切削加工工艺基础 第4讲 典型表面的加工方法精品文档88页
各种表面的加工方法PPT教案
孔加工方案分析
1、粗车 2、粗车—半精车 3、粗车—半精车—磨 粗车—半精车—粗磨式半精磨 4、粗车—半精车—粗磨—精磨 5、粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨 6、粗车—精车—精细车(有色金属)
第46页/共105页
（1）在实体材料上加工孔，首先钻孔。 对于已经铸出或锻出的孔，首先扩孔或镗孔。
各种表面的加工方法
会计学
第1页/共105页
1
常见表面加工方案选择
选择表面加工方案时，要掌握如下三点： 1.要掌握选择表面加工方案的5条依据，即表面的 尺寸精度和粗糙度Ra值，所在零件的结构形状和 尺寸大小、热处理情况、材料的性能以及零件的 批量等。 2.掌握三种表面加工方案框图。
第2页/共105页
2、刀具：铰刀：φ10～100 常用 φ10～40
3、设备：钻床、镗床、车床、铣床 。
第31页/共105页
4、铰削特点
（1）精度高，表面粗糙度小。 （2）铰孔纠正位置误差的能力很差，位置精
度需由前工序保证。 （3）铰刀是定径刀具，易保证铰孔质量。 （4）铰削的适应性差。 （5）铰削可加工钢、铸铁和有色金属零件，
1、精度：IT10～IT9，Ra：6.3～ 3.2μm 。属半精加工。
2、刀具：扩孔钻。规格： Φ10～ 100mm，常用Φ 15～50mm。
3、设备：钻床、车床、镗床、铣床。 4、特点：
（1）导向性好，切削平稳。 （2）刚性好。 （3）切削条件好。
第30页/共105页
（三）、铰孔
1、分类 （1）粗铰：IT8～IT7， Ra：1.6～ 0.8μm。 （2）精铰：IT7～IT6， Ra：0.4～ 0.2μm。
第25页/共105页
内圆加工方法
第四节 切削加工过程
T
CT V f
5 2.25
a
0.75 p
影响刀具耐用度的因素 切削用量：切削量中影响最大的是切削速度c ，其次 是f，ap影响最小。 工件材料 CT 刀具材料及几何角度 T 5 2.25 0.75 其它因素 V f a
p
一般：硬质合焊接车刀耐用度大约60；高速钢钻头耐 用度为80~120min;硬质合金铁铣刀耐用度120~180min;齿 轮刀具耐用度200~300min
因此，总切削力F:
F Fc Fp Ff
2 2
2
在基面内切削力分解：
Fp Fr cos Kr
Ff Fr sin Kr
Fr是总切削力在基面的分力。
3、影响切削力的因素： 工件材料：材料成分、组织和力削性能是影响切削力的 主要因素。强度、硬度、塑性、韧性越大切削力越大；
切削用量：影响最大的是ap ，其次是f，切削速度 c 最 小，Fc与ap 是1：1，f影响70~80%， c 影响积屑瘤的存 在，有积屑瘤时F明显减小。
（二）、切屑的种类和形状
(1)切屑的形成Chip formation 金属材料受刀具作用后,经过 弹性变形→弹-塑性变形→挤压分 离 三阶段,沿刀具前刀面滑出形成 切屑
(2)切屑的种类：由 于加工材料和切削条 件的不同，产生的切 屑主要有三种类型： 节状（挤裂）切屑：上表面锯齿状，下表面光滑的连续 切屑，较低 vc ，较大ap ，f 加工中等硬度塑性金属时产 生。
断屑方式：在工件上撞断，在刀具上撞断，卷成发条屑挤 断，卷成螺卷屑、甩断
（四）、积屑瘤
积屑瘤BUE：切削塑性金属时在前刀面上会粘有一个楔块，这 块金属称为积屑瘤。在切屑刃附近，由于塑性变形，硬度比工 件材料高2~3倍。
零件表面的切削加工成形方法.
1.零件表面的切削加工成形方法在切削加工过程中，机床上的刀具和工件按一定的规律作相对运动，通过刀具对工件毛坯的切削作用，切除毛坯上多余金属，从而得到所要求的零件表面形状。
机械零件的任何表面都可以看作是一条线（称为母线）沿另一条线（称为导线）运动的轨迹。
如图所示，平面是由一条直线（母线）沿另一条直线（导线）运动而形成的；圆柱面和圆锥面是由一条直线（母线）沿着一个圆（导线）运动而形成的；普通螺纹的螺旋面是由“∧”形线（母线）沿螺旋线（导线）运动而形成的；直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面是渐开线（母线）沿直线（导线）运动而形成的等等。
母线和导线统称为发生线。
切削加工中发生线是由刀具的切削刃与工件间的相对运动得到的。
一般情况下，由切削刃本身或与工件相对运动配合形成一条发生线（一般是母线），而另一条发生线则完全是由刀具和工件之间的相对运动得到的。
这里，刀具和工件之间的相对运动都是由机床来提供。
2.机床的运动机床在加工过程中，必须形成一定形状的发生线（母线和导线），才能获取所需的工件表面形状。
因此，机床必须完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。
此外，还有多种辅助运动。
（1）表面成形运动表面成形运动按其组成情况不同，可分为简单成形运动和复合成形运动二种。
如果一个独立的成形运动是单独的旋转运动或直线运动构成的，则此成形运动称为简单成形运动。
例如，用车刀车削外圆柱面时工件的旋转运动B1产生圆导线，刀具纵向直线运动A2产生直线母线，即加工出圆柱面。
运动B1和A2是两个相互独立的表面成形运动，因此，用车刀车削外圆柱时属于简单成形运动。
如果一个独立的成形运动，是由两个以上的旋转运动或（和）直线运动，按某种确定的运动关系组合而成，则此成形运动称为复合成形运动。
例如，用螺纹车刀车削螺纹表面时，工件的旋转运动B11和车刀的直线运动A12按规定作相对运动，形成螺旋线导线，三角形母线（由刀刃形成，不需成形运动）沿螺旋线运动，形成了螺旋面。
零件表面的切削加工成形方法
零件表面的切削加工成形方法零件表面可看成是一条母线沿着另一条导线运动的轨迹。
母线与导线统称为形成表面的生线。
切削加工时，详细实现这两根生线的是刀具的切削刃与工件的相对运动，并通过此运动将工件的表面切削成形。
图2-11中，可将直线或曲线1视为母线，将绕O-O轴心旋转所形成的圆或按肯定方向移动所形成的直线（或曲线）2视为导线。
需要指出的是：① 虽然母线相同，导线也相同，但若两者间原始相对位置不同，则所形成的表面也就不同，如图2-11中b）及c)。
② 在某些状况下，母线、导线没有严格的区分，特殊是对于自由曲面（图2-11f）更是如此。
不同的加工运动、不同的切削刀刃外形，形成生线的方式不同，形成零件表面的方法也不同，可归纳为以下四种表面成形方法。
1）轨迹法工件表面的生线（母线和导线）均由轨迹运动生成。
2）成型法工件的一条生线是通过刀刃的外形直接获得的。
3）相切法工件的一条生线是刀刃运动轨迹的包络线。
4）范成法又称展成法，其工件的一条生线也是刀刃运动轨迹的包络线，且包络线需通过刀具与工件之间的范成运动来生成。
各种形式的齿轮、链轮大多数采纳范成法加工。
1。
零件典型表面的切削成形方法
第十一章零件典型表面的切削成形方法机械产品都是由零件组成的。
尽管机械零件的种类很多，形状各异，但都是由一些最基本的几何表面（外圆、孔、平面等）组成的，而每种表面又有不同的加工方法。
由于不同加工方法的加工质量、加工时间、加工费用是不相同的，正确选择加工方法对保证产品质量，提高生产率和经济性有着重要意义。
本章将介绍组成零件的几种典型表面的加工方法和加工方案，并进行了分析比较，为学习第十二章（机械加工工艺过程）打下必要的知识基础。
第一节外圆表面加工外圆表面是轴、套、盘等回转体类零件最基本的组成表面之一。
其主要技术要求一般包括尺寸精度、表面粗糙度，重要的表面还包括圆度、圆柱度等形状精度，以及同轴度、圆跳动量、全跳动量等位置精度。
外圆表面常用的加工方法有车削、磨削、研磨和超级光磨等。
一、外圆表面的车削（一）常用车床类型及应用范围1．普通车床在各种车床中，该机床用得较多，所占的比例较大。
其主要特点是通用性强，加工内容广，但生产率低，因此适用于单件小批加工。
2．六角车床由于该机床的回轮（或转塔）刀架能安装较多数量的刀具，并有轴向、径向定距切削装置，因此，不仅适合加工较复杂的回转类零件，并且生产率也明显高于普通车床，因此适用于较大批量加工较复杂的中小型零件。
3．自动、半自动车床这两类车床由于自动化程度高，故生产率亦高。
但是由于在每种零件加工前需要设计、制造专用靠模、凸轮等自动控制元件，调整也较复杂费时，生产准备周期长，因此适用于大批量生产。
4．立式车床该机床适于加工直径大而长度短的大型盘、套类零件，在重型机械制造部门应用较多。
5．数控车床该机床不仅具有加工过程自动化、效率高的特点，而且具有改变加工对象只需改变其控制程序即可的特点。
因此，该机床与一般自动、半自动机床相比具有很大的灵活性、适应性，数控机床已达到较广泛的应用。
但由于该机床技术复杂，造价高，故仅适用于中小批量加工形状较复杂的回转体类零件。
（二）车床上常用夹具及应范围1．三爪自定心卡盘这是车床上最常用的夹具，所谓自定心是指在平面螺纹驱动下，能保证三个卡爪同步径向移动，可自动定心且夹紧迅速。
典型表面加工方法
思考题： 1 、成形表面有哪些加工方法？ 2 、 P224 ： 8 、 9
展成法加工成形面
三、齿面加工方法 有屑加工和无屑加工两类 1. 成形法齿轮加工 如成形铣齿、成形磨齿
。 2. 展成法齿轮加工 （ 1 ）滚齿加工 （视频） （ 2 ）插齿加工 （视频） （ 3 ）剃齿加工 （视频） （ 4 ）珩齿加工 （ 5 ）磨齿加工
成形铣齿、成形磨齿
展成法加工齿轮
四、齿面加工方案（ P223 ：表 11.5 ） 例： 7 级淬火的齿轮，其加工方案如何确定
a ）轨迹法 b ）成形法
c ）相切法
零件表面成形方法
d ）展成法
成形铣齿、成形磨齿
磨削成形面
图 9.8 同廓式拉削图形
2. 轨迹法加工成形面 （ 1 ）仿形法加工 ( 即靠模法 , 如凸轮加工 ) （ 2 ）轨迹合成法 ( 下图 )
a ）轨迹法 b ）成形法
c ）相切法
零件表面成形方法
d ）展成法
3. 数控加工法 用于三维型腔曲面加工。应用数控机床的三
轴或多轴联动可方便加工。 4. 展成法加工成形面 展成法是齿轮加工的主要方法。
展成法加工原理
展成法：利用一对齿轮的啮合原理进行加工 的。加工时刀具与工件按照一对齿轮的啮 合传动关系作相对运动（即展成运动）， 刀具齿形的运动轨迹包络出工件的齿形。
第四节成形表面加工一成形表面的类型展成法零件表面成形方法仿形法加工即靠模法如凸轮加工轨迹合成法下图展成法零件表面成形方法数控加工法用于三维型腔曲面加工
第四节 成形表面加工
一、成形表面的类型
（ 1 ）回转表面
a
（ 2 ）直线成形面 b;d方法） 1. 用成形刀具加工 （ 1 ）车削成形面 （ 2 ）铣削成形面 （ 3 ）磨削成形面 ( 如下图 ) （ 4 ）成形面刨削与拉削
典型表面加工方法
3、内孔表面加工方法
钻孔
扩孔
铰孔
镗孔
磨削加工
动画
中心内圆磨削
动画15 行星内圆磨削
动画16 无心内圆磨削
非圆孔的加工 拉削、插削、特种加工（电火花、超声波、激光打孔）
内孔表面加工特点：
1）刀具尺寸受被加工孔径限制， 刀杆细、刚性差，容易偏斜；
2）刀具工作部分处于加工表面包 围之中，切削液很难进入切削区， 散热、冷却、排屑条件差，测量也 不方便。
◆ 拉刀的类型及用途
1）按加工表面的不同，可分为：内拉刀和外拉刀
a)圆拉刀
b)花键拉刀
c)四方拉刀
d)键槽拉刀
a)平面拉刀
b)齿槽拉刀
c)直角拉刀
◆ 半精车 （1）在粗车之后进行的，目的是进一步提高工件的精度和降 低表面粗糙度。 （2）加工精度可达ITl0~IT11，表面粗糙度为Ra2.5~10μm。 （3）可作为磨削或精车前的预加工，或中等精度表面的最终 加工。
ap
f vc
较小
较小 中等或高速
◆ 精车 （1）作为高精度外圆表面的终加工，主要目的是达到零件表面的 加工要求。 （2）加工精度可达IT8～IT7，表面粗糙度可达Ra1.25～2.5μm （3）用于较高精度外圆的终加工或作为光整加工的预加工。
前导部——起引导作用，防止拉刀进入工件孔后发生歪斜，并 可检查拉削孔径是否符合要求。 切削部——它担负主要的切削工作，其刀齿尺寸逐渐增大，又 分为粗切齿与精切齿两部分。有的拉刀在粗切齿与精切齿之间 还有过渡齿。
校准部——用于校准与修光被切削表面，起到提高工件加工精 度和表面质量的作用。其刀齿尺寸不变。当切削部分的刀齿经 过刃磨尺寸变小后，前几个校准齿依次变成切削齿，所以校准 齿还具有精切齿的后备作用。 后导部——它能在拉削终了前保持拉刀的后几个刀齿与工件间 具有正确的相对位置，防止工件偏斜。 后柄部——只有当拉刀又长又重时才需要，用于支撑拉刀、防 止拉刀下垂。尾部的直径视拉床托架尺寸而定，其长度一般应 不小于20mm。
切削加工工艺
切削加工工艺1. 引言切削加工是一种常见的金属加工方法，广泛应用于制造业领域。
切削加工工艺涉及到刀具的选择、刀具路径的规划、切削参数的确定等方面的内容。
本文将介绍切削加工工艺的基本原理和常见的操作技巧。
2. 切削加工原理切削加工是通过切削刀具对金属工件进行切削，去除工件上的材料，以达到所需的形状和尺寸。
切削加工的原理主要包括下面几个方面：•切削刀具的选择：根据工件材料的硬度、切削目标以及生产效率等因素，选择合适的切削刀具，如铣刀、车刀、钻头等。
•切削路径规划：在切削过程中，需要确定刀具路径以及切削的方向，以确保切削质量和加工效率。
•切削参数的确定：切削参数包括切削速度、进给速度、切削深度等，这些参数的选择需要考虑工件材料、切削刀具以及加工质量要求等因素。
•切削润滑：在切削加工过程中，润滑剂的使用可以减少摩擦，并防止切削过程中产生的热量损坏工件和刀具。
3. 切削加工操作技巧3.1 选择合适的切削刀具在切削加工工艺中，选择合适的切削刀具是至关重要的。
以下是一些常见的切削刀具及其适用范围：•铣刀：用于在平面、曲面上进行铣削加工，可分为面铣刀、侧铣刀、直铣刀等。
•车刀：主要用于车削工艺中，分为外圆车刀和内圆车刀。
•钻头：用于钻孔操作，有直柄钻头、螺纹钻头等各种类型。
3.2 设计合理的切削路径切削路径的设计对于加工质量和效率具有重要影响。
在设计切削路径时，需要注意以下几点：•避免重复切削：避免在同一位置进行多次切削，以防止工件表面出现划痕。
•合理分配切削负荷：在切削路径中，应合理分配切削负荷，以避免切削过程中产生过大的热量导致刃口磨损。
•最小化切削次数：尽量减少切削次数，以提高加工效率。
3.3 确定合适的切削参数切削参数的选择对于切削加工工艺具有重要意义。
以下是一些常见的切削参数及其影响因素：•切削速度：切削速度过高会导致刀具过热，速度过低会降低加工效率。
•进给速度：进给速度的选择与加工质量要求以及切削刀具的特性密切相关。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ra0.8-0.2 IT5
超精 Ra0.1-0.05 加工 IT5
砂带 Ra0.4-0.1 磨削 IT6-5
应用： 1. 除有色金属零件的外圆； 2. 零件结构适宜磨削的外圆；特别适合淬火处理的外圆
外圆加工方案三
特种加工
旋转电火花
Ra6.3-0.8 IT8－6
超声波套料
外圆加工方案一
车削类
粗车
Ra25-12.5 IT 12-11
半精车
Ra6.3-3.2 IT 10-9
精车
Ra1.6-0.8 IT 8-6
调质
Ra0.1-0.008 IT5-3
研磨
金刚 石车
Ra0.8-0.2 IT6-5
应用：
1. 中等精度的盘套、 短轴销类零件的 外圆；
2. 有色金属零件 的外圆；
Ra6.3-3.2
Ra1.6-0.8 IT 8-7
Ra25-12.5
IT 10-9
IT 12-11
调质
淬火
精磨
Ra0.4－0.2 IT 7－6
Ra0.1－0.008 IT6－4
研磨
精密磨
超精 加工
Ra0.1－0.05 IT5
Ra0.2-0.025 IT5
应用：淬硬或不淬硬钢件上的孔
内圆加工方案三
钻-扩-铰类
3.材料性能
黑色金属、淬火黑色金属、有色金属
4.热处理类型
正火、淬火、调质、时效等
5.生产批量
单件小批生产、批量生产、大批大量生产
1.零件结构决定加工方案
1.零件结构决定加工方案
1.零件结构决定加工方案
2.精度等级决定加工方案
3.材料性能决定加工方案
3.材料性能决定加工方案
4.材料热处理要求决定加工方案
3. 零件结构不宜 磨削的外圆。
外圆加工方案二
车磨类
粗车 半精车
Ra1.6-0.8 IT 8-6
精车
Ra25-12.5 IT 12-11
Ra6.3-3.2 IT 10-9
粗磨
调质
Ra0.8-0.4
淬火 IT8-7
精磨
Ra0.4-0.2 IT6-5
研磨 抛光
精密 磨削
Ra0.1-0.008 IT5-3
内圆加工方案四
拉削类
Ra25-12.5 IT 12-11
钻孔
粗车 粗镗
粗拉
Ra1.6-0.8 IT 8－7
Ra25-12.5
IT 12-11 调质
精拉
Ra0.8-0.4 IT 7－6
应用：大批量生产的、除淬硬钢以外的、结构适宜拉削的孔
内圆加工方案五
特种加工
Ra3.2-0.4
电火花穿孔
Ra1.6—0.1
典型表面的加工方案选择
表面加工方案的选择原则 常见表面的加工方案
外圆、孔、平面
典型成形面－齿轮
加工方法 加工方案
一、表面加工方案的选择原则
1.零件/型面类型（结构形状和尺寸）
外圆、内圆、平面、特殊表面（齿轮） 回转体、非回转体
2.加工精度（IT、Ra）
粗糙、中等、精度较高、精密、超精密
Ra25-12.5 IT 12-11
钻孔
粗车 粗镗
扩孔
Ra6.3-3.2 IT 10-9
Ra25-12.5 IT 12-11
调质
粗铰
Ra1.6-0.8 IT 8-7
精铰
Ra0.4－0.2 IT 7－6
研磨
Ra0.1－0.008 IT6－4
应用： 1. 中等批量、不淬硬钢件上的孔； 2. 各种批量的小孔（D<15mm）和细长孔(L/ D>5)。
研磨
金刚镗 珩磨
Ra0.4－0.05 IT6－4
Ra0.8-0.2 IT7－6
应用：除淬硬钢件以外，孔径φ>15mm的各种零件上的孔
内圆加工方案二
车（镗）磨类
Ra1.6-0.8 IT 8－7
Ra25-12.5 IT 12-11
Ra6.3-3.2 IT 10-9
浮动镗
钻孔
半精镗
粗磨
粗车 粗镗
半精车
4.材料热处理要求决定加工方案
5.生产批量决定加工方案
生产类型
单件生产
批量 生产
小批 中批 大批
大量生产
零件的年产量(生产纲领)（件）
重型零件 中型零件 轻型零件
<5
<10
<100
5~100
10~200
100~500
100~300 200~500 500~5000
300~1000 500~5000 5000~50000
超声波穿孔
高硬导电材料上的型孔、小孔和深孔 硬脆非金属材料上的型孔、小孔和深孔
激光打孔
各种难加工材料上的小孔和微细孔
应用：各种难加工材料上的孔
典型内圆加工原则
2.内圆加工方案
依圆的技术要求
尺寸、形状、位置精度、表面质量
内圆加工特点
类型多、加工难
内圆加工方法
钻、扩、铰、车、镗、拉、磨、珩磨或研磨及滚压 特种加工
内圆面(孔)加工VS外圆面加工
1) 孔加工所用的刀具(或磨具)的尺寸受被加工孔的直径的限制，刀具的刚性差，容易 产生弯曲变形及振动；孔的直径越小，深度越大，这种影响越显著。
>1000
>5000
>50000
5.生产批量决定加工方案
5.生产批量决定加工方案
二、常见表面加工方案选择
外圆 内圆 平面 齿型表面
1.外圆表面加工方案选择
依附的零件
基本表面；轴类、盘套类零件
外圆的技术要求
尺寸、形状、位置精度、表面质量
外圆加工方法
车、磨、超精加工、特种加工（旋转电火花和 超声波套料）
2) 大部分孔加工刀具为定尺寸刀具，孔的直径取决于刀具的直径，刀具的制造误差 及磨损将影响孔的加工精度。
3) 加工孔时，切削区在工件的内部，排屑条件、散热条件都差。因此，孔的加工精 度和表面质量都不容易控制。
加工内圆面要比加工同样要求的外圆面困难。当一个零件要求内圆面与外圆面必须保 持某一正确关系时，应先加工内圆面，再以内圆面定位加工外圆面，以保证达到加工要 求。
Ra1.6-0.8 IT8－6
应用：各种难加工材料上的外圆
齿轮轴加工实例
典型外圆加工情况
黑色金属－不淬火
方案一 或 方案二 精度决定最终加工方法，不论批量如何
黑色金属－淬火
方案二（精度决定最终加工方法，不论批量如何）
有色金属
方案一（精度决定最终加工方法，不论批量如何）
特殊材料
高硬度金属：旋转电火花 硬脆非金属：超声波套料
内圆加工方案一
车（镗）类
Ra25-12.5 IT 12-11
钻孔
Ra6.3-3.2 IT 10-9
半精镗
粗车 半精车
粗镗
Ra6.3-3.2
Ra25-12.5
IT 10-9
IT 12-11
调质
Ra1.6-0.8 IT 8-7
精车 精镗
Ra1.6-0.8 IT 8-7
Ra0.4－0.008 IT6－4