机械制造技术第4章各种表面的加工方法

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1、第4章　各种表面的加工方法4.1外圆表面加工4.2孔加工4.3平面加工4.4螺纹加工4.5齿轮加工4.1外圆表面加工4.1.1车外圆车外圆是目前生产中外圆加工的一种主要方法。与其它加工方法相比，车削是去除金属最经济、最有效的加工方法。　　车外圆是在各种车床上进行的，由于采用车刀来加工，因此受刀具硬度的限制，只适于中等以下硬度材料的加工。车削工艺范围很广，广泛应用于粗加工和半精加工，有时也可用于精加工。从加工表面的类型看，不仅可以加工外圆，还可以加工内圆（孔）、内外圆锥面、内外螺纹、内外环槽以及成形表面等。　　车削时工件的

2、安装方法有卡盘安装、顶尖安装和车床夹具安装。当工件长径比较大时，为了提高工件的刚度，还需使用中心架或跟刀架。　　由于车削时一般都采用单刀切削，故提高生产率是车削加工中存在的主要问题，特别是在粗加工中。为了提高车削生产率，生产中出现了许多有别于普通车削加工的方法，下面分别做以简要介绍。1.高速车削提高切削速度是提高车削生产率的有效途径之一，而限制切削速度提高的主要因素是刀具的耐用度。新型刀具材料的出现，使切削速度得以大大的提高，目前硬质合金车刀的切削速度已由原来的25～55m/min提高到100～300m/min，从而提高了

3、车削的生产率。2.强力车削强力车削是利用硬质合金车刀，采用加大进给量的办法进行加工的一种高效率加工方法。其特点是在车刀刀尖处磨出一平行于工件轴线、长度为1.5f的修光刃，这样就可以将进给量提高几倍乃至十几倍，从而大大提高车削的生产率。　　由于强力车削时切削力很大，因此只适用于粗加工刚度较好的轴类零件，而不适用于车削细长轴和阶梯轴。3.多刀车削多刀车削也是提高车削生产率的有效方法之一。采用多刀车削，可以同时加工工件的不同表面，减少了刀架的加工行程长度。　　多刀车削可在多刀车床上进行，也可以在普通车床上安上后刀架进行加工。

4、　　多刀车削适用于加工各种阶梯轴。但同时工作的刀具数并非越多越好，因为同时工作的刀具数增多后，工件的转速则须相应降低，这样会使生产率受到影响。此外，同时工作的刀具数增多后，由工艺系统刚度不足所引起的变形将会增大，使工件的加工精度受到影响。4.精密车削一般将能达到IT5~IT6级公差和Ra值为0.04～5μm的车削称为精密车削。它主要用于那些不能采用磨削或研磨加工的零件，如有色金属零件的车削。另外，对某些在设计性能要求上不允许采用磨削、研磨或抛光等来达到最后要求表面的零件，也必须采用精密车削。　　精密车削又称金刚车，这是因为

5、加工使用的刀具是用金刚石制造的。金刚石具有很高的硬度与耐磨性，但成本很高，因此目前生产中大多采用细颗粒的硬质合金来替代。　　精密车削需在精密车床上进行。这是因为精密车削对所用机床的制造精度要求很高，如主轴应有很高的回转精度（其径向跳动小于1μm，端面跳动小于0.5μm）；机床进给系统应有微进给装置，工作时应平稳无爬行；机床应具有良好的动态特性，并有完善的消振与隔振措施。4.1.2磨外圆磨削是外圆加工中又一种常用的加工方法,主要用于淬火后的外圆表面加工，或高精度外圆表面的加工。　　磨外圆是以砂轮作为切削工具，在各种外圆磨床

6、上进行加工。由于砂轮是由无数磨粒粘结而成的，故砂轮的磨削过程与金属刀具的切削过程有很大的差别。1.磨削过程的特点(1)由于砂轮是由硬度很高的磨粒进行切削，并且砂轮具有“自锐”特性，即磨钝后的磨粒在磨削力的作用下会自动脱落，不断有新的磨粒参加切削，因而磨削可以加工很硬的工件。(2)磨外圆的磨削速度很高，一般在35m/s左右，高速磨削时可达60～120m/s，比一般切削时的速度高出10～40倍,因此会在极短的时间内产生大量的磨削热，使磨削区的瞬间温度达到400～1000℃，有时甚至高达金属熔化的温度,加之冷却液的急冷作用，所以工

7、件表面易烧伤和产生裂纹。(3)由于砂轮的磨粒往往是以很大的负前角（-60°～-15°）工作的，因此磨削过程中的径向切削力很大，比切向切削力要大1.5～3倍，所以加工时要注意提高工艺系统的刚度。(4)由于磨粒能切除极薄极细的切屑，加之磨削过程又有一定的挤光和刮削作用，因此对误差的修整能力很强，加工后的精度可达IT6～IT7，表面粗糙度值可达0.2～0.8μm。2.磨削方法磨外圆根据使用的磨削工具不同，分为轮磨和砂带磨两种。1)轮磨　　根据磨削时工件定位方式的不同，轮磨又可分为中心轮磨和无心轮磨两类。(1)中心轮磨。中心轮

8、磨即普通的外圆磨削，工件由中心孔定位，在外圆磨床或万能磨床上加工。中心轮磨按进给方式的不同可分为纵磨法、横磨法、综合磨法和深磨法，见图4－1。图4－1外圆磨削方法(a)纵磨法；(b)横磨法；(c)综合磨法；(d)深磨法纵磨法适用于磨削长度与直径之比较大的工件。由于砂轮两端面边角承受的切削力