典型表面加工分析

1典型表面加工分析主要内容1.外圆面的加工2.孔的加工3.平面的加工4.成形面的加工本章目的根据不同零件的特点，正确选择加工方法及机床，制订最佳加工方案5.螺纹的加工6.齿轮齿形的加工2典型表面加工分析选择表面加工方法的基本原则：1.所选加工方法的精度及表面粗糙度与加工表面的要求相适应原则2.所选加工方法与零件材料切削加工性及产品的生产类型相适应原则3.若干方法配合选用原则4.表面加工分阶段进行原则粗加工半精加工精加工31.外圆面的加工外圆表面的典型零件：轴类、套类及盘类零件外圆表面的典型加工方法：外圆表面的技术要求：车削、磨削尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；形状精度：圆度、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：表面粗糙度，表层硬度、剩余应力等4轴类零件的材料与热处理轴类零件的预加工轴类零件加工的定位基准和装夹轴类零件的加工5轴类零件的材料与热处理⑴轴类零件材料常用45钢⑵轴类毛坯常采用棒料、锻件和铸件等毛坯形式。一般光轴或外圆直径相差不大的阶梯轴采用棒料；对外圆直径相差较大或较重要的轴常采用锻件；对某些大型的或结构复杂的轴（如曲轴）可采用铸件轴类零件的加工6(3)轴类零件的热处理锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。轴类零件的加工7轴类零件的预加工轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。校直。毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值。轴类零件的加工8轴类零件加工的定位基准和装夹①以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对轴线的垂直度，是其相互位置精度的主要项目。这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定位基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。轴类零件的加工9轴类零件加工的定位基准和装夹②以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶）用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。轴类零件的加工10轴类零件加工的定位基准和装夹③以两外圆表面作为定位基准在加工空心轴的内孔时，（例如：机床上莫氏锥度的内孔加工），不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈（装配基准）为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。轴类零件的加工11轴类零件加工的定位基准和装夹④以带有中心孔的锥堵作为定位基准在加工空心轴的外圆表面时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准，见下图所示。a)锥堵b）锥套心轴必须保证锥堵或锥套心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度。实际生产中，锥堵安装后，中途加工一般不得拆下和更换，直至加工完毕。轴类零件的加工12低硬度材料的加工方案13外圆面加工方案的制订序号加工方案加工精度表面粗糙度Raμm适用范围1粗车IT12-IT1112.5-50除淬硬钢以外的各种零件2粗车—半精车IT10-IT93.2-6.3中等精度和粗糙度要求的未淬硬工件3粗车—半精车—磨（粗磨或半精磨）IT8-IT7或IT7-IT60.8-1.6或0.4-0.8精度稍高及粗糙度值较小的淬硬钢件；也广泛加工未淬硬的钢件或铸铁件4粗车—半精车—粗磨—精磨IT60.2-0.4范围大体同（3），只是精度更高，表面粗糙度值更小5粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或超级光磨或镜面磨削）IT6-IT50.008-0.1精度很高，表面粗糙度值很小，但不宜加工塑性大的有色金属零件6粗车—精车—精细车IT6-IT50.1-0.4高精度要求的有色金属零件14蜗杆轴该轴φ20j6，φ17k5两外圆表面为支撑轴颈；锥体部分是装配离合器的表面；M18×1处装配圆螺母来固定轴承的轴向位置。根据外形结构，其毛坯选用φ50mm的圆钢（棒料），在锯床上按240mm长度下料。实例加工2加工工艺过程如图所示为一蜗杆轴，材料选用40Cr钢，产批量属于小批量生产。1516加工方法：钻、扩、铰、镗、拉、铣、磨、珩磨。孔的技术要求：尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；形状精度：圆度、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：表面粗糙度等2.孔的加工17孔的精加工，铰孔和拉孔适于加工未淬硬的中、小直径的孔；中等直径以上的孔，可以采用精镗或精磨；淬硬的孔只能采用磨削。孔的精整加工方法中，珩磨多用于直径稍大的孔，研磨则对大孔和小孔都适用。2.孔的加工182.孔的加工192.孔的加工202.孔的加工212.孔的加工222.孔的加工232.孔的加工242.孔的加工252.孔的加工花键拉刀键槽拉刀圆拉刀262.孔的加工异形拉刀272.孔的加工28大、中尺寸孔的典型加工路线在实体材料上加工孔的常用路线29孔加工方案的制订序号加工方案加工精度表面粗糙度Ra/μm适用范围1钻孔IT13-IT1112.5-50任何批量,实体工件2钻---扩(或镗)IT10-IT93.2-6.3D30钻扩,D30钻镗D20D203钻---铰IT81.6-3.24钻--扩(或镗)--铰(或钻--粗镗—精镗,或钻—拉)IT81.6-3.25钻---粗铰---精铰IT70.8-1.6D126钻---扩(或镗)—粗铰—精铰(或钻--拉—精拉)IT70.8-1.6D127钻—扩(镗或)---粗磨--精磨IT70.1-0.2淬硬孔D100锻或铸孔8扩孔IT10—IT93.2-6.39粗镗---半精镗---磨IT7—IT60.2-0.8D100锻或铸孔10粗镗---半精镗---粗磨---精磨IT7—IT60.1-0.2303.平面的加工加工方法：车（端面）、铣、刨、磨、拉、研磨等。平面的技术要求：形状精度：平面度、直线度等；位置精度：平行度、垂直度等；表面质量：31最常用的两种平面加工方案32序号加工方案加工精度表面粗糙度Raμm适用范围1粗车—半精车—精车粗车—半精车—磨削适用回转体零件的端面2粗铣(或粗刨)IT13-IT1112.5-25加工低精度的平面3粗铣(或粗刨)—精铣(或精刨)IT9~IT81.6-6.3用于精度要求较高且不淬硬的平面4粗铣（刨）—精铣（刨）—刮研（宽刀精刨、高速铣削）IT7-IT60.8~0.2大型工件上狭长的精密平面（导轨面等）5粗铣(刨)--精铣(刨)--磨IT6-IT50.2-0.8多用于加工精度要求较高且淬硬的平面，不宜精加工塑性大的有色金属工件6粗铣---半精铣—高速精铣IT7-IT60.2-0.8或0.008高精度的有色金属工件平面加工方案的制订334.成形面的加工加工方法：车、铣、刨、拉、磨、研磨等。成形面的技术要求：尺寸精度：本身的尺寸精度；形状精度：圆度、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：成形刀具加工：轨迹法:靠模法、双手控制法、数控机床加工。成形车刀、成形铣刀。加工方法34加工方法加工精度表面粗糙度生产率机床适用范围成形面的切削加工成形刀具加工车削较高较小较高车床成批,小尺寸回转面铣削较高较小较高铣床成批,外直线成形面刨削较低较大较高刨床成批,外直线成形面拉削较高较小高拉床成批,大量生产各种小型直线成形面简单刀具加工手动进给较低较大低普通机床小批,各种成形面靠模装置较低较大较低普通机床成批,各种直线成形面数控装置高较小较高数控机床中小批,各种成形面成形面加工方法分析35螺纹的技术要求：紧固螺纹和无传动精度要求的传动螺纹要求中径、外螺纹的大径及内螺纹的小径的精度尺寸精度、形位精度和表面质量有传动精度要求或读数的螺纹中径和顶径的精度；螺纹的粗糙度及硬度螺距和牙型角的精度；5.螺纹的加工3637一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹公差等级6~8级，表面粗糙度Ra值1.6~6.3（1）攻螺纹丝锥5.螺纹的加工38一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（1）攻螺纹5.螺纹的加工攻螺纹39一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹公差等级7~8级，表面粗糙度Ra值1.6~3.25.螺纹的加工40一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹5.螺纹的加工套螺纹41一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹在车床上套螺纹5.螺纹的加工42一、常用加工方法2.车螺纹公差等级4~8级，表面粗糙度Ra值0.4~1.65.螺纹的加工43一、常用加工方法2.车螺纹车螺纹的刀具5.螺纹的加工44一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工45一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工46一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工4748一、常用加工方法3.铣螺纹（1）盘形螺纹铣刀铣螺纹（2）铣螺纹公差等级6~8级，表面粗糙度Ra值3.2~6.35.螺纹的加工梳形螺纹铣刀盘形螺纹49一、常用加工方法4.磨螺纹公差等级4~6级，表面粗糙度Ra值0.1~0.45.螺纹的加工50二、其他加工方法（滚压螺纹）1.搓丝公差等级7~5级，面粗糙度Ra值1.6~0.85.螺纹的加工51二、其他加工方法（滚压螺纹）2.滚丝公差等级5~3级，面粗糙度Ra值0.8~0.25.螺纹的加工52二、其他加工方法3.滚压螺纹与切削螺纹的比较5.螺纹的加工53一、齿轮的技术要求1）传动运动的准确性4）传动侧隙国标对渐开线圆柱齿轮及齿轮副规定13个精度等级:精度由高到低依次为0，1~12；基本级为7级，普遍应用的精度等级，应用普通的滚、插、剃三种切齿工艺所能达到的精度等级。2）传动的平稳性3）载荷分布的均匀性5.6齿轮齿形的加工传动侧隙合理性储存润滑油补偿弹性变形和热变形补偿齿轮制造安装误差22:4054二、常用齿形加工方法齿形加工方法成形法-用与被切齿轮齿间形状相符的成形刀具，直接切出齿形展成法-利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动，切出齿形5.6齿轮齿形的加工22:40561.铣齿9级以下精度，表面粗糙度Ra值6.3~3.25.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法22:40铣齿5722:40特点：（1）成本低（2）生产率低（3）加工精度低1.铣齿5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法各号铣刀的齿形是按该组内最小齿数齿轮的齿形设计和制造的，加工其他齿数的齿轮时，只能获得近似齿形。582.插齿用插齿刀在插齿机上加工齿轮的轮齿，按一对圆柱齿轮相啮合的原理进行加工的。8~7级精度，表面粗糙度Ra值1.65.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法22:40592.插齿插直齿圆柱齿轮时，其运动：1）主运动插齿刀的往复直线运动。2）分齿运动（展成运动）即维持插齿刀与被切齿轮之间啮合关系的运动。3）径向进给运动插齿时，插齿刀不能一开始就切到轮齿的全齿深，需要逐渐切入，径向进给量是用插齿刀每次往复行程中工件或刀具径向移动的毫米数来表示。4）圆周进给运动展成运动只确定插齿刀和工件的相对运动关系，而运动快、慢由圆周进给运动来确定。插齿刀每一往复行程在分度圆上所转过的弧长称为圆周进给量，其单位为mm/往复行程。5）让刀运动在插齿刀返回时工件要让开一些，当插齿刀工作行程时工件又恢复原位，这种运动称为让刀运动。5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法22:40插齿605.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法2.插齿22:40613.滚齿滚齿是用齿轮滚刀在滚齿机上加工齿轮的轮齿，实质上是按一对螺旋齿轮相啮合的原理进行加工的。8~7级精度，表面粗糙度Ra值3.2~1.65.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法22:406222:403.滚齿5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法齿轮滚刀是一个