常用表面加工方法.ppt
1-1,课题四常用表面的加工方法,1-2,教学重点,车床及其车削加工，铣床及其铣削加工。,教学难点,本课题重点与难点,车床附件与工件装夹，铣床附件。,1-3,6.4.1 外圆表面的加工方法,在各种机械中，具有外圆表面的零件占有很大比重，例如轴类、套筒类、圆盘类等零件。外圆表面的技术要求包括：本身精度（直径与长度的尺寸精度，圆度、圆柱度等形状精度）；位置精度（与其他外圆面或孔的同轴度、与端面的垂直度等）；表面质量（粗糙度、表面硬度、残余应力等）。外圆表面的加工方法主要有车削加工和磨削加工。,1-4,6.4.1 外圆表面的加工方法,1、车削加工,车床主要用于外圆表面加工，生产上常用的有卧式车床、立式车床、转塔车床、自动和半自动车床等，其中卧式车床应用最广。,车外圆分为粗车、半精车和精车。粗车是以切除大部分加工余量为主要目的加工，对精度及表面粗糙度无太高要求。公差等级为 IT13 IT11,表面粗糙度 Ra 值为 50 12.5m。,1-5,6.4.1 外圆表面的加工方法,半精车是在粗车基础上，进一步提高精度和减小粗糙度值。可作为中等精度表面的终加工，也可作为精车或磨削前的预加工。其公差等级为 IT10 IT9，表面粗糙度 Ra 值为 6.3 3.2m。精车是使工件达到预定的精度和表面质量的加工。精车的公差等级为 IT8 IT6，表面粗糙度 Ra 值为 1.6 0.8m。,1-6,6.4.1 外圆表面的加工方法,2、磨削加工,砂轮或涂覆磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法成为磨削加工，它大多在磨床上进行。磨削加工是一种精密的切削加工方法，能获得高精度和低粗糙度的表面。能够加工硬度高的材料及某些难加工的材料，有时也可用于粗加工。,1-7,6.4.1 外圆表面的加工方法,磨削的公差等级为IT7IT5，表面粗糙度Ra值为0.80.2m。,1-8,6.4.2 孔的加工方法,零件上的孔多种多样，常见的有：螺栓螺钉孔、油孔；套筒、齿轮、法兰盘上的轴向孔；箱体上的轴承孔；深孔（即深径比 5 10），如车床主轴的轴向通孔等；圆锥孔，如装配用的定位销孔等。孔的技术要求与外圆面的技术要求基本相同。孔的加工方法主要有钻孔、镗孔、拉孔等。,1、钻削加工,用钻头或铰刀、锪刀等刀具在工件上加工孔的方法，统称钻削加工。它可在钻床上进行，也可在车床、铣床和镗床上进行。钻床的种类很多，常用的有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床等。尤以摇臂钻床应用最广泛。,1-9,6.4.2 孔的加工方法,零件上的孔多种多样，常见的有：螺栓螺钉孔、油孔；套筒、齿轮、法兰盘上的轴向孔；箱体上的轴承孔；深孔（即深径比 5 10），如车床主轴的轴向通孔等；圆锥孔，如装配用的定位销孔等。孔的技术要求与外圆面的技术要求基本相同。孔的加工方法主要有钻孔、镗孔、拉孔等。,在钻床上用钻头在零件上加工孔的方法称钻孔。钻头的种类很多，最常用的是麻花钻。麻花钻的形状见下图。切削部分担负主要的切削工作；导向部分起引导作用，也是切削部分的后备部分，切削部分和导向部分统称为工作部分。,1-10,6.4.2 孔的加工方法,用普通麻花钻钻孔存在着钻头易磨损、排屑困难及孔的精度差等问题，但经过长期实践，麻花钻结构得到改进，已形成系列群钻，提高了钻头的耐用度、钻削生产率及加工精度，并使操作更加简便，适应性更广。钻孔一般加工精度为IT13IT11，表面粗糙度Ra值为5012.5m,1-11,6.4.2 孔的加工方法,2、镗削加工,镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进给运动的切削加工方法称为镗削加工。镗削加工主要在铣镗床、镗床上进行，是常用的孔加工方法。,铣镗床镗孔主要用于机座、箱体、支架等大型零件上孔和孔系的加工。此外，铣镗床还可以加工外圆和平面。由于一些箱体和大型零件上的一些外圆和端面与它们上的孔有位置精度要求，所以在镗床上加工孔的同时，也希望能在一次装夹工位内把这些外圆和端面都加工出来。镗孔加工精度为IT7IT8，表面粗糙度Ra值为0.80.1m。,1-12,6.4.2 孔的加工方法,1-13,6.4.2 孔的加工方法,3、拉削加工,拉孔是在拉床上用拉刀通过工件已有孔的粗精加工并为一个工步完成的加工方法。拉削可看成是多把刨刀排列成队的多刃刨削，拉削时工件不动，拉刀相对工件作直线运动。拉孔是大批大量生产中常用的一中精加工方法，特点是：生产率高；机床管理简单；简化了工艺过程（一把拉刀代替扩孔钻、铰刀和砂轮）；能加工特殊形状孔（如花键孔）；拉孔精度高。拉削精度可达IT6IT8，表面粗糙度Ra值为0.80.4m。,1-14,6.4.2 孔的加工方法,1-15,6.4.3 平面的加工方法,平面加工的技术要求主要包括：形状精度，如平面度和直线度等；位置精度，如平面之间的尺寸精度及平行度、垂直度等；表面质量，如粗糙度、表层硬度、残余应力等。平面的加工方法主要有刨削、铣削、磨削等。,平面是盘形、板形和箱体类零件的主要表面之一。根据平面所起的作用不同，可分为非结合面、结合面、导向平面、测量工具的工作面等。,1-16,6.4.3 平面的加工方法,1、刨削加工,在刨床上用刨刀对工件进行切削加工的过程称为刨削加工。刨平面时，用台虎钳或螺栓将工件固定在刨床的工作台上，刨刀则安装在刀架上。牛头刨床刨削加工时，刨刀作水平的往复直线运动，工件作间歇直线进给运动。龙门刨床刨削加工时，工件作水平的往复直线运动，刀具作间歇直线进给运动。,常用刨床有牛头刨床。牛头刨床是应用较广的一种刨床，适于刨削长度不超过1000mm的中、小型工件。龙门刨床用来加工大型工件，或同时加工数个中、小型工件。,1-17,6.4.3 平面的加工方法,1-18,6.4.3 平面的加工方法,2、磨削加工,磨平面在平面磨床上进行，平面磨削方法有周磨法和端磨法两种，如左图所示。周磨法加工精度高，表面粗糙度小，但生产率较低，多用于单件、小批生产。端磨法生产率较高，但加工质量略差于周磨法，多用于大批量生产中磨削精度要求不高的平面。平面精磨后精度可达IT6IT5，表面粗糙度Ra值可达0.40.1m。,1-19,6.4.4 圆柱齿轮齿形的加工方法,齿轮是用来传递运动和动力的重要零件，目前大多数机械都应用它。常用的齿轮有圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗轮等，以圆柱齿轮应用最广。齿轮齿形的加工，按加工原理不同分为成形法和范成法。成形法是用与被切齿轮齿间形状相符的成形铣刀切出齿轮齿形的方法，这种方法制造出来的齿轮精度较低，只能用于低速的齿轮传动。范成法是利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动而切出齿轮齿形的方法，利用这种方法制造出来的齿轮精度高，但需要专用机床，常见的有滚齿机、插齿机、刨齿机和磨齿机等。,1-20,6.4.4 圆柱齿轮齿形的加工方法,1、成形法（仿形法）加工齿轮,在万能铣床上铣制圆柱齿轮见图，这种铣齿方法属于成形法。铣制时，工件安装在铣床的分度头上，用一定模数的盘状（或指状）铣刀对齿轮齿间进行铣削。当加工完一个齿间后，进行分度，再铣下一个齿间。这种加工方法的特点是:设备简单（用普通的铣床即可），刀具成本低。生产率低，是因为铣刀每切一齿都要重复消耗一段切入、切出、退刀和分度等辅助时间。加工齿轮的精度低，首先是因为铣制同一模数不同齿数的齿轮所用的铣刀，一般只有8个刀号，每号铣刀有它规定的铣齿范围（见下表）。,1-21,6.4.4 圆柱齿轮齿形的加工方法,1-22,6.4.4 圆柱齿轮齿形的加工方法,2、范成法（展成法）加工齿轮,1）在滚齿机上加工圆柱齿轮,1-23,6.4.4 圆柱齿轮齿形的加工方法,2）在插齿机上加工圆柱齿轮,1-24,6.4.5 螺纹的加工方法,螺纹的加工方法很多，生产中应根据工件结构形状、螺纹牙型、螺纹的尺寸和精度、工件材料、热处理以及生产类型等因素来选择加工方案。,1、车螺纹,车螺纹是螺纹加工的基本方法，其主要特点是使用通用设备，刀具简单，可加工各种形状、尺寸及精度的内、外螺纹，特别适于加工尺寸较大的螺纹，适应性广。但是，车螺纹的生产率低，螺纹的加工质量取决于机床、刀具的精度及工人的技术水平，故适于单件小批生产。当生产批量较大时，常采用螺纹梳刀进行车削螺纹，梳刀实质上是一种多齿的螺纹车刀，只需一次走刀就能车出全部螺纹，故生产率高。,1-25,6.4.5 螺纹的加工方法,2、铣螺纹,铣螺纹的生产率比车螺纹高，在成批和大量生产中应用很广。铣螺纹一般是在专门的螺纹铣床上进行，根据所用铣刀的结构不同，可分为以下两种方法：1)盘形螺纹铣刀铣削 如图所示，这种加工方法的加工精度较低，一般只适于粗加工尺寸较大的传动螺纹，而精加工需采用车削或磨削。,1-26,6.4.5 螺纹的加工方法,)梳形螺纹铣刀铣削 如图所示，加工时，工件只需转一转多一些即可切出全部螺纹，故生产率较高，但加工精度较低，一般用于加工短而螺距不大的三角形内、外螺纹。,1-27,6.4.5 螺纹的加工方法,3、磨螺纹,螺纹磨削一般在螺纹磨床上进行，常用于淬硬螺纹的精加工，以便修正热处理引起的变形，提高加工精度，例如丝锥、螺纹量规、滚丝轮及精密传动螺杆上的螺纹等。螺纹在磨削前，一般应采用车、铣等方法进行粗加工，对小尺寸的螺纹，也可不经粗加工而直接磨出。磨外螺纹时，根据所用的砂轮形状不同，可分为单线砂轮磨削和梳形砂轮磨削。,1-28,6.4.5 螺纹的加工方法,单线砂轮磨螺纹时，砂轮修整较方便，加工精度较高，并且可加工较长和螺距较大的螺纹；梳形砂轮磨螺纹时，修整砂轮较困难，加工精度低于前者，只适于磨削升角较小、长度较短的螺纹。但用梳形砂轮磨削时，工件转1.31.5转就可完成加工，生产率比单线砂轮高。,1-29,6.4.5 螺纹的加工方法,4、攻螺纹与套螺纹,单件小批生产中，用手用丝锥攻丝；批量较大时，用机用丝锥在车床、钻床或攻丝机上攻丝。对小尺寸的内螺纹，攻丝几乎是唯一有效的加工方法。套丝的螺纹直径一般小于 16mm，既可手工套丝，也可在机床上进行。由于攻丝和套丝的加工精度低，故广泛用于加工精度不高的普通螺纹。,1-30,6.4.6 零件结构的切削加工工艺性,设计零件结构时，为获得良好的切削加工结构工艺性，技术人员必须熟悉常用加工方法的工艺特点、典型表面的加工方案，以及工艺过程的基本知识等。在满足零件使用要求条件下，还应考虑以下一些原则：合理选择加工面的精度和粗糙度；保证定位准确、夹紧可靠、安装方便；有相互位置精度要求的各个表面，最好在一次安装中加工；便于加工，易于测量，加工面形状力求简单，并尽可能在同一轴线上；应便于使用标准刀具和通用量具，尽量减少使用专用刀具、量具的数量；应具有足够的刚性，能承受切削力和夹紧力，以利于提高切削用量和生产率；应与采用高效率机床和先进的工艺方法相适应。,1-31,6.4.6 零件结构的切削加工工艺性,下图（）中的零件钻孔时需从斜边切入，容易使钻头变形折断，应将孔的端面设计成与孔的轴线垂直；下图（b）中的零件深孔钻削困难，应尽量缩短孔深或将孔的中间部位切成槽以便从两头浅孔加工即可；,1-32,6.4.6 零件结构的切削加工工艺性,下图（）中零件的不通孔若改成通孔，孔加工可以在一次装夹中完成；下图（b）中台阶轴的两个键槽如位于同一侧，便可在一次装夹中铣削出；,1-33,6.4.6 零件结构的切削加工工艺性,下图（）中的零件没设计螺纹退刀槽；下图（）中的零件没设计表面过渡部分的砂轮越程槽。,
