第三章机械制造中一些典型加工方法

第三章机械制造中一些典型加工方法河南科技大学机械设计专业§1切削用量的概念与车削、钻削§2铣削、拉削和镗削§3磨削§4光整加工§5齿面加工一.切削用量的概念与车削、钻削1.1工件表面待加工表面已加工表面过渡表面一.切削用量的概念与车削、钻削本章重点：掌握切削用量的概念切削三要素熟悉和掌握齿轮加工方法和加工机床熟悉常规的表面加工方法1.2切削运动主运动：工件相对于刀具形成切削的运动进给运动：使切削持续形成所需表面的运动1）切削速度2）进给量f进给速度vf=fn3）切削深度ap（吃刀量）1.3切削用量（三要素）1000wwcndv1.4切削用量的选择选择原则：1）选择尽可能大的切削深度，一般取切削余量值；2）在工艺系统强度和刚度允许的条件下选择所允许的最大进给量；3）选取最佳的切削速度；4）校验机床功率1.5车削车削应用：•外圆、内孔、端面、螺纹和内外回转体成形表面的加工。1.5车削粗车：IT12~11，Ra12.5~6.3mm半精车：IT10~8，Ra6.3~3.2mm精车：IT8~7，Ra3.2~0.8mm精细车：IT6~7，Ra0.8~0.2mm低精度表面的终加工，高精度表面预加工中等精度表面的终加工，磨削或其他精加工工序的预加工较高精度表面的终加工，精细加工或光整加工的预加工小的表面粗糙度高精度表面的终加工，磨削性不好的有色金属零件的加工低切削速度高大进给量、吃刀量小曲轴轴颈的车拉削每一个刀片在一次循环中只参加一次车削，散热冷却充分；加工余量被分配到每一刀片上，切削量很小，易于保证加工精度和延长刀具使用寿命；可同时车拉曲柄臂侧平面、轴颈轴肩、轴颈外圆、圆角和沉割槽，可省去粗磨工序，效率高。小贴士1对于磨削加工性能不好的有色金属零件的加工，常采用精细车，一般使用（）等超硬材料车刀进行加工。a)高速钢b)硬质合金c)立方氮化硼d)金刚石小贴士2车削能够适用于（）。a)外圆、内孔、端面;b)螺纹、内外回转体;b)成形表面;c)切断。1.6钻、扩、铰孔钻削：IT12~11，Ra50~12.5mm扩孔：IT11~10，Ra6.3~3.2mm铰孔：IT8~7，Ra1.6~0.14mm钻削钻削无横刃，轴向力较小容屑槽浅，强度刚性高刀齿数多，导向性好副切削刃，修光能力好切削速度高；扩孔铰孔刚性、导向性好；切削余量小；有修光和挤压作用；切削速度低组合孔加工刀具钻、扩复合复合铰孔加工常见的问题与展望切屑的排除、深孔冷却；微细孔、长径比大的深孔加工；高质量孔的光整加工小贴士对于孔加工，下述加工方法，加工质量和精度有低到高的顺序为（）。a)钻-扩-铰b)钻-铰-扩c)扩-钻-铰d)铰-扩-钻第二节铣削、拉削和镗削河南科技大学机械设计专业一、铣削二、拉削三、细镗一.铣削方法一般用于面、槽类加工分清：立铣卧铣受力方向曲轴连杆轴颈铣削曲轴缓慢旋转铣刀盘快速旋转曲轴旋转和刀盘径向进给以一定的运动关系联动二、拉削•拉削是使用拉削刀具进行加工的一种能保证良好质量与生产效率的切削加工方法，能达到公差等级IT7~8,粗糙度Ra0.16~1.25mm。1.拉刀结构2.拉削特点1）能保证加工面良好的质量•切削力很大，切削速度低；•切削发热少，切削温度低；•拉刀有修光刃，机床运动、传动简单2）能保证高的生产效率•切削轨迹短，行程效率高；•一次行程完成粗、精加工；3）无法保证位置精度3.拉削工艺性要求•防止容屑槽堵塞——划伤表面、刀刺挤裂或崩刃；•同时工作的齿数要适当3~6——少时工作不平稳，加工表面会产生环状波纹或啃刀痕，短工件可组合一起拉削。过多时拉刀受力过大易断裂；•被拉削孔、面对端面应有一定的垂直度要求——防止拉刀受大的弯曲应力、一般要采用球面自位支承；•材料塑性大，拉削后表面质量差；•工件要求有良好的刚性；•拉削孔径（10~75mm）、长度（3~4D）要适当。三.镗削1.组合机床镗孔1组合机床镗孔2细镗•用经过仔细刃磨而且几何角度合适的金刚石或硬质合金刀具，在高速下切削很小的面积的一种镗孔方法。2.1.细镗的特点（1）切削速度高，切削面积小，所以切削力小，发热少，能保证良好的加工精度IT6~7，小的粗糙度Ra0.08~1.25mm。（2）生产效率高于内圆磨削2.2.细镗工艺性要求•细镗对振动很敏感，机床刚性要好，除选用带传动、液压进给系统外，可采用消振镗杆；•镗刀杆旋转，工件进给——易增加平稳性；•镗刀杆悬伸较长时，要加导向支承；•适当提高镗孔前的加工精度，减小误差复映；•镗杆回转轴线与工件进给方向不一致时，镗出的孔会成椭圆形。第二节磨削河南科技大学机械设计专业试用在汽车拖拉机制造业中，磨床约占25%；对淬硬材料精加工；易于实现自动化，有利于提高生产率。一.磨削的工艺特点1)砂轮磨料的硬度高，耐热性好，能加工一般刀具不能切削的硬材料、淬硬表面；2)能去除极薄的金属层，具有较强的误差修正能力，精度IT6-5，Ra0.1um；3)磨削速度高达60m/s，CBN砂轮可达到120-180m/s；4)磨削消耗能量大，瞬时温度可达1000度，表面易产生残余应力和烧伤、裂纹。二、常见磨削方法外圆磨削——外圆磨床：纵向进给、横向进给；内圆磨削——内圆磨床平面磨削——平面磨床：周边磨削、端面磨削；无心磨削——无心磨床专用磨削——凸轮轴磨床、曲轴磨床等常见的磨削方法对比见表三、影响磨削表面质量的因素河南科技大学机械设计专业试用1)磨粒刻划痕迹：砂轮速度愈高、进给愈小、粗糙度愈小；2)金属塑性变形；3)高温引起的热效应：烧伤(氧化)4)工艺系统的振动5)可采用快速点磨工艺第三节光整加工河南科技大学机械设计专业光整加工方法：1.珩磨2.研磨：机械、手工3.超精加工：很细的油石超精研一、珩磨•磨粒很细的油石，在一定压力下，低速进行的光整加工，多用于加工圆柱孔。1.珩磨工具——珩磨头2.珩磨时的运动：珩磨头的旋转运动（影响表面粗糙度）与轴向往复运动（影响生产效率）3.珩磨工艺特点1)良好的表面质量：•工件表面形成螺旋形痕迹；•珩磨头有很大的径向刚度，因此工作平稳，不会出现振动；•珩磨余量小，冷却润滑充分，因此切削温度低，加工破坏层浅。2）能获得较好的形状精度•油石对工件表面施加压力会根据孔径大小变化自动调节。3）不能修正孔轴线位置误差与直线度误差•珩磨头和机床主轴浮动连接4）影响珩磨生产效率与表面质量的因素•珩磨头两种运动速度；•油石硬度、磨料粒度；•油石对孔壁的压力；•冷却液的选用是否恰当；5）平顶珩磨二、超精加工/超精研在适度的压力作用下细粒度的油石、磨条、砂带对工件表面精整、光整加工；切削速度低，冷却润滑充分，表面变质层浅、质量好；主要减小表面粗糙度值，提高零件的实际接触面积到80%