第20章-零件典型表面加工方法的选择

5/18/2011 6:08 PM5/18/2011 6:08 PM 第20章零件典型表面加工方法的选择主要内容 20.1 外圆面的加工 20.2 孔的加工 20.3 平面的加工 20.4 成形面的加工要求根据零件的基本的几何形状，正确选择加工方法和加工方案；了解螺纹和齿轮齿形的加工方法。重点内容外圆表面、平面、孔的加工方法作业：P32320.5; 20.5 螺纹的加工 20.6 齿轮齿形的加工5/18/2011 6:08 PM 20.120.1外圆面的加工方法外圆面的加工方法外圆表面的典型零件轴类零件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 1、尺寸精度 2、形状精度 3、位置精度 4、表面质量5/18/2011 6:08 PM 20.1.1 20.1.1 外圆表面的车削加工外圆表面的车削加工车削加工的工艺范围：粗车、半精车、精车、精细车外圆表面车削加工设备及工艺特点生产率高应用广泛加工材料范围较广车削外圆时工件的装夹特点装夹方便快捷易于保证位置精度5/18/2011 6:08 PM • • 20.1.220.1.2外圆表面的磨削加工外圆表面的磨削加工外圆表面的磨削加工，可采用的方法有： a R 1．外圆磨削法外圆磨削通常在外圆磨床上进行。外圆磨削可采用纵磨法、横磨法、综合磨法和深磨法，也可在无心磨床上进行，称为无心外圆磨削法。 2．高速磨削高速磨削是使用高强度砂轮，磨削砂轮线速度从一般的30m/s提高到50m/s以上，可以提高生产率。 3．细粗糙度磨削使工件表面获得粗糙度为 0．1～0．01 微米的磨削工艺，通称为细粗糙度磨削。细粗糙度磨削包括精密磨削、超精密磨削和镜面磨削。一般能获得表面粗糙度5/18/2011 6:08 PM 20.1.3 外圆表面的光整加工外圆表面光整加工的主要作用，是改善零件的表面质量。有些光整加工还可以提高零件的尺寸精度和形状精度。 1．研磨在磨具和工件之间置以研磨剂，并使研具和工件产生复杂的相对运动，磨料从工件上切除很薄金属的光整加工过程。 2．超级光磨用磨粒极细的磨条对工件表面进行的一种光整加工方法。也叫超精加工。超级光磨适用于轴类零件圆柱表面的光整加工 3．抛光工件经过抛光表面粗糙度可达Ra 0.01～0．02，从而显出光泽的表面，但切除金属不均匀，工件尺寸精度不易控制。5/18/2011 6:08 PM • • 20.1.420.1.4外圆加工方案的制订外圆加工方案的制订 a.影响外圆加工方案的主要因素工件材料加工精度热处理状态 b.典型外圆加工方案 1.粗车 2.粗车­半精车 3.粗车­半精车­精车 4.粗车­半精车­磨削 5.粗磨­精磨­研磨加工路线车削磨削5/18/2011 6:08 PM 外圆表面加工方案5/18/2011 6:08 PM 20.2 孔的加工方法 20．2．1 钻、扩、铰、镗、拉孔 1.钻孔 2．扩孔，铰孔5/18/2011 6:08 PM 镗孔拉孔5/18/2011 6:08 PM 20.2.2 磨孔磨削孔主要用于加工淬硬工件，精度要求较高和表面粗糙度较细的通孔，盲孔或带断续表面的孔（如带有键槽的孔）等。在磨床上磨内孔远不如外圆磨削应用那么普遍，其原因是： 1 磨孔用的砂轮直径小（为孔径的0.6～0.9 倍），砂轮磨损快，需要修正和更换，因而增加了辅助时间。 2 砂轮直径小而且受到机床主轴转速的限制，通常很难达到正常的磨削速度（约为30m／s）。由于磨削速度低，所以磨孔的表面质量不易提高。 3 磨内孔时，由于砂轮轴细，而且是悬臂安装，所以刚性差，影响了磨孔的质量和生产率5/18/2011 6:08 PM 20.2.3 孔的光整加工为了进一步提高孔的精度，得到更细的表面粗糙度，通常在精加工之后还要采用研磨,珩磨等光整加工方法。 1.研磨 2.珩磨孔的研磨和外圆研磨一样，也是用研具和工件的相对运动，利用其间的研磨剂磨去工件表面很薄的一层余量（0.01～0.03mm）来进行光整加工。珩磨是用磨粒很细的磨条（也叫油石）来进行加工的。多用于圆柱孔的加工。珩磨头工作时有两种运动，即旋转运动和轴向往复运动。为了使整个工件表面能均匀的加工到，磨条在孔的两端都要露出约25mm的越程。5/18/2011 6:08 PM 孔的加工方法钻,扩,铰,镗拉磨,珩磨,研磨孔的技术要求尺寸精度形状精度位置精度表面质量 20.2.4 孔的加工方案的选择5/18/2011 6:08 PM 0.4­0.8 IT6—IT7 (钻)粗镗­­­半精镗­­­粗磨­­­精磨 11 钢及铸铁件孔的精加工 0.8­1.6 IT7—IT8 (钻)粗镗­­­半精镗­­­磨 10 成批,大量生产 0.8­1.6 IT7—IT8 粗镗­­­半精镗­­­浮动镗 9 0.8­1.6 IT7—IT8 (钻)粗镗­­­半精镗­­­精镗 8 除淬火件外各种零件小批生产 3.2­6.3 IT9—IT10 (钻)粗镗­­­半精镗 7 成批,大量生产 0.4­1.6 IT7—IT8 (钻)粗镗­­­拉 6 Φ30­100铸锻孔 0.8­1.6 IT7—IT8 粗镗­­­半精镗­­­铰 5 0.4­0.8 IT6—IT7 钻­­­扩­­­粗铰­­­精铰 4 0.4­1.6 IT6—IT8 钻­­­扩­­­铰 3 不淬火钢件,铸铁件和非铁合金件小孔, 细长孔 1.6­3.2 IT7—IT8 钻­­­铰 2 任何批量,实体工件 12.5­25 IT11­­T13 钻孔 1 适用范围表面粗糙度 Ra/μm 加工精度加工方案序号5/18/2011 6:08 PM 20.3 平面的加工方法 20.3.1平面的车削加工 a) 三爪卡盘，b)四爪卡盘，c)花盘，d)立车5/18/2011 6:08 PM 20.3.2平面的铣、刨加工铣和刨是平面加工的两种基本方法。在多数情况下，铣削的生产率明显地高于刨削。刨削的生产率虽然比铣削的生产率低，但由于刨刀结构简单，刨床便宜，调整简便，所以在单件小批生产中具有较好的经济效益。5/18/2011 6:08 PM 20.3.3平面的拉削加工拉削平面是一种高生产率的加工方法。在汽车、拖拉机制造业中，拉削平面得到广泛应用。如发动机气缸体和连杆的平面都用拉削加工。拉削除了加工单一表面外，还常用来加工组合表面，而这些表面若用其它切削方法加工十分费事或者无法完成，而拉削提供了简便、可靠的加工途径。5/18/2011 6:08 PM 20.3.4 平面磨削 1.平面磨削方法 (1)周磨 a.砂轮与工件接触面积小,磨削热少,排屑和冷却条件好 b.加工精度高 c.生产率低 d.适用于批量生产磨削精度较高的中小型零件. (2)端磨 a.接触面积大,磨削热多,排屑和冷却条件差 b.磨削精度低 c.生产率高 d.适用于成批大量生产 2.平面磨削工艺特点 • 机床结构简单,系统刚性较强,加工质量及生产率较内外圆磨高. • 工件装夹简单,生产率高. • 成批,大量生产中可以磨削代替铣削与刨削去掉毛坯表面上的硬皮,既能提高生产率,又能有效保证加工质量5/18/2011 6:08 PM5/18/2011 6:08 PM •20.3.5 平面研磨平面研磨的原理和研磨外圆相同。加工的尺寸精度可达IT5 或更高，表面粗糙度可达Ra 0.1~0.01um。如果两个平面的平行度不符合要求时，可在较厚的部位加大压力，研磨时间延长一些，以便多去—些金属，直到符合要求为止。当工件尺寸大而被研磨的平面较小时，可手持研具进行研磨。机械研磨平面的加工方法与研磨外圆类似，可以同时加工工件的两个平行平面。研磨平面多用于加工中小型工件。5/18/2011 6:08 PM • 20.3.6 平面加工方法的选择钢,铸铁的中小零件的平面 0.2­0.8 IT5­IT6 粗铣(刨)­精铣（刨）­磨 6 0.4­0.8 IT6­IT7 粗铣(刨)——拉 5 1.6­6.3 IT7­IT10 粗刨——精刨 4 1.6­6.3 IT7­IT10 粗铣——精铣 3 不淬火钢,铸铁和非铁金属件的平面 12.5­25 IT11­IT13 粗铣(或粗刨) 2 车削工件的端面 1.6­12.5 IT8­IT11 粗车——精车 1 适用范围表面粗糙度 Ra μm 加工精度加工方案序号5/18/2011 6:08 PM 20.4成形面的加工方法成形面的种类回转成形面直线成形面立体成形面成形面的技术要求 a.尺寸精度 b.形状精度 c.位置精度 d.表面质量5/18/2011 6:08 PM 中小批,各种成形面数控机床较高较小高数控装置小批,各种成形面仿形机床较低较大较高仿形装置成批,各种直线成形面普通机床较低较大较低靠模装置小批,各种成形面普通机床低较大较低手动进给简单刀具加工成批,大量生产各种小型直线成形面拉床高较小较高拉削成批,外直线成形面刨床较高较大较低刨削成批,外直线成形面铣床较高较小较高铣削成批,小尺寸回转面车床较高较小较高车削成形刀具加工成形面的切削加工适用范围机床生产率表面粗糙度加工精度加工方法20.4.1成形面加工方法分析5/18/2011 6:08 PM 单件小批加工各种内外直线成形面.(主要是模具型腔) 坐标磨床较高很小很高连续轨迹数控坐标磨削加工各种批量外直线成形面和回转成形面砂带磨床较低小高砂带磨削单件,小批生产各种外直线成形面成形磨床,平面磨床较高小高成形夹具磨削成批加工回转成形面, 外直线成形面平面磨, 工具磨, 外圆磨较高较小较高成形砂轮磨削成形面的磨削加工适用范围机床生产率表面粗糙度加工精度加工方法20.4.1成形面加工方法分析5/18/2011 6:08 PM • 20.4.2.1用成形刀具加工车削成形面铣削成形面刨削成形面拉削成形面磨削成形面工艺特点: a.加工精度主要取决于刀具精度 b.易于保证同一批零件形状及尺寸的一致性和互换性 c.生产率高 d.刀具重磨次数多,使用寿命长 e.刀具设计制造复杂,成本高5/18/2011 6:08 PM • 20.4.2.2用简单刀具加工 (1)用靠模装置加工成形面 a.生产效率高 b.加工精度由靠模决定 c.靠模形状复杂,成本高 e.靠模易摩损 d.适合成批生产中应用5/18/2011 6:08 PM • (2)按运动轨迹法加工成形面外球面的铣削内球面的铣削外球面的车削内球面的车削外球面的磨削内球面的磨削铣削车削磨削铣削头结构简单，操作方便生产率高，刀尖易损生产率高，表面粗糙度小（Ra 1.6um) 加工精度，生产率较高，适合于大批量生产球面直径不宜过小加工精度高，表面粗糙度小，生产率低，适合小批生产精度高粗糙度小，球磨机上磨直径大，深度小的零件5/18/2011 6:08 PM 外球面的铣削内球面的铣削外球面的车削内球面的车削5/18/2011 6:08 PM 20.5螺纹的加工方法螺纹的加工方法很多，主要有车、铣、攻丝，套丝、磨削、滚压等。它们各有不同的特点，必须根据零件的形状，尺寸、产量及技术要求等因素来选择。 20.5.1 车螺纹车削螺纹是用螺纹车刀加工螺纹的传统加工方法。这种方法所用的刀具、设备的通用性大，可加工各种形状、尺寸及不同精度的内、外螺纹，特别适用于加工大尺寸的螺纹。适用于单件小批生产。5/18/2011 6:08 PM 20.5.2 铣螺纹 1 盘状铣刀铣螺纹 2．梳状铣刀铣螺纹铣螺纹是在专门的螺纹铣床上用螺纹铣刀加工螺纹的方法。由于铣刀齿多、转速快、切削量大，故比车螺纹生产率高。螺纹铣削的加工精度可达7级，Ra可达1.6um。5/18/2011 6:08 PM 20.5.3 用丝锥、板牙加工螺纹图——丝锥结构图图——板牙结构用丝锥加工内螺纹称为攻丝，从外形看丝锥似纵向开有沟槽（形成切削刃和容屑槽）、头部带有锥度（切削部分）的螺杆。攻丝前需按要求尺寸加工出螺纹底孔。板牙是加工或校正外螺纹用的刃具，板牙外形像钻有三孔（形成切削刃和容屑槽）的螺母，且孔的端部具有 30o—60o锥角，以起到切削前引导定位作用。用板牙加工螺纹又称套扣。5/18/2011 6:08 PM 20.5