第五章_典型表面加工分析

1、金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering 不论零件多么复杂，其表面都可以由一些不论零件多么复杂，其表面都可以由一些典型

2、的表面构成，因此，零件的加工过程就是典型的表面构成，因此，零件的加工过程就是表面的形成过程。欲获得符合要求的表面，应表面的形成过程。欲获得符合要求的表面，应包括形状、尺寸及达到一定的技术要求。同一包括形状、尺寸及达到一定的技术要求。同一零件的不同加工方法获得的精度不同，同一精零件的不同加工方法获得的精度不同，同一精度的加工方式也多种多样。度的加工方式也多种多样。为了选取合理的加工方法，应该遵循下列为了选取合理的加工方法，应该遵循下列原则：原则：金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院S

3、chool of Material Science & Engineering所选加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加所选加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的要求相适应；工表面的要求相适应； 所选加工方法要与零件材料的切削加工性及所选加工方法要与零件材料的切削加工性及产品的生产类型相适应；产品的生产类型相适应； 几种加工方法配合使用；几种加工方法配合使用； 表面加工要表面加工要分阶段分阶段进行：进行： 为了保证零件的加工质量，提高生产效率为了保证零件的加工质量，提高生产效率和经济效益，整个加工过程应分阶段进行，即和经济效益，整个加工过程应分阶段进行，即分为分为粗加工粗加工、半精

4、加工半精加工及及精加工精加工三阶段。三阶段。金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering粗加工粗加工：切除各加工表面上的大部分加工余：切除各加工表面上的大部分加工余量，并完成精基准的加工。量，并完成精基准的加工。 先进行粗加工，可以及时发现毛坯的缺陷，先进行粗加工，可以及时发现毛坯的缺陷，如砂眼如砂眼 、裂纹、局部余量不足等，避免对不、裂纹、局部余量不足等，避免对不合格毛坯继续加工而造成浪费。合格毛坯继

5、续加工而造成浪费。半精加工半精加工：为各主要表面的精加工作准备（达：为各主要表面的精加工作准备（达到一定的精度要求并留有精加工余到一定的精度要求并留有精加工余量），并完成一些次要表面的加量），并完成一些次要表面的加工。工。金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering精加工精加工：获得符合精度和表面粗糙度要求的表：获得符合精度和表面粗糙度要求的表面。面。粗加工时，背吃刀量和进给量大，切削力粗加工时，背吃刀

6、量和进给量大，切削力大，产生的切削热多。由于工件受力变形、受大，产生的切削热多。由于工件受力变形、受热变形以及内应力重新分布等，将破坏已加工热变形以及内应力重新分布等，将破坏已加工表面的精度，因此，只有在粗加工之后再进行表面的精度，因此，只有在粗加工之后再进行精加工，才能保证质量要求。精加工，才能保证质量要求。另外，分阶段加工，有利于合理利用机另外，分阶段加工，有利于合理利用机床，保持精密机床的精度，延长机床寿命。床，保持精密机床的精度，延长机床寿命。金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工

7、程学院School of Material Science & Engineering第一节第一节 外圆、孔和平面的加工外圆、孔和平面的加工一、各种表面的加工要求一、各种表面的加工要求尺寸尺寸精度、精度、形状形状精度、精度、位置位置精度、精度、表面质量表面质量二、外圆加工二、外圆加工 主要以主要以车削车削和和磨削磨削为主为主金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering金属工艺学（冷加工）金属工艺

8、学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering三、孔的加工三、孔的加工 常用的孔：常用的孔：紧固孔和其它非配合的孔；紧固孔和其它非配合的孔；回转体零件上的孔；回转体零件上的孔；箱体类零件上的孔；箱体类零件上的孔；深孔，即深孔，即L/D510L/D510的孔；的孔；圆锥孔。圆锥孔。金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院Sch

9、ool of Material Science & Engineering金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering四、平面的加工四、平面的加工 根据所起的作

10、用，一般分为：根据所起的作用，一般分为： 非结合面非结合面 有外观或防腐需要时才加工；有外观或防腐需要时才加工； 结合面和重要结合面结合面和重要结合面 零件的固定连接平面；零件的固定连接平面； 导向平面导向平面 机床导轨面；机床导轨面； 精密测量工具的工作面精密测量工具的工作面 金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工

11、分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering第二节第二节 螺纹加工螺纹加工 常用螺纹：常用螺纹：紧固螺纹紧固螺纹 ：用于零件的固定连接，如普通螺纹、：用于零件的固定连接，如普通螺纹、管螺纹。螺纹牙型多为三角形。管螺纹。螺纹牙型多为三角形。普通螺纹：要求旋入性及连接可靠性普通螺纹：要求旋入性及连接可靠性管螺纹：要求密封性及连接可靠性管螺纹：要求密封性及连接可靠性传动螺纹传动螺纹：传递运动、动力或位移。牙型多为梯：传递运动、动力或位移。牙型多为梯形或锯齿形。形或锯齿形。要求传动准确、可靠

12、、接触良好、耐磨。要求传动准确、可靠、接触良好、耐磨。金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering 加工方法：加工方法：切削、滚压切削、滚压一、攻螺纹和套螺纹一、攻螺纹和套螺纹加工直径较小的三角螺纹，精度低。加工直径较小的三角螺纹，精度低。二、车螺纹二、车螺纹 成形车刀成形车刀 螺纹梳刀螺纹梳刀金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与

13、工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering三、铣螺纹三、铣螺纹1、盘形铣刀铣削螺纹、盘形铣刀铣削螺纹金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering2、梳形铣刀铣螺纹、梳形铣刀铣螺纹3、旋风铣螺纹、旋风铣螺纹金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学

14、院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering四、磨螺纹四、磨螺纹金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering五、滚压螺纹五、滚压螺纹 两种两种：搓螺纹、滚螺纹搓螺纹、滚螺纹金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院Sch

15、ool of Material Science & Engineering比较比较： 搓螺纹生产率高于滚螺纹；搓螺纹生产率高于滚螺纹； 滚螺纹质量高于搓螺纹；滚螺纹质量高于搓螺纹； 搓螺纹加工范围小于滚螺纹。搓螺纹加工范围小于滚螺纹。 工艺特点工艺特点： 螺纹质量高、性能好；螺纹质量高、性能好； 材料利用率高；材料利用率高； 生产率高；生产率高； 对毛坯精度、材料塑性、硬度要求对毛坯精度、材料塑性、硬度要求高，不适合薄壁件。高，不适合薄壁件。金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程

16、学院School of Material Science & Engineering1、技术要求、技术要求 传递运动的准确性；传递运动的准确性； 传动的平稳性；传动的平稳性； 载荷分布的均匀性；载荷分布的均匀性； 传动侧隙。传动侧隙。2、精度、精度 齿轮及齿轮副共有齿轮及齿轮副共有12级精度，由高级精度，由高到低为到低为112级，级，7级为常用级。级为常用级。第三节第三节 齿轮加工齿轮加工金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Scienc

17、e & Engineering金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering 成形法成形法 特点：成形刀具与被切齿轮齿槽同形。齿形精特点：成形刀具与被切齿轮齿槽同形。齿形精度低，只能用于低速的度低，只能用于低速的齿轮传动。齿轮传动。 3、加工方法、加工方法齿轮加工的关键是齿轮加工的关键是齿形齿形加工，按照成形加工，按照成形原理分为两类：原理分为两类： 展成法展成法特点：刀具与齿轮发生啮合运动。齿形

18、精度高，特点：刀具与齿轮发生啮合运动。齿形精度高，需专用设备。需专用设备。 金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering二、铣齿铣齿属于属于成形法成形法加工。加工。 铣削时，铣刀做铣削时，铣刀做旋转主运动，工件随旋转主运动，工件随工作台作纵向进给运工作台作纵向进给运动。每铣完一个齿后，动。每铣完一个齿后，工件纵向退回原处，工件纵向退回原处，进行分度后，再铣下进行分度后，再铣下一个齿槽，直至全部一个齿槽，

19、直至全部齿槽铣完为止。齿槽铣完为止。 加工原理加工原理：金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering特点特点： 设备为普通铣床，刀具成本低；设备为普通铣床，刀具成本低； 生产率低；生产率低； 加工齿轮精度低。加工齿轮精度低。 三、插齿插齿插齿机 1、加工原理、加工原理相当于一对圆柱齿轮啮相当于一对圆柱齿轮啮合运动。插齿刀就是一个合运动。插齿刀就是一个具有切削刃的齿轮。具有切削刃的齿轮。金属工艺学（冷加工

20、）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering插齿刀插齿刀金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering 主运动主运动：插齿刀的直线往复运动；：插齿刀的直线往复运动； 分齿运动分齿运动：插齿刀与工件各绕自身轴线旋转：插齿刀与工件各绕自

21、身轴线旋转的啮合运动；的啮合运动；运动关系为：运动关系为： 径向进给运动径向进给运动：插齿刀的向工件的径向进给：插齿刀的向工件的径向进给运动，以切出工件的轮齿的运动，以切出工件的轮齿的齿长。齿长。 让刀运动让刀运动：在插齿刀返回时，工件相对于插：在插齿刀返回时，工件相对于插齿刀的径向退让运动。以避免刀齿刀的径向退让运动。以避免刀面与已加面与已加工表面发生摩擦。工表面发生摩擦。2、主要运动、主要运动金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Scienc

22、e & Engineering3、特点、特点 插齿所形成的齿形包铬线的切线数量比滚齿插齿所形成的齿形包铬线的切线数量比滚齿多，齿面粗糙度小；多，齿面粗糙度小； 插齿的齿形精度高于滚齿；插齿的齿形精度高于滚齿； 生产率低；生产率低； 同一模数的插齿刀可以加工模数相同的各种同一模数的插齿刀可以加工模数相同的各种不同齿数的圆柱齿轮；不同齿数的圆柱齿轮； 能加工用滚刀难以加工的内齿轮、多联齿轮、能加工用滚刀难以加工的内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮和齿条。扇形齿轮和齿条。金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海

23、）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering四、滚齿四、滚齿滚齿机滚齿机 1、加工原理、加工原理相当于交错轴斜齿轮相当于交错轴斜齿轮啮合。刀具呈蜗杆状。啮合。刀具呈蜗杆状。金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering利勃海尔滚齿机利勃海尔滚齿机 金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威

24、海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering2、三种运动、三种运动 ： 主运动主运动：即滚刀的旋转运动；：即滚刀的旋转运动； 分齿运动分齿运动：保证滚刀转速和被切齿轮转速之：保证滚刀转速和被切齿轮转速之间间 啮合关系的运动；啮合关系的运动； 垂直进给运动垂直进给运动：滚刀沿被切齿轮的轴线方向：滚刀沿被切齿轮的轴线方向作垂直进给运动。作垂直进给运动。注注：滚齿时，必须将滚刀：滚齿时，必须将滚刀搬动一个角度，使刀搬动一个角度，使刀齿运动方向与被切齿齿运动方向与被切齿轮的轮齿方向一致。轮的轮齿方向一致。

25、金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering五、滚齿与插齿的比较五、滚齿与插齿的比较相同点相同点： 属于展成法加工；属于展成法加工； 生产率均高于铣齿；生产率均高于铣齿； 加工精度相当且比铣齿高；加工精度相当且比铣齿高； 都可以用同一把刀具加工出同一模数各种都可以用同一把刀具加工出同一模数各种不同齿数的齿轮；不同齿数的齿轮； 都适于大批大量生产。都适于大批大量生产。 加工质量：插齿的齿面粗糙度小于滚齿和

26、铣齿。加工质量：插齿的齿面粗糙度小于滚齿和铣齿。 生产率：插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿。生产率：插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿。不同点不同点：金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering第四节第四节 齿轮精加工齿轮精加工常用：常用： 剃齿、珩齿、剃齿、珩齿、磨齿磨齿一、剃齿一、剃齿剃齿是用剃齿刀剃齿是用剃齿刀对齿轮的齿面进行精对齿轮的齿面进行精加工的方法。加工的方法。金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷

27、加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering剃齿时刀具与工件作一剃齿时刀具与工件作一种自由啮合的展成运动。安种自由啮合的展成运动。安装时，剃齿刀与工件轴线倾装时，剃齿刀与工件轴线倾斜一个剃齿刀螺旋角斜一个剃齿刀螺旋角。剃。剃齿刀的圆周速度分解为沿工齿刀的圆周速度分解为沿工件齿向的切向速度和沿工件件齿向的切向速度和沿工件齿面的法向速度，从而带动齿面的法向速度，从而带动工件旋转和轴向运动，使刀工件旋转和轴向运动，使刀具在工件表面上剃下一层极具在工件表面上剃下一层极薄的切屑。同时，工作台带薄的切屑。同时，工作台带动工件作往复运动，以剃削动工件作往复运动，以剃削轮齿的全长。轮齿的全长。 金属工艺学（冷加工）金属工艺学（冷加工）第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析哈工大（威海）材料科学与工程学院哈工大（威海）材料科学与工程学院School of Material Science & Engineering 剃齿精度可达剃齿精度可达