机械制图教学工作页 第2版 课件 附件1-典型表面技术要求及加工方法简介

典型表面的技术要求与机械加工方法简介1.外圆表面技术要求与加工方法2.内孔表面技术要求与加工方法3.平面技术要求与加工方法4.圆柱齿轮齿廓表面技术要求与加工方法一、外圆表面的技术要求1.尺寸精度——指外圆表面直径和长度的尺寸精度。2.形状精度——指外圆表面的圆度、圆柱度、素线和轴线的直线度。3.位置精度——指外圆表面与外圆表面或内孔表面间的同轴度、径向跳动、端面跳动；外圆表面端面垂直度或倾斜度。4.表面质量——主要表面的表面粗糙度。外圆表面技术要求与加工方法二、外圆表面的加工方法外圆表面最常用的切削加工方法：车削、磨削；当精度及表面质量要求很高时，还要进行光整加工。1.外圆表面的车削加工外圆表面的车削加工是在车削加工工艺系统上完成的，按照加工后要达到的精度和表面粗糙度的不同，可以划分为：粗车、半精车、精车和精细车。1）粗车目的：尽快地去除多余材料，使其接近工件的形状和尺寸。精度：粗车能够达到的尺寸精度为IT11~IT13，表面粗糙度值为Ra10~50μm。对于加工精度要求不高的的非功能表面，粗车可以作为最终加工；而对于要求加工精度高的功能表面，粗车作为后续工序的预加工，应留有足够的半精车和精车的加工余量。2）半精车目的：是在粗车基础之上，进一步提高外圆表面的尺寸精度、形状、位置精度及表面粗糙度，使其更接近工件的形状和尺寸。精度：半精车能够达到的尺寸精度为IT9~IT10，表面粗糙度值为Ra2.5~10μm。半精车可以作为中等精度表面的最终加工；也可以作为高精度外圆表面磨削或其他精加工的预加工，应留有足够的加工余量。3）精车目的：达到零件零件表面加工要求。精度：尺寸精度可达IT7~IT8，表面粗糙度值为Ra1.25~5μm。4）精细车目的：实现有色金属及不宜采用磨削的单件、小批外圆表面的最终加工。精度：尺寸精度可达IT5~IT6，表面粗糙度值为Ra0.01~0.63μm。2.外圆表面的磨削加工磨削加工属于工件外圆表面精加工的主要方法。磨削可以不经过车削加工工序直接加工精确坯料，如精密铸件、精密锻件和精密冷轧件。1）粗磨目的：是高生产效率。精度：尺寸精度可达IT8~IT9，表面粗糙度值为Ra1.25~10μm。2）半精磨目的：获得较高的精度及较小的表面粗糙度值。精度：尺寸精度可达IT7~IT8，表面粗糙度值为Ra0.63~2.5μm。3）精磨目的：获得更高的精度及更小的表面粗糙度值。精度：尺寸精度可达IT6~IT7，表面粗糙度值为Ra0.16~1.25μm。4）光整加工目的：进一步获得超高的精度及极细小的表面粗糙度值。精度：尺寸精度可达IT5，表面粗糙度值为Ra0.2μm以下。外圆表面的磨削可在普通外圆磨床、万能外圆磨床或无心磨床上加工。一、内孔表面的技术要求1.尺寸精度——指孔径和孔长的尺寸精度及孔系中孔与孔、孔与相关表面之间的位置尺寸精度。2.形状精度——指内孔表面的圆度、圆柱度、素线和轴线的直线度。3.位置精度——指孔与孔（或孔与外圆表面）之间的同轴度、径向跳动、位置度；孔与孔（或孔轴线与相关平面垂直度或倾斜度。4.表面质量——指内孔表面的表面粗糙度及表面层物理力学性能要求。内孔表面技术要求与加工方法1.钻孔、扩孔、锪孔、铰孔钻孔、扩孔、锪孔、铰孔是在钻床上对内孔表面进行粗、精、加工的主要方法。通常用于实心材料孔加工。所用机床通常是立式钻床、摇臂钻床。常用的刀具有麻花钻、扩孔钻、锪钻和铰刀。麻花钻是孔加工中应用最广泛的刀具，主要用于孔的粗加工阶段,加工精度一般在IT12左右，表面粗糙度值为Ra6.3~12.5μm，钻孔直径φ0.1~φ80；扩孔钻主要用于扩大孔径，提高孔的表面质量，加工精度一般在IT9~IT10左右，表面粗糙度值为Ra3.2~6.3μm。它可以用于孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工；锪钻是实现用于螺纹连接是的沉孔、锥孔、台阶孔的加工。铰刀用于中小孔（<φ40）的半精加工和精加工。加工余量小，可以加工圆柱孔、圆锥孔、通孔和盲孔。铰孔的加工精度一般在IT6~IT7，甚至IT5左右，表面粗糙度值为Ra1.6~3.2μm。2.镗孔主要用于直径大（不便于用钻头加工）或具有位置精度要求的孔系的粗、精加工，如箱体件上的平行、同轴孔系等。加工系统为镗削加工工艺系统。镗床常见的镗床有卧式镗床和立式镗床，主要是根据镗床主轴的方位来划分。其中镗刀作回转主运动，工件作直线进给运动。镗孔是很经济的孔加工方法。它不但可以实现孔的粗、精加工，还可以修正孔中心的偏斜，保证孔的位置精度。镗孔加工精度一般为：粗镗在IT11~IT12，表面粗糙度值为Ra5~10μm，半精镗在IT10~IT11，表面粗糙度值为Ra2.5~10μm，精镗在IT7~IT9，表面粗糙度值为Ra0.63~5μm，细镗在IT6~IT7，表面粗糙度值为Ra0.16~1.25μm。3.拉孔拉孔是利用多刃刀具，通过刀具相对于工件的直线运动完成加工工件工作。拉孔对圆柱孔、花键孔、成形孔等进行粗、精加工。拉孔可以将多个被加工件摆放一起同时加工完成，所以生产率高，适合于大批量生产。4.磨孔磨孔是精度高、淬硬内孔的主要加工方法，其基本加工方式有内圆磨削、无心磨削和行星磨削。精度一般为：粗磨在IT8~IT9，表面粗糙度值为Ra1.25~10μm，半精磨在IT7~IT8，表面粗糙度值为Ra0.63~5μm，精磨在IT7，表面粗糙度值为Ra0.16~1.25μm。5.珩磨孔是在珩磨头上镶嵌有若干砂条，通过可胀机构使砂条径向胀开压向孔内表面。珩磨头在旋转的同时作轴向进给运动，实现对孔的低速磨削和摩擦抛光。珩磨可实现较高的尺寸精度和形状精度及较高的表面质量，生产率较高。精度一般为：IT6，表面粗糙度值为Ra0.1~0.63μm。珩磨不能修正被加工孔的位置偏差。珩磨主要用于加工铸铁、淬硬和不淬硬钢，不宜加工韧性金属材料。不适合加工带槽的内孔表面。一、平面的技术要求1.形状精度——主要是指平面本身的平面度公差。2.位置精度——是指平面与其它表面之间的平行度、垂直度公差。3.尺寸精度——是指平面与其它表面之间的尺寸公差。3.表面质量——指表面粗糙度、表层硬度、残余应力和表面加工硬化等。二、平面的加工方法机械加工中常用的加工平面方法包括：车削、铣削、刨削、磨削、刮削、研磨和抛光等。平面技术要求与加工方法1.平面的车削加工平面的车削加工一般用于加工回转体类零件的端面。因为回转体类零件的端面一般要求与其外圆表面、内孔表面有垂直度要求，而车削可以在一次安装中将这些表面全部加工完成，这样有利于保证它们之间的位置要求。车平面的表面粗糙度一般可达Ra1.6~6.3μm，精车后的平面度误差在φ100的端面上最小可达0.005~0.008mm。中小型零件的端面一般在普通车床上加工；大型零件的平面可在立式车床完成。2.平面的铣削加工铣削是加工平面的主要方法之一，平面铣削方法有端铣和周铣两种，圆周铣削又分为逆铣与顺铣两种铣削方式。目前采用端铣加工平面，因为端铣的加工质量和生产率都比周铣高。铣削平面一般用于加工各种不同形状的沟槽、平面的粗、精加工。主要包括：铣齿、滚齿、插齿、刨齿、磨齿、剃齿和珩齿等多种方法。按照齿形的成形原理不同，齿轮的加工又可分为成型法和展成法两种。

1.成形法最常用的方法是在普通铣床上用成形铣刀铣削齿形。例如：将齿轮毛坯安装在分度头上，铣刀对工件进行加工时，工作台带动工件作直线运动，加工完一个齿槽后将工件分度转过一个齿，再加工另一个齿槽，依次加工出所有齿形。

2.展成法是目前主要的齿轮加工方法，滚齿、插齿、锑齿、磨齿、珩齿都属于展成法加工。基本原理是：一对齿轮相互啮合。圆柱齿轮齿廓表面技术要求与加工方法齿轮结构和技术要求1．齿轮传动精度的要求齿轮本身的制造精度，对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大的影响。根据其使用条件，齿轮传动应满足以下几个方面的要求。（1）传递运动准确性

要求齿轮较准确地传递运动，传动比恒定。即要求齿轮在一转中的转角误差不超过一定范围。（2）传递运动平稳性

要求齿轮传递运动平稳，以减小冲击、振动和噪声。即要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化。（3）载荷分布均匀性

要求齿轮工作时，齿面接触要均匀，以使齿轮在传递动力时不致因载荷分布不匀而使接触应力过大，引起齿面过早磨损。接触精度除了包括齿面接触均匀性以外，还包括接触面积和接触位置。（4）传动侧隙的合理性要求齿轮工作时，非工作齿面间留有一定的间隙，以贮存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。2.齿轮材料的要求（1）38CrMoAlA渗氮钢——该材料硬度高，比渗碳后的材料具有更高的耐磨性和耐腐蚀性，热处理变形小。适合应用于线速度高、受力后齿面易产生疲劳蚀点的齿轮。（2）18CrMnTi——该材料经渗碳淬火，芯部具有良好的韧性，硬度可达56~62HRC，机械强度、硬度等综合力学性能。适用于低速重载的传力齿轮、有冲击载荷的传力齿轮齿面受压产生塑性变形或磨损，且易折断的齿轮。（3）非淬火钢、铸铁、夹布胶木、尼龙——适用于非传力齿轮。（4）45钢等中碳结构钢和低碳结构钢如20Cr、40Cr、20CrMnTi——适用于一般用途的齿轮。3．齿轮毛坯种类及选择常见毛坯的种类有棒料、锻件和铸件。钢制齿轮的毛坯选择取决于齿轮的选材、结构形状、尺寸大小、使用条件及生产批量等因素。①尺寸较小且性能要求不高，可直接采用热轧棒料。②直径较大且性能要求高，一般都采用锻造毛坯。生产批量较小或尺寸较大的齿轮，采用自由锻造。生产