第三章外圆表面加工
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机械制造技术基础(第2版)第三章课后习题答案
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第三章机械制造中的加工方法及装备3-1 表面发生线的形成方法有哪几种答：（p69-70）表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法、展成法。
具体参见第二版教材p69图3-2。
3-2 试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动，哪些运动是进给运动答：如图3-20（p87），外圆磨削砂轮旋转n c是主运动，工件旋转n w、砂轮的横向移动f r、工作台往复运动f a均为进给运动。
3-3机床有哪些基本组成部分试分析其主要功用。
答：（p70-71）基本组成部分动力源、运动执行机构、传动机构、控制系统和伺服系统、支承系统。
动力源为机床运动提供动力；运动执行机构产生主运动和进给运动；传动机构建立从动力源到执行机构之间的联系；控制和伺服系统发出指令控制机床运动；支承系统为上述部分提供安装的基础和支承结构。
3-4什么是外联系传动链什么是内联系传动链各有何特点答：外联系传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。
如铣床、钻床传动链；内联系传动链：执行件和执行件之间的传动联系。
如车螺纹、滚齿的传动链。
外联系传动链两端没有严格的传动关系，而内联系传动链两端有严格的传动关系或相对运动要求。
3-5 试分析提高车削生产率的途径和方法。
答：（p76）提高切削速度；采用强力切削，提高f、a p；采用多刀加工的方法。
3-6 车刀有哪几种试简述各种车刀的结构特征及加工范围。
答：（p77）外圆车刀（左、右偏刀、弯头车刀、直头车刀等），内、外螺纹车刀，切断刀或切槽刀，内孔车刀（通孔、盲孔车刀、）端面车刀、成形车刀等。
顾名思义，外圆车刀主要是切削外圆表面；螺纹车刀用于切削各种螺纹；切断或切槽车刀用于切断或切槽；内孔车刀用于车削内孔；端面车刀切断面；成形车刀用于加工成形表面。
3-7试述CA6140型卧式车床主传动链的传动路线。
答：（p82）CA6140型卧式车床主传动链的传动路线：3-8 CA6140型卧式车床中主轴在主轴箱中是如何支承的三爪自定心卡盘是怎样装到车床主轴上去的答：（p83-84）3-9 CA6140型卧式车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动的答：如教材图3-17和3-18所示，操纵手柄向上，通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向右滑移，拨动摆杆10使拉杆向左，压紧左边正向旋转摩擦片，主轴实现正转；若操纵手柄向下，通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向左滑移，拨动摆杆10使拉杆向右，压紧右边反向旋转摩擦片，主轴反转。
模具制造工艺学练习习题-第三章模具零件的机械加工
模具制造工艺学练习习题-第三章模具零件的机械加工第三章模具零件的机械加工一、填空题1．构成导柱和导套的基本表面，都是回转体表面，按照它们的结构尺寸和设计要求，可以直接选用适当尺寸的作坯料。
2．导柱外圆常用的加工方法有、、及等。
3．对有色金属材料的外圆的精加工，不宜采用精磨，原因是、，影响加工质量。
4．在导柱的加工过程中，外圆柱面的车削和磨削都足以两端的中心孔定位，这样可使外圆柱面的基准与基准重合。
5．导柱在热处理后修正中心孔，目的在于过程中可能产生的变形和其它缺陷，获得精确定位，保证形状和位置精度要求。
6．修正中心孔可以采用、和等方法，可以在、或专用机床上进行。
7．用研磨法修正中心孔，是用代替，在被研磨的中心孔表面加研磨剂进行研磨。
8．研磨导套常出现的缺陷是。
9．外圆表面磨削的方法有和。
10．拉孔是用拉刀加工工件内表面的高效率的精加工方法。
拉孔精度一般为，粗糙度为。
11．模座加工主要是加工和加工。
为了使加工方便和易于保证加工技术要求，在各工艺阶段应先，再以定位加工。
12．平面的加工方法主要有、、、、和等。
13．冷冲模主要零件的机械加工，除普通的车、铣、刨、磨削等一般切削加工之外，还常常使用和加工。
14．单型孔凹模上的孔在热处理前可采用、等方法进行粗加工和半精加工，热处理后在上精加工。
15．压印锉修是利用的凸模、凹模或另外制造的工艺冲头作为，垂直放置在——的对应刃口或工件上，施以压力，以压印基准件的切削与挤压作用，在工件上压出印痕，再按此印痕修整而作出刃口或工件。
16．采用压印锉修加工的凸模在压印前应经过加工，沿刃口轮廓留0.2mm左右的单面加工余量，余量厚度应尽量，以防压印时产生偏斜。
17．压印加工可在和压印机上进行。
18．刨模机床主要用于加工的凸模和冲头等零件。
19．采用成形刨加工时，凸模根部应设计成形，而凸模的安装配合部分则可设计成或。
20．在模具制造中，成形磨削可对热处理淬硬后的或进行精加工，因此可消除对模具精度的影响。
第三章常用的加工方法综述(第三次课)
磨削时采用切削液的作用：
（1）冷却和润滑作用。 （2）冲洗砂轮的作用。
磨削时采用切削液的种类：
（1）磨削钢件时，广泛应用的切削液是苏打水或乳化液。 （2）磨削铸铁、青铜等脆性材料时，一般不加切削液，而用吸尘器清除尘屑。
5. 表面变形强化和残余应力严重
及时修整砂轮，施加充足的切削液，增加光磨次数，都可在一定程度上减 少表面变形强化和残余应力。
砂轮硬度的选用原则：
•工件材料硬，应选用软砂轮，以便砂轮磨钝磨粒及时脱落，露出锋利的
新磨粒继续正常磨削；
•工件材料软，因易于磨削，磨粒不易磨钝，砂轮应选硬一些。
但对于有色金属、橡胶、树脂等软材料磨削时，由于切屑容易堵塞砂 轮，应选用较软砂轮。
•粗磨时，应选用较软砂轮； •精磨、成形磨削时，应选用硬一些砂轮，以保持砂轮的必要形状精度。
粒度表示磨粒的大小程度。
粒度的表示方法有两种：
（1）以磨粒所能通过的筛网上每英寸长度上的孔数作为粒度。
粒度号为4～240 号，粒度号越大，则磨料的颗粒越细。
（2）粒度号比240号还要细的磨粒称为微粉。微粉的粒度用实测的 实际最大尺寸，并在前冠以字母“W”来表示。
粒度号为W63～W0.5，例如W7，即表示此种微粉的最大尺寸为7μm～5μm， 粒度号越小，微粉颗粒越细。
（3）深磨法只适用于大批大量生产中加工刚度较大的短轴。
2、在无心外圆磨床上磨外圆
无心外圆磨削是工件不定回转中心的磨削，为一种生产率很高的精 加工方法。 磨削时，工件置于磨轮和导轮（用橡胶结合剂作的粒度较粗的砂轮） 之间，靠托板支撑。由于不用顶尖支撑，所以称无心磨削。 无心外磨削主要适用于大批大量生产销轴类零件，特别适合于磨削细长的光轴。
2. 砂轮有自锐作用
第三章磨床基础知识
2020年4月23日星期四
适用于：那些不宜用卡盘夹紧的薄壁，而其内外同心 度要求较高的且外圆表面已经精加工工件。如轴承环 类型的零件。
特点：加工精度高、自动化程度高，适用于大批量生产
（4）平面磨削
对于精度要求高的平面以及淬火零件的平面加工， 需要采用平面磨削方法。
分类：
● 按照砂轮的工作面不同
圆周（即砂轮轮缘）磨削
包括内圆磨床、行星式内圆磨床、无心内 圆磨床等。
主要用于轴套类零件和盘套类零件内孔表 面及端面的磨削。
（3）平面磨床 包括卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床
、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等。 主要用于各种零件的平面及端面的磨削。
（4）工具磨床 包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床、丝锥沟槽
磨床等。
（7）其它磨床 包括珩磨机、研磨机、砂带磨床、超精加工机
床、砂轮机等
在生产中应用最多的是外圆磨床，内圆磨床、 平面磨床、无心磨床四种。
万能外圆磨床
无心外圆磨床
普通外圆磨床
头架
往复工 作台
砂轮架
内圆磨床 无心内圆磨床
平面磨床
工具磨床
曲轴磨床
螺纹磨床
研磨机
抛光机
砂轮机
5、磨床的主要加工范围及方法
工作原理：砂轮和导轮的旋转方向相同，但由 于砂轮的圆周速度大（约为导轮的70～80倍）， 通过切向切削力带动工件旋转，但导轮（用摩 擦系数较大的树脂或橡胶作粘接剂制成的刚玉 砂轮）则依靠摩擦力限制工件旋转，使工件的 圆周线速度基本上等于导轮的线速度，从而在 砂轮和工件间形 成很大速度差产 生磨削作用。改 变导轮的转速， 便可以调节工件 的圆周进给速度。
第三章磨床基础知识
2020年4月23日星期四
磨工工艺-第三章-磨削用量
工件圆周速度是表示工件被磨削表面上任意一点，在每分钟内所走 过的路程，用μw表示，计算式为
式中dw—工件外圆直径（mm）；
w
dwnw
1000
nw—工件转速（r/min）；
Vw—工件圆周速度（m/min）。
工件的圆周速度远低于砂轮的圆周速度，一般为5～30m/min。
在实际生产中，工件直径是已知的，加工时通常需要确定工件的转速，为此 可将上式变换为
nw—工件转速（r/min）；
μf—工作台纵向速度（m/min）。
❖ 四、横向进给量
外圆磨削时，在每次行程结束后，砂轮在纵向进给方向上的移动量，叫做横向进给量，
用apo表示。他是衡量磨削深度大小的参数，又称背吃刀量。其尺寸从垂直于进给方向
运动测量。
计算公式为 式中D—进给前工件直径（mm）； d—进给后工件直径（mm）； ap—横向进给量（mm）。
❖ 一、砂轮的圆周速度
砂轮外圆表面上任一磨粒在单位时间内所经过的磨削路程，称为砂轮的圆 周速度，用μ0表示。此速度也即磨削主运动速度。μ0的单位为m/s，按 下式计算：
0
Dono
1000 60
式中Do—砂轮直径（mm）； no—砂轮转速（r/min） Vo—砂轮的圆周速度（m/s）。
❖ 二、工件圆周速度
ap D d 2
外圆磨削时，横向进给量很小，一般取0.005～0.04mm，精磨时取小值，粗磨时取大值。 切削速度、进给量、背吃刀量通常称为“切削三要素”磨削时应合理选择。 磨削用量的选择原则是：粗磨时以提高生产效率为主，选大的背吃刀量和纵向进给量；精
磨时以保证精度和表面粗糙度要求为主，选择较小的背吃刀量和纵向进给量。同时还要 考虑磨床、工件等具体情况，在综合分析确定。
第三章磨床介绍
2018/10/21 14
（五）砂轮架的横向进给机构（图3-9）
功用：用于实现砂轮架的间隙或连续的横向进给 ƒa，调整和快移。 对该机构的要求：很高的定位精度、很高的进给 精度，微量进给时，避免产生爬行。 （ａ）工件直径尺寸的控制 定位：被加工工件直径至尺寸时，刻度盘上的固 定销碰固定在床身上的定位块。 补偿：补偿磨削过程中砂轮直径减小，对工件直 径的影响靠定位调整。
2018/10/21 3
第三章
磨床种类：
（1）外圆磨床 （2）内圆磨床 （3）平面磨床 （4）工具磨床 （5）刀具刃磨床 （6）专门化磨床
磨床
普通、万能、无心外圆磨床 等。 普通、无心、行星式内圆磨床 等。 卧轴(立轴)矩台(圆台)平面磨床 等。 工具曲线磨床 、钻头沟槽磨床等。 万能工具磨床 、拉刀、滚刀磨床等。 曲轴、花键轴 、齿轮、螺纹磨床等。
###
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第三节 其它磨床简介
一、平面磨床
用途：主要用于磨削各种平面。 平面磨床磨削方式： 用砂轮的轮缘（圆周）磨削，砂轮主轴为水平（卧轴），图a、d，磨削 精度较高，可得到较光洁的加工表面，但生产率较低。
用砂轮的端面磨削，砂轮主轴竖直（立轴），图b、c）。
工作台型式：矩形、圆形两种。前者适宜加工长工件（图a、b），但工 作台作往复运动，较易发生振动；后者适宜加工短工件或圆工件的端面 （图c），如磨轴承套圈的端面，工作台连续旋转，无往复冲击。 平面磨床分为四类：卧轴矩台式、立轴矩台式、立轴圆台式和卧轴圆台 式。
工件中心高出的距离约为工件直径的15～25％。但是，高出的距离过大， 导轮对工件的向上方向垂直分力也随着增大，磨削时易引起工件跳动，影 响加工表面的粗糙度，所以，高出的距离不得过大。
（五）砂轮架的横向进给机构（图3-9）
功用：用于实现砂轮架的间隙或连续的横向进给 ƒa，调整和快移。 对该机构的要求：很高的定位精度、很高的进给 精度，微量进给时，避免产生爬行。 （ａ）工件直径尺寸的控制 定位：被加工工件直径至尺寸时，刻度盘上的固 定销碰固定在床身上的定位块。 补偿：补偿磨削过程中砂轮直径减小，对工件直 径的影响靠定位调整。
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第三章
磨床种类：
（1）外圆磨床 （2）内圆磨床 （3）平面磨床 （4）工具磨床 （5）刀具刃磨床 （6）专门化磨床
磨床
普通、万能、无心外圆磨床 等。 普通、无心、行星式内圆磨床 等。 卧轴(立轴)矩台(圆台)平面磨床 等。 工具曲线磨床 、钻头沟槽磨床等。 万能工具磨床 、拉刀、滚刀磨床等。 曲轴、花键轴 、齿轮、螺纹磨床等。
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第三节 其它磨床简介
一、平面磨床
用途：主要用于磨削各种平面。 平面磨床磨削方式： 用砂轮的轮缘（圆周）磨削，砂轮主轴为水平（卧轴），图a、d，磨削 精度较高，可得到较光洁的加工表面，但生产率较低。
用砂轮的端面磨削，砂轮主轴竖直（立轴），图b、c）。
工作台型式：矩形、圆形两种。前者适宜加工长工件（图a、b），但工 作台作往复运动，较易发生振动；后者适宜加工短工件或圆工件的端面 （图c），如磨轴承套圈的端面，工作台连续旋转，无往复冲击。 平面磨床分为四类：卧轴矩台式、立轴矩台式、立轴圆台式和卧轴圆台 式。
工件中心高出的距离约为工件直径的15～25％。但是，高出的距离过大， 导轮对工件的向上方向垂直分力也随着增大，磨削时易引起工件跳动，影 响加工表面的粗糙度，所以，高出的距离不得过大。
第三章 常用金属切削加工方法
插床主要用于加工工件的内表面，如内
孔中键槽及多边形孔等，有时也用于加
工成形内外表面
二、拉 削
指在拉床上用拉刀进行加工的方法， 拉削可以认为是刨削的进一步发展。
它是利用多齿的拉刀，逐齿依次从工件 上切下很薄的金属层，使表面达到较高 的精度和较小的粗糙度值。
拉削时，一般由拉刀作低速直线运动， 被加工表面在一次走刀中形成
第三章 常用金属切削加工方法
车削加工 钻削和镗削加工 刨削和拉削加工 铣削加工 磨削加工
概述
机械零件种类繁多，但其形状都是由一些基本表面 组合而成。零件的最终成形，实际上是由一种表面 形式向另一种表面的转化，包括不同表面的转化、 不同尺寸的转化及不同精度的转化。转化过程的实 现，主要依靠运动。不同切削运动（主运动和进给 运动）的组合便形成了不同的切削加工方法。常用 的切削加工方法有车削、钻削、镗削、刨削、铣削、 磨削等，对某一表面的加工可采用多种方法，只有 了解了各种加工方法的特点和应用范围，才能合理 选择加工方法，进而确定最佳加工方案
在实际生产中,钻_扩_铰是较精密孔的典型加工工艺
三、镗孔
在镗床上完成孔加工的过程，叫镗孔。
工件安装在工作台上，工作台可作横向和纵向进给， 并能旋转任意角度。镗刀装在主轴或转盘的径向刀 架上，通过主轴箱可使主轴获得旋转主运动、轴向 进给运动，主轴箱还可沿立柱导轨上下移动。
镗削加工所用的刀具
单刃镗刀 浮动镗刀(V=0.08～0.13m/s)
3）减小背吃刀量，增加进给次数，以降低切削力。 （2）偏心工件的车削 偏心工件主要包括偏心轴和偏心套。如图3-8 （3）曲轴的车削 如图3-9
（二）车端面及台阶
（三）孔加工 （四）车槽及切断 （五）圆锥面的车削 常用圆锥面车削的方法有： 宽刀法，小刀架转位法，偏移尾座法和靠模法。
孔中键槽及多边形孔等，有时也用于加
工成形内外表面
二、拉 削
指在拉床上用拉刀进行加工的方法， 拉削可以认为是刨削的进一步发展。
它是利用多齿的拉刀，逐齿依次从工件 上切下很薄的金属层，使表面达到较高 的精度和较小的粗糙度值。
拉削时，一般由拉刀作低速直线运动， 被加工表面在一次走刀中形成
第三章 常用金属切削加工方法
车削加工 钻削和镗削加工 刨削和拉削加工 铣削加工 磨削加工
概述
机械零件种类繁多，但其形状都是由一些基本表面 组合而成。零件的最终成形，实际上是由一种表面 形式向另一种表面的转化，包括不同表面的转化、 不同尺寸的转化及不同精度的转化。转化过程的实 现，主要依靠运动。不同切削运动（主运动和进给 运动）的组合便形成了不同的切削加工方法。常用 的切削加工方法有车削、钻削、镗削、刨削、铣削、 磨削等，对某一表面的加工可采用多种方法，只有 了解了各种加工方法的特点和应用范围，才能合理 选择加工方法，进而确定最佳加工方案
在实际生产中,钻_扩_铰是较精密孔的典型加工工艺
三、镗孔
在镗床上完成孔加工的过程，叫镗孔。
工件安装在工作台上，工作台可作横向和纵向进给， 并能旋转任意角度。镗刀装在主轴或转盘的径向刀 架上，通过主轴箱可使主轴获得旋转主运动、轴向 进给运动，主轴箱还可沿立柱导轨上下移动。
镗削加工所用的刀具
单刃镗刀 浮动镗刀(V=0.08～0.13m/s)
3）减小背吃刀量，增加进给次数，以降低切削力。 （2）偏心工件的车削 偏心工件主要包括偏心轴和偏心套。如图3-8 （3）曲轴的车削 如图3-9
（二）车端面及台阶
（三）孔加工 （四）车槽及切断 （五）圆锥面的车削 常用圆锥面车削的方法有： 宽刀法，小刀架转位法，偏移尾座法和靠模法。
外轮廓加工 数控车床编程
数控加工刀具及切削用量选择
三、程序编制
（下一页续表）
续表
外圆和端面加工误差分析
（下一页续表）
续表
在FANUC 0i系统中加工该零件。
零件图
第二节 车削圆弧面
1.掌握G02、G03指令的应用。 2.掌握G40、G41、G42指令的应用。 3.能正确合理地安排圆弧加工工艺路线。
一、G02/G03——顺圆加工/逆圆加工 1. 指令格式
第三章 外轮廓加工
在数控车床上经常加工类似中间轴的轴类零件，其外表面多为 外圆、端面、锥面及圆弧轮廓加工，是零件加工的基本步骤和 前期工步。
中间轴
第一节 车削外圆/端面及外锥面 第二节 车削圆弧面 第三节 外圆粗车复合循环G71/G70的应用 第四节 端面粗车复合循环G72/G70的应用 第五节 仿形切削粗车复合循环G73/G70
就会造成“欠切”或“过切”现象，产生加工表面的形状误差。
刀尖圆弧对加工产生的影响——车削锥面
消除车削加工产生误差的方法：采用刀具半径补偿功能。 编程时只需按工件轮廓编程，执行刀具半径补偿后，刀具自动 补偿误差值，从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状和尺寸的影 响。
（2）刀尖方位号 对应每个刀具补偿号，都有一组偏置量X、Z，刀尖圆弧半径 补偿量R和刀尖方位号TIP。
（2）在调用新刀具前或更改刀具补偿方向时，中间必须取消 前一个刀具补偿，避免产生加工误差。
（3）在G41或G42程序段后面加G40程序段，便可以取消刀尖 圆弧半径补偿。
程序的最后必须以取消偏置状态结束，否则刀具不能在终点定 位，而是停在与终点位置偏移一个矢量的位置上。
（4）G41、G42、G40是模态代码。 （5）在G41方式中，不要再指定G42方式，否则补偿会出错； 同样，在G42方式中，不要再指定G41方式。 （6）在使用G41和G42之后的程序段中，不能出现连续两个或 两个以上的不移动指令，否则G41和G42指令会失效。
三、程序编制
（下一页续表）
续表
外圆和端面加工误差分析
（下一页续表）
续表
在FANUC 0i系统中加工该零件。
零件图
第二节 车削圆弧面
1.掌握G02、G03指令的应用。 2.掌握G40、G41、G42指令的应用。 3.能正确合理地安排圆弧加工工艺路线。
一、G02/G03——顺圆加工/逆圆加工 1. 指令格式
第三章 外轮廓加工
在数控车床上经常加工类似中间轴的轴类零件，其外表面多为 外圆、端面、锥面及圆弧轮廓加工，是零件加工的基本步骤和 前期工步。
中间轴
第一节 车削外圆/端面及外锥面 第二节 车削圆弧面 第三节 外圆粗车复合循环G71/G70的应用 第四节 端面粗车复合循环G72/G70的应用 第五节 仿形切削粗车复合循环G73/G70
就会造成“欠切”或“过切”现象，产生加工表面的形状误差。
刀尖圆弧对加工产生的影响——车削锥面
消除车削加工产生误差的方法：采用刀具半径补偿功能。 编程时只需按工件轮廓编程，执行刀具半径补偿后，刀具自动 补偿误差值，从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状和尺寸的影 响。
（2）刀尖方位号 对应每个刀具补偿号，都有一组偏置量X、Z，刀尖圆弧半径 补偿量R和刀尖方位号TIP。
（2）在调用新刀具前或更改刀具补偿方向时，中间必须取消 前一个刀具补偿，避免产生加工误差。
（3）在G41或G42程序段后面加G40程序段，便可以取消刀尖 圆弧半径补偿。
程序的最后必须以取消偏置状态结束，否则刀具不能在终点定 位，而是停在与终点位置偏移一个矢量的位置上。
（4）G41、G42、G40是模态代码。 （5）在G41方式中，不要再指定G42方式，否则补偿会出错； 同样，在G42方式中，不要再指定G41方式。 （6）在使用G41和G42之后的程序段中，不能出现连续两个或 两个以上的不移动指令，否则G41和G42指令会失效。
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2021/3/15
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2021/3/15
外圆磨削方式
14
• 提问:
上述中心磨削法是以轴的中心孔作定位基 准,它是怎样使该轴旋转的?在上图中 代表什 么?
2021/3/15
15
2021/3/15
16
• 问题
车削细长轴时,常采用哪些措施增加工件的刚性,提 高加工质量?
2021/3/15
17
答:
支承刚度好,刚度差的工件也可采 用较大的切削用量进行磨削
2021/3/15
25
容易实现工艺过程的自动化
前工序的形状误差会影响磨削的加工精 度,且不能改善加工表面与工件上其它表 面的位置精度,并有一定的棱圆度误差产
生,圆度误差一般不小于0.002mm
所能加工的工件有一定局限,不 能磨带槽的, 其加工余量很大且不均匀,荒车 可以切除大部分余量,减少其形 状和位置偏差,为保证后续加工 的加工精度作准备
粗车
2021/3/15
中小型铸锻件可直接进行粗车
粗车的主要任务是采用较大的背吃 刀量、较大的进给量和中等切削速 度,迅速切除毛坯上多余的金属层, 尽可能提高生产率
2021/3/15
18
2021/3/15
19
2021/3/15
20
• 问题:
磨削为什么能加工淬硬的材料?为什么磨削工件的 精度高、表面粗糙度低?
2021/3/15
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答:
因为
1）磨床的结构刚性好;
2）砂轮切入运动机构可以精密调节,因而可精密控制切削 深度ap ;
3)砂轮的磨粒微细、锐利、分布稠密且高速运动,每一磨 粒只从工件表面切下极薄的一层切屑。
2021/3/15
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四、超精加工
• 超精加工是降低零件表面粗糙度,延长零 件零件寿命的一种高生产率的光整加工 方法。
2021/3/15
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超精加工工作原理
它由油石条组成的简单磨头以衡力轻压于工件表 面,两者之间注入切削液形成油膜,并作往复摆动。工件 (一般是轴类零件)作旋转运动,且工件相对于磨头作轴 向进给运动,油石条便对工件表面的微观毛刺和切痕进 行修磨。初时接触面小,单位面积压力大,工件的微观不 平度迅速被磨平,随着接触面不断增大,单位面积压力不 断下降,同时油石条磨粒变钝,切削过程转变为摩擦抛光 的光整加工过程。最后,因单位压力极小,油石与工件被 油膜完全隔开。
圆同轴度要求较高的工件
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• 2.外圆磨削的特点
1)加工精度高,包括尺寸精度、形位公差精 度和表面粗糙度的要求;
2)可加工普通钢和淬硬钢,但不适于加工塑 性大的材料;
3)加工面的高温易使工件表层产生残余应 力或微小的裂纹。
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• 3.先进磨削方法
1）高光洁磨削——磨削后工件表面得到Ra＜0.1μm的方 法。
• 高光洁磨削除使用高精度磨床外,还采用具有微刃性及 微刃之间等高性的砂轮。磨削中,锐利的微刃逐渐磨损 为半钝化状态,这时的微刃能在一定压力下对工件表面 产生摩擦抛光,从而得到低Ra值的加工表面。
• 高光洁磨削可加工各种回转面、平面和成形面,生产效 率高,能部分地修正工件的形位公差。
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中心磨削
又称普通外圆磨削,工件 以中心孔或外圆定位
纵磨法
横磨法
深磨法
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• 纵磨法
纵磨法磨削外圆时,砂轮的高速旋转为主运动,工件作圆周进 给运动的同时,还随工作台作纵向往复运动,实现沿工件轴向进给。 每单次行程或每往复行程终了时,砂轮作周期性的横向移动,实现沿 工件径向的进给,从而逐渐磨去工件径向的全部留磨余量。磨削到 尺寸后,进行无横向进给的光磨过程,直至火花消失为止。
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• 提问: 1.采用工件中心为何要高于砂、导轮连线? 2.无心磨的导轮外形为何要修整成单叶双曲面? 3.为什么无心磨床上不能加工带长键的轴?
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• 无心磨削具有以下工艺特征
无须打中心孔,且安装工件省时省力, 可连续磨削,故生产效率高
尺寸精度较好;但不能改变工 件原有的位置误差
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三、研磨外圆
• 研磨是在研具和工件之间置发研磨剂,对工件表面进行 光整加工的过程。
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• 机械研磨工作原理
磨盘由上、下铸铁研磨盘组成。下研磨盘与机床 转轴刚性联接,上研磨盘为浮动联接,可按下研磨盘自动 调整。两磨盘之间的分隔板上开有放置工件的长槽,槽 与隔板径向线倾斜一定的角度。当下研磨盘转动时,分 隔板由偏心轴带动作偏心转动,工件除在槽内转动外,还 作轴向滑动,故其表面在研磨剂作用下便均匀地切除余 量,获得复杂的网状轨迹,。
一、外圆车削
• 单件、小批量中常采用卧式车床加工;成
批、大量生产中常采用仿形车床、自动
车床、多刀半自动车床和转塔车床加工; 对于大尺寸工件常采用大型立式车床加
工;对于复杂形状的高精度外圆成形表面 还可采用数控车床加工。
• 依据毛坯情况和加工要求,分为粗车、半
精车、精车和精细车等加工阶段。
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2）高效磨削——指金属切除率（mm3/s·mm）高于常规 磨削5倍的磨削。
（1）高速磨削 主运动速度＞50m/s的磨削。进给量与 普通磨削相同,故磨削时每个磨粒切削厚度很薄,即每个 磨粒的负荷很小。从而使砂轮使用寿命和生产率提高; 工件表面精度高,表面质量高。高速磨削应采用含极压 添加剂的切削液,含硫、磷、氯、碘等的添加剂在高温 下能与金属表面生成吸附膜,可防止高温时磨粒与工件 直接接触,保持润滑作用。
所以磨削可加工淬硬材料和加工出精度高、表面粗糙 度低的工件。
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无心磨削
直接以磨削表面定位加工
无心外圆磨削工作原理
工件靠自身外圆柱定位,置于砂轮和导轮之间,由托板 支承,其中心略高于砂轮和导轮中心连线,由于导轮与工件 的摩擦力较大,。故磨削时工件由导轮带动旋转。而导轮轴 线相对于工件倾斜一角度,它与工件接触点的线速度可分解 为使工件旋转的V工和使工件轴向移动的V通,从而对直通式 工件进行自动加工。
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§3外圆加工方案的选择
选择外圆的加工方 法,除应满足图纸技 术要求之外,还与零 件的材料、热处理 要求、零件的结构、 生产纲领及现场设 备和操作者技术水 平等因素密切相关
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外圆加工的主要方法是 车削和磨削。对于精度 要求高、表面粗糙度值 小的工件外圆,还需经 过研磨、超精加工等才 能达到要求;对某些精 度要求不高但需光亮的 表面,可通过滚压或抛 光获得
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半精车
粗车之后为磨削或精车安排 的预加工,其主要任务是提 高尺寸精度和减小粗糙度值
精车
达到精度要求的最终加工或为磨 加工和光整加工作准备的预加工
精细车
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用于有色金属加工或者精度要 求很高而形状复杂、不便磨削 与光整加工的钢件的最终加工
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提高外圆表面车削 生产率的措施
采用 高速 车削 或强 力车
机械制造基础——第3章
第三章 外圆表面加工
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§1外圆面加工概述
• 外圆面是轴类、套类和盘类等回转体 零件的主要表面
• 外圆面的主要技术要求有
尺寸 精度
形状 精度
位置 精度
表面 质量
尺寸精度主要是直径和长度; 形位精度形状和位置如:圆度、圆柱度、同轴度、垂直度、跳动量等; 表面2质021/量3/15即表面粗糙度,表层的加工硬化和加工应力,金相组织变化等2 。
削
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采用 新型 刀具 材料
采用 先进 的车 削设
备
采用加热车 削、低温冷 冻车削、振 动车削等方 法加工,减 少切削阻力, 提高刀具寿
命
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车削外圆的特点: • l. 可采用高速或强力切削,生产率高; • 2．刀具成本低; • 3．可一次装夹同时加工几个不同表面; • 4．适于加工除淬硬钢以外的各种材料。
（2）强力磨削 大的进给量（十几mm）和小的轴向进 给量（0.000166～0.005m/s）的磨削。生产率高,磨削范 围大,加工精度稳定。
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（3）砂带磨削 用粘有砂粒的砂带作工具的磨削。其特 点是加工精度、生产率高,散热条件好,加工表面质量好 ;设备简单,可加工回转内、外表面、平面和成形表面。
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外圆表面的加工方案
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一、加工淬火钢件
粗车一半精车─淬火一粗磨一精磨一研磨或抛光等 (IT7~IT6,Ra0.1～0.008) 。
二、加工不淬钢件或铸铁件 粗车一半精车一精车(IT8～IT7,Ral.6-~0.8μm)
三、加工有色金属等韧性材料 粗车一半精车─精车一精细车(1T7~IT6,Ra0.8～0.4μm)
四、热处理等工序与其他切削加工的顺序 正、退粗前,调粗后,淬（半）精前。螺纹、键槽在淬前。
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7.研磨与超精加工外圆面,有哪些共同之处?哪些不同之 处?
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9.加工如题图所示的外圆面A,请按下表所列的不同要求, 选择加工方法及加工顺序（包括热处理在内）。
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由于纵磨法每次的径向进给量少,磨削力小,散热条件好,充分 提高了工件的磨削精度和表面质量,能满足较高的加工质量要求,但 磨削效率较低。纵磨法磨削外圆适合磨削较大的工件,是单件、小 批量生产的常用方法。
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• 横磨法
采用横磨法磨削外圆时,砂轮宽度比工件的磨削宽度大,工件 不需作纵向（工件轴向）进给运动,砂轮以缓慢的速度连续地或断 续地沿作横向进给运动,实现对工件的径向进给,直至磨削达到尺寸 要求。