《鉗工工藝與技能訓練》-圖文課件-第9章

1、第9章 刮削和研磨2022/7/22學習目標19.1 刮削29.2 研磨3目錄2022/7/22學習目標掌握刮研掌握研磨2022/7/22 刮削與研磨是鉗工工作中非常重要的精加工方法，廣泛應用于機械制造業(yè)中。 刮削屬于精加工，是指用刮刀刮除工件表面薄層金屬的加工方法。刮削是在工件與校準工具或互配工件之間涂上一層顯示劑，經(jīng)過對研使工件上較高的部位顯示出來，然后用刮刀進行微量刮削。這樣反復地顯示和刮削就能保證工件有較高的形位精度和互配件的精密配合。 9.1 刮削2022/7/22 9.1.1 刮削的基本知識 1.刮削的特點及其應用 刮削具有切削力小、切削量小、產(chǎn)生熱小、裝夾變形小等特點，不會引起震

2、動和熱變形，能獲得較高的尺寸精度、形位精度、接觸精度、傳動精度和較小的表面粗糙度值。 因此刮削常用于： （1）要求較精確的尺寸精度和形位精度的零件。 （2）需要良好配合的互配件。 （3）需要良好的機械裝配精度。 （4）需要表面美觀的零件。2022/7/222.刮削余量刮削余量一般為0.050.4mm，具體數(shù)值應依刮削面積而定。合理的刮削余量見表9-1。表9-1 刮削余量 單位：mm平面的刮削余量平面寬度平面長度1005005001000100020002000400040006000100以下0.100.150.200.250.301005000.150.200.250.300.40孔的刮削余

3、量孔徑孔長100以下10020020030080以下0.050.080.12801800.100.150.251803600.150.200.352022/7/22 3.刮削工具 1）刮刀 刮刀一般用碳素鋼T10A、T12A或彈性好的軸承鋼GCr鍛制而成，硬度可達60HRC左右，刮刀是刮削的主要工具。刮削淬火硬件時，可用硬質(zhì)合金刮刀。刮刀分為平面刮刀和曲面刮刀兩類。 2022/7/22平面刮削 （1）平面刮刀。平面刮刀用來刮削平面、外曲面或產(chǎn)花紋，一般分為粗、精、細三類。2022/7/22種類全長L(mm)寬度B(mm)厚度t(mm)活動頭長度(mm)楔角0()粗刮刀4506002530341

4、0092.5細刮刀4005001520238095精刮刀40050010121.527097.5平面刮刀的規(guī)格及楔角參考值 2022/7/22 （2）曲面刮刀。曲面刮刀主要用來刮削內(nèi)曲面如工件上的油槽和孔的邊緣等。常用的曲面刮刀有三角形刮刀、蛇頭刮刀。三角形刮刀由三角銼刀改制或用工具鋼鍛制，蛇頭刮刀則由工具鋼鍛制。曲面刮刀 2022/7/22 2）校準工具 校準工具是用來推磨研點和檢查被刮面準確性的工具，也稱研具。常用的有校準平板、校準直尺、角度直尺，校研曲面用的研磨棒以及根據(jù)被刮面形狀設(shè)計制造的專用校準型板等。校準工具 2022/7/22 3）顯示劑 顯示劑主要用于工件與校研工具的對研表面之

5、間，其作用是清晰地顯示出工件表面上的高點。常用的顯示劑有紅丹粉和普魯士藍油。 （1）紅丹粉由氧化鉛或氧化鐵加機械油調(diào)和而成，其特點是顯示清晰，不反光，價格低廉，廣泛用于鋼和鑄鐵工件。 （2）普魯士藍油是由普魯士藍粉與蓖麻油及適量機油調(diào)制而成，其特點是研后點小、清楚、價格較高，多用于有色金屬和精密零件的顯示。 顯示劑的使用方法：粗刮時顯示劑調(diào)的稀些，在校準件表面涂得較厚，這樣顯示點子較暗淡，大而少，切屑不易粘附在刮刀上；精刮時，顯示劑調(diào)的干些，薄而均勻地涂抹在零件表面，顯示點子細小清晰，便于提高刮削精度。2022/7/22 9.1.2 刮削及精度檢驗 1.平面刮削的方法 平面刮削一般采用挺括法和

6、手刮法兩種。 1）挺括法 將刮刀柄放在小腹右下側(cè)肌肉處，左手在前，手掌向下，右手在后，手掌向上，距刮刀頭部5080mm處握住刀身。刮削時刀頭對準研點，左手下壓，右手控制刀頭方向，利用腿部和臀部力量，使刮刀向前推動，隨著研點被刮削的瞬間，雙手利用刮刀的反彈作用力迅速提起刀頭，刀頭提起高度約為10mm。2022/7/22 2）手刮法 右手提刀柄，左手握刀桿，距刀刃為5070mm處，刮刀與被刮表面成2530角。左腳向前跨一步，身體重心靠向左腿。刮削時右臂利用上身擺動向前推，左手向下壓，并引導刮刀運動方向，在下壓推擠的瞬間迅速抬起刮刀，這樣就完成了一次刮削運動，手刮法刮削力量小，手臂易疲勞，但動作靈活

7、，適用于各種工作位置。2022/7/22 平面刮削 2022/7/22 2.平面刮削步驟 平面刮削可分為粗刮、細刮、精刮和刮花四個步驟。工件表面的刮削方向應與前道工序的刀痕交叉，每刮削一遍后涂上顯示劑，用校準工具配研，以顯示出高點然后再刮掉，如此反復進行。 （1）粗刮。當工件表面還留有較深的前道工序加工刀痕，工件表面產(chǎn)生銹蝕或刮削余量較多的情況下，都需要進行粗刮。用粗刮刀在刮削面上均勻鏟去一層較厚的金屬，刮刀痕跡要連成片，不可重復。粗刮能很快的去除較深的刀痕、嚴重的銹蝕或過多的余量。當粗刮到每2525mm的面積內(nèi)有23點時轉(zhuǎn)入細刮。 2022/7/22 （2）細刮。細刮主要是使刮削面進一步改善

8、不平現(xiàn)象，增加接觸點數(shù)，用細刮刀在刮削面上刮去稀疏的大塊顯點。刮削時可采用短刮刀法刮削。隨著顯點的增多，刀跡逐步縮短。在每刮一遍時須保持一定方向，刮第二遍時要交叉刮削，以消除原方向的刀跡，否則切削刃容易在上一遍刀跡上產(chǎn)生滑動，顯點會成條狀，不能迅速達到精度要求。在整個刮削面上，每邊長為25mm的正方形面積內(nèi)出現(xiàn)1215個顯點時，細刮即告結(jié)束。2022/7/22 （3）精刮。用精刮刀采用點刮法對準顯點刮削，目的是增加研點、改善表面質(zhì)量。精刮時，落刀要輕、提刀要快，每個研點上只刮一刀，不要重復刮削，并始終交叉地進行刮削。當研點增加至每2525mm面積內(nèi)20個點以上時精刮結(jié)束。 （4）刮花。刮花是在

9、刮削面或機械外觀表面上用刮刀刮出裝飾性花紋，目的是增加表面美觀度，形成良好的潤滑條件。要求較高的工件，不必刮出大塊的花紋。刮花的花紋 2022/7/22 3.平面刮削精度檢驗 刮削精度包括尺寸精度、形狀和位置精度、接觸精度及貼合程度、表面粗糙度等。刮削質(zhì)量最常用的檢查方法是用邊長25mm的方框罩在與校準工具配研過的被檢查表面上，檢測框內(nèi)接觸斑點數(shù)目。各種平面接觸精度的研點數(shù)見表9-3。平面種類接觸斑點數(shù)應用范圍普通平面812普通基準面、密封結(jié)合面1216機床導軌面、工具基準面精密平面1620精密機床導軌、直尺2025精密量具、一級平板超精密平面25零級平板、高精密機床導軌平面接觸精度研點數(shù) 2

10、022/7/22 4.曲面刮削及精度檢驗 曲面刮削與平面刮削基本相似，只是使用刀具和掌握刀具的方法略有不同。進行內(nèi)圓弧面得刮削操作時，刮刀做內(nèi)圓弧運動，刀痕與軸線約成45角。內(nèi)孔刮削常用與其相配的軸或標準軸作校準工具，用藍油涂在孔的表面，用軸來回轉(zhuǎn)動顯點，再進行刮削。其刮削質(zhì)量如表9-4。軸承直/mm機床或精密機械主軸軸承鍛壓設(shè)備和運用于機械的軸承動力機械和冶金設(shè)備的軸承高精度精密普通重要普通重要普通每25mm25mm內(nèi)的研點數(shù)12025201612885120161086622022/7/22 大多數(shù)的刮削平面還有平面度要求，如工件平面大范圍內(nèi)的平面度、機床導軌面的直線度等，這些誤差可以用框

11、式水平儀檢查。2022/7/22 用研磨工具和研磨劑，從工件上研去一層極薄表面層，使加工精度和表面質(zhì)量達到較高程度的精加工方法，稱為研磨。它是表面加工的最后一道工序。9.2 研磨2022/7/229.2.1 研磨的基本知識 研磨工藝的基本原理是游離的磨料通過輔料和研磨工具物理和化學的綜合作用，對工件表面進行光整加工。 1.研磨的基本原理 1）物理作用 研磨時預先將磨料壓嵌在研磨工具上進行嵌砂研磨稱為干研。也可在研具或工件表面上涂敷研磨劑進行敷砂研磨稱為濕研。磨料或研磨中的磨料在研具表面構(gòu)成了一種半固定或浮動的“多切削刃”的基體。當研具與工件作相對運動，對任意一方施加一定的壓力時，介于兩者之間的

12、磨料借助研具的精確型面，即以其“多切削刃”對工件進行切削，從而使工件逐漸得到較高的幾何形狀、位置和尺寸精度及表面粗糙度。2022/7/22干研 濕研 2022/7/22 2）化學作用 當用添加氧化鉻、硬脂等物質(zhì)的研磨劑對工件進行研磨時，與空氣接觸的金屬表面很快地生成氧化膜。這層氧化膜很容易被研磨掉而新的金屬表面又很快地生成新的氧化膜，如此進行下去從而加速研磨過程。2022/7/22 2.研磨余量的確定 研磨是一種切削量極小的精密加工方法，所以留的研磨余量都極小，通常在0.0050.03mm內(nèi)，有時研磨余量就留在尺寸公差以內(nèi)。原則上可從以下三個方面考慮研磨余量： （1）根據(jù)被研工件的幾何形狀和尺

13、寸精度要求。 （2）根據(jù)上道加工工藝的加工質(zhì)量。 （3）根據(jù)實際情況考慮，如具有雙面、多面和位置精度要求很高的工件，在預加工中無工藝裝備保證其質(zhì)量，其研磨余量應適當多留些。 研磨面積較大或形狀較復雜且精度要求高的工件，研磨余量取較大值，100mm的長度內(nèi)約留有0.015mm或更小些。2022/7/223.研磨工具與研磨劑1）研磨工具 研具是研磨加工中保證被研工件幾何精度的重要因素，因此對研具的材料、精度和表面粗糙度都有較高的要求。 研具材料的組織結(jié)構(gòu)應細密均勻，避免使研具產(chǎn)生不均勻磨損而影響工件的質(zhì)量。其表面硬度應低于被研工件材料的硬度，使研磨劑中的微小磨粒容易嵌入研具表面，而不易嵌入工件表面

14、。但不可太軟否則會全部嵌進研具而失去研磨作用。還應有較好的耐磨性以保證被研工件獲得較高的尺寸和形狀精度。 灰鑄鐵是常用的研具材料，它強度較高不易變形，潤滑性能好，磨耗較慢，硬度適中，便于加工且研磨劑易于涂布均勻，因此研磨的效果較好。 球墨鑄鐵的耐磨性更好且比灰鑄鐵更容易嵌存磨粒。因此用球墨鑄鐵制作的研具，精度保持性更好。2022/7/22 2）研磨劑 研磨劑是由磨料和研磨液調(diào)和而成的混合劑。 （1）磨料。磨料在研磨中主要起切削作用。研磨加工的效率、精度和表面粗糙度與磨料有密切關(guān)系。常用的磨料有以下4個系列。 氧化鋁磨料。氧化鋁磨料的硬度低于碳化物磨料，適用于研磨淬硬鋼、及淬硬鋼、鑄鐵等材料。

15、碳化物磨料。碳化物磨料的硬度低于金剛石磨料。在超硬材料的研磨加工中其研磨效率和質(zhì)量低于金剛石磨料，可用于研磨硬質(zhì)合金、陶瓷與硬鉻等超硬材料，適用于研磨硬度較高的淬硬鋼。2022/7/22 金剛石磨料。金剛石磨料是目前硬度最高的磨料，分人造金剛石和天然金剛石兩種。金剛石磨料的切削能力強，實用效果好可用于研磨淬硬鋼，適用于研磨硬質(zhì)合金、硬鉻、寶石、陶瓷等超硬材料。隨著人造金剛石的制造成本的不斷下降，金剛石磨料的應用愈來愈廣泛。 軟質(zhì)化學磨料。軟質(zhì)化學磨料質(zhì)地較軟，可以改善被加工表面的表面粗糙度，提高效率用于精研或拋光。這類磨料有氧化鉻、氧化鐵、氧化鎂和氧化鈰等。2022/7/22 （2）研磨液。研

16、磨液在研磨加工中起到調(diào)和磨料、冷卻和潤滑的作用。 研磨液的質(zhì)量高低和選用是否正確，直接關(guān)系著研磨加工的效果。一般要求具備以下條件： 有一定的粘度和稀釋能力。 有良好的潤滑和冷卻作用。 不影響人體健康且對工件無腐蝕性。 常用的研磨液有煤油、汽油、L-AN15與L-AN32全損耗系統(tǒng)用油、工業(yè)用甘油以及熟豬油等。此外根據(jù)需要在研磨液中再加入適量的石蠟、蜂蠟等填料和粘性較大而氧化作用較強的油酸、脂肪酸或硬脂酸等，則研磨效果更好。2022/7/229.2.2 研磨工藝 研磨工藝分手工研磨和機械研磨兩種。手工研磨時，要使工件表面各處都要受到均勻的微量切削，應該選擇合理的運動軌跡，這對提高研磨效率、工件的

17、表面質(zhì)量和研具的壽命都有直接的影響。 1.手工研磨運動軌跡的形式 手工研磨的運動軌跡，一般采用往復直線、直線與擺動、螺旋形、8字形和仿8字形等幾種。不論哪一種軌跡的研磨運動，其共同特點是工件的被加工面與研具工作面做相密合的運動。這樣的研磨運動既能獲得比較理想的研磨效果，又能保持研具的均勻磨損，提高研具的壽命。2022/7/221）往復直線研磨運動軌跡 往復直線研磨運動軌跡由于不能相互交叉，容易直線重疊。使工件難以得到細的表面粗糙度，但可獲得較高的幾何精度，所以它適合于有階臺的狹長平面的研磨。2）擺動式直線研磨運動軌跡 由于某些量具的研磨主要要求是平面度，因此可采用擺動式直線研磨運動，即在左右擺

18、動的同時作往復直線移動。2022/7/22 3）螺旋形研磨運動軌跡 研磨圓片或圓柱形工件的端面等，采用螺旋形研磨運動，能獲得較細的表面粗糙度和較好的平面度。螺旋形研磨運動軌跡 2022/7/22 4）8字形和仿8字形研磨運動軌跡 研磨小平面工件，通常都采用8字形和仿8字形研磨運動，能使相互研磨的面保持均勻接觸，既有利于提高工件的研磨質(zhì)量，又可使研具保持均勻地磨損。8字形和仿8字形研磨運動軌跡 2022/7/22 2.平面研磨 平面的研磨一般分為粗研和精研兩個階段，分別使用帶槽平板和光滑平板進行。 1）一般平面研磨 研磨前先清洗待研磨表面并擦干，再在研磨平板上涂上適當?shù)难心笸康帽《鶆颍?/p>

19、然后再將工件與研磨面扣合，其上施加一定的壓力進行研磨，研磨時可按螺旋形軌跡或“8”字形軌跡進行。一般平面研磨2022/7/22 2）狹窄平面研磨 為防止研磨平面產(chǎn)生傾斜和圓角，在運動中產(chǎn)生擺動，常用金屬靠鐵靠住，使靠鐵的靠緊面與底面保持垂直，提高穩(wěn)定性。狹窄平面研磨 2022/7/22 3.圓柱面研磨 圓柱面研磨的方法有純手工研磨和機械與手工配合研磨兩類。 1）純手工研磨 純手工研磨時，將工件外圓柱面涂敷一層薄而均勻的研磨劑，然后裝入研具孔內(nèi)調(diào)整好間隙，然后使工件做正、反兩方向轉(zhuǎn)動的同時又做相對軸向運動。 2）機械配合手工研磨 此方法是將工件裝夾在機床主軸上并做低速轉(zhuǎn)動，手握研具做軸向往復運動

20、進行研磨。采用此方法時，應使研具往復運動與工件轉(zhuǎn)速相協(xié)調(diào)，檢查方法是使工件上研磨出來的網(wǎng)文與工件中心線成45的夾角，研具往返移動的速度不應過快或過慢。2022/7/22外圓研磨速度的檢查方法 2022/7/22 4.圓錐面研磨 研磨圓錐面時，必須使用與工件錐度一致的研磨棒或研磨環(huán)，而且錐度要磨得準確。圓錐孔的研磨，一般在鉆床或車床上進行，研磨棒轉(zhuǎn)動方向應與螺旋槽旋向一致。研磨時，研磨棒上均勻地涂上研磨劑，放入工件，在旋轉(zhuǎn)的同時，應不斷地做稍微拔出和推入運動，反復進行研磨。有些工件表面是利用彼此接觸面進行研磨來達到密封的目的，不需要用研磨棒和研磨環(huán)。圓錐面研磨2022/7/22 9.2.3 研磨質(zhì)量和研磨缺陷的分析 1.