六七-燕山大学机械工程学院

五、刨削加工1.定义：用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法称为刨削加工。2.铣削加工机床：牛头刨床：加工中小型工件龙门刨床：加工大型工件或同时加工多个中型工件3.加工对象：平面（水平面、垂直面、斜面）、沟槽（直角槽、V形槽、燕尾槽、T形槽）、直线型成形面刨削种类尺寸公差等级表面粗糙度Ra粗刨IT12～IT1125～12.5μm半精刨IT10～IT96.3～3.2μm精刨IT8～IT73.2～1.6μm（直线度可达0.04~0.08mm/m）4.刨削特点（与铣削相比较）：（1）加工质量一般同等级，精粗、精加工后均可达到中等精度。但二者又略有区别，加工大平面时，刨削因无明显接刀痕而优于铣削。（2）生产率一般铣削高于刨削，但加工窄长平面除外。（3）加工范围铣削比刨削广泛的多。（4）工时成本铣削高于刨削。（5）应用（生产批量）铣削比刨削广泛。4.插削孔内单键槽：首先在工件孔的端面上划出键槽加工线，采用卡盘或压板螺栓装卡，将工件安装在插床圆形工作台上，并找正使工件孔的轴线与圆形工作台的回转轴线重合。键槽插刀一般采用平头成形插刀。当键槽宽度较小时，可用宽度等于槽宽的插刀，一次走刀插到槽宽尺寸。七、拉削加工（1）定义：用拉刀加工工件内、外表面的方法称为拉削加工。（2）机床：卧式拉床、立式拉床（3）主运动：拉刀的直线运动。无进给运动，其进给靠拉刀每齿升高量来实现。（4）加工范围：内表面（各种型孔）、外表面（平面、半圆弧面、组合表面等）六、插削加工1.定义：用插刀对工件作垂直相对直线往复运动的切削加工方法称为插削加工。2.机床：插床（“立式刨床”）3.加工范围：单件小批量生产中零件的某些内表面及外表面。1.拉圆孔拉削孔径一般为8～125mm，孔的深径比L/D≤5。工件不需要夹紧，只以已加工过的一个端面为支承面。工件端面与拉削孔的轴线不垂直时，依靠图中所示的球面浮动支承装置自动调节，始终使受力方向与端面垂直，以防止拉刀崩刃和折断。装置中的弹簧是为了保持球面贴合，避免从装置体上脱落。2.拉孔内单键槽键槽拉刀为扁平状，上部为刀齿。与工件的正确位置由导套保证。导套的圆柱1插入拉床端部的孔内，圆柱2套放工件，矩形槽3与键槽拉刀刀体宽度一致，并按滑动配合选取。键槽拉刀工作时由矩形槽定位、导向。拉刀底部垫有一定厚度的垫片，以便调节工作键槽的深度，并用它来补偿键槽拉刀重磨后齿高的减少量。3.拉平面平面拉刀可做成整体式（加工较小平面），但更多做成镶齿式（加工大平面），镶嵌硬质合金刀片，以提高拉削速度，且便于刃磨合调整。拉削可加工单一的敞开的平面，也可加工组合平面。拉削加工特点：（1）拉削在一次行程内完成粗、精加工，生产率很高；（2）切削稳定，加工质量好（拉刀属于定形刀具，拉床采用液压传动）；（3）刀具制造复杂，工时成本高；（4）拉圆孔与精车孔和精镗孔相比，适应性差。（5）广泛应用于大批大量生产中。第五节磨削加工方法综述用砂轮或涂覆磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削加工。一般在磨床上进行。磨削加工可分为普通磨削、无心磨削、高效磨削、低粗糙度磨削和砂带磨削等。一、普通磨削（1）机床：普通磨床（2）加工范围：外圆、内圆、锥面、平面（3）按照砂轮粒度号和切削用量的不同，普通磨削可分为粗磨和精磨。粗磨的尺寸公差等级为IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为0.8~0.4μm；精磨的尺寸公差等级为IT6～IT5，表面粗糙度Ra值为0.4~0.2μm。1.磨外圆（1）机床：普通外圆磨床、万能外圆磨床（2）磨削方法：纵磨法和横磨法纵磨法：加工精度高，Ra值较小，生产率低，广泛用于各种类型的生产中；横磨法：加工精度低，Ra值较大，生产率高，只适用于大批量生产中磨削刚度较好、精度较低、长度较短的轴类零件上的外圆表面和成形面。2.磨内圆（包括内锥面）（1）机床：内圆磨床、万能外圆磨床（2）特点：①由于磨内圆砂轮受孔径限制，切削速度难以达到磨外圆的速度；②砂轮轴直径小，悬伸长，刚度差，易弯曲变形和振动，且只能采用较小的背吃刀量；③砂轮与工件成内切圆接触，接触面积大，磨削热多，散热条件差，表面易烧伤；④磨内圆比磨外圆生产率低，加工精度和表面质量难以控制。3.磨平面（1）机床：平面磨床（2）加工方法：周磨法、端磨法①周磨法：加工精度高，表面粗糙度Ra值小，但生产率较低，多用于单件小批生产中，大批大量生产中亦可使用。②端磨法：生产率较高，但加工质量略差于周磨法，多用于大批大量生产中磨削精度要求不太高的平面。二、无心磨削（1）机床：无心磨床（2）加工方法：纵磨法、横磨法1.无心纵磨法大轮为工作砂轮，起切削作用。小轮为导轮，无切削能力。两轮与托板构成V形定位面托住工件。由于导轮的轴线与砂轮轴线倾斜β角（β＝1°～6°），v导分解成v工和v进。v工带动工件旋转，v进带动工件轴向移动。为使导轮与工件直线接触，把导轮圆周表面的母线修整成双曲线。无心纵磨法主要用于大批量生产中磨削细长光滑轴、销钉、小套等零件的外圆。2.无心横磨法导轮的轴线与砂轮轴线平行，工件不作轴向移动。无心横磨法主要用于磨削带台肩而又较短的外圆、锥面和成形面等。三、高效磨削常见加工方法：高速磨削、缓进给深磨削、恒压力磨削、宽砂轮与多砂轮磨削1.高速磨削普通磨削砂轮线速度通常在30～35m/s以内。当砂轮线速度提高到45m/s以上时称为高速磨削。生产率可提高30％～40％，砂轮耐用度提高0.7～1倍，工件表面粗糙度Ra值可稳定达到0.8～0.4μm。2.缓进给深磨削缓进给深磨削的深度为普通磨削的100～1000倍，可达3～30mm，是一种强力磨削方法。大多经一次行程磨削完毕。优点：生产率高，砂轮磨损小，磨削质量好。缺点：设备费用高。3.恒力磨削横磨法的特殊形式。磨削时，无论外界因素如磨削余量、工件材料硬度、砂轮钝化程度等如何变化，砂轮始终以预定的压力压向工件，直到磨削结束为止。恒压力磨削加工质量稳定，生产率高，避免砂轮超负荷工作，操作安全。4.宽砂轮与多砂轮磨削宽砂轮磨削是用增大磨削宽度来提高磨削效率的。普通外圆磨削的砂轮宽度为50mm左右，而宽砂轮外圆磨削砂轮的宽度可达300mm，平面磨削可达400mm，无心磨削可达1000mm。宽砂轮外圆磨削采用横磨法，主要用于大批量生产中，如磨削花键轴、电机轴等。尺寸公差等级可达IT6，Ra值可达0.4μm。多砂轮磨削是宽砂轮磨削的另一种形式。主要用于大批量生产中外圆和平面的磨削。近年来，内圆磨床也开始采用这种方法，用来磨削零件上的同轴孔系。四、砂带磨削1.定义：利用砂带，根据加工要求以相应的接触方式对工件进行加工的方法称为砂带磨削。是一种新型高效工艺方法。2.砂带制作特点：砂带所用磨料大多是精选出来的针状磨粒，应用静电植砂工艺，使磨粒均直立于砂带基体且锋刃向上，定向整齐均匀排列，因而磨粒具有良好的等高性，磨粒间容屑空间大，磨粒与工件接触面积小，且可使所有磨粒均参加切削。3.砂带磨削特点：效率高、磨削热少，散热条件好。砂带磨削的工件，其表面变形强化程度和残余应力均大大低于砂轮磨削。4.机床：砂带磨床、卧式车床、立式车床5.加工范围：大、中型尺寸的外圆、内圆、平面五、磨削工艺特点（与普通刀具切削加工相比）：1.加工精度高：磨削属于高速多刃切削，其切削刃刀尖圆弧半径比一般车刀、铣刀、刨刀小的多，能在工件表面切下一层很薄的材料；磨削过程是磨粒切削、刻划和滑擦的综合作用过程，有一定的研磨抛光作用；磨床比一般机床加工精度高，刚度和稳定性好，且具有微量调节机构。2.可加工高硬材料：磨削可加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料，还可加工难切削的高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等难加工材料。但对于塑性很大、硬度很低的有色金属及其合金，因其屑末易堵塞砂轮气孔而使砂轮丧失切削能力，一般不宜磨削，而多采用刀具切削精加工。3.应用越来越广泛：磨削可加工内圆、外圆、平面、锥面、成形面、螺纹、齿形等多种表面，还可刃磨各种刀具。第六节精密加工方法综述精密加工指在一定发展时期，加工精度和表面质量达到较高程度的加工工艺。当前是指零件的加工精度为1～0.1μm，表面粗糙度Ra值为0.1~0.008μm的加工技术，主要指研磨、珩磨、超精加工和抛光等。从广义角度看，也包括刮削、宽刀细刨和金刚石刀具切削等。一、刮削（1）定义：用刮刀刮除工件表面薄层的加工方法。（2）刮削余量：0.05~0.4mm（3）平面刮削的质量常用25mm×25mm方框内均布的点数来衡量。（4）特点：劳动强度大、操作技术要求高、生产率低（5）应用：单件小批生产中加工各种设备的导轨面、要求较高的固定结合面、滑动轴承轴瓦以及平板、平尺等检具。还用于某些外露表面的修饰加工。二、宽刀细刨（1）定义：在普通精刨的基础上，通过改善切削条件，使工件获得较高形状精度和较低表面粗糙度的一种平面精密加工方法。（2）机床：龙门刨床（3）加工方法：低切速（vc5m/min）、大进给量（4）加工条件：机床精度高、刚度好，刀具刃口平直光洁，施用合适切削液（5）应用：成批和大量生产中加工大型工件上精度较高的平面（如导轨面），以代替刮削和导轨磨削。三、研磨（1）定义：利用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的精密加工方法。（2）研磨剂由磨料、研磨液及辅料调配而成。①磨料一般只用微粉。②研磨液用煤油或煤油加机油，起润滑、冷却以及使磨料能均匀分布在研具表面的作用。③辅料指油酸、硬脂酸或工业用甘油等强氧化剂，能使工件表面生成一层极薄的疏松氧化膜，以提高研磨效率。（4）研具（研磨工具），是研磨剂的载体，用以涂敷和镶嵌磨料，发挥切削作用。要求研具材料比待研材料软，常用铸铁做研具。（5）尺寸公差等级IT5～IT3，表面粗糙度值可达0.1~0.008μm1.手工研磨外圆工件安装在车床顶尖间或卡盘上，在加工表面上涂上研磨剂，再把研具套上，工件低速旋转，手握研具轴向往复移动。外圆研具由研磨环和研磨夹组成。2.手工研磨内圆内圆研具由锥度调节杆和开口锥套组成。3.手工研磨平面4.研磨特点：（1）微细性：研磨是在良好的预加工基础上进行的0.01~0.1μm切削；（2）随机性：研磨过程中工件与研具的接触是随机的，可使高点相互修整，逐步减少误差；（3）针对性：手工研磨可通过检测工件，有针对性地变动研磨位置，掌握研磨时间，有效地控制加工质量。研磨不能提高表面间地位置精度，生产率低。5.加工范围：研磨可加工钢、铸铁、铜、铝及其合金、半导体、陶瓷、玻璃、塑料等材料；可加工常见地各种表面，且不需要复杂和高精度设备，方法简便可靠，容易保证质量。四、珩磨1.定义：利用珩磨工具对工件表面施加一定压力，珩磨工具同时做相对旋转和直线往复运动，切除工件极小余量地一种精密加工方法。2.机床：珩床3.加工对象：圆柱孔4.珩磨余量：0.02~0.15mm5.珩磨孔径范围：15～500mm孔深径比可达10以上6.应用：大批量生产中发动机气缸孔、连杆大头孔、各种液压装置地铸铁套和钢套地孔。不宜加工有色金属。五、低粗糙度磨削（1）定义：工件表面粗糙度Ra值低于0.2μm的磨削工艺。（2）类型：精密磨削、超精密磨削、镜面磨削六、超精加工（1）定义：用极细磨料的油石，以恒定压力（5～20Mp）和复杂相对运动对工件进行微量切削，以降低表面粗糙度为主要目的的精密加工方法。（2）加工方法：工件以较低速度旋转，油石做往复振动和纵向进给（3）加工范围：大批量生产中加工曲轴、凸轮轴的轴径外圆、飞轮、离合器盘的端平面以及滚动轴承的滚道等。七、抛光（1）定义：用涂有抛光膏的软轮（抛光轮）高速旋转对工件进行微弱切削，从而降低工件表面粗糙度，提高光亮度的一种精密加工方法。（2）软轮用皮革、毛毡、帆布等材料叠制而成，具有一定弹性。抛光膏由较软的磨料（氧化铁、氧化铬等）和油脂（油酸、硬脂酸、煤油、石蜡）调制而成。（3）抛光不能提高尺寸精度、形状精度和位置精度。（4）抛光主要用于表面的修饰加工及电镀前的预加工。第七节加工精度和表面质量一、加工精度1.加工精度的概念：零件在加工后的实际几何参数（形状、尺寸、位置）与理想几何参数的符合程度。