机械制造1_第七章-机械零件的精密加工方法课件

1、第七章机械零件的精密加工方法第一节概述第二节平面的精密加工第三节外圆表面的精密加工第四节孔的精密加工第五节圆柱齿轮齿面的精加工一、精密加工与超精密加工的概念1.一般加工2.精密加工3.超精密加工二、精密加工、超精密加工的一般原则(1)创造性原则就是用“以粗干精”的原则，即用低精度的设备和工具，借助于工艺手段加工出高精度的工件的创造性加工原则。(2)微量切除原则要获得高精度，一定要实现与此精度相适应的微量切除。第一节概述(3)稳定加工原则要实现精密加工和超精密加工，必须排除来自工艺系统及其他外界因素的干扰，才能稳定地进行加工，同时还要有相应的高净化的工作环境。(4)测量精度应高于加工精度精密测量

2、是实现精密加工、超精密加工的前提，一定精度的加工必须有相应更高的测量技术和装置。第一节概述图7-1平面磨削方式a)卧轴矩台平面磨床磨削b)卧轴圆台平面磨床磨削c)立轴圆台平面磨床磨削d)立轴矩台平面磨床磨削一、平面磨削1.平面磨削的工艺特点及应用2.平面磨削方式第二节平面的精密加工二、平面刮研1.平面刮研的方法2.平面刮研的工艺特点及应用1)刮研精度高，方法简单，不需复杂的设备和工具，常用于加工各种机床的导轨面及检验平板。2)刮研劳动强度大，操作技术高，生产率低，常用于单件小批量生产及修理车间。3)刮研后的表面实际由许多微小凸面(点)所组成，其凹部可贮存润滑油，使润滑配合面具有良好的润滑条件。

3、第二节平面的精密加工图7-2研磨时磨粒的切削作用a)加工韧性材料b)加工脆性材料三、平面研磨四、平面抛光第二节平面的精密加工第三节外圆表面的精密加工一、研磨1.研磨方法图7-3外圆研具a)粗研具b)精研具(1)手工研磨研磨外圆时，工件夹持在车床卡盘上或用顶尖支承，作低速回转，研具套在工件上，在研具和工件之间加入研磨剂，然后用手推动研具作往返运动。(2)机器研磨机器研磨在研磨机上进行，效率高，适用于批量生产方式。2.嵌砂与无嵌砂研磨(1)嵌砂研磨研具材料比工件软，组织均匀，具有一定弹性、变形小、表面无斑点等特点。(2)无嵌砂的研磨研具材料较硬，而磨粒较软(如氧化铬)。3.研磨剂和研具(1)研磨剂

4、研磨剂应包含磨料、研磨液和辅助材料。1)磨料：应具有高硬度、高耐磨性；磨粒要有适当的锐利性，在加工中破碎后仍能保持一定的锋刃；磨粒的尺寸要大致相近，使加工中尽可能有均一工作磨粒。第三节外圆表面的精密加工表7-1研磨常用磨料2)研磨液：研磨液使磨料在研具表面上均匀散布，承受一部分研磨压力，以减少磨粒破碎，并兼有冷却、润滑作用。3)辅助材料：辅助材料能使工件表面氧化物薄膜破坏，提高研磨效率。第三节外圆表面的精密加工(2)研具研磨工具简称为研具，其作用是使研磨剂赖以暂时固着或获得一定的研磨运动，并将自身的几何形状按一定的方式传递到工件上。4.研磨特点二、超精加工1.超精加工工作原理第三节外圆表面的精

5、密加工图7-4超精加工运动2.超精加工的特点1) 超精加工磨粒运动轨迹复杂，能由切削过程过渡到光整抛光过程，表面粗糙度达Ra0.010.04m。2)超精加工磨条的粒度极细，只能切削工件凸峰，所以加工余量极小，一般为0.0050.0025mm。3)超精加工磨条高速往复振动，其微刃两面切削，磨屑易于清除，不会在加工表面形成划痕。4) 超精加工切削加工精度低，磨条压力小，工件表面不易发热，不会烧伤表面，也不易使工件表面变形；即使变形，其变形表面层相当薄，一般不大于0.0025mm。5)经超精加工的表面层耐磨性好。第三节外圆表面的精密加工图7-5滚压加工示意图a)滚轮滚压b)滚珠滚压2.滚压加工特点1

6、)滚压前道工序表面粗糙度值不大于Ra5m。第三节外圆表面的精密加工三、滚压1.滚压加工原理2)滚压能减小表面粗糙度值，滚压后的表面粗糙度为Ra0.630.16m。3)滚压能强化零件加工表面，但其形状精度及相互位置精度主要取决于前道工序。4)滚压的对象一般只适宜塑性金属材料，并要求材料组织均匀。5)滚压加工生产率高，工艺范围广，不仅可以用来加工外圆表面，也可以用来加内孔、端面。第三节外圆表面的精密加工第四节孔的精密加工一、磨孔1.磨孔的工艺特点1)砂轮直径受到工件孔径尺寸较小的限制，所以磨削速度低，损耗快，磨削生产率低。2)砂轮轴受到工件孔径和长度的限制，刚性差，容易产生振动，从而影响加工质量，

7、磨孔的公差等级为IT9IT7；表面粗糙度为Ra0.325m。3)砂轮与工件接触面积大，单位面积的压力小，砂轮显得硬些，且切削液不易进入磨削区，磨屑排除困难，所以容易发生烧伤。2.磨孔方法图7-6普通内圆磨床的磨削方法第四节孔的精密加工图7-7微调镗刀1套筒2刻度导套3带小螺距螺纹刀杆4刀片5垫圈6夹紧螺钉7弹簧8键9镗杆二、精细镗第四节孔的精密加工图7-8珩磨运动及其切削轨迹a)成形运动b)一根油石在双行程中的切削轨迹1、2、3、4形成纹痕的顺序网纹交叉角三、珩磨第四节孔的精密加工图7-9珩磨头的结构1螺母2预紧弹簧3锥体4顶销5头体6垫块7油石8弹簧卡箍第四节孔的精密加工四、研磨1)精度可达

8、IT6以上，表面粗糙度为Ra0.160.01m。2)不能修正孔的位置误差，孔的位置精度只能由前工序保证。3)生产率较低。4)对中小尺寸的孔，研磨余量约为0.25mm。图7-10研磨棒第四节孔的精密加工图7-11滚压加工a)滚压过程b)滚压表面五、滚压第四节孔的精密加工第五节圆柱齿轮齿面的精加工一、剃齿1.剃齿原理1)剃齿刀的正、反转运动。2)工件沿轴向的往复运动。3)工件每往复一次后的径向进给运动。2.剃齿的工艺特点及应用1)剃齿机床结构简单，调整方便，但是由于剃齿刀与被加工齿轮没有强制啮合运动，因此，对齿轮切向误差的修正能力差。2)剃齿加工精度主要取决于剃齿刀。3)剃齿加工效率高，剃齿刀寿命

9、长，因此，加工成本低。3.保证剃齿质量应注意的问题(1)齿轮材料要求材料密度均匀，无局部缺陷，韧性不得过大，以免出现滑刀和啃刀现象，影响表面粗糙度。(2)剃前齿轮精度剃齿精度受剃齿前齿轮精度的影响。(3)剃齿余量剃齿余量的大小，对加工质量及生产率有一定影响。(4)剃齿刀的选用剃齿刀的精度分为A、B、C三级，分别加工6、7、8级精度的齿轮。(5)剃齿后的齿形误差与剃齿刀齿廓修研剃齿后的齿轮齿形有时出现分度圆附近凹入，一般在0.03mm左右。表7-2剃齿余量(单位：mm)第五节圆柱齿轮齿面的精加工图7-12齿轮式珩齿法二、珩齿1.珩齿原理第五节圆柱齿轮齿面的精加工图7-13蜗杆式珩齿法2.珩磨加工的工艺特点及应用第五节圆柱齿轮齿面的精加工1)与剃齿相比，由于珩磨轮表面有磨料，所以珩齿可以精加工淬硬齿轮，可得到较小的表面粗糙度值和较高的齿面精度。2)因为珩齿与剃齿同属齿轮自由啮合，因而修正齿轮的切向误差能力有限。3)蜗杆形珩磨轮的齿面比剃齿刀简单，且易于修磨，珩磨轮精度可高于剃齿刀的精度。三、磨齿1.磨齿加工原理2.磨齿加工的特点及应用四、挤齿1.挤齿原理第五节圆柱齿轮齿面的精加工图7-14挤齿原理第五节圆柱齿轮齿面的精加工2.挤齿特点1)精度为67级，齿面的表面粗糙度值较小，一