最新典型表面加工分析
典型轴类零件加工
典型表面加工实验（轴类零件加工）一、实验目的1.掌握轴类零件加工的工艺；2.学会用车床车削轴类零件的方法。
二、基本知识概述1. 轴类零件加工的工艺分析(1)轴类零件加工的工艺路线1)基本加工路线外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。
① 粗车—半精车—精车对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。
② 粗车—半精车—粗磨—精磨对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。
③ 粗车—半精车—精车—金刚石车对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。
④ 粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。
2)典型加工工艺路线轴类零件的主要加工表面是外圆表面，也还有常见的特特形表面，因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求，按经济精度选择加工方法。
对普通精度的轴类零件加工，其典型的工艺路线如下：毛坯及其热处理—预加工—车削外圆—铣键槽—（花键槽、沟槽）—热处理—磨削—终检。
(1)轴类零件的预加工轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。
校直毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值，(2) 轴类零件加工的定位基准和装夹1）以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。
中心孔不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。
当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。
2）以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶）用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。
第4章典型表面加工
第4章典型表面加工分析·1·第4章典型表面加工分析机器是由零件组成的，零件表面的结构形状各式各样，常见的典型表面有以下几种：外圆表面、内孔表面、平面、成形表面、螺纹表面等。
这些表面按其在机器中的作用不同，即完成的功能不同，可分为两类：一是功能性表面，二是非功能性表面。
功能性表面与其他零件表面有配合要求，它的精度和表现质量在机器运转中起重要作用，决定着机器的使用性能，设计时需视其功能要求确定合理的精度和表面质量要求。
非功能性表面与其他零件表面无配合要求，其加工精度和表面质量要求不高。
零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法也不一样，但无论何种表面，在设计其加工工艺时，都需遵循以下两个基本原则：1. 粗、精加工分开为保证零件表面的加工质量和生产效率，需将粗、精加工分开，以达到各自的目的与要求。
粗加工的目的是要求生产率高，在尽量短的时间内切除大部分余量，并为进一步加工提供定位基准及合适的余量。
粗加工时，由于背吃刀量和进给量较大，产生的切削力和所需夹紧力也较大，故工艺系统的受力变形较大。
又因粗加工切削温度高，也将引进工艺系统较大的热变形。
此外，毛坯有内应力存在，还会因切除较厚一层金属，使内应力重新分布而发生变形。
这都将破坏已加工表面的精度。
精加工的目的是对零件的主要表面进行最终加工，使其获得符合精度和表面粗糙度要求的表面。
因此，只有粗、精加工分开，在粗加工后再进行精加工，才能保证工件表面的质量要求。
另外，先安排粗加工，可及时发现毛坯的缺陷（如铸铁的砂眼、气孔、裂纹、局部余量不足等），以便及时报废或修补充，避免继续加工造成浪费。
2. 几种不同加工方法相配合实际生产中，对于某一种零件的加工，往往不是在一台机床用一种加工方法完成的，而要根据零件的尺寸、形状、技术要求和生产批量，结合各种加工方法的工艺方法特点和适用范围及现有设备条件，综合考虑生产效率和经济效益，拟定合理的加工方案，将几种加工方法相配合，逐步完成零件各种表面的加工。
金属工艺学第五章 典型表面加工的方案分析
2．参考方案 ① 外圆 32f7(IT7，Ra1.6 m)：粗车—调质—半精车—磨削；车 床和磨床；均用双顶尖装夹；外圆车刀和砂轮。 ② 外圆 28h6(IT6， Ra0.4m):粗车—调质—半精车—粗磨—精 磨；车床和磨床；均用双顶尖装夹；外圆车刀和砂轮。 ③ 齿形M(8GM，Ra1.6 m):滚齿—齿面淬火—珩齿；滚齿机 和珩齿机；滚齿机上采用三爪卡盘－顶尖装夹，在珩齿机 上采用双顶尖装夹；滚刀和珩磨轮。 ④ 平键槽N(槽宽尺寸IT9，槽侧 Ra3.2 m )：铣键槽；立式铣 床或键槽铣床；平口虎钳或轴用虎钳装夹；键槽铣刀。
(3)载荷分布的均匀性 即要求齿轮啮合时，齿面接触良 好，以免引起应力集中，造成齿面局部磨损，影响齿轮的使 用寿命。
(4)传动侧隙 即要求齿轮啮合时，非工作齿面间应具有 一定的间隙，以便贮存润滑油，补偿因温度变化和弹性变形 引起的尺寸变化以及加工和安装误差的影响。否则，齿轮传 动在工作中可能卡死或烧伤。
3、是否热处理及热处理方法
① 挡块(调质240HBS)：粗铣(或粗刨)—调质—半精铣(或半 精刨)—精铣(或精刨)。
② 平行垫铁(淬火50HRC)：粗铣(或粗刨)—半精铣(或半精 刨)—淬火—磨。
四、根据零件材料的性能选择
例1：两种阀杆外圆加工方案。 ① 45钢阀杆( 25h4,Ra0.05 m)
二、齿轮齿形加工方法的分析
齿形加工是齿轮加工的核心和关键，目前制造齿轮主要 是用切削加工，也可以用铸造或辗压(热轧、冷轧)等方法。 铸造齿轮的精度低、表面粗糙；辗压齿轮生产率高、力学性 能好，但精度仍低于切齿，未被广泛采用。
用切削加工的方法加工齿轮齿形，按加工原理的不同， 可以分为如下两大类：
(1)成形法(也称仿形法) 是指用与被切齿轮齿间形状相符 的成形刀具，直接切出齿形的加工方法，如铣齿、成形法磨 齿等。
外圆表面加工方法
外圆表面加工方法一、车削加工。
1.1 车削是外圆表面加工中最为常见的方法之一。
就像一个熟练的厨师切菜一样，车刀在工件上稳稳地切削。
车削能够高效地去除大量材料，对于那些尺寸较大、精度要求不是特别高的外圆表面来说，车削就像是一个大力士，轻松搞定。
比如说加工一些普通的轴类零件，车削能快速地把毛坯加工成接近最终尺寸的形状。
而且车削的设备相对简单，操作也比较容易上手，对于初入机械加工行业的小年轻来说，就像入门的敲门砖，先从车削开始学习加工工艺是很不错的选择。
1.2 车削加工还可以通过调整刀具的角度、切削速度等参数来提高加工精度。
这就好比一个经验丰富的老司机，根据不同的路况调整车速和驾驶方式。
不过车削加工在精度上还是有一定的局限性，对于那些超高精度的外圆表面，车削可能就有点力不从心了，就像让一个短跑运动员去跑马拉松，虽然也能跑，但不是专长。
二、磨削加工。
2.1 磨削加工那可就是外圆表面加工中的精细活了。
磨削就像是给工件做一次精致的美容，把表面打磨得光滑无比。
它使用砂轮作为切削工具，砂轮就像一把超级细腻的锉刀。
对于那些精度要求极高、表面粗糙度要求很小的外圆表面，磨削是不二之选。
比如在加工高精度的轴类零件用于航空航天设备时，磨削加工就像一个技艺精湛的工匠，精心雕琢着每一个细节。
2.2 磨削加工虽然精度高，但它的加工效率相对较低，而且成本也比较高。
这就像买奢侈品一样，东西好但是价格贵。
不过在一些对精度要求极高的领域，成本和效率就得往后稍稍了，毕竟质量才是关键。
就像俗话说的“好货不便宜，便宜没好货”，想要高质量的外圆表面，就得接受磨削加工的这些小缺点。
2.3 磨削加工还有不同的类型，像外圆磨床、无心磨床等。
外圆磨床就像一个传统的老工匠，规规矩矩地对工件进行磨削。
而无心磨床则有点像一个灵活的小机灵鬼，不需要工件有严格的中心定位就能进行磨削，对于一些批量生产的小型轴类零件特别适用。
三、铣削加工。
3.1 铣削加工外圆表面相对来说用得比较少，但也有它独特的地方。
外圆表面的加工方法
外圆磨削
.磨削的工艺特点 精度高、表面粗糙度小(外圆IT7~IT5、表面粗糙度Raμm) 堵塞 自锐性 背向力大、磨削温度高
二、外圆磨削 3.工件装夹 外圆表面磨削一般在外圆磨床或无心外圆磨床上进行，也可采用砂带磨床磨削。 在外圆磨床上磨削工件外圆时，轴类零件常用顶尖装夹，其方法与车削时基本相同，但磨床所用顶尖不随工件一起转动。
横磨法生产效率高，适用于成批或大量生产中，磨削长度短、刚性好、精度低的外圆表面及两侧都有台肩的轴颈。若将砂轮修整成形，也可直接磨邻之间有5~15mm的搭接，每段上留有0.01~0.03mm的精磨余量，精磨时采用纵磨法。这种磨削方法综合了纵磨和横磨法的优点，适用于磨削余量较大（余量0.7~0.6mm）的工件。
外圆磨削
外圆磨削方法 综合磨法
二、外圆磨削 2.外圆磨削方法
④深磨法
磨削时，采用较小的纵向进给量（1~2mm/r）和较大的吃刀深度（0.2~0.6mm）在一次走刀中磨去全部余量。为避免切削负荷集中和砂轮外圆棱角迅速磨钝，应将砂轮修整成锥形或台阶形，外径小的台阶起粗磨作用，可修粗些；外径大的起精磨作用，修细些。深磨法可获得较高精度和生产率，表面粗糙度值较小，适用于大批大量生产中，加工刚性好的短轴。
5.1外圆表面加工 一、外圆车削 1.工件的装夹 ⑤花盘弯板
5.1外圆表面加工 一、外圆车削 1.工件的装夹
⑤花盘弯板
1外圆表面加工 外圆车削 工件的装夹 附件
2.外圆车削方法
粗车
半精车
精车
切削用量
ap
大
很小
f
较大
很小
vc
低
高速或低速
刀具角度
γo
小
大
αo
小
典型表面加工
第6章 典型表面的机械加工方法
应加上醒目标志。 15)刀具、量具及工具要放置在固定位置， 便于操作时使用，用后放回原处。主轴箱盖上不 应放置任何物品。 16)不允许在卡盘及床身导轨上敲击或校直 工件，床面上不准放置工具或工件。装夹、找正 较重工件时，应用木板防护床面。下班时，若工 件不卸下，应用千斤顶支撑。 17）卸卡盘时，床面上应垫上木板，以保护 导孰、床身。 18）工作结束后，要及时切断电源，清除切 屑，保养机床，清扫环境及整理工作场地。 ⒉车床的操作 ⑴启动 打开电源总开关，按床鞍上的启动
第6章 典型表面的机械加工方法
2）刀架手柄2 转动刀架手柄2可旋松、旋转 或旋紧刀架，如图6-2所示。 3）小滑板操纵手柄3 转动手柄3可以使小滑 板前、后移动，如图6-2所示。 4）中滑板操纵手柄4 转动手柄4可使中滑板 横向移动，如图6-2所示。 5）开合螺母手柄5 丝杠将它转到“合”的 位置可以车螺纹（此时机动进给手柄处在中间位 置），将他它转至“开”的位置，开合螺母于脱 离旋合，如图6-2所示。 6）机动进给手柄6 纵向自动进给时将手柄 下压，横向自动进给时将手柄上提，手动进给时 处于中间位置，如图6-2所示。 7）主轴操纵手柄7 操纵手柄7向上、居中、
⑸移动尾座和尾座套筒 1）移动尾座 向上转动手柄2，松开尾座， 可调整其前后位置，以适应支撑不同长度工件的 需要。调整完毕后，向下转动手柄2，将尾座锁 紧在床面上，如图6-3所示。 2）移动尾座套筒 转动手柄1将套筒松开， 然后转动手轮3，即可改变套筒的前、后位置， 调整至所需长度后，反向转动手柄1，将套筒锁 紧，如图6-3所示。
第6章 典型表面的机械加工方法
⒊车刀的刃磨 ⑴车刀的刃磨步骤 车刀刃磨方法有机械刃 磨和手工刃磨两种。90º 硬质合金车刀刃磨步骤如 下：
002车工典型表面的加工(四大件)
锥度的常用车削方法: 锥度的常用车削方法:
（1）转动小刀架法 （2）偏移尾架法 （3）靠模法 （4）宽刀法 （5）数控法
• 刀具用样板安装，以保证刀尖分角线与工件轴线垂 刀具用样板安装，
直
车床运动调整和工件的安装
• 首先根据螺距大小确定手柄位 •
置，脱开光杠进给机构，改由 脱开光杠进给机构， 丝杠进给，调整好转速。 丝杠进给，调整好转速。 车削过程中，工件必须装夹牢 车削过程中， 固，以防止工件因未夹牢而导 致牙型或螺距的不正确。 致牙型或螺距的不正确。
图6-19
（２）偏移尾架法
工件安装在前后顶尖之间,将后顶尖向前 (或向 后)移动一个偏移量s，使锥面的母线平行于车刀 的进给方向，利用车刀纵向进给，则可加工出所 需的锥面．如图6-20所示。尾架偏移是采用 sina≈tga的近似方法来计算，即： s≈L*tga/2=L*c/2=L(D-d)/2l 由于s较小，中心孔与顶尖配合不良，故一般用 于车削小锥体的长锥面． 因此当圆锥半角a/2＞６°时误差就较大，且移 动量过大后中心孔与顶尖配合变坏，使工件装夹 中心孔与顶尖配合变坏，使工件装夹 不可靠．
加工特型面的方法： 加工特型面的方法：
（１）双手控制法 （２）样板刀法 （３）靠模板法
（１）双手控制法
左手摇动中刀架手柄，右手摇动小刀架手柄， 左手摇动中刀架手柄，右手摇动小刀架手柄， 两手配合， 两手配合，使刀尖所走过的轨迹与所需的特形面 的曲线相同。如图3-19所示。 所示。 的曲线相同。如图 所示 当车好以后，如果表面粗糙度达不到要求， 当车好以后，如果表面粗糙度达不到要求， 可用砂布或锉刀进行抛光． 可用砂布或锉刀进行抛光． 优点：不需要其它附加设备 优点： 缺点：不容易将工件车得很光整， 缺点：不容易将工件车得很光整，需要较高的 操作技术， 操作技术，生产率也很低
典型轴类零件加工工艺分析
典型轴类零件加工工艺分析Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】阶梯轴加工工艺过程分析图6—34为减速箱传动轴工作图样。
表6—13为该轴加工工艺过程。
生产批量为小批生产。
材料为45热轧圆钢。
零件需调质。
（一）结构及技术条件分析该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。
根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。
（二）加工工艺过程分析1．确定主要表面加工方法和加工方案。
传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。
由于该轴主要表面M,N,P,Q 的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（μm），最终加工应采用磨削。
其加工方案可参考表3-14。
2．划分加工阶段该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。
各加工阶段大致以热处理为界。
3．选择定位基准轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。
因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。
而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。
但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。
（2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。
为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。
①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔；②当轴有圆柱孔时，可采用图6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度；当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同；③当轴通孔的锥度较大时，可采用带锥堵的心轴，简称锥堵心轴，如图6—35b 所示。