機(jī)械制造基礎(chǔ)課件 項目五 外圓表面加工

項目五外圓表面加工任務(wù)一了解金屬切削機(jī)床基礎(chǔ)任務(wù)一了解金屬切削機(jī)床基礎(chǔ)知識模塊1機(jī)床的分類機(jī)床主要按加工性質(zhì)和所用刀具進(jìn)行分類，機(jī)床可分為12大類：（表8-1通用機(jī)床類別代號）車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床和其他機(jī)床。在每類機(jī)床中又可按工藝特性和結(jié)構(gòu)特性不同細(xì)分為若干組，每一組又可細(xì)分若干系知識模塊2機(jī)床型號的編制方法機(jī)床型號是機(jī)床產(chǎn)品的代號，機(jī)床型號應(yīng)完整地表示出機(jī)床的名稱、主要技術(shù)參數(shù)與性能。目前我國機(jī)床型號是按GB／T15375－1994《金屬切削機(jī)床型號編制方法》編制的，機(jī)床型號是由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定的規(guī)律組合而成。型號中的漢語拼音字母按其名稱讀音。

1、通用機(jī)床型號的編制方法2、專用機(jī)床的型號編制(1)專用機(jī)床型號表示方法專用機(jī)床的型號一般由設(shè)計單位代號和設(shè)計順序號組成。(2)設(shè)計單位代號包括機(jī)床生產(chǎn)廠和機(jī)床研究單位代號，位于型號之首。

(3)專用機(jī)床的設(shè)計順序號按該單位的設(shè)計順序號(從“001”起始)排列，位于設(shè)計單位代號之后，并用“－”隔開，讀作“至”。

例如，北京第一機(jī)床廠設(shè)計制造的第100種專用機(jī)床為專用銑床，其型號為B1－100。知識模塊3機(jī)床的運(yùn)動與傳動原理1、零件表面的切削加工成形方法1-母線2--導(dǎo)線

零件表面的成形

形成發(fā)生線的方法（1）軌跡法它是利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動對工件進(jìn)行加工的方法。

(2)成形法它是利用成形刀具對工件進(jìn)行加工的方法(3)相切法它是利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運(yùn)動對工件進(jìn)行加工的方法。(4)展成法它是利用工件和刀具作展成切削運(yùn)動進(jìn)行加工的方法。2、機(jī)床的運(yùn)動機(jī)床的運(yùn)動可以分為表面成形運(yùn)動和輔助運(yùn)動，其中表面成形運(yùn)動是形成工件表面所必需的刀具與工件之間的相對運(yùn)動。（1）表面成形運(yùn)動

機(jī)床在加工過程中還需要一系列輔助運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的各種輔助動作，為表面成形創(chuàng)造條件，它的種類很多，一般包括：切入運(yùn)動、分度運(yùn)動、調(diào)位運(yùn)動、各種空行程運(yùn)動。知識模塊4機(jī)床的傳動原理

1、機(jī)床傳動系統(tǒng)的組成：（1）執(zhí)行件：執(zhí)行機(jī)床的運(yùn)動的部件，常為主軸、刀架、工作臺。（2）運(yùn)動源：為執(zhí)行件提供運(yùn)動和動力，通常為電動機(jī)。（3）傳動裝置：傳遞運(yùn)動和動力、變速變向，如齒輪、鏈輪、絲杠等，另外還有液壓和氣壓傳動。2、機(jī)床的傳動鏈在機(jī)床上，使運(yùn)動源和執(zhí)行件以及兩個有關(guān)執(zhí)行件之間保持運(yùn)動聯(lián)系的一系列順序排列的傳動件，稱為傳動鏈。根據(jù)傳動鏈的性質(zhì)不同，傳動鏈可分為內(nèi)、外聯(lián)系兩種。（1）內(nèi)聯(lián)系傳動鏈傳動鏈的首末件之間有嚴(yán)格的運(yùn)動關(guān)系的傳動鏈稱為內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。如在臥式車床上用螺紋車刀車螺紋時，必須保證工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，螺紋車刀沿工件軸向移動螺紋的一個導(dǎo)程，此時，聯(lián)系主軸和刀架之間的傳動鏈，就是內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。（2）外聯(lián)系傳動鏈外聯(lián)系傳動鏈?zhǔn)锹?lián)系動力源和機(jī)床執(zhí)行件之間的傳動鏈。它使執(zhí)行件得到預(yù)定速度的運(yùn)動，并傳遞一定的動力。它不影響工件表面形狀的形成，只影響工件表面粗糙度或加工效率，因此不要求有嚴(yán)格的傳動比。如臥式車床主運(yùn)動傳動鏈的傳動比只影響切削速度而不影響表面形狀的形成，即使在車螺紋時，主軸的轉(zhuǎn)速大小也只影響車螺紋速度的快慢而不影響螺紋表面的形成。3、機(jī)床傳動原理圖機(jī)床傳動原理圖是用一些簡單的符號來表明機(jī)床在實(shí)現(xiàn)某種表面成形運(yùn)動時傳動聯(lián)系的示意圖。知識模塊5機(jī)床的傳動系統(tǒng)和運(yùn)動計算為便于了解和分析機(jī)床運(yùn)動的傳遞、聯(lián)系情況，常采用傳動系統(tǒng)圖。它是表示實(shí)現(xiàn)機(jī)床全部運(yùn)動的傳動示意圖。圖中將每條傳動鏈中的具體傳動機(jī)構(gòu)用簡單的規(guī)定符號（見國家標(biāo)準(zhǔn)GB4460－84機(jī)械制圖—機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖符號）表示，并標(biāo)明齒輪和蝸輪的齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、絲杠導(dǎo)程、帶輪直徑、電動機(jī)功率和轉(zhuǎn)速等。傳動鏈的傳動機(jī)構(gòu)，按照運(yùn)動傳遞或聯(lián)系順序依次排列，以展開圖形式畫在能反映主要部件相互位置的機(jī)床外形輪廓中。分析各傳動鏈時，應(yīng)按下述步驟進(jìn)行：（1）根據(jù)機(jī)床所具有的運(yùn)動，確定各傳動鏈兩端件。（2）根據(jù)傳動鏈兩端件的運(yùn)動關(guān)系，確定計算位移量。（3）根據(jù)計算位移量及傳動鏈中各傳動副的傳動比，列出運(yùn)動平衡式。（4）根據(jù)運(yùn)動平衡式，推導(dǎo)出傳動鏈的換置公式。任務(wù)二外圓表面車削加工任務(wù)二外圓表面車削加工知識模塊1外圓表面的加工方法具有外圓表面的典型零件有軸類、盤類和套類零件，外圓表面加工根據(jù)表面成形方法不同有軌跡法和成形法兩種，根據(jù)使用加工設(shè)備不同有車削、磨削和光整加工，其中車削加工常用于外圓表面的粗加工和半精加工；磨削加工用于外圓表面的精加工；而光整加工用于外圓表面的超精加工。在大批量生產(chǎn)中，有的外圓表面還可采用拉削加工，如曲軸外圓表面粗加工。知識模塊2外圓表面的車削加工1、車削的工藝特點(diǎn)（1）易于保證零件各加工表面的位置精度（2）生產(chǎn)率較高（3）生產(chǎn)成本較低（4）.適于車削加工的材料廣泛2、車削加工一般可分為4種：粗車、半精車、精車和精細(xì)車。

(1)粗車主要用于零件的粗加工，作用是去除工件上大部份加工余量和表層硬皮，為后續(xù)加工作準(zhǔn)備。加工余量約(1.5mm～2mm),加工后的尺寸精度可達(dá)IT11～I(xiàn)T13；表面粗糙度Ra可達(dá)（50～12.5）μm(2)半精車在粗車的基礎(chǔ)上對零進(jìn)行半精加工,進(jìn)一步減少加工余量,提高表面光潔度,加工余量約(1.5mm～0.8mm),加工尺寸精度可達(dá)IT8～I(xiàn)T10；表面粗糙度Ra可達(dá)（6.3～3.2）μm,一般可用作中等精度要求零件的終加工工序。

(3)精車在半精車的基礎(chǔ)上對零件進(jìn)行精加工,加工余量約(0.5mm～0.8mm),加工后的尺寸精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T8；表面粗糙度Ra可達(dá)（1.6～3.2）μm.(4)精細(xì)車主要用于有色金屬的精加工。加工余量小于0.3mm,加工后的尺寸精度可達(dá)IT6～I(xiàn)T7；表面粗糙度Ra可達(dá)（0.4～0.0025）μm。3、車削加工工藝范圍臥式車床的工藝范圍相當(dāng)廣泛，可以車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)形槽、回轉(zhuǎn)體成型面，車削端面和各種常用的公制、英制、模數(shù)制、徑節(jié)制螺紋，還可以進(jìn)行鉆中心孔、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋和滾花等工作4、車刀的種類和用途車刀按用途分為外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、切斷刀、切槽刀等多種形式圖8-11常用車刀類型5（1）主要技術(shù)參數(shù)機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)包括機(jī)床的主參數(shù)和基本參數(shù)。（2）車床必須具備的成形運(yùn)動：主運(yùn)動為工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動為刀具的直線移動。進(jìn)給運(yùn)動分為三種形式：縱向進(jìn)給運(yùn)動、橫向進(jìn)給運(yùn)動、斜向進(jìn)給運(yùn)動。

（3）車床的分類車床的種類很多，按用途和結(jié)構(gòu)的不同，主要分為以下幾類1）臥式車床

2）立式車床3）轉(zhuǎn)塔車床4）自動車床和半自動車床5）仿形車床6）專門化車床任務(wù)三外圓表面的磨削加工任務(wù)三外圓表面的磨削加工知識模塊1.外圓磨削加工的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍（1）磨粒硬度高，它能加工一般金屬切削刀具所不能加工的工件表面。（2）磨削加工能切除極薄極細(xì)的切屑，修正誤差的能力強(qiáng)，加工精度高（IT6～I(xiàn)T5），加工表面粗糙度小。（3）磨粒在砂輪上隨機(jī)分布，同時參加磨削的磨粒數(shù)相當(dāng)多，磨痕軌跡縱橫交錯，容易磨出表面粗糙度小的光潔表面。（4）由于大負(fù)前角磨粒在切除金屬過程中消耗的摩擦功大，再加上磨屑細(xì)薄，切除單位體積金屬所消耗的能量，磨削要比車削大得多知識模塊2.砂輪的特性與選擇砂輪是由磨料、結(jié)合劑混合，經(jīng)過高溫、高壓制造而成，是由磨料、結(jié)合劑、孔隙三要素組成的非均質(zhì)體，其組織結(jié)構(gòu)見圖8-12。其中，磨具表面無數(shù)高硬度的鋒利磨粒作為刀具起切削作用，在砂輪高速旋轉(zhuǎn)時，磨粒切除工件上一層薄金屬，形成光潔精確的加工表面；結(jié)合劑粘結(jié)磨粒使磨具形成適于不同加工要求的各種形狀，并在磨削過程中保持形狀穩(wěn)定；孔隙用來容屑、散熱，均勻產(chǎn)生自勵效果，避免整塊崩落失去砂輪合適的廓形。磨料、粒度、結(jié)合劑、組織、硬度、形狀和尺寸是砂輪的六大特性，對砂輪安全有很大影響。磨料2-結(jié)合劑3-孔隙4-被加工件圖8-12.砂輪的組織結(jié)構(gòu)（1）磨料

磨料指砂輪中磨粒的材料。磨粒構(gòu)成磨具的主體，在加工中起切創(chuàng)作用。磨料需要具有很高的硬度和鋒利度；需要一定的韌性和耐磨性，來承受劇烈的擠壓和摩擦力作用；需要一定的脆性，以便磨鈍后，及時更新切削鋒刃，實(shí)現(xiàn)自厲性。常用磨粒主要有以下3種。1）剛玉類(Al2O3)如棕剛玉(GZ)、白剛玉(GB)，適用于磨削各種鋼材，如不銹鋼、高強(qiáng)度合金鋼，退了火的可鍛鑄鐵和硬青銅。2）碳化硅類(SiC)如黑碳化硅(HT)、綠碳化硅(TL)，適用于磨削鑄鐵、激冷鑄鐵、黃銅、軟青銅、鋁、硬表層合金和硬質(zhì)合金。3）高硬磨料類如人造金剛石(JR)、氮化硼(BLD)，高硬磨料類具有高強(qiáng)度、高硬度，適用于磨削高速鋼、硬質(zhì)合金、寶石等

(2)粒度

粒度是指磨料的顆粒大小和粗細(xì)程度。粒度的確定方法有兩種：

（1）篩分法。顆粒尺寸大于50μm磨料的粒度是用篩分法確定的，即用磨料通過的篩網(wǎng)在每英寸長度上的網(wǎng)眼數(shù)來表示，稱為磨粒類。其粒度號直接用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，粒度號大小與磨料的顆粒大小相反。

（2）顯微鏡分析法。顆粒尺寸小于50μm磨料的顆粒大小直接用顯微鏡測量，用顆粒的實(shí)際尺寸表示粒度，這樣確定的磨料稱為微粉類。其粒度號用W和磨料顆粒尺寸數(shù)組合表示

(3)結(jié)合劑

結(jié)合劑是將磨粒固結(jié)在一起形成磨具的粘結(jié)材料。結(jié)合劑不僅使砂輪成形，而且對磨具的自礪性有很大影響，并直接關(guān)系到砂輪的強(qiáng)度和使用的安全。

結(jié)合劑應(yīng)具有良好的粘結(jié)性能，保證磨具高速旋轉(zhuǎn)不破裂；有足夠的耐磨性，以承受摩擦和磨削力；有對磨粒適當(dāng)?shù)陌殉至?，使磨粒鋒利時不脫落，磨鈍后及時更新，保持磨具良好的磨削性能；具有較好的物理化學(xué)性能、一定的抗腐蝕能力，以適應(yīng)不同的使用環(huán)境。常用結(jié)合劑分為無機(jī)結(jié)合劑和有機(jī)結(jié)合劑兩大類。(4)砂輪的組織

砂輪的組織是指組成砂輪的磨料、結(jié)合劑和氣孔三者的比例關(guān)系，表明砂輪結(jié)構(gòu)緊密程度的特性。(5)硬度

砂輪的硬度是結(jié)合劑固結(jié)磨料的緊牢程度的參數(shù)，表明在外力作用下，磨料從砂輪表面脫落的難易程度。

(6)形狀和尺寸

我國磨具的基本形狀有40多種，正確地選擇砂輪的形狀和尺寸，是保證磨削加工質(zhì)量和安全的重要方面。一般應(yīng)根據(jù)磨床條件、工件形狀和加工需要，參考磨削手冊選擇知識模塊3.外圓表面的磨削方法（1）在外圓磨床上磨削外圓。在外圓磨床上磨削外圓也稱為“中心磨法”，工件安裝在前后頂尖上，用撥盤和雞心夾頭來傳遞動力和運(yùn)動。常用的磨削方法有：縱磨法、橫磨法及綜合磨法。(a) 縱磨法(b)橫磨法(c)深磨法

外圓磨削加工方法4.M1432A型萬能外圓磨床M1432A型機(jī)床是普通精度級萬能外圓磨床，經(jīng)濟(jì)精度為IT6～I(xiàn)T7