钳工课题7刮削与研磨ppt课件.ppt

明确刮削的切削原理及在机械加工中的作用；熟悉刮刀的类型及应用；掌握刮削工艺及刮削质量的检查方法。了解研磨的作用及原理；掌握磨料的种类、性能及应用；了解各种研具的构造和用途；掌握研磨的工艺方法。,课题7：刮削与研磨,刮削加工 刮削概念 刮削工具 显示剂及精度检查 刮削方法 原始平板刮削 刮刀的刃磨 刮削面缺陷分析,初级钳工知识培训,1. 刮削概念 用刮刀在工件表面上刮去一层很薄的金属，以提高工件加工精度的操作叫刮削。 2.刮削原理 将工件与标准工具或与其配合的工件之间涂上一层显示剂，经过对研，使工件上较高的部位显示出来，然后用刮刀进行微量切削，刮去较高部位的金属层。经过这样反复地对研和刮削，工件就能达到正确的形状和精度要求。,初级钳工知识培训,3.刮削特点和作用 刮削具有切削量小、切削力小、产生热量小、装夹变形小等特点，不存在车、铣、刨等机械加工中不可避免的振动、热变形等因素，所以能获得很高的尺寸精度、形状和位置精度、接触精度、传动精度和很小的表面粗糙度。 在刮削过程中，由于工件多次反复地受到刮刀的推挤和压光作用，因此使工件表面组织变得比原来紧密，并得到较细的表面粗糙度。经过刮削，可以提高工件的形状精度和配合精度；增加接触面积，从而增大了承载能力；形成了比较均匀的微浅凹坑，创造了良好的存油条件；提高工件表面质量，从而提高工件的耐磨和耐蚀性，延长了使用寿命；刮削还能使工件表面和整机增加美观。 机床导轨和滑动轴承的接触面、工具和量具的接触面及密封表面等，在机械加工之后也常用刮削方法进行加工。,钳工基础知识培训,刮削种类 刮削可分为平面刮削和曲面刮削两种。（1） 平面刮削 平面刮削有单个平面刮削(如平板、工件台面等)和组合平面刮削(如V型导轨面、燕尾槽面等)两种。（2）曲面刮削 曲面刮削有内圆柱面、内圆锥面和球面刮削等。,钳工基础知识培训,(2) 刮刀 刮刀是刮削的主要工具，刀头应具有较高的硬度，刃口必须保持锋利。刮刀一般采用碳素工具钢T10AT12A或弹性较好的GCrl5滚动轴承钢锻造而成，并经刃磨和热处理淬硬。刮削硬工件时，也可焊上硬质合金刀头。 根据用途不同，刮刀可分为平面刮刀和曲面刮刀两大类。,钳工基础知识培训,钳工基础知识培训,(a)平面刮刀 如图所示，平主要用来刮削平面，如平板、工作台等，也可用来刮削外曲面。 平面刮刀按所刮表面的精度要求不同，又可分为粗刮刀、细刮刀和精刮刀三种。刮刀的长短宽窄的选择由于人体手臂、长短的不同，并无严格规定，以使用适当为宜。 平面刮刀按形状不同有直头刮刀和弯头刮刀 。,(b)曲面刮刀 主要用来刮削内曲面，如滑动轴承的内孔等。曲面刮刀的种类较多，常用的有三角刮刀和蛇头刮刀两种 。,钳工基础知识培训,（3）刮刀的几何角度和刮削时角度变化及其影响 （a）刮刀的几何角度 平面刮刀的几何角度如图a，其楔角的大小，应根据粗、细、精刮的要求而定。 粗刮刀为90o92.5o，刀刃必须平直； 细刮刀为95o左右，刀刃稍带圆弧； 精刮刀为975o左右，刀刃圆弧半径比细刮刀小些。,钳工基础知识培训,（b） 校准直尺 主要用来校验狭长的平面。常用的有桥式直尺和工字形直尺两种，其结构形状如图所示。 桥式直尺主要用来检验大导轨的直线度。工字形直尺分单面和双面两种。单面工字形直尺的一面经过精刮，精度较高，常用来检验较短导轨的直线度；双面工字形直尺的两面都经过精刮并且互相平行，它常用来检验狭长平面相对位置的准确性。,钳工基础知识培训,(C)角度直尺 主要用来校验两个刮面成角度的组合平面，如燕尾导轨的角度等。其结构和形状如图所示。两基准面经过精刮，并成为所需的标准角度，如55o、60o等。第三面只是作为放置时的支承面，所以不必经过精密加工。,钳工基础知识培训,刮削工具 (1)校准工具 校准工具也称研具，它是用来合磨研点和检验刮削面准确性的工具。常用的有以下几种： (a)标准平板 主要用来检验较宽的平面，其面积尺寸有多种规格。选用时，它的面积一般应不大于刮削面的34。它的结构和形状如图所示。,钳工基础知识培训,显示剂及精度检查 （1）显示剂 工件和校准工具对研时，所加的涂料叫显示剂。其作用是显示工件误差的位置和大小。 （2）)显示剂的种类 常用的显示剂有红丹粉和蓝油。,钳工基础知识培训,显示剂用法 刮削时，显示剂可涂在工件上或涂在标准研具上。显示剂涂在工件上，显示的结果是红底黑点，没有闪光，容易看清，适于精刮时选用。涂在标准研具上，显示结果是灰白底，黑红色点子，有闪光，不易看清楚，但刮削时铁屑不易粘在刀口上，刮削方便。适于粗刮时选用。 调和显示剂时应注意：粗刮时，显示剂可凋得稀一些，以便于涂抹，涂层可厚些，显示的研点也大；精刮时，应调得稠一些，涂层应薄而均匀，使显示出的点子细小而清晰。当刮削到即将符合要求时，显示剂涂层应更薄，只把工件上在刮削后的剩余显示剂涂抹均匀即可。,钳工基础知识培训,钳工基础知识培训,显点的方法 显点应根据工件的不同形状和被刮削面积的大小区别进行。 1）中、小型工件的显点: 一般是校准平板固定不动，工件被刮面在平板上推研。如果工件被刮面小于平板面，推研时最好不超过平板；如果被刮面等于或稍大于平板面，允许工件超出平板，但超出部分应小于工件长度的13，还应在整个平板上推研，以防止平板局部磨损。,2）大型工件的显点: 是将工件固定，平板在工件的被刮面上推研，采用水平仪与显点相结合来判断被刮面的误差，推研时，平板超出工件被刮面的长度应小于平板长度的15。 3）质量不对称工件的显点: 推研时应在工件某个部位托或压，但用力的大小要适当、均匀。显点时还应注意，如果两次显点有矛盾时，应分析原因。 图示工件，其显点可能里多外少或里少外多，如出现这种情况，不作具体分析，仍按显点刮削，那么刮出来的表面很可能中间凸出，因此压和托用力要得当，才能反映出正确的显点。,钳工基础知识培训,(d)薄板工件的显点: 因其厚度薄，刚性差、易变形，所以只能靠自身的质量在平板上推研，即使用手按住推研，也要使受的力均匀分布在整个薄板上，以反映出正确的显点。否则，往往会出现中间凹的情况。,钳工基础知识培训,8.刮削精度的检查 对刮削面的质量要求，一般包括形状和位置精度、尺寸精度、接触精度及贴合程度、表面粗糙度等。根据工件的工作要求不同，检查刮削精度的方法主要有下列两种： (1)以贴合点的数目来表示: 即以边长为25mm的正方形内含研点数目的多少来表示。,钳工基础知识培训,刮削精度的检查,(2)用允许的平面度和直线度表示 工件大范围平面内的平面度以及机床导轨面的直线度等，可用方框水平仪检查，同时其接触精度应符合规定的技术要求。有些精度较低的机件，其配合面之间的精度可用塞尺来检查。,钳工基础知识培训,9.刮削方法 (1)刮削前的准备工作 1)工作场地的选择 刮削场地的光线应适当，太强或太弱都可能看不清研点。当刮削大型精密工件时，还应有温度变化小、坚实地基的地面和良好环境卫生的场地，以保证刮削后工件不变形。 2)工件的支承 工件必须安放平稳，使刮削时不产生摇动。安放时要选择合理的支承点，使工件保持自由状态，不应因支承不当而使工件受到附加压力。对于刚性好、质量大、面积大的工件(如机器底座、大型平板等)，应该用垫铁三点支承；对于细长易变形工件，可用垫铁两点支承。在安放工件时，工件刮削面位置的高低要方便操作，便于发挥力量。,钳工基础知识培训,3）工件的准备 应去除工件刮削面毛刺，锐边要倒角，以防划伤手指，擦净刮削面上油污，以免影响显示剂的涂布和显示效果。 4）刮削工具的准备 根据刮削要求应准备所需的粗、细、精刮刀及校准工具和有关量具等。（2）刮削方法 1）平面刮削方法 平面刮削的姿势有手刮法和挺刮法两种。,钳工基础知识培训,钳工基础知识培训,2)平面刮削: 可按粗刮、细刮、精刮和刮花四步骤进行。,1.粗刮,粗刮是用粗刮刀在刮削面上均匀地铲去一层较厚的金属。采用连续推铲的方法，刀迹要连成长片。粗刮的目的：很快的去除上道工序留下的刀痕，锈斑或过多的余量。当粗刮达到每2525mm2的正方形面积内有23个研点，且分布均匀时，粗刮结束。,2.细刮,细刮是用细刮刀在刮削面上刮去稀疏的大块研点（俗称破点）。目的是进一步改善不平现象，增加研点数。细刮采用短刮法，刀痕宽而短，刀痕长度均为刀刃宽度的1/21/3。,3.精刮,精刮是用精刮刀更仔细地刮削研点（俗称摘点）。目的是进一步增加研点数，改善表面质量，使刮削面符合精度要求。精刮时采用点刮法当研点逐渐增加到2525 mm2面积内有20点以上时，可将研点分为三类，分别对待。,3）平行面和垂直面的刮削方法 (a) 平行面的刮削方法: 先确定被刮削的一个平面为基准面，首先进行粗、细、精刮，达到单位面积研点数的要求后，就以此面为基准面，再刮削对应面的平行面。刮削前用百分表测量该面对基准面的平行度误差，确定粗刮时各刮削部分的刮削量，并以标准平板为测量基准，结合显点刮削，以保证平面度要求。在保证平面度和初步达到平行度的情况下，进入细刮工序。细刮时除了用显点方法来确定刮削部位外，还要结合百分表进行平行度测量，以作必要的刮削修正。达到细刮要求后，可进行精刮，直到单位面积的研点数和平行度都合要求为止。,钳工基础知识培训,(b) 垂直面的刮削 垂直面的刮削方法与平行面刮削相似，先确定一个平面进行粗、细、精刮后作为基准面，然后对垂直面进行测量，以确定粗刮的刮削部分和刮削量，并结合显点刮削，以保证达到平行度要求。细刮和精刮时，除按研点进行刮削外，还要不断地进行垂直度测量，直到被刮面的单位面积研点数和垂直度都符合要求为止。,钳工基础知识培训,2) 曲面刮削方法 曲面刮削一般是指内曲面刮削。其刮削原理和平面刮削一样，只是刮削方法及所用的刀具不同。一般是以标准轴(也称工艺轴)或与其相配合的轴作为内曲面研点的校准工具。研合时将显示剂涂在轴的圆周上，使轴在内曲面中旋转显示研点，然后根据研点进行刮削。 (a)内曲面的刮削姿势有两种。,钳工基础知识培训,(b)曲面刮削注意事项: (1)刮削时用力不可太大，以不发生抖动，不产生振痕为宜。 (2)交叉刮削，刀迹与曲面内孔中心线约成45o，以防止刮面产生波纹，研点也不会为条状。 (3)研点时相配合的轴应沿曲面作来回转动，精刮时转动弧长应小于25mm，切忌沿轴线方向作直线研点。 (4)在一般情况下由于孔的前后端磨损快，因此刮削内孔时，前后端的研点要多些，中间段的研点可以少些。,钳工基础知识培训,10 .刮削实例 例-1 原始平板刮削 校准平板是检验、划线及刮削中的基本工具，要求非常精密。校准平板可以在已有的校准平板上用合研显点的方法刮削。如果没有校准平板，则可用三块平板互研互刮的方法，刮成原始的精密平板。刮削原始平板要经过正研和对角研两个步骤进行。,钳工基础知识培训,（1）正研 1）正研的刮削原理 先将三块平板单独进行粗刮，去除机械加工的刀痕和锈斑等。然后将原始平板分别编号为1、2、3，采用1与2、1与3、3与2合研。对研方向如图中箭头所示。 2）正研的步骤和方法 正研刮削的具体步骤如下图所示。,(a)一次循环 以1为过渡基准；1与2互研互刮，至贴合。再将3与1互研，单刮3使3与1贴合。然后2与3互研互刮，至贴合。此时2与3的平直度略有改进。 (b)二次循环 在上一循环基础上，按顺序以2为过渡基准，1与2互研，单刮1，然后2与3互研互剖至全部贴合，这样平直度又有所提高。 (c)三次循环 在上一循环基础上按顺序以3为过渡基准，2与3互研，单刮2，然后1与2互研互剖至全部贴合，则1与2的平直度进一步提高。 重复上述三个顺序依次循环进行刮削，循环次数越多则平板的平直度越高，直到三块平板中任取两块对研，显点基本一致，即在每(2525)mm2内达到12个研点左右，正研完成。,钳工基础知识培训,正研的步骤和方法,11.刮刀的刃磨 (1)平面刮刀的刃磨 1) 粗磨 先在砂轮上粗磨刮刀平面(图a)，使刮刀平面在砂轮外圆上来回移动，将两平面上的氧化皮磨去，然后两个平面分别在砂轮的侧面上磨平，要求达到两平面互相平行。然后刃磨刮刀的两侧面。最后将刮刀的顶端放在砂轮缘上平稳地左右移动，刃磨到使顶端与刀身中心线垂直即可(图-b)。,钳工基础知识培训,刮刀热处理 将粗磨好的刮刀，头部长度约25mm处放在炉中缓慢加热到780800(呈樱红色)，取出后迅速放入冷水中冷却，浸入深度约8mm-16mm。刮刀接触水面时应作缓慢平移和间断地少许上下移动，这样可使淬硬与不淬硬的界限处不发生断裂，当刮刀露出水面部分颜色呈黑色，由水中取出部分颜色呈白色时，即迅速再把刮刀全部浸入水中冷却。,钳工基础知识培训,2)粗磨 热处理后的刮刀一般还须在细砂轮上粗磨，粗磨时的刮刀形状和几何角度须达到要求。但热处理后的刮刀刃磨时必须经常蘸水冷却，以防刃口部分退火。 3) 精磨 经粗磨后的刮刀，刀刃还不符合平整和锋利的要求，必须在油石上精磨。精磨时，应在油石表面上滴上适量机油，然后将刀头平面平贴在油石上来回移动，直至平面光整为止。精磨刮刀顶端时，应用右手握住刀身头部，左手扶住刀柄，使刮刀直立在油石上，然后右手用力向前推移。在拉回时，刀身应略微提起一些，使刀头与油石脱离，以免磨损刀刃。精磨顶端的另一种方法是两手握刀身，向后拉动以磨锐刀刃，前推时应将刮刀提起。这种方法易掌握，但刃磨速度较慢。 精磨刮刀方法见下图。,钳工基础知识培训,钳工基础知识培训,精磨刮刀方法示范图,(2)曲面刮刀的刃磨 1）三角刮刀的刃磨 三角刮刀的三个面应分别刃磨。将刮刀以水平位置轻压在砂轮的外圆弧上，按刀刃弧形来回摆动，使三个面的交线形成弧形的刀刃。接着将三个圆弧面在砂轮角上开槽。槽应开在两刃的中间，并使两刃边都只能留2mm3mm的棱边。 三角刮刀经粗磨后也必须用油石精磨。精磨时，在顺着油石长度方向来回移动的同时，还要按刀刃的弧形作上下摆动，直至刀刃锋利为止。,钳工基础知识培训,2）蛇头刮刀的刃磨 两平面的粗磨和精磨与平面刮刀相同，刀头两侧圆弧面的刃磨方法与三角刮刀的磨法基本相同。,钳工基础知识培训,12.刮削面缺陷分析 刮削是一种精密加工，每刮一刀去除的余量很少，故一般不易产生废品。 但在刮削有配合公差要求的工件时，也很容易产生缺陷，常见的缺陷和产生原因见图表。,钳工基础知识培训,研磨加工 一、研磨的目的、原理和余量 1.研磨目的 2.研磨原理 3.研磨余量 二、研具材料与研磨剂 三、研磨方法 四、研磨的要点 五、研磨实例,钳工基础知识培训,钳工基础知识培训,一、研磨的目的、原理和余量 研磨定义：用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的精加工方法，称为研磨。 1. 研磨目的 （1）得到较小的表面粗糙度值 与其他加工方法比较，经过研磨加工后的表迷啊摹粗糙度值最小。各种加工方法获得得表面粗糙度值的情况见表3-9。一般情况下下表面的粗糙度为Ra0.11.6m，最小可达到Ra0.012m。,（2）达到精确的尺寸 经过研磨加工后，尺寸精度可达到 0.0010.005mm。 （3）提高工件的几何精度，经过研磨加工后，几何误差可控制在0.005mm。 另外，经研磨的零件，由于有精度几何形状和很小的表面粗糙度值，零件的耐磨度、抗腐蚀性和疲劳强度也都相应得到提高，从而延长了零件的使用寿命。,钳工基础知识培训,2.研磨原理 研磨是物理和化学作用除去零件表层的一种加工方法。 物理作用 研磨时要求研具材料比被研磨的工具软。 化学作用 采用易使金属氧化的铬和硬脂酸配制的研磨剂时，使被表面与空气接触后，很快形成一层氧化膜。氧化膜由于本身的特性又容易被磨掉，因此，在研磨过程中，氧化膜迅速地形成（化学作用），而又不断的被磨掉（物理作用 ），从而提高了研磨的效率。,3. 研磨余量 由于研磨是微量切削，每研磨一遍所能磨去的金属层不超过0.002mm。因此研磨余量不能太大，通常为0.005-0.03mm范围内比较适宜，有时研磨余量就留在工件的公差之内。,二、研具材料与研磨剂 （1）研具材料 要使研磨剂中的微小磨料嵌入研具表面，研具表面的材料硬度应稍低于被研磨的零件。但不可太软，否则会全部嵌入研具而失去研磨作用。材料的组织要均匀，否则将使研具产生不均匀的磨损而直接影响零件的质量。,钳工基础知识培训,常用的研具材料有如下几种： 1）灰铸铁 具有润滑性好，磨耗较慢，硬度适中，研磨剂在其表面容易涂布均匀等优点。 2）球墨铸铁 比一般铸铁容易嵌存磨料，可使磨粒嵌入牢固、均匀，同时能增加研具的耐用度，可获得高质量的研磨效果。 3） 低碳钢 韧性较好，强度较高；常用于制作小型研具。如研磨小孔、窄槽等。,4）各种有色金属及合金 如铜、黄铜、青铜、锡、铝、铅锡金等，材质较软，表面容易嵌入磨粒，适宜做软钢类工件的研具。 5）非金属材料 如木、竹、皮革、毛毡、纤维板、塑料、玻璃等。除玻璃以外，其他材料质地较软，磨粒易于嵌入，可获得良好的研磨效果。如下图研磨加工模型,钳工基础知识培训,研磨加工模型,（2）研具种类 1）研磨平板 用于研磨平面，有带槽和无槽两种类型。带槽的用于粗研，无槽的用于精研，模具零件上的小平面，常用自制的小平板进行研磨，如图1所示。 2）研磨环 主要研磨外圆柱表面，如图2所示。 研磨环的内径比工件的外径大（0.0250.05）mm，当研磨环内径磨大时，可通过外径调解螺钉使调节圈的内径缩小。 3）研磨棒 主要用于圆柱孔的研磨，分固定式和可调式两种，如图5-3所示。固定式研磨棒制造容易，但磨损后无法补偿。分有槽的和无槽的两种结构，有槽的用于粗研，无槽的用于精研。当研磨环的内孔和研磨棒的外圆做成圆椎形时，可用于研磨内外圆椎表面。,钳工基础知识培训,钳工基础知识培训,（2）研磨剂 是由磨料和研磨液调和而成的混合剂。 1）磨料的选择一般要根据所要求的加工表面粗糙度来选择，从研磨加工的效率和质量来说，要求磨料的颗粒要均匀。粗研磨时，为了提高生产率，用较粗的粒度，如W28W40；精研磨时，用较细的粒度如，如W5W27；精细研磨时，用更细的粒度如，如W1W3.5。,钳工基础知识培训,常用的磨料有有以下三种： a) 刚玉类磨料主要用于碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和铸铁工件的研磨。这类磨料能研磨硬度高为60HRC左右的工作。 b) 碳化物磨料的硬度高于刚玉类磨料。因此除可用作一般钢制件的研磨外，主要用来研磨硬质合金、陶瓷与硬铬之类的高硬度工作。 c) 金刚石磨料分为人造和天然的两种。它的切削能力比刚玉类、碳化物磨料都高，使用效果也好。但价格昂贵，一般只用于硬质和金、硬铬、宝石和陶瓷等高硬度工件的精研磨加工。,磨料的粒度按照颗粒尺寸分为41个号，其中磨粉类有F4、F5.、F1200共37种，粒度号越大、磨料越细；微粉类有W3.5、W2.5 . W0.5 共5种,这一种是号数越大,磨料越粗.在选用时应根据精度的高低来选取。 常用的研磨粉牌号及应用范围见下表,钳工基础知识培训,2) 研磨液在研磨加工中起调和磨料、冷却和润滑的作用。 一般应具备以下条件： a）有一定的粘度和稀释能力，磨料通过研磨液的调和与研具表面有一定的粘附性，使磨料对工件产生切削作用。 b）具有良好的润滑和冷却作用。 c）对工件无腐蚀作用、不影响人体健康，且容易清洗干净。 一般工厂常常采用成品的研磨膏。使用时加一些稀释的调和油即可。 三、研磨分类及研磨方法（1）按研磨工艺的自动化程度研磨分为两种。1）手动研磨 工件、研具的相对运动，均用手动操作。加工质量依赖于操作者的技能水平，劳动强度大，工作效率低。适用于各类金属、非金属工件的各种表面。模具成形零件上的局部窄缝、狭槽、深孔、盲孔和死角等部位，仍然以手工研磨为主。,钳工基础知识培训,2）机械研磨 工件、研具的运动均采用机械运动。加工质量靠机械设备保证，工作效率比较高。但只能适用于表面形状不太复杂等零件的研磨。目前汽车行业活塞汽缸内圆表面的精细研磨都采用机械研磨的方式。 五、研磨实例： 1. 平面的研磨 平面研磨应在非常平整的研磨平板（研具）上进行。研磨平板分为有槽的和光滑的的两种。有槽的平板适用于粗研磨，光滑的 平板适用于精细研磨,钳工基础知识培训,2. 圆柱面的研磨 圆柱面的研磨一般采用以手工和机器的配合运动进行研磨.圆柱面分为内圆柱面和外圆柱面。 （1）外圆柱面的研磨 一般采用在车床或钻床上用研套对工件进行研磨.研讨的内径应比工件的外径略大0.025-0.05mm. 其原理就是机床带动工件旋转,套上研套(见图3-66), 在工件上涂上研磨剂,做往复运动进行研磨。 见图3-67a-b-c三种研磨方法.,钳工基础知识培训,（2）内圆柱面的研磨 与外圆柱面研磨恰恰相反，是将工件套在研磨棒上进行研磨的。研磨棒的外径应比工件的内径小0.010.025mm。研磨棒的形式有固定式和可调节式两种。如图3-68a所示固定式研磨棒如图3-68b-c所示可调式研磨棒,钳工基础知识培训,实例几种常用的研磨方法,钳工基础知识培训,谢谢大家！,