机械制造基础课件 项目五 外圆表面加工

项目五外圆表面加工任务一了解金属切削机床基础任务一了解金属切削机床基础知识模块1机床的分类机床主要按加工性质和所用刀具进行分类，机床可分为12大类：（表8-1通用机床类别代号）车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其他机床。在每类机床中又可按工艺特性和结构特性不同细分为若干组，每一组又可细分若干系知识模块2机床型号的编制方法机床型号是机床产品的代号，机床型号应完整地表示出机床的名称、主要技术参数与性能。目前我国机床型号是按GB／T15375－1994《金属切削机床型号编制方法》编制的，机床型号是由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定的规律组合而成。型号中的汉语拼音字母按其名称读音。

1、通用机床型号的编制方法2、专用机床的型号编制(1)专用机床型号表示方法专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成。(2)设计单位代号包括机床生产厂和机床研究单位代号，位于型号之首。

(3)专用机床的设计顺序号按该单位的设计顺序号(从“001”起始)排列，位于设计单位代号之后，并用“－”隔开，读作“至”。

例如，北京第一机床厂设计制造的第100种专用机床为专用铣床，其型号为B1－100。知识模块3机床的运动与传动原理1、零件表面的切削加工成形方法1-母线2--导线

零件表面的成形

形成发生线的方法（1）轨迹法它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。

(2)成形法它是利用成形刀具对工件进行加工的方法(3)相切法它是利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。(4)展成法它是利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。2、机床的运动机床的运动可以分为表面成形运动和辅助运动，其中表面成形运动是形成工件表面所必需的刀具与工件之间的相对运动。（1）表面成形运动

机床在加工过程中还需要一系列辅助运动，以实现机床的各种辅助动作，为表面成形创造条件，它的种类很多，一般包括：切入运动、分度运动、调位运动、各种空行程运动。知识模块4机床的传动原理

1、机床传动系统的组成：（1）执行件：执行机床的运动的部件，常为主轴、刀架、工作台。（2）运动源：为执行件提供运动和动力，通常为电动机。（3）传动装置：传递运动和动力、变速变向，如齿轮、链轮、丝杠等，另外还有液压和气压传动。2、机床的传动链在机床上，使运动源和执行件以及两个有关执行件之间保持运动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传动链。根据传动链的性质不同，传动链可分为内、外联系两种。（1）内联系传动链传动链的首末件之间有严格的运动关系的传动链称为内联系传动链。如在卧式车床上用螺纹车刀车螺纹时，必须保证工件每转一转，螺纹车刀沿工件轴向移动螺纹的一个导程，此时，联系主轴和刀架之间的传动链，就是内联系传动链。（2）外联系传动链外联系传动链是联系动力源和机床执行件之间的传动链。它使执行件得到预定速度的运动，并传递一定的动力。它不影响工件表面形状的形成，只影响工件表面粗糙度或加工效率，因此不要求有严格的传动比。如卧式车床主运动传动链的传动比只影响切削速度而不影响表面形状的形成，即使在车螺纹时，主轴的转速大小也只影响车螺纹速度的快慢而不影响螺纹表面的形成。3、机床传动原理图机床传动原理图是用一些简单的符号来表明机床在实现某种表面成形运动时传动联系的示意图。知识模块5机床的传动系统和运动计算为便于了解和分析机床运动的传递、联系情况，常采用传动系统图。它是表示实现机床全部运动的传动示意图。图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号（见国家标准GB4460－84机械制图—机构运动简图符号）表示，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。传动链的传动机构，按照运动传递或联系顺序依次排列，以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓中。分析各传动链时，应按下述步骤进行：（1）根据机床所具有的运动，确定各传动链两端件。（2）根据传动链两端件的运动关系，确定计算位移量。（3）根据计算位移量及传动链中各传动副的传动比，列出运动平衡式。（4）根据运动平衡式，推导出传动链的换置公式。任务二外圆表面车削加工任务二外圆表面车削加工知识模块1外圆表面的加工方法具有外圆表面的典型零件有轴类、盘类和套类零件，外圆表面加工根据表面成形方法不同有轨迹法和成形法两种，根据使用加工设备不同有车削、磨削和光整加工，其中车削加工常用于外圆表面的粗加工和半精加工；磨削加工用于外圆表面的精加工；而光整加工用于外圆表面的超精加工。在大批量生产中，有的外圆表面还可采用拉削加工，如曲轴外圆表面粗加工。知识模块2外圆表面的车削加工1、车削的工艺特点（1）易于保证零件各加工表面的位置精度（2）生产率较高（3）生产成本较低（4）.适于车削加工的材料广泛2、车削加工一般可分为4种：粗车、半精车、精车和精细车。

(1)粗车主要用于零件的粗加工，作用是去除工件上大部份加工余量和表层硬皮，为后续加工作准备。加工余量约(1.5mm～2mm),加工后的尺寸精度可达IT11～IT13；表面粗糙度Ra可达（50～12.5）μm(2)半精车在粗车的基础上对零进行半精加工,进一步减少加工余量,提高表面光洁度,加工余量约(1.5mm～0.8mm),加工尺寸精度可达IT8～IT10；表面粗糙度Ra可达（6.3～3.2）μm,一般可用作中等精度要求零件的终加工工序。

(3)精车在半精车的基础上对零件进行精加工,加工余量约(0.5mm～0.8mm),加工后的尺寸精度可达IT7～IT8；表面粗糙度Ra可达（1.6～3.2）μm.(4)精细车主要用于有色金属的精加工。加工余量小于0.3mm,加工后的尺寸精度可达IT6～IT7；表面粗糙度Ra可达（0.4～0.0025）μm。3、车削加工工艺范围卧式车床的工艺范围相当广泛，可以车削内外圆柱面、圆锥面、环形槽、回转体成型面，车削端面和各种常用的公制、英制、模数制、径节制螺纹，还可以进行钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹和滚花等工作4、车刀的种类和用途车刀按用途分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀、切槽刀等多种形式图8-11常用车刀类型5（1）主要技术参数机床的主要技术参数包括机床的主参数和基本参数。（2）车床必须具备的成形运动：主运动为工件的旋转运动。进给运动为刀具的直线移动。进给运动分为三种形式：纵向进给运动、横向进给运动、斜向进给运动。

（3）车床的分类车床的种类很多，按用途和结构的不同，主要分为以下几类1）卧式车床

2）立式车床3）转塔车床4）自动车床和半自动车床5）仿形车床6）专门化车床任务三外圆表面的磨削加工任务三外圆表面的磨削加工知识模块1.外圆磨削加工的工艺特点及应用范围（1）磨粒硬度高，它能加工一般金属切削刀具所不能加工的工件表面。（2）磨削加工能切除极薄极细的切屑，修正误差的能力强，加工精度高（IT6～IT5），加工表面粗糙度小。（3）磨粒在砂轮上随机分布，同时参加磨削的磨粒数相当多，磨痕轨迹纵横交错，容易磨出表面粗糙度小的光洁表面。（4）由于大负前角磨粒在切除金属过程中消耗的摩擦功大，再加上磨屑细薄，切除单位体积金属所消耗的能量，磨削要比车削大得多知识模块2.砂轮的特性与选择砂轮是由磨料、结合剂混合，经过高温、高压制造而成，是由磨料、结合剂、孔隙三要素组成的非均质体，其组织结构见图8-12。其中，磨具表面无数高硬度的锋利磨粒作为刀具起切削作用，在砂轮高速旋转时，磨粒切除工件上一层薄金属，形成光洁精确的加工表面；结合剂粘结磨粒使磨具形成适于不同加工要求的各种形状，并在磨削过程中保持形状稳定；孔隙用来容屑、散热，均匀产生自励效果，避免整块崩落失去砂轮合适的廓形。磨料、粒度、结合剂、组织、硬度、形状和尺寸是砂轮的六大特性，对砂轮安全有很大影响。磨料2-结合剂3-孔隙4-被加工件图8-12.砂轮的组织结构（1）磨料

磨料指砂轮中磨粒的材料。磨粒构成磨具的主体，在加工中起切创作用。磨料需要具有很高的硬度和锋利度；需要一定的韧性和耐磨性，来承受剧烈的挤压和摩擦力作用；需要一定的脆性，以便磨钝后，及时更新切削锋刃，实现自厉性。常用磨粒主要有以下3种。1）刚玉类(Al2O3)如棕刚玉(GZ)、白刚玉(GB)，适用于磨削各种钢材，如不锈钢、高强度合金钢，退了火的可锻铸铁和硬青铜。2）碳化硅类(SiC)如黑碳化硅(HT)、绿碳化硅(TL)，适用于磨削铸铁、激冷铸铁、黄铜、软青铜、铝、硬表层合金和硬质合金。3）高硬磨料类如人造金刚石(JR)、氮化硼(BLD)，高硬磨料类具有高强度、高硬度，适用于磨削高速钢、硬质合金、宝石等

(2)粒度

粒度是指磨料的颗粒大小和粗细程度。粒度的确定方法有两种：

（1）筛分法。颗粒尺寸大于50μm磨料的粒度是用筛分法确定的，即用磨料通过的筛网在每英寸长度上的网眼数来表示，称为磨粒类。其粒度号直接用阿拉伯数字表示，粒度号大小与磨料的颗粒大小相反。

（2）显微镜分析法。颗粒尺寸小于50μm磨料的颗粒大小直接用显微镜测量，用颗粒的实际尺寸表示粒度，这样确定的磨料称为微粉类。其粒度号用W和磨料颗粒尺寸数组合表示

(3)结合剂

结合剂是将磨粒固结在一起形成磨具的粘结材料。结合剂不仅使砂轮成形，而且对磨具的自砺性有很大影响，并直接关系到砂轮的强度和使用的安全。

结合剂应具有良好的粘结性能，保证磨具高速旋转不破裂；有足够的耐磨性，以承受摩擦和磨削力；有对磨粒适当的把持力，使磨粒锋利时不脱落，磨钝后及时更新，保持磨具良好的磨削性能；具有较好的物理化学性能、一定的抗腐蚀能力，以适应不同的使用环境。常用结合剂分为无机结合剂和有机结合剂两大类。(4)砂轮的组织

砂轮的组织是指组成砂轮的磨料、结合剂和气孔三者的比例关系，表明砂轮结构紧密程度的特性。(5)硬度

砂轮的硬度是结合剂固结磨料的紧牢程度的参数，表明在外力作用下，磨料从砂轮表面脱落的难易程度。

(6)形状和尺寸

我国磨具的基本形状有40多种，正确地选择砂轮的形状和尺寸，是保证磨削加工质量和安全的重要方面。一般应根据磨床条件、工件形状和加工需要，参考磨削手册选择知识模块3.外圆表面的磨削方法（1）在外圆磨床上磨削外圆。在外圆磨床上磨削外圆也称为“中心磨法”，工件安装在前后顶尖上，用拨盘和鸡心夹头来传递动力和运动。常用的磨削方法有：纵磨法、横磨法及综合磨法。(a) 纵磨法(b)横磨法(c)深磨法

外圆磨削加工方法4.M1432A型万能外圆磨床M1432A型机床是普通精度级万能外圆磨床，经济精度为IT6～IT7