù)加工。 精細(xì)車(chē)是作為小的表面粗糙度值和高精度表面的終加工。為保證高的加工質(zhì)量，一般采用高切削速度、小的進(jìn)給量和背吃力量，在精密車(chē)床上進(jìn)行車(chē)削加工。精細(xì)車(chē)削加工精度可達(dá)IT6IT7級(jí)，表面粗糙度為Ra0.80.2um。對(duì)于磨削加工性不好的有色金屬零件的加工，常采用精細(xì)車(chē)削作為終加工。一般使用立方氮化硼(CBN)、金

5、剛石等超硬材料車(chē)刀進(jìn)行車(chē)削加工。 硬質(zhì)合金刀片材料分類(lèi)： (1)鎢鈦鈷類(lèi)硬質(zhì)合金 由碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)和粘結(jié)劑鈷(Co)組成的硬質(zhì)合金，稱(chēng)為P類(lèi)硬質(zhì)合金。常用牌號(hào)有YT5、YT14、YT15和YT30等。 (2)鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金 由碳化鎢(WC)和粘合劑鈷(Co)組成的硬質(zhì)合金，稱(chēng)為K類(lèi)硬質(zhì)合金。常用牌號(hào)有YG8、YG6、YG8C、YG6X和YG3X等。 (3)鎢鈦鉭鈷類(lèi)硬質(zhì)合金 在P類(lèi)和K類(lèi)硬質(zhì)合金中加人少量稀有金屬的碳化鉭(TaC)或碳化鈮(NbC)的硬質(zhì)合金，稱(chēng)為M類(lèi)硬質(zhì)合金。常用牌號(hào)有YW1和YW2等。 為了提高硬質(zhì)合金和高速鋼刀具材料的切削性能，在刀具基體上涂覆一層耐磨性

6、高的難熔金屬化合物，將這類(lèi)刀具稱(chēng)為涂層刀具。常用涂層材料有氮化鈦(TiN)、碳化鈦(TiC)、氧化鋁(Al2O3)等。涂層刀具可顯著提高刀具的切削性能。硬質(zhì)合金涂層刀具通常可提高切削速度30，或在同等切削條件下提高刀具壽命23倍。加工材料的硬度越高，涂層刀具的效果越好。 圖b所示為上壓式夾固機(jī)構(gòu)，適用于不帶孔的刀片的夾固，夾固時(shí)由螺釘5和壓板4將刀片3壓緊在刀墊2上；圖c所示為綜合式機(jī)械夾固機(jī)構(gòu)，適用于帶孔的硬質(zhì)合金刀片的夾固，夾固時(shí)夾緊螺釘5夾緊壓板4，產(chǎn)生兩個(gè)分力，一個(gè)分力推動(dòng)刀片3向左移動(dòng)，使刀片孔壁緊緊地靠在圓柱銷(xiāo)6上，另一個(gè)分力使壓板4將刀片3壓緊在刀墊2上。 車(chē)一車(chē)?yán)S具有如下特

7、點(diǎn)： 1)每一個(gè)刀片在一個(gè)加工循環(huán)中只參加一次切削，切削時(shí)問(wèn)短而散熱冷卻時(shí)間長(zhǎng)；每一刀片切削時(shí)切削量由零開(kāi)始，逐漸加大后又逐漸減小，直至切削量為零切離切削區(qū)。因此加工平穩(wěn)，切削力小，刀具散熱冷卻條件好，刀具壽命較長(zhǎng)。 2)由于軸頸的加工余量被分配在若干個(gè)刀片完成，因此每一個(gè)刀片的切削量很小；對(duì)刀具的粗加工刀片精度要求較低，只是精加工刀片應(yīng)具有較高精度；刀具的粗加工刀片采用硬質(zhì)合金涂層刀片，精切刀片采用陶瓷刀片。 3)由于車(chē)?yán)庸さ木容^高，所以可省去粗磨工序；又因?yàn)樵谝淮窝b夾條件下可加工出曲柄臂側(cè)平面、軸肩、外圓和沉割槽，不需要另外增加車(chē)削沉割槽的工序。因此，車(chē)一車(chē)?yán)S的經(jīng)濟(jì)性也是較好的。

8、4)生產(chǎn)率高。對(duì)多個(gè)主軸頸的加工可實(shí)現(xiàn)多個(gè)刀盤(pán)同時(shí)加工。對(duì)連桿軸頸實(shí)現(xiàn)同時(shí)車(chē)?yán)庸ね辔坏膬蓚€(gè)軸頸時(shí)，車(chē)?yán)侗P(pán)只需旋轉(zhuǎn)一周即可完成一個(gè)軸頸的加工。每小時(shí)可加工約5080根曲軸。 5)對(duì)于多品種較大批量生產(chǎn)，車(chē)一車(chē)?yán)庸さ娜嵝允呛芎玫模恍鑼?duì)數(shù)控程序適當(dāng)修改和更換車(chē)?yán)侗P(pán)等，在較短時(shí)間內(nèi)就可以變換不同品種曲軸的加工。（二）、鉆削 鉆削是汽車(chē)零件加工中應(yīng)用較為廣泛的一種切削加工方法，如各種箱殼體類(lèi)零件的連接 孔及螺紋孔的底孔、突緣和法蘭類(lèi)零件的連接孔等，都需要進(jìn)行鉆孔加工。 切削部分有兩個(gè)主切削刃、兩個(gè)副切削刃和一個(gè)橫刃。鉆削時(shí)被切下的切屑沿鉆頭的螺旋槽流出孔外排出。導(dǎo)向部分上狹窄的刃帶與螺旋槽的

9、螺旋交線是副切削刃，它的作用是修光被加工孔壁，并與刃帶共同起導(dǎo)向作用，保證一定的表面粗糙度和被加工孔軸線的直線度。導(dǎo)向部分刃帶具有很小的倒錐，以減小鉆頭副切削刃及刃帶與孔壁的摩擦。 在大批大量生產(chǎn)時(shí)，為了提高鉆削階梯孔和鉆孔及孔口倒角的生產(chǎn)率，經(jīng)常使用復(fù)合鉆頭。圖a所示為整體高速鋼制造的復(fù)合鉆頭，圖b所示為硬質(zhì)合金制造的復(fù)合鉆頭。 (三)、擴(kuò)削(擴(kuò)孔) 擴(kuò)削使用的刀具稱(chēng)為擴(kuò)孔鉆。擴(kuò)孔是使用擴(kuò)孔鉆對(duì)已鉆孔、鑄孔和鍛孔進(jìn)行孔徑擴(kuò)大的切削加工方法。 擴(kuò)孔特點(diǎn)： 1)由于擴(kuò)孔鉆無(wú)橫刃，就可以避免橫刃對(duì)切削不利的影響鉆削時(shí)橫刃處發(fā)生嚴(yán)重的擠壓變形和產(chǎn)生很大的軸向力，所以擴(kuò)孔時(shí)可以采用比鉆孔更大的進(jìn)給量，

10、生產(chǎn)率較高。 2)擴(kuò)孔時(shí)的加工余量較小，擴(kuò)孔鉆的容屑槽淺。擴(kuò)孔鉆的強(qiáng)度和剛性較高，并且擴(kuò)孔鉆的刀齒數(shù)較多，故擴(kuò)孔的導(dǎo)向性較好。擴(kuò)孔鉆的副切削刃對(duì)孔壁的修光能力較強(qiáng)，因此擴(kuò)孔可以獲得比鉆孔更高的加工精度和較小的表面粗糙度值，一般擴(kuò)孔的尺寸精度可達(dá)IT10IT11級(jí)，表面粗糙度達(dá)Ra6.33.2um。 在大批大量生產(chǎn)時(shí)，為提高同軸線多孔表面擴(kuò)孔的生產(chǎn)率和加工精度，經(jīng)常使用多階復(fù)合擴(kuò)孔鉆、帶導(dǎo)向的擴(kuò)孔鉆和硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆。 (四)、鉸削 鉸削是使用鉸削刀具從孔壁上切除較小金屬層的切削加工方法。鉸削使用的刀具稱(chēng)為鉸刀。 鉸刀主要用于對(duì)中、小孔的半精加工和精加工。鉸刀常用高速鋼和硬質(zhì)合金制造。在變速器箱(

11、殼)體等零件上鉸孔，大多使用硬質(zhì)合金鉸刀。 鉸孔的主要特點(diǎn)如下： 1)鉸孔的加工余量較小，一般粗鉸為0.150.35mm，精鉸為0.050.15mm。鉸刀的齒數(shù)較多，導(dǎo)向性較好；鉸刀的容屑槽較淺，剛性較高；鉸刀校準(zhǔn)部分的圓柱部分副切削刃起著修光作用，修光作用中不僅有切除少量金屬的作用，同時(shí)刃帶還有擠壓作用。鉸孔加工精度一般可達(dá)IT7IT8級(jí)，表面粗糙度達(dá)Ra1.60.14um。汽車(chē)變速器箱體等箱殼體上工藝孔的尺寸精度多為H7H8級(jí)，常采用鉆孔鉸孔工藝方案。 2)鉸孔的切削速度較低，以避免在鉸削時(shí)切削刃上產(chǎn)生積屑瘤而影響表面粗糙度。鉸削時(shí)的進(jìn)給量較大，一般為0.21.2mmr，是鉆孔的35倍。

12、在大批大量生產(chǎn)中，為了提高鉸孔的生產(chǎn)率，除常使用硬質(zhì)合金鉸刀外，也使用不同工藝組合的復(fù)合刀具鉆、鉸復(fù)合刀具(圖3-17b)或同工藝組合的復(fù)合鉸刀(圖3-17a)進(jìn)行順序加工。 一、銑削 以銑刀旋轉(zhuǎn)作為主運(yùn)動(dòng)，工件或銑刀作為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法稱(chēng)為銑削。主要用于氣缸體、氣缸蓋、變速器箱體、離合器殼體等箱殼體類(lèi)零件的平面銑削加工中。1平面的銑削 在成批大量生產(chǎn)中箱體零件平面的加工，主要使用硬質(zhì)合金焊接夾固式面銑刀和硬質(zhì)合金機(jī)夾可轉(zhuǎn)位面銑刀進(jìn)行平面銑削加工。在使用中，焊接夾固式面銑刀切削刃磨鈍后，可將焊有刀片的刀頭拆卸下來(lái)更換，也可以不卸下刀頭，在刀體上依次刃磨各刀頭上的硬質(zhì)合金切削刃(稱(chēng)體內(nèi)刃磨

13、)?？赊D(zhuǎn)位面銑刀切削刃磨鈍后，可直接在刀體上轉(zhuǎn)換硬質(zhì)合金刀片切削刃或更換新刀片。 在汽車(chē)箱殼體類(lèi)零件平面銑削加工中使用的機(jī)床，主要有立式或臥式升降臺(tái)銑床、立式單軸及雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)式平面銑床、組合銑床和專(zhuān)用銑床等。 由于硬質(zhì)合金面銑刀和銑床主軸的剛性都較高，所以平面銑削的加工質(zhì)量較好，生產(chǎn)率也較高。粗、精銑后尺寸精度可達(dá)IT9IT8級(jí)，表面粗糙度Ra達(dá)6.31.6um。半精銑削時(shí)表面粗糙度達(dá)Ra1.6um。 二、拉削 拉削是使用拉削刀具進(jìn)行加工的一種高生產(chǎn)率的精切削加工方法。拉削時(shí)使用的刀具稱(chēng)為拉削刀具，簡(jiǎn)稱(chēng)為拉刀。拉刀是一種可加工內(nèi)、外表面的多齒高效刀具。 拉削可以按被加工表面劃分為內(nèi)表面(圓孔、花

14、鍵孔等)拉削和外表面(平面、成形表面、輪齒、外圓表面等)拉削；按拉刀切削運(yùn)動(dòng)方式分為直線切削運(yùn)動(dòng)拉削和圓周切削運(yùn)動(dòng)拉削；按拉床的布置分為臥式拉床拉削和立式拉床拉削等。圖3-23所示為使用圓拉刀對(duì)一齒坯內(nèi)孔進(jìn)行拉削的簡(jiǎn)圖。拉削前，先將被拉削齒坯2的內(nèi)孔套在拉刀1的前導(dǎo)部分上，其端面支承在拉床夾具的球面支承3上，拉刀的前柄部分夾持在拉床主軸夾頭4內(nèi)。 拉削時(shí)，由拉床直線移動(dòng)的液壓缸活塞帶動(dòng)，將拉刀由右向左作直線切削運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槔兜牡洱X尺寸由前向后逐漸增大，所以拉刀通過(guò)被加工孔時(shí)，拉削余量被逐漸切掉，從而獲得所要求的內(nèi)孔形狀、尺寸和表面粗糙度。 從圖中看到，后一刀齒比前一刀齒在半徑方向上高出一個(gè)尺寸

15、量，稱(chēng)為齒升量fz。拉刀齒升量視被加工材料、加工對(duì)象、拉削方式、拉刀及工件剛性的不同，選用不同值。對(duì)于圓拉刀，一般粗切齒的齒升量為0.020.08mm，精切齒的齒升量為0.0050.015mm。被切下的切屑落在兩個(gè)刀齒之間的空間內(nèi)，此空間稱(chēng)為容屑槽。容屑槽應(yīng)有足夠的尺寸和一定的形狀，否則切屑易堵塞在容屑槽內(nèi)劃傷加工表面，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞刀齒和拉刀。兩個(gè)刀齒間的軸向尺寸稱(chēng)為齒距P。一般拉刀同時(shí)工作的刀齒數(shù)應(yīng)有35個(gè)，少于3個(gè)刀齒工作時(shí)拉削力變化較大，易在被拉削表面上形成環(huán)狀波紋；大于68個(gè)刀齒工作時(shí)拉削力過(guò)大，拉刀易被拉斷。 平面拉削時(shí)，由于拉削力很大，工件必須定位穩(wěn)定，夾緊牢固。對(duì)于剛性和強(qiáng)度較差

16、的工件，不宜采用拉削加工。拉削時(shí)必須使拉刀具有良好的通過(guò)性，即在拉刀移動(dòng)的前進(jìn)方向上沒(méi)有障礙表面存在，因此盲孔不能采用拉削加工。拉刀屬于定尺寸刀具和成形刀具，一般采用整體高速鋼制造。拉刀制造成本較高，不適用于大直徑孔的加工，一般以孔徑尺寸為1080mm為宜。拉削適于對(duì)孔深不大于5倍孔徑的中小零件進(jìn)行加工。三、鏜削 鏜削是以鏜刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作為主運(yùn)動(dòng)，對(duì)工件預(yù)制孔(鑄造孔、鍛造孔或粗加工孔)擴(kuò)大的切削加工方法。在汽車(chē)零件孔的擴(kuò)大加工中，鏜孔占有較大比例。鏜削可以在組合鏜床、金剛(細(xì))鏜床和銑鏜加工中心上進(jìn)行，利用裝有鏜刀的鏜桿(或鏜刀)旋轉(zhuǎn)，裝有鏜刀的鏜桿(簡(jiǎn)稱(chēng)為鏜桿，下同)或裝有工件的工作臺(tái)作軸

17、向進(jìn)給實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制孔進(jìn)行切削加工。按鏜孔的加工質(zhì)量分為粗鏜、精鏜和細(xì)鏜。 (一)組合機(jī)床上鏜孔 (二)細(xì)(金剛)鏜孔 細(xì)鏜是使用經(jīng)過(guò)仔細(xì)刃磨，幾何角度合適的金剛石或硬質(zhì)合金鏜刀，并以高切削速度和細(xì)小進(jìn)給量進(jìn)行鏜孔的加工方法。 細(xì)鏜加工質(zhì)量高的原因主要有： (1)鏜削時(shí)的背吃刀量和進(jìn)給量較小，切削力小和切削熱少，因此鏜桿受力變形小，工件和鏜刀的熱變形也?。涣硗?，一般鏜桿上前后安裝有兩把鏜刀，在一次鏜削工作行程中完成兩次切削，有利于減小形位誤差和尺寸誤差；鏜削時(shí)的進(jìn)給量小，可以保證獲得較小的表面粗糙度值。 (2)金剛鏜床的傳動(dòng)精度高。金剛鏜床主軸具有較高的幾何精度和剛度，主軸支承常采用精密的角接觸球

18、軸承。 一、磨削工藝方法 (一)磨削加工的特點(diǎn) (1)砂輪磨料的硬度高，耐熱性好，所以磨削能加工一般金屬切削刀具所不能加工的硬材料，例如帶有不均勻鑄、鍛硬皮的工件表面，淬硬表面等。 (2)磨削加工能切除極薄極細(xì)的切屑，切屑厚度一般只有幾微米，因此，磨削加工有較強(qiáng)的修正誤差能力，加工精度高(IT6IT5)，加工表面粗糙度值小(Ra可小至0.1um)。 (3)砂輪的磨削速度可達(dá)到60ms(約為普通刀具切削速度的10倍以上)，而采用CBN砂輪磨削時(shí)，磨削速度已發(fā)展到120180ms。 (4)磨削加工切除單位體積金屬所消耗的能量大，而這些能量大部分轉(zhuǎn)化為切削熱。磨削過(guò)程中磨粒切削刃與工件接觸點(diǎn)的瞬時(shí)溫

19、度可達(dá)1000以上，砂輪與工件接觸區(qū)的平均溫度一般可達(dá)500800。因此，磨削表面容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，容易造成燒傷和產(chǎn)生裂紋。 (二)磨削加工的分類(lèi) 磨削加工按照加工對(duì)象的幾何形狀可分為外圓、內(nèi)圓、平面以及成形磨削等。 按照工件被夾緊和被驅(qū)動(dòng)的方法，可分為定心磨削和無(wú)心磨削。 按照進(jìn)給方向，可分為縱向進(jìn)給磨削和橫向進(jìn)給磨削。 按照砂輪的工作表面類(lèi)型，可分為周邊磨削、端面磨削和周邊一端面磨削。 (三)磨床的種類(lèi) 汽車(chē)制造業(yè)常用的磨床有普通磨床和專(zhuān)用磨床兩大類(lèi)。 普通磨床的通用性好，可適應(yīng)多種零件的加工。普通磨床主要有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、無(wú)心磨床等。 專(zhuān)用磨床是為加工特定零件的特定部位而專(zhuān)

20、門(mén)設(shè)計(jì)的，生產(chǎn)率比較高。汽車(chē)制造業(yè)使用的專(zhuān)用磨床有凸輪軸磨床、曲軸磨床、十字軸磨床、凸輪軸和曲軸主軸頸無(wú)心磨床等。(一)磨削外圓 1縱向進(jìn)給磨削外圓 縱向進(jìn)給磨削外圓時(shí)，工件除了旋轉(zhuǎn)外，還由工作臺(tái)帶動(dòng)作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工件每往復(fù)一次(或單行程)，砂輪橫向進(jìn)給一定磨削深度。經(jīng)過(guò)多次往復(fù)磨削，將全部加工余量磨除。在磨削的最后階段，要在沒(méi)有橫向進(jìn)給的情況下，再縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次，即所謂的光磨，以消除工件因徑向磨削力作用產(chǎn)生的彈性變形的影響。 縱向進(jìn)給磨削外圓，因每次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后的磨削深度小，磨削力小，所以加工精度較高，表面粗糙度值較??；但由于工作行程次數(shù)多，所以生產(chǎn)效率較低。它主要用來(lái)磨削軸類(lèi)零件的較長(zhǎng)外

21、圓表面。2橫向進(jìn)給磨削外圓 橫向進(jìn)給磨削外圓時(shí)，砂輪的寬度大于工件的磨削長(zhǎng)度，工件除了旋轉(zhuǎn)外，不作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。橫向進(jìn)給磨外圓主要用于加工短而剛性好的零件外圓表面。 (二)磨削平面1周邊磨削法 周邊磨削法是用砂輪的圓周表面進(jìn)行磨削的方法。它的特點(diǎn)是砂輪與工件的接觸面小，因此發(fā)熱少，散熱快，排屑和冷卻情況良好，可達(dá)到較高的加工精度和較小的表面粗糙度值，但效率較低。此方法主要用于加工薄片小件。2端面磨削法 端面磨削法是用砂輪的端面進(jìn)行磨削的方法。這種磨削平面的方法磨頭伸出長(zhǎng)度短，磨頭主要受軸向力，彎曲小，剛度好，可以采用較大的磨削用量。此外，因?yàn)槟ハ髅娣e大，故生產(chǎn)率高，但是加工精度低，表面粗糙度值

22、大。大量生產(chǎn)中，對(duì)于毛坯制造比較精確的零件，可用此方法代替銑削進(jìn)行粗加工，如連桿兩端面、活塞環(huán)兩端面的粗加工等。(三)磨削內(nèi)圓 內(nèi)圓磨削的砂輪轉(zhuǎn)速一般情況下比外圓磨削更高，但磨削內(nèi)圓時(shí)的磨削速度卻比磨削外圓時(shí)低得多。由于磨削速度低，表面粗糙度值就大，生產(chǎn)率也不如外圓磨削。此外，砂輪的軸徑受工件內(nèi)圓直徑的限制，剛性差，也影響了內(nèi)圓磨削的質(zhì)量和生產(chǎn)率。磨削內(nèi)圓時(shí)砂輪與工件的接觸面積大，更容易發(fā)生表面燒傷。三、無(wú)心磨削 無(wú)心磨削時(shí)，工件不需要頂尖裝夾，只靠工件被加工表面放在砂輪與導(dǎo)輪之間用支承板支承進(jìn)行磨削。 采用無(wú)心磨削時(shí)必須滿足下列條件： 1)工件和導(dǎo)輪間的摩擦力應(yīng)足以帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)；工件和砂輪間

23、應(yīng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)以便進(jìn)行切削。工件和導(dǎo)輪間的摩擦力大于工件和砂輪間的摩擦力，工件由導(dǎo)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。砂輪和導(dǎo)輪反向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)輪的直徑比砂輪小，砂輪的旋轉(zhuǎn)速度比導(dǎo)輪的旋轉(zhuǎn)速度高，這可使砂輪和工件間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，砂輪對(duì)工件進(jìn)行磨削。 2)導(dǎo)輪須傾斜角。粗磨時(shí)取為36，精磨時(shí)取為13。 3)由于導(dǎo)輪傾斜了一個(gè)角度，如果導(dǎo)輪仍為圓柱表面，則理論上導(dǎo)輪和工件將是點(diǎn)接觸。為了保證工作平穩(wěn)，導(dǎo)輪和工件應(yīng)為線接觸。為此，導(dǎo)輪表面被修整成雙曲線回轉(zhuǎn)體的形狀。 4)為使工件被磨成圓形，工件中心應(yīng)高出砂輪和導(dǎo)輪的連心線，抬高值H與工件直徑有關(guān)。H值不能過(guò)大，否則工作不平穩(wěn)，容易引起振動(dòng)。1縱向進(jìn)給磨削 不帶臺(tái)階的零件，如活塞

24、銷(xiāo)和襯套等，可以用縱向進(jìn)給磨削法來(lái)加工。縱向進(jìn)給磨削是連續(xù)進(jìn)行的，工件從一端送進(jìn)，經(jīng)過(guò)磨削加工，從另一端出來(lái)。由于工件是從兩個(gè)輪的中間通過(guò)，故亦稱(chēng)為直通法。若裝有自動(dòng)送料裝置，就可以使磨削工作自動(dòng)化。 縱向進(jìn)給磨削時(shí)，引導(dǎo)工件移動(dòng)的導(dǎo)槽必須嚴(yán)格地與砂輪的軸線平行，否則就會(huì)將零件磨成不正確的形狀。2橫向進(jìn)給磨削法 當(dāng)零件為階梯軸，或有臺(tái)肩、凸端(如氣門(mén)、推桿)不能從兩個(gè)輪中問(wèn)通過(guò)時(shí)，可采用橫向進(jìn)給磨削。橫向進(jìn)給磨削時(shí)，工件和導(dǎo)輪以及支承板一起向砂輪作橫向進(jìn)給，當(dāng)橫向進(jìn)給至終了位置后，還要停留一段時(shí)問(wèn)進(jìn)行光磨。磨削結(jié)束后，導(dǎo)輪后退，工件由推桿推出。這種磨削方法的砂輪寬度應(yīng)大于被加工部位的長(zhǎng)度。 無(wú)

25、心磨削時(shí)工件不需裝夾，采用縱向進(jìn)給磨法可以連續(xù)進(jìn)行加工，輔助時(shí)間接近于零，且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此生產(chǎn)率高。 無(wú)心外圓磨削時(shí)，由于機(jī)床工具工件系統(tǒng)剛度高，而且工件不會(huì)產(chǎn)生安裝在頂尖或夾具上所引起的誤差，因此，加工精度高，直徑尺寸精度可達(dá)IT6IT5，表面粗糙度值可達(dá)Ra1.250.16um。 無(wú)心外圓磨削時(shí)，工件以外圓本身定位，因此不能保證零件外圓表面問(wèn)的位置精度。 斷續(xù)表面(如花鍵軸和有鍵槽的軸)不能在無(wú)心磨床上加工。無(wú)心磨削前，工件必須具有一定的形狀和位置精度，帶有形狀誤差的工件表面無(wú)心磨削后會(huì)產(chǎn)生棱柱形。四、高速及超高速磨削 高速磨削是指磨削速度為50150ms的磨削，而磨削速度超過(guò)150

26、ms的磨削則稱(chēng)為超高速磨削。高速和超高速磨削的優(yōu)點(diǎn)如下： 1)提高生產(chǎn)率。 磨削時(shí)的材料切除率(單位時(shí)間內(nèi)磨除材料的體積)等于磨屑平均斷面積、磨屑平均長(zhǎng)度和單位時(shí)間內(nèi)作用的磨粒數(shù)(磨屑數(shù))三者的乘積。高速和超高速磨削可增大單位時(shí)間內(nèi)作用的磨粒數(shù)，因此，在與普通磨削的磨屑平均斷面積和磨屑平均長(zhǎng)度相同的情況下，加工時(shí)間可以縮短。 2)提高加工質(zhì)量。 提高砂輪速度后，單位時(shí)間通過(guò)磨削區(qū)域的磨粒數(shù)增加，在其他條件不變時(shí)，每顆磨粒切除的切屑厚度自然要減小，在工件表面上留下的切痕深度減小，因此改善了表面粗糙度。此外，切屑厚度減小，磨粒作用在工件上的徑向力減小，可提高加工精度，對(duì)細(xì)長(zhǎng)工件和薄壁空心管件更為明

27、顯。 3)提高砂輪壽命。 砂輪速度提高后，每顆磨粒的切削厚度減小，磨粒上承受的切削載荷減小，可延長(zhǎng)磨料的耐用時(shí)間。與普通磨削相比，高速磨削時(shí)砂輪的壽命可提高約一倍。 高速與超高速磨削時(shí)，由于砂輪速度提高，則砂輪的離心力增加，要求砂輪有足夠的強(qiáng)度。此外，由于切屑變形速度高，磨削區(qū)溫度增加，加之高速旋轉(zhuǎn)所形成的強(qiáng)大氣流使冷卻潤(rùn)滑液難于達(dá)到磨削區(qū)內(nèi)，工件表面容易燒傷。因此，高速和超高速磨削需要有高速及超高速磨具和磨床、磨削液及其供液系統(tǒng)，以及對(duì)磨削過(guò)程監(jiān)控等相關(guān)技術(shù)作支撐。六、快速點(diǎn)磨工藝 快速點(diǎn)磨法的加工原理是在磨削外圓時(shí)，砂輪與工件是以點(diǎn)接觸進(jìn)行磨削的，砂輪對(duì)工件的磨削加工類(lèi)似于一個(gè)微小的刀尖對(duì)

28、工件進(jìn)行車(chē)削加工。而傳統(tǒng)磨削方法磨削外圓時(shí)砂輪與工件為線接觸，磨削力和磨削熱都非常大。 快速點(diǎn)磨法與傳統(tǒng)的磨削方法相比較，砂輪與工件接觸面積小，磨削速度高，磨削過(guò)程中產(chǎn)生的磨削力小，磨削熱少。采用快速點(diǎn)磨法可以提高磨削精度，提高磨削效率和提高砂輪壽命。此外，采用快速點(diǎn)磨法的加工表面無(wú)進(jìn)刀痕跡，表面光滑，工件裝夾方便。在汽車(chē)制造業(yè)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、凸輪軸、變速器上的齒輪軸和傳動(dòng)軸等均可采用快速點(diǎn)磨工藝進(jìn)行磨削加工。精整、光整加工 精整、光整加工是精加之后，從工件表面上不切除或切除極薄金屬層，用以提高加工表面的尺寸和形狀精度，減小表面粗糙度值或用以強(qiáng)化表面的加工方法。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套、凸輪軸支承軸

29、頸及凸輪表面、曲軸的主軸頸及連桿軸頸均需經(jīng)精整、光整加工。一、珩磨 珩磨頭工作時(shí)有兩種運(yùn)動(dòng)：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 珩磨作為一種精整、光整加工，珩磨前被加工表面必須經(jīng)過(guò)精細(xì)加工，即細(xì)鏜(金剛鏜) 。珩磨余量與孔徑、珩磨前的加工方法及工件材料的性質(zhì)有關(guān) 。 珩磨通常分為粗、精珩兩個(gè)工步，粗珩去除余量的2345，其余的由精珩去除。精珩一般只是去掉或修平粗珩所留下的表面凸峰。珩磨頭的旋轉(zhuǎn)速度推薦如下：加工鑄鐵為1ms左右，鋼為0.5ms左右，鋁青銅和黃銅為1.331.5ms。珩磨頭的軸向往復(fù)速度為：加工鑄鐵或青銅時(shí)為0.250.38ms，鋼為0.2ms。 提高珩磨頭旋轉(zhuǎn)速度，可以減小工件表面粗糙度

30、值；提高珩磨頭的往復(fù)速度，可以提高珩磨的生產(chǎn)率。二、超精加工 超精加工是用細(xì)粒度(W5W28)的磨條或砂帶進(jìn)行微量磨削的一種精整、光整加工方法。 工件以較低的速度(0.030.33ms)旋轉(zhuǎn)，磨具以500800次min的頻率左右擺動(dòng)，擺動(dòng)幅度為2.54mm，磨粒在工件表面上的加工軌跡為正弦曲線。 超精加工過(guò)程中，切削液在開(kāi)始階段必須沖洗掉接觸面間的屑末和脫落的磨粒，以促進(jìn)切削的進(jìn)行。加工最后階段，它必須逐漸形成連續(xù)油膜，使切削作用自動(dòng)停止，以保護(hù)已獲得的光潔表面。這種作用的實(shí)現(xiàn)，除磨具壓力的影響外，切削液的粘度也有重要影響。當(dāng)切削液的粘度過(guò)大時(shí)，它的清洗能力降低，磨具容易堵塞，切削不能進(jìn)行；如

31、果粘度過(guò)小，則不能形成油膜。超精加工鋼和鑄鐵的切削液一般用煤油(80)和全損耗系統(tǒng)用油(20)的混合液，當(dāng)煤油百分比增加時(shí)，切削液的粘度就降低。 超精加工后，零件表面粗糙度值減小，將增加零件配合表面間的實(shí)際接觸面積。車(chē)削所得表面的實(shí)際接觸面積約為l0，磨削后為20，超精加工后實(shí)際接觸面積可達(dá)80。 齒輪輪齒齒面的加工 汽車(chē)變速器和驅(qū)動(dòng)橋使用的齒輪，有圓柱齒輪和錐齒輪兩大類(lèi)。它們都用于傳遞扭矩，其齒廓一般為漸開(kāi)線形狀。一、圓柱齒輪輪齒齒面的加工 圓柱齒輪輪齒齒面的加工，分為切削加工和無(wú)屑加工兩類(lèi)。汽車(chē)齒輪輪齒齒面的加工，常采用以下加工方法： 滾齒和插齒是齒坯切削加工后的輪齒粗加工，一般稱(chēng)為輪齒的

32、預(yù)加工。剃齒和冷擠齒是齒輪熱處理前的輪齒齒面的精加工，稱(chēng)為熱前精加工。珩齒、磨齒和研齒是熱處理后的精加工，稱(chēng)為熱后精加工。 切削加工6級(jí)精度和7級(jí)精度盤(pán)狀齒輪，多采用的工藝方案為：滾齒或插齒-熱處理-精磨定位基面(內(nèi)孔和輪轂端面)-磨齒。 對(duì)由于結(jié)構(gòu)的限制不便于磨齒的7級(jí)精度齒輪，可以采用滾齒或插齒-剃齒(或冷擠齒)-熱處理-精磨定位基面-珩齒工藝方案。 成形法 拉齒，是使用成形拉刀拉削內(nèi)、外齒輪輪齒的切削加工方法。拉削內(nèi)齒輪輪齒(或內(nèi)花鍵)，拉刀的切削刃形狀與輪齒齒廓(花鍵齒形)形狀相同。拉削外齒輪時(shí)，使用筒形拉刀(拉削較小模數(shù)，m25mm)和齒條式拉刀(m25mm)。 展成法切削齒輪輪齒齒

33、面，是利用一對(duì)齒輪副嚙合原理進(jìn)行切齒的方法，被加工齒輪輪齒齒廓，是齒輪刀具與被切削齒輪(工件)在展成運(yùn)動(dòng)中，由齒輪刀具切削刃連續(xù)運(yùn)動(dòng)的軌跡包絡(luò)線形成的。 (一)圓柱齒輪輪齒齒面的預(yù)加工 1滾齒 滾齒是應(yīng)用一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪副嚙合原理，使用齒輪滾刀進(jìn)行切齒的一種加工方法。 齒輪滾刀1相當(dāng)于一個(gè)齒數(shù)很少(一般齒數(shù)為14個(gè)齒，通常為1個(gè)齒)、螺旋角很大的斜齒圓柱齒輪，通常稱(chēng)為漸開(kāi)線基本蝸桿。齒輪滾刀切削刃位于該基本蝸桿的漸開(kāi)線螺旋齒面上。 滾齒加工時(shí)，被切削齒輪2裝夾在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的機(jī)床夾具中，滾刀1安裝在滾刀刀桿軸上。滾齒時(shí)滾刀與被切削齒輪作嚙合展成運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾刀切削刃連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線形成了

34、被切削齒輪輪齒齒廓,所形成的輪齒齒廓是由有限個(gè)切削刃包絡(luò)折線形成的，并非光滑的漸開(kāi)線曲線，其齒形誤差屬于近似加工方法產(chǎn)生的原理誤差。 滾齒時(shí)，滾刀與被切削齒輪間必須保持正確的安裝位置。滾刀刀齒的螺旋線方向應(yīng)調(diào)整成與被切削齒輪輪齒齒槽方向一致，即滾刀軸線與被切削齒輪端面形成一定夾角滾刀安裝角 根據(jù)滾齒加工原理，滾齒時(shí)必須具有以下幾種運(yùn)動(dòng)： 1)切削運(yùn)動(dòng)。 滾刀的旋轉(zhuǎn)n0是滾齒時(shí)必需的切削運(yùn)動(dòng)。借助滾齒機(jī)速度交換齒輪，可以改變滾刀的旋轉(zhuǎn)速度。 2)分齒運(yùn)動(dòng)。 滾刀與被切削齒輪間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，必須嚴(yán)格保持一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪副的嚙合傳動(dòng)關(guān)系 滾齒時(shí)的分齒運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的滾切運(yùn)動(dòng)，亦稱(chēng)為展成運(yùn)動(dòng)。展成運(yùn)動(dòng)

35、是由滾齒機(jī)分齒傳動(dòng)鏈的交換齒輪強(qiáng)制保證的。因此，滾齒亦稱(chēng)為強(qiáng)制嚙合傳動(dòng)的展成法切齒。滾齒時(shí)滾刀與被切削齒輪的旋轉(zhuǎn)方向，必須符合一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒齒輪副嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)方向，如圖3-56a、b所示(從被切削齒輪上方向下看的實(shí)線箭頭方向)。 3)軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為在全齒寬上切削出漸開(kāi)線齒面，滾刀應(yīng)該沿被切削齒輪軸線方向進(jìn)行軸向進(jìn)給f。通過(guò)滾齒機(jī)進(jìn)給交換齒輪的變換，可以改變軸向進(jìn)給量。 4)附加運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滾切斜齒齒輪時(shí)，被切削齒輪在實(shí)現(xiàn)上述的展成運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還應(yīng)該有一個(gè)附加的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)nw。2插齒 插齒是利用一對(duì)平行軸圓柱齒輪副嚙合原理，使用插齒刀進(jìn)行切齒的一種加工方法。 插削直齒圓柱齒輪時(shí)，必須具有以下運(yùn)動(dòng)：

36、 1)切削運(yùn)動(dòng)。插齒刀安裝在插齒機(jī)主軸上，插齒時(shí)沿其軸線方向快速直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)c，產(chǎn)生切削作用。切削運(yùn)動(dòng)以插齒刀每分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)表示。切削運(yùn)動(dòng)速度c可通過(guò)改變插齒機(jī)速度交換齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。加快插齒刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度，可增加形成被切削齒輪輪齒齒廓的包絡(luò)線數(shù)目，使?jié)u開(kāi)線曲線更加光滑，齒形誤差減小。 2)分齒運(yùn)動(dòng)。插齒刀與被切削齒輪間強(qiáng)制地保持一對(duì)圓柱齒輪副的嚙合傳動(dòng)關(guān)系，即 插齒時(shí)的分齒運(yùn)動(dòng)亦稱(chēng)為展成運(yùn)動(dòng)或滾切運(yùn)動(dòng)。展成運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)關(guān)系是依靠插齒機(jī)分齒傳動(dòng)鏈的分齒交換齒輪實(shí)現(xiàn)的。 3)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。插齒刀與被切削齒輪作分齒運(yùn)動(dòng)時(shí)，在插齒刀每一次往復(fù)移動(dòng)中，在插齒刀與被切削齒輪嚙合時(shí)的節(jié)圓上轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)，稱(chēng)為

37、圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小影響插齒的生產(chǎn)率。 4)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為了切削至全齒深，在分齒運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，插齒刀需沿插齒刀與被切削齒輪中心連線方向，作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)fr。當(dāng)切至全齒深時(shí)，徑向進(jìn)給自動(dòng)停止。 5)讓刀運(yùn)動(dòng)。插齒刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，向下移動(dòng)為切削行程，向上移動(dòng)是空行程退刀。在空行程退刀時(shí)，為避免插齒刀切削刃在切削齒面上摩擦而擦傷已切削齒面和插齒刀切削刃磨損，應(yīng)該使插齒刀與被切削齒面脫離接觸，因此插齒刀在徑向方向有一讓刀運(yùn)動(dòng)e。讓刀運(yùn)動(dòng)可由裝夾被切削齒輪的工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)，也可以由插齒刀來(lái)完成。插齒刀空行程退刀完成后，工作臺(tái)或插齒刀再返回原位，以進(jìn)行下一切削行程。所以讓刀運(yùn)動(dòng)是在插齒刀一個(gè)往復(fù)移動(dòng)行

38、程中，往復(fù)一次讓刀。3滾齒與插齒的比較 ： (1)被切削齒輪輪齒的加工質(zhì)量 滾齒加工的齒輪，其運(yùn)動(dòng)精度較高，而齒形誤差和齒面粗糙度值都較大。 (2)齒輪輪齒加工的生產(chǎn)率 因插齒時(shí)插齒刀返向空行程損失較大，滾齒生產(chǎn)率比插齒約高1.52倍。 (3)應(yīng)用比較 從前述已知，對(duì)于采用非強(qiáng)制嚙合傳動(dòng)的最終精加工方法剃齒、冷擠齒、珩磨，其預(yù)加工采用滾齒是最佳工藝方案。 從上述滾、插齒三個(gè)方面的比較可知，汽車(chē)傳動(dòng)圓柱齒輪輪齒的預(yù)加工，廣泛采用滾齒加工。雖然滾齒加工時(shí)存在缺陷，如齒形誤差和齒面粗糙度值較大，但是可以通過(guò)后續(xù)精加工得到減小。插齒加工只是作為滾齒的一個(gè)補(bǔ)充，用于不便或不能采用滾齒加工的場(chǎng)合。 (二)圓柱齒輪輪齒齒面的精加工 1剃齒 汽車(chē)傳動(dòng)用圓柱齒輪輪齒經(jīng)預(yù)(粗)加工后，尚需進(jìn)一步精加工。熱處理前的精加工輪齒(稱(chēng)熱前輪齒精加工)有剃齒和冷擠齒。 剃齒是使用剃齒刀，利用交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪副嚙合原理，對(duì)圓柱齒輪輪齒進(jìn)行高效精加工的一種切削加工方法。 采用理論的漸開(kāi)線齒廓的剃齒刀，并不能剃削出準(zhǔn)確的漸開(kāi)線齒廓的齒輪輪齒。如圖3-70a所示，被剃齒后的輪齒在節(jié)圓附近常出現(xiàn)中凹齒廓，其