典型表面加工2012

第七章典型表面加工在设计加工工艺时，都需遵循以下两个基本原则：1、粗、精分开；2、几种不同的加工方法相配合。第一节外圆表面的加工轴类、套筒类、圆盘类零件上存在外圆表面。零件的加工方案是根据技术要求来进行拟定。一、外圆表面的技术要求

１、尺寸精度２、形状精度３、位置精度如常见的与内孔表面的同轴度、与端面的垂直度等。４、表面质量二、外圆表面的加工工艺特点外圆表面的加工方法有：车削、磨削、研磨、超级光磨等。车削、磨削最为常用。

粗车

目的：是去除大部分余量，使其接近工件的形状和尺寸。特点：尺寸精度达ＩＴ１２～ＩＴ１１，表面粗糙度Ｒａ不大于５０～１２．５μｍ。用途：非功能性表面的终加工，功能性表面的预加工。半精车Ｔ１０～ＩＴ９，Ｒａ不大于６．３～３．２μｍ。目的：可作为中等精度表面的终加工以及磨削、精车前的预加工。精车ＩＴ８～ＩＴ７，Ｒａ不大于０．８～０．２μｍ。高速精车适用于加工塑性较大的金属（如铜、铝合金等），低速精车适用于加工未淬火的黑色金属（如铸铁、小直径钢件等）。可作为高精度表面的终加工及光整加工的预加工。

磨削可加工铸铁件、未淬火和淬火钢以及高硬度难加工材料。塑性大、硬度低的有色金属工件，由于屑沫易嵌塞砂轮一般不宜采用磨削加工。

磨削可分为粗磨和精磨。粗磨ＩＴ８～ＩＴ７，Ｒａ１．６～０．８μｍ。精磨ＩＴ６～ＩＴ５，Ｒａ０．４～０．２μｍ。三外圆表面加工方案分析低精度外圆表面的加工：IT12~IT11，Ra不大于50~12.5μm

除淬火钢外的各种零件经过粗车就可以达到要求。2中等精度外圆表面的加工：IT10~IT9，Ra不大于6.3~3.2μm

对于非淬火钢件、铸铁件、有色金属件的外圆面，粗车—半精车即可达到要求。较高精度外圆表面的加工IT8~IT7，Ra不大于1.6~0.8μm。

(1)粗车-半精车-粗磨此方案用于加工精度较高的淬火钢件、非淬火钢件及铸铁件的外圆表面。（2）粗车-半精车-精车此方案用于加工铜、铝等有色金属件的外圆表面。4高精度外圆面的加工：IT6~IT5，Ra不大于0.4~0.2μm(1)粗车-半精车-粗磨-精磨此方案用于加工精度较高的淬火钢件、非淬火钢件及铸铁件的外圆表面。(2)粗车-半精车-精车-精细车此方案用于加工铜、铝等有色金属件的外圆表面。5精密外圆表面的加工：IT5~IT3，Ra不大于0.1~0.006μm

除了车削、磨削外，还需进行研磨、超级光磨等光整加工工序。第二节内孔表面的加工

内孔表面是盘套、支架、箱体类零件的主要组成表面。常见的内孔表面有以下几种：配合用孔、非配合用孔、深孔（L/D>5~10的孔）、圆锥孔一、内孔表面的技术要求二、内孔表面的加工工艺特点常用的内孔表面的加工方法有：钻—扩—铰、镗削、磨削、拉削、研磨、珩磨；挤压、滚压等。其具体应用如下：在实体材料上加工中、小尺寸的孔，必须先采用钻削；大、中型的孔，通常先铸出（或锻出）底孔，再直接采用扩孔或镗孔。

孔的精加工孔的光整加工未淬硬中小直径的孔，铰削或拉削；大中型孔，采用精镗或精磨；淬硬的孔只能用磨削。挤压和滚压也是孔的精加工方法。研磨适于各种直径的孔；珩磨仅适于直径稍大的孔。三、内孔表面加工方案分析在实体材料上加工孔，方案如下：低精度内孔表面的加工：IT10以下，Ra不大于50~12.5μm。经过一次钻孔即可达到要求。2中等精度内孔表面的加工：IT10~IT9，Ra不大于6.3~3.2μmD<30mm时，钻--扩孔D>30mm时，钻--粗镗3较高精度内孔表面的加工：IT8~IT7，Ra不大于1.6~0.4μm

D<20mm时，钻--铰孔D>20mm时，据具体条件可选用下列方案：钻---扩--铰，钻--粗镗--精镗钻--镗（或扩）--磨钻--拉4高精度内孔表面的加工IT7~IT6，Ra不大于0.8~0.4μmD<12mm时，钻--粗铰--精铰D>12mm时，据具体条件可选用下列方案：钻---扩（或镗）--粗铰--精铰，钻--扩（或镗）---粗磨--精磨钻--拉--精拉5精密内孔表面的加工IT6以上，Ra不大于0.4~0.025μm

此类表面可在高精度内孔表面加工方案的基础上，再采用研磨、珩磨等加工方法。第三节平面的加工

平面是箱体、机座、机床床身及工作台的主要表面，也是其他零件的组成表面之一。根据作用的不同可分为以下几种：非结合表面、结合平面、导向平面、精密量具表面。一、平面的技术要求二、平面加工方案分析平面的加工方法有：铣削、刨削、车削、磨削、插削、拉削、研磨、刮研等。其中铣削和刨削是加工平面的主要方法。常用的平面加工方案有以下几种类型：1低精度平面的加工：Ra不大于50~12.5μm

粗刨，粗铣，粗车。2中等精度平面的加工：Ra不大于6.3~1.6μm

非淬火钢件、铸铁件，有以下几种加工方案：（1）粗刨--精刨适于加工狭长的平面。（2）粗铣--精铣适于加工宽大的平面（3）粗车--精车适于加工回转体、盘、套类零件的端面、台阶面。（4）粗插--精插适于封闭的内平面加工。

3高精度平面的加工：Ra不大于0.8~0.2μm（1）粗刨--精刨--宽刃精刨

适于加工狭长的平面。（2）粗铣--精铣--高速精铣适于加工宽大的平面（3）粗铣--精拉适于大批大量生产.

上述三种方案适于加工未淬火钢件、铸铁件、有色金属件。（4）粗铣（粗刨）---精铣（精刨）--磨削可加工各种平面，可加工的材料包括：淬火钢、铸铁、非淬火钢。（5）粗车--精车--磨削适于加工回转体零件的台阶面。

4精密平面的加工：Ra不大于0.4~0.12μm

在高精度表面加工方案的基础上，再采用研磨、抛光等工序。成形表面的种类可以归纳为：回转式成形面、直线式成形面、立体式成形面等。比较典型的零件如：机床操作手柄、汽轮机的叶片、花键等。一、成形表面的技术要求二、成形表面的加工工艺特点（一）成形面的形成1、回转成形面以一条曲线为母线，绕一固定轴线旋转而形成。如机床手柄。多采用车削加工。第四节成形的表面加工2、直线成形面以一条直线为母线，沿一条封闭或不封闭的曲线平行移动而形成。又称为成形沟槽。如直槽、螺旋槽、齿轮齿形等。一般采用铣削、刨削加工。3、立体成形面各个不同截面上具有不同的轮廓形状，是一个复杂的空间曲面。如汽轮机叶片、各种模具的形腔等。采用仿形法、数控加工、电火花加工。（二）成形面的加工方法1利用成形刀具加工（1）车成形表面

加工时，刀具只作横向进给运动。采用较小切削用量。操作简便，加工质量稳定。刀具制造困难，适于成批生产中加工轴向尺寸较小的回转体成形面。（2）刨削成形面只适于加工尺寸小、形状简单的直线式成形表面。加工质量、生产效率较低。（3）铣削成形面

生产率高，用于成批生产中加工尺寸较小的直线式成形面。（4）拉削成形面加工精度高，表面质量好。生产率高。用于成批大量生产中。（5）磨削成形表面

主要用于精度高，粗糙度值小的成形表面的加工。尤其是淬火后的精密成形表面的精加工。2利用刀具与工件间特定的相对运动加工。

可以由靠模实现这种运动。如图示：这种加工成形面的方法使用的刀具简单，加工的成形面尺寸范围大，生产率高，加工精度高。但由于靠模制造困难，成本高，主要用于成批生产。另外，还可通过工人手动操纵刀架运动加工成形表面。但加工质量和生产效率较低，只适宜在单件小批生产中加工要求不高的工件或作为成形表面的粗加工工序。按用途分，螺纹可分为三类：1紧固螺纹用于零部件间的紧固和连接。2传动螺纹传递运动，将旋转运动变为直线运动。如机床的丝杠、蜗杆等。3读数螺纹要求有较高的运动精度。如千分尺测量杆的螺纹。第五节螺纹表面的加工单线右旋螺纹两线螺纹三线螺纹导程L、螺距P和线数K的关系：L=KP常用的普通螺纹，主要参数如下图：内螺纹外螺纹大径中径小径牙型角螺距一、螺纹表面的技术要求有尺寸精度、形位精度和表面质量要求。用途不同，相应的技术要求也不同。如对于紧固螺纹，对中径和顶径有精度要求。对于有传动精度要求的传动螺纹和读数螺纹，除了中径和顶径精度外，对螺距和牙型半角有较高的要求。二、螺纹表面的加工方法1

车削螺纹螺纹的螺距是通过主轴与丝杠之间的传动系统控制的。如图示。必须满足:n丝P丝=n工P工，

螺纹的牙型角靠车刀切削部分的几何形状和角度及车刀的正确安装得到的。如图。

螺纹中径的获得靠控制总的进给深度获得

用螺纹车刀车螺纹特点：★刀具简单，可加工各种内、外螺纹，适应性广。精度等级可达6级，表面粗糙度Ra不大于3.2~0.8μm。生产率低。主要用于单件小批生产非淬硬的内、外螺纹及大直径螺纹和其他特殊工件的螺纹加工。上述螺纹车刀是单刃的。当生产批量较大时，常采用螺纹梳刀。其形状如图：２攻螺纹与套螺纹板牙套螺纹用于加工外螺纹，★工件直径一般不超过16mm。丝锥攻螺纹用于加工内螺纹，★加工的螺纹直径较小。单件小批生产时，可手工进行；生产批量大时，可在机床上加工。精度等级7~6级,Ra不大于1.6μm3铣削螺纹在专用的螺纹铣床上进行。（1）盘形螺纹铣刀铣螺纹如图示：★加工精度不高，用于大螺距传动螺纹的加工，如丝杠、蜗杆等。（2）用梳形螺纹铣刀铣螺纹生产率高，加工精度低7~6级,Ra不大于1.6μm。可以加工紧靠轴肩或盲孔底部的螺纹，且不需要退刀槽。（3）旋风铣螺纹生产率高，比一般铣削方法高出3~6倍。螺纹精度不高7~6级,Ra不大于1.6μm。用于成批大量生产螺杆或精密丝杠的预加工。4拉削螺纹工件旋转一转时，拉削丝锥移动一个螺距（或导程），待丝锥全部通过工件时，螺纹即加工完毕。5、磨削螺纹在专门的螺纹磨床上进行，★主要用于经淬火后具有高硬度和高精度的外螺纹。如丝锥、精密传动丝杠等。有两种方式：（1）单线砂轮磨削

效率较低。砂轮易于精细修正，精度高，5~4级,Ra不大于0.4~0.2μm。可加工任意长度的螺纹。（2）多线砂轮磨削与单线砂轮比，加工精度低，5级,Ra不大于0.4~0.2μm.砂轮修整困难，但生产率高。只适于加工轴向尺寸较短、升角小的螺纹。5滚压螺纹属于无屑加工，加工精度及表面质量好。2）滚轮滚丝6~5级，Ra不大于0.8~0.2μm,可加工工件直径0.3~120mm★适于加工塑性好的材料。1）搓板搓丝工件直径不大于25mm。5级，Ra不大于1.6~0.8μm★适于加工普通结构钢及有色金属材料。与切削螺纹相比具有以下特点：优点：1.强度高2.节省材料3.生产率高

4.设备简单缺点：1.对杆状坯料尺寸精度要求较高

2.小批生产不经济。

3.只能加工外螺纹。

4.要求坯料的塑性好

除了上述加工方法，螺纹还可用研磨、电火花等方法加工。一、齿轮的齿形及技术要求齿轮齿形最常用的曲线是渐开线。对其啮合传动有如下要求：1传动运动的准确性2传动的平稳性3载荷分布的均匀性4传动侧隙第六节齿轮齿形的加工二、齿形的加工方法1成形法加工即铣齿。如图：盘状模数铣刀铣齿

指状模数铣刀铣齿

在卧式铣床上铣齿方法如图示:工艺特点:1.齿形加工精度低2.生产率低3.成本低用于单件小批生产2展成法加工齿形通过齿轮刀具与齿坯间的啮合运动加