零件表面加工方法的选择

5．1外圆柱面的加工工艺5．2内孔的加工5．3平面的加工5．4螺纹的加工序号加工方案加工精度等级（IT）加工表面粗糙度（Ra/μm）适用范围1粗车13~1150~12.5主要适用于淬火钢以外的各种金属2粗车-半精车10~96.3~3.23粗车-半精车-精车8~71.6~0.84粗车-半精车-精车-滚压（或抛光）6~50.2~0.0255粗车-半精车-磨削7~60.8~0.4主要适用于淬火钢,也可用于非淬火钢,但不宜加工非铁金属6粗车-半精车-粗磨-精磨6~50.4~0.17粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工6~50.1~0.0128粗车-半精车-精车-金刚石车6~50.4~0.025主要适用于要求较高非铁金属的加工9粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨5级以上0.025主要用于极高精度要求的钢或铸铁的加工10粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨5级以上0.1表5-1外圆面加工方案5.1外圆柱面的加工工艺用车削方法加工工件的外圆表面称为车外圆。外圆表面包括外圆柱表面和外圆锥表面。1．外圆车刀5．1．1车削外圆柱面加工工艺主偏角45度的弯头车刀:可以车外圆、车平面和倒角。但切削时背向力较大，车削细长工件时，工件容易被顶弯而引起振动。主偏角60~75度外圆车刀的刀尖强度较高，散热条件好。由于主偏角的增大，切削时背向力得以减小，因此能车削刚性稍差的工件，适用于粗、精车外圆。主偏角90度的偏刀可以车外圆、端面、阶台。由于主偏角很大，切削时背向力较小，不易引起工件弯曲和振动，但刀尖强度较低，散热条件差，容易磨损。2．车刀装夹(1)车刀刀杆伸出刀架长度应不超过刀杆高度的1．5倍。(2)车刀刀杆中心线应与进给方向垂直。(3)车刀刀尖一般应与工件轴线等高，但在粗车外圆时刀尖应略高于工件轴线，精车细长轴外圆时刀尖应略低于工件轴线。3.车床上零件的装夹4．切削用量选择外圆的切削加工一般分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。（1）粗车粗车的主要目的是尽快地切除毛坯上大部分的加工余量，应采用较大的背吃刀量和进给量，而为防止车床过载和车刀的过早磨损，应选取较低的切削速度。（2）半精车半精车是进一步提高精度和减小粗糙度值。可作为精车或磨削前的加工。半精车公差等级为IT10～IT9，粗糙度Ra6.3～3.2μm。（3）精车精车是切去留下的少量金属层，从而获得图样所要求的精度和表面粗糙度。为此，应选用较大的前角、后角和正刃倾角的精车刀，切削刃要光洁、锋利。精车公差等级为IT8～IT6，粗糙度Ra1.6～0.8μm。1．工件的装夹5．1．2磨削外圆柱面加工工艺2．外圆磨床磨削外圆磨床主要用于磨削内,外圆柱和圆锥表面,也能磨阶梯轴的轴肩和端面。外圆的基本磨削方法有纵磨法、横磨法、混合磨法、深磨法四种。外圆的纵向磨削法外圆的横向磨削法混合磨法混合磨法是横向磨削与纵向磨削的综合。磨削时，先采用横向磨削法分段粗磨外圆，并留0.03～0.04mm精磨余量，然后再用纵向磨削法精磨到规定的尺寸。综合磨削法利用了横向磨削生产率高的特点对工件进行粗磨，又利用了纵向磨削精度高、表面粗糙度值小的特点对工件精磨，因此适用于磨削余量大、刚度大的工件，但磨削长度不宜太长，通常以分成2～4段进行横向磨削为宜。a)双阶梯砂轮b)五阶梯砂轮深度磨削用阶梯砂轮深磨法4．无心外圆磨床上磨削１－磨轮；２－导轮；３－支承板；４－工件在无心外圆磨床上磨削生产率高，工件尺寸稳定，不需用夹具，操作技术要求不高；适用于成批、大量生产光滑的销、轴类零件。5.2内孔的加工工艺5．2．1车削内孔加工(如图所示)车削阶台孔或不通孔的车刀，主偏角大于90度，以保证阶台平面或不通孔底面的平面度。a)车削通孔b)车削不通孔5．2．2磨削内孔加工工艺孔的磨削方法：中心内圆磨削、行星式内圆磨削和无心内圆磨削。中心内圆磨削在内圆磨床或万能磨床进行，可磨削通孔、阶梯孔、孔端面、锥孔及轴承内流滚道等。能够修正前工序加工所导致的轴心线偏移和歪斜，能提高孔的位置精度。行星式内圆磨削使用行星式磨床或在其他机床上安装行星式磨头进行磨削，用于加工重量大、形状不对称的工件内孔。无心内圆磨削使用无心磨床磨削，用于加工大直径短套零件，加工中使用两支承无心磨专用夹具时，可使工件获得较高的形状精度。5．2．3镗削内孔加工工艺镗孔是一种常见的孔加工方法，可以作为粗加工，也可以作为精加工。镗孔分为镗通孔和镗不通孔。5．3平面的加工加工方案加工精度等级（IT）加工表面粗糙度（Ra/μm）适用范围1粗车13～1112.5～50回转体的端面2粗车—半精车10～83.2～6.33粗车—半精车—精车8～70.8～1.64粗车—半精车—磨削8～60.2～0.85粗刨（或粗铣）13～116.3～25一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度值Ra较小）6粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）10～81.6～6.37粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—刮研I7～60.1～0.8精度要求较高的不淬硬平面，批量较大时宜采用宽刃精刨方案8以宽刃精刨代替上述刮研70.2～0.89粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—磨削70.025～0.4精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面10粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—粗磨—精磨7～60.2～0.811粗铣—拉削9～70.006～0.1（或Rz0.05）大批量生产，较小的平面（精度视拉刀精度而定）12粗铣—精铣—磨削—研磨5级以上高精度平面5．3．1车削平面加工工艺1．车端面车端面常用主偏角等于７５度的车刀(图a)，也可使用的主偏角等于４５度弯头车刀。装刀时，刀尖高度必须严格保证与工件轴线等高，否则端面中心会留下凸起的剩余材料。2．车阶台a)车端面b)车阶台5．3．2铣削平面加工工艺平面有端铣和周铣两种，用端铣刀端面刀齿中工垂直于铣刀轴线的表面，称为端铣。用圆柱铣刀的圆周刀齿进行切削的称为周铣。１．端铣其加工特点是：切削厚度变化小，同时进行切削的齿数多，因此铣削较平稳；端铣刀的走人承担主要切削工作，端面刃起修光作用，因此表面粗糙度Ra值小；２．周铣如图所示为周铣平面，周铣平面一般采用圆柱铣刀在卧式铣床上加工。周铣有逆铣法和顺铣法之分逆铣时，铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反；顺铣时，则铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。逆铣时，切屑的厚度从零开始渐增。实际上，铣刀的刀刃开始接触工件后，将在表面滑行一段距离才真正切入金属。这就使得刀刃容易磨损，并增加加工表面的粗糙度。逆铣时，铣刀对工件有上抬的切削分力，影响工件安装在工作台上的稳固性。顺铣逆铣4．3．3磨削平面加工工艺平面磨削形式有圆周磨削(图a，c)和端面磨削(图b，d)两种形式。图平面磨床的几种类型及其磨削运动圆周磨削是用砂轮轮缘（即圆周）进行磨削的加工方法。磨削时砂轮与工件的接触面积小、发热少、散热快、排屑和冷却条件好，砂轮周面磨损均匀，因此可获得较高的加工精度和表面质量，通常适用于加工精度要示较高的零件，主要用于精磨。端面磨削是用砂轮端面进行磨削的加工方法，有立轴端面磨削和卧轴端面磨削两种。端面磨削砂轮与工件接触面积大，产生的磨削热大，切削液又不易浇注到磨削区，磨磨削温度高，零件热变形大，砂轮端面磨削不均匀，因而磨削精度较低，表面质量也稍差。5．4螺纹的加工螺纹类别加工方法加工精度等级（IT）加工表面粗糙度（Ra/μm）适用范围外螺纹板牙套螺纹９～８６.３～3.2各种批量车螺纹７～４3.2～0.4单件小批铣螺纹７～６６.３～3.2大批大量磨螺纹６～４0.4～0.1各种批量滚压搓丝板８～６1.6～0.8大批大量滚子６～４1.6～0.2大批大量内螺纹功螺纹７～６6.3～1.6各种批量车螺纹８～４3.2～0.4单件小批铣螺纹８～６6.3～3.2成批大量拉螺纹７1.6～0.8大批大量磨螺纹６～４0.4～0.1单件小批5．4．1车削螺纹１．三角螺纹车削如图所示为车削三角螺纹。车削三角螺纹时，要使车刀的刀尖角等于牙型角，车普通螺纹车刀刀尖角应等于60°；车英制三角螺纹时，车刀刀尖应等于55°。刀具的径向前角应该等于０°，刀刃应磨成直线。２．矩形、梯形螺纹车削车螺纹时因受螺旋线的影响，切削平面与基面的位置发生了变化，使工作时的前角与后角与刃磨前角和后角的数值不同，其变化程度取决于升角大小。矩形、梯形、多头螺纹导程大，螺旋升角较大，因此，在刃磨车刀时必须考虑这一问题。车刀两侧的工作后角一般取3°～5°在车螺纹时，由于基面发生变化，车刀两侧的工作前角与刃磨后角不相等，为使刀具正常工作，将车刀的前面垂直于螺旋装夹，即法向安装。使左右工作前角等于零或在前刀面两侧刃磨出较大的卷屑槽，使前角增大，排屑顺利。5．4．2丝锥板牙加工螺纹1．攻螺纹用丝锥在内孔表面上加工出螺纹的加工方法。分为手攻和机攻。攻螺纹加工刀具是丝锥和铰扛，丝锥可分为手用丝锥（初锥、中锥、底锥）、机用丝锥和圆锥管螺纹丝锥。单件小批量生产时采用手攻，成批生产时则采用机攻。攻丝时速度一般很低且要加切削液。（１）丝锥及铰扛①丝锥丝锥是用来加工较小直径内螺纹的成形刀具，一般选用合金工具钢9SiGr制成，并经热处理制成。通常M6～M24的丝锥一套为两支，称头锥、二锥；M6以下及M24以上一套有三支、即头锥、二锥和三锥。每个丝锥都有工作部分和柄部组成。工作部分是由切削部分和校准部分组成。②铰扛铰扛是用来夹持丝锥的工具，常用的是可调式铰扛。旋转手柄即可调节方孔的大小，以便夹持不同尺寸的丝锥。铰扛长度应根据丝锥尺寸大小进行选择，以便控制攻螺纹时的扭矩，防止丝锥因施力不当而扭断。（2）攻螺纹方法①钻孔攻螺纹前需要钻孔。②用头锥攻螺纹开始时，必须将丝锥铅垂地放在工件孔内，然后，用铰杠轻压旋入。当丝锥的切削部分已经切入工件，即可只转动，不加压。每转一周应反转1/4周，以便断屑。③二攻和三攻先把丝锥放入孔内，旋入几扣后，再用铰杠转动。旋转铰杠时不需加压。（3）攻螺纹的操作要点及注意事项①根据工件上螺纹孔的规格，正确选择丝锥，先头锥后二锥，不可颠倒使用。②工件装夹时，要使孔中心垂直于钳口，防止螺纹攻歪。③用头锥攻螺纹时，先旋入1～2圈后，要检查丝锥是否与孔端面垂直。当切削部分已切入工件后，每转1～2圈应反转1/4圈，以便切屑断落。④攻钢件上的内螺纹，要加机油润滑，可使螺纹光洁、省力和延长丝锥使用寿命；攻铸铁上的内螺纹可不加润滑剂，或者加煤油；攻铝及铝合金、紫铜上的内螺纹，可加乳化液。⑤不要用嘴直接吹切屑，以防切屑飞入眼内。２．套螺纹套螺纹是用板牙在圆柱表面上加工出外螺纹的加工方法。套螺纹可分为手工套和机器套。加工刀具：板牙。板牙有圆板牙、方板牙、钳工板牙、锥形螺纹板牙等。（1）板牙和板牙架①板牙板牙是加工外螺纹的刀具，用合金工具钢9SiGr制成，并经热处理淬硬。其外形像一个圆螺母，只是上面钻有排屑孔，并形成刀刃。②板牙架板牙架是用来夹持板牙、传递扭矩的工具。不同外径的板牙应选用不同的板牙架。（2）套螺纹前圆杆直径的确定和倒角①圆杆直径的确定圆杆直径应稍小于螺纹的公称尺寸，圆杆直径可查表或按经验公式计算：圆杆直径=螺纹外径d-(0.13～0.2)螺距p②圆杆端部的倒角套螺纹前圆杆端部应倒角，使板牙容易对准工件中心，同时也容易切入。倒角长度应大于一个螺距，斜角为15°～30°。（3）套螺纹的操作要点和注意事项①每次套螺纹前应将板牙排屑槽内及螺纹内的切屑清除干净；②套螺纹前要检查圆杆直径大小和端部倒角；③套螺纹时切削扭矩很大，易损坏圆杆的已加工面，所以应使用硬木制的V型槽衬垫或用厚铜板作保护片来夹持工件。工件伸出钳口的长度，在不影响螺纹要求长度的前提下，应尽量短。④套螺纹时，板牙端面应与圆杆垂直，操作时用力要均匀。开始转动板牙时，要稍加压力，套人3～4牙后，可只转动而不加压，并经常反转，以便断屑。⑤在钢制圆杆上套螺纹时要加机油润滑。5．4．3滚压螺纹加工工艺螺纹滚压是用成形滚压模具使工件产生塑性变形以获得螺纹的加工方法。螺纹滚压一般在滚丝机、搓丝机或在附装自动开合螺纹滚压头的自动车床上进行﹐适用于大批量生产标准紧固件和其它螺纹联接件的外螺纹。螺纹滚压的优点是：表面粗糙度小于车削﹑铣削和磨削；滚压