《《机械制造基础（下册）》-肖华 王国顺-电子教案 第4章 典型表面加》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《机械制造基础（下册）》-肖华 王国顺-电子教案 第4章 典型表面加（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 典型表面加工分析,4.1 外圆表面的加工 4.2 内孔表面的加工 4.3 平面的加工 4.4 螺纹表面的加工 4.5 成形表面的加工 4.6 齿轮齿形的加工,4.1 外圆表面的加工,4.1.1外圆表面的技术要求 4.1.2 外圆面加工方案的分析,4.1.1外圆表面的技术要求,外圆表面的技术要求，一般分为四个方面： 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 指外圆信表面的圆度、圆柱度、素线直线度和轴线直线度。 3. 位置精度 指外圆表面与其他表面（外圆表面或内孔表面）间的同轴度、对称度、位置度、径向圆跳动；与规定平面（端平面）间的垂直度、倾斜度等。 4. 表面质量
2、 指表面粗糙度，对某些重要零件的表面，还要求表层硬度、残余应力、显微组织等。,4.1.2 外圆面加工方案的分析,对于一般钢铁零件，外圆面加工的主要方法是车削和磨削。要求精度高、粗糙度小时，往往还要进行研磨、超级光磨等光整加工。对于某些精度要求不高，仅要求光亮的表面，可以通过抛光来获得，但在抛光前要达到较小的粗糙度。对于塑性较大的有色金属（如铜、铝合金等）零件，由于其精加工不宜用磨削，故常采用精细车削。 根据各种零件外圆表面的精度和表面粗糙度要求，其加工方案大致可分如下几类： 1. 低精度外圆表面的加工 对于加工精度要求低、表面粗糙度值较大的各种零件的外圆表面（淬火钢件除外）。经粗车即可达到要求
3、。尺寸精度达IT10IT9，表面粗糙度Ra值不大于5012.5m。 2. 中等精度外圆表面的加工 对于非淬火钢件、铸铁件及有色金属件外圆表面，粗车后再经一次半精车即可达到要求。尺寸精度达IT10IT9，表面粗糙度Ra值不大于6.33.2m。 3. 较高精度外圆表面的加工 视工件材料和技术要求不同可有两个加工方案： （1）粗车半精车粗磨 此方案适用于加工精度较高的淬火钢件、非淬火钢件和铸铁件外圆表面。尺寸精度达IT8IT7，表面粗糙度Ra值不大于1.60.8m。 （2）粗车半精车精车 此方案适用于铜、铝等有色金属件外圆表面的加工。由于有色金属塑性较大，其切屑易堵塞砂轮表面，影响加工质量，故以精车
4、代替磨削。其加工精度与（1）同。,4. 高精度外圆表面的加工 与上述“3”类似，视工件材料有两个方案： （1）粗车半精车粗磨精磨 此方案适用于加工各种淬火、非淬火钢件和铸铁件。尺寸精度达IT6IT5，表面粗糙度Ra值不大于0.40.2m。 （2）粗车半精车精车精细车 此方案适用于加工有色金属工件，其尺寸精度达IT6IT5，表面粗糙度Ra值不大于0.40.2m。 5精密外圆表面的加工 对于更高精度的钢件和铸铁件，除车削、磨削外，还需增加研磨或超级光磨等光整加工工序，使尺寸精度达尺寸精度达IT5IT3，表面粗糙度Ra值不大于0.10.006m。 此外，还需根据零件的结构、尺寸和技术要求的不同特点，
5、选用相适应的加工方案。例如，对于坯料质量较高的精铸件、精锻件，可免去粗车工序；对于不便磨削的大直径外圆表面，需采用精车达到高精度要求；对于尺寸精度要求不高而表面要求光洁的表面，可采用抛光加工。表4-1给出了外圆面加工方案的框图，可作为拟定加工方案的依据和参考。,4.2 内孔表面的加工,4.2.1 内孔表面的技术要求 4.2.2 孔加工方案的分析,4.2.1 内孔表面的技术要求,技术要求是拟定工艺方案的重要依据。与外圆表面类似，内孔表面的技术要求也有以下四个方面： 1. 尺寸精度 指孔径和孔长的尺寸精度及孔系中孔与孔、孔与相关表面间的尺寸精度等。 2. 形状精度 指内孔表面的圆度、圆柱度及素线直
6、线度和轴线直线度等。 3. 位置精度 指孔与孔（或与外圆表面）间的同轴度、对称度、位置度、径向圆跳动，孔与孔（或与相关平面）间的垂直度、平行度、倾斜度等。 4. 表面质量 指内孔表面的粗糙度及表层物理力学性能的要求等。,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。拟定孔的加工方案时，应考虑孔径的大小和孔的深浅、精度和表面粗糙度等的要求；还要考虑工件的材料、形状、尺寸、重量和批量以及车间的具体生产条件（如现有加工设备等）。 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，孔径在百
7、忙之80mm以上时，以镗孔为宜。 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；淬硬的孔只能用磨削进行精加工。 在孔的光整加工方法中，珩磨多用于直径稍大的孔，研磨则对大孔和小孔都适用。 孔加工与外圆面加工相比，虽然在切削机理上有许多共同点，但是，在具体的加工条件上，却有着较大差异。孔加工刀具的尺寸，受所加工孔限制。一般呈细长状，刚性较差。加工孔时，刀具处在工件材料的包围之中，散热条件差，切屑不易排除，切削液难以进入切削区。因此，加工同样精度和表面粗糙度的孔，要比加工外圆面困难，成本也高。 根据各种零件内孔表面的尺寸、长径比、精度和表面粗糙度要求
8、，在实体材料上加工内孔。其加工方案大致有以下几类： 1. 低精度内孔表面的加工 对精度要求不高的未淬硬钢件、铸铁件及有色金属体，经一次钻孔即可达到要求。尺寸精度达IT10以下，表面粗糙度Ra值不大于5012.5。,4.2.2 孔加工方案的分析,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。拟定孔的加工方案时，应考虑孔径的大小和孔的深浅、精度和表面粗糙度等的要求；还要考虑工件的材料、形状、尺寸、重量和批量以及车间的具体生产条件（如现有加工设备等）。 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
9、采用扩孔或镗孔，孔径在百忙之80mm以上时，以镗孔为宜。 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；淬硬的孔只能用磨削进行精加工。 在孔的光整加工方法中，珩磨多用于直径稍大的孔，研磨则对大孔和小孔都适用。 孔加工与外圆面加工相比，虽然在切削机理上有许多共同点，但是，在具体的加工条件上，却有着较大差异。孔加工刀具的尺寸，受所加工孔限制。一般呈细长状，刚性较差。加工孔时，刀具处在工件材料的包围之中，散热条件差，切屑不易排除，切削液难以进入切削区。因此，加工同样精度和表面粗糙度的孔，要比加工外圆面困难，成本也高。 根据各种零件内孔表面的尺寸、长径
10、比、精度和表面粗糙度要求，在实体材料上加工内孔。其加工方案大致有以下几类： 1. 低精度内孔表面的加工 对精度要求不高的未淬硬钢件、铸铁件及有色金属体，经一次钻孔即可达到要求。尺寸精度达IT10以下，表面粗糙度Ra值不大于5012.5。,与外圆表面一样，内孔表面加工方案的拟定也与零件材料性质、热处理要求等有关。如有色金属零件精加工不宜采用磨削；钢件如需调质处理，在钻铰方案中，应安排在钻削之后；在镗磨方案中，安排在粗镗之后；淬火一般安排在磨削之前；渗氮则安排在粗磨和精磨之间，并注意渗氮前要调质处理。,4.3 平面的加工,4.3.1 平面的技术要求 4.3.2 平面加工方案分析,4.3.1 平面的
11、技术要求,平面本身没有尺寸精度要求，其他技术要求主要有： 1. 形状精度 指平面度、直线度等。 2. 位置精度 指平面之间或平面对轴线间的平行度、垂直度和倾斜度等。 3. 表面质量 指表面粗糙度、表层硬度、残余应力和显微组织等。,4.3.2 平面加工方案分析,平面对各类零件几乎都是不可缺少的。铣削和刨削是加工平面的主要方法，通过磨削、研磨等加工方法可以进一步提高平面的加工质量。根据平面的加工精度和表面粗糙度要求，其加工方法有车削、铣削、刨削、插削、拉削、磨削、刮研和研磨等。 平面加工方案的选择，除根据平面的精度和表面粗糙度要求外，还应考虑零件的结构形状、尺寸、材料的性能和热处理要求以及生产批量
12、等，通常有以下几种类型： 1. 低精度平面的加工 对精度要求不高的各种零件（淬火钢零件除外）的平面，经粗刨、粗铣、粗车等即可达到要求。表面粗糙度Ra值不大于5012.5m。 2. 中等精度平面的加工 对于表面质量要求中等的非淬火钢件、铸铁件，视工件平面尺寸不同有以下几种方案： （1）粗刨精刨 此方案适于加工狭长平面。 （2）粗铣精铣 此方案适于加工宽大平面。 （3）粗车精车 此方案适于加工回转体轴、套、盘、环等零件的端面。此外，大型盘类零件的端面，一般较宜在立式车床上加工。 （4）粗插精插 此方案适于封闭的内平面加工。 上述各种加工表面粗糙度Ra值不大于6.31.6m。,3. 高精度平面的加工
13、 与上述“2”类似，视工件材料和平面尺寸不同，有以下五种方案： （1）粗刨精刨宽刃精刨花（代刮研） 此方案适于加工未淬火钢件、铸铁件、有色金属等材料的狭长平面。 （2）粗铣精铣高速精铣 此方案适于加工未淬火钢件、铸铁件、有色金属等材料的宽平面。 （3）粗铣（粗刨）精铣（精刨）磨削 此方案适于加工淬火钢和非淬火钢件、铸铁件的各种平面。 （4）粗插精插磨削 此方案适于加工回转体零件的台肩平面。其较小台肩平面采用普通外圆磨床加工；较大台肩平面用行星磨加工。 （5）粗铣拉削 此方案适用于大批大量生产除淬火钢以外的各种金属零件，不仅生产率很高，而且加工质量也较高。 上述各种加工表面粗糙度Ra值不大于0.
14、80.2m。 4. 精密平面的加工 对于有更高精度要求的平面，可在磨削后分别采用研磨、抛光等工序，使表面粗糙度Ra值不大于0.40.12m。表4-3给出了平面加工方案的框图，可以作为拟定加工方案的依据和参考。,4.4 螺纹表面的加工,4.4.1 螺纹表面的表面要求 4.4.2 螺纹表面的加工方法 4.4.3 螺纹加工方法的选择,4.4.1 螺纹表面的表面要求,螺纹表面与其他表面一样，有一定的尺寸精度、形位精度和表面质量要求。此外，视其工件条件与用途的不同，还有其他相应的技术要求。 用于固定联接的紧固螺纹，只要求可旋入性和联接的可靠性，故一般只对中径和顶径（外螺纹的大径、内螺纹的小径）提出精度要
15、求；对于无传动精度要求的传动螺纹，也只对中径和顶径精度提出要求；对有传动精度要求的传动螺纹和读数螺纹。除要求中径和顶径的精度外，还对螺距和牙型半角的精度有较高要求。同时为了保证传动精度、读数精度、耐磨及螺纹接触良好性，对螺纹表面的粗糙度、硬度和尺寸稳定性等也有较高的要求。,4.4.2 螺纹表面的加工方法,螺纹表面的加工方法很多，常用的有攻螺纹、套螺纹、车螺纹、铣螺纹、磨螺纹、研磨和无屑加工（搓丝、滚丝）等。它们各有特点，需视螺纹的形状、尺寸、精度、表面粗糙度、工件材料和热处理以及生产批量的不同合理选择。 本节仅介绍螺纹表面的几种常用加工方法： 1. 攻螺纹和套螺纹 攻螺纹是用丝锥加工尺寸较小的
16、内螺纹。单件小批生产中，可以用手用丝锥手工攻螺纹；当批量较大时，则在车床、钻床或攻丝机上用机用丝锥攻螺纹。套螺纹是用板牙加工尺寸较小的外螺纹，螺纹直径一般不超过16mm，它既可以手工操作，也可在机床上进行。 攻螺纹和套螺纹的加工精度较低，主要用于精度要求不高的普通螺纹。 2. 车螺纹 车螺纹是用螺纹车刀加工出工件上的螺纹，可是用来加工各种形状、尺寸及精度的内、外螺纹，特别适于加工尺寸较大的螺纹。用螺纹车刀车螺纹，刀具简单，适用性广，可以使用通用设备，且能获得较高精度的螺纹。但生产率低，加工质量取决于工人的技术水平以及机床、刀具本身的精度，所以主要用于单件小批生产。,当生产批量较大时，为了提高生产率，常采用螺纹梳刀（见图4-1）车螺纹。螺纹梳刀实质上是多把螺纹车刀的组合，一般一次走刀就能切出全部螺纹，因而生产率很高。但螺纹梳刀只能加工低精度螺纹，且螺纹梳刀制造困难。当加工不同螺距、头数、牙形角的螺纹时，必须更换相应的螺纹梳刀，故只适用于成批生产。此外，对螺纹附近有轴肩的
