智控精密机械制造工艺基础ppt课件 典型表面加工.ppt

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1、轨迹法 成形法 相切法 展成法,第五章 典型表面的加工,获得尺寸精度的方法有如下几种：试切法：试切、测量、调整、试切。主要适用于单件小批生产。调整法：加工前调整好刀具和工件的位置，加工中保持不变。适于成批大量生产。定尺寸刀具法：自动控制法：零件的相互位置精度主要由机床精度、夹具精度和零件装夹精度保证。,5.1 外圆表面的加工,车削、磨削及光整加工是外圆表面的主要加工方法。5.1.1 外圆表面的车削 外圆车削的工艺范围粗车：加工精度可达到IT10ITl3，表面粗糙度为Ra12.56.3m。半精车：精度可达IT9 IT10，表面粗糙度为Ra3.26.3m。精车：精度可达IT7 IT8，表面粗糙度为

2、Ra3.26.3m。精细车：精度可达IT6IT7，表面粗糙度为Ra0.20.8m。对于小型有色金属零件，高速精细车是主要加工方法 (Ra0.40.1m)。,车削的工艺特点,切削过程平稳，生产率较高：主运动为回转运动,避免了惯性力和冲击.切削用量可大,可进行高速切削和强力切削, 生产率.加工材料范围广泛，适用于有色金属的精加工： 钢、铸铁、非金属和某些非铁金属都可车削。 当ap0.15 f0.1mm/r V=300m/min，加工有色金属精度达IT6-IT5 Ra达0.1-0.4m,而磨削易堵砂轮.刀具简单：制造,刃磨,安装均方便.适应性广。应用广泛：只要能装夹在车床上，一般都可车削。,细长轴外

3、圆的车削加工,常将长径比（L/D510）轴称为细长轴，其刚度很差，车削时容易弯曲和振动，产生腰鼓形或竹节形误差而不能保证加工质量。因此，必须采取有效措施来解决车削时的变形、振动等问题。 改进工件中的装夹,选择合理的切削方法 车削细长轴时，宜采用由车头向尾座走刀的反向切削法。这时，从卡盘到车刀段，工件受拉力，利用可伸缩的活顶尖，不会把工件顶弯。同时选择较大的进给量和主偏角，增大了轴向切削力，工件在大的轴向拉力作用下，能有效地消除径向颤动，使切削过程平稳。,合理选择刀具：粗车刀常用较大的主偏角(75)以增大轴向力而减少径向力，选用较大的前角(1520)和较小的后角( 3)，通过磨出卷屑槽和选用十5

4、的刃倾角，以控制切屑的顺利排出。,合理选择刀具： 刀具材料宜采用强度和耐磨性较好的硬质合金，如YW1或YG6A。 精车刀常用宽刃、高速钢刀片，装在图5-8所示的弹性可调刀排内。这种大前角、无倒棱的宽刃，刀刃易于切入工件，切下很薄的切屑，便于消除粗车时留在工件上的形状误差。,合理选择刀具： 此外，粗车刀安装时刀尖可比工件中心高0.10.15mm,使刀尖部分的后刀面压住工件，车刀此时相当于跟刀架的第四个支承块，有效地增强了工件的刚度。精车刀时则相反。,5.1.2 外圆表面的磨削(Grinding of cylindrical faces)磨削加工是是外圆精加工的主要方法。既能加工淬火的黑色金属零件

5、，也能加工不淬火的黑色金属零件和有色金属。砂轮(Sand wheel)：用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及车整而成的多孔疏松物体。砂轮的特性主要由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织及形状尺寸等因素所决定。1）磨料(Abrasives)：磨料应具有高硬度、高耐热性和一定的韧性，在磨削过程中受力破碎后还要能形成锋利的几何形状。常用的磨料有氧化物系(刚玉类)、碳化物系和超硬磨料系3类。,砂轮磨料的种类及性能,2）粒度 粒度是指磨料颗粒的大小，通常分为磨粒(颗粒尺寸40m)和微粉(颗粒尺寸40m)两类。磨粒用筛选法确定粒度号。微粉按其颗粒的实际尺寸分组。 粒度对加工表面粗糙度和磨削生产率影响较大

6、。一般来说，粗磨用粗粒度，精磨用细粒度。当工件材料硬度低、塑性大和磨削面积较大时，为了避免砂轮堵塞，也可采用粗粒度的砂轮。3）硬度 砂轮的硬度是指砂轮工作表面的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度。它反映磨粒与结合剂的粘固强度。磨粒不易脱落，称砂轮硬度高；反之，称砂轮硬度低。,工件材料较硬时应选用较软的砂轮；对于精磨或成形磨削，为了保持砂轮的廓形精度，应选用较硬的砂轮；粗磨时应选用较软的砂轮，以提高磨削效率。 4）结合剂 结合剂是将磨料粘结在一起，使砂轮具有必要的形状和强度的材料。5）组织砂轮的组织是指砂轮中磨科、结合剂和气孔三者间的体积比例关系。按磨料在砂轮中所占体积的不同，砂轮的组织分为紧密

7、、中等和疏松三大类。, 弹性变形：磨粒在工件表面滑擦而过，不能切入工件 塑性变形：磨粒切入工件，材料向两边隆起，工件表面出现刻痕（犁沟），但无磨屑产生 切削：磨削深度、磨削点温度和应力达到一定数值，形成磨屑，沿磨粒前刀面流出 具体到每个磨粒，不一定三个阶段均有,磨屑形成过程a）平面示意图 b）截面示意图,精度高、表面粗糙度小：多刃，刃口圆弧半径小，切削层很薄，切削厚度小到微米，磨床精度高，刚性好，微量进给。砂轮有自锐作用：生产率高。磨削的径向磨削力Fy大： 磨削温度高：切削速度高，且多为负前角切削，挤压和摩擦大，加上砂轮导热性很差，在磨削区产生很高的瞬时高温，因此磨削时应采用大量切削液已降低温

8、度。,外圆表面磨削方法,1）中心磨削法：在外圆磨床上以工件的两顶尖孔定位进行外圆磨削。 纵向进给磨削法,横向进给磨削法,综合磨削法,2）无心磨削法：,5.1.2 外圆表面的精加工及光整加工砂带磨削：用粘满细微尖锐砂粒的砂布带，采用相应的接触方式，在一定工作压力下与工件接触，并相对运动，对工件表面进行磨削和抛光的高效加工工艺。,砂带磨削,砂带磨削的特点： 磨削效率高 砂带磨削的效率是铣削10倍，是目前金属切削机床中效率最高的一种，功率利用率达95。 磨削表面质量好 砂带与工件柔性接触，磨粒载荷小且均匀，能减振，属于弹性磨削。加上工件受力小，发热少，散热好，因而可获得好的加工质量，粗糙度可达 Ra

9、0.02m，特适宜加工细长轴和薄壁套筒等刚度较差的零件。 磨削性能好 静电植砂制作的砂轮，磨粒有方向性，尖端向上，摩擦生热少，砂轮不易堵塞，切不断有新磨粒进入磨削区，磨削条件稳定。 适用范围广 可用于内、外圆及成形表面的磨削 。,图5-15 外圆表面研磨示意图,研磨：研磨时工件转，研具作轴向往复运动。在工件和研具之间放置研磨膏。研磨剂通常由磨料与煤油、润滑油等组成。研磨速度一般为0.31m/s, 研磨后表面粗糙度可达Ra0.10.01m。,珩磨：利用珩磨工具对工件表面施加一定压力，珩磨工具同时作相对旋转运动和直线往复运动，切除工件极小余量的一种精密加工方法。,进行外圆表面的双砂轮珩磨加工时，磨

10、粒对工件具有切削、挤压和抛光的作用，珩磨轮与工件间的接触面积小，脱落的磨粒易被切削液也带走，故表面粗糙度稳定，一般可达Ra 0.025m，尺寸精度可达IT7IT6，同时还可修正工件外圆母线的直线度误差，但不能修正工件的圆度和位置误差,滚压加工是用硬度比工件高的滚压工具(该轮或滚珠)，对半精加工后的零件表面在常温下加压，使受压点产生弹性及塑性变形。将表面凸起部分压下去，凹下的部分向上挤。以修正零件表面的微观几何形状，减小表面粗糙度(图5-18)。滚压后的使零件的抗疲劳强度、耐磨和耐腐蚀性都有显著改善。,滚 压,抛光是用敷细磨粉或软膏磨料的布轮、布盘或皮轮、皮盘等软质工具，靠机械滑擦和化学作用来减

11、小加工表面的粗糙度。 抛光对尺寸误差和形状误差没有纠正能力。 抛光后工件表面粗糙度Ra值可达o012m。 抛光可提高零件的疲劳强度、抗磨性能和耐腐蚀能力，但不能提高零件的精度。a. 机械抛光(布轮、布盘或皮轮、皮盘等软质工具)b. 液体抛光( 抛光液高速喷射),抛光,5.2 孔加工,孔加工的方法较多，常用的有钻、扩、铰、镗、拉、磨、珩磨等。孔加工比外圆表面加工要困难得多。 5.2.1 钻孔钻孔是孔加工的一种基本方法。钻孔经常在钻床和车床上进行，也可以在镗床或铣床上进行。常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。 麻花钻,麻花钻的结构：,主后刀面,前刀面,副切削刃,横刃,副后刀面,主切削刃,2,

12、Kr,麻花钻的切削角度：顶角2：两主刀刃之间的夹角。加工不同的材料，其顶角应取不同的数值。常用的加工一般钢和铸铁的钻头，通常取2 =118。前角r0：在垂直于主刀刃的平面内测量，是前面的切线与垂直切削平面的垂线所夹的角度。主刀刃上各点前角不一样。30-30。,后角a0：在平行于钻头轴线的平面内测量，是后面切线与切削平面所夹的角度。横刃斜角：是横刃和主刀刃在垂直于钻头轴线的平面内所夹的角度。=5055。螺旋角w：是刃带的切线与钻头中心线的夹角。,钻削的工艺特点,钻头工作部分被已加工表面包围. 刚度,强度,容屑,排屑,导向,冷却等.“引偏”-钻头弯曲而引起的孔径扩大,不圆,轴线歪斜等.麻花钻-呈细

13、长状.刚性较差.刃,容屑两条较深的螺旋槽.使钻心变细,刚性.减小摩擦,钻头仅有两条很窄的棱边与孔壁接触,接触刚度和作用差.前角0负值大.切削条件差,-挤刮金属.横刃受力大.稍有偏斜将产生较大的附加力矩,使钻头弯曲.两个主切削刃也难磨得对称,径向力不能为零.,预钻锥形定心坑 用钻套为钻头导向 刃磨时,两刃对称.,径向力为零.排屑难:切屑宽,容屑槽尺寸受限.孔壁与屑摩擦,挤压, 和刮伤已加工表面.Ra.卡死钻头(扭断).反复多次退出,修磨分屑槽.切削热不易传散:半封闭式,工件吸热52.5%.钻头14.5%.屑29%.介质5%.钻削用量和生产率低.,减少引偏:,钻削的应用,IT10以上,Ra12.5

14、m以上,生产率低.粗加工.螺钉孔,油孔等.内螺纹,预加工孔等.单件,小批量生产中小型工件上的孔(D13mm)台式. 中小型工件上直径大的孔(D50mm).立式. 大中型工件上的孔.-摇臂. 回转体上的孔-车床上.成批和大量生产中.钻模,多轴钻或组合机床进行孔的加工.精度生产率成本.精度高,Ra小的中心孔(D50mm),钻孔,扩孔和铰孔.,1.扩孔 扩孔是利用扩孔钻对已有的孔进行加工以扩大孔径，并提高孔的精度和降低表面粗糙度。,图5-24 扩孔钻 图5-25 扩孔,5.2.2 扩孔和铰孔,(1)切削刃不必自外圆延续到中心，这样就避免了横刃和由横刃所引起的一些不良影响。(2)由于小，切屑窄，易排出

15、，不易擦伤已加工表面。扩孔钻的刚度较高，有利于加大切削用量和改善加工质量。(3)由于容屑糟较窄，可在刀体上作出较多的刀齿，可提高生产率。同时也加多了刀具的棱带,增加了扩孔时的导向作用，切削比较平稳。 (4)扩孔的加工质量比钻孔高，一般精度可达IT9IT10 ，表面粗糙度为Ra3.26.3； 扩孔常作为孔的半精加工，当孔的精度和表面粗糙度要求再高时，则要采用铰孔。,与钻削相比，扩孔主要有以下特点：,铰刀的修光部分具有校准孔径、修光孔壁作用，可进一步提高了孔的加工质量；,2铰孔 用铰刀对孔进行精加工的方法,加工精度达IT7IT9,表面粗糙度为 Ra0.40.6 。,图5-26 铰刀的结构,铰孔的余

16、量小,切削力较小；切削速度较低,切削热较少 工件受力变形和受热变形较小,积屑瘤的不利避免影响较小,铰孔质量比较高； 。,麻花钻、扩孔钻和铰刀都是标准刀具,易于购买。对于中等尺寸以下较精密的孔,在单件小批乃至大批大量生产中,钻-扩-铰都是常用的典型工艺。 钻、扩、铰只能保证孔本身的精度,而不易保证孔与孔之间的尺寸精度及位置精度。为解决此问题,可利用夹具(如钻模)进行加工,或采用镗孔。,用镗刀对已有的孔进行再加工称镗孔。对于直径较大的孔(一般D80mm)、内成形面或孔内环槽等，镗削是唯一合适的加工方法。一般镗孔精度达IT7IT8，表面粗糙度值为Ra0.81.6；精细镗时，精度可达IT6IT7，表面

17、粗糙度值为Ra0.20.8。,5.2.3 镗孔,1. 镗削的工艺特点如下：适应性广：可在钻孔、铸孔和锻孔的基础上进行，可达尺寸精度等级和表面粗糙度值的范围较广，除很小且较深的孔外，各种直径及各种结构类型的孔均可镗削。镗削可有效地修正前工序所造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形状误差和位置误差。但镗削质量的控制(特别是细长孔)不如铰削方便。 切削用量很小，生产率低：须采用较小的背吃刀量和进给量进行多次走刀；操作复杂、费时。镗削过程是否正常难于观察。,2. 镗孔的方式及应用,工件旋转刀具作进给运动：如在车床上镗孔(图a)。工件不动而刀具作旋转和进给运动：在镗床床上的镗孔(图b)。刀具旋转,工件作进给运动：

18、如镗削箱体两壁相距较远的同轴孔系,可保证孔与孔、孔与平面间的位置精度(图c)。,可调浮动镗刀片： 镗孔时，镗刀片不是固定在镗杆上，而是插在镗杆的长方孔中，并能在垂直于镗杆轴线的方向上自由滑动，由两个对称的切削刃产生的切削力，自动平衡其位置。,3. 浮动镗孔的特点及应用,镗刀有单刃镗刀和多刃镗刀。,图5-28 浮动镗刀片及其工作情况,加工质量较高： 加工时镗刀片的浮动，提高了孔的加工精度。较宽的修光刃，可减小表面粗糙度，但不能校正原有孔的轴线歪斜或位置偏差；生产率较高： 浮动镗刀片有两个主切削刃同时切削，并且操作简便，可提高生产率；浮动镗刀片比单刃镗刀复杂，且刃磨要求高，故成本较高；浮动镗刀片镗

19、孔主要用于批量生产、精加工箱体类零件上直径较大的孔。,浮动镗孔的特点,5.2.4 磨孔,磨孔是孔精加工的方法之一，精度可达IT7，表面粗糙度Ra值为1.60.4m。 磨孔方式与外圆磨削类似,可以采用纵磨法和横磨法,由于砂轮轴刚性较差,一般采用纵磨法.,磨孔的特点及应用与铰孔拉孔比较： 可以加工淬硬工件； 可保证孔的位置精度； 加工适应性好； 生产率低。与磨外圆比较： 表面粗糙度较大； 生产率较低。 磨孔一般用于淬硬工件的精加工，在单件小批生产中应用较多。,珩磨是利用安装于珩磨头圆周的油石,采用特定结构推出油石作径向扩张，直至与工件孔壁接触。在加工过程中，油石不断作径向进给运动，珩磨头作旋转运动

20、及直线往复运动，从而实现对孔的低速磨削。,六.孔的珩磨,1.孔的珩磨原理,图5-33 珩 磨 示 意 图,(1)加工精度高 圆度：小孔可达0.5，圆柱度可达1；加工中等孔，3以下，孔长300-400时，5以下。尺寸精度：小孔为12；中等孔达10以下。(2)表面质量好 表面粗糙度为Ra0.040.4；(3)加工表面使用寿命高 交叉网纹有利于油膜的形成和保持，特别适用于相对运动精度高的精密偶件；(4)切削效率高 因为珩磨是面接触加工，同时参加切削的磨粒多，故切削效率高。加工中等孔的材料切除率可达8090mm3/s。,2.珩磨特点和应用,2.珩磨特点和应用,珩磨不仅在大批大量生产中应用极为普遍，而且

21、在单件小批生产中应用也较广泛。对于某些零件的孔，珩磨已成为典型的光整加工方法，例如飞机、汽车、拖拉机发动机的汽缸、缸套、连杆以及液压油缸、炮筒等等。,(5)加工范围广 加工孔径范围为1-2000mm或更大，长径比L/D46；几乎对所有金属材料均能加工。,5.2.5 拉削,是刨削的一种变形方式,刀具为多齿拉刀.每一齿在切削中切下一很薄的金属层. 圆孔拉刀结构：,拉削加工的特点拉削时，拉刀与夹头是浮动连接，拉刀以工件的预加工孔引导，自动定心。因此不能纠正原孔的位置误差。拉削只有一个主运动，即拉刀的直线运动。进给运动是靠拉刀的后一个刀齿高出前一个刀齿来实现的。,生产率较高.多齿. 一次行程完成粗-精

22、加工.加工范围较广.平面, 通孔。加工精度较高. Ra小。校准,修光,精切齿ap小,f小.v18m/min.平稳,无积屑瘤产生,孔IT8-IT7.Ra0.4-0.8.拉床简单.一个主运动, 直线运动,进给靠后一刀齿来实现的af齿升量.,拉刀寿命长. vf低,磨损慢，重磨次数多，磨一次使用时间长.拉刀结构复杂,制造困难,成本高-批量大的生产。对盲孔、深孔、阶梯孔,有障碍的外表面不能用拉削加工.,5.2.7 孔的分类及加工方法的选择 孔的分类(1)紧固孔(如螺钉孔等)和其他非配合的油孔等。(2)回转体零件上的孔，如套简、法兰盘及齿轮上的孔等。(3)箱体类零件上的孔，常构成“孔系”。(4)深孔，即L

23、/D510的孔，如车床主轴上的轴向通孔等。(5)圆锥孔，如车床主轴前端的锥孔以及装配用的定位销孔等。,孔加工方法选择孔加工可以在车床、钻床、镗床、拉床或磨床上进行，大孔和孔系则常在镗床上加工。若在实体材料上加工孔(多属中、小尺寸的孔)，必须先采用钻孔。若是对已经铸出或锻出的孔(多为中、大型孔)进行加工，则可直接采用扩孔或镗孔。至于孔的精加工，铰孔和拉孔适于加工未淬硬的中、小直径的孔；中等直径以上的孔，可以采用精镗或精磨；淬硬的孔只能采用磨削。,5.3 平面加工,可以采用刨削、铣削、磨削、车削、拉削等方法实现平面的加工。,刨削是以刨刀相对工件的往复直线运动与工作台(或刀架)的间歇进给运动实现切削

24、加工的，它是平面加工的主要方法之一。常见的刨床类机床有牛头刨床、龙门刨床和插床等。,5.3.1 刨平面(Planing)加工,1刨削的工艺特点(1)通用性好： 刨床结构简单,成本低,调整和操作也较简便；(2)生产率一般较低，但加工狭长表面的生产率较高；(3)可达一定的加工精度： 一般刨削 精度IT7IT8，粗糙度Ra1.66.3； 宽刀精刨 平面度0.02mm/m2，粗糙度Ra0.40.8。,2. 强力刨削、精刨,为提高刨平面的生产率，在龙门刨床上可采用多刀刨削和多件加工的方法。或通过改进刀具的结构和几何角度，增加背吃刀量和进给量，进行“强力刨削”，都可以取得较好的效果。,用精细刨平面来代替刮

25、削能有效地提高生产率，对于定位表面与支承表面接触面积较大的导轨、机架、壳体，常采用宽刃精细刨刀(图5-34)，可以提高平面的精度和减小表面粗糙度。,3. 薄板件刨削的特点,薄板零件的刚性差，散热困难，加工时很容易翘曲变形，刨削这类薄板零件有以下特点： 1） 装夹应稳定可靠 2） 一般选用高速钢刀具 3） 刨削用量不宜过高 4） 一般应先刨好四周，再刨削顶面,图5-35 撑板装夹薄板零件,铣削也是平面的主要加工方法之一。铣床的种类很多，常用的是升降台卧式和立式铣床。 加工平面的铣刀，主要有圆柱铣刀和端铣刀两种。 1.铣刀的种类,5.3.2 铣平面,2.铣平面的方法,铣平面的方法,(1)生产率较高

26、 (一般比刨削高)(2)易产生冲击和振动(3)刀齿散热条件较好(4) 切削方式多样化 (选用柱铣和端铣),3.铣削的工艺特点,4. 铣削方式,1).柱铣法,顺铣(down milling)与逆铣(up milling)的比较：A.切削厚度变化规律比较：逆铣时:切削厚度ac从0-acmax,切入时开始在表面上挤压滑行.， 摩擦增大，Ra；顺铣时: ac从acmax-0,无上述缺点。,B.受力分析：垂直分力的影响：逆铣时，FV上抬工件，不利于工件的夹紧，易引起振动。顺铣时，FV下压工件，铣削平稳，尤其是铣削薄而长的工件时更为有利。水平分力的影响：,逆铣时，有利于丝杆与螺母的贴紧，工作台运动平稳，不

27、会引起窜动。顺铣时，工作台会反复出现突然窜动-停止-又窜动的现象，很不平稳。由于目前一般铣床尚没有消除工作台丝杆与螺母之间间隙的机构，所以生产中多采用逆铣法。另外当铣削带有黑皮的表面时，例如铸件或锻件表面的租加工，若用顺铣法，因刀齿首先接触黑皮，将加剧刀齿的磨损，所以也应采用逆铣法。,用端铣刀的端面刀齿加工平面，称为端铣法。根据铣刀和工件相对位置的不同，端铣法可以分为对称铣削法和不对称铣削法。,2).端铣法,2) 对称铣削与不对称铣削 端铣时，根据铣刀相对于工件安装位置不同，可分为对称铣削与不对称铣削，如图8.10所示。,a) b) c) 图 8.10 端铣的铣削方式 a)对称铣削 b)不对称

28、逆铣 c)不对称顺铣,对称铣削 铣刀轴线位于铣削弧长的对称中心位置，切入切出切削厚度一样，这种铣削方式具有较大的平均切削厚度，在用较小的 f 铣削淬硬钢时，为使刀齿超越冷硬层切入工件，应采用对称铣削,a) b) c) 图 8.10 端铣的铣削方式 a)对称铣削 b)不对称逆铣 c)不对称顺铣,不对称逆铣 这种铣削在切入时切削厚度最小，铣削碳钢和一般合金钢时，可减小切入时的冲击，刀具耐用度高，工作台运动平稳.,a) b) c) 图 8.10 端铣的铣削方式 a)对称铣削 b)不对称逆铣 c)不对称顺铣,不对称顺铣 这种铣削在切出时切削厚度最小，用于铣削不锈钢和耐热合金时，可减小硬质合金的剥落磨损

29、，提高切削速度40%60% 。,a) b) c) 图 8.10 端铣的铣削方式 a)对称铣削 b)不对称逆铣 c)不对称顺铣,周铣与端铣的比较:A.工作齿数:周铣时与加工余量(ae)有关, 一般只有12个；端铣时与ae无关，多齿同时工作，平稳。,周铣与端铣的比较:B. 切入,切出时,端铣有一定厚度,虽然较小，不象周铣时切削厚度变为零，从而改善了刀具后刀面与工件的摩擦状况，提高了刀具耐用度，Ra。此外，端铣时还可利用修光刃修光已加工表面。 C. 端铣刀刚性好,镶装硬质合金刀片,生产率高. 周铣刀多用高速钢制造。在平面的铣削中，目前大都采用端铣法.但是周铣法的适应性较广，生产中仍常用.,平面磨削方

30、式及其比较 磨削时工件随工作台作直线往复运动，或随圆工作台作圆周运动，磨头作间歇进给运动。用回转砂轮周边磨削叫周磨；用回转砂轮端面磨削叫端磨。,5.5.3.平面磨削,2. 周磨与端磨的比较,3.薄片零件的磨削特点 垫圈、摩擦片及镶钢导轨等较薄或狭长零件，因磨削前，其表面的平面度较差，磨削时也易受热变形和受力变形，因此磨此类平面有以下特点：(1) 改善磨削条件：选用软的砂轮、采用较小的磨削深度和较高进给速度，供应充分的磨削液等措施。(2)合理的装夹：合理的装夹常常是保证薄片平面磨削质量的关键(3)适当的加工工艺： 翘曲部分的磨削,5.5.4.平面车削(plane turning),8.3.3 平

31、面抛光抛光是利用机械、化学或电化学的作用，使工件获得光亮、平整表面的加工手段。当对零件表面只有粗糙度要求，而无严格的精度要求时，抛光是较常用的光整加工手段。对各种工件的平面进行抛光的光整加工称为平面抛光。 抛光所用的工具是在圆周上粘着涂有细磨料层的弹性轮或砂布，弹性轮材料用得最多的是毛毡轮，也可用帆布轮、棉花轮等。抛光材料可以是在轮上粘结几层磨料（氧化铬或氧化铁），粘结剂一般为动物皮胶、干酪素胶和水玻璃等，也可用按一定化学成分配制的抛光膏。,抛光一般可分为两个阶段进行：首先是“抛磨”，用粘有硬质磨料的弹性轮进行，然后是“光抛”，用含有软质磨料的弹性轮进行。 抛光剂中含有活性物质，故抛光不仅有机

32、械作用，还有化学作用。在机械作用中除了用磨料切削外，还有使工件表面凸锋在力的作用下产生塑性流动而压光表面的作用。 弹性轮抛光不容易保证均匀地从工件上切下切屑，但切削效率并不低，每分钟可以切下十分之几毫米的金属层。 抛光经常被用来去掉前工序留下的痕迹，或是打光已精加工的表面，或者是做为装饰镀铬前的准备工序。,5.4 齿形加工,一、齿形加工概述,5.4 齿形加工,一、齿形加工概述,1.齿轮的技术要求 GB10095-1988对齿轮精度规定了12个等级。 12：远景级 35：高级精度 68：中级精度 912：低级精度a）齿轮精度要求： 运动的的准确性(第I公差组)：分齿不均（误差）。 传动的平稳性(

33、第II公差组)：渐开线齿形存在误差。 载荷分布的均匀性(第III公差组)。,5.4 齿形加工,一、齿形加工概述,b) 齿轮间隙的规定齿侧间隙：由工作条件决定，与齿轮精度无关，控制齿厚偏差或公法线平均长度偏差来限制。对于换向传动和读书机构，齿侧间隙十分重要，必要时必须消除间隙。,2.齿轮齿形的加工方法成形法：用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具切出齿形，如铣齿(用盘状或指状铣刀)、拉齿和成型密齿等。展成法(包络法)：齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系作展成运动，工件的齿形由刀具的切削刃包络而成，如滚齿、插齿、剃齿、磨齿和珩齿等。,铣削直齿圆柱齿轮时，齿轮坯紧固在心轴上并将心轴安装在分度头和尾架顶尖之

34、间，铣刀旋转，工件随工作台作纵向进结运动。每铣完一个齿槽，纵向退刀进行分度，再铣下一个齿槽。,1.铣削直齿圆柱齿轮,二、铣齿,铣削圆柱齿轮,模数m20的齿轮,一般用盘状齿轮铣刀在卧铣上加工；m20的齿轮,用指状齿轮铣刀在专用铣床或立铣上加工。 选用铣刀,除了模数m和压力角应与被切齿轮的模数、压力角一致以外,还需根据齿轮的齿数z选择相应的刀号。,盘状齿轮铣刀,同一模数的齿轮铣刀，一般制作8把或15把。,表5-10 盘状齿轮铣刀刀号及其加工范围,2铣削螺旋齿圆柱齿轮,根据法向齿数选择齿轮铣刀刀号。,图5-53 铣削螺旋槽的示意图,工件沿轴向移动一个导程L的同时，绕自身轴线旋转一周。丝杠转L/P圈时

35、，工件转1圈，丝杠和工件都移动L。,3.铣齿工艺特点,(1) 生产成本低,齿轮铣刀结构简单，在普通铣床上即可完成铣齿工作。,(2) 加工精度低,一个刀号加工一定齿数范围齿轮，只有最小齿数，齿形才准确。在铣床上采用分度头分齿，分齿误差也较大。,(3) 生产率低,每铣一齿都要重复耗费切入、切出、吃刀和分度的时间。,插齿刀结构 插齿刀像直齿圆柱齿轮。齿顶呈圆锥形(形成顶刃后角)；端面呈凹锥面(形成顶刃前角)；齿顶高比标准圆柱齿轮大0.25m(保证插削后的齿轮啮合时有径向间隙),三、插齿,插齿属展成法加工，它是在插齿机上进行的。,1.插齿原理和插齿运动,1)主运动 插齿刀的上下往复运动称为主运动。 2

36、)分齿运动 强制插齿刀与齿轮坯之间保持一对齿轮的啮合关系的运动称为分齿运动。3)圆周进给运动 插齿刀每一往复行程在分度圆上所转过的弧长称为圆周进给量。在分齿运动中，插齿刀的旋转运动也是进给运动。4)径向进给运动 在插齿开始阶段，插齿刀沿齿轮坯半径方向的移动 。,(1)内孔和端面定位依靠齿坯内孔与心轴之间的正确配合来决定齿坯的轴线位置，适用于大批大量生产。(2)外圆和端面定位将齿坯套在心轴上(有间隙)，用千分表找正外圆，以决定齿坯轴线位置，适用于单件小批生产。,2.齿轮坯的安装,1.滚刀 滚齿属展成法加工，是在专用的滚齿机上进行的。滚切齿轮所用的齿轮滚刀如图所示。,四、滚齿,螺旋角, 螺旋升角

37、刀齿顶刃前角P, 后角P,2.滚齿原理和滚齿运动 滚切齿轮亦属于展成法，如图所示。可将其看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。,滚切直齿圆柱齿轮：滚刀刀轴相对水平面应扳转角。,右旋滚刀滚切直齿圆柱齿轮,滚切螺旋齿圆柱齿轮 根据滚刀与被切齿轮的旋向、滚刀螺旋升角和被切齿轮的螺旋角确定刀轴扳转的角度。,滚切蜗轮 滚切蜗轮需用蜗轮滚刀，蜗轮滚刀的模数m、压力角、螺旋升角以及螺旋齿的旋向与被切蜗轮相啮合的蜗杆一致，只是外径较蜗杆顶圆直径da大0.4m，以保证切出的蜗轮与蜗杆啮合时有0.2m的径向间隙 。,滚齿与插齿分析比较(1)加工原理相同 滚齿与插齿均属展成法，只要求刀具的模数和压力角与被切齿轮一致，与齿

38、数无关。 (2)加工精度和齿面粗糙度基本相同 精度为87级，只Ra值为1.6m左右(3)插齿的分齿精度略低于滚齿(4)插齿后的齿面粗糙度(1.6m)略优于滚齿（3.21.6m) (5)滚齿的生产效率高于插齿 (6)加工范围不同 螺旋齿轮滚齿，内齿轮和小间距的多联齿轮插齿，蜗轮和轴向尺寸较大的齿轮轴滚齿；(7)生产类型相同 单件、各种批量均可用滚齿与插齿生产。,滚齿和插齿一般加工中等精度87级的齿轮。对于7级精度以上或经淬火的齿轮，在滚齿、插齿加工之后尚需进行精加工，以进一步提高齿形的精度。常用的齿形精加工方法有剃齿、珩齿、磨齿和研齿。,五、齿形的光整加工方法,1.剃 齿,2.珩齿 珩齿是加工的

39、原理和方法与剃齿相同。珩磨轮是用金刚砂或白刚玉磨料与环氧树脂等材料合成后浇铸而成的，可视为具有切削能力的“螺旋齿轮”。,珩磨轮,3磨齿 磨齿是用砂轮在磨齿机上加工高精度齿形的加工方法。磨齿方法有成形法和展成法两种,各光整加工法的加工精度和粗糙度的比较,第 4 节 成形面的加工,用成形刀具加工,用刀具和工件的特定运动加工,第 5 节 螺纹的加工,螺纹类型 紧固螺纹：普通螺纹、管螺纹 传动螺纹：梯形、锯齿形加工方法 攻丝、套扣 车螺纹 铣螺纹 磨螺纹,7.4 成形面切削成形,成形面的种类,回转成形面,直线成形面,立体成形面,成形面的技术要求,a.尺寸精度,b.形状精度,c.位置精度,d.表面质量,

40、7.4.1 成形面加工方法分析,成形面的磨削加工,7.4.2.1 用成形刀具加工,车削成形面,铣削成形面,刨削成形面,拉削成形面,磨削成形面,工艺特点:,a.加工精度主要取决于刀具精度,b.易于保证同一批零件形状及尺寸的一致性和互换性,c.生产率高,d.刀具重磨次数多,使用寿命长,e.刀具设计制造复杂,成本高,车削成形面,铣削成形面,磨削成形面,7.4.2.2 用简单刀具加工,(1)用靠模装置加工成形面,a.生产效率高,b.加工精度由靠模决定,c.靠模形状复杂,成本高,e.靠模易摩损,d.适合成批生产中应用,(2)按运动轨迹法加工成形面,外球面的铣削,内球面的铣削,外球面的车削,内球面的车削,外球面的磨削,内球面的磨削,铣削,车削,磨削,铣削头结构简单，操作方便,生产率高，刀尖易损,生产率高，表面粗糙度小（Ra 1.6um),加工精度，生产率较高，适合于大批量生产,球面直径不宜过小,加工精度高，表面粗糙度小，生产率低，适合小批生产,精度高粗糙度小，球磨机上磨直径大，深度小的零件,外球面的铣削,内球面的铣削,外球面的车削,内球面的车削,