机械制造基础2-6

机械制造理论基础第六章典型表面的加工方法为保证切削加工质量，工件的加工余量往往不是一次切除的，而是逐步减少背吃刀量分阶段切除的。切削加工可分为粗加工、半精加工、精加工、精密加工、超精密加工等5个阶段阶段名称目的尺寸公差等级范围Ra值范围（μm）相应加工方法粗加工尽快从毛坯上切除多余材料，使其接近零件的尺寸和形状IT12~IT1150～12.5粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等半精加工进一步提高精度和降低表面粗糙度，并留下合适的加工余量，为主要表面精加工作准备IT10～IT96.3～3.2半精车、半精镗、半精铣、扩孔等精加工使一般零件的主要表面达到规定的精度和粗糙度要求，或为要求很高的主要表面进行紧密加工作准备一般精加工IT8~IT7（精车）1.6～0.8精车、精铣、精刨、粗磨、粗铰精密精加工IT7~IT6（精磨）0.8～0.2精磨、精铰、精拉等切削加工的阶段切削加工分阶段的优点：避免毛坯内应力的释放而影响加工精度。避免粗加工时较大的夹紧力和切削力所引起的弹性变形和热变形对精度的影响。先粗加工一遍，可及时发现毛坯的内在缺陷面决定取舍。可合理使用机床。便于工艺过程中热处理工序的安排。退火或正火毛坯粗加工调质半精加工时效淬火磨削加工刀具精加工精密加工超精密加工精密加工在精加工基础上进一步提高精度和降低表面粗糙度（其中不提高精度，只降低表面粗糙度的加工又称光整加工）IT5~IT30.1～0.008研磨、珩磨、超精加工、抛光等超精密加工比精加工更高级的亚微米加工和纳米加工，用于加工极个别的超精密零件高于IT30.012或更低金刚石刀具切削、超精密研磨考虑零件加工时的原则粗精加工分开零件加工一般不是一台机床上用一种工艺方法可完成的，往往需要几种加工方法互相配合，经过一定的工艺过程才能逐步完成零件的表面加工同一种表面可采用不同的加工方法进行加工，但就生产具体条件而言，必有一种加工方法最合适第一节外圆表面的加工轴、套、盘类零件的主要表面或辅助表面外圆表面技术要求：本身精度尺寸精度：直径、长度形状精度：圆度、圆柱度、轴线直线度位置精度同轴度、垂直度、径向圆跳动表面质量表面粗糙度Ra表面的物理机械性能一、外圆表面的加工方法车削、磨削、光整加工1、粗车：IT12～IT11，Ra：50～12.5μm2、半精车：IT10～IT9，Ra：6.3～3.2μm3、精车：IT8～IT7，Ra：1.6μm4、精细车：IT6～IT5，Ra：0.8μm一般用于单件、小批量的高精度外圆表面终加工5、粗磨：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm6、精磨：IT6～IT5，Ra：0.2μm7、光整加工：IT5以上，Ra：0.1～0.008μm研磨、超级光磨、抛光外圆表面车削加工机床：单件小批生产：普通车床大批大量生产：转塔车床、仿形车床、自动及半自动车床重型零件：立式车床外圆表面磨削加工机床：普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心磨床外圆表面加工特点：车削车削过程比较平稳，生产率高。车刀结构简单，费用低。易于保证工件各加工面的位置精度。加工各种材料（钢、铸铁、有色金属和非金属），难加工淬火钢件（HRC30以上）磨削容易达到较高的精度和较小的表面粗糙度。磨削温度高，易烧伤。磨削的材料范围广（铸铁件、末淬火和淬火钢件及高硬度难加工材料），不易磨削有色金属。二、外圆表面加工方案的选择例1例2第二节内圆表面的加工主要指圆柱形孔，零件主要组成表面之一内孔表面分类：单一轴线的孔多轴线孔系：同轴孔系、平行孔系、垂直孔系内孔表面技术要求本身精度尺寸精度：直径、深度形状精度：圆度、圆柱度、轴线直线度位置精度同轴度、垂直度、平行度、角度表面质量表面粗糙度Ra表面的物理机械性能常用孔结构及用途紧固孔和辅助孔螺钉孔、螺栓过孔、油孔（IT12～IT11，Ra：12.5～6.3μm）回转体零件的轴心孔齿轮轴心孔：IT8～IT6，Ra：1.6～0.4μm箱体支架类零件的轴承孔机床主轴箱的轴承孔：IT7，Ra：1.6～0.8μm，位置精度。一、内圆表面的加工方法粗加工、半精加工、精加工、光整加工粗加工钻孔、锪孔半精加工扩孔、车孔、镗孔精加工铰孔、磨孔、拉孔高精加工珩磨、研磨、滚压常用设备：钻床、车床、铣床、镗床、拉床、内圆磨床、万能外圆磨床、研磨机、珩磨机二、常用孔加工方案选择例题1例题2.例题3.第三节平面的加工盘形、板形零件、箱体类零件的主要表面平面分类：非结合面结合面和重要结合面导向平面精密测量工具的工作面平面技术要求形状精度平面本身直线度、平面度位置精度垂直度、平行度表面质量表面粗糙度Ra表面硬度残余应力、显微组织一、平面的加工方法1、平面的车削加工有利于保证位置要求Ra6.3～1.6，精车平面度误差0.005～0.008mm/100mm中小型零件：普通车床；大型零件：立式车床2、平面的刨削加工和拉削加工水平面、垂直面、斜面、直槽、v形槽、T形槽、燕尾槽的单件小批量的粗精加工精刨：Ra3.2～1.6μm，IT8～IT7，直线度0.04～0.12mm/m宽刀精刨：Ra0.8～0.4μm，直线度不大于0.02mm/m拉削：Ra1.6～0.4μm，IT9～IT7设备中小型零件：牛头刨床大型零件或同时加工多个中型零件：龙门刨床孔内平面：插床、拉床大批量加工中小尺寸外表面：较小尺寸使用卧式拉床，较大尺寸使用立式拉床3、平面的铣削加工各种沟槽、平面的粗、精加工精铣：Ra3.2～1.6μm，IT8～IT7，直线度0.08～0.12mm/m设备中小型零件：卧式铣床、立式铣床、万能升降台铣床、工具铣床大型工件：龙门铣床精铣平面：高速、大功率的高精度铣床4、平面的磨削加工中小型零件高精度表面和淬火钢等硬度较高的材料Ra0.8～0.2μm，IT6～IT5，直线度0.01～0.03mm/m设备平面磨床、外圆磨床、内圆磨床回转体零件端面的精加工可在外圆磨床或内圆磨床上与有关的内、外圆一次安装中同时磨出，以保证位置精度5、平面的光整加工平面的研磨：中小型工件最终加工平面的刮削：工具、量具、机床导轨、滑动轴承的最终加工平面抛光：精加工后的表面加工，降低表面粗糙度二、平面加工方案选择例1、加工某种机床床身上的平面导轨面，数量分别为2件、100件、500件，试确定加工方案。第四节成形面及其他表面的加工各种非圆形曲面一、圆锥面加工外圆锥面、圆锥孔。应用于要求定位准确、经常拆卸的配合件。1、圆锥面的车削2、圆锥面的铰削圆锥孔的精加工：锥度铰刀应用：小尺寸圆锥孔，如锥销孔等3、圆锥面的磨削精加工机床：普通外圆磨床、万能外圆磨床磨削方式外圆锥面：转动上工作台法、转动头架法、转动砂轮架法内圆锥面：转动上工作台法、转动头架法二、回转成形面加工三、螺纹加工1、螺纹分类1）联接螺纹常用普通螺纹、圆柱管螺纹、圆锥管螺纹要求：普通螺纹为可旋入性和联接的可靠性；管螺纹为密封性和连接的可靠性2）传动螺纹常用梯形螺纹、方牙螺纹、锯齿形螺纹要求：传动准确、可靠、螺纹牙侧表面接触良好及耐磨2、螺纹技术要求联接螺纹和无传动精度要求的传动螺纹：中径和顶径精度有传动精度要求或用于读数的螺纹：中径、顶径精度，螺距和牙型角精度，螺纹表面粗糙度和硬度表6-33、螺纹加工方法加工特点：工件每转一转，刀具相对工件在工件轴向位移一个导程车削、铣削、攻螺纹、套螺纹、滚压、磨削、研磨机床：车床、钻床、螺纹铣床、螺纹磨床、滚丝机、搓丝机4、螺纹加工方法的选择取决于螺纹种类、精度等级、生产批量及零件的结构特点表6-4四、齿轮的齿形加工齿轮是用来传递运动和动力的主要零件齿面形状：摆线形、渐开线形等渐开线齿轮精度等级1~12级1级最高，12级最低1～2级为远景级3~5级为高精度。常用：测量齿轮、精密机床、航空发动机重要齿轮6~8级为中等精度。常用：内燃机、电车、汽车、拖拉机重要齿轮9~12级为低精度。常用：起重机械、农业机械中一般齿轮。1、常用齿轮加工方法表6-52、齿形加工方案选择加工实例一、齿轮轴加工实例序号表面加工方案1φ32f7粗车、调质、半精车、磨削2Φ28h6粗车、调质、半精车、粗磨、精磨3齿形M滚齿、齿面淬火二、法兰盘加工实例序号表面零件数量加工方案1Φ55g6粗车、半精车、精车2Φ40H710钻、半精车、精车1000粗车、扩孔、铰孔100000粗车、拉孔36－Φ12钻孔三、柱塞套加工实例序号表面加工方案1φ9j4钻孔、粗铰、精铰、研磨四