材料成型工藝學：第三章 常用加工方法綜述

第三章第三章 常用加工方法綜述常用加工方法綜述 機器零件的大小不一，形狀和結構各異，機器零件的大小不一，形狀和結構各異， 加工方法也多種多樣，其中常用的有加工方法也多種多樣，其中常用的有 車削、鉆削、鏜削、刨削、拉削、銑削和車削、鉆削、鏜削、刨削、拉削、銑削和 磨削磨削等。盡管它們在基本原理方面有許多共等。盡管它們在基本原理方面有許多共 同之處，但由于所用機床和刀具不同，切削同之處，但由于所用機床和刀具不同，切削 運動形式各異，所以它們有著各自的工藝運動形式各異，所以它們有著各自的工藝 特點及應用。特點及應用。 1 1 車削的工藝特點及其應用車削的工藝特點及其應用 一、車削的工藝特點一、車削的工藝特點 1. 易于保證工件各加工面的位置精度易于保證工件各加工面的位置精度 同軸度、工件端面與軸線的垂直度同軸度、工件端面與軸線的垂直度 2. 切削過程比較平穩(wěn)切削過程比較平穩(wěn) 車削過程是連續(xù)進行的車削過程是連續(xù)進行的 切削層公稱橫截面積是不變的切削層公稱橫截面積是不變的 車削時切削力基本上不發(fā)生變化車削時切削力基本上不發(fā)生變化 車削過程比銑削和刨削平穩(wěn)車削過程比銑削和刨削平穩(wěn) 3. 適用于有色金屬零件的精加工適用于有色金屬零件的精加工 4. 刀具簡單刀具簡單 車刀是刀具中最簡單的一種，制造、刃磨車刀是刀具中最簡單的一種，制造、刃磨 和安裝均較方便和安裝均較方便 二、車削的應用二、車削的應用加工表面：加工表面：各種回轉表面各種回轉表面, 如內外圓柱面、內外圓錐面、如內外圓柱面、內外圓錐面、 螺紋、溝槽、端面和成形面等。螺紋、溝槽、端面和成形面等。加工精度：加工精度：可達可達IT8IT7, 表面粗糙度表面粗糙度Ra值為值為1.60.8m。加工零件：加工零件：單一軸、多軸零件單一軸、多軸零件 （IT6-IT5, 0.1-0.4) 車床類型與應用：車床類型與應用： 臥式車床：臥式車床：單件小批生產軸、盤、套零件單件小批生產軸、盤、套零件立式車床：立式車床：直徑大而短的零件直徑大而短的零件轉塔車床：轉塔車床：成批生產外形復雜、有內孔和螺紋的軸套成批生產外形復雜、有內孔和螺紋的軸套自動車床：自動車床：不太復雜的小零件，如螺釘、螺母等不太復雜的小零件，如螺釘、螺母等數(shù)控車床數(shù)控車床： 2 2 鉆、鏜削的工藝特點及其應用鉆、鏜削的工藝特點及其應用 一、鉆削的工藝特點一、鉆削的工藝特點 鉆削時，鉆頭工作部分處在已加工表面的包圍中，工鉆削時，鉆頭工作部分處在已加工表面的包圍中，工作條件比車削外圓困難得多作條件比車削外圓困難得多. 1. 容易產生容易產生“引偏引偏” “引偏引偏”: 指加工時由于鉆頭彎曲指加工時由于鉆頭彎曲 而引起的孔徑擴大、孔而引起的孔徑擴大、孔 不圓或孔的軸線歪斜等。不圓或孔的軸線歪斜等。 “引偏引偏” 原因：原因： 麻花鉆細長、剛度差；麻花鉆細長、剛度差； 鉆心細、剛度差；鉆心細、剛度差； 接觸剛度差、導向差；接觸剛度差、導向差； 前角為負，切削條件差；前角為負，切削條件差； 橫刃產生軸向力，彎曲；橫刃產生軸向力，彎曲； 兩主切削刃不對稱，兩主切削刃不對稱， 背向力不抵消背向力不抵消 減少減少“引偏引偏”的措施：的措施： (1)預鉆錐形定心坑預鉆錐形定心坑 (2)用鉆套為鉆頭導向用鉆套為鉆頭導向 (3)鉆頭的兩個主切削刃刃磨對稱鉆頭的兩個主切削刃刃磨對稱 2. 排屑困難排屑困難影響：影響： 切屑與孔壁發(fā)生較大的摩擦切屑與孔壁發(fā)生較大的摩擦, 擠壓、拉毛和刮傷已擠壓、拉毛和刮傷已 加工表面加工表面, 降低表面質量。降低表面質量。 有時切屑可能阻塞在鉆頭的容屑槽里有時切屑可能阻塞在鉆頭的容屑槽里, 卡死鉆頭。卡死鉆頭。措施：措施：分屑（分屑槽）分屑（分屑槽）3. 切削熱不易傳散切削熱不易傳散 工件吸收的熱量約占工件吸收的熱量約占52.5%, 鉆頭約占鉆頭約占14.5%, 切屑約占切屑約占28%, 介質約占介質約占5%左右。左右。 切屑、刀具與工件之間的摩擦很大。切屑、刀具與工件之間的摩擦很大。 二、鉆削的應用二、鉆削的應用 鉆削精度：鉆削精度：12.5m 適用于粗加工適用于粗加工: 螺釘孔、油孔；攻絲前；預加工螺釘孔、油孔；攻絲前；預加工 單件小批：單件小批：D13mm: 臺式床臺式床; D80100mm)、內成形面或孔、內成形面或孔內環(huán)槽等內環(huán)槽等, 鏜削是唯一合適的加工方法。鏜削是唯一合適的加工方法。 鏜孔精度鏜孔精度：一般達：一般達IT8IT7, Ra0.81.6m; 精細鏜時精細鏜時, IT7IT6, Ra0.20.8m。 孔可以在多種機床上進行。回轉體零件上的孔多在車孔可以在多種機床上進行。回轉體零件上的孔多在車床上加工床上加工, 箱體類零件上的孔或孔系箱體類零件上的孔或孔系(即要求相互平行或垂即要求相互平行或垂直的若干個孔直的若干個孔)則常用鏜床加工。則常用鏜床加工。 鏜刀：鏜刀：單刃鏜刀、多刃鏜刀單刃鏜刀、多刃鏜刀 1. 單刃鏜刀鏜孔單刃鏜刀鏜孔 單刃鏜刀刀頭的結構與車刀類似單刃鏜刀刀頭的結構與車刀類似 特點：特點： (1) 適應性較廣適應性較廣, 靈活性較大靈活性較大 (2) 可以校正原有孔的軸線歪斜或位置偏差可以校正原有孔的軸線歪斜或位置偏差 (3) 生產率較低生產率較低 （單刃鏜刀的剛度比較低）（單刃鏜刀的剛度比較低） 應用：應用：單件小批生產單件小批生產 2. 多刃鏜刀鏜孔多刃鏜刀鏜孔 多刃鏜刀：多刃鏜刀：如圖。可調浮動鏜刀片、兩個主切削刃。如圖?？烧{浮動鏜刀片、兩個主切削刃。 工作情況：工作情況：鏜刀片插在鏜桿的長方孔中，并能在垂直鏜刀片插在鏜桿的長方孔中，并能在垂直 與鏜桿軸線的方向上自由滑動，有兩個對稱與鏜桿軸線的方向上自由滑動，有兩個對稱 的切削刃產生切削力，自動平衡其位置。的切削刃產生切削力，自動平衡其位置。 特點：特點： (1) (1) 加工質量高加工質量高 (2) (2) 生產率高生產率高圖圖317 浮動鏜刀片及其工作情況浮動鏜刀片及其工作情況 (3)(3) 刀具成本高刀具成本高應用應用: 批量生產、精加工批量生產、精加工箱體零件上的直徑較箱體零件上的直徑較大的孔大的孔3 3 刨、拉削的工藝特點及其應用刨、拉削的工藝特點及其應用 n 刨削是平面加工的主要方法之一。刨削是平面加工的主要方法之一。n 常見的刨床類機床有牛頭刨床、龍門刨床和插床等。常見的刨床類機床有牛頭刨床、龍門刨床和插床等。一、刨削的工藝特點一、刨削的工藝特點 1. 通用性好通用性好 （刨床、刀具）（刨床、刀具） 2.生產率較低生產率較低 刨削的主運動為往復直線運動刨削的主運動為往復直線運動, 反向時受慣性力的影響反向時受慣性力的影響, 加之刀具切入和切出時有沖擊加之刀具切入和切出時有沖擊, 限制了切削速度的提高。限制了切削速度的提高。 單刃刨刀實際參加切削的切削刃長度有限單刃刨刀實際參加切削的切削刃長度有限,一個表面往一個表面往往要經過多次行程才能加工出來往要經過多次行程才能加工出來, 基本工藝時間較長。基本工藝時間較長。 刨刀返回行程時不進行切削刨刀返回行程時不進行切削, 增加了輔助時間。增加了輔助時間。 加工精度：加工精度：IT8IT8IT7, RaIT7, Ra1.61.66.3m6.3m。 二、刨削的應用二、刨削的應用 應用應用：主要用在單件、小批生產：主要用在單件、小批生產 加工加工平面平面、直槽直槽、加工、加工齒條齒條、齒輪、齒輪、 花鍵花鍵和母線為直線的成形面等和母線為直線的成形面等 圖圖319 刨削的主要應用刨削的主要應用牛頭刨床：牛頭刨床：最大刨削長度一般不超過最大刨削長度一般不超過 1000mm, 因此只適于加因此只適于加 工中、小型工件。工中、小型工件。龍門刨床：龍門刨床：主要用來加工大型工件主要用來加工大型工件, 或或 同時加工多個中、小型工件。同時加工多個中、小型工件。插床：插床：又稱立式牛頭刨床又稱立式牛頭刨床。 主要用來加工工件的內表面主要用來加工工件的內表面, 如如 鍵槽鍵槽(圖圖3-20)、花鍵槽等、花鍵槽等, 也可用也可用 于加工多邊形孔于加工多邊形孔, 如四方孔、六方如四方孔、六方 孔等。特別適于加工盲孔或有障孔等。特別適于加工盲孔或有障 礙臺肩的內表面。礙臺肩的內表面。 三、拉削三、拉削 拉削可以認為是刨削的進一步發(fā)展。拉削可以認為是刨削的進一步發(fā)展。工作情況：工作情況：它是利用它是利用多齒的拉刀多齒的拉刀, 逐齒依次從工件上切下逐齒依次從工件上切下 很薄的金屬層很薄的金屬層, 使表面達到較高的精度和較小使表面達到較高的精度和較小 的粗糙度值。的粗糙度值。 推刀推刀拉削所用的機床稱為拉床拉削所用的機床稱為拉床, 推削推削則多在壓力機上進行。則多在壓力機上進行。拉削特點：拉削特點： (1) 生產率高生產率高 一次工作行程中能完成粗一次工作行程中能完成粗半精半精精加工精加工 (2) 加工精度高、表面粗糙度較小加工精度高、表面粗糙度較小 (如圖）（拉刀、速度）如圖）（拉刀、速度） (3) 拉床結構和操作比較簡單拉床結構和操作比較簡單 (4) 拉刀價格昂貴拉刀價格昂貴 (5) 加工范圍較廣加工范圍較廣 （如下頁圖）（如下頁圖）應用：應用：成批大量生產、大的復合面、形狀復雜成批大量生產、大的復合面、形狀復雜4 4 銑削的工藝特點及其應用銑削的工藝特點及其應用 銑削也是平面的主要加工方法之一。銑床的種類很多銑削也是平面的主要加工方法之一。銑床的種類很多,常用的是升降臺臥式銑床和立式銑床。常用的是升降臺臥式銑床和立式銑床。一、銑削的工藝特點一、銑削的工藝特點 1. 生產率較高生產率較高 （多齒、主運動為旋轉高速銑削）（多齒、主運動為旋轉高速銑削） 2. 容易產生振動容易產生振動 （刀齒切入切出沖擊、每個刀齒的切削（刀齒切入切出沖擊、每個刀齒的切削 層厚度隨刀齒位置的不同而變化銑層厚度隨刀齒位置的不同而變化銑 削力變化）削力變化） 3. 刀齒散熱條件較好刀齒散熱條件較好 二、銑削方式二、銑削方式 1. 周銑法周銑法 周銑法周銑法: 用圓柱銑刀的圓周刀齒加工平面用圓柱銑刀的圓周刀齒加工平面. 逆銑：逆銑：切削部位刀齒的旋轉方向和工件的進給方向相反切削部位刀齒的旋轉方向和工件的進給方向相反 順銑：順銑：相同相同 比較比較切削厚度切削厚度(每個齒每個齒)刀具刀具磨損磨損表面表面質量質量減振減振(FfN) 工件竄動工件竄動(FN)與進給方向與進給方向逆銑逆銑由小由小大大大大差差差差小、相反小、相反順銑順銑由大由大小小小小好好好好大、相同大、相同 在生產中仍多采用逆銑法在生產中仍多采用逆銑法 2. 端銑法端銑法 端銑法：用端銑刀的端面刀齒加工平面。端銑法：用端銑刀的端面刀齒加工平面。 對稱銑削法：對稱銑削法：根據(jù)銑刀和工件相對位置的不同根據(jù)銑刀和工件相對位置的不同, 不對稱銑削法：不對稱銑削法： 端銑法可以通過調整銑刀和工件的相對位置，端銑法可以通過調整銑刀和工件的相對位置，調節(jié)刀齒切入和切出時的切削層厚度，從調節(jié)刀齒切入和切出時的切削層厚度，從 而達到改善銑削過程的目的。而達到改善銑削過程的目的。 3. 周銑法與端銑法的比較周銑法與端銑法的比較 比比 較較周銑周銑端銑端銑同時工作的同時工作的刀齒數(shù)刀齒數(shù)僅有僅有1-2個個較多較多加工余量加工余量相當于銑削寬度相當于銑削寬度(ae)相當于銑削深度相當于銑削深度(ap)切削過程切削過程不平穩(wěn)不平穩(wěn)平穩(wěn)平穩(wěn)刀具耐用刀具耐用小小 (切削厚度、后刀面切削厚度、后刀面)大大加工質量加工質量低、表面粗糙低、表面粗糙高、修光刀齒高、修光刀齒在平面的銑削中，目前大都采用端銑法；在平面的銑削中，目前大都采用端銑法；周銑法的適用性廣，多種形式銑刀，除平面外，可進行溝周銑法的適用性廣，多種形式銑刀，除平面外，可進行溝 槽、齒形和成型面的加工槽、齒形和成型面的加工三三. 銑削的應用銑削的應用 應用：平面、溝槽、成型面應用：平面、溝槽、成型面 精度：精度：IT8 - IT7 Ra = 1.6 3.2mm 升降臺銑床：升降臺銑床：單件、小批，中、小型工件單件、小批，中、小型工件 工作臺不升降銑床：工作臺不升降銑床：中、大型工件中、大型工件 龍門銑床：龍門銑床：大型工件或同時加工多個中小型工件大型工件或同時加工多個中小型工件 5 5 磨削的工藝特點及其應用磨削的工藝特點及其應用 磨削：磨削：用砂輪或其他磨具加工工件。用砂輪或其他磨具加工工件。 磨床：磨床：外圓磨床、內圓磨床和平面磨床等。外圓磨床、內圓磨床和平面磨床等。 切削工具：切削工具： 砂輪：砂輪： 磨料磨料 + 結合劑結合劑 砂輪的組成要素：砂輪的組成要素： 包括磨料、粒度、硬度、包括磨料、粒度、硬度、 結合劑、組織以及形狀結合劑、組織以及形狀 和尺寸等。和尺寸等。 一、磨削過程一、磨削過程 三個階段：三個階段：（1）劃擦：）劃擦：磨粒從工件表面滑擦而過磨粒從工件表面滑擦而過, 只有彈性變形只有彈性變形 而無切屑。而無切屑。（2 2）刻劃：）刻劃：磨粒切入工件表層磨粒切入工件表層, 刻劃出溝痕并形成隆起刻劃出溝痕并形成隆起 （3）切削：）切削：切削層厚度增大到某一臨界值切削層厚度增大到某一臨界值, 切下切屑。切下切屑。 切屑：切屑：正常切屑正常切屑 + 金屬微塵金屬微塵砂輪的砂輪的“自銳性自銳性”：磨粒破碎磨粒破碎 磨粒脫落磨粒脫落砂輪修整：砂輪修整：恢復切削能力恢復切削能力 外形精度外形精度二、磨削的工藝特點二、磨削的工藝特點 1.1. 精度高、表面粗糙度小精度高、表面粗糙度小 ： IT7IT6, Ra0.20.8m, Ra0.0080.1m。2. 2. 砂輪有自銳作用砂輪有自銳作用3.3. 背向磨削力背向磨削力 Fp 較大較大 4.4. 磨削溫度高磨削溫度高: 切削速度大、摩擦大、傳熱差，切削速度大、摩擦大、傳熱差， 8001000C 切削液：切削液：三、磨削的應用和發(fā)展三、磨削的應用和發(fā)展 磨削可加工的材料：磨削可加工的材料： 一般結構材料：鑄鐵、碳鋼、合金鋼一般結構材料：鑄鐵、碳鋼、合金鋼 難切削的材料：淬硬鋼、硬質合金、陶瓷、玻璃難切削的材料：淬硬鋼、硬質合金、陶瓷、玻璃 磨削可加工的表面：磨削可加工的表面： 外圓面、內孔、平面、成形面、羅紋、齒輪齒形外圓面、內孔、平面、成形面、羅紋、齒輪齒形 刀具刃磨刀具刃磨 磨削精度：磨削精度：半精加工和精加工半精加工和精加工1. 外圓的磨削外圓的磨削2. 孔的磨削孔的磨削 特點特點:可加工淬硬的孔可加工淬硬的孔保證孔的尺寸精度和表面精度、保證孔的尺寸精度和表面精度、 位置精度和軸的直線度位置精度和軸的直線度 可磨削不同直徑的孔可磨削不同直徑的孔 生產率低生產率低3. 平面磨削平面磨削 周磨周磨: 端磨端磨:第四章第四章 精密加工和特種加工簡介精密加工和特種加工簡介 1 1 精整和光整加工精整和光整加工精整加工精整加工: : 指在精加工之后從工件上切除很薄的材料層指在精加工之后從工件上切除很薄的材料層, , 以提高工件精度和減小表面粗糙度為目的的以提高工件精度和減小表面粗糙度為目的的 加工方法。（加工方法。（IT6IT5)IT6IT5) 如如: : 研磨、珩磨研磨、珩磨等等光整加工光整加工: : 指不切除或從工件上切除極薄層材料層指不切除或從工件上切除極薄層材料層, ,以減以減 小工件表面粗糙度為目的的加工方法。小工件表面粗糙度為目的的加工方法。(Ra0.2)(Ra0.2) 如：如：超級光磨、拋光超級光磨、拋光等等 一、研磨一、研磨 在在研具研具與工件間置以與工件間置以研磨劑研磨劑，對工件表面，對工件表面 進行精整加工的進行精整加工的 方法。方法。1. 加工原理加工原理 加工原理加工原理: 研磨時，研具在一定壓力作用下與工件表面研磨時，研具在一定壓力作用下與工件表面之間作復雜的相對運動，通過研磨劑的機械及化學作用之間作復雜的相對運動，通過研磨劑的機械及化學作用從工件表面上切除很薄的一層材料，從而達到很高的精從工件表面上切除很薄的一層材料，從而達到很高的精度和很小的粗糙度。度和很小的粗糙度。 研具材料：研具材料：應比工件材料軟，以便部分應比工件材料軟，以便部分磨粒磨粒在研磨過程在研磨過程中能嵌入研具表面，對工件表面進行研磨。中能嵌入研具表面，對工件表面進行研磨。 常用材料：常用材料：鑄鐵鑄鐵、軟鋼、黃銅、塑料、硬木、軟鋼、黃銅、塑料、硬木研磨劑：研磨劑： 磨料：磨料： 作用：起機械切削作用作用：起機械切削作用 材料：剛玉、碳化硅材料：剛玉、碳化硅 粒度：粗研粒度：粗研80-100#, 精研精研150-240# 研磨液：研磨液： 作用：冷卻、潤滑，使磨料均勻分布在研具表面作用：冷卻、潤滑，使磨料均勻分布在研具表面 材料：煤油、汽油、機油材料：煤油、汽油、機油 輔助填料輔助填料： 作用：使金屬表面產生極薄的、較軟的化合物薄膜，作用：使金屬表面產生極薄的、較軟的化合物薄膜， 以便工件表面凸峰容易被磨粒切除，以便工件表面凸峰容易被磨粒切除， 提高研磨效率和表面質量。提高研磨效率和表面質量。 材料：硬脂酸、油酸等化學活性物質材料：硬脂酸、油酸等化學活性物質 研磨方法：研磨方法： 手工研磨：手工研磨： 機械研磨：機械研磨： 2. 研磨特點及應用研磨特點及應用 特點特點: (1) 簡便可靠簡便可靠: 設備設備(研磨機，車床，鉆床研磨機，車床，鉆床) 及研具簡便及研具簡便 (2) 高的尺寸和形狀精度，低的粗糙度高的尺寸和形狀精度，低的粗糙度 誤差小到誤差小到0.1-0.3m m，0.025m m (3) 生產率低生產率低 應用應用: : 常見的表面；常見的表面； 精密配合偶件（如閥心與閥體）；精密配合偶件（如閥心與閥體）； 精密件的最終加工精密件的最終加工 二、珩磨二、珩磨 利用帶油石的珩磨頭對利用帶油石的珩磨頭對孔孔進行精整加工的方法。進行精整加工的方法。1. 加工原理加工原理 油石從工件表面切除一層極油石從工件表面切除一層極薄的金屬，油石在工件表面上薄的金屬，油石在工件表面上的切削軌跡是交叉而不重復的的切削軌跡是交叉而不重復的網(wǎng)紋，故可獲很高的精度和很網(wǎng)紋，故可獲很高的精度和很小的表面粗糙度。小的表面粗糙度。切削液切削液(珩磨液珩磨液): 作用：排除切屑與切削熱作用：排除切屑與切削熱 材料：煤油、機油、水材料：煤油、機油、水 2. 珩磨特點及應用珩磨特點及應用 特點特點: (1) 生產率高生產率高: : 多個磨條多個磨條, ,磨粒刃口鋒利磨粒刃口鋒利) ) (2) 高的尺寸和形狀精度，低的粗糙度高的尺寸和形狀精度，低的粗糙度 (3) 珩磨表面耐磨損珩磨表面耐磨損 (4) 珩磨頭結構復雜珩磨頭結構復雜 (5) 不宜加工有色金屬件不宜加工有色金屬件 應用應用: : 主要用于孔的精整加工主要用于孔的精整加工 也可加工外圓面、平面、球面和齒面也可加工外圓面、平面、球面和齒面 三、超級光磨三、超級光磨 用裝有細磨粒、低硬度油石的磨頭，在一定壓力下用裝有細磨粒、低硬度油石的磨頭，在一定壓力下對工件表面進行光整加工的方法。對工件表面進行光整加工的方法。1. 加工原理加工原理 加工原理：加工原理： 工件旋轉工件旋轉, 油石輕壓于工件油石輕壓于工件表面表面, 作軸向進給與微小振動作軸向進給與微小振動, 從而對工件微觀不平的表面進從而對工件微觀不平的表面進行光磨。行光磨。光磨液：光磨液： 材料：煤油加錠子油材料：煤油加錠子油 作用：冷卻潤滑、清除切屑作用：冷卻潤滑、清除切屑 形成形成油膜油膜 油膜的形成：油膜的形成：(如圖如圖) 作用：作用：自動停止切削自動停止切削 2. 超級光磨的特點及應用超級光磨的特點及應用 特點：特點：(1) 設備簡單、操作方便設備簡單、操作方便 (2) 加工余量極小加工余量極小 3-10 m m (3) 生產率高生產率高 (4) 表面質量好：表面質量好：Ra 5-10 (5) 圓錐孔，如銷孔圓錐孔，如銷孔一、孔的技術要求一、孔的技術要求 (1) 本身精度本身精度 (2) 位置精度位置精度 (3) 表面質量表面質量二二. 孔的加工方案分析孔的加工方案分析 加工方法：加工方法： 鉆、擴、鉸、鏜、拉、磨鉆、擴、鉸、鏜、拉、磨 加工方案：加工方案： 考慮：孔的大小與深度、精度與表面要求考慮：孔的大小與深度、精度與表面要求 工件的材料、形狀尺寸、重量、批量工件的材料、形狀尺寸、重量、批量 精加工：精加工：鉸孔、拉孔鉸孔、拉孔 中、小直徑中、小直徑 精鏜、精磨精鏜、精磨中、大直徑中、大直徑 工件材料：工件材料：淬硬淬硬 磨削磨削 精整加工：精整加工：珩磨、研磨珩磨、研磨 框圖：框圖： 1. 在實體材料上加工孔的典型方案在實體材料上加工孔的典型方案 2. 對鑄對鑄(鍛鍛)件上已鑄件上已鑄(鍛鍛)出的孔進行加工出的孔進行加工 3 3 平面平面的加工的加工 平面是盤形和板形零件的主要表面，據(jù)作用平面是盤形和板形零件的主要表面，據(jù)作用 不同，分為不同，分為: (1) 非結合面非結合面 (2) 結合面和重要結合面，如零部件的固定連接平面結合面和重要結合面，如零部件的固定連接平面 (3) 導向平面，如機床的導軌面導向平面，如機床的導軌面 (4) 精密測量工具的工作面精密測量工具的工作面 平面的作用不同平面的作用不同, 其技術要求也不相同其技術要求也不相同, 加工方案加工方案也不同也不同 一、平面的技術要求一、平面的技術要求 對平面本身的尺寸精度要求不高，對平面本身的尺寸精度要求不高， (1) 形狀精度形狀精度 如平面度和直線度等如平面度和直線度等 (2) 位置精度位置精度 如平面之間的尺寸精度如平面之間的尺寸精度 及平行度、垂直度及平行度、垂直度 (3) 表面質量表面質量 二、平面加工方案分析二、平面加工方案分析 方法方法: 車、銑、刨、磨、拉削等，研磨車、銑、刨、磨、拉削等，研磨 回轉零件端面回轉零件端面: 車、磨車、磨 其它類型平面：刨、銑其它類型平面：刨、銑 淬硬平面：磨淬硬平面：磨 拉削：大批生產、加工技術要求較高、面積不大拉削：大批生產、加工技術要求較高、面積不大 框圖：框圖： 4 4 成型面成型面的加工的加工 成型面：成型面：如機床的手把、凸輪、葉片等如機床的手把、凸輪、葉片等一、成型面的技術要求一、成型面的技術要求 包括：尺寸精度、形位精度、表面質量包括：尺寸精度、形位精度、表面質量 首先要滿足首先要滿足表面形狀表面形狀的要求的要求二、成型面加工方法的分析二、成型面加工方法的分析 方法：方法：車、銑、刨、拉、磨削車、銑、刨、拉、磨削 兩種基本方式兩種基本方式： (1) 用成型刀具加工用成型刀具加工 用切削刃形狀與工件廓形相符合的刀具用切削刃形狀與工件廓形相符合的刀具, 直接直接 加工出成型面加工出成型面. 特點特點: 機床運動和結構簡單機床運動和結構簡單, 操作方便操作方便 刀具制造、刃磨復雜刀具制造、刃磨復雜 受工件成型面尺寸限制受工件成型面尺寸限制(2) 利用刀具和工件作相對運動加工利用刀具和工件作相對運動加工 如圖如圖. 特點特點:機床運動和結構復雜機床運動和結構復雜刀具簡單刀具簡單加工成型面尺寸范圍較大加工成型面尺寸范圍較大 成型面的加工方法的成型面的加工方法的選擇選擇, 應根據(jù)零件的尺寸、應根據(jù)零件的尺寸、形狀及生產批量來選擇。形狀及生產批量來選擇。 5 5 螺紋螺紋的加工的加工 螺紋的形式：螺紋的形式： (1) 緊固螺紋：緊固螺紋： 普通螺紋、管螺紋普通螺紋、管螺紋 牙型：牙型：三角形三角形 要求：要求：可旋入性、密封性和連接的可靠可旋入性、密封性和連接的可靠性性 (2) 傳動螺紋：傳動螺紋： 牙型：牙型：梯形或鋸齒形梯形或鋸齒形 要求：要求：傳動準確可靠、耐磨傳動準確可靠、耐磨一、螺紋的技術要求一、螺紋的技術要求 尺寸、形位精度、表面質量；尺寸、形位精度、表面質量； 對緊固螺紋：中徑與頂徑的精度（大、小徑）對緊固螺紋：中徑與頂徑的精度（大、小徑） 對傳動螺紋：對傳動螺紋： .，螺距和牙型角的精度，螺距和牙型角的精度 二、螺紋加工方法分析二、螺紋加工方法分析 機床：機床：車床、鉆床、螺紋銑床、螺紋磨床車床、鉆床、螺紋銑床、螺紋磨床 方法：方法：如下表。如下表。 1. 攻絲和套扣攻絲和套扣 2. 車螺紋車螺紋 螺紋車削：螺紋車削： 屬成型面車削屬成型面車削 刀具：刀具： 成型刀具，（如螺紋梳刀）。成型刀具，（如螺紋梳刀）。 特點特點: 通用設備、刀具簡單通用設備、刀具簡單 可加工各種形狀、尺寸及精度的內、外可加工各種形狀、尺寸及精度的內、外 螺紋生產率低螺紋生產率低 3. 銑螺紋銑螺紋 應用應用: 成批量生產成批量生產 機床機床: 螺紋銑床螺紋銑床 方式方式: (1) 用盤形銑刀銑削用盤形銑刀銑削 用于加工尺寸較大的用于加工尺寸較大的 傳動螺紋傳動螺紋. (2) 用梳形銑刀銑削用梳形銑刀銑削 用于加工短而螺距不用于加工短而螺距不 大的三角形內、外螺紋大的三角形內、外螺紋. 加工精度低加工精度低4. 磨螺紋磨螺紋 應用應用: 淬硬螺紋的精加工淬硬螺紋的精加工, 如絲錐如絲錐螺紋量規(guī)等螺紋量規(guī)等 機床機床: 螺紋磨床螺紋磨床 方法方法: (1)單線砂輪磨削單線砂輪磨削: 砂輪修整方便、精度高、可加工較長螺紋砂輪修整方便、精度高、可加工較長螺紋 (2)多線多線: 困難、困難、短短 6 6 齒輪齒形齒輪齒形的加工的加工一、齒輪的技術要求一、齒輪的技術要求: 除要求除要求尺寸精度、形位精度尺寸精度、形位精度和和表面質量表面質量外，外， (1) 傳遞運動的準確性傳遞運動的準確性 (2) 傳動的平穩(wěn)性傳動的平穩(wěn)性 瞬時傳動比瞬時傳動比 (3) 載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性 嚙合時齒面接觸良好嚙合時齒面接觸良好 (4) 傳動側隙傳動側隙 嚙合時非工作齒面應有一定間隙嚙合時非工作齒面應有一定間隙 不同齒輪因用途和工作條件不同有不同的技術要求不同齒輪因用途和工作條件不同有不同的技術要求 齒輪結構形式齒輪結構形式: 圓柱齒輪圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪蝸桿等、錐齒輪、蝸輪蝸桿等 齒形齒形: 漸開線漸開線、擺線、圓弧、擺線、圓弧 齒輪精度齒輪精度: 漸開線圓柱齒輪漸開線圓柱齒輪 0-12個等級，精度由高到低。個等級，精度由高到低。 7級級為基本級為基本級 齒輪副中兩個齒輪的精度等級齒輪副中兩個齒輪的精度等級一一 般取成相同般取成相同 二、齒輪齒形加工方法的分析二、齒輪齒形加工方法的分析 加工方法：加工方法：切削加工：切削加工：主要方法主要方法 鑄造：鑄造：精度低精度低 軋制：軋制：精度低、生產率高、機械性能高精度低、生產率高、機械性能高 切削加工方法分類切削加工方法分類：按加工原理不同分，按加工原理不同分， (1) 成型法：成型法：用與齒輪的齒間形狀相符的成型刀具直接加工用與齒輪的齒間形狀相符的成型刀具直接加工 (仿形法仿形法) 如如銑齒、成型法磨齒銑齒、成型法磨齒 (2) 展成法：展成法： 利用齒輪刀具與被切齒輪的嚙合運動利用齒輪刀具與被切齒輪的嚙合運動(展成運動展成運動) (范成法范成法) 切出齒形的方法切出齒形的方法. (包絡法包絡法) 如如插齒、滾齒、剃齒和展成法磨齒插齒、滾齒、剃齒和展成法磨齒 加工方法的選擇：加工方法的選擇：取決于齒輪精度、齒面粗糙度要求，取決于齒輪精度、齒面粗糙度要求， 齒輪的形狀、結構、尺寸、材料和熱處理狀態(tài)齒輪的形狀、結構、尺寸、材料和熱處理狀態(tài)1. 銑齒銑齒 銑齒銑齒: 利用成型銑刀利用成型銑刀, 在萬能銑床上加工齒輪齒形在萬能銑床上加工齒輪齒形. 齒輪銑刀齒輪銑刀: 盤形齒輪銑刀盤形齒輪銑刀(m10) 加工完一個齒間后加工完一個齒間后, 進行分度進行分度, 再銑下一個齒間再銑下一個齒間. 銑齒特點銑齒特點: 成本低：成本低： 通用銑床、刀具簡單通用銑床、刀具簡單 生產率低：每個齒都消耗切入、切出、退刀、分度時間生產率低：每個齒都消耗切入、切出、退刀、分度時間 精度較低精度較低精度取決于銑刀的齒形精度；銑刀形狀與齒精度取決于銑刀的齒形精度；銑刀形狀與齒 輪模數(shù)有關。（見表）輪模數(shù)有關。（見表） 分度頭分度精度不高。分度頭分度精度不高。 應用：應用： 可加工直齒、斜齒、人字齒圓柱齒輪，齒條，錐齒輪可加工直齒、斜齒、人字齒圓柱齒輪，齒條，錐齒輪 單件、小批、精度不高的低速齒輪單件、小批、精度不高的低速齒輪2. 插齒和滾齒插齒和滾齒 展成法加工。所用刀具和機床不同。展成法加工。所用刀具和機床不同。(1) 插齒原理及運動插齒原理及運動 插齒原理：插齒原理：按一對圓柱齒輪相嚙合按一對圓柱齒輪相嚙合 的原理進行加工的原理進行加工. 插齒刀插齒刀：高速鋼制造：高速鋼制造, 前角、后角、切削刃。前角、后角、切削刃。Chazhi.avi 插齒運動：插齒運動： 用直齒插齒刀插圓柱齒輪時，用直齒插齒刀插圓柱齒輪時， 主運動：主運動： 插齒刀的往復直線運動插齒刀的往復直線運動 分齒運動（展成運動分齒運動（展成運動)： 維持插齒刀與被切齒輪之維持插齒刀與被切齒輪之 間嚙合關系的運動間嚙合關系的運動 保證：保證：nw/n0 = z0/zw 徑向進給運動：徑向進給運動：齒深方向齒深方向 讓刀運動：讓刀運動： (2) 滾齒原理及運動滾齒原理及運動 滾齒原理：滾齒原理：按一對螺旋齒輪相嚙合的原理進行加工的。按一對螺旋齒輪相嚙合的原理進行加工的。 齒輪滾刀：齒輪滾刀：高速鋼制造；在螺紋的垂直方向上開出高速鋼制造；在螺紋的垂直方向上開出 若干個容屑槽，形成刀齒及刀刃。若干個容屑槽，形成刀齒及刀刃。 滾齒運動：滾齒運動：滾切直齒圓柱齒輪時，滾切直齒圓柱齒輪時， 主運動：主運動：滾刀的旋轉滾刀的旋轉 分齒運動（展成運動）：分齒運動（展成運動）： 保證：保證：nw/n0 = k/zw k滾刀頭數(shù)滾刀頭數(shù) 軸向進給運動：軸向進給運動： 齒寬方向齒寬方向gunzhichi.avi (3) (3) 插齒和滾齒的特點及應用插齒和滾齒的特點及應用 特點特點: a : a 插齒和滾齒的精度相當插齒和滾齒的精度相當, ,且都比銑齒高且都比銑齒高 （刀具、分齒精度）（刀具、分齒精度） 插、滾齒：插、滾齒：7-87-8級；銑齒：級；銑齒：9 9級級 b b 插齒的齒面粗糙度較小插齒的齒面粗糙度較小 c c 插齒的生產率低于滾齒而高于銑齒插齒的生產率低于滾齒而高于銑齒 （主運動、分齒運動）（主運動、分齒運動） d d 插齒刀和齒輪滾刀加工齒輪齒數(shù)的范圍大插齒刀和齒輪滾刀加工齒輪齒數(shù)的范圍大應用：應用：滾齒應用最廣泛，可加工斜齒圓柱齒輪、蝸輪。滾齒應用最廣泛，可加工斜齒圓柱齒輪、蝸輪。 插齒，還可加工滾齒難加工的內齒輪、多聯(lián)齒輪插齒，還可加工滾齒難加工的內齒輪、多聯(lián)齒輪 成批大量生產時成批大量生產時 3. 齒輪精加工簡介齒輪精加工簡介 6級精度以上。剃齒、珩齒、磨齒、研齒等級精度以上。剃齒、珩齒、磨齒、研齒等 (1) 剃齒剃齒 原理：原理：展成法展成法 剃齒刀：剃齒刀：斜齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪 應用：應用：低硬度材料低硬度材料(2)珩齒珩齒 原理：原理：與剃齒相同與剃齒相同 珩磨輪：珩磨輪：磨料與環(huán)氧樹脂制成，高齒形精度的斜齒齒輪。磨料與環(huán)氧樹脂制成，高齒形精度的斜齒齒輪。 應用：應用：減少粗糙度減少粗糙度(3)磨齒磨齒 成型法成型法: 方法方法: 與銑削相似與銑削相似 精度精度: 低低 應用應用: 很少很少 展成法展成法 雙斜邊砂輪磨齒雙斜邊砂輪磨齒: 齒輪齒條嚙合運動齒輪齒條嚙合運動 蝶形砂輪磨齒蝶形砂輪磨齒: 復習題復習題:(1)何謂鉆孔時的何謂鉆孔時的“引偏引偏”？試舉出幾種減小引偏？試舉出幾種減小引偏 的措施。的措施。(2)一般情況下，刨削的生產率為什么比銑削低？一般情況下，刨削的生產率為什么比銑削低？(3)用周銑法銑削平面時，從理論上分析順銑比逆用周銑法銑削平面時，從理論上分析順銑比逆銑有哪些優(yōu)點？實際生產中，目前多采用哪種銑有哪些優(yōu)點？實際生產中，目前多采用哪種銑削方式？為什么？銑削方式？為什么？(4)既然砂輪在磨削過程中有自銳作用，為什么來既然砂輪在磨削過程中有自銳作用，為什么來要進行修整？要進行修整？(1)試說明研磨、珩磨、超級光磨和拋光的加工原試說明研磨、珩磨、超級光磨和拋光的加工原理。理。(1)在零件的加工過程中，為什么常把粗加工和在零件的加工過程中，為什么常把粗加工和 精加工分開進行？精加工分開進行？ (2)按加工原理不同，齒輪齒形加工可分為哪兩大按加工原理不同，齒輪齒形加工可分為哪兩大類？類？(3)插齒和滾齒的精度和生產率為什么比銑齒高？插齒和滾齒的精度和生產率為什么比銑齒高？