第七章《机械加工工艺基础》电子教案.ppt

1、第七章第七章 典型表面加工典型表面加工 7.1 7.1 旋转表面加工旋转表面加工7.2 7.2 平面加工平面加工7.3 7.3 螺纹加工螺纹加工7.4 7.4 齿形加工齿形加工 下一页7.1 旋转表面加工旋转表面加工 7.1.1 7.1.1 外圆表面加工外圆表面加工一、一、概述概述外圆表面是构成轴类、盘套类零件的主要表面。外圆表面是构成轴类、盘套类零件的主要表面。外圆表面的主要技术要求：外圆表面的主要技术要求：(1)(1)尺寸精度：包括外圆表面直径和长度的尺寸精度。一般尺寸精度：包括外圆表面直径和长度的尺寸精度。一般直径尺寸精度较高（直径尺寸精度较高（IT9IT9以上），而长度尺寸大多不注公差

2、以上），而长度尺寸大多不注公差（IT13IT13）。）。(2)(2)形状精度：指主要外圆表面的圆度、圆柱度及直线度等。形状精度：指主要外圆表面的圆度、圆柱度及直线度等。(3)(3)位置精度：主要指与其他外圆表面和孔的同轴度（或对位置精度：主要指与其他外圆表面和孔的同轴度（或对轴线的径向圆跳动），与端面的垂直度（或对轴线的端面圆轴线的径向圆跳动），与端面的垂直度（或对轴线的端面圆跳动）。跳动）。(4)(4)表面质量：包括表面粗糙度、表层硬度、残余应力等。表面质量：包括表面粗糙度、表层硬度、残余应力等。下一页7.1 旋转表面加工旋转表面加工二、二、外圆表面的加工方案及其选择外圆表面的加工方案及其选

3、择外圆表面常用的加工方法有车削、普通磨削、高精度磨削、外圆表面常用的加工方法有车削、普通磨削、高精度磨削、超精加工、研磨和抛光等。超精加工、研磨和抛光等。加工钢或铸铁，主要用于淬火钢。其中序号加工钢或铸铁，主要用于淬火钢。其中序号6 6、1111和和1212多用于多用于单件小批生产；单件小批生产；9 9主要用于电镀前的预加工；主要用于电镀前的预加工；1010多用于大批量多用于大批量生产。生产。7.1.2 7.1.2 内圆表面加工内圆表面加工一、一、概述概述内圆表面（即孔）是构成盘套类和支架箱体类零件的主要表内圆表面（即孔）是构成盘套类和支架箱体类零件的主要表面之一。面之一。下一页上一页7.1

4、旋转表面加工旋转表面加工二、二、内圆表面加工方案及其选择内圆表面加工方案及其选择内圆表面常用的加工方法有：钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉内圆表面常用的加工方法有：钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔、金刚镗、精密磨削、超精加工、珩磨、研磨及抛孔、磨孔、金刚镗、精密磨削、超精加工、珩磨、研磨及抛光等，此外还有电火花打孔、超声波穿孔及激光打孔等。光等，此外还有电火花打孔、超声波穿孔及激光打孔等。选择内圆表面加工方案应考虑零件的结构形状、孔径大小、选择内圆表面加工方案应考虑零件的结构形状、孔径大小、零件的材质和生产批量等。零件的材质和生产批量等。返回上一页7.2 平面加工平面加工 7.2.1 7.2.1

5、概述概述平面是盘类、板类、支架类、箱体、机座、床身及工作台等平面是盘类、板类、支架类、箱体、机座、床身及工作台等零件的主要表面之一。零件的主要表面之一。一、一、平面的技术要求平面的技术要求(1)(1)形状精度：平面规定平面度、直线度要求等；形状精度：平面规定平面度、直线度要求等；(2)(2)位置精度：平面与平面或孔之间的尺寸精度、平行度和位置精度：平面与平面或孔之间的尺寸精度、平行度和垂直度要求等；垂直度要求等；(3)(3)表面质量：平面的表面粗糙度、表层硬度、残余应力和表面质量：平面的表面粗糙度、表层硬度、残余应力和显微组织等。显微组织等。二、二、平面的分类平面的分类下一页7.2 平面加工平

6、面加工根据零件的功用可将平面分为以下几类：根据零件的功用可将平面分为以下几类：(1)(1)固定连接平面：如车床主轴箱与床身的连接面、支架与固定连接平面：如车床主轴箱与床身的连接面、支架与机座的连接面、箱体与箱盖的连接面等；机座的连接面、箱体与箱盖的连接面等；(2)(2)导向平面（滑动配合平面）：如各类机床的导轨面，它导向平面（滑动配合平面）：如各类机床的导轨面，它们之间有相对滑动，要求有良好的导向精度；们之间有相对滑动，要求有良好的导向精度；(3)(3)普通平面：非配合、非连接的平面；普通平面：非配合、非连接的平面；(4)(4)高精度平面：如量块、精密平板、平行垫铁、模具等的高精度平面：如量块

7、、精密平板、平行垫铁、模具等的工作面，其形状误差及表面粗糙度值要求都很小。工作面，其形状误差及表面粗糙度值要求都很小。下一页上一页7.2 平面加工平面加工7.2.2 7.2.2 平面加工方案及其选择平面加工方案及其选择平面的加工方法有车削、铣削、刨削、磨削、拉削、刮研、平面的加工方法有车削、铣削、刨削、磨削、拉削、刮研、研磨、超精加工、抛光等。研磨、超精加工、抛光等。选择平面的加工方案应根据零件的形状、尺寸、材料、技术选择平面的加工方案应根据零件的形状、尺寸、材料、技术要求、生产批量及现有生产条件来决定。要求、生产批量及现有生产条件来决定。小型精密平面可用研磨来加工，单件小批生产中常用手工研小

8、型精密平面可用研磨来加工，单件小批生产中常用手工研磨而大批量生产中则常用机器研磨；刮研常用于单件小批生磨而大批量生产中则常用机器研磨；刮研常用于单件小批生产中加工未淬火的大型精密平面。产中加工未淬火的大型精密平面。返回上一页7.3 螺纹加工螺纹加工 7.3.1 7.3.1 螺纹加工螺纹加工一、一、车螺纹车螺纹车螺纹是在卧式车床上用螺纹车刀进行加工的一种传统方法车螺纹是在卧式车床上用螺纹车刀进行加工的一种传统方法 普通螺纹车刀如普通螺纹车刀如图图7-17-1所示。所示。车螺纹生产效率低，加工质量主要取决于工人的技术水平、车螺纹生产效率低，加工质量主要取决于工人的技术水平、机床及刀具本身的精度。由

9、于此法通用性强，故适用于单件机床及刀具本身的精度。由于此法通用性强，故适用于单件小批量生产。小批量生产。为提高车螺纹的生产率，实际生产中还经常采用螺纹梳刀进为提高车螺纹的生产率，实际生产中还经常采用螺纹梳刀进行加工。如行加工。如图图7-27-2所示，常用的螺纹梳刀有三种：平体螺纹梳所示，常用的螺纹梳刀有三种：平体螺纹梳刀、棱体螺纹梳刀和圆体螺纹梳刀。刀、棱体螺纹梳刀和圆体螺纹梳刀。下一页图图7-1 几种常见的螺纹车刀几种常见的螺纹车刀 返回图图7-2 螺纹梳刀螺纹梳刀 返回7.3 螺纹加工螺纹加工二、二、铣螺纹铣螺纹铣螺纹多用于大直径、螺距较大的梯形螺纹和模数螺纹加工。铣螺纹多用于大直径、螺距

10、较大的梯形螺纹和模数螺纹加工。1 1 盘状铣刀铣螺纹盘状铣刀铣螺纹图图7-37-3所示为在万能卧铣上用盘状梯形螺纹铣刀铣削梯形螺纹。所示为在万能卧铣上用盘状梯形螺纹铣刀铣削梯形螺纹。2 2 梳形铣刀铣螺纹梳形铣刀铣螺纹如如图图7-47-4所示，加工时，梳形螺纹铣刀与工件轴线平行作高速所示，加工时，梳形螺纹铣刀与工件轴线平行作高速旋转运动并沿工件轴线移动。旋转运动并沿工件轴线移动。3 3 旋风法铣螺纹旋风法铣螺纹这是利用装在特殊旋转刀盘上的硬质合金刀头来高速铣削螺这是利用装在特殊旋转刀盘上的硬质合金刀头来高速铣削螺纹的加工方法，可以在专用铣床上进行，也可以在改装后的纹的加工方法，可以在专用铣床上

11、进行，也可以在改装后的普通车床上进行。如普通车床上进行。如图图7-57-5所示。所示。下一页上一页图图7-3 盘状铣刀铣螺纹盘状铣刀铣螺纹 返回图图7-4 梳形螺纹铣刀梳形螺纹铣刀 返回图图7-5 旋风铣螺纹旋风铣螺纹 返回7.3 螺纹加工螺纹加工三、三、攻螺纹、套螺纹攻螺纹、套螺纹攻螺纹和套螺纹是应用很广的一种加工方法，常用于加工中攻螺纹和套螺纹是应用很广的一种加工方法，常用于加工中小尺寸连接螺纹。攻螺纹使用的刀具为丝锥，套螺纹使用的小尺寸连接螺纹。攻螺纹使用的刀具为丝锥，套螺纹使用的刀具为板牙，如刀具为板牙，如图图7-67-6、图图7-77-7所示。所示。四、四、磨螺纹磨螺纹经过热处理之后

12、的精密螺纹一般在专用螺纹磨床上加工，如经过热处理之后的精密螺纹一般在专用螺纹磨床上加工，如各种螺纹刀具、螺纹量规、精密丝杠及滚刀等。各种螺纹刀具、螺纹量规、精密丝杠及滚刀等。1 1 单片砂轮磨削单片砂轮磨削图图7-87-8（a a）所示，砂轮的轴线与工件轴线夹角必须等于螺纹）所示，砂轮的轴线与工件轴线夹角必须等于螺纹升角，砂轮在螺纹轴向截面上的形状必须与牙槽相吻合，以升角，砂轮在螺纹轴向截面上的形状必须与牙槽相吻合，以获得正确的螺纹牙型。获得正确的螺纹牙型。2 2 多片组合砂轮磨削多片组合砂轮磨削 下一页上一页图图7-6 丝锥丝锥 返回图图7-7 板牙板牙 返回图图7-8 磨削螺纹磨削螺纹 返

13、回7.3 螺纹加工螺纹加工五、五、滚压螺纹滚压螺纹 1 1 滚丝轮滚压滚丝轮滚压如如图图7-97-9所示，加工时两个表面带有螺纹的滚轮同向等速旋转，所示，加工时两个表面带有螺纹的滚轮同向等速旋转，工件放置在两滚轮之间的支承板上，由两滚轮带动作自由旋工件放置在两滚轮之间的支承板上，由两滚轮带动作自由旋转。转。当动滚轮向定滚轮径向进给时，工件受挤压产生塑性变形而当动滚轮向定滚轮径向进给时，工件受挤压产生塑性变形而形成螺纹。形成螺纹。2 2 搓丝板滚压搓丝板滚压如如图图7-107-10所示，搓丝板由两块组成，其工作面的齿面为展开所示，搓丝板由两块组成，其工作面的齿面为展开螺纹，其截形与被加工螺纹截形

14、相同，旋向相反，上下搓丝螺纹，其截形与被加工螺纹截形相同，旋向相反，上下搓丝板的螺纹应错开半个螺距。板的螺纹应错开半个螺距。下一页上一页图图7-9 滚丝轮滚压螺纹滚丝轮滚压螺纹 返回图图7-10 搓丝板滚压螺纹搓丝板滚压螺纹 返回7.3 螺纹加工螺纹加工六、六、电火花加工螺纹电火花加工螺纹加工淬火钢、硬质合金及其他难加工导电材料的螺纹可采用加工淬火钢、硬质合金及其他难加工导电材料的螺纹可采用电火花加工方法。电火花加工方法。如如图图7-117-11所示的超细长螺杆，材料是所示的超细长螺杆，材料是1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti，长径比达，长径比达6767。采用车削和铣削等常规加工方法很难

15、解决。利用数控旋。采用车削和铣削等常规加工方法很难解决。利用数控旋转电加工机床，即可解决这一难题。其设备和装置如转电加工机床，即可解决这一难题。其设备和装置如图图7-127-12所示。所示。7.3.2 7.3.2 加工方案及选择原则加工方案及选择原则螺纹加工方案选择的主要依据是螺纹的精度等级、生产批量螺纹加工方案选择的主要依据是螺纹的精度等级、生产批量和热处理方法等。和热处理方法等。返回上一页图图7-11 超细长不锈钢螺杆超细长不锈钢螺杆 返回图图7-12 超细长螺杆的电火花超细长螺杆的电火花 返回7.4 齿形加工齿形加工 齿轮传动在机器和仪器中应用极为广泛，因而齿轮加工在切齿轮传动在机器和仪

16、器中应用极为广泛，因而齿轮加工在切削加工中占有很重要的地位。齿轮的功用是按照规定的速比削加工中占有很重要的地位。齿轮的功用是按照规定的速比传递运动和动力。传递运动和动力。按齿廓形状可分为渐开线、摆线和圆弧曲线等，通常采用渐按齿廓形状可分为渐开线、摆线和圆弧曲线等，通常采用渐开线齿形。常见齿轮传动类型如开线齿形。常见齿轮传动类型如图图7-137-13所示。所示。7.4.1 7.4.1 圆柱齿轮传动精度要求圆柱齿轮传动精度要求齿轮的制造精度应满足下列使用要求：齿轮的制造精度应满足下列使用要求：1 1 传递运动的准确性传递运动的准确性2 2 传递运动的平稳性传递运动的平稳性 3 3 载荷分布的均匀性

17、载荷分布的均匀性 4 4 传动侧隙的合理性传动侧隙的合理性 下一页图图7-13 常见齿轮传动类型常见齿轮传动类型 返回7.4 齿形加工齿形加工7.4.2 7.4.2 齿轮精度等级齿轮精度等级GB 100951988GB 100951988中，将圆柱齿轮的精度分为中，将圆柱齿轮的精度分为1212个等级，从个等级，从1 11212依次降低。其中依次降低。其中1 12 2级是远景精度级，级是远景精度级，3 35 5级是高精度级，级是高精度级，6 68 8级是中等精度级，级是中等精度级，9 91212级是低精度级。级是低精度级。齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作条件齿轮的制造精度和齿侧间

18、隙主要根据齿轮的用途和工作条件来确定。常用齿轮精度等级的适用范围见来确定。常用齿轮精度等级的适用范围见表表7-57-5。下一页上一页表表7-5 7-5 常用齿轮常用齿轮精度等级的适用范围精度等级的适用范围 返回7.4 齿形加工齿形加工7 7.4.3 4.3 常用的齿形加工方法常用的齿形加工方法齿轮的齿形加工按形成轮齿的加工原理可分为成形法和展成齿轮的齿形加工按形成轮齿的加工原理可分为成形法和展成法两种。法两种。1 1 成形法成形法 （仿形法）（仿形法）2 2 展成法展成法 （范成法）（范成法）利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动加工齿形的方法。常用利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动加工齿形的方法。常

19、用的滚齿、插齿、剃齿、珩齿及大部分磨齿等都属于这种方法。的滚齿、插齿、剃齿、珩齿及大部分磨齿等都属于这种方法。展成法加工精度和生产率较高，应用广泛，但需专门化展成法加工精度和生产率较高，应用广泛，但需专门化机机床。床。下一页上一页7.4 齿形加工齿形加工7.4.4 7.4.4 常用的齿形精加工方法常用的齿形精加工方法一、一、剃齿剃齿剃齿是对未淬火齿轮进行精加工的方法。剃齿刀剃齿是对未淬火齿轮进行精加工的方法。剃齿刀(见见图图7-147-14)与被切齿轮相当于一对轴线交叉的螺旋齿轮无侧隙的自由啮与被切齿轮相当于一对轴线交叉的螺旋齿轮无侧隙的自由啮合。合。二、二、珩齿珩齿珩齿是用珩磨轮在珩齿机上对

20、齿形进行精加工的方法。其加珩齿是用珩磨轮在珩齿机上对齿形进行精加工的方法。其加工原理与剃齿相同。工原理与剃齿相同。珩磨轮是用金刚砂或白刚玉磨料与环氧树脂溶化后浇注或热珩磨轮是用金刚砂或白刚玉磨料与环氧树脂溶化后浇注或热压而成的螺旋齿轮，如压而成的螺旋齿轮，如图图7-167-16所示。所示。下一页上一页图图7-14 剃齿刀剃齿刀 返回图图7-16 珩磨轮珩磨轮 返回7.4 齿形加工齿形加工三、三、磨齿磨齿磨齿是用砂轮在磨齿机上精加工齿形的方法。磨齿是用砂轮在磨齿机上精加工齿形的方法。磨齿方法可分为成形法和展成法两种。磨齿方法可分为成形法和展成法两种。1 1 成形法磨齿成形法磨齿如如图图7-177

21、-17所示利用成形砂轮对齿轮的齿槽进行磨削即成形法所示利用成形砂轮对齿轮的齿槽进行磨削即成形法磨齿。磨齿。2 2 展成法磨齿展成法磨齿展成法磨齿常用的有锥形砂轮磨齿和双碟形砂轮磨齿。展成法磨齿常用的有锥形砂轮磨齿和双碟形砂轮磨齿。图图7-187-18所示为锥形砂轮磨齿，是把砂轮的工作面修整成假想所示为锥形砂轮磨齿，是把砂轮的工作面修整成假想齿条的齿形，磨削时，砂轮与被磨齿轮保持齿条与齿轮的强齿条的齿形，磨削时，砂轮与被磨齿轮保持齿条与齿轮的强制啮合运动关系，从而获得渐开线齿形制啮合运动关系，从而获得渐开线齿形 。下一页上一页图图7-17 成形法磨齿成形法磨齿 返回图图7-18 锥形砂轮磨齿锥形

22、砂轮磨齿 返回7.4 齿形加工齿形加工7.4.5 7.4.5 齿形加工方案及其选择齿形加工方案及其选择常见的齿形切削加工方法有铣齿、滚齿、插齿、剃齿、珩齿常见的齿形切削加工方法有铣齿、滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等；少无切削加工方法有冷挤齿和精锻齿轮等；特种和磨齿等；少无切削加工方法有冷挤齿和精锻齿轮等；特种加工方法有电解加工和线切割齿轮等。加工方法有电解加工和线切割齿轮等。齿形加工方案选择的主要依据是齿轮的精度等级、生产批量齿形加工方案选择的主要依据是齿轮的精度等级、生产批量和热处理方法等。和热处理方法等。下一页上一页返回复习思考题复习思考题1 1 简述螺纹加工的主要方法及特点。简述螺纹加工的主要方法及特点。2 2 简述齿形加工的主要方法及特点。简述齿形加工的主要方法及特点。返回上一页