机械加工方法 (2).pdf

2015-2016学年秋季学期金属切削的基本要素金属切削的基本要素零件的成形方法零件的成形方法机械加工方法机械加工方法金属切削的基本要素金属切削的基本要素零件的成形方法零件的成形方法机械加工方法机械加工方法质量质量M的变化的变化 ∆M＜＜0、、∆M＝＝0和和∆M＞＞0三种类型1） ΔM＜0的制造过程三种类型1） ΔM＜0的制造过程特点特点: 主要指传统的切削加工方法；在制造过程中原材料逐渐被 切除主要指传统的切削加工方法；在制造过程中原材料逐渐被 切除, 最终获得零件的几何形状及表面质量最终获得零件的几何形状及表面质量制造方法：车削、铣削、刨削、钻削、镗削、磨削等切 削加工和特种加工制造方法：车削、铣削、刨削、钻削、镗削、磨削等切 削加工和特种加工工件的成形方法工件的成形方法ΔM＜0ΔM＜0工件的成形方法工件的成形方法2） ΔM＝0的制造过程2） ΔM＝0的制造过程特点：原材料主要是发生形状变化，其质量不变特点：原材料主要是发生形状变化，其质量不变制造方法：模具（注塑模、压铸模、拉伸模、吹塑模等等）制造方法：模具（注塑模、压铸模、拉伸模、吹塑模等等）工件的成形方法工件的成形方法ΔM＝0ΔM＝0工件的成形方法工件的成形方法3） ΔM＞0的制造过程3） ΔM＞0的制造过程特点：材料累加获得，可制造复杂零件特点：材料累加获得，可制造复杂零件制造方法：快速成型技术、材料喷涂技术、激光熔覆技术制造方法：快速成型技术、材料喷涂技术、激光熔覆技术工件的成形方法工件的成形方法ΔM＞0ΔM＞0工件的成形方法工件的成形方法金属切削的基本要素金属切削的基本要素零件的成形方法零件的成形方法机械加工方法机械加工方法零件表面是由 平面、直线成形表面、圆柱面、圆锥面、球面、圆环面、 螺旋面等组成。

零件的形状是由各种表面组成的，零件的切削加工就是表面的成形零件表面是由 平面、直线成形表面、圆柱面、圆锥面、球面、圆环面、 螺旋面等组成零件的形状是由各种表面组成的，零件的切削加工就是表面的成形工件的表面形状工件的表面形状机械加工原理机械加工原理各种典型表 面都可以看作 是一条线各种典型表 面都可以看作 是一条线(称 为母线称 为母线)沿着 另一条线沿着 另一条线(称 为导线称 为导线)运动 的轨迹运动 的轨迹根据这些工件表面的成形原理发明了车、铣、钻、镗、 磨等机床根据这些工件表面的成形原理发明了车、铣、钻、镗、 磨等机床机械加工原理机械加工原理形成表面发生线的四种方法形成表面发生线的四种方法机械加工原理机械加工原理2 成形法成形法1 轨迹法轨迹法利用刀具作一定规律的轨迹运动来对工件进行加工的方法利用成形刀具对工件进行加工的方法利用刀具作一定规律的轨迹运动来对工件进行加工的方法利用成形刀具对工件进行加工的方法机械加工原理机械加工原理3 相切法相切法4 展成法展成法利用刀具边旋转边作轨迹运动来对工件进行加工的方法利用刀具和工件作展成切削运动的加工方法利用刀具边旋转边作轨迹运动来对工件进行加工的方法。

利用刀具和工件作展成切削运动的加工方法削刃削刃(刀具刀具)和发生线和发生线(工件工件)共同完 成复合的纯滚动，这种运动称为 展成运动共同完 成复合的纯滚动，这种运动称为 展成运动.主要内容主要内容外圆加工外圆加工孔加工孔加工面加工面加工齿轮加工齿轮加工螺纹加工螺纹加工成形面加工成形面加工特种加工特种加工主要内容主要内容外圆加工外圆加工孔加工孔加工面加工面加工齿轮加工齿轮加工螺纹加工螺纹加工成形面加工成形面加工特种加工特种加工外圆加工工艺外圆加工工艺外圆面是轴类、套类和盘类等回转体零件的主要表面外圆面是轴类、套类和盘类等回转体零件的主要表面外圆面的主要技术要求有 ：外圆面的主要技术要求有 ： 尺寸精度主要是直径和长度；尺寸精度主要是直径和长度；  形位精度形状和位置如：圆 度、圆柱度、同轴度、垂直度、 跳动量等；形位精度形状和位置如：圆 度、圆柱度、同轴度、垂直度、 跳动量等；  表面质量即表面粗糙度，表 层的加工硬化和加工应力，金 相组织变化等表面质量即表面粗糙度，表 层的加工硬化和加工应力，金 相组织变化等车削车削车拉车拉磨削磨削光整外圆加工工艺光整外圆加工工艺工件旋转工件旋转作主运动，作主运动，车刀作进给运动车刀作进给运动的切削加工方法。

的切削加工方法车削工艺车削工艺在车床使用不同的车刀或其他刀具，可以加工各种回转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等加工精度可达在车床使用不同的车刀或其他刀具，可以加工各种回转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等加工精度可达IT8一一IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra 值为值为1.6～～0.8，车削常用来加工单一轴线的零件，如直轴和一般盘、套类零件等车削常用来加工单一轴线的零件，如直轴和一般盘、套类零件等车削工艺车削工艺分类精度分类精度(IT) Ra（μ（μm)措施荒车＞1措施荒车＞13＞＞50大进给量，较低切削速度粗车大进给量，较低切削速度粗车12～～ll50-12.5大进给量，切削速度低半精车大进给量，切削速度低半精车10～～96.3-312 进给量较小，切削速度稍高精车进给量较小，切削速度稍高精车8～～71.6-0.8高速切削，小进给量精细车高速切削，小进给量精细车6～～50.4以下超高速切削：微小进给以下超高速切削：微小进给车削工艺车削工艺回 转 表 面回 转 表 面车削工艺车削工艺1、易于保证工件各加工面的位置精度、易于保证工件各加工面的位置精度 a 例如易于保证同轴度要求利用卡盘安装工件，回转轴线是车 床主轴回转轴线 利用前后顶尖安装工件，回转轴线是两顶尖的中心连线例如易于保证同轴度要求利用卡盘安装工件，回转轴线是车 床主轴回转轴线 利用前后顶尖安装工件，回转轴线是两顶尖的中心连线 b 易于保证端面与轴线垂直度要求由横溜板导轨，与工件回转 轴线的垂直度易于保证端面与轴线垂直度要求由横溜板导轨，与工件回转 轴线的垂直度2、切削过程较平稳， 避免了惯性力与冲击 力，允许采用较大的 切削用量，高速切削， 利于生产率提高。

切削过程较平稳， 避免了惯性力与冲击 力，允许采用较大的 切削用量，高速切削， 利于生产率提高车削工艺车削工艺3、适于有色金属零件的精加工 有色金属零件表面粗糙度大、适于有色金属零件的精加工 有色金属零件表面粗糙度大Ra值要求较小时，不宜采用磨削加 工，需要用车削或铣削等用金刚石车刀进行精细车时，可达 较高质量值要求较小时，不宜采用磨削加 工，需要用车削或铣削等用金刚石车刀进行精细车时，可达 较高质量4、刀具简单 车刀制造、刃磨和安装 均较方便刀具简单 车刀制造、刃磨和安装 均较方便提高车削生产率途径提高车削生产率途径1）采用高速切削）采用高速切削 2）采用强力切削）采用强力切削 3）采用多刀加工方法）采用多刀加工方法车削工艺车削工艺车削工艺车削工艺车削工艺车削工艺车削工艺车削工艺磨削工艺磨削工艺外圆面精加工的主要方法外圆面精加工的主要方法Ra：0.4～0.2μm，精度IT6级1）精度高、表面粗糙度小；2）速度高、磨削温度高；3）自锐性；4）背向力大、摩擦力大；Ra：0.4～0.2μm，精度IT6级1）精度高、表面粗糙度小；2）速度高、磨削温度高；3）自锐性；4）背向力大、摩擦力大；磨削的工艺特点：磨削的工艺特点：磨削工艺磨削工艺外圆磨削的特点：1）既能加工淬硬零件，也能加工未淬火零件，但不适于加工塑性大的材料；2）根据不同的加工精度和粗糙度要求，外圆磨削可分为粗磨、精磨、精密磨削和超精密磨削；3）加工精度高，包括尺寸精度、形位公差精度和表面粗糙度的要求；4）加工面的高温易使工件表层产生残余应力或微小的裂纹。

外圆磨削的特点：1）既能加工淬硬零件，也能加工未淬火零件，但不适于加工塑性大的材料；2）根据不同的加工精度和粗糙度要求，外圆磨削可分为粗磨、精磨、精密磨削和超精密磨削；3）加工精度高，包括尺寸精度、形位公差精度和表面粗糙度的要求；4）加工面的高温易使工件表层产生残余应力或微小的裂纹磨削工艺磨削工艺根据工件的定位方式和装夹状况，外圆磨削分为根据工件的定位方式和装夹状况，外圆磨削分为中心磨削中心磨削和和无心磨削无心磨削两种方式 中心磨削——又称普通外圆磨削，工件以中心孔或外圆定位两种方式 中心磨削——又称普通外圆磨削，工件以中心孔或外圆定位 纵磨法纵磨法 横磨法横磨法 深磨法深磨法磨削工艺磨削工艺纵磨法（纵向进给）：纵磨法磨削外圆时，砂轮的高速旋转为主运动，工件作圆周进给运动的同时，还随工作台作纵向往复运动，实现沿工件轴向进给纵磨法（纵向进给）：纵磨法磨削外圆时，砂轮的高速旋转为主运动，工件作圆周进给运动的同时，还随工作台作纵向往复运动，实现沿工件轴向进给磨削工艺磨削工艺每单次行程或每往复行程终了时，砂轮作周期性的横向移 动，实现沿工件径向的进给，从而逐渐磨去工件径向的全 部留磨余量。

磨削到尺寸后，进行无横向进给的光磨过程， 直至火花消失为止由于纵磨法每次的径向进给量少，磨削力小，散热条件好， 充分提高了工件的磨削精度和表面质量，能满足较高的加 工质量要求，但磨削效率较低每单次行程或每往复行程终了时，砂轮作周期性的横向移 动，实现沿工件径向的进给，从而逐渐磨去工件径向的全 部留磨余量磨削到尺寸后，进行无横向进给的光磨过程， 直至火花消失为止由于纵磨法每次的径向进给量少，磨削力小，散热条件好， 充分提高了工件的磨削精度和表面质量，能满足较高的加 工质量要求，但磨削效率较低纵磨法磨削外圆适合磨削较大的工件，是单件、小 批量生产的常用方法纵磨法磨削外圆适合磨削较大的工件，是单件、小 批量生产的常用方法磨削工艺磨削工艺横磨法（横向进给）：采用横磨法磨削外圆时，砂轮宽度比工件的磨削宽度大，工件不需作纵向（工件轴向）进给运动，砂轮以缓慢的速度连续地或断续地沿作横向进给运动，实现对工件的径向进给，直至磨削达到尺寸要求横磨法（横向进给）：采用横磨法磨削外圆时，砂轮宽度比工件的磨削宽度大，工件不需作纵向（工件轴向）进给运动，砂轮以缓慢的速度连续地或断续地沿作横向进给运动，实现对工件的径向进给，直至磨削达到尺寸要求。

磨削工艺磨削工艺 充分发挥了砂轮的切削能力，磨削效率高，同时也适用 于成形磨削充分发挥了砂轮的切削能力，磨削效率高，同时也适用 于成形磨削 在磨削过程中砂轮与工件接触面积大，使得磨削力增大， 工件易发生变形和烧伤在磨削过程中砂轮与工件接触面积大，使得磨削力增大， 工件易发生变形和烧伤 砂轮形状误差直接影响工件几何形状精度，磨削精度较 低，表面粗糙度值较大砂轮形状误差直接影响工件几何形状精度，磨削精度较 低，表面粗糙度值较大 必须使用功率大，刚性好的磨床，磨削的同时必须给予 充分的切削液以达到降温的目的必须使用功率大，刚性好的磨床，磨削的同时必须给予 充分的切削液以达到降温的目的 使用横磨法，要求工艺系统刚性要好，工件宜短不宜长使用横磨法，要求工艺系统刚性要好，工件宜短不宜长 短阶梯轴轴颈的精磨工序，通常采用这种磨削方法短阶梯轴轴颈的精磨工序，通常采用这种磨削方法磨削工艺磨削工艺深磨法:工件旋转和作慢速轴向运动；砂轮只作高速旋转运动适于加工刚性大短轴（大量）深磨法:工件旋转和作慢速轴向运动；砂轮只作高速旋转运动适于加工刚性大短轴（大量）深磨法是一种比较先进的方法， 生产率高，磨削余量一般为深磨法是一种比较先进的方法， 生产率高，磨削余量一般为 0.1~0.35mm。

用这种方法可一次 走刀将整个余量磨完磨削时， 进给量较小，一般取纵进给量为用这种方法可一次 走刀将整个余量磨完磨削时， 进给量较小，一般取纵进给量为 1~2 mm/r, 约为“纵磨法”的约为“纵磨法”的15%， 加工工时约为纵磨法的， 加工工时约为纵磨法的30~75%磨削工艺磨削工艺问：上述中心磨削法是以轴的中心孔作。