各种表面的加工方法.ppt

第五章 典型表面加工分析,第一节 外圆面的加工第二节 孔的加工第三节 平面的加工第四节 成形面的加工第五节 螺纹的加工第六节 齿轮齿形的加工,常见表面加工方案选择 选择表面加工方案时，要掌握如下三点： 1.要掌握选择表面加工方案的5条依据，即表面的尺寸精度和粗糙度Ra值，所在零件的结构形状和尺寸大小、热处理情况、材料的性能以及零件的批量等。 2.掌握三种表面加工方案框图。,3.掌握选择加工方案的方法。 （1）筛选法：根据已知条件，从加工方案框图第个方案依次向下选择，直到满足已知条件为止。 （2）关键条件法：找出已知条件中的关键条件，再以关键条件为主，适当考虑其他条件来选择加工方案。,第一节 外圆面的加工 一、外圆加工方案 1.外圆表面的技术要求： 尺寸精度：直径、长度 形状精度：圆度、圆柱度、轴线的直线度 位置精度：同轴度、垂直度、径向圆跳动 表面质量：表面粗糙度Ra、表面硬度,（1）切削加工方法： 车削； 磨削：普通磨削、精密磨削、砂带磨削 光整加工：研磨、超精加工、抛光 （2）特种加工：旋转电火花、超声波套料,2.主要方法：,(一)、车削外圆 1、分类（车刀的几何角度和切削用量）： （1）粗车：IT12IT11，Ra：2512.5m。 （2）半精车：IT10IT9， Ra：6.33.2m （3）精车：IT8IT6， Ra：1.60.8m （4）精细车（金刚石车）：IT6 IT5 ， Ra：0.80.2m （切削用量：v2.6m/s，aP0.030.05mm，f0.020.2mm/r；刀具：金刚石；加工范围：小型有色金属零件或零件结构不宜磨削的光整加工）,车外圆及车槽,（1）车削过程比较平稳，生产率高。 （2）车刀结构简单，费用低。 （3）易于保证工件各加工面的位置精度。 （4）加工各种材料（钢、铸铁、有色金属和非金属），难加工淬火钢件（HRC30以上）,2、车削特点,外圆磨削在外圆磨床上进行， 1、分类（磨削用量）： （1）粗磨：IT8IT7， Ra：0.80.4m （2）精磨：IT6 IT5 ， Ra：0.40.2m （3）精密磨削：IT5， Ra：0.20.008m （4）砂带磨削：IT6 IT5 ， Ra：0.40.1m,磨削外圆,无心纵磨法磨外圆,2、磨削特点 （1）容易达到较高的精度和较小的表面粗糙度。 （2）磨削温度高，易烧伤。 （3）磨削的材料范围广（铸铁件、末淬火和淬火钢件及高硬度难加工材料），不易磨削有色金属。,1、精度：IT5IT3， Ra：0.10.008m 2、研磨特点 （1）精度高，表面粗糙度小。 （2）研磨余量小（0.010.03mm），对前道工序要求高。 （3）能部分纠正形状误差，不能纠正位置误差。 （4）加工范围广（淬火和未淬火钢件、铸铁件、有色金属、非金属等），可单件小批、大批大量生产。 （5）方法简单，设备要求低。 （6）手工研磨生产率低，劳动强度大。,研磨外圆,超精加工 1、精度：IT5，Ra0.10.05m 2、超精加工特点 （1）磨粒运动由切削过程过渡到抛光过程，表面粗糙度小。 （2）不能提高尺寸精度、形状精度和位置精度，对前道工序要求高，一般不留加工余量。 （3）设备简单，操作方便。 （4）生产率高。,抛光 1、精度 Ra0.10.012m 2、抛光特点 （1）表面粗糙度小，呈镜面光泽。 （2）不能提高加工精度，对前道工序要求高，一般不留加工余量。 （3）主要用于表面的装饰加工极电镀前的预加工。,砂带磨削外圆,1、粗车2、粗车半精车3、粗车半精车磨 粗车半精车粗磨式半精磨4、粗车半精车粗磨精磨5、粗车半精车粗磨精磨研磨6、粗车精车精细车(有色金属),二、外圆表面加工方案的说明,例1,例2,第二节 孔的加工 1、孔的技术要求 (1)、尺寸精度；直径、深度。 (2)、形状精度：圆度、圆柱度及轴线的直线度。 (3)、位置精度：同轴度、平行度、垂直度。 (4)、表面质量：表面祖糙度、表面硬度等。,孔的分类 (1)、根据结构和用途 紧固孔和辅助孔 螺钉孔、螺栓过孔、油孔（IT12IT11，Ra：12.56.3m） 回转体零件的轴心孔 齿轮轴心孔：IT8IT6，Ra：1.60.4m,(2)、根据尺寸和结构形状：大孔、小孔、微孔、通孔、盲孔、台阶孔、细长孔； (3)、根据技术要求：高精度低粗糙度孔、中等精度孔、低精度孔。 深孔（L/D5）和浅孔。,箱体支架类零件的轴承孔 机床主轴箱的轴承孔：IT7，Ra：1.60.8m ，位置精度。 图4.1 孔的类型,内圆(孔)加工方案及其选择,内圆表面是盘套类和支架箱体类零件的重要表面之一。与外圆相比，内圆有两个显著特点：一是孔的类型多，二是孔的加工难度大。,内圆加工方法,加工内圆的切削加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、车孔、 镗孔、拉孔、磨孔、金刚镗、精密磨削、超精加工、珩磨、研磨和抛光等；特种加工方法有电火花穿孔、超声波穿孔和激光打孔等。,内圆加工方案及其选择,图中列出13种内圆加工方，按其主干可归纳为五类，即车(镗)类、车(镗)磨类、钻扩铰类、拉削类和特种加工类。,加工机床的选择, 轴、盘、套轴线位置的孔，一般选用车床、磨床加工；在大批大量生产中，盘、套轴线位置上的通直配合孔，多选用拉床加工。 小型支架上的轴承支承孔，一般选用车床利用花盘弯板装夹加工，或选用卧铣加工。 箱体和大、中型支架上的轴承支承孔，多选用铣镗床加工。 各种零件上的销钉孔、穿螺钉孔和润滑油孔，一般在钻床上加工。 各种难加工材质零件上的孔，可选用相应的特种加工机床加工。,（一）、钻孔 1、精度：IT12IT11，Ra：2512.5m，属粗加工。 2、 刀具：麻花钻，规格：0.1100mm，常用350mm 。 3、设备：钻床、车床、镗床、铣床。,（二）、扩孔 1、精度：IT10IT9，Ra：6.33.2m 。属半精加工。 2、刀具：扩孔钻。规格： 10100mm，常用 1550mm。 3、设备：钻床、车床、镗床、铣床。 4、特点： （1）导向性好，切削平稳。 （2）刚性好。 （3）切削条件好。,（三）、铰孔 1、分类 （1）粗铰：IT8IT7， Ra：1.60.8m。 （2）精铰：IT7IT6， Ra：0.40.2m。 2、刀具：铰刀：10100 常用 1040 3、设备：钻床、镗床、车床、铣床。,4、铰削特点 （1）精度高，表面粗糙度小。 （2）铰孔纠正位置误差的能力很差，位置精度需由前工序保证。 （3）铰刀是定径刀具，易保证铰孔质量。 （4）铰削的适应性差。 （5）铰削可加工钢、铸铁和有色金属零件，不宜加工淬火或硬度过高的工件。,锪孔,（四）、镗孔 1、分类： （1）粗镗（车）： IT12IT11， Ra：2512.5m （2）半精镗（车）： IT10IT9， Ra：6.33.2m （3）精镗（车）： IT8IT7，Ra：1.60.8m 2、刀具：镗刀。 3、设备：镗床、车床、铣床、钻床。,镗通孔,镗削盲孔,镗孔,4、镗削特点 （1）镗削的适应性较强。 （2）镗削可有效校正原孔的轴线偏斜。 （3）镗削的生产率低。 （4）镗刀的制造和刃磨简单，费用低。 （5）镗削可加工钢、铸铁和有色金属，不易加工淬火钢和高硬钢。,（五）、磨孔 1、分类： （1）粗磨：IT8IT7，Ra：1.60.8 m （2）精磨：IT7IT6，Ra：0.40.2 m （3）精密磨削：IT5， Ra：0.20.025 m,2、磨孔的特点 （1）磨孔与铰孔 磨孔的适应性较广。 磨孔可纠正孔的轴线歪斜。 磨孔的生产率低。 磨削可加工未淬硬的钢件或铸铁件、淬硬的钢件，但不能加工有色金属材料。 磨削适合加工浅孔、阶梯孔、大直径孔和断续表面的孔，不宜于加工深孔、小孔。,砂带磨削,（六）、拉孔 1、分类 （1）粗拉：IT8IT7， Ra：1.60.8 m （2）精拉：IT7IT6， Ra：0.80.4 m 2、拉削的特点 （1）精度高，表面粗糙度小。 （2）生产率高。 （3）不能纠正孔的轴线歪斜。 （4）拉削对前道工序要求不高。 （5）拉削不能加工台阶孔、盲孔、薄壁零件的孔。,（七）、研磨孔 1、精度：IT6IT4，Ra：0.10.008m,（八）、珩磨孔,1、精度： IT6IT4， Ra：0.40.05m,电火花加工孔,孔加工方案,三、 孔加工方案的选择 1、孔加工比外圆加工困难 （1）、孔的类型多。 （2）、孔的加工难度大。 孔是内表面，加工孔的刀具受孔径和长度限制，刚度差；孔加工近似半封闭式切削，散热和排屑条件差，刀具磨损快，孔壁易被划伤。 孔的加工方法很多。常用孔加工方法有钻、扩、铰、镗、磨、拉、光整加工等，每一种方法都有一定的应用范围和局限性。 孔加工的机床很多。常用机床有钻床、车床、镗床、铣床、磨床、拉床等，同一种孔的加工，可以在几种不同的机床上进行。,孔加工方案分析,1、粗车2、粗车半精车3、粗车半精车磨 粗车半精车粗磨式半精磨4、粗车半精车粗磨精磨5、粗车半精车粗磨精磨研磨6、粗车精车精细车(有色金属),（1）在实体材料上加工孔，首先钻孔。 对于已经铸出或锻出的孔，首先扩孔或镗孔。,（2）中等精度和表面粗糙度的孔（IT8IT7、Ra：1.60.8m） 10，钻铰 1030，钻扩铰, 3080： A、L/D大：钻扩铰 B、L/D小：钻粗镗半精镗 铰或磨：盘套类回转体零件 铰或镗：箱体、支架类零件 拉 ：大批大量生产盘套类零件, 80： 钻粗镗半精镗 磨： 盘套类回转体零件 镗：箱体、支架类零件,(2）淬火钢件 钻镗 （淬火）磨 （3）精度IT6以上，表面粗糙度Ra：0.2 m以下孔：光整加工 研磨：生产率低，各种材料。 珩磨：生产率高，加工除塑性较大的材料以外的各种材料。 （4）有色金属材料： 精加工：精镗、精细镗、精铰、手铰、精拉。,例题1.,例题2. 例题3.,第三节 平面的加工,平面加工方案及其选择平面是组成平板、支架、 箱体、床身、机座、工作台以及各种六面体零件的主要表面之一。 一、平面的技术要求 （1）形状精度 （2）位置精度 （3）表面质量,1. 平面加工方法加工平面常用的切削加工方法有车削、铣削、刨削、拉削、刮削、宽刀细刨、普通磨削、导轨磨削、精密磨削、砂带磨削、超精加工、研磨和抛光等。 2平面加工方案及其选择图中列出13种平面加工方案，按其主干可归纳为六类，即铣(刨)类、铣(刨)磨类、车削类、拉削类、平板导轨类和特种加工类。,车削,铣削,刨削,锉削、刮削,拉削,研 磨,平面磨削,导轨磨削,砂带磨削,研磨,研磨,抛光,切削加工方案,第四节 成形面的加工,成形面的技术要求 与其他表面类似，成形面的技术要求也包括尺一精度、形位精度及表面质量等。但是，成形面往往是为了实现特定功能而专门设计的，因此且表面形状的要求是十分重要的。加工时，刀具的切削刃形状和切削运动，应首先满足表面形状的要求。,成形面加工方法的分析 1)、成形法：用成形刀具加工 2)、靠模法：利用刀具和工件作特定的相对运动加工。,用成型刀车成型面,第五节 螺纹的加工,螺纹的技术要求 1)、尺寸精度 2)、形位精度 3)、表面质量, 紧固螺纹（三角形螺纹牙型） 传动螺纹（梯形或锯齿形螺纹牙型）,螺纹也是零件上常见的表面之一，它有多种形式，按用途的不同可分为如下两类:,(1)紧固螺纹它用于零件间的固定连接，常用的有普通螺纹和管螺纹等，螺纹牙型多为三角形。对普通螺纹的主要要求是可旋人性和连接的可靠性;对管螺纹的主要要求是密封性和连接的可靠性。 (2)传动螺纹它用于传递动力、运动或位移，如丝杠和测微螺杆的螺纹等，其牙型多为梯形或锯齿形。对于传动螺纹的主要要求是传动准确、可靠，螺牙接触良好及耐磨等。,螺纹加工方案及其选择,1. 螺纹加工方法螺纹常用的切削加工方法有车螺纹、铣螺纹、磨螺纹、攻螺纹和套螺纹等；少无切削加工方法有搓螺纹和滚螺纹等；特种加工方法有电火花加工和电火花共轭同步回转加工等。 2. 螺纹加工方案及其选择图中列出螺纹加工方案，按其主干可归纳为五类，即车(铣)类、车(铣)磨类、攻套类、滚压类和特种加工类。,螺纹的技术要求,螺纹也和其他类型的表面一样，有一定的尺寸精度、形位精度和表面质量的要求。由于它们的用途和使用要求不同，技术要求也有所不同。 对于紧固螺纹和无传动精度要求的传动螺纹，一般只要求中径、外螺纹的大径、内螺纹的小径的精度。 对于有传动精度要求或用于读数的螺纹，除要求中径和顶径的精度外，还要求螺距和牙型角的精度。为了保证传动或读数精度及耐磨性，对螺纹表面的粗糙度和硬度等也有较高的要求。,单线,多线,螺纹加工方法的分析 车床、钻床、螺纹铣床、螺纹磨床等 1)、攻丝和套扣 2)、车螺纹 批量较大时用螺纹梳刀 3)、铣螺纹 盘形螺纹铣刀铣削 梳形螺纹铣刀铣削 4)、磨螺纹,不宜精加工塑性大的有色金属工件,车削内、外螺纹,铣削加工螺纹,磨削螺纹,第六节 齿轮齿形的加工,齿轮的技术要求 、传递运动的准确性 、传动的平稳性 、载荷分布的均匀性 、传动侧隙,齿轮传动1,齿轮传动3,齿轮传动2,齿轮齿形加工方法的分析 成形法(仿行法) 刀具和齿间形状相符，例如铣齿、成形法磨齿等； 展成法(范成法、包络法) 如插齿、滚齿、剃齿和展成法磨齿等。,铣齿,插齿,滚齿,剃齿,珩齿,磨齿,