典型表面的机械加工

3．掌握外圆表面加工方案分析

1．了解外圆表面技术要求2．掌握外圆表面加工方法和设备

第一节外圆表面的加工方法与加工设备4．掌握外圆表面加工典型案例

外圆表面是机械零件中最常见的表面形式，如轴类零件、套筒类零件、盘盖类零件等。一、外圆表面的技术要求

1．尺寸精度

主要指结构要素的精度，通常指直径和轴向的尺寸精度。2．形状精度一般指外圆表面的圆度、圆柱度等。

3．位置精度轴类零件的位置精度主要有外圆表面之间的同轴度、外圆的圆跳动以及端面对轴心线的垂直度等。4．表面质量即各外圆表面上所标注的表面粗糙度数值。二、外圆表面的加工方法

1．车削工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法称车削。（1）车削特点（2）车削加工分类

1）粗车加工精度一般可达ITl2～ITl0，表面粗糙度可达Ra50～12.5μm。主要用来迅速切去多余的金属，常采用较大的背吃刀量、较大的进给量和中低速车削。2）半精车加工精度可达ITl0~IT9，表面粗糙度可达Ra6.3~3.2μm。用于磨削加工和精加工的预加工，或中等精度表面的最终加工。3）精车加工精度可达IT8～IT7，表面粗糙度可达Ra1.6～0.8μm。用于较高精度外圆的终加工或作为光整加工的预加工。4）精细车

加工精度可达到IT6以上，表面粗糙度Ra04μm左右。主要用于高精度、小型且不宜磨削的有色金属零件的外圆加工或大型精密外圆表面加工。精细车时应采用高的切削速度、小的背吃刀量和进给量进行加工。2．磨削

用砂轮以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。

（1）磨削加工的特点

1）磨粒硬度高，能切除极薄的切屑。2）砂轮磨粒的等高性好，能获得较好的表面质量。3）由于磨钝的砂粒在外力的作用下会脱落（及时更新），因此，砂轮具有自锐性。4）磨削温度高，容易产生烧伤现象。

（2）外圆表面的磨削

1）粗磨：加工精度可达到IT9～IT8，表面粗糙度可达Ra10～1.25μm

。2）精磨：加工精度可达到IT8～IT6，表面粗糙度可达Ra1.25～0.63μm。3）精密磨削：加工精度可达IT6～IT5，表面粗糙度可达Ra0.16～0.01μm

。三、外圆表面加工方案分析

1．低精度的加工方案

加工精度可达IT10左右，表面粗糙度可达Ra6.3μm左右，主要用于各类零件的粗加工。

2．中等精度的加工方案

加工精度可达IT9~IT7，表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。3．较高精度的加工方案

加工精度可达IT7~IT6，表面粗糙度可达Ra1.25～0.63μm。4．高精度的加工方案

加工精度可达IT6~IT5，粗糙度可达Ra0.16～0.01μm。四、常用用外圆表表面加工工设备1．车床车床又分分为卧式车床床和立式式车床。车床的的加工精精度可达达IT6，表面粗糙糙度可达达Ra3.2～1.6μμm。1—主轴箱2—刀架3—尾架4—床身5、9—床腿6—光杠7—丝杠8—溜板箱10—进给箱2．外圆磨磨床加工精度度可达IT5，加工表表面粗糙糙度可达达Ra3.2～1.6μμm。1—床身2—头架3—横向进给给手轮4—砂轮5—内圆磨具具6—内圆磨头头7—砂轮架8—尾座9—工作台10—行程开关关11—纵向进给给手轮分析如图图示阶梯轴外圆表面面的加工工方法：：各外圆表表面的加加工方案案：38f7外圆表面面的加工工方案为为：粗车—半精车—精车。2×28g6外圆表面面的加工工方案为为：粗车—半精车—精磨。20h6外圆表面面的加工工方案为为：粗车—半精车—磨削—超精加工工。第二节内圆表面的加工方法与加工设备3．掌握内内圆表面面加工方方案分析析1．了解内内圆表面面技术要要求2．掌握内内圆表面面加工方方法和设设备4．掌握内内圆表面面加工典典型案例例1．尺寸精精度指孔径和和孔长的的尺寸精度度。一、内圆圆表面的的技术要要求2．形状精精度指内圆表表面的圆度、圆圆柱度及轴线的的直线度等。3．位置精精度一般位置置精度包包括孔的的轴线与与基准端端面的垂直度、孔与孔孔（或孔孔与外圆圆表面））之间的的对称度、位置度；孔与孔孔（或孔孔与相关关平面））间的平行度等。4．表面粗粗糙度指内表面粗糙糙度Ra值。二、内圆圆表面的的加工方方法1．钻孔、、扩孔和和铰孔一般加工工精度可可达IT13～IT11，表面粗粗糙度Ra值可达50～12.5μm，主要用用于孔的的粗加工。（1）钻孔（2）扩孔加工精度度可达IT10，表面粗粗糙度Ra值可达6.3～3.2μμm，可作为为孔的半精加工工；也可作作为精度度要求较较低孔的的最终加加工。扩扩孔可以以修正孔孔轴线的的歪斜。。（3）铰孔加工精度度可达IT8～IT6，表面粗粗糙度Ra值可达1.6～0.4μμm。铰孔分分手铰和机铰两种。铰铰孔只能能提高孔孔本身的的尺寸精精度及形形状精度度，但不不能纠正正孔的位位置精度度。2．镗孔镗孔是指以镗镗刀作旋旋转为主主运动，，工件或或镗刀作作进给运运动的加加工方法法。镗孔孔是在工工件已有有的孔上上进行扩扩大孔径径的加工工方法。。（1）镗孔的的特点镗孔除了了能提高高尺寸精精度和表表面质量量外，还还可以修修正孔的的轴线的的弯曲误差差，且较容容易保证证各孔的的孔距精精度和位位置精度度，是大直径孔孔常用的加加工方法法。（2）镗孔方方法的选选择1）粗镗粗镗的加加工精度度可达IT13～IT11，表面粗粗糙度Ra值可达50～12.5μm，一般为为半精加加工、精精加工作作准备。。2）半精镗镗半精镗的加工工精度可达IT10～IT9，表面粗糙度度Ra值可达6.3～3.2

μm，用于磨削加加工和精加工工的预加工，，或中等精度度内孔表面的的最终加工。。3）精镗精镗的加工精精度可达IT8～IT6，表面粗糙度度Ra值可达1.6～0.8μm。用于精度较较高的内孔的的精加工或作作为珩磨孔的的预加工。3．拉孔采用拉刀加工内圆表面面的方法称为为拉孔。a）拉刀b）圆孔的拉削削1—工件2—支承3—拉刀（1）拉孔的特点点加工精度可达达IT8～IT7，表面粗糙度度Ra值可达0.8～0.4μm。（2）拉孔方法的的选择一把拉刀只适适用于一种规规格尺寸的孔孔。因此，拉拉削加工一般般用于大批量量生产。4．磨孔用磨削加工工工件内孔的方方法称为磨孔。1-工件2-卡盘3-砂轮加工精度可达达IT7，表面粗糙度度Ra值可达1.6～0.4

μm。（1）磨孔的特点点磨削加工适用用于加工硬度度较高，尤其其是淬火后高硬度度的孔。（2）磨孔方法的的选择5．珩磨珩磨是指用镶嵌在在珩磨头上的的油石（又称称珩磨条）对对精加工表面面进行的精整整加工，又称称镗磨。珩磨后孔的尺尺寸精度为IT7～4级，表面粗糙糙度可达Ra0.32～0.04μm。（1）珩磨的特点点珩磨余量的大大小，取决于于孔径和工件件材料，一般般铸铁件为0.02～0.15mm，钢件为0.01～0.05mm。（2）珩磨的余量量为冲去切屑和和磨粒，改善善表面粗糙度度和降低切削削区温度，操操作时常需用用大量切削液液，如煤油或或内加少量锭锭子油，有时时也用极压油油。（3）珩磨时的注注意事项三、内圆表面面加工方案分分析1．低精度的加加工方案加工精度可达达到IT10，表面粗糙度度Ra值可达50～12.5μm。2．中等精度的的加工方案加工精度可达达到IT10～IT9，表面粗糙度度Ra值达6.3～3.2μm。3．较高精度的的加工方案加工精度可达达到IT8～IT7，表面粗糙度度Ra值达1.6～0.4μm。4．高精度的加加工方案加工精度可达达到IT7～IT6，表面粗糙度度Ra值达0.8～0.4μm。四、内圆表面面的加工设备备1．钻床钻床分为台式钻床、立立式钻床和摇臂钻床。钻床的加工工精度可达IT13～IT11，表面粗糙度度Ra值达50～12.5μm。（1）台式钻床立式钻床有：18，25，35，40，50，63，80mm等多种规格。。（2）立式钻床1—底座2—工作台3—主轴4—进给箱5—主轴箱6—电机7—立柱摇臂钻床适合于大型箱箱体零件或形形状复杂零件件的钻削。（3）摇臂臂钻床床1—立柱座座2—立柱3—摇臂4—主轴吧吧5—工作台台6—底座2．镗床床镗床又分为为普通通镗床床和坐坐标镗镗床，，普通通镗床床的加加工精精度可可达IT8～IT6，表面面粗糙糙度Ra值可达达1.6～0.8μm；坐标标镗床床的加加工精精度可可达IT7～IT5，表面面粗糙糙度Ra值可达达0.8～0.2μm。1-主轴箱箱2-主立柱柱3-主轴4-平旋盘盘5-工作台台6-上滑座座7-下滑座座8-床身9-镗刀杆杆支承承座10-尾立柱柱3．内圆圆磨床床加工精精度可可达IT7，表面面粗糙糙度Ra值可达达1.6～0.4μm，常用用于淬淬硬和和非淬淬硬孔孔、锥锥孔的的精加加工。。1-床身2-工作台台3-砂轮架架4-头架分析图图示衬套内内圆表表面的加工工方法法：各内孔孔表面面的加加工方方案：：30mm内孔表表面的的加工工方案案为：：钻孔—扩孔（（或半半精镗镗）。。30H6内孔表表面的的加工工方案案为：：钻孔—扩孔（（或半半精镗镗）—磨孔—珩磨。。第三节平面的加工方法与加工设备3．掌握握平面面加工工方案案分析析1．了解解平面面技术术要求求2．掌握握平面面加工工方法法和设设备4．掌握握平加加工典典型案案例1．尺尺寸寸精精度度主要要指指平平面面的的平面面度度。一、、平平面面的的技技术术要要求求2．形形状状精精度度主要要指指平平面面对对基基准准的的垂直直度度、、平平行行度度，两两平平面面相相对对基基准准的的对称称度度等。。3．表表面面质质量量指平平面面的的表面面粗粗糙糙度度要求求。。二、、平平面面的的加加工工方方法法1．刨刨削削用刨刨刀刀对对工工件件作作水水平平相相对对直直线线往往复复运运动动的的切切削削加加工工方方法法称称刨削削。加工工精精度度较较低低，，一一般般在在IT9～IT8，表表面面粗粗糙糙度度Ra值可可达达6.3～1.6μμm。a）刨刨水水平平面面b）刨刨垂垂直直面面c）刨刨斜斜面面d）刨刨直直槽槽e）刨刨T形面面f）刨刨曲曲面面2．铣铣削削铣刀刀旋旋转转作作主主运运动动，，工工件件作作进进给给运运动动的的切切削削加加工工方方法法称称为为铣削削。通常常平平面面的的铣铣削削可可以以分分为为粗铣铣、、半半精精铣铣和精铣铣三个个加加工工阶阶段段。。粗铣铣加加工工精精度度为为IT12～IT11，表表面面粗粗糙糙度度Ra值为为25～12.5μμm，为为半半精精铣铣、、精精铣铣加加工工作作准准备备。。（1）粗粗铣铣加工工精精度度为为IT10～IT9，表表面面粗粗糙糙度度Ra值为为6.3～3.2μμm，可可作作为为平平面面磨磨削削或或精精加加工工的的预预加加工工。。（2）半半精精铣铣加工工精精度度为为IT8～IT7，表表面面粗粗糙糙度度Ra值为为3.2～1.6μμm，可可以以作作为为中中等等精精度度表表面面的的最最终终加加工工，，也也可可作作为为高高精精度度表表面面的的预预加加工工。。（3）精精铣铣3．磨磨削削磨削削常作作为为铣铣、、刨刨削削平平面面后后的的精精加加工工，，在在平平面面磨磨床床上上进进行行，，主主要要用用于于中中、、小小零零件件高高精精度度表表面面和和淬淬硬硬平平面面加加工工。。加加工工精精度度可可达达IT7～IT6，表表面面粗粗糙糙度度Ra值可可达达0.8～0.2μμm。磨削削平平面面的的方方式式有有圆周周磨磨和端面面磨磨两种种。。圆圆周周磨磨适适用用于于精精加加工工；；端端面面适适用用于于粗粗磨磨。。（1）平面面磨削削的的方方式式（2）平平面面磨磨削削的的特特点点4．刮刮削削刮削削是用用刮刮刀刀刮刮除除工工件件表表面面薄薄层层金金属属的的一一种种加加工工方方法法。。表表面面粗粗糙糙度度可可达达Ra1.6～0.4μμm，平平面面内内的的直直线线度度可可达达0.01mm/m。a)平面面刮刮削削b)平面面研研点点c)平面面刮刮削削质质量量检检验验5．研研磨磨研具具是保保证证被被研研磨磨工工件件几几何何形形状状精精度度的的重重要要因因素素，，因因此此，，对对研研具具材材料料、、精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度都都有有较较高高的的要要求求。。（1)研具（2）研磨余余量研磨是微微量切削削，因此此研磨余余量不能能太大，，也不宜宜太小，，一般在在0.005～0.030mm之间。（3)研磨特点点及作用用（4）研磨方方法及注注意事项项研磨分手工研磨磨和机械研磨磨两种。三、平面面加工方方案分析析1．低精度度的加工工方案对精度要要求不高高的各种种零件（（淬火钢钢零件除除外）的的平面，，经粗刨刨、粗铣铣、粗车车等即可可达到要要求。表表面粗糙糙度Ra值达50～12.5μm。2．中等精精度的加加工方案案（1）粗刨一精精刨。此方案案适用于于加工狭狭长平面面。（2）粗铣一精精铣。此方案案适用于于加工宽宽大平面面。（3）粗车—精车。此方案案适用于于加工轴轴、套、、盘、环环等回转转体零件件的端面面、大型型盘类零零件的端端面，一一般在立立式车床床上加工工。上述各加加工方案案表面粗粗糙度Ra值可达6.3～1.6μμm。3．高精度度的加工工方案（1）粗刨一精精刨一宽宽刃精刨刨（代刮研研）。此此方案适适用于加加工未淬淬火钢件件、铸铁铁件、有有色金属属等材料料的狭长长平面。。（2）粗铣—精铣—高速精铣铣。此方案案适用于于加工未未淬火钢钢件、铸铸铁件、、有色金金属等材材料的宽宽平面。。（3）粗铣（粗粗刨）—精铣（精精刨）—磨削。此方案案适用于于加工淬淬火钢件件、非淬淬火钢件件和铸铁铁件的各各种平面面。上述各加加工方案案表面粗粗糙度Ra值可达0.8～0.2μμm。4．精密平平面的加加工方案案表面粗糙糙度Ra值可达0.4～0.012μm。四、平面面的加工工设备1．刨床刨床又分分为牛头刨床床和龙门刨床床。刨床的的加工精精度可达达IT9～IT8，表面粗粗糙度Ra值可达6.3～1.6μμm。1-工作台2-横梁3-刀架4-滑枕5-床身6-底座2．铣床铣床又分分为卧式铣床床和立式铣床床。铣床的的加工精精度为IT8～IT7，表面粗粗糙度Ra值为3.2～1.6μμm。3．平面磨磨床平面磨床床是磨削加加工设备备中的一一种，一一般用于于各类平平面的精精加工。。加工精精度可达达IT7～IT6，表面粗粗糙度Ra值可达0.8～0.2μμm。1-磨头2-床鞍3-升降手轮轮4-修整器5-立柱6-撞块7-工作台8-横向手轮轮9-床身10-纵向手轮轮分析图示示V形座表面面的加工方方法：1．技术要要求V形架底平平面的平面公差差为0.01μm。（1）形状精精度V形架两侧侧面对底底平面的的垂直度误误差0.02μm、两侧面面及V形槽对称称中心线线对底平平面的平行度误误差0.02μm。（2）位置精精度V形架底平平面的表表面粗糙糙度Ra值均为0.4μμm；四周面面的表面面粗糙度度Ra值均为0.8μμm；V形槽的表表面粗糙糙度Ra值均为0.1μμm。（3）表面质质量2．加工方方法分析析及加工工方案拟拟订V形架侧表表面和上上表面的的加工方方案：粗刨（粗粗铣）—半精铣—粗磨—精磨V形架底平平面的加加工方案案：粗刨（粗粗铣）—半精铣—粗磨—精磨—刮削V形架V形槽的加加工方案案：粗刨（粗粗铣）—半精铣—粗磨—精磨—研磨（或或刮削））第四节螺纹表面的加工方法与加工设备3．掌握螺螺纹表面面加工方方案分析析方法1．了解螺螺表纹面面技术要要求2．掌握螺螺纹表面面加工方方法和设设备4．掌握螺螺纹表加加工典型型案例一、螺纹纹的技术术要求及及种类1．螺纹表表面的技技术要求求尺寸精度度、形位位精度和表面质量量要求。2．螺纹的的种类（1）连接螺螺纹螺纹的加加工方法法也很多多，常用用的方法法有攻螺纹、、套螺纹纹、车削削螺纹、、铣削螺螺纹、磨磨削螺纹纹和滚压螺纹纹等方法。。（2）传动螺螺纹二、螺纹纹表面的的加工方方法1．攻螺纹纹和套螺螺纹攻螺纹是指用丝丝锥在内内表面上上加工出出螺纹的的加工方方法。主主要加工工内螺纹纹，分为为手攻和和机攻。。（1）攻螺纹纹丝锥一般般分为手用丝锥锥和机用丝锥锥，常采用用高速钢制成。a）手用用丝锥锥b）机用用丝锥锥套螺纹纹是用板板牙在在圆柱柱表面面上加加工出出外螺螺纹的的加工工方法法，分分为手手工套套螺纹纹和机机器套套螺纹纹。圆板牙牙大多用用合金工工具钢钢制成，，板牙牙两端端的锥锥角是是切削削部分分，正正反都都可使使用。。（2）套螺螺纹a）封封闭式式b）开槽槽式2．车削螺纹车削螺螺纹是在车车床上上采用用螺纹纹车刀刀加工工螺纹纹的一一种方方法。。车削削螺纹纹的精精度可可达IT6，表面面粗糙糙度Ra值可达达1.6μm。车削螺螺纹适适用于于加工工尺寸较较大的螺纹纹。3．铣削削螺纹纹铣削螺螺纹是在专专用的的螺纹纹铣床床上采采用螺螺纹铣铣刀加加工螺螺纹的的一种种方法法，多多用于于直径径和螺螺距较较大的的螺纹纹加工工。（1）用盘盘形螺螺纹铣铣刀铣铣螺纹纹（2）用梳梳形螺螺纹铣铣刀铣铣螺纹纹3．磨削削螺纹纹对于精精度较较高的的螺纹纹，可可在该该螺纹纹经车车削或或铣削削的粗粗加工工和半半精加加工后后，选选择磨削螺螺纹的方法法完成成精加工工。磨削螺螺纹的的加工工精度度可达达IT5～IT4，表面面粗糙糙度Ra值可达达0.4～0.1μm。5．滚压螺纹滚压螺螺纹是一种种使材材料在在常温温条件件下产产生塑塑性变变形而而形成成螺纹纹的无无屑加加工方方法。。（1）搓丝丝板滚滚压螺螺纹a)搓丝板板滚压压螺纹纹b)滚丝板板滚压压螺纹纹（2）滚丝丝轮滚滚压螺螺纹三、螺螺纹表表面的的加工工方案案螺纹表表面可可以在在车床、、铣床床、钻钻床和磨床上进行行加工工，也也可在在钳台台上手手工操操作。。各种螺螺纹加加工方方法、、加加工精精度和和适用用范围围加工方法加工精度Ra值（μm）生产率适用范围车削螺纹IT61.6～0.8低精度要求高、单件小批量生产；各种非淬硬的内外螺纹、紧固螺纹和传动螺纹攻、套螺纹（机动、手动）IT6～IT71.6较高各种批量、直径较小的内、外螺纹，直径较小的未淬硬的紧固螺纹铣削螺纹盘形铣刀梳形铣刀IT6～IT71.6较高成批、大量生产，各种精度且未淬硬的内、外螺纹、紧固螺纹和传动螺纹旋风铣IT6～IT71.6高成批、大量生产，大、中直径的外螺纹滚压螺纹搓螺纹IT61.6～0.8最高直径小于40mm的外螺纹，成批、大量生产，材料塑性较好的外螺纹。螺纹标准件多用此方法加工滚螺纹IT5～IT60.8～0.2很高磨削螺纹单线螺纹IT4～IT50.4～0.1一般各种批量淬硬螺纹，精度高、生产率较低多线螺纹IT50.4～0.1高各种批量淬硬螺纹，精度稍低、生产率较高，螺距较小的短螺纹a）螺钉钉零件件图一一b）螺钉钉零件件图二二c）螺钉钉立体体图分析图图示的的圆头螺螺钉的加工工方法法：图a所示螺螺纹的的加工工方案案：套螺纹纹或滚滚压螺螺纹。。图b所示螺螺纹的的加工工方案案：半精车车（或或铣削削）—磨削。。第五节成形表面的加工方法与加工设备3．掌握握普通通成形形表面面和齿齿形加加工方方案分分析方方法1．了解解普通通成形形表面面技术术要求求2．掌握握普通通成形形表面面和齿齿形加加工方方法和和设备备4．掌握握齿形形加工工典型型案例例普通成成形表表面的的加工工方法法有手动控控制法法、成形刀刀具法法、靠靠模法法和数控加加工法法等。一、成成形表表面的的技术术要求求1．尺寸寸精度度指零件件上成成形表表面各各部位位的尺寸要要求。2．形状状精度度指成形形表面面的轮轮廓度度，包包括面轮廓廓和线轮廓廓。3．位置置精度度指成形形表面面与其其他表表面间间的平行度度、垂垂直度度、同同轴度度和对称度度。4．表面面粗糙糙度成形表表面一一般都都需要要抛光加加工，以提提高其其表面面质量量。二、普普通成成形表表面的的加工工方法法1．手动动控制制法普通成成形表表面的的加工工一般般采用用车削、、刨削削、铣铣削、、磨削削。手动控控制法法是由手手工操操作机机床，，刀具具相对对工件件作成成形运运动而而加工工出成成形面面的一一种方方法。。2．成形形刀具具法成形刀刀具法法是采用用切削削刃形形状与与工件件轮廓廓形状状相符符合的的刀具具，直直接加加工出出成形形表面面。可可以采采用车、刨刨、铣铣等方法法。a)成形车车刀加加工成成形表表面b)成形刨刨刀加加工成成形表表面c)成形铣铣刀加加工成成形表表面（1）车削削成形形表面面（图图a）（2）刨削成形表表面（图b）（3）铣削成形表表面（图c）（4）磨削成形表表面1-砂轮2-工件3．靠模法靠模法是刀具由传动动机构带动，，跟随靠模轮轮廓线移动而而加工出与该该靠模轮廓线线相符的成形形表面。1-小滑板2-工件3-连接板4-靠模板5-滚柱6-床鞍7-车刀8-中滑板4．数控加工法法数控加工法是利用数控机机床加工成形形面的一种方方法。加工时时，操作人员员应先将零件件成形面按图图样要求编出出加工程序，，数控机床按按给定程序自自动进行加工工。三、齿形表面面的加工方法法1．成形法成形法是采用与被切切齿轮