第一章 典型表面的加工工藝-1-3節(jié)

機(jī)械制造技術(shù)楊奇一章典型表面的加工工藝★平面加工

★外圓表面加工★

孔加工★成型表面加工零件表面功能性表面非功能性表面

§1.1

平面加工

平面的種類平面的技術(shù)要求平面加工方案分析平面的加工方法

平面是組成平板、支架、箱體、床身、機(jī)座、工作臺以及各種六面體零件的主要表面之一。

一.平面的種類非配合平面：不與任何零件相配合，一般無加工精度要求（低精度平面）。配合平面：這種平面多數(shù)用于零部件的連接面，一般要求精度和表面質(zhì)量均較高。導(dǎo)向平面：如各類機(jī)床的導(dǎo)軌面，這種平面的精度和表面質(zhì)量要求很高。端平面：指各種軸類、盤套類零件上與其旋轉(zhuǎn)中心線相垂直的平面，多起定位作用。這類平面往往對垂直度、端面間的平行度和表面粗糙度有較高的要求。精密量具表面：如鉗工的平臺、平尺的測量面和計量用量塊的測量平面等。這種平面精度和表面質(zhì)量要求均很高。形狀精度:指平面本身的直線度、平面度公差。位置尺寸及位置精度:指平面與其他表面之間的位置尺寸公差及平行度、垂直度公差等。表面質(zhì)量:指表面粗糙度、表面波度和表層物理力學(xué)性能等。二.平面的技術(shù)要求三.平面的加工方案分析平面加工方案的選擇，除根據(jù)平面的精度和表面粗糙度要求外，還應(yīng)考慮零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料的性能和熱處理要求以及生產(chǎn)批量等。

幾種類型：低精度平面：表面粗糙度Ra

6.3μm

以下中等精度平面：表面粗糙度Ra

6.3～1.6μm

高精度平面：表面粗糙度Ra

0.8～0.4μm

精密平面：表面粗糙度Ra

0.4～0.12μm

平面加工方案

四.平面的加工方法平面的車削加工平面的銑削加工平面的刨削加工和拉削加工平面的磨削加工平面的光整加工

注意：★精銑時，每齒進(jìn)給量不要太大，為了增加銑刀的刀齒數(shù)，目前，常采用密齒端銑刀。裝端銑刀的主軸不能與進(jìn)給方向垂直，否則，刀片和已加工表面會發(fā)生“掃刀”現(xiàn)象，不僅產(chǎn)生熱量，加速刀片鈍化，而且也會使加工表面粗糙度增加。α：端銑刀軸線傾斜角度，Rad；D：端銑刀切削直徑，mm；B：銑削寬度，mm?！锎峙倥c精刨：粗刨常用于單件小批量生產(chǎn)，不采用夾具，按劃線找正，使用通用刨刀進(jìn)行加工。精刨平面代替刮研能收到良好的效果，可以使用寬刃刨刀，也可使用窄刃刨刀。

機(jī)械夾固式60o強(qiáng)力刨刀1-刀桿2-刨刀頭3-刀體4-壓板5-刀片★端面磨削與圓周磨削：端面磨削時，砂輪的工作表面是端面，砂輪和工件接觸面積較大，易發(fā)熱，散熱和冷卻都較困難，加上砂輪端面因沿徑向各點(diǎn)圓周速度不等而產(chǎn)生不均勻磨損，故磨削精度較低。圓周磨削時，砂輪的工作面是圓周表面，砂輪和工件接觸面積小，發(fā)熱少，散熱快，加之冷卻和排屑條件好，故能獲得較高的加工精度和表面質(zhì)量。

端面磨削圓周磨削

§1.2

外圓表面加工

外圓表面的技術(shù)要求外圓表面加工方案分析外圓表面的加工方法

外圓表面是軸、套、盤等類零件的主要表面或輔助表面。不同零件上的外圓表面或同一零件上不同部位的外圓表面，由于所起作用不同，技術(shù)要求也不一樣。加工時，需要擬定合理的加工方案。

外圓表面的技術(shù)要求，一般分為四個方面：（1）尺寸精度：指外圓表面直徑和長度的尺寸精度。（2）形狀精度：指外圓柱表面的圓度、圓柱度、母線直線度和軸線直線度。（3）位置精度：指外圓表面與其他表面間的同軸度、對稱度、位置度、徑向圓跳動；與規(guī)定平面間的垂直度、傾斜度等。（4）表面質(zhì)量：主要指表面粗糙度，對某些重要零件的表面，還要求有表層硬度、殘余應(yīng)力、顯微組織等。一.外圓表面的技術(shù)要求二.外圓表面加工方案分析外圓表面加工方案的選擇，根據(jù)各種零件外圓表面的精度和表面粗糙度要求，分為下面幾種類型：低精度外圓表面的加工：表面粗糙度Ra

50～12.5μm

以下中等精度外圓表面的加工：表面粗糙度Ra

6.3～3.2μm

較高精度外圓表面的加工：表面粗糙度Ra

1.6～0.8μm

高精度外圓表面的加工：表面粗糙度Ra

0.4～0.2μm

精密外圓表面的加工：表面粗糙度Ra

0.1～0.006μm

外圓表面加工方案

IT5Ra0.2～0.006μmIT5Ra0.08～0.008μmRa1.25～0.008μm三.外圓表面加工方法1.外圓表面的車削加工

外圓表面的加工余量主要是由車削切除的。

粗車：盡快切除多余材料，使之接近工件的形狀和尺寸；半精車：粗車后進(jìn)一步提高外圓表面的精度和表面質(zhì)量；精車：一般情況下可達(dá)到高精度外圓表面的加工要求；

精細(xì)車：屬光整加工（常用于有色金屬零件高精度外圓表面的最終加工）；細(xì)長軸外圓表面的車削加工加工特點(diǎn)：剛性差熱擴(kuò)散性能差加工時間長，刀具磨損大措施：增大刀具主偏角，減小徑向切削分力加大刀具前角，減少刀具與切屑的磨損選擇硬度高，耐磨的刀片材料使用冷卻液反向走刀車削法反向走刀車削法

尾架頂尖改成彈性頂尖，當(dāng)工件因切削熱發(fā)生線膨脹伸長時，頂尖能自動后退。

軸左端纏有一圈鋼絲,利用三爪卡盤夾緊，以減少接觸面積，使工件在卡盤內(nèi)能自由調(diào)節(jié)其位置，避免夾緊時形成彎曲力矩。

采用三個支承塊跟刀架，以提高工件剛性。

改變走刀方向，使大拖板由車頭向尾架移動。由于細(xì)長軸左端固定在卡盤內(nèi)，可以自由伸縮，所以反向走刀后，工件受拉力，不易產(chǎn)生彈性彎曲變形。特點(diǎn)：1）細(xì)長軸左端纏有一圈鋼絲，利用三爪卡盤夾緊，以減少接觸面積，使工件在卡盤內(nèi)能自由調(diào)節(jié)其位置，避免夾緊時形成彎曲力矩。2）尾架頂尖改成彈性頂尖，當(dāng)工件因切削熱發(fā)生線膨脹伸長時，頂尖能自動后退。3）采用三個支承塊跟刀架，以提高工件剛性。4）改變走刀方向，使大拖板由車頭向尾架移動。由于細(xì)長軸左端固定在卡盤內(nèi)，可以自由伸縮，所以反向走刀后，工件受拉力，不易產(chǎn)生彈性彎曲變形。大批量生產(chǎn)時，常常采用多刀加工和仿形加工多刀加工仿形加工多刀加工方法，調(diào)整工具時間較多，且切削力較大，故所需機(jī)床的功率也較大。仿形加工就是使車刀按照預(yù)制的仿形樣件靠模順次將工件的外圓或階梯加工出來。根據(jù)實(shí)現(xiàn)仿形的原理，它有機(jī)械靠模仿形和液壓靠模仿形；現(xiàn)在還有數(shù)控仿形。

2.外圓表面的磨削加工磨削方式中心磨削無心磨削基準(zhǔn)為中心線基準(zhǔn)為外圓表面提高生產(chǎn)率的措施:（思路—

縮短磨削時間）加大磨削用量——

高速磨削；強(qiáng)力磨削；加大磨削表面（用寬砂輪或多片砂輪磨削）3.外圓表面的精密加工（光整加工）低粗糙度磨削（超精密磨和鏡面磨）表面粗糙度在Ra0.1以下低粗糙度磨削的實(shí)質(zhì)在于砂輪磨粒的作用。經(jīng)過精細(xì)修整后的砂輪的磨粒形成許多微刃，能在工件表面切下微細(xì)的切屑，形成粗糙度較細(xì)的表面；當(dāng)銳利的微刃逐漸磨損而變得稍鈍時(半鈍化期)，可在一定壓力下產(chǎn)生摩擦拋光作用，使工件獲得更低的表面粗糙度；直到最后磨粒處于鈍化期時，磨粒在被磨削的工件表面就起拋光作用了。四個加工階段——超精加工

超精加工是采用細(xì)粒度的磨條以較低的壓力和切削速度對工件表面進(jìn)行精密加工的方法。強(qiáng)烈切削階段自動停止切削正常切削階段微弱切削階段超精加工的運(yùn)動超精加工的軌跡研磨：是一種既簡單又可靠的精密加工方法，尤其適用于兩個要求密切配合的零件

。研磨方法可分為機(jī)械研磨和手工研磨兩種。前者在研磨機(jī)上進(jìn)行，生產(chǎn)率比較高；后者生產(chǎn)率低，勞動量大，不適應(yīng)批量大的生產(chǎn)，但適用于超精密的零件加工，加工質(zhì)量與工人技術(shù)熟練程度有關(guān)。滾壓：利用金屬產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到改

滾輪滾壓滾珠滾壓

變工件表面性能、形狀和尺寸的目的，是一種無切屑加工.§1.3

孔加工

內(nèi)孔表面是盤套、支架、箱體類零件的主要組成表面之一。

孔的種類內(nèi)孔表面的技術(shù)要求內(nèi)孔表面的加工方案分析內(nèi)孔表面的加工方法一.孔的種類(1)配合用孔：裝配中有配合要求的孔。加工精度要求較高。(2)非配合用孔：裝配中無配合要求的孔。加工精度要求不高。(3)深孔：長徑比L/D>5的孔稱為深孔。加工難度較大，對刀具和機(jī)床均有特殊要求。(4)圓錐孔：孔兩端直徑大小不相等。這類孔的加工精度和表面質(zhì)量要求均較高。(1)尺寸精度:指孔徑和孔深的尺寸精度及孔系中孔與孔、孔與相關(guān)表面間的尺寸精度等。(2)形狀精度:指內(nèi)孔表面的圓度、圓柱度及素線直線度和軸線直線度等。(3)位置精度:指孔與孔(或與外圓表面)間的同軸度、對稱度、位置度、徑向圓跳動，孔與孔(或與相關(guān)平面)間的垂直度、平行度、傾斜度等。(4)表面質(zhì)量:指內(nèi)孔表面的粗糙度及表層物理力學(xué)性能的要求等。二.內(nèi)孔表面的技術(shù)要求內(nèi)孔表面的技術(shù)要求，一般也分為四個方面：三.內(nèi)孔表面的加工方案分析根據(jù)各種零件內(nèi)孔表面的尺寸、長徑比、精度和表面粗糙度要求，其加工方案大致有以下幾類：低精度內(nèi)孔表面的加工：表面粗糙度Ra

50～12.5μm

中等精度內(nèi)孔表面的加工：表面粗糙度Ra

6.3～3.2μm

較高精度內(nèi)孔表面的加工：表面粗糙度Ra

1.6～0.8μm

高精度內(nèi)孔表面的加工：表面粗糙度Ra

0.4～0.2μm

精密內(nèi)孔表面的加工：表面粗糙度Ra

0.1～0.006μm

內(nèi)孔表面加工方案

三.內(nèi)孔表面的加工方法鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和鏜孔；磨孔：用砂輪對淬火鋼材料的零件內(nèi)孔進(jìn)行精加工的方法。

特點(diǎn)（與磨外圓相比）：砂輪小，線速度不高；砂輪桿細(xì)長，剛度差；切削液難以進(jìn)入孔內(nèi)，散熱差，工件易燒傷；行星式內(nèi)圓磨削無心內(nèi)圓磨削深孔加工：（L/D＞5）深孔加工的工藝特點(diǎn)：刀具細(xì)長，強(qiáng)度與剛性差，易發(fā)生引偏和振動；排屑困難，加工表面容易損傷；冷卻散熱條件差，切削溫度高，導(dǎo)致刀具耐用度下降；采取措施：為解決刀具引偏，宜采取工件旋轉(zhuǎn)的方式及改進(jìn)刀具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；為解決散熱和排屑，采用壓力輸送切削液以冷卻刀具和排出切屑；同時改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)。

深孔加工方法：單件小批量生產(chǎn)：在普通車床上采用加長麻花鉆加工；大批量生產(chǎn)：采用深孔鉆床加工；

內(nèi)排屑外排屑深孔精加工：采用深孔鏜或深孔鉸，均在深孔鉆床上進(jìn)行；

深孔鏜刀1．對刀塊2．前導(dǎo)向塊3．調(diào)節(jié)螺釘4．后導(dǎo)向塊5．刀體

深孔鉸刀頭1．螺釘2．導(dǎo)向塊3．刀體4．楔形塊5．調(diào)節(jié)螺母6．鎖緊螺母7．接頭內(nèi)孔表面的精密加工：精細(xì)鏜；研磨；珩磨；滾壓；箱體的孔系加工多個有相互位置精度要求的孔稱為“孔系”?？紫悼煞譃槠叫锌紫?、同軸孔系和交叉孔系。

平行孔系的加工找正法；坐標(biāo)法；鏜模法；

主要技術(shù)條件：孔的中心線與基準(zhǔn)面之間以及各孔中心線之間的尺寸精度和位置精度。

同軸孔系的加工在組合機(jī)床上加工：多采用鏜模；在普通機(jī)床上加工：利用已加工