机械加工工艺与设备 第2版 工业和信息化高职高专十二五 规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 吴世友 吴荔铭 第四章

1、第四章,外圆表面加工及设备,4.1外圆表面的加工方法,外圆表面是构成机器零件的基本表面，如轴类、套 类和盘类零件是具有外圆表面的典型零件。 根据外圆表面的尺寸、材料及加工要求不同，可选择 不同的加工方法，常见的外圆表面的加工方法及特点如下：,1外圆表面的车削加工,粗车： 尺寸精度可达IT12IT11，表面粗糙度Ra为5012.5m 精车： 尺寸精度可达IT8IT7，表面粗糙度Ra为1.60.8m。 高速细精车： 尺寸精度可达IT6IT5级，表面粗糙度Ra为1.00.1m，甚至 可达镜面效果。,2外圆表面的磨削加工,外圆表面的磨削加工是主要精加工方法，加工精度通常可达IT7IT5，表面粗糙度Ra值可达0.80.2m。采用高精度的磨削方法，表面粗糙度Ra值可达0.10.006m。 磨削加工不但可精加工，而且可进行粗磨、荒磨、重负荷磨削。特别适合于各种高硬度和淬火后的零件的精加工。,3. 外圆表面的精整、光整加工,外圆表面的精整、光整加工是精加工以后进行的超精 密加工方法。 研磨:研磨精度可达0.025m 、圆柱度可达0.1m， 表面粗糙度可达Ra 0.01m 。研磨主要用于精密的零件， 如

2、量规、精密配合件、光学零件等。 抛光:抛光能降低表面粗糙度，但不能提高工件的尺寸 精度和形状精度。普通抛光工件表面粗糙度可Ra0.4m 。,表41为外圆表面各种加工方案和经济加工精度,4.2 外圆表面车削加工及设备,4.2.1 车床 1.车床主要类型、及工艺范围 车床主要是用于进行车削加工。通常由工件旋转完成 主运动，而由刀具沿平行或垂直于工件旋转轴线移动完成 进给运动。与工件旋转轴线平行的进给运动称为纵向进给 运动；垂直的称为横向进给运动。 如表32所列为车床的主要类型、工作方法和应用范围。,表42 车床的主要类型、工作方法和应用范围,卧式车床的工艺范围很广，如下图所示。如果再利用一些特殊附件，那么卧式车床的工艺范围还能进一步扩大。,2.CA6140卧式车床简介,图4-2 CA6140卧式车床的外形 1主轴箱；2刀架；3尾座；4床身；5、9床腿；6光杠；7丝杠；8溜板箱；10进给箱；11挂轮变速机构,（3）CA6140卧式车床主要机构的调整, 主轴箱内主要机构的调整 主轴轴承隙的调整,前轴承7间隙调整方法,松螺母8和螺母4上锁紧螺钉5,拧紧螺母4使轴承内圈向右移动,间隙调整好后，紧螺

3、母8和螺母4上锁紧螺钉5,一般情况下，只调整前轴承即可，如果还达不到旋转精度时，才调整后轴承,后轴承3间隙调整方法,松螺母1上锁紧螺钉2,紧螺母1，使轴承3的内圈相对主轴锥颈向右移动，,间隙调整好后，紧锁紧螺钉2,图4-7 前轴承间隙调整,图4-8 后轴承间隙调整,图4-9 主轴轴承间隙检查,片式摩擦离合器间隙的调整,离合器摩擦片之间间隙 不合适，都会影响车床的正常使用。 间隙过大：产生闷车 间隙过小：摩擦片易烧坏 间隙调整方法：用一字旋具压下弹簧销，拨动带缺口的螺母即可,制动器松紧的调整,制动带的松紧程度应适当。 制动带拉太松：制动时主轴 不能迅速停止； 制动带拉得过紧：会使摩擦 表面烧坏，制动带扭曲变形。 制动器制动带松紧的调 整 ，只需将操作手柄扳至 中间位置，适当调整螺母3 即可。,图4-12 钢带式制动器 1制动盘；2制动带；3螺母, 溜板箱内主要机构的调整,安全离合器的调整,图4-14 安全离合器,现象：加工时，机动进给，刀架不动。 原因可能是安全离合器弹簧松了，只要调整螺母1、2即可。 如并没过载，进给运动也不能传给刀架，请分析原因。 调整后如遇过载，进给运动不能迅速停止

4、，应立即检查原因。 调整弹簧弹力至松紧程度适当，必要时调换弹簧。,图4-15 安全离合器的调整,开合螺母和燕尾导轨间间隙的调整,图4-16 开合螺母 1、2半螺母；3圆柱销 4槽盘；5镶条；6手柄；7轴,图4-17 开合螺母的调整 1螺母；2调节螺钉,开合螺母与燕尾导轨间的间隙不能大于0.03mm，否则轴向窜动过大。 当开合螺母与丝杠啮合时，其手柄位置要适当。,现象：车螺纹时出现螺距不等或乱扣、开合螺母轴向窜动量大 。 解决方法是调整螺母1、及调节螺钉2,床鞍与导轨间间隙的调整,现象：车轴类零件，圆柱度 精度差。 床鞍与导轨间间隙的调 整只需拧动床鞍内侧和外侧 螺钉，用塞尺检查床鞍与导 轨间间隙，应小于0.04mm。,图4-18 床鞍与导轨间间隙的调整 1外侧螺钉；2、4压板；3内侧螺钉,中滑板与床鞍导轨、丝杠与螺母间隙的调整,现象：车外圆时如发现刻度不 准、中滑板径向窜动、外圆上 出现混乱波纹,图4-19 中滑板丝杠与螺母间的间隙调整 1、6螺母；2、4、5螺钉；3镶条；7中滑板丝杠,图4-21 中滑板刻度圈调整,原因： 中滑板丝杠与螺母间隙太大。 中滑板与床鞍顶面燕尾导轨间的间隙太

5、大。 刻度圈太松，随中滑板手柄转动。,（4）CA6140卧式车床的传动,图4-23 CA6140卧式车床传动系统图, 主运动传动链,主运动传动链的传动路线表达式如下：, 车削螺纹传动链,CA6140卧式车床能够车削米制、英制、模数制和径节制4种标准螺纹， 还能够车削大导程、非标准和较精密的螺纹，这些螺纹可以是左旋的也可以 是右旋的。,各种标准螺纹的螺距参数及其与螺距、导程的换算关系,表4-3,各种螺纹时传动路线表达式如下：,大导程螺纹的加工,传动路线调整：可将轴的滑移齿轮Z58向右移动，使之与轴上的 齿轮Z26啮合，车削螺纹传动链其他部分不变。 导程扩大倍数： 主轴转速是1032r/min时，导程可扩大16倍； 主轴转速是40125r/min时，导程可扩大4倍；,车削非标准螺纹和精密螺纹,传动路线调整：需将进给箱中的齿式离合器M3、M4和M5全部结合上，此时，轴、 和丝杠 联成一体，运动由挂轮直接传给丝杠。 挂轮换置公式 ： 挂 = =, 纵向和横向机动进给传动链,传动路线表达式 ：, ,M6M7, ,纵向机动进给量有64级： 0.081.22mm/r的32级正常进给量； 0.861.

6、59mm/r的8级较大进给量； 0.0280.054mm/r的8级用于高速精车的细进给量；1.716.33mm/r的16级供强力切削或宽刃精车之用的加大进给量,（5）车床附件, 三爪自定心卡盘 四爪单动卡盘,图4-24 三爪自定心卡盘 图4-25 四爪单动卡盘 1方孔；2小圆锥齿轮；3大圆锥齿轮；4卡爪 1、2、3、4卡爪；5丝杠, 顶尖及鸡心夹头,图4-26 用两顶尖及鸡心夹头安装工件 1顶尖；2拨盘；3鸡心夹头；4尾顶尖；5尾座套筒；6尾座,图4-27 死顶尖,图4-28 活顶尖, 中心架与跟刀架,当车削特别长的轴类工件（L/D10）时，要使用辅助支 承中心架或跟刀架，以防止工件的弯曲变形。,图4-29 中心架 图4-30 跟刀架 1固定螺母；2调节螺钉； 1刀具对工件的作用力；2硬质合金支承块3支承爪；4支承辊 3床鞍,使用这2种附件时，在工件的支承部件都必须预先车出光滑的定位用圆柱面。, 花盘,花盘主要用于单件、小批生产中形状比较特殊的零件安装。若 工件质量不均衡，必须在花盘上加装平衡铁予以平衡。,图4-31 用花盘装夹工件 1、7工件；2、6平衡块；3螺栓；4压板；5花盘；8

7、弯板,1.车刀的种类 按结构分：有整体式车刀、焊接式车刀、机夹重磨式车刀和可转位式车刀等，如图432所示。,3.2.2车刀,图4-32 车刀的种类,按用途分： 有外圆车刀、镗孔车刀、端面车刀、螺纹车刀、切断刀和成形车刀等，如图433所示。,图433 常用车刀种类,2.车刀的刃磨 车刀的刃磨有机械刃磨和手工刃磨两种。 常用的磨刀砂轮 氧化铝砂轮(呈白色)：刃磨高速钢刀具 碳化硅砂轮(呈绿色)：刃磨硬质合金刀具 人造金刚石砂轮：刃磨硬质合金刀具 、磨削玻璃、陶 瓷等高硬度材料,3.车刀的安装 在安装车刀时，一定要注意以下几点： 车刀悬伸部分要尽量缩短。一般悬伸长度约为车刀厚度的11.5倍。 车刀一定要夹紧。 车刀刀尖一般应与工件旋转轴线等高，否则，将使车刀工作时的前角 和后角发生改变(图437)。 车刀刀杆中心线应与进给运动方向垂直(图438b)，否则将使车刀工 作时的主偏角和副偏角发生改变。,图437 装刀高低对前、后角的影响,图438 车刀刀杆装偏对主、副偏角的影响,工件旋转作主运动，车刀作纵向进给运动，就能车出外圆柱表面。车外圆可用图439 所示的几种车刀。,图439 车外圆用的车刀

8、 (a)45o弯头车刀 (b)60o70o外圆车刀 (c)90o偏刀,4.2.3车外圆,外圆车削时，最常见的工件装夹方式见表44,中心钻类型, 不带护锥中心钻（A型） 带护锥中心钻（B型）, 弧形中心钻（R型）,带螺纹中心孔（C型）加工,4.3外圆表面的磨削加工及设备,4.3.1磨床 1.磨床的主要类型及应用范围 应用范围: 磨床可以加工各种表面。凡是车床、钻床、镗床、铣床、齿轮和螺纹加工机床等加工的零件表面，都能够在相应的磨床上进行磨削精加工。此外，还可以刃磨刀具和进行切断等，,磨床的主要类型: 通用磨床有：普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床、普通内 圆磨床、行星内圆磨床、以及各种平面磨床、齿轮磨床和螺纹磨床等。 高效磨床有：高速磨床、高速深切快进给磨床、低速深切缓进给磨床、 宽砂轮磨床、多砂轮磨床以及各种砂带磨床。 专门化磨床有：曲轴磨床、凸轮轴磨床、轧辊磨床、花键磨床、导轨 磨床以及各种轴承滚道磨床等。 此外，还有各种超精加工磨床和工具磨床等。,2M1432A型万能外圆磨床,它主要用于磨削圆柱 形或圆锥形的外圆和 内孔，及磨削阶梯轴 的轴肩、端面、圆角。 加工精度为IT7I

9、T6 级，表面粗糙度Ra值 在1.250.05m。 主参数为最大磨削外 圆直径为320mm。,图4-44 M1432A型万能外圆磨床,3磨床的运动与传动,万能外圆磨床上采用的几种典型磨削加工方法,图4-47 M1432A型万能外圆磨床机械传动系统图,（1）砂轮主轴的旋转运动,磨削外圆时，由电动机（转速为1 440r/min、功率为4kW）经V 形带动砂轮作旋转运动，转速为1 670r/min。 磨削内圆时，由另一台电动机（转速为2 840r/min、功率为 1.1kW）经平带带动内圆磨具作旋转运动，更换带轮，可使内圆磨具 获得2种高速转速，分别为10 000r/min和15 000r/min。,（2）工件的圆周进给运动 由头架上的双速电动机（转速为7001 360r/min、功率为 0.51.1kW）驱动，经3阶塔轮及2级带轮传动，可使工件获得6种转速，实现工件圆周进给运动。,（3）工件的纵向进给运动,采用液压传动，以保证运动的平稳性，并便于实现无级调速和往 复运动循环的自动化。在调整机床时，还可由手轮A驱动工作台。手轮 A转1转，工作台纵向移动量为：,（4）砂轮架的横向进给运动 砂轮架的横向进给运动可手摇手轮B实现，或者由自动进给油缸的柱塞G驱动，实现砂轮架的横向进给。手轮B转1转，粗进给时砂轮架的横向进给量为2mm。手轮B的刻度盘为200格，每格的进给量为0.01mm。细进给时每格进给量为0.0025mm。,4无心外圆磨床,图4-48 无心外圆磨床 1床身；2砂轮修整器；3砂轮架；4导轮修整器；5转动体；6座架；7微量进给手柄； 8回转底座；9滑板；10快速进给手柄；11支座,3.3.2砂轮,1.砂轮的特性 砂

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