机械制造技术第11次课-第四章

前次课回顾 第四节 普通刀具切削 加工方法综述 一、车削加工 二、钻削加工 三、镗削加工 四、铣削加工 五、刨削加工 六、插削加工 七、拉削加工 第五节 磨削加工方法综述 重点掌握 概念 特点 加工型面 加工精度 一、磨削过程 二、工艺特点 本次课内容 第六节 精密加工 方法综述 一、研磨 二、珩磨 三、小粗糙度磨削 四、超级光磨 五、抛光 第七节 机械加工精度 和表面质量 一、机械加工精度 二、机械加工表面质量 第五节 磨削加工 方法综述 一、磨削过程 二、工艺特点 三、磨削应用 第五节 磨削加工方法综述 一、磨削过程 1) 磨削过程的本质： 磨削是一种切削加工过程。砂轮表面上分布的每个磨粒相当于多刃铣刀的一个刀齿，磨削可以看作是具有极多微小刀齿铣刀的一种超高速铣削 2) 负前角的大小及其危害 刚修整后的刚玉砂轮，前角平均为 削一段时间后增大到 有何危害？ 用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。 磨具：由结合剂或粘接剂将许多细微、坚硬而形状不规则的磨料磨粒按一定要求粘接而成的工具。 磨具有砂轮、砂带等。 图 4砂轮结构示意图 图 4轮磨粒切削时的前、后角 面 砂轮硬度？ 第五节 磨削加工方法综述 一、磨削过程 3) 磨粒的切削过程 比较凸起且锋利的磨粒，起 切削作用， 材料被切削 不太凸起或较钝的磨粒，起 刻划作用， 材料塑性变形 比较凹下的磨粒，起 摩擦抛光作用， 材料弹性变形 图 4 磨粒的磨削过程 第五节 磨削加工方法综述 二、磨削的工艺特点 1、加工精度高， 刃口圆弧半径小，切削厚度数微米 切削速度很高，磨粒多，每个磨刃切削下来的金属少，表面光洁 磨床比一般机床的精度高，刚性及稳定性更好 尺寸精度 磨 精磨 主剖面 主后刀面 前刀面 刃口圆弧半径 2、砂轮具有自锐性 砂轮磨损变钝后，磨粒破碎，产生新的较锋利的棱角 圆钝的磨粒从砂轮表面脱落，露出新鲜锋利的磨粒 第五节 磨削加工方法综述 磨削力 给力 向力 c= 背向力加速砂轮钝化，使砂轮和工件均产生弯曲变形 精磨时，需要一定的 光磨 次数或采用辅助支承，以消除或减小因 光磨 是指工件磨到接近最后尺寸时不再吃刀的磨削。 图 4 磨削力及其分解 二、磨削的工艺特点 3、背向磨削力 4、磨削温度高 磨削区瞬时高温达 800 1000C 高温使淬火钢件表面退火，降低硬度。切削液可能使工件发生二次淬火，工件表层产生张应力及微裂纹，减低零件的表面质量 磨削时需施加大量切削液，以降低磨削温度。 第五节 磨削加工方法综述 三、磨削的应用 1、普通磨削 1）磨外圆 磨床： 外圆磨床 普通磨削： 用砂轮在通用磨床上进行的内外圆面、锥面、平面等的加工。 通用磨床： 外圆磨床、内圆磨床、平面磨床以及无心磨床等。 加工精度： . 8. 磨削力小，散热条件好； 2. 可磨削不同长度的工件； 3. 磨削工件的质量高，生产率低； 4. 适用于单件小批生产 主运动： 砂轮高速旋转 进给运动： 工件旋转作圆周进给； 工件往复运动，纵向进给； 砂轮周期横向进给 纵 磨 法 特点 磨削运动 简图 方 法 细 粗 砂轮磨粒 磨 磨 寸精度 磨削力大，热量多，工件易变形 生产率高，适于大批量生产中磨削刚度好的轴及成形表面 主运动： 砂轮高速旋转 进给运动： 工件旋转作圆周进给； 砂轮连续横向进给 横磨法方法细粗 综合了纵磨法和横磨法的优点 开始同横磨法 最后同纵磨法 综 合 磨 法 方法细粗 1、一次进给磨去全 部余量； 2、生产率高，适用 于磨削刚度大的 短轴 同纵磨法，但进给量较小，磨削深度大 五节 磨削加工方法综述 三、磨削的应用 1、普通磨削 2）磨内圆 磨床： 内圆磨床、万能外圆磨床 加工面： 内圆柱面、内圆锥面和成形内圆面等。 与外圆磨削相比的特点： 生产率低 表面粗糙度差 应用： 主要用于不宜采用铰孔或拉孔的情况。 工件的硬度高 孔直径较大 带有断续表面的孔 盲孔 第五节 磨削加工方法综述 三、磨削的应用 1、普通磨削 3）磨平面 磨床： 平面磨床 平面磨削方法： 周磨法： 利用砂轮的圆周面进行磨削。 端磨法： 利用砂轮的端面进行磨削。 周磨法与端磨法的比较： 周磨法： 生产率低，质量高，适于精磨 端磨法： 生产率高，质量差，适于粗磨 散热困难，线速度不一致，磨损不均匀 第五节 磨削加工方法综述 三、磨削的应用 1、普通磨削 4）无心磨削 磨床： 无心磨床 纵磨法： 导轮轴线在垂直平面内倾斜一个角度，通过导轮与工件间的摩擦作用使工件实现周向和纵向进给运动。 改变导轮转速，可调节工件周向和纵向进给速度。 改变导轮偏转角度，可调节工件纵向进给速度。 应用：适于大批大量细长销轴类零件的磨削 横磨法： 砂轮横向进给，导轮偏转一个很小的角度，使工件有微小轴向推力紧靠在挡块上轴向定位，工件不作轴向移动 应用：适于带台肩而又较短的外圆、锥面和成形面的磨削 砂轮 工件 导轮 托板 第五节 磨削加工方法综述 三、磨削的应用 2、高效磨削 1）高速磨削 磨削速度高于 50m/s 的磨削加工。 工艺特点 生产率高 比普通磨削提高 30以上。 加工表面质量好 砂轮耐用度高 一般可提高 功率消耗大，砂轮强度大，安全防护要求高，冷却液流量、压力大。 第五节 磨削加工方法综述 三、磨削的应用 2、高效磨削 2）强力磨削（缓进给深磨削） 以大磨削深度（可达 330小纵向进给速度进行磨削 应用： 适用于各种成形面和沟槽。 工艺特点： 从毛坯直接磨出合乎要求的零件，生产率高。 高速快进给磨削与深磨削相结合的磨削方法，其效果更佳 3）宽砂轮与多砂轮磨削 将砂轮宽度由 5000提高生产效率。 宽砂轮外圆磨削一般采用横磨法。 第五节 磨削加工方法综述 三、磨削的应用 2、高效磨削 4）砂带磨削 用高速运动的砂带作为磨具磨削各种表面的加工方法。 特点： 表面质量较高 工件变形和表面烧伤可能性小 砂带磨削效率高 砂带及磨削设备简单、便宜 应用范围广泛 图 4 砂带磨削 2 3 4 5 6 123第六节 精密加工方法综述 一、 研磨 加工表面： 平面 圆柱面 圆锥面 螺纹表面 齿轮齿面 利用 研磨工具 和研磨剂 ，从工件上研去一层极薄表面层的精密加工方法。 研磨剂： 1m 大小的氧化铝和碳化硅磨粒 + 研磨液 + 辅料 研磨工具： 使用铸铁、软铁等软材料制成 普通加工 精密加工 超精密加工 加工 精度 低于 1m 1 高于 低于 于 a 大于 小于 应用： 精密量具 精密刀具 精密配合件 光学仪器 半导体晶体 第六节 精密加工方法综述 二、珩磨 珩磨特点： 生产率较高。 孔的位置精度不能保证。 加工表面润滑性能好。 珩磨应用： 黑色金属的高精度孔 利用带有磨条的珩磨头对孔进行精密加工的方法。 第六节 精密加工方法综述 三、小粗糙度磨削 与普通磨削的区别： 砂轮经过精细修整，使磨粒具有 微刃性 和 等高性 。 分类： 精密磨削： 超精密磨削： 镜面磨削： 加工精度不低于 磨削方法。 切削 抛光 用极细磨料的油石，以恒压和复杂相对运动对工件进行微量切削，以减小表面粗糙度为主要目的的精密加工方法。 超及光磨外圆举例： 主运动： 工件的低速旋转 进给运动： 油石的轴向运动及作轴向低频振动 磨削过程： 恒压力 F，变压强 P， 第六节 精密加工方法综述 四、超级光磨 特点： 加工余量极小 加工表面质量好 只能减小表面粗糙度 应用： 常用于大批量生产中加工曲轴、凸轮轴的轴颈外圆，飞轮、离合器盘的端平面以及滚动轴承的滚道等 第六节 精密加工方法综述 五、抛光 抛光过程： 磨粒细微且作用力小，挤压及 高速摩擦带来的高温使加工表面出现极薄的金属溶流层，填平沟痕 抛光 是在高速旋转的抛光轮上涂以抛光膏对工件进行微弱切削，从而降低工件表面粗糙度，提高光亮度的一种精密加工方法。 抛光器： 用沥青、石蜡、合成树脂和人造革等软质材料制成 抛光膏： 粒径 1 特点： 不留加工余量 明显地增加光亮度 应用： 表面的修饰 电镀前的预加工 第七节 机械加工精度和表面质量 加工精度 是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度，符合程度越高，加工精度就越。 加工误差 是指零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。 加工精度包括： 尺寸精度 形状精度 位置精度 各加工精度的关系： 1、机械加工精度的概念 一、机械加工精度 形状公差 位置公差 尺寸公差 1 1第七节 机械加工精度和表面质量 一、机械加工精度 1）加工原理误差 原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。 2）机床误差 导轨导向误差 主轴回转误差 传动链误差 3）刀具及夹具误差 夹具误差直接影响工件加工表面的位置精度或尺寸精度。 刀具误差会影响工件的形状精度和尺寸精度。 2、影响加工精度的主要因素 4）工件装夹误差 定位误差 夹紧误差 5）工艺系统变形误差 切削力、夹紧力、重力引起相应的弹性变形和热变形 6）工件内应力 外界条件发生变化，如温度改变或从表面再切去一层金属后，内应力的平衡即遭到破坏，引起内应力重新分布，使零件产生新的变形。 减小措施： 开口过渡环 专用卡爪 一、机械加工精度 第七节 机械加工精度和表面质量 2、影响加工精度的主要因素 粗加工 精加工 时效处理 第七节 机械加工精度和表面质量 二、机械加工表面质量 1）表面粗糙度 ） 零件的耐磨、耐疲劳性 耐腐蚀性、配合性能 1、表面粗糙度及其对使用性能的影响 表面质量 是指零件在加工后表面层的状况 力学性能 物理性能 化学性能 Ra l f（ x