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当前位置:首页 > 机械/制造/汽车 > 机械/模具设计 > 第四章机械零件常见表面加工方案的确定
工艺分析图纸提出修改意见审查材料审查零件的结构工艺性下一步…审查技术要求机械零件的加工实质上是分别将每个表面按零件图要求加工好,所以先要解决零件表面的加工方案。那么,如何确定单个表面的加工方案呢?第4章机械零件常见表面的加工方案的确定4.1.1表面加工方法的选择原则(1)表面的形状和尺寸工件表面的加工方法应与表面的形状相适应:圆孔可以采用钻、铰、镗、车或磨等方法进行加工;非圆孔可以采用拉削、插削和电加工等方法进行加工;4.1零件表面的加工方案的确定4.1.1表面加工方法的选择原则(1)表面的形状和尺寸表面的尺寸大小也要影响加工方法的选择:小孔可以用钻、铰或拉削等方法加工。大尺寸的孔可以采用镗削或磨削等方法加工。4.1.1零件表面加工方法的选择原则综合考虑工件形状和尺寸例如,对于工件尺寸和质量比较大的回转面,应选用立车的方法进行加工。(2)所选加工方法应考虑每种加工方法的加工经济精度范围要与加工表面的精度要求和表面粗造度要求相适应。4.1.1零件表面加工方法选择的原则4.1.1零件表面加工方法选择的原则加工经济精度:指在正常的加工条件下(采用符合质量标准的设备和工艺装备,使用标准技术等级的工人、不延长加工时间),所能保证的加工精度和表面粗糙度。(3)所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。工件的材料及热处理后的硬度,对加工性有很大的影响。硬度低而韧性大的材料,如有色金属,一般不用磨削的方法而采用精车进行加工。对于淬火钢,由于硬度很高,只能采用磨削或特种加工方法进行加工。4.1.1零件表面加工方法选择的原则(4)加工方法要与生产类型相适应﹐大批量生产时﹐应采用高效的机床设备和先进的加工方法。在单件小批生产中﹐多采用通用机床和常规加工方法。(5)所选加工方法要与企业现有设备条件和技朮水平相适应。4.1.1零件表面加工方法选择的原则在选择某一表面的加工方案时﹐一般总是首先选定它的最终加工方法﹐然后再逐一选择有关前导工序的加工方法。4.1.2零件表面的加工方案的确定4.2平面加工•4.2.1概述•平面加工常用的加工方法有:①铣削加工:主要用于末淬硬工件的粗加工和半精加工,②磨削加工:主要用于零件件的精加工,可加工高硬度零件③刨削加工:加工的生产率和精度低,主要用于狭长平面的末淬硬零件的加工④车削加工:用于末淬硬轴类零件的端面加工4.2平面加工•4.2.1概述平面加工常用的加工方法有:④拉削加工:生产率和加工精度都高,一般用于大批量生产时的末淬硬零件的加工⑤研磨:主要用于提高零件表面的光洁度,是一种光整加工方法。4.2.2铣削加工1)铣削加工的特点:(1)铣刀是一种多齿刀具,在铣削时,铣刀的每个刀齿不象车刀和钻头那样连续地进行切削,而是间歇地进行切削,刀具的散热和冷却条件好,铣刀的耐用度高,切削速度可以提高;(2)铣削时经常是多齿进行切削,可采用较大的切削用量,与刨削相比,铣削有较高的生产率,在成批及大量生产中,铣削几乎已全部代替了刨削;(3)由于铣刀刀齿的不断切入、切出,铣削力不断地变化,故而铣削容易产生振动,加工精度不高。2)铣削用量:•铣削用量包括:切削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度四要素。其铣削用量如图所示。铣削运动及铣削用量a)在卧铣上铣平面b)在立铣上铣平面4.2.2铣削加工•3)铣削的应用•铣床的加工范围很广,可以加工平面、斜面、垂直面、各种沟槽和成形面(如齿形),如下图所示。4.2.2铣削加工3)铣削的应用4)铣削加工种类周铣:用铣刀圆柱表面上的刀齿进行加工。a逆铣b顺铣4)铣削加工种类周铣包括顺铣和逆铣•端铣:用铣刀端面上的刀齿进行铣削加工4.2.2铣削加工5)铣床•铣床种类很多,常用的有卧式铣床、立式铣床、龙门铣床和数控铣床及铣镗加工中心等。在一般工厂,卧式铣床和立式铣床应用最广,其中万能卧式升降台式铣床,简称万能卧式铣床应用最多,特加以介绍。•万能卧式铣床•卧式万能升降台铣床简称万能铣床,是铣床中应用最广的一种。其主轴是水平的,与工作台面平行。下面以X6132铣床为例,介绍万能铣床型号以及组成部分和作用。X6132万能卧式升降台铣床立式铣床四轴龙门铣床外形4.2.3刨削加工•在生产中常用的刨床有:牛头刨床和龙门刨床。前者用作加工中、小型板件,后者用于大型板件的加工。刨削加工一般用于单件或小批量生产,加工精度为IT9~IT7,表面粗糙度值Ra为(12.5~1.6)um,故一般用于粗加工,生产率比铣削低。加工原理如下图所示。刨削加工示意图4.2.3刨削加工1-工作台2-刀架3-滑枕4-床身5-变速手柄6-滑枕行程调节柄7-横向进给手柄8-横梁牛头刨床外形图4.2.3刨削加工1、8-侧刀架2-横梁3、7-立柱4-顶梁5-立刀架9-工作台10-床身龙门刨床外形图4.2.3刨削加工4.2.4磨削加工•1、平面磨削加工工艺特点及分类•对于精度要求高的平面以及淬火零件的平面加工,一般需要采用平面磨削的方法。a卧轴矩台平面面磨床磨削b卧轴圆台平面面磨床磨削c立轴矩台平面面磨床磨削d立轴矩台平面面磨床磨削首先选定平面的最终加工方法﹐然后再逐一选择有关前导工序的加工方法。4.2.5平面的加工方案的确定4.2.5平面的加工方案方案公差等级表面粗糙度加工方案适用范围1IT12IT102512.5粗车轴、套、盘类等零件未淬火的端面2IT9IT76.30.8粗车—半精车—精车3IT10IT86.31.6粗刨(铣)—精刨(铣)用于不淬硬的平面4IT7IT60.80.1粗刨(铣)—精刨(铣)—平磨用于不淬硬或淬硬的平面5IT7IT60.40.05粗刨(铣)—精刨(铣)—粗磨—精磨用于高精度低粗糙度的平面4.3外圆表面加工•4.3.1外圆表面的加工方法•具有外圆表面的典型零件有轴类、盘类和套类零件,外圆表面加工根据表面成形方法不同有轨迹法和成形法两种,根据使用加工设备不同有车削、磨削和光整加工,其中车削加工常用于外圆表面的粗加工和半精加工;磨削加工用于外圆表面的精加工;而光整加工用于外圆表面的超精加工。在大批量生产中,有的外圆表面还可采用拉削加工,如曲轴外圆表面粗加工。4.3外圆表面加工•4.3.1外圆表面的加工方法•车削:常用于外圆表面的粗加工(粗车)和半精加工(半精车)•磨削:用于外圆表面的精加工•光整加工:用于外圆表面的超精加工其中车削加工4.3.2外圆的车削加工•1)车削的工艺特点•(1)易于保证零件各加工表面的位置精度(2)生产率较高•(3)生产成本较低•(4)适于车削加工的材料广泛2)车削加工类型•一般可分为4种:粗车、半精车、精车和精细车。•(1)粗车主要用于零件的粗加工,作用是去除工件上大部份加工余量和表层硬皮,为后续加工作准备。加工余量约(1.5mm~2mm),加工后的尺寸精度可达IT11~IT13;表面粗糙度Ra可达(50~12.5)μm•(2)半精车在粗车的基础上对零进行半精加工,进一步减少加工余量,提高表面光洁度,加工余量约(1.5mm~0.8mm),加工尺寸精度可达IT8~IT10;表面粗糙度Ra可达(6.3~3.2)μm,一般可用作中等精度要求零件的终加工工序。•(3)精车在半精车的基础上对零件进行精加工,加工余量约(0.5mm~0.8mm),加工后的尺寸精度可达IT7~IT8;表面粗糙度Ra可达(1.6~3.2)μm.•(4)精细车主要用于有色金属的精加工。加工余量小于0.3mm,加工后的尺寸精度可达IT6~IT7;表面粗糙度Ra可达(0.4~0.0025)μm。3)车削加工工艺范围•卧式车床的工艺范围相当广泛,可以车削内外圆柱面、圆锥面、环形槽、回转体成型面,车削端面和各种常用的公制、英制、模数制、径节制螺纹,还可以进行钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹和滚花等工作3)车削加工工艺范围3)车削加工工艺范围4)车刀的种类和用途•车刀按用途分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀、切槽刀等多种形式常用车刀类型4)车刀的种类和用途5)车床•(1)主要技术参数•机床的主要技术参数包括机床的主参数和基本参数。•(2)车床必须具备的成形运动:•主运动为工件的旋转运动。进给运动为刀具的直线移动。进给运动分为三种形式:纵向进给运动、横向进给运动、斜向进给运动。(3)车床的分类•车床的种类很多,按用途和结构的不同,主要分为以下几类•1)卧式车床•2)立式车床•3)转塔车床•4)自动车床和半自动车床•5)仿形车床•6)专门化车床4.3.3外圆表面的磨削加工•外圆磨削加工是利用砂轮作为切削工具,对工件外圆进行高速切削的一种加工方法,多用于零件外圆表面的精加工和淬硬表面的加工。1)外圆磨削加工的工艺特点及应用范围•(1)磨粒硬度高,它能加工一般金属切削刀具所不能加工的工件表面。•(2)磨削加工能切除极薄极细的切屑,修正误差的能力强,加工精度高(IT6~IT5),加工表面粗糙度小。•(3)磨粒在砂轮上随机分布,同时参加磨削的磨粒数相当多,磨痕轨迹纵横交错,容易磨出表面粗糙度小的光洁表面。•(4)由于大负前角磨粒在切除金属过程中消耗的摩擦功大,再加上磨屑细薄,切除单位体积金属所消耗的能量,磨削要比车削大得多2)外圆表面的磨削方法•在外圆磨床上磨削外圆•在外圆磨床上磨削外圆也称为“中心磨法”,工件安装在前后顶尖上,用拨盘和鸡心夹头来传递动力和运动。常用的磨削方法有:纵磨法、横磨法及综合磨法。在外圆磨床上磨削外圆(a)纵磨法(b)横磨法(c)深磨法图8-13外圆磨削加工方法3)M1432A型万能外圆磨床•M1432A型机床是普通精度级万能外圆磨床,经济精度为IT6~IT7级,加工表面的表面粗糙度值Ra可控制在1.25~0.08μm范围内。万能磨床可用于内外圆柱表面、内外圆锥表面的精加工,虽然生产率较低,但由于其通用性较好,被广泛用于单件小批生产车间、工具车间和机修车间。3)M1432A型万能外圆磨床•M1432A型磨床的运动•1)主运动:外圆磨和内圆磨砂轮的旋转运动。由电机驱动。•2)进给运动:工件的圆周进给运动;工件台带动工件的纵向进给运动;砂轮横向进给运动。均由磨床的液压系统完成。•3)辅助运动:砂轮架的快速进退运动;尾架套筒的伸缩运动。也由磨床的液压系统来完成。3)M1432A型万能外圆磨床首先选定外圆表面文章的最终加工方法﹐然后再逐一选择有关前导工序的加工方法。4.3.4外圆表面的加工方案的确定外圆表面的加工方案方案公差等级表面粗糙度Ra(m)加工方案适用范围1IT13IT115012.5粗车适用于淬火钢外的各种金属2IT10IT86.33.2粗车—半精车3IT8IT71.60.8粗车—半精车—精车4IT6IT50.80.2粗车—半精车—精车—精细车主要用于要求高的有色金属5IT8IT70.80.4粗车—半精车—磨削适用于除有色金属外的各种金属,特别是淬火钢6IT7IT60.40.1粗车—半精车—粗磨—精磨7IT5IT30.10.025粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨4.4内圆表面加工方案的确定•4.4.1概述•内圆面的加工方法,有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔和磨孔等。对于精度要求高的孔,最后还需经珩磨或研磨及滚压等精密加工。4.4内圆表面加工方案的确定•4.4.1概述•内圆面(孔)的加工与外圆面的加工相比,具有以下特点:•1)孔加工所用的刀具(或磨具)的尺寸受被加工孔的直径的限制,刀具的刚性差,容易产生弯曲变形及振动;孔的直径越小,深度越大,这种影响越显著。•2)大部分孔加工刀具为定尺寸刀具,孔的直径往往取决于刀具的直径,刀具的制造误差及磨损将直接影响孔的加工精度。•3)加工孔时,切削区在工件的内部,排屑条件、散热条件都差。因此,孔的加工精度和表面质量都不容易控制。4.4.2钻孔•钻孔主要用于在实体材料上加工孔,是粗加工工序,加工精度一般可达到IT10~12;粗糙度Ra可达(50~12.5)um。所用刀具一般都采用麻花钻。由于加工精度不高,故主要用于加工要求不高的孔或精加工孔的预孔。麻花钻4.4.2钻孔4.4.3扩孔•扩孔主要用于对已有的孔进行再加工,从而扩大孔
本文标题:第四章机械零件常见表面加工方案的确定
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