机械加工工艺基础(第六讲3学时)

外圆面的加工钢铁材料工件:车削和磨削,精度更高的:研磨,

超级光磨;有色金属(铝,铜):精细车削.外圆面的加工1粗车除淬硬钢外,均可;2粗车-半精车中等精度和粗糙度未淬硬的工件外圆面;3粗车-半精车-磨加工精度稍高,粗糙度小,淬硬钢件或铸铁件;4粗车-半精车-粗磨-精磨精度更高,粗糙度更小;5粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨(超光磨,镜磨)

适合很高的精度的外圆加工,不宜塑性大有色金属.6粗车-精车-精细车有色金属孔的加工孔的种类:紧固孔,回转体的孔,箱体的孔,深孔,圆锥孔等.一孔的技术要求

1本身精度

2位置精度

3表面质量二孔加工方案的分析

拟订孔的加工方案,要考虑孔径大小,孔的深度,精度,表面粗糙度等要求,以及工件材料,形状,尺寸,重量,批量,车间具体生产条件等.孔加工方案分析1孔粗加工实体材料(加工中小孔):钻孔已铸出或锻造出孔加工:扩孔或镗孔;2孔半精和精加工

铰孔和拉孔:未淬硬中小直径孔;

精镗或精磨:中等直径以上的孔;

淬硬(精磨);3孔的精整加工

珩磨:直径稍大的孔;

研磨:大孔和小孔都适应;孔加工孔加工分析三方案选择

1钻用于加工IT10下低精度孔;

2钻-扩(或镗)

IT9精度孔,D小于30孔,钻完扩,D小于30孔,钻完后镗孔;

3钻-铰加工直径小于20mm,IT8精度的孔;

4钻-扩(或镗)-铰(或钻-粗镗-精镗,或钻)-拉加工直径大于20mm,IT8的孔;孔加工的分析5钻-粗铰-精铰用于加工直径小于12mm,IT7精度的孔.6钻-扩(或镗)-粗铰-精铰(钻-拉-精拉)

用于直径大于12mm,IT7精度的孔;7钻-扩(或镗)-粗磨-精磨用于加工IT7精度并已淬硬的孔;

铸(或锻)件出的孔:

直接扩孔或镗孔,大于100mm—镗孔;

半精加工,精加工,精细加工:参照实体材料孔加工;

如:粗镗-半精镗-精镗-精细镗,扩-粗磨-精磨-研磨(珩磨).平面加工平面种类:

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.一平面的技术要求

1形状精度

2位置精度

3表面质量平面加工二平面加工方案分析

根据平面的技术要求以及零件的结构形状,尺寸,材料和毛坯的种类,结合具体的加工条件,可采用车,铣,刨,磨,拉等方法.精密平面:

刮研,研磨等精整加工;回转体的平面:车和磨削;其他类型平面:

铣和刨加工为主;拉削:大批大量生产加工精度高且面积不大的平面;磨削:淬硬材料的平面加工;平面加工平面加工1粗刨或粗铣用于加工精度低的平面;2粗铣(或粗刨)-精铣(或精刨)-刮研用于精度要求较高且不淬硬的平面.

批量大:宽刃刨刀;

宽刀精刨;3粗铣(刨)-精铣(刨)-磨多用于加工精度要求较高且淬硬的平面.

不宜加工有色金属工件;平面加工分析4粗铣-半精铣-高速精铣最适于高精度有色金属工件的加工.

采用高精度高速钢铣床和金刚石刀具,铣削表面粗糙度Ra=0.008um以下.5粗车-精车主要用于加工轴,套,盘等类工件的端面.

大类盘类工件的端面在立式车床上加工.成形面的加工

成形面的零件,如机床的手柄,内燃机凸轮轴上的凸轮,气轮机的叶片等.一成形面的技术要求

形位精度尺寸精度表面质量加工时,刀具的切削刃和切削运动,应首先满足表面形状的要求;成形面的加工分析二成形面加工方法的分析可以车削,铣削,刨削,拉削或磨削等方法归纳两种基本方式:

1用成形刀具加工即用切削刃形状与工件轮廓相符合的刀具,直接加工成形面;

如成形车刀车成形面,成形铣刀铣成形面.成形面的加工分析特点:

机床机构简单,操作简便,但刀具的制造和刃磨比较复杂(成形铣刀和拉刀),成本较高.

其应用受工件成形面尺寸的限制,不宜加工刚度差而成形面较宽的工件;

成形面的加工分析2利用刀具和工件作特定的相对运动加工靠模装置车削成形面;

手动,液压仿形装置或数控装置等控制刀具与工件之间特定的相对运动.特点:

刀具简单,加工成形面的尺寸范围大;

机床的运动和结构较复杂,成本也高;车成形面成形面的加工分析三方案选择根据零件尺寸,形状及生产批量来选择;成形车削:小型回转体形状不复杂的成形面;成形铣削:成形的直槽和螺旋槽;专用成形拉削和专门化机床:大批大量中;成形磨削:淬硬材料的成形面加工;

精度高,粗糙度低的成形面加工;

甚至精整成形面.典型成性面加工--螺纹加工常见的螺纹加工方法有：攻螺纹，套螺纹，车螺纹，铣螺纹和磨螺纹．一常见加工方法１攻螺纹和套螺纹

丝锥：批量小，单件生产；

机用丝锥：车床，钻床或攻丝机上，大批量；

套螺纹：板牙加工外螺纹，手工或机用；

精度：攻螺纹和套螺纹加工精度低．螺纹加工２车螺纹刀具：螺纹车刀；适用：尺寸大螺纹，单件小批生产；精度：精度高，生产率低，加工质量取决工人技术水平以及机床，刀具本身精度螺纹梳刀：批量大生产中，加工精度低，制造困难，加工有尺寸极限性．３铣螺纹刀具：螺纹铣刀适用：加工尺寸大的传动螺纹，专用螺纹机床上，生产率高，大批量生产中．螺纹梳刀螺纹的加工根据所用铣刀的结构，铣螺纹可分为；Ａ盘形螺纹铣刀铣螺纹；Ｂ梳状螺纹铣刀铣螺纹；Ｃ旋风铣螺纹．４磨螺纹刀具；单线砂轮，多线砂轮；机床；螺纹磨床．适用：淬硬螺纹的精加工，如：丝锥，螺纹量规，滚丝轮及精密传动杆上的螺纹，为了提高加工精度，必须进行磨削．螺纹加工螺纹的加工二其他加工方法１滚压螺纹无切削加工方法，工件在滚压工具作用下，产生塑性变形，而压出螺纹，螺纹上材料纤维未被切断，因而强度和硬度都得到了相应的提高，滚压螺纹生产率高，适用于大批大量生产．

主要有搓丝和滚丝．典型成形面--齿轮齿形的加工

齿轮的种类:很多,最常见的是直齿和螺旋齿圆柱齿轮.

齿形曲线:渐开线.

齿轮齿形加工:

成形法(仿形法):用与被切齿轮的齿槽法向截面形状相符的成形刀具切出齿形的方法;

展成法（包洛法）:利用齿轮刀具与被切齿轮保持粘合运动关系而切出齿形的方法;齿轮齿形的加工一常见齿形加工方法

1铣齿

A概念成形法加工,利用成形铣刀在万能铣床上加工齿轮,模数小于8的齿轮用盘状模数铣刀在卧式铣床上加工,模数大于8的齿轮,用指状模数铣刀在立式铣床上加工;

根据渐开线的形成原理:齿形与模数和齿数有关,每个齿形-----同一模数同一齿数的铣刀;

实际生产中,同一模数齿形按照齿数分成15（8）组,每组采用同一把铣刀加工;

该齿形铣刀按照同组最小齿数的齿轮轮廓制作,保证加工出齿轮在粘合时不会干涉.铣齿常见齿轮加工方法B铣齿的特点

a成本低一般铣床加工,刀具简单,成本低;

b加工精度低齿形误差较大,采用通用分度头分度,产生分度误差,铣齿冲击和振动----加工精度低;

c生产率低铣齿时,重复切入,切出,退刀和分度,消耗辅助时间长,生产率低;

应用:单件小批生产和维修精度不高的齿轮,也用于齿轮粗加工,可以加工直齿,斜齿或人字齿,齿条和锥齿轮等.齿轮铣刀常见齿轮加工方法2插齿属于展成法加工,用插齿刀在插齿床上加工,按一对圆柱齿相啮合的原理来加工,插齿刀用高速钢淬火后磨出前角和后角形成切削刃.插齿时的运动:A主运动插齿刀的上下往复运动,以str/min计;B分齿运动插齿齿轮的常见加工方法分齿运动指插齿刀和工件之间强制地按照速比保持齿合关系的运动.N工/N刀=Z刀/Z工

N工,N刀---------工件和插齿刀的转速

Z工，Z刀--------工件和插齿刀的齿数C圆周进给运动圆周进给运动即分齿运动过程中插齿刀每往复一次其分度圆周所转过的弧长,mm/r;

他反映插齿刀和齿轮胚转动的快慢,决定每切一刀的金属切除量和包洛渐开线齿形的切线数目,从而影响齿面的表面粗糙度Ra值.齿形常见加工方法D径向进给运动开始插齿时,插齿刀要逐渐切至全齿深,插齿刀每往复一次径向移动的距离,称为径向进给量.E让刀运动为了避免插齿刀在返回行程中,刀齿和后刀面与工件的齿面发生摩擦,在插齿刀返回时,工件必须让开一段距离;当切削行程开始前,工件又恢复原位.这种运动称让刀运动.插齿运动3滚齿

展成法加工,用圆柱滚刀在滚齿机上加工齿轮的轮齿,它按一对螺旋齿轮相拈合的原理进行加工.

蜗杆形:螺旋角很大,齿数很少;

容屑槽,形成刀齿及切削刃---齿轮滚刀.滚齿的运动A主运动滚刀的高速旋转运动,N刀表示,r/min;滚齿B分齿运动(展成运动)

滚刀与被切齿轮之间强制地按速比关系保持一对螺旋齿轮的拈合关系的运动.

N工/N刀=K/Z工

N工,N刀------工件和齿轮滚刀的转速

K-----齿轮滚刀的头数

Z工-----工件的齿数滚齿加工滚齿C垂直进给运动为了齿轮的全齿宽上切出齿形,齿轮滚刀需要沿工件的轴向做进给运动,工件每转一转齿轮滚刀移动的距离,称为垂直进给量,当全部齿轮沿齿宽方向都滚切完毕后,垂直进给停止,加工完毕.

滚切时,工件还需要一个附加的转动;

根据螺旋齿轮角和导程的关系,在滚刀垂直进给L距离的同时,工件多转或少转一转,这个附加转动可以通过调整滚齿机有关挂轮来实现.滚齿4插齿和滚齿铣齿的比较A插齿和滚齿的精度基本相当,且都比铣齿高插齿刀滚齿机的分齿运动两者导致精度相当;

插齿机和滚齿机的结构和传动机构专门设计和制造的;

运动的精度高于分度头的精度;

插齿,滚齿:IT8-IT7;铣齿;IT9;插齿,滚齿与铣齿的比较B插齿齿面上的表面粗糙度Ra值较小;

插齿时,插齿刀沿齿宽连续切下切屑,而在滚齿和铣齿齿宽是由刀具多次断续切削而成,并且在插齿过程中,包络齿形的切线数量比较多,所以插齿的齿面表面粗糙度较小.C插齿生产率低于滚齿而高于铣齿;

插齿有空行程;

插齿和滚齿分齿运动省去铣齿的单独分度时间;插齿和滚齿与铣齿的比较D插齿刀和齿轮滚刀加工齿轮齿数范围较大;

展成原理,铣齿,每个刀号的铣刀加工齿轮齿数范围有限;总结:

A滚齿应用最广能加工直齿圆柱齿轮,但生产率高,可加工螺旋齿轮,蜗轮等,不加工内齿轮和相距和近的多联齿轮.

B插齿应用也较广;

加工直齿和螺旋齿圆柱齿轮,生产效率没有滚齿高,多用于加工滚刀难加工的内齿轮,相距较近的多联齿轮和带有容屑槽的齿轮等.齿轮加工方法二齿形精加工方法铣齿,插齿,滚齿只能对齿轮半精加工,对于