第3章典型表面的加工

第3章典型表面的加工第1节外圆表面的加工目的：1、了解外圆表面常用的粗、精加工方法、工艺特点及提高生产率的工艺措施；2、学会正确选择加工方法一、外圆表面的车削加工（自学）了解：1、外圆车削的工艺范围2、外圆车削的特点3、提高外圆表面车削生产率的措施注意：刀具特点、对机床的要求、注意事项与应用场合二、外圆表面的磨削加工1、磨削加工的工艺范围和特点（自学）讲：在中心磨床上磨削外圆表面中心磨：工件以中心孔或外圆表面定位进行磨削可以修正位置误差磨削方法①纵磨法：适宜磨：L3B的长工件②切入磨法（横磨法）适宜磨：LB的工件；成形磨。无心磨①工作原理图3-1工件…位于砂轮、导轮、托板之间V砂带工件转→受V导阻碍→V工≈V导，∴可改变V导来调V工②磨削方式贯穿磨削法（纵磨法）：导轮轴倾斜α角，导轮母线修整成双曲线应用场合：磨削不带台阶的圆柱形工件。切入磨削法（横磨法）：α很小（=30')→工件轴向定位→导轮或砂轮横向进给应用场合：磨阶梯轴、成形回转面但必须BL。③特点与应用不需中心孔，装夹方便，易实现自动上下料，生产率高；工件支承刚性高，不易变形，可用较大的切削用量；加工精度：IT7~IT6,Ra≯1.6,圆度误差0.005，圆柱度误差0.004/100自身表面定位，不能修正位置误差；不宜加工周向不连续的表面。机床调整不便，适宜大批量生产。5）提高磨削生产率的方法（自学）要点：各方法的内含、特点及其对砂轮、机床的特殊要求和应用场合三、外圆表面的光整加工主要目的：提高零件表面质量（↓Ra），其次：提高尺寸精度，再次：提高形状精度。一般不能修正位置误差。1、高精度磨削原理：仔细修整砂轮→等高微刃→要点：①配高精度磨床②砂轮参数仔细选择，砂轮精确平衡③工件余量和磨削用量仔细选择④切削液供应充分、精细过滤2、研磨1）研磨原理研具：与工件形状相吻合研磨过程：工件与研具之间…加研磨剂研磨剂的成分：工件：低速转动研具：往复运动研磨机理：2）研磨方法3）研磨特点3、超精加工加工原理：细粒度砂条、小压力、加注润滑油工件低速旋转、砂条高速往复+轴向进给→微量切削加工过程特点：4、滚压加工加工原理滚轮、滚柱（硬度比工件高）→在常温下挤压工件表面→工件表面塑性变形→加工特点1）工件预先半精加工：2）只提高表面质量（Ra=0.63~0.16),不提高形、位精度。3）生产率高。四、外圆表面加工方案选择：表3-1第2节内圆表面加工目的：1、了解内圆表面的各种加工方法及其工艺特点；2、了解内圆表面的各种加工刀具、工具；3、了解内圆表面的各种加工设备及其工艺范围。一、钻孔、扩孔和铰孔1、钻孔…在实心材料上加工出孔刀具钻削用量钻削力和功率：作用在钻头上的力：设钻头两主切削刃等长径向力：互相抵消轴向力：互相叠加----------------切向力：形成力矩…钻削转矩--钻削功率：P=2πMn×10-3常用设备：台式钻床：单件、小批生产；中小型工件、D13的孔立式钻床：中小型工件、D50的孔摇臂钻床：大、中型工件的孔、一组平行孔卧式车床：回转体工件上的孔铣床、镗床：箱体类零件上的孔多轴钻、组合机床：大批大量生产钻孔方式2、扩孔…对已有孔的进一步加工刀具：扩孔钻3、铰孔----中小孔（D=3~150）的半精、精加工（用铰刀）特点：1）切削用量：低速、大进给、小切深；2）加工精度：一般：IT7~IT9Ra5~0.63细铰（手铰）：IT6,Ra0.32~0.16可提高：尺寸精度、形状精度不能：修正位置误差3）孔型限制：不宜加工：大直径孔、非标孔（定尺寸刀具）、台阶孔、盲孔（孔底铰不到）、太短的孔（铰刀容易歪，造成喇叭口）带纵向槽的孔：必须用螺旋槽铰刀。4）生产类型：各种类型均可。铰削用量铰孔半径上的余量（=aP），要求余量均匀；切削速度Vc：进给量f:切削液的选用钢：乳化液、硫化油铸铁：煤油二、镗孔1.镗孔特点2.加工设备车床…回转体上的同轴孔铣床…中、小型工件的平行孔系镗床…中、大型工件上的同轴、平行、交叉孔系数控机床…小、中、大型工件上的同轴、平行、交叉孔系组合机床…大批大量生产时箱体类工件孔系的加工3.刀具：单刃镗刀镗刀块4.镗孔方式三、拉孔1.特点2.应用还可拉槽、拉齿轮、拉平面3.拉床4.刀具：拉刀四、磨孔一般：加工回转体工件，大型箱体类工件上的孔不磨（行星磨床较少）1.特点（与磨外圆比）2.应用3.设备磨削方式五、研磨孔和珩磨孔1.研磨孔…孔精镗、精铰或精磨后的光整加工研具：研磨棒2、珩磨工具：珩磨头机床：珩磨原理：珩磨头→交叉网纹→粗糙度很细的表面工艺特点：1）磨粒细、多，磨削力小，磨削速度低→表面质量好；2）可提高尺寸精度（IT6）和形状精度，不能修正位置误差；3）生产率高；4）可加工铸铁、淬硬、不淬硬的钢，不宜加工韧性金属零件；可加工15~1500的孔，L/D10的孔，不宜加工带纵向槽的断续表面。加工要求：加工时…供应大量的冷却润滑液加工后…精洗工件注意：切入切出量a六、内孔表面加工方案的选择：表3-2第3节平面与沟槽的加工目的：1、了解平面与沟槽的各种加工方法及其工艺特点2、了解加工平面与沟槽常用的刀具种类、特点及其应用3、了解加工平面与沟槽常用的设备种类、特点及其应用一、平面加工：图3-151、刨平面（自学）要点：（1）设备？（2）刀具？（3）刨削加工的工艺特点？（4）提高生产率的措施？（5）宽刃精刨对刀具、机床、工件要求？对切削用量、切削液的要求？精度能达到？插削：用插床，≈立式刨，可加工非圆孔、可分度2、铣削设备：铣床（卧铣、立铣、龙门铣、工具铣）刀具：铣刀（圆柱铣刀、面铣刀、端铣刀等）（1）铣削方式①圆周铣：1)逆铣…铣刀刀齿在工件切入处的切削速度方向与工件进给速度的方向相反特点：☆切削厚度hD从0→max,切入时刀打滑，→工件冷硬、刀具磨损☆Fv朝上，有抬起工件之势，☆Ff始终与Vf反向→工作台丝杠螺母始终右侧接触→切削平稳。∴多用于粗加工2）顺铣…铣刀刀齿在工件切入处的切削速度方向与工件进给速度的方向相同特点：☆切削厚度hD从max→0,对工件表面质量、刀具耐用度有利，☆Fv朝下，有利于夹紧工件，☆Ff与Vf同向，当Ff较大时会拉动工作台左窜→切削过程不平稳∴顺铣时必须有消除丝杠间隙的机构∴多用于精加工②端铣：1）对称铣…刀中心与工件中心对称，半逆半顺…有最大的平均切削厚度，刀具耐用度高…铣狭长件时易使工件弯曲2）不对称逆铣…切入时冲击小，可提高刀具耐用度和表面质量…宜切碳钢和低碳合金钢3）不对称顺铣…切出时切削厚度小…宜切塑性大的钢（2）铣削用量1）铣削速度Vc：铣刀外缘的线速度（铣刀旋转为主运动）Vc=πdon/1000(m/min)查表：得每齿进给量机床：标每分钟进给量Vf=nZfz3）吃刀量（3）铣削力铣削力的分解：总切削力铣削力的计算公式：铣削功率：铣削加工特点：3、磨平面…可达IT7~IT5,Ra0.8~0.2平面磨削方式4、刮研平面……主要用于提高接触面间的接触精度1）平面刮研方法工具：刮刀、标准平板或平尺、红丹油方法：工件涂红丹油→与标准平板紧贴、推磨→刮去高点检测：余量：0.1~0.4mm2）工艺特点及应用特点：应用：5、研磨平面…6、平面抛光…只降低Ra值，提高光亮度工具：抛光轮（用帆布、皮革、毛毡等制成）…高速旋转抛光膏二、沟槽的加工（注意圆弧槽的加工）图3-19三、分度头的使用和调整计算1、简单分度分度数Z手柄转数n=40/Z若n非整数→化为带分数→选孔盘（取能被分母整除者）2、差动分度若Z不能与40相约且无相应孔盘1）取近似能约者Z'计算n；2）算附加挂轮a、b、c、d：（式3-4）3）装挂轮，定分度盘的转向：第4节螺纹的加工目的：了解螺纹表面的常用加工方法及其特点和刀具一、攻丝和套丝设备1、攻丝：小尺寸内螺纹的主要加工方法（低速+切削液）刀具：丝锥（图3-32）种类精度2、套丝：单件小批生产加工6g、6h级外螺纹刀具：板牙二、螺纹的车削加工1、车螺纹…加工未淬硬螺纹刀具：螺纹车刀设备：车床特点：适用性广、刀具简单、生产率低、对工人要求高2、梳螺纹…生产率高、精度低刀具：螺纹梳刀（专用成形刀）适于：成批生产三、螺纹的铣削加工特点：生产率高、精度低1、用盘形螺纹铣刀铣：…粗加工大螺距螺纹、T形螺纹、蜗杆…用卧式铣床2、梳形螺纹铣刀铣螺纹：…加工短而螺距不大的三角形内、外螺纹和锥形螺纹…用专用螺纹铣床3、旋风铣螺纹：生产率很高、精度不高…加工螺杆和精密丝杠的预加工…刀具：旋风铣头…机床：普通车床改装螺纹加工机床专用机床四、螺纹的磨削加工淬硬螺纹、高精度（3级精度、Ra1.6)螺纹的加工方法1、用单线砂轮磨：精度高、生产率低、可磨长螺纹2、用多线砂轮磨：生产率高、精度较低、只能磨短螺纹五、螺纹的冷轧加工：特点：无屑加工，材料利用率高专用刀具、生产率高，适合大批量生产要求毛坯精度高、材料塑性好只能加工外螺纹，不宜加工薄壁管上的螺纹1、搓螺纹：精度：5级；Ra1.6~0.8刀具：搓丝板机床：搓丝机2、滚压螺纹：精度：3级；Ra0.8~0.2刀具：滚丝轮机床：滚丝机常用螺纹的加工方法：表3-4六、CA6140型车床车螺纹时的调整计算1、主运动传动链首端件：电动机末端件：主轴传动路线表达式：P96用摩擦离合器M1控制：主轴正反转和暂停、2、螺纹进给传动链——内传动链（1）车削的螺纹种类（2）车螺纹的运动关系主轴转一转→刀架移动L运动平衡式：1（主轴）×U主轴—丝杠×L丝=L1）车削公制螺纹进给箱：离合器M3和M4脱开，M5接合，挂轮：车大导程工件:主轴转速n=10~32r/min此时可车削比基本导程大4或16倍的大导程的螺纹。2）车削模数螺纹：L=kπm进给箱：离合器M3和M4脱开，M5接合挂轮：()÷()≈3）车削英制螺纹：a(牙/吋），L=k×(25.4/a)进给箱：离合器M3及M5啮合，M4脱开，挂轮：（4）车削径节螺纹：DP(牙/吋），L=k×25.4π/DP进给箱：离合器M3及M5啮合，M4脱开挂轮：（5）车削非标准螺纹或较精密螺纹：进给箱：离合器M3、M4和M5全部啮合，运动传递：轴Ⅻ→ⅩⅣ→ⅩⅦ→ⅩⅧ，被加工螺纹的导程L工依靠调整挂轮的传动比u挂来实现。将上式简化后，得挂轮换置公式：第5节渐开线齿面的加工目的：了解齿轮齿面的各种加工方法及其刀具选用和工艺特点；掌握滚齿的调整计算。一、铣齿…用模数铣刀+分度头+普通铣床逐齿铣出模数铣刀（成形铣刀）铣刀选择：m刀=m工α刀=α工按工件齿数选刀号斜齿轮：按当量齿数选刀号：Z当=Z/cos3β加工精度：9~12级，Ra6.3~3.2特点：P113二、滚齿1、滚齿原理和滚齿运动（1）原理：展成法…利用一对螺旋齿轮啮合原理，把其中一方做成刀来加工另一方。（2）运动：加工直齿轮1）主运动：滚刀旋转nc、切去多余金属2）展成运动：形成渐开线、分齿运动关系：工件旋向要求：与滚刀转向、滚刀螺旋角方向有关3）垂直进给运动：形成直线齿面线两端件：工作台…滚刀架运动联系：工作台转1转…滚刀架移动？mm加工斜齿圆柱齿轮斜齿轮特点：齿面线是螺旋线为形成螺旋线：工件转1转→刀具沿轴线进给1个导程∴在刀具进给过程中，工件应附加转动B225）径向切深：手动间歇进行（3）滚刀的安装…使滚刀刀齿方向对正工件齿槽安装角δ：直齿轮：δ=γ（滚刀螺旋升角）斜齿轮：δ=γ±β（滚刀和工件螺旋方向相同时取“－”，滚刀和工件螺旋方向相反时取“+”β：工件螺旋角2、滚齿的特点：P1143、齿轮滚刀及其应用（1）齿轮滚刀的结构滚刀的形成：基本蜗杆基本蜗杆结构类型2）主要结构参数3）精度等级滚刀精度工件精度AAA4~6级（配高精度滚齿机）AA7级A8级B9级C10级滚齿要做的工作①滚刀：选滚刀种类、精度、螺旋方向滚刀扳转角度δ②运动：主运动：选滚刀转速，按名牌选装挂轮A、B分齿运动：按工件齿数算挂轮、装挂轮a、b、c、d，定转向*F、E的取值：P118附加运动（斜齿）：按工件螺旋角及齿向精度算挂轮、装挂轮a2、b2、c2、d2，按工件螺旋角旋向定转向按工件表面质量要求定进给量f，按名牌选