典型表面加工概述课件

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典型表面加工分析主要内容1.外圆面的加工2.孔的加工3.平面的加工4.成形面的加工本章目的

根据不同零件的特点，正确选择加工方法及机床，制订最佳加工方案5.螺纹的加工6.齿轮齿形的加工1典型表面加工分析主要内容1.外圆面的加工2.孔的加工2

典型表面加工分析选择表面加工方法的基本原则：1.

所选加工方法的精度及表面粗糙度与加工表面的要求相适应原则2.所选加工方法与零件材料切削加工性及产品的生产类型相适应原则3.

若干方法配合选用原则4.

表面加工分阶段进行原则粗加工半精加工精加工2典型表面加工分析选择表面加工方法的基本原则：1.所选加31.外圆面的加工外圆表面的典型零件：

轴类、套类及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、磨削尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；形状精度：圆度、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：表面粗糙度，表层硬度、剩余应力等31.外圆面的加工外圆表面的典型零件：轴类、套类及盘类零4轴类零件的材料与热处理

轴类零件的预加工轴类零件加工的定位基准和装夹轴类零件的加工4轴类零件的材料与热处理轴类零件的加工5轴类零件的材料与热处理⑴轴类零件材料常用45钢⑵轴类毛坯

常采用棒料、锻件和铸件等毛坯形式。一般光轴或外圆直径相差不大的阶梯轴采用棒料；对外圆直径相差较大或较重要的轴常采用锻件；对某些大型的或结构复杂的轴（如曲轴）可采用铸件轴类零件的加工5轴类零件的材料与热处理轴类零件的加工6(3)轴类零件的热处理

锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。

调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。轴类零件的加工6(3)轴类零件的热处理轴类零件的加工7

轴类零件的预加工轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。

校直。毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值。轴类零件的加工7轴类零件的预加工轴类零件的加工8轴类零件加工的定位基准和装夹

①以工件的中心孔定位

在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对轴线的垂直度，是其相互位置精度的主要项目。这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定位基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。

轴类零件的加工8轴类零件加工的定位基准和装夹轴类零件的加工9轴类零件加工的定位基准和装夹

②以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶）

用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。轴类零件的加工9轴类零件加工的定位基准和装夹轴类零件的加工10轴类零件加工的定位基准和装夹

③以两外圆表面作为定位基准

在加工空心轴的内孔时，（例如：机床上莫氏锥度的内孔加工），不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈（装配基准）为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。

轴类零件的加工10轴类零件加工的定位基准和装夹轴类零件的加工11轴类零件加工的定位基准和装夹

④以带有中心孔的锥堵作为定位基准

在加工空心轴的外圆表面时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准，见下图所示。a)锥堵b）锥套心轴

必须保证锥堵或锥套心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度。实际生产中，锥堵安装后，中途加工一般不得拆下和更换，直至加工完毕。轴类零件的加工11轴类零件加工的定位基准和装夹a)锥堵12低硬度材料的加工方案12低硬度材料的加工方案13外圆面加工方案的制订序号加工方案加工精度表面粗糙度

Raμm适用范围1粗车IT12-IT1112.5-50除淬硬钢以外的各种零件2粗车—半精车IT10-IT93.2-6.3中等精度和粗糙度要求的未淬硬工件3粗车—半精车—磨（粗磨或半精磨）IT8-IT7或IT7-IT60.8-1.6或0.4-0.8精度稍高及粗糙度值较小的淬硬钢件；也广泛加工未淬硬的钢件或铸铁件4粗车—半精车—粗磨—精磨IT60.2-0.4范围大体同（3），只是精度更高，表面粗糙度值更小5粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或超级光磨或镜面磨削）IT6-IT50.008-0.1精度很高，表面粗糙度值很小，但不宜加工塑性大的有色金属零件6粗车—精车—精细车IT6-IT50.1-0.4高精度要求的有色金属零件13外圆面加工方案的制订序号加工方案加工精度表面粗糙度适用范14蜗杆轴

该轴φ20j6，φ17k5两外圆表面为支撑轴颈；锥体部分是装配离合器的表面；M18×1处装配圆螺母来固定轴承的轴向位置。根据外形结构，其毛坯选用φ50mm的圆钢（棒料），在锯床上按240mm长度下料。实例加工2加工工艺过程

如图所示为一蜗杆轴，材料选用40Cr钢，产批量属于小批量生产。

14蜗杆轴该轴φ20j6，φ17k5两外圆表面为支撑轴颈；151516加工方法：钻、扩、铰、镗、拉、铣、磨、珩磨。孔的技术要求：尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；形状精度：圆度、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：表面粗糙度等2.孔的加工16加工方法：钻、扩、铰、镗、拉、铣、磨、珩磨。孔的技术要求17

孔的精加工，铰孔和拉孔适于加工未淬硬的中、小直径的孔；中等直径以上的孔，可以采用精镗或精磨；淬硬的孔只能采用磨削。孔的精整加工方法中，珩磨多用于直径稍大的孔，研磨则对大孔和小孔都适用。2.孔的加工17孔的精加工，铰孔和拉孔适于加工未淬硬的中、182.孔的加工182.孔的加工192.孔的加工192.孔的加工202.孔的加工202.孔的加工212.孔的加工212.孔的加工222.孔的加工222.孔的加工232.孔的加工232.孔的加工242.孔的加工242.孔的加工252.孔的加工花键拉刀键槽拉刀圆拉刀252.孔的加工花键拉刀键槽拉刀圆拉刀262.孔的加工异形拉刀262.孔的加工异形拉刀272.孔的加工272.孔的加工28大、中尺寸孔的典型加工路线在实体材料上加工孔的常用路线28大、中尺寸孔的典型加工路线在实体材料上加工孔的常用路线29孔加工方案的制订序号加工方案加工精度表面粗糙度Ra/μm适用范围1钻孔IT13-IT1112.5-50任何批量,实体工件2钻---扩(或镗)IT10-IT93.2-6.3D<30钻扩,D>30钻镗D<20D>203钻---铰IT81.6-3.24钻--扩(或镗)--铰(或钻--粗镗—精镗,或钻—拉)IT81.6-3.25钻---粗铰---精铰IT70.8-1.6D<126钻---扩(或镗)—粗铰—精铰(或钻--拉—精拉)IT70.8-1.6D>127钻—扩(镗或)---粗磨--精磨IT70.1-0.2淬硬孔D<100锻或铸孔8扩孔IT10—IT93.2-6.39粗镗---半精镗---磨IT7—IT60.2-0.8D>100锻或铸孔10粗镗---半精镗---粗磨---精磨IT7—IT60.1-0.229孔加工方案的制订序号加工方案加工精度表面粗糙度适用范围130

3.平面的加工加工方法：车（端面）、铣、刨、磨、拉、研磨等。平面的技术要求：形状精度：平面度、直线度等；位置精度：平行度、垂直度等；表面质量：303.平面的加工加工方法：车（端面）、铣、刨、磨、拉、研31最常用的两种平面加工方案31最常用的两种平面加工方案32序号加工方案加工精度表面粗糙度

Raμm适用范围1粗车—半精车—精车粗车—半精车—磨削

适用回转体零件的端面2粗铣(或粗刨)IT13-IT1112.5-25加工低精度的平面3粗铣(或粗刨)—精铣(或精刨)IT9~IT81.6-6.3用于精度要求较高且不淬硬的平面4粗铣（刨）—精铣（刨）—刮研（宽刀精刨、高速铣削）IT7-IT60.8~0.2大型工件上狭长的精密平面（导轨面等）5粗铣(刨)--精铣(刨)--磨IT6-IT50.2-0.8多用于加工精度要求较高且淬硬的平面，不宜精加工塑性大的有色金属工件6粗铣---半精铣—高速精铣IT7-IT60.2-0.8或<0.008高精度的有色金属工件平面加工方案的制订32序号加工方案加工精度表面粗糙度适用范围1粗车—半精车—精334.成形面的加工加工方法：车、铣、刨、拉、磨、研磨等。成形面的技术要求：尺寸精度：本身的尺寸精度；形状精度：圆度、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：成形刀具加工：轨迹法:靠模法、双手控制法、数控机床加工。成形车刀、成形铣刀。加工方法334.成形面的加工加工方法：车、铣、刨、拉、磨、研磨等。34加工方法加工精度表面粗糙度生产率机床适用范围成形面的切削加工成形刀具加工车削较高较小较高车床成批,小尺寸回转面铣削较高较小较高铣床成批,外直线成形面刨削较低较大较高刨床成批,外直线成形面拉削较高较小高拉床成批,大量生产各种小型直线成形面简单刀具加工手动进给较低较大低普通机床小批,各种成形面靠模装置较低较大较低普通机床成批,各种直线成形面数控装置高较小较高数控机床中小批,各种成形面

成形面加工方法分析34加工方法加工精度表面生产率机床适用范围成形刀具加工车削较35螺纹的技术要求：紧固螺纹和无传动精度要求的传动螺纹要求中径、外螺纹的大径及内螺纹的小径的精度尺寸精度、形位精度和表面质量有传动精度要求或读数的螺纹中径和顶径的精度；螺纹的粗糙度及硬度螺距和牙型角的精度；5.螺纹的加工35螺纹的技术要求：紧固螺纹和无传动精度要求的传动螺纹要求中363637一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹公差等级6~8级，表面粗糙度Ra值1.6~6.3（1）攻螺纹丝锥5.螺纹的加工37一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹公差等级6~8级，表面38一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（1）攻螺纹5.螺纹的加工攻螺纹38一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（1）攻螺纹5.螺纹的39一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹公差等级7~8级，表面粗糙度Ra值1.6~3.25.螺纹的加工39一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹公差等级740一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹5.螺纹的加工套螺纹40一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹5.螺纹的41一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹在车床上套螺纹5.螺纹的加工41一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹在车床上套42一、常用加工方法2.车螺纹公差等级4~8级，表面粗糙度Ra值0.4~1.65.螺纹的加工42一、常用加工方法2.车螺纹公差等级4~8级，表面粗糙度R43一、常用加工方法2.车螺纹车螺纹的刀具5.螺纹的加工43一、常用加工方法2.车螺纹车螺纹的刀具5.螺纹的加工44一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工44一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工45一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工45一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工46一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工46一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工474748一、常用加工方法3.铣螺纹（1）盘形螺纹铣刀铣螺纹（2）铣螺纹公差等级6~8级，表面粗糙度Ra值3.2~6.35.螺纹的加工梳形螺纹铣刀盘形螺纹48一、常用加工方法3.铣螺纹（1）盘形螺纹铣刀铣螺纹（2）49一、常用加工方法4.磨螺纹公差等级4~6级，表面粗糙度Ra值0.1~0.45.螺纹的加工49一、常用加工方法4.磨螺纹公差等级4~6级，表面粗糙度R50二、其他加工方法（滚压螺纹）1.搓丝公差等级7~5级，面粗糙度Ra值1.6~0.85.螺纹的加工50二、其他加工方法（滚压螺纹）1.搓丝公差等级7~5级，面51二、其他加工方法（滚压螺纹）2.滚丝公差等级5~3级，面粗糙度Ra值0.8~0.25.螺纹的加工51二、其他加工方法（滚压螺纹）2.滚丝公差等级5~3级，面52二、其他加工方法3.滚压螺纹与切削螺纹的比较5.螺纹的加工52二、其他加工方法3.滚压螺纹与切削螺纹的比较5.螺纹的加53一、齿轮的技术要求1）传动运动的准确性4）传动侧隙

国标对渐开线圆柱齿轮及齿轮副规定13个精度等级:精度由高到低依次为0，1~12；基本级为7级，普遍应用的精度等级，应用普通的滚、插、剃三种切齿工艺所能达到的精度等级。2）传动的平稳性3）载荷分布的均匀性5.6齿轮齿形的加工传动侧隙合理性储存润滑油补偿弹性变形和热变形补偿齿轮制造安装误差*53一、齿轮的技术要求1）传动运动的准确性4）传动侧隙54二、常用齿形加工方法齿形加工方法成形法-用与被切齿轮齿间形状相符的成形刀具，直接切出齿形展成法-利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动，切出齿形5.6齿轮齿形的加工*54二、常用齿形加工方法齿形加工方法成形法-用与被切齿轮齿间5555561.铣齿9级以下精度，表面粗糙度Ra值6.3~3.25.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*铣齿561.铣齿9级以下精度，表面粗糙度Ra值6.3~3.25.57*特点：（1）成本低（2）生产率低（3）加工精度低1.铣齿5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法

各号铣刀的齿形是按该组内最小齿数齿轮的齿形设计和制造的，加工其他齿数的齿轮时，只能获得近似齿形。57*特点：（1）成本低1.铣齿5.6齿轮齿形的加工二、常582.插齿

用插齿刀在插齿机上加工齿轮的轮齿，按一对圆柱齿轮相啮合的原理进行加工的。8~7级精度，表面粗糙度Ra值1.65.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*582.插齿用插齿刀在插齿机上加工齿轮的轮齿，按一对592.插齿插直齿圆柱齿轮时，其运动：1）主运动插齿刀的往复直线运动。2）分齿运动（展成运动）即维持插齿刀与被切齿轮之间啮合关系的运动。3）径向进给运动插齿时，插齿刀不能一开始就切到轮齿的全齿深，需要逐渐切入，径向进给量是用插齿刀每次往复行程中工件或刀具径向移动的毫米数来表示。4）圆周进给运动

展成运动只确定插齿刀和工件的相对运动关系，而运动快、慢由圆周进给运动来确定。插齿刀每一往复行程在分度圆上所转过的弧长称为圆周进给量，其单位为mm/往复行程。5）让刀运动在插齿刀返回时工件要让开一些，当插齿刀工作行程时工件又恢复原位，这种运动称为让刀运动。5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*插齿592.插齿插直齿圆柱齿轮时，其运动：5.6齿轮齿形的加工605.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法2.插齿*605.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法2.插齿*613.滚齿

滚齿是用齿轮滚刀在滚齿机上加工齿轮的轮齿，实质上是按一对螺旋齿轮相啮合的原理进行加工的。8~7级精度，表面粗糙度Ra值3.2~1.65.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*613.滚齿滚齿是用齿轮滚刀在滚齿机上加工齿轮的轮齿62*3.滚齿5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法齿轮滚刀是一个蜗杆形刀具，为了形成切削刃，在垂直于蜗杆螺旋线方向或平行于轴线方向开出容屑槽，形成刀齿及切削刃，变成了齿轮滚刀。齿轮滚刀62*3.滚齿5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法63滚切直齿圆柱齿轮时，其运动：1）主运动：滚刀的旋转2）分齿运动：即维持滚刀与被切齿轮之间啮合关系的运动3）轴向进给运动：为了要在齿轮的全齿宽上切出齿形，工件每转一转滚刀轴向移动的距离，称为轴向进给量5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法3.滚齿*滚齿63滚切直齿圆柱齿轮时，其运动：5.6齿轮齿形的加工二、常64插齿和滚齿具有如下特点：1）插齿和滚齿的精度相当，且都比铣齿高。一般情况下，插齿和滚齿达7~8级（甚至6级）精度，而铣齿只能达到9级精度。2）插齿的齿面粗糙度值较小。插齿时——插齿刀沿齿宽连续地切下切屑；插齿过程，包络齿形的切线数量比较多滚齿和铣齿——齿宽是由刀具多次断续切削而成3）插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿。4）插齿刀和齿轮滚刀加工齿轮齿数的范围较大。

同一模数的插齿刀和滚齿刀可以加工模数相同而齿数不同的齿轮5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*64插齿和滚齿具有如下特点：5.6齿轮齿形的加工二、常用齿65

滚齿应用最为广泛，加工直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮、蜗轮；

插齿除了加工直齿和斜齿圆柱齿轮外，尤其适用于加工内齿轮、多联齿轮或带有台肩的齿轮等。5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*65滚齿应用最为广泛，加工直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮66三、齿形精加工方法6级精度以上、齿面粗糙度值小于0.4μm的齿轮，在滚、插加工后，需进行精加工。精加工的方法主要有剃齿、珩齿、磨齿和研齿。5.6齿轮齿形的加工*66三、齿形精加工方法6级精度以上、齿面粗糙度值小于67三、齿形精加工方法1.剃齿表面粗糙度Ra值0.8~0.45.6齿轮齿形的加工*

剃齿是利用剃齿刀对齿面未淬硬的（35HRC以下）的直齿和斜齿圆柱齿轮进行精加工的一种方法。剃齿刀剃齿刀实质上是一个高精度的螺旋齿轮，并且在齿侧面上开了许多小容屑槽以形成切削刃。67三、齿形精加工方法1.剃齿表面粗糙度Ra值0.8~0.4681.剃齿

工件由剃齿刀带动旋转，时而正转，时而反转，正转时剃轮齿的一个侧面，反转时剃轮齿的另一侧面。由于剃齿刀刀齿是倾斜的，要与工件啮合，剃齿刀在A点的圆周速度VA可以分解为两个分速度，沿工件圆周切线的分速度使工件旋转，沿工件轴线的分速度为齿面相对滑动速度，也是剃齿时的切削速度。为了能沿轮齿齿宽进行剃削，工件由工作台带动作往复直线运动。在工作台每一往复行程终了时，剃齿刀相对于工件作径向进给，得到所需的齿厚。5.6齿轮齿形的加工三、齿形精加工方法*剃齿681.剃齿工件由剃齿刀带动旋转，时而正转，时而反转692.珩齿

当齿面硬度超过35HRC时，就不能用剃齿加工，而要用珩齿或磨齿加工。用珩磨轮代替剃齿刀。表面粗糙度Ra值减小到0.4μm以下。主要是减少热处理后齿面的粗糙度值。5.6齿轮齿形的加工三、齿形精加工方法*692.珩齿当齿面硬度超过35HRC时，就不能用剃齿703.磨齿（1）成形法磨齿6~4级精度，表面粗糙度Ra值0.8~0.25.6齿轮齿形的加工三、齿形精加工方法*适用于精加工齿面淬硬的高速高精密齿轮成形法磨齿的生产率比展成法磨齿高，加工精度较低，生产中应用较少。703.磨齿（1）成形法磨齿6~4级精度，表面粗糙度Ra值071（2）展成法磨齿①锥形（双斜边）砂轮磨齿5.6齿轮齿形的加工三、齿形精加工方法*3.磨齿砂轮作高速旋转，同时沿工件轴向作往复运动，磨出全齿宽。工件则严格地按照一齿轮沿固定齿条作纯滚动的方式71（2）展成法磨齿5.6齿轮齿形的加工三、齿形精加工方法723.磨齿（2）展成法磨齿②双蝶形砂轮磨齿5.6齿轮齿形的加工三、齿形精加工方法*双蝶形磨齿机双蝶形砂轮磨齿723.磨齿（2）展成法磨齿②双蝶形砂轮磨齿5.6734.研齿

研磨直齿圆柱齿轮时，三个研磨轮中，一个是直齿圆柱齿轮，另两个是斜齿圆柱齿轮，为了在全齿宽上研磨齿面，工件还要沿其轴向作快速短行程的往复运动。研磨一定时间后，改变旋转方向，研磨另一齿面。表面粗糙度Ra值0.4~0.2。5.6齿轮齿形的加工三、齿形精加工方法*用于没有磨齿机或不便磨齿时，齿面淬硬齿轮精整加工。734.研齿研磨直齿圆柱齿轮时，三个研磨轮中，一个是74*齿轮单件小批量生产加工工艺过程74*齿轮单件小批量生产加工工艺过程75齿轮单件小批量生产加工工艺过程75齿轮单件小批量生产加工工艺过程76一、圆柱齿轮加工的主要工艺问题1.定位基准的选择在齿轮加工的整个过程中应选用同一定位基准，以保持基准统一。

直径较小的连轴齿轮，一般采用两端中心孔作为定位基准；

直径较大的连轴齿轮，由于自重及切削力较大，不宜用中心孔作定位基准，而应选用轴颈和端面圆跳动较小的端平面作为定位基准；

带孔齿轮，常使用专用心轴，以齿坯内孔和端面作定位基准。圆柱齿轮以内孔和端面定位时，采用心轴装夹。以外圆和端面定位时，采用软卡爪76一、圆柱齿轮加工的主要工艺问题在齿轮加工的整个过772.毛坯制造

(1)型材用于尺寸较小、结构简单而且对强度要求不太高的齿轮。

(2)强度、耐磨性和耐冲击要求较高的齿轮多采用锻件毛坯。

(3)尺寸较大，直径为400~600mm且结构复杂的齿轮，常采用铸造方法制造毛坯。772.毛坯制造783.齿坯加工

1）齿坯孔加工的主要方案如下：

①钻孔-扩孔-铰孔-插键槽②钻孔-扩孔-拉键槽-磨孔③车孔或镗孔-拉或插键槽-磨孔

2）齿坯外圆和端面主要采用车削。必须注意内孔和基准端面的精加工应在一次安装内完成。783.齿坯加工794.齿面切削方法的选择

齿面切削方法的选择主要取决于齿轮的精度等级、生产批量、生产条件和热处理要求。

7-8级精度不淬硬的齿轮可用滚齿或插齿达到要求；

6-7级精度不淬硬的齿轮可用滚齿-剃齿达到要求；

6-7级精度淬硬的齿轮在生产批量较小时可采用滚齿(或插齿)-齿面热处理-磨齿的加工方案，生产批量大时可采用滚齿-剃齿-齿面热处理-珩齿的加工方案。794.齿面切削方法的选择805.齿端加工

齿轮的齿端加工的方式有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等，经倒圆、倒尖后的齿轮在换挡时容易进入啮合状态，减少撞击现象。齿端加工必须在淬火之前进行，通常都在滚（插）齿之后，剃齿之前安排齿端加工。

805.齿端加工816.齿轮的热处理

可分为齿坯的预备热处理和轮齿的表面淬硬热处理。齿坯的热处理通常为正火和调质，正火一般安排在粗加工之前，调质则安排在齿坯加工之后。为延长齿轮寿命，常常对轮齿进行表面淬硬热处理，根据齿轮材料与技术要求不同，常安排渗碳淬火和表面淬火等热处理。816.齿轮的热处理827.精基准校正

拉孔和磨孔。8.齿轮精加工

以磨过（修正后）的内孔定位，在磨齿机上磨齿面或在珩齿机上珩齿。827.精基准校正83圆柱齿轮的加工工艺过程编制齿轮加工工艺过程大致可以划分如下几个阶段：

1)齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件；

2)粗加工：切除较多的余量；

3)半精加工：车、滚、插齿；

4)热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等；

5)精加工：精修基准、精加工齿形。83圆柱齿轮的加工工艺过程84*双联齿轮成批生产加工工艺过程84*双联齿轮成批生产加工工艺过程85双联齿轮成批生产加工工艺过程*85双联齿轮成批生产加工工艺过程*86本章结束86本章结束87

典型表面加工分析主要内容1.外圆面的加工2.孔的加工3.平面的加工4.成形面的加工本章目的

根据不同零件的特点，正确选择加工方法及机床，制订最佳加工方案5.螺纹的加工6.齿轮齿形的加工1典型表面加工分析主要内容1.外圆面的加工2.孔的加工88

典型表面加工分析选择表面加工方法的基本原则：1.

所选加工方法的精度及表面粗糙度与加工表面的要求相适应原则2.所选加工方法与零件材料切削加工性及产品的生产类型相适应原则3.

若干方法配合选用原则4.

表面加工分阶段进行原则粗加工半精加工精加工2典型表面加工分析选择表面加工方法的基本原则：1.所选加891.外圆面的加工外圆表面的典型零件：

轴类、套类及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、磨削尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；形状精度：圆度、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：表面粗糙度，表层硬度、剩余应力等31.外圆面的加工外圆表面的典型零件：轴类、套类及盘类零90轴类零件的材料与热处理

轴类零件的预加工轴类零件加工的定位基准和装夹轴类零件的加工4轴类零件的材料与热处理轴类零件的加工91轴类零件的材料与热处理⑴轴类零件材料常用45钢⑵轴类毛坯

常采用棒料、锻件和铸件等毛坯形式。一般光轴或外圆直径相差不大的阶梯轴采用棒料；对外圆直径相差较大或较重要的轴常采用锻件；对某些大型的或结构复杂的轴（如曲轴）可采用铸件轴类零件的加工5轴类零件的材料与热处理轴类零件的加工92(3)轴类零件的热处理

锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。

调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。轴类零件的加工6(3)轴类零件的热处理轴类零件的加工93

轴类零件的预加工轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。

校直。毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值。轴类零件的加工7轴类零件的预加工轴类零件的加工94轴类零件加工的定位基准和装夹

①以工件的中心孔定位

在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对轴线的垂直度，是其相互位置精度的主要项目。这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定位基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。

轴类零件的加工8轴类零件加工的定位基准和装夹轴类零件的加工95轴类零件加工的定位基准和装夹

②以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶）

用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。轴类零件的加工9轴类零件加工的定位基准和装夹轴类零件的加工96轴类零件加工的定位基准和装夹

③以两外圆表面作为定位基准

在加工空心轴的内孔时，（例如：机床上莫氏锥度的内孔加工），不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈（装配基准）为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。

轴类零件的加工10轴类零件加工的定位基准和装夹轴类零件的加工97轴类零件加工的定位基准和装夹

④以带有中心孔的锥堵作为定位基准

在加工空心轴的外圆表面时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准，见下图所示。a)锥堵b）锥套心轴

必须保证锥堵或锥套心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度。实际生产中，锥堵安装后，中途加工一般不得拆下和更换，直至加工完毕。轴类零件的加工11轴类零件加工的定位基准和装夹a)锥堵98低硬度材料的加工方案12低硬度材料的加工方案99外圆面加工方案的制订序号加工方案加工精度表面粗糙度

Raμm适用范围1粗车IT12-IT1112.5-50除淬硬钢以外的各种零件2粗车—半精车IT10-IT93.2-6.3中等精度和粗糙度要求的未淬硬工件3粗车—半精车—磨（粗磨或半精磨）IT8-IT7或IT7-IT60.8-1.6或0.4-0.8精度稍高及粗糙度值较小的淬硬钢件；也广泛加工未淬硬的钢件或铸铁件4粗车—半精车—粗磨—精磨IT60.2-0.4范围大体同（3），只是精度更高，表面粗糙度值更小5粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或超级光磨或镜面磨削）IT6-IT50.008-0.1精度很高，表面粗糙度值很小，但不宜加工塑性大的有色金属零件6粗车—精车—精细车IT6-IT50.1-0.4高精度要求的有色金属零件13外圆面加工方案的制订序号加工方案加工精度表面粗糙度适用范100蜗杆轴

该轴φ20j6，φ17k5两外圆表面为支撑轴颈；锥体部分是装配离合器的表面；M18×1处装配圆螺母来固定轴承的轴向位置。根据外形结构，其毛坯选用φ50mm的圆钢（棒料），在锯床上按240mm长度下料。实例加工2加工工艺过程

如图所示为一蜗杆轴，材料选用40Cr钢，产批量属于小批量生产。

14蜗杆轴该轴φ20j6，φ17k5两外圆表面为支撑轴颈；10115102加工方法：钻、扩、铰、镗、拉、铣、磨、珩磨。孔的技术要求：尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；形状精度：圆度、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：表面粗糙度等2.孔的加工16加工方法：钻、扩、铰、镗、拉、铣、磨、珩磨。孔的技术要求103

孔的精加工，铰孔和拉孔适于加工未淬硬的中、小直径的孔；中等直径以上的孔，可以采用精镗或精磨；淬硬的孔只能采用磨削。孔的精整加工方法中，珩磨多用于直径稍大的孔，研磨则对大孔和小孔都适用。2.孔的加工17孔的精加工，铰孔和拉孔适于加工未淬硬的中、1042.孔的加工182.孔的加工1052.孔的加工192.孔的加工1062.孔的加工202.孔的加工1072.孔的加工212.孔的加工1082.孔的加工222.孔的加工1092.孔的加工232.孔的加工1102.孔的加工242.孔的加工1112.孔的加工花键拉刀键槽拉刀圆拉刀252.孔的加工花键拉刀键槽拉刀圆拉刀1122.孔的加工异形拉刀262.孔的加工异形拉刀1132.孔的加工272.孔的加工114大、中尺寸孔的典型加工路线在实体材料上加工孔的常用路线28大、中尺寸孔的典型加工路线在实体材料上加工孔的常用路线115孔加工方案的制订序号加工方案加工精度表面粗糙度Ra/μm适用范围1钻孔IT13-IT1112.5-50任何批量,实体工件2钻---扩(或镗)IT10-IT93.2-6.3D<30钻扩,D>30钻镗D<20D>203钻---铰IT81.6-3.24钻--扩(或镗)--铰(或钻--粗镗—精镗,或钻—拉)IT81.6-3.25钻---粗铰---精铰IT70.8-1.6D<126钻---扩(或镗)—粗铰—精铰(或钻--拉—精拉)IT70.8-1.6D>127钻—扩(镗或)---粗磨--精磨IT70.1-0.2淬硬孔D<100锻或铸孔8扩孔IT10—IT93.2-6.39粗镗---半精镗---磨IT7—IT60.2-0.8D>100锻或铸孔10粗镗---半精镗---粗磨---精磨IT7—IT60.1-0.229孔加工方案的制订序号加工方案加工精度表面粗糙度适用范围1116

3.平面的加工加工方法：车（端面）、铣、刨、磨、拉、研磨等。平面的技术要求：形状精度：平面度、直线度等；位置精度：平行度、垂直度等；表面质量：303.平面的加工加工方法：车（端面）、铣、刨、磨、拉、研117最常用的两种平面加工方案31最常用的两种平面加工方案118序号加工方案加工精度表面粗糙度

Raμm适用范围1粗车—半精车—精车粗车—半精车—磨削

适用回转体零件的端面2粗铣(或粗刨)IT13-IT1112.5-25加工低精度的平面3粗铣(或粗刨)—精铣(或精刨)IT9~IT81.6-6.3用于精度要求较高且不淬硬的平面4粗铣（刨）—精铣（刨）—刮研（宽刀精刨、高速铣削）IT7-IT60.8~0.2大型工件上狭长的精密平面（导轨面等）5粗铣(刨)--精铣(刨)--磨IT6-IT50.2-0.8多用于加工精度要求较高且淬硬的平面，不宜精加工塑性大的有色金属工件6粗铣---半精铣—高速精铣IT7-IT60.2-0.8或<0.008高精度的有色金属工件平面加工方案的制订32序号加工方案加工精度表面粗糙度适用范围1粗车—半精车—精1194.成形面的加工加工方法：车、铣、刨、拉、磨、研磨等。成形面的技术要求：尺寸精度：本身的尺寸精度；形状精度：圆度、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：成形刀具加工：轨迹法:靠模法、双手控制法、数控机床加工。成形车刀、成形铣刀。加工方法334.成形面的加工加工方法：车、铣、刨、拉、磨、研磨等。120加工方法加工精度表面粗糙度生产率机床适用范围成形面的切削加工成形刀具加工车削较高较小较高车床成批,小尺寸回转面铣削较高较小较高铣床成批,外直线成形面刨削较低较大较高刨床成批,外直线成形面拉削较高较小高拉床成批,大量生产各种小型直线成形面简单刀具加工手动进给较低较大低普通机床小批,各种成形面靠模装置较低较大较低普通机床成批,各种直线成形面数控装置高较小较高数控机床中小批,各种成形面

成形面加工方法分析34加工方法加工精度表面生产率机床适用范围成形刀具加工车削较121螺纹的技术要求：紧固螺纹和无传动精度要求的传动螺纹要求中径、外螺纹的大径及内螺纹的小径的精度尺寸精度、形位精度和表面质量有传动精度要求或读数的螺纹中径和顶径的精度；螺纹的粗糙度及硬度螺距和牙型角的精度；5.螺纹的加工35螺纹的技术要求：紧固螺纹和无传动精度要求的传动螺纹要求中12236123一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹公差等级6~8级，表面粗糙度Ra值1.6~6.3（1）攻螺纹丝锥5.螺纹的加工37一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹公差等级6~8级，表面124一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（1）攻螺纹5.螺纹的加工攻螺纹38一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（1）攻螺纹5.螺纹的125一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹公差等级7~8级，表面粗糙度Ra值1.6~3.25.螺纹的加工39一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹公差等级7126一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹5.螺纹的加工套螺纹40一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹5.螺纹的127一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹在车床上套螺纹5.螺纹的加工41一、常用加工方法1.攻螺纹和套螺纹（2）套螺纹在车床上套128一、常用加工方法2.车螺纹公差等级4~8级，表面粗糙度Ra值0.4~1.65.螺纹的加工42一、常用加工方法2.车螺纹公差等级4~8级，表面粗糙度R129一、常用加工方法2.车螺纹车螺纹的刀具5.螺纹的加工43一、常用加工方法2.车螺纹车螺纹的刀具5.螺纹的加工130一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工44一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工131一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工45一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工132一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工46一、常用加工方法2.车螺纹5.螺纹的加工13347134一、常用加工方法3.铣螺纹（1）盘形螺纹铣刀铣螺纹（2）铣螺纹公差等级6~8级，表面粗糙度Ra值3.2~6.35.螺纹的加工梳形螺纹铣刀盘形螺纹48一、常用加工方法3.铣螺纹（1）盘形螺纹铣刀铣螺纹（2）135一、常用加工方法4.磨螺纹公差等级4~6级，表面粗糙度Ra值0.1~0.45.螺纹的加工49一、常用加工方法4.磨螺纹公差等级4~6级，表面粗糙度R136二、其他加工方法（滚压螺纹）1.搓丝公差等级7~5级，面粗糙度Ra值1.6~0.85.螺纹的加工50二、其他加工方法（滚压螺纹）1.搓丝公差等级7~5级，面137二、其他加工方法（滚压螺纹）2.滚丝公差等级5~3级，面粗糙度Ra值0.8~0.25.螺纹的加工51二、其他加工方法（滚压螺纹）2.滚丝公差等级5~3级，面138二、其他加工方法3.滚压螺纹与切削螺纹的比较5.螺纹的加工52二、其他加工方法3.滚压螺纹与切削螺纹的比较5.螺纹的加139一、齿轮的技术要求1）传动运动的准确性4）传动侧隙

国标对渐开线圆柱齿轮及齿轮副规定13个精度等级:精度由高到低依次为0，1~12；基本级为7级，普遍应用的精度等级，应用普通的滚、插、剃三种切齿工艺所能达到的精度等级。2）传动的平稳性3）载荷分布的均匀性5.6齿轮齿形的加工传动侧隙合理性储存润滑油补偿弹性变形和热变形补偿齿轮制造安装误差*53一、齿轮的技术要求1）传动运动的准确性4）传动侧隙140二、常用齿形加工方法齿形加工方法成形法-用与被切齿轮齿间形状相符的成形刀具，直接切出齿形展成法-利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动，切出齿形5.6齿轮齿形的加工*54二、常用齿形加工方法齿形加工方法成形法-用与被切齿轮齿间141551421.铣齿9级以下精度，表面粗糙度Ra值6.3~3.25.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*铣齿561.铣齿9级以下精度，表面粗糙度Ra值6.3~3.25.143*特点：（1）成本低（2）生产率低（3）加工精度低1.铣齿5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法

各号铣刀的齿形是按该组内最小齿数齿轮的齿形设计和制造的，加工其他齿数的齿轮时，只能获得近似齿形。57*特点：（1）成本低1.铣齿5.6齿轮齿形的加工二、常1442.插齿

用插齿刀在插齿机上加工齿轮的轮齿，按一对圆柱齿轮相啮合的原理进行加工的。8~7级精度，表面粗糙度Ra值1.65.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*582.插齿用插齿刀在插齿机上加工齿轮的轮齿，按一对1452.插齿插直齿圆柱齿轮时，其运动：1）主运动插齿刀的往复直线运动。2）分齿运动（展成运动）即维持插齿刀与被切齿轮之间啮合关系的运动。3）径向进给运动插齿时，插齿刀不能一开始就切到轮齿的全齿深，需要逐渐切入，径向进给量是用插齿刀每次往复行程中工件或刀具径向移动的毫米数来表示。4）圆周进给运动

展成运动只确定插齿刀和工件的相对运动关系，而运动快、慢由圆周进给运动来确定。插齿刀每一往复行程在分度圆上所转过的弧长称为圆周进给量，其单位为mm/往复行程。5）让刀运动在插齿刀返回时工件要让开一些，当插齿刀工作行程时工件又恢复原位，这种运动称为让刀运动。5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*插齿592.插齿插直齿圆柱齿轮时，其运动：5.6齿轮齿形的加工1465.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法2.插齿*605.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法2.插齿*1473.滚齿

滚齿是用齿轮滚刀在滚齿机上加工齿轮的轮齿，实质上是按一对螺旋齿轮相啮合的原理进行加工的。8~7级精度，表面粗糙度Ra值3.2~1.65.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*613.滚齿滚齿是用齿轮滚刀在滚齿机上加工齿轮的轮齿148*3.滚齿5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法齿轮滚刀是一个蜗杆形刀具，为了形成切削刃，在垂直于蜗杆螺旋线方向或平行于轴线方向开出容屑槽，形成刀齿及切削刃，变成了齿轮滚刀。齿轮滚刀62*3.滚齿5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法149滚切直齿圆柱齿轮时，其运动：1）主运动：滚刀的旋转2）分齿运动：即维持滚刀与被切齿轮之间啮合关系的运动3）轴向进给运动：为了要在齿轮的全齿宽上切出齿形，工件每转一转滚刀轴向移动的距离，称为轴向进给量5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法3.滚齿*滚齿63滚切直齿圆柱齿轮时，其运动：5.6齿轮齿形的加工二、常150插齿和滚齿具有如下特点：1）插齿和滚齿的精度相当，且都比铣齿高。一般情况下，插齿和滚齿达7~8级（甚至6级）精度，而铣齿只能达到9级精度。2）插齿的齿面粗糙度值较小。插齿时——插齿刀沿齿宽连续地切下切屑；插齿过程，包络齿形的切线数量比较多滚齿和铣齿——齿宽是由刀具多次断续切削而成3）插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿。4）插齿刀和齿轮滚刀加工齿轮齿数的范围较大。

同一模数的插齿刀和滚齿刀可以加工模数相同而齿数不同的齿轮5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*64插齿和滚齿具有如下特点：5.6齿轮齿形的加工二、常用齿151

滚齿应用最为广泛，加工直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮、蜗轮；

插齿除了加工直齿和斜齿圆柱齿轮外，尤其适用于加工内齿轮、多联齿轮或带有台肩的齿轮等。5.6齿轮齿形的加工二、常用齿形加工方法*65滚齿应用最为广泛，加工直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮152三、齿形精加工方法6级精度以上、齿面粗糙度值小于0.4μm的齿轮，在滚、插加工后，需进行精加工。精加工的方法主要有剃齿、珩齿、磨齿和研齿。5.6齿轮齿形的加工*66三、齿形精加工方法6级精度以上、齿面粗糙度值小于153三、齿形精加工方法1.剃齿表面粗糙度Ra值0.8~0.45.6齿轮齿形的加工*

剃齿是利用剃齿刀对齿面未淬硬的（35HRC以下）的直齿和斜齿圆柱齿轮进行精加工的一种方法。剃齿刀剃齿刀实质上是一个高精度的螺旋齿轮，并且在齿侧面上开了许多小容屑槽以形成切削刃。67三、齿形精加工方法1.剃齿表面粗糙度Ra值0.8~0.41541.剃齿

工件由剃齿刀带动旋转，时而正转，时而反转，正转时剃轮齿的一个侧面，反转时剃轮齿的另一侧面。由于剃齿刀刀齿是倾斜的，要与工件啮合，剃齿刀在A点的圆周速度VA可以分解为两个分速度，沿工件圆周切线的分速度使工件旋转，沿工件轴线的分速度为齿面相对滑动速度，也是剃齿时的切削速度。为了能沿轮齿齿宽进行剃削，工件由工作台带动作往复直线运动。在工作台每一往复行程终了时，剃齿刀相对于工件作径向进给，得到所需的齿厚。5.6齿轮齿形的加工三、齿形精加工方法*剃齿681.剃齿工件由剃齿刀带动旋转，时而正转，时而反转1552.珩齿

当齿面硬度超过35HRC时，就不能用剃齿加工，而要用珩齿或磨齿加工。用珩磨轮代替剃齿刀。表面粗糙度Ra值减小到0.4μm以下。主要是减少热处理后齿面的粗糙度值。5.6齿轮齿形的加工