机械加工工艺（PPT180页)

机械制造工艺学●模块二机械加工方法与加工设备机械制造工艺学●教学内容任务一外圆表面的加工方法与加工设备任务三平面的加工方法与加工设备任务四成形表面的加工方法与加工设备任务五螺纹表面的加工方法与加工设备任务二内圆表面的加工方法与加工设备机械制造工艺学教学目标了解典型表面的技术要求，熟悉各典型表面的加工方法、加工范围；掌握各种机械加工能够实现的精度等级和表面粗糙度；能够合理的选择典型表面的加工方案和设备。机械制造工艺学重点难点重点难点掌握典型表面的加工方法、加工范围及加工设备所能达到的技术要求。加工方案的确定机械制造工艺学教学方法本模块内容结合实例，联系实践操作分析讨论、讲解机械制造工艺学任务一外圆表面的加工方法与加工设备机械制造工艺学一般来说，绝大多数机械零件的表面形状都是采用机械加工设备制造出来的，哪些机械加工设备可以加工轴类零件呢？导入课题机械制造工艺学分析零件图2-1所示的阶梯轴是由多少个外圆表面组成，如何选择加工方法？任务实施图2-1阶梯轴机械制造工艺学外圆表面的技术要求包括：尺寸精度、形状精度、位置精度和表面质量（粗糙度、表面硬度、残余应力等）。一、外圆表面的技术要求图2-1中阶梯轴的技术要求有以下几个方面：机械制造工艺学1、尺寸精度主要指结构要素的精度（轴颈直径尺寸φ28g6、φ20h6、φ38f7，、轴的长度25h9、30h9）。2、形状精度轴类零件的形状精度，一般指外圆的圆度、圆柱度等（φ28g6外圆的圆度0.02mm）。3、位置精度主要指外圆表面之间的同轴度、外圆的圆跳动以及端面对轴心线的垂直度等（φ28g6外圆对φ20h6外圆的同轴度为0.03mm;φ38f7外圆右端面对φ28g6外圆的轴心线的垂直度为0.03mm）。4、表面粗糙度φ20h6的表面粗糙度为Ra0.1μm；2×φ28g6的表面粗糙度为Ra0.8μm；φ38f7的表面粗糙度为Ra1.6μm。机械制造工艺学1、车床卧式车床主要用于中小零件的加工；立式车床主要用于大型零件的加工。二、外圆表面的加工设备2、外圆磨床主要用于微量切削的精加工。如图2-1所示零件应选择哪种设备加工？机械制造工艺学外圆表面的加工方法主要包括车削加工和磨削加工。三、外圆表面的加工方法图2-1中阶梯轴的外圆表面可采用以下加工方法获得：机械制造工艺学1、外圆表面的车削加工车削加工的切削运动有哪些？有什么作用？答：工件旋转作主运动，车刀作纵向或横向进给运动。主要用来加工各种回转表面。如圆柱、圆锥面等。机械制造工艺学（1）车削加工的特点车刀结构简单、刚度高，制造、刃磨和装夹方便，刀具价格低廉。车削过程平稳，有利于提高生产率。可在一次装夹中完成内外圆、端面和切槽加工，能保证较高的同轴度、外圆与端面的垂直度等。机械制造工艺学（2）车削加工的应用车削加工的尺寸精度一般可达IT8～IT7，表面粗糙度可达Ra1.6mm。车削可加工各种钢料、铸铁、有色金属和非金属材料，但不宜加工硬度在30HRC以上的淬火钢。机械制造工艺学（3）车削加工方法粗车尺寸精度一般可达IT12～IT10，表面粗糙度可达Ra50～12.5μm，一般用于迅速切去多余的金属，常采用较大的背吃刀量、较大的进给量和中低速车削。分析图2-1所示，哪些表面选用粗车加工？答：所有表面首先选用粗车加工。机械制造工艺学半精车尺寸精度一般可达IT10～IT9，表面粗糙度可达Ra6.3～3.2μm，用于磨削加工和精加工的预加工,或中等精度表面的终加工。分析图2-1所示，哪些表面选用半精车加工？答：零件的全部长度及2×φ28g6、φ20h6的表面。机械制造工艺学精车尺寸精度一般可达IT8～IT7，表面粗糙度可达Ra1.6～0.8μm，用于较高精度外圆的终加工或作为光整加工的预加工。分析图2-1所示，哪些表面选用精车加工？答：阶梯轴零件φ38f7的外圆表面。机械制造工艺学精细车尺寸精度一般可达IT6以上，表面粗糙度可达Ra0.4μm左右，主要用于高精度、小型且不宜磨削的有色金属零件的外圆加工,或大型精密外圆表面加工，应采用高的切削速度、小的背吃刀量和进给量加工。分析图2-1所示，哪些表面选用精细车加工？答：阶梯轴零件2×φ28g6的外圆表面。机械制造工艺学2、外圆表面的磨削加工磨削加工的切削运动有哪些？答：砂轮的高速旋转为主运动，工件作纵向、横向及回转进给运动。机械制造工艺学（1）磨削加工的特点加工精度高，属高速多刃微刃切削，能切除极薄的材料，有一定的研磨和抛光作用。砂轮具有自锐性，磨粒的等高性好，能获得较好的表面质量。磨削温度高，容易产生烧伤现象。机械制造工艺学（2）磨削加工的应用磨削的经济加工精度一般可达IT7～IT6，表面粗糙度可达Ra0.8～0.2mm。车削不仅可加工钢料、碳钢、合金钢等一般结构材料，还可加工高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等难加工材料，应用越来越广泛。机械制造工艺学（3）磨削加工方法粗磨尺寸精度一般可达IT9～IT8，表面粗糙度可达Ra10～1.25μm。精磨尺寸精度一般可达IT8～IT6，表面粗糙度可达Ra1.25～0.63μm。精密磨削尺寸精度一般可达IT6～IT5，表面粗糙度可达Ra0.16～0.01μm。机械制造工艺学分析图2-1所示，哪些表面选用磨削加工？答：零件的外圆2×φ28g6选择精磨加工;φ20h6的表面由于表面粗糙度要求更高，磨削方法不能满足要求，应寻求更高精度等级的加工方法来保证。机械制造工艺学1、低精度的加工方案四、外圆表面加工方案分析对加工精度低，表面粗糙度值较大的零件外圆表面，经粗车即可达到要求。加工精度可达IT10～IT9，表面粗糙度可达Ra6.3～3.2μm，主要用于各类零件的粗加工。机械制造工艺学2、中等精度的加工方案对于非淬火钢件、铸铁件及有色金属件的外圆表面，加工方案为粗车—半精车—精车。加工精度可达IT9～IT8，表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。机械制造工艺学3、较等精度的加工方案对于加工精度较高的淬火钢件、非淬火钢件及铸铁件外圆表面，加工方案为粗车—半精车—磨削。加工精度可达IT8～IT7，表面粗糙度可达Ra1.6～0.8μm。机械制造工艺学4、高精度的加工方案对于更高精度的钢件和铸铁件，除了车削和磨削外，还需增加精磨和超精加工等工序，加工方案为粗车—半精车—粗磨—精磨—精密磨削。加工精度可达IT9～IT8，表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。机械制造工艺学归纳总结图2-1所示零件各外圆表面的加工方案？答：φ38f7外圆表面的加工方案为：粗车—半精车—精车。2×φ28g6外圆表面的加工方案为：粗车—半精车—磨削。φ20h6外圆表面的加工方案为：粗车—半精车—磨削—超精加工。机械制造工艺学小结外圆表面加工了解外圆表面技术要求选择加工设备—车床、磨床选择加工方法—车削加工、磨削加工；掌握其能实现的精度等级和表面粗糙度确定合理的加工方案机械制造工艺学分析零件图2-3所示销轴的加工方法？图2-3销轴分析机械制造工艺学目录课后作业习题册：任务1选择外圆表面的加工方法与加工设备机械制造工艺学机械制造工艺学任务二内圆表面的加工方法与加工设备机械制造工艺学内圆，常简称孔，也是组成机械零件的基本表面，哪些机械加工设备可以加工孔，加工方法有哪些呢？导入课题机械制造工艺学分析零件图2-6所示的衬套，如何根据技术要求选择内孔的加工方法？任务实施图2-6衬套机械制造工艺学内圆表面的技术要求包括：尺寸精度、形状精度、位置精度和表面质量（粗糙度、表面硬度、残余应力等）。一、内圆表面的技术要求图2-3中衬套的技术要求有以下几个方面：机械制造工艺学1、尺寸精度指孔径和孔长的尺寸精度，如图所示φ30H6。2、形状精度指内孔表面的圆圆度、圆柱度及轴线的直线度等，如图所示的圆柱度的精度为0.01mm。3、位置精度指内孔轴线与端面的垂直度、孔与孔（或孔与外圆表面）之间的对称度、位置度；孔与孔（或孔与相关平面）间的平行度等，如图所示φ30H7孔轴线与基准端面的垂直度。4、表面粗糙度如图所示的内圆的表面粗糙度分别为Ra3.2μm、Ra0.4μm。机械制造工艺学1、钻床是钻孔、扩孔和铰孔的基本设备，并能完成锪孔、锪端面和攻螺纹的任务。台钻用于小型零件的孔加工；立钻用于中小型零件的加工；摇臂钻床适用于箱体类零件群孔加工。加工精度可达IT9～IT8，表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。三、内圆表面的加工设备如图2-6所示零件应选择哪种设备加工？机械制造工艺学2、镗床分普通镗床和坐标镗床，加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度可达Ra1.6～0.8μm。坐标镗床的加工精度可达IT7～IT5，表面粗糙度可达Ra0.8～0.2μm。坐标镗床一般用地以孔距精度、孔轴线的平行度或垂直度要求较高的大、中型零件的孔系加工。3、内圆磨床用于微量切削的精加工，加工精度可达IT7，表面粗糙度可达Ra1.6～0.4μm。常用于淬硬和非淬硬孔、锥孔的精加工。机械制造工艺学三、内圆表面的加工方法1、钻孔、扩孔和铰孔什么是钻孔？有什么特点？答：利用钻头在实体材料上加工内孔的工艺方法。主要适用于加工小孔，可在钻床、车床或镗床上完成。机械制造工艺学（1）钻孔的特点加工精度低是孔的粗加工，加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度可达Ra1.6～0.8μm。刀具刚度差，易磨损。生产效率低由于排屑散热困难，冷却差，切削温度高，限制了切削速度，故效率低。机械制造工艺学（2）钻孔方式车床上钻孔工件旋转，刀具进给。加工中若刀具引偏，会造成工件孔径扩大。钻床上钻孔刀具旋转作主运动，刀具沿自身轴线移动实现进给运动。若刀具引偏，会造成孔轴线弯曲。机械制造工艺学什么是扩孔，有什么特点？答：用扩孔钻对已钻出、铸出、锻出或冲出的孔进行加工的方法。扩孔相当于孔的半精加工，加工精度可达IT10，表面粗糙度可达Ra6.3～3.2μm。扩孔作为半精加工，可为后续精加工作准备。扩孔可以修正孔轴线的歪斜。机械制造工艺学什么是铰孔，有什么特点？答：铰孔是在半精加工的基础上，用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层的加工方法。铰孔一般作为未淬硬小孔的精加工，加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度可达Ra1.6～0.4μm。分为手铰和机铰两种，精度取决一铰刀的质量和安装方式。铰孔只能提高孔本身的尺寸精度和形状精度，不可以修正孔的位置精度。机械制造工艺学2、镗孔什么是镗孔？有什么特点？是以镗刀旋转为主运动，工件或镗刀作进给运动的加工方法。是对已有孔进行扩大孔径的加工方法。机械制造工艺学（1）镗孔的特点镗削的适应性广，可加工各种尺寸类型的孔。能保证孔的孔距精度和位置精度，加工精度可达IT9～IT7，表面粗糙度可达Ra3.2～0.8μm。适用于箱体、机架等结构复杂的大型零件上的孔加工。机械制造工艺学（2）镗孔方法的选择粗镗为半精加工和精加工作准备。尺寸精度一般可达IT13～IT11，表面粗糙度可达Ra50～12.5μm。分析图2-6所示，哪些表面选用粗镗加工？答：所有内表面都选用粗镗进行粗加工。机械制造工艺学半精镗尺寸精度一般可达IT10～IT9，表面粗糙度可达Ra6.3～3.2μm，用于磨削加工和精加工的预加工,或中等精度内孔表面的终加工。分析图2-6所示，哪些表面选用半精镗加工？答：图2-6a、2-6b所示的内表面采用半精镗加工，图2-6b作为磨孔的预加工。机械制造工艺学精镗尺寸精度一般可达IT8～IT6，表面粗糙度可达Ra1.6～0.8μm，用于较高精度内孔的终加工或作为珩磨孔的预加工。分析图2-6b所示，选用精镗加工能满足技术要求吗？答：不能。只能满足尺寸精度要求，不能满足表面粗糙度的要求。机械制造工艺学3、拉孔什么是拉孔？有什么特点？在拉床上采用拉刀加工内圆表面的方法。机械制造工艺学（1）拉孔的特点生产效率高，可在一次行程中切除全部余量。拉削加工精度高，属于孔的精加工方法之一，加工精度可达IT8～IT7，表面粗糙度可达Ra0.8～0.4μm。拉刀结构复杂，适应性差，不能加工阶台孔、盲孔、特大孔