第十一章典型表面加工方法

1、第十一章第十一章 典型表面的加工方法典型表面的加工方法 教学目的：教学目的：视频视频 通过本章学习，使同学们了解各种表面的加工方法， 特点、加工方法的组合。便于今后在工作当中更好的应用。 教学内容：教学内容： 1.外圆表面加工 2.内孔的表面加工 3.平面加工 4.成形表面加工 教学重、难点：教学重、难点： 表面类型、质量要求和性能； 加工方法的合理组合； 机械零件上的表面按其在机械产品中的作用不同，可分为功 能性表面和非功能性表面两类： 功能性表面功能性表面：与其它零件表面有配合要求，它是精度和表面 质量决定着机器的性能，设计时根据功能要求确定合理精度。 非功能性表面非功能性表面：与其他零件

2、表面无配合要求，其加工精度和 表面质量要求相对较低。 机械零件的加工过程，就是零件上各种表面的加工过程。由 于表面的类型和要求不同，所采用的加工方法也不一样。 在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和 标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度， 称为经济精度。 经济表面粗糙度的概念类同于经济精度的概念。本章中的各 种加工方法达到的精度和表面粗糙度值都指的是经济精度。 第一节第一节 外圆表面加工外圆表面加工 外圆表面是轴、套、盘等类零件的主要表面或辅助表面。根 据外圆表面在零件上的作用和部位不同，其技术要求也不一样。 一、外圆表面的技术要求一、外圆表面的技术要求 1.1

3、.尺寸精度尺寸精度 指外圆表面直径和长度的尺寸精度； 2.2.形状精度形状精度：指外圆柱表面圆度、圆柱度、母线直线度和轴线 直线度； 3.3.位置精度位置精度：指外圆表面与其他表面间的同轴度、对称度、位 置度、径向圆跳动；与平面间的垂直度、倾斜度等； 4.4.表面质量表面质量：主要指表面粗糙度、表面层的物理力学性能（如 表面硬度、残余应力、显微组织等）。 二、外圆表面的加工方法二、外圆表面的加工方法 外圆表面加工最常用的切削加工方法有:车削、磨削；特种加 工方法有旋转电火花线切割和超声波套料等 如表 1.外圆表面车削加工 粗车：尺寸精度可达IT12IT13 粗糙度Ra1080um； 半精车：尺

4、寸精度可达IT10IT11 粗糙度Ra2.510um； 精车：尺寸精度可达IT7IT8 粗糙度Ra1.252.5um； 金刚车：尺寸精度可达IT5IT6 粗糙度Ra0.021.25um； 2. 2.外圆表面磨削加工外圆表面磨削加工 外圆表面的磨削加工是对车削后的外圆表面作进一步的精加 工，如果是精确坯料，可以直接磨削加工，磨削时，合理选用砂 轮的磨料、粒度、砂轮修整质量以及磨削用量的不同，磨削可分 粗磨和精磨。 粗磨粗磨：尺寸精度可达IT8IT8IT9IT9，粗糙度Ra1.25Ra1.2510um10um。 精磨精磨：尺寸精度可达IT6IT6IT7IT7，粗糙度Ra0.16Ra0.161.25

5、um1.25um。 光整加工光整加工：精度可达IT5IT5，粗糙度可达Ra0.1Ra0.1um,常用的外圆表 面光整加工方法有研磨、超级光磨和抛光、滚压等； 三、外圆表面加工方案三、外圆表面加工方案 根据各种零件外圆表面的精度和表面粗糙度的要求 ，其加工 方案大致可分为如下几类： 1.1.低精度外圆表面加工：低精度外圆表面加工： 对于加工精度和表面质量要求低的各种零件（淬火钢除外） 粗车可达到要求，精度IT12IT12IT13IT13，表面粗糙度为Ra10Ra1080um80um。 2.2.中等精度外圆表面加工中等精度外圆表面加工： 对于非淬火外圆表面，粗车后再半精车即可达到，精度IT10IT

6、10 IT11IT11，表面粗糙度为Ra2.5Ra2.510um10um。 3.3.较高精度外圆表面加工：较高精度外圆表面加工： 根据工件材料和技术要求不同可有两种加工方案： 粗车-半精车-磨削 适用于钢件、铸铁件，精度可达IT8IT8 IT9IT9，Ra1.25Ra1.2510um10um 粗车-半精车-精车 适用于铜、铝等软金属，精度达IT7IT7 IT9IT9，Ra1.25Ra1.255um5um。 4. .高精度外圆表面加工高精度外圆表面加工 根据工件材料有两种方案： 粗车-半精车-粗磨-精磨 适用于各种淬火、非淬火、铸铁。 粗车-半精车-精车-金刚 车（滚压）适用加工有色金 属。以上

7、两方案加工精度可 达IT6IT6IT5IT5，Ra0.01Ra0.01 1.25um1.25um。 5.5.精密外圆表面加工精密外圆表面加工 对于更高精度的钢件和 铸铁件，除车削、磨削外， 还需增加研磨或超级光整加 工，精度可达IT5Ra0.32IT5Ra0.32 0.008um0.008um。 第二节第二节 内孔表面加工内孔表面加工 一、内孔表面概述一、内孔表面概述 内孔表面（主要指光孔）是盘套、支架、箱体类零件的主要 组成表面之一。按配合性质内孔表面分两种： 配合内孔配合内孔 装配中有配合要求的孔。要求加工精度高； 非配合用孔非配合用孔 无配合要求的孔。这类孔的加工精度不高； 除一般内孔外

8、，还有深孔、锥孔等特殊孔，如深孔的长径比为 L/D510，只有用特殊刀具或机床来完成，加工难度大。 内孔的技术要求是拟定工艺方案重要依据包括： 尺寸精度尺寸精度：指孔径、孔长；孔系中孔与孔之间的尺寸精度； 形状精度形状精度：指内孔表面圆度圆柱度及母线、轴线的直线度； 位置精度位置精度：指孔与孔（或外圆表面）间的同轴度、对称度、 位置度、径向圆跳动，孔与孔（或与相关平面）的垂直度、平行 度、倾斜度等。 二、内孔表面的加工方法二、内孔表面的加工方法 如表11.2 内孔的加工方法可分两类： 实体上加工孔实体上加工孔：钻孔 有孔进行加工有孔进行加工：扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、磨孔、拉孔等 加工机床有加工

9、机床有：车床、钻床、镗床、磨床、拉床、其它机床等； 三、内孔表面加工方案三、内孔表面加工方案 如图如图 根据各种零件内孔表面的尺寸、长径比、精度和表面粗糙度 要求，加工方案大致有以下几类： 1.1.低精度内孔表面的加工低精度内孔表面的加工 对精度要求不高的未淬硬的钢、铸铁及有色金属，经一次钻 孔或粗糛即可，精度可达IT10IT10IT13IT13，Ra5Ra580um80um。 2.2.中等精度内孔表面的加工中等精度内孔表面的加工 对于精度要求中等的未淬硬的钢民、铸铁及有色金属，当孔 径小30mm，采用钻-扩（粗拉）；大于30mm，采用半精镗，精度 可达IT9IT9IT13IT13，表面粗糙度

10、可达Ra1.25Ra1.2540um40um。 3.3.较高精度内孔表面的加工较高精度内孔表面的加工 对于精度要求较高的除淬硬钢以外的内孔表面，当孔径小于 20mm时，采用钻孔后铰孔；孔径大于20mm时，可选用下列方法： 钻钻扩扩铰；钻铰；钻拉拉推；钻推；钻拉拉 钻钻半精镗半精镗精镗；钻精镗；钻镗镗 磨；磨；尺寸精度可达IT7IT7IT9IT9,粗糙度为0.320.3210um10um 4.4.对高精度或精密内孔表面的加工：对高精度或精密内孔表面的加工： 对于高精度内孔表面一般采用精铰、拉、推、精磨，对精密 内孔，采用金钢镗、研磨、珩磨、滚压等精加工方法。尺寸精 度可达IT5IT5IT6IT6

11、，粗糙度为，粗糙度为0.320.321.25um1.25um 第三节第三节 平面加工平面加工 一、平面概述一、平面概述 1.1.平面类型：平面类型： 平面是组成平板、支架、箱体、床身、工作台以及各种六面体 零件的主要表面之一。零件上常见的直槽、T形槽、燕尾槽、平键 槽等沟槽可以看做是平面的不同组合。大致可分为如下几种： 非结合平面、结合平面、导向平面、精密量具表面非结合平面、结合平面、导向平面、精密量具表面 2.2.平面的技术要求平面的技术要求 形状精度形状精度：指平面本身的直线度、平面度公差。 位置尺寸及位置精度位置尺寸及位置精度 表面间的平行度、垂直度及公差； 表面质量表面质量：表面粗糙度

12、、表层硬度、残余应力和显微组织等。 二、平面的加工方法二、平面的加工方法 加工平面常见的切削加工方法有车削、铣削、刨削、刮削、 宽刃精刨、普通磨削、导轨磨削、精密磨削、砂带磨削、研磨和 抛光；特种加工方法有电解磨削和电火花线切割平面等。表11.3 三、平面加工方案：三、平面加工方案： 平面加工方案的选择是根据平面精度要求和结构形状尺寸、 材料的性能和热处理要求以及生产批量等。通常有以下几种： 1.1.低精度平面的加工低精度平面的加工 如图 除淬火钢零件外，经粗刨、粗铣、粗车等即可达到要求。加 工精度可达IT11IT11IT13IT13，表面粗糙度Ra5Ra580um80um。 2.2.中等精度

13、平面的加工中等精度平面的加工 对于非淬火平面，视尺寸不同方案如下： 粗刨精刨 此方案适于加工狭长平面； 粗铣精铣 此方案适于加工宽大平面； 粗车精车 此方案适于加工回转体轴、套、盘、环等； 粗拉精拉 此方案适于贯通的内平面加工； 3.3.高精度平面的加工高精度平面的加工 未淬火钢件、铸铁件、有色金属等材料工件的加工： 粗刨精刨宽刃精刨（代刮削）适于狭长平面； 粗铣精铣高速精铣 适于加工宽平面； 粗铣拉削 不仅生产率很高，而且加工质量也较高； 上述各种加工方案的加工精度可达IT6IT6IT7IT7，Ra0.04Ra0.041.25um1.25um 4.4.精密平面的加工精密平面的加工 对于有更高

14、精度要求的平面，可在磨削后分别采用研磨、精密 磨、导轨磨、抛光等方法，加工精度达IT6IT6，Ra0.008Ra0.0080.320.32。 第四节第四节 成形表面加工成形表面加工 一、成形表面的类型 成形表面是机械零件上除了内外圆和平面之外的一类形状复杂 的表面。根据几何特征，成形表面可分为以下三种：即回转成形 面、直线成形面、立体成形面。如图 二、成形表面的加工方法 根据零件 表面形状的特点、加工精度要求以及零件生产类型 的不同，成形表面的加工可采用不同的方法。 1.1.用成形刀具加工用成形刀具加工 刀具的切削刃按工件表面轮廓形状制造，加工时刀具相对工件 作简单的直线进给运动。 2.2.轨迹法加工成形面轨迹法加工成形面 轨迹法是根据成形表面的类型，采用具有简单刃形的刀具， 使刀具按一定的轨迹运动，加工出所要求的成形面。常用的方法 有仿形法和轨迹合成法。 3.3.数控加工方法数控加工方法 4.4.展成法加工展成法加工 前面已经介绍了 齿面加工方案齿面加工方案 齿面加工方法有：铣齿、滚齿、插齿、剃齿、磨齿、珩齿等 对于不同精度、不同齿面硬度其加工方案： 齿轮精度