第14章 零件表面的加工方法

1、第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1 1第第14章章 零件表面的加工方法零件表面的加工方法 14.1 切削加工方法切削加工方法 14.2 特种加工方法特种加工方法 14.3 零件表面加工方法选择零件表面加工方法选择第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础2 2 14.1.1 车削加工车削加工车削加工车削加工就是利用车床、通用夹具和专用夹具及车刀就是利用车床、通用夹具和专用夹具及车刀完成对回转

2、体零件的切削过程，改变毛坯的形状和尺完成对回转体零件的切削过程，改变毛坯的形状和尺寸，加工形成图样要求的零件。寸，加工形成图样要求的零件。 1.切削运动：工件的旋转是主运动，刀具做直线进给切削运动：工件的旋转是主运动，刀具做直线进给运动。运动。 2.主要用途：进行各种回转面的加工。主要用途：进行各种回转面的加工。 3.工艺特点：工艺特点： 易于保证各加工表面之间的位置精度；易于保证各加工表面之间的位置精度； 切削过程平稳；切削过程平稳； 适用于非铁金属零件的精加工；适用于非铁金属零件的精加工； 刀具简单。刀具简单。14.1 切削加工方法切削加工方法第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构202

3、12021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础3 3卧式车床的主要工作卧式车床的主要工作 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础4 4第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础5 5CY系列系列A型落地车床型落地车床第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造

4、基础6 6CY系列系列B型落地车床型落地车床第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础7 7CY系列系列C型落地车床型落地车床第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础8 8数控车床/CNC车削加工中心第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础9 9数控车床/CNC车削加工中心第第2章章 材料的组织结构材

5、料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1010立式车床立式车床 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1111双柱立式车床双柱立式车床第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1212马鞍车床适合加工径向尺寸大，轴向尺寸小的零件。马鞍车床适合加工径向尺寸大，轴向尺寸小的零件。 在车头箱处的左端床身为下沉状，能够容纳直径大的在

6、车头箱处的左端床身为下沉状，能够容纳直径大的零件。车床的外形为两头高，中间低，形似马鞍，所零件。车床的外形为两头高，中间低，形似马鞍，所以称为马鞍车床。以称为马鞍车床。 马鞍车床马鞍车床 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1313 14.1.2 钻削和镗削加工钻削和镗削加工 1.钻削加工钻削加工 钻头的旋转运动为主运动，同时钻头沿工件的轴向移动钻头的旋转运动为主运动，同时钻头沿工件的轴向移动为进给运动。为进给运动。 在钻床上可以实现钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻螺纹、在钻床上可以实现钻孔、扩孔

7、、铰孔、锪孔、攻螺纹、锪平面等加工。锪平面等加工。 (1)钻孔钻孔 麻花钻，规格：麻花钻，规格：350mm 钻削加工的特点：钻削加工的特点： 钻头刚度差，容易引偏；钻头刚度差，容易引偏； 排屑困难排屑困难 切削热不易扩散。切削热不易扩散。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1414 麻花钻切削部分的结构如图14-1所示。 它有两条对称的主切削刃、副切削刃和一条横刃。麻花钻钻孔时，相当于两把反向的车刀同时车孔。 麻花钻上开有两条又宽又深的螺旋槽，用以形成切削刃和容纳切屑； 为了减少导向部分与已

8、加工孔壁的摩擦，钻头和孔壁只有两条很窄的棱带相接触来进行导向； 由于横刃的存在，使轴向力变大； 钻头的两条主切削刃很难使之完全刃磨对称，从而致使钻头易引偏。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1515 (2)扩孔扩孔 扩孔钻：加工已存在的孔。扩孔钻：加工已存在的孔。 尺寸公差：尺寸公差：IT11-IT10 Ra6.33.2 (3)铰孔铰孔 铰刀：加工未淬硬的孔铰刀：加工未淬硬的孔 尺寸公差：尺寸公差：IT9-IT7 Ra3.20.4 中、小孔的精加工中、小孔的精加工第第2章章 材料的组织结构

9、材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1616麻花钻麻花钻扩孔钻扩孔钻第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1717第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1818 2.镗削加工镗削加工 (1)主要用途：可以加工较大直径的内孔表面、内成主要用途：可以加工较大直径的内孔表面、内成形面、孔内环槽等，还可以车平面、铣端面、钻孔

10、、形面、孔内环槽等，还可以车平面、铣端面、钻孔、车螺纹等。车螺纹等。 (2)工艺特点：工艺特点： 它是加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件的主要它是加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件的主要设备设备 加工范围广；加工范围广； 能获得较高的加工精度和较低的表面粗糙度；能获得较高的加工精度和较低的表面粗糙度； 生产效率低。生产效率低。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础1919卧卧式式镗镗床床第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日

11、工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础2020立立式式镗镗床床第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础2121 三、刨削和拉削加工三、刨削和拉削加工 1.刨削加工刨削加工 设备：牛头刨床、龙门刨床和插床设备：牛头刨床、龙门刨床和插床 (1)主要用途：主要用途： 可以用于水平面、垂直面、斜面、直槽、可以用于水平面、垂直面、斜面、直槽、V形槽及成形面等的加工。形槽及成形面等的加工。 (2)工艺特点：工艺特点： 机床与刀具简单，通用性好；机床与刀具简单，通用性好； 刨削精度低：精刨：刨削精度低：

12、精刨：IT8IT7，Ra2.31.6m； 刨削的生产效率低，多用于单件、小批量生产及修配工作中。刨削的生产效率低，多用于单件、小批量生产及修配工作中。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础2222 2.拉削加工拉削加工 设备：拉床、推床设备：拉床、推床 拉削是用拉刀作为刀具的切削加工。当拉刀相对工件作拉削是用拉刀作为刀具的切削加工。当拉刀相对工件作直线移动时，工件的加工余量由拉刀上逐齿递增尺寸的直线移动时，工件的加工余量由拉刀上逐齿递增尺寸的刀齿依次切除。通常，一次工作行程即能加工成形，是刀齿

13、依次切除。通常，一次工作行程即能加工成形，是一种高效率的精加工方法。但因拉刀结构复杂，制造成一种高效率的精加工方法。但因拉刀结构复杂，制造成本高，且有一定的专用性，因此拉削主要用于成批大量本高，且有一定的专用性，因此拉削主要用于成批大量生产。生产。 拉削的工艺特点是：拉削的工艺特点是： 生产率高；生产率高； 加工精度高、表面粗糙度小；加工精度高、表面粗糙度小； 拉床结构简单，刀具寿命长。拉床结构简单，刀具寿命长。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础2323 按加工表面特征不同，拉削分为内拉削

14、和外拉削。按加工表面特征不同，拉削分为内拉削和外拉削。 内拉削：内拉削：用来加工各种截面形状的通孔和孔内通槽，如用来加工各种截面形状的通孔和孔内通槽，如圆孔、方孔、多边形孔、花键孔、键槽孔、内齿轮等。圆孔、方孔、多边形孔、花键孔、键槽孔、内齿轮等。 外拉削外拉削:用来加工非封闭形表面，如平面、成形面、沟槽、用来加工非封闭形表面，如平面、成形面、沟槽、榫槽、叶片榫头和外齿轮等榫槽、叶片榫头和外齿轮等,特别适合于在大量生产中加特别适合于在大量生产中加工比较大的平面和复合型面，如汽车和拖拉机的气缸体、工比较大的平面和复合型面，如汽车和拖拉机的气缸体、轴承座和连杆等。拉削型面的尺寸精度可达轴承座和连杆

15、等。拉削型面的尺寸精度可达IT85，表，表面粗糙度为面粗糙度为 Ra2.50.04微米，拉削齿轮精度可达微米，拉削齿轮精度可达68级级 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础2424 拉刀是一种多齿的刀具，如图14-8所示，其切削部分的刀齿高度依次递增，校准部分的刀齿高不增加。切削时，拉刀作直线主运动，每个刀齿从工件上切下一层相当于齿升量的材料，再经校准部分整形，获得所要求的工作表面。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械

16、制造基础工程材料与机械制造基础2525 四、铣削加工四、铣削加工 1.铣削加工是利用铣刀队工件进行切削加工的方法。铣削加工是利用铣刀队工件进行切削加工的方法。铣削时，主运动是铣刀的回转运动，进给运动是工铣削时，主运动是铣刀的回转运动，进给运动是工件的直线运动或曲线运动。件的直线运动或曲线运动。 2.可以用来加工平面、成形面、齿轮、沟槽，还可进可以用来加工平面、成形面、齿轮、沟槽，还可进行孔加工（钻孔、扩孔）。行孔加工（钻孔、扩孔）。 3.设备：卧式铣床、立式铣床、万能铣床。设备：卧式铣床、立式铣床、万能铣床。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期

17、日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础2626卧式升降台铣床卧式升降台铣床 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础2727卧式万能铣床卧式万能铣床 结构与卧式铣床结构与卧式铣床基本相同，只是基本相同，只是在工作台下面增在工作台下面增加了回转盘，可加了回转盘，可作作45的偏的偏转，可加工斜槽、转，可加工斜槽、螺旋槽等。螺旋槽等。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础2828 与卧

18、式铣床的区别：安装铣刀的主轴垂直于工作台面，主要用端铣刀或立铣刀进行铣削。立式铣床（立式铣床（万能回转头立式铣床万能回转头立式铣床 ） 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础2929万能回转头铣床万能回转头铣床 本机床能兼作立铣、本机床能兼作立铣、卧铣之用，可铣削卧铣之用，可铣削平面、斜面、沟槽平面、斜面、沟槽相应的附件后能铣相应的附件后能铣削螺旋槽、圆弧面、削螺旋槽、圆弧面、齿轮、花键等，还齿轮、花键等，还可进行钻、镗等工可进行钻、镗等工作。三节式回转铣作。三节式回转铣头，可使主轴不拘头，可

19、使主轴不拘于何种角度时均可于何种角度时均可改变其位置升高或改变其位置升高或向左、向右的偏位向左、向右的偏位调整。调整。 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础3030 4.铣削方式铣削方式 (1)端铣与周铣：端铣端铣与周铣：端铣是用铣刀端面上的齿进行铣削；是用铣刀端面上的齿进行铣削；周铣周铣是用铣刀圆周上齿进行铣削。比较：是用铣刀圆周上齿进行铣削。比较： 1）端铣的生产率高于周铣；）端铣的生产率高于周铣； 2）端铣的加工质量比周铣好；）端铣的加工质量比周铣好； 3）周铣的适应性比端铣好。）周铣

20、的适应性比端铣好。 (2)逆铣与顺铣：周铣平面时，逆铣与顺铣：周铣平面时，当铣刀和工件接触部分的旋当铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相反时称为转方向与工件的进给方向相反时称为逆铣逆铣；当铣刀和工件接；当铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相同时称为触部分的旋转方向与工件的进给方向相同时称为顺铣顺铣。 P259 图图14-13 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础3131第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料

21、与机械制造基础工程材料与机械制造基础3232 1）定义：）定义：当铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件当铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相反时称为逆铣；当铣刀和工件接触部分的进给方向相反时称为逆铣；当铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相同时称为顺铣。的旋转方向与工件的进给方向相同时称为顺铣。顺铣与逆铣的特点比较顺铣与逆铣的特点比较第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础3333 2）顺铣特点）顺铣特点：顺铣时的水平分力会使工作台左右窜动，这种：顺铣时的水平分力会使工作台左右窜

22、动，这种周期性的窜动使得工作台运动很不平稳，容易造成刀齿损坏；周期性的窜动使得工作台运动很不平稳，容易造成刀齿损坏；此外，在顺铣削铸、锻件时，刀齿首先接触黑皮（硬皮），加此外，在顺铣削铸、锻件时，刀齿首先接触黑皮（硬皮），加剧刀具磨损；但顺铣的垂直铣削分力将工件压向工作台，有助剧刀具磨损；但顺铣的垂直铣削分力将工件压向工作台，有助于压紧工件；刀齿与已加工面滑行、摩擦现象小，对减小刀齿于压紧工件；刀齿与已加工面滑行、摩擦现象小，对减小刀齿磨损、减少加工硬化现象和减小表面粗糙度均有利。磨损、减少加工硬化现象和减小表面粗糙度均有利。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212

23、月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础3434 3）逆铣特点）逆铣特点：逆铣时铣削垂直分力将工件上抬，不：逆铣时铣削垂直分力将工件上抬，不利于压紧工件；刀齿与已加工面滑行使摩擦加大，工利于压紧工件；刀齿与已加工面滑行使摩擦加大，工件表面加工硬化严重，加工表面质量下降；但铣削水件表面加工硬化严重，加工表面质量下降；但铣削水平分力有助于丝杠和螺母贴紧，使工作台运动比较平平分力有助于丝杠和螺母贴紧，使工作台运动比较平稳，铣削铸、锻件引起的刀齿磨损也较顺铣小。稳，铣削铸、锻件引起的刀齿磨损也较顺铣小。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212

24、月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础3535 五、磨削加工五、磨削加工 磨削加工是以磨削加工是以磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料等）等）作为工具的一种精密加工方法。作为工具的一种精密加工方法。 常用设备：常用设备： 外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床。外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础3636纵向进给纵向进给手轮手轮第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年

25、1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础3737普通内圆磨床普通内圆磨床由装在头架主由装在头架主轴上的卡盘夹轴上的卡盘夹持工件作圆周持工件作圆周进给运动工进给运动工作台带动砂轮作台带动砂轮架沿床身导轨架沿床身导轨作横向进给运作横向进给运动头架沿滑动头架沿滑鞍作纵向进给鞍作纵向进给运动头架还可运动头架还可绕竖直轴转至绕竖直轴转至一定角度以磨一定角度以磨削锥孔。削锥孔。 工作台工作台床身床身第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础3838无心内圆磨床无心内圆磨

26、床 1.工件直接放在砂工件直接放在砂轮和导轮之间，由轮和导轮之间，由托板和导轮支承，托板和导轮支承，工件被磨削外圆表工件被磨削外圆表面即定位基准面。面即定位基准面。2.工件在磨削力以工件在磨削力以及导轮和工件间摩及导轮和工件间摩擦力的作用下被带擦力的作用下被带动旋转，实现圆周动旋转，实现圆周进给运动。进给运动。3.砂轮除了主运动砂轮除了主运动外，还作纵向进给外，还作纵向进给和周期性横向进给和周期性横向进给运动。运动。P66图图2-37第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础3939高精内圆磨床高

27、精内圆磨床 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础4040无心外圆磨床无心外圆磨床床身床身砂轮修砂轮修整器整器砂轮架砂轮架导轮修导轮修整器整器第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础4141自动上下料无心磨床自动上下料无心磨床 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础4242平面磨床平面磨床 第第

28、2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础4343数控龙门平面磨床数控龙门平面磨床 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础4444 1.主要用途：主要用途：加工零件外圆面、内孔、平面及各种加工零件外圆面、内孔、平面及各种刀具的刃磨。刀具的刃磨。磨床主要用于零件的精加工，尤其是磨床主要用于零件的精加工，尤其是淬硬钢件和高硬度特殊材料零件的精加工。淬硬钢件和高硬度特殊材料零件的精加工。可以加工可以加工内外

29、圆柱面、内外圆锥面、平面、成形面和组合面等。内外圆柱面、内外圆锥面、平面、成形面和组合面等。目前也有目前也有少数用于粗加工少数用于粗加工的高效磨床。凡是车床、钻的高效磨床。凡是车床、钻床、镗床、铣床、齿轮和螺纹加工机床等加工的零件，床、镗床、铣床、齿轮和螺纹加工机床等加工的零件，都可在磨床上进行磨削精加工。都可在磨床上进行磨削精加工。 2.工艺特点：工艺特点： 加工精度高；加工精度高； 径向分力大；径向分力大； 磨削温度高；磨削温度高； 砂轮具有自锐性。砂轮具有自锐性。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料

30、与机械制造基础4545 外圆磨削：外圆磨削：基本的磨削方法有两种：基本的磨削方法有两种：纵磨法纵磨法和和横磨法横磨法。纵磨削磨削效率低，但能获得较小的表面粗糙度；纵磨削磨削效率低，但能获得较小的表面粗糙度；而横磨削又称切入磨法，磨削时，工件作圆周进给运而横磨削又称切入磨法，磨削时，工件作圆周进给运动动（与砂轮同向转动）（与砂轮同向转动） ，工作台不作纵向进给运动，横，工作台不作纵向进给运动，横向进给运动为连续进给。横磨削磨削效率高，但磨削力向进给运动为连续进给。横磨削磨削效率高，但磨削力大，磨削温度高，必须供给充足的冷却液。大，磨削温度高，必须供给充足的冷却液。第第2章章 材料的组织结构材料的

31、组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础4646纵磨法纵磨法第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础4747横磨法横磨法第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础4848纵磨法和横磨法纵磨法和横磨法纵磨法纵磨法 ：工件在主轴带动下作旋转运动，并随工作台一起作工件在主轴带动下作旋转运动，并随工作台一起作纵向移动，当一次纵向行程或往复行

32、程结束时，砂轮需按要求纵向移动，当一次纵向行程或往复行程结束时，砂轮需按要求的磨削深度再作一次横向进给，使工件上的磨削余量不断被切的磨削深度再作一次横向进给，使工件上的磨削余量不断被切除除。 表面成形运动：砂轮子旋转运动、工件纵向进给运动、表面成形运动：砂轮子旋转运动、工件纵向进给运动、工件旋转作圆周进给运动（与砂轮同向转动）。工件旋转作圆周进给运动（与砂轮同向转动）。特点是特点是：精度：精度高、表面粗糙度值小、生产效率低。适用于单件小批量生产及高、表面粗糙度值小、生产效率低。适用于单件小批量生产及零件的精磨。零件的精磨。纵磨法适用于磨削长度与砂轮宽度之比大于纵磨法适用于磨削长度与砂轮宽度之比

33、大于3的的工件。工件。 横磨法横磨法（切入磨法）：（切入磨法）：工件只需与砂轮作同向转动工件只需与砂轮作同向转动( (圆周进给圆周进给) )，而砂轮除高速旋转外，还需根据工件加工余量作缓慢连续的横而砂轮除高速旋转外，还需根据工件加工余量作缓慢连续的横向切入，直到加工余量全部被切除为止向切入，直到加工余量全部被切除为止，此时工件被加工表面，此时工件被加工表面长度应小于砂轮宽度。长度应小于砂轮宽度。其表面成形运动是成形一相切法，只需其表面成形运动是成形一相切法，只需要两个表面成形运动：砂轮的旋转运动和工件的旋转运动。要两个表面成形运动：砂轮的旋转运动和工件的旋转运动。特特点是点是：磨削效率高，磨削

34、长度较短，磨削较困难。横磨法适用：磨削效率高，磨削长度较短，磨削较困难。横磨法适用于批量生产，磨削刚性好的工件上较短的外圆表面。于批量生产，磨削刚性好的工件上较短的外圆表面。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础4949 14.1.6 精整加工精整加工 1.研磨：研磨：研磨是使用研磨是使用研具和研磨剂研具和研磨剂从工件表面上去除一层极薄从工件表面上去除一层极薄的金属，使工件达到精确的尺寸、准确的几何形状和的金属，使工件达到精确的尺寸、准确的几何形状和很小的表面粗糙度。这种加工方法称为研磨。很小

35、的表面粗糙度。这种加工方法称为研磨。它属于它属于精加工工序精加工工序，广泛应用于，广泛应用于工具、量具及精密机工具、量具及精密机械制造械制造中。中。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础5050 图图14-16所示为研磨所示为研磨外圆的方法及其所外圆的方法及其所用的研磨工具。用的研磨工具。 工件安装在车床顶工件安装在车床顶尖间或卡盘上，在尖间或卡盘上，在加工表面上涂上研加工表面上涂上研磨剂，将研具套上，磨剂，将研具套上，工件低速旋转，手工件低速旋转，手持研具作轴向的往持研具作轴向的往复移动。复

36、移动。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础5151 研磨的物理作用：研磨的物理作用：研磨时，要求研磨时，要求研具的材料比工件的材料软。研具的材料比工件的材料软。当受到一定压力后，当受到一定压力后，研磨剂中的微小颗粒研磨剂中的微小颗粒( (磨料磨料) )被压嵌在研具的表面，成为无数个被压嵌在研具的表面，成为无数个刀刃，由于研具和工件的相对运动，使磨料对工件产生微量的刀刃，由于研具和工件的相对运动，使磨料对工件产生微量的切削与挤压，工件表面被均匀地削去一层极薄的金属，借助于切削与挤压，工件表面被

37、均匀地削去一层极薄的金属，借助于研具的精确型面，从而使工件逐渐得到准确的尺寸精度及表面研具的精确型面，从而使工件逐渐得到准确的尺寸精度及表面粗糙度。粗糙度。 研磨的化学作用研磨的化学作用: :当采用氧化铬、硬脂酸或其他化学研磨剂对工件进行研磨时，当采用氧化铬、硬脂酸或其他化学研磨剂对工件进行研磨时，与空气接触的金属表面很快形成一种氧化膜，而且氧化膜又很与空气接触的金属表面很快形成一种氧化膜，而且氧化膜又很容易被研磨掉，这就是研磨的化学作用。容易被研磨掉，这就是研磨的化学作用。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工

38、程材料与机械制造基础5252 研具材料研具材料研具的组织结构应研具的组织结构应细密均匀细密均匀，要有，要有很高的稳定性很高的稳定性和和耐耐磨性磨性，具有，具有较好的嵌存磨料较好的嵌存磨料的性能，的性能，工作面的硬度应工作面的硬度应比工件表面硬度稍软比工件表面硬度稍软。常用的研具材料有常用的研具材料有灰铸铁、球灰铸铁、球墨铸铁、软钢墨铸铁、软钢 、铜。、铜。 研具：研具：(1)(1)研磨平板研磨平板(2)(2)研磨环研磨环 (3)(3)研磨棒研磨棒第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础5353研

39、磨平板研磨平板 (a)光滑平板光滑平板 (b)有槽子板研磨平板有槽子板研磨平板第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础5454研磨环研磨环1-开口调节圈；2一外圈；3一调节螺钉第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础5555研磨棒研磨棒(a)(a)光滑研磨棒光滑研磨棒 (b)(b)带槽研磨棒带槽研磨棒 (c)(c)可调式研磨棒可调式研磨棒 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年

40、年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础5656 研磨的特点：研磨的特点： （1）研磨应用广泛；）研磨应用广泛； （2）研磨可以提高尺寸精度、形状精度，降低表）研磨可以提高尺寸精度、形状精度，降低表面粗糙度；面粗糙度； 尺寸公差等级可以达到尺寸公差等级可以达到IT5IT3，表面粗糙度值可以达，表面粗糙度值可以达到到0.10.008m，但不能提高位置精度。，但不能提高位置精度。 （3）研磨的生产率低；）研磨的生产率低； 研磨余量研磨余量0.010.03mm （4）加工简单，质量高；）加工简单，质量高；第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构2021202

41、1年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础5757 2.珩磨：珩磨： 是利用用镶嵌在珩磨头上的油石对工件表面施加一是利用用镶嵌在珩磨头上的油石对工件表面施加一定压力，珩磨工具或工件同时作相对旋转和轴向直定压力，珩磨工具或工件同时作相对旋转和轴向直线往复运动，切除工件上极小余量的精加工方法。线往复运动，切除工件上极小余量的精加工方法。 珩磨的特点：珩磨的特点： （1）生产效率较高；）生产效率较高； （2）加工精度高；）加工精度高； 尺寸公差等级可以达到尺寸公差等级可以达到IT6IT4，表面粗糙度值可以达到，表面粗糙度值可以达到0.20.05m。但不能提

42、高位置精度。但不能提高位置精度。 （3）珩磨表面耐磨损；珩磨表面耐磨损； （4）不易加工非铁金属；）不易加工非铁金属； （5）珩磨头结构较复杂，使用过程中调整时间较长。）珩磨头结构较复杂，使用过程中调整时间较长。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础5858 图14-18为珩磨加工示意图。珩磨时，珩磨头上的油石以一定的压力压在被加工表面上，由机床主轴带动珩磨头旋转并沿轴向作往复运动（工件固定不动）。在相对运动的过程中，油石从工件表面切除一层极薄的金属，油石在工件表面上的切削轨迹是交叉而不重复的

43、网纹（图14-18b），故可获得很高的精度和很小的表面粗糙度值。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础5959立式珩磨机床立式珩磨机床 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础6060数控珩磨机床数控珩磨机床 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础6161图图7-35 7-35 中等孔径通用珩磨

44、头中等孔径通用珩磨头返回返回1-本体前导向 2-弹簧圈 3-进给胀锥 4-油石座第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础6262第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础6363第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础6464 珩磨加工的应用范围珩磨加工的应用范围1)1)广泛应用于汽车、拖拉机和轴承制

45、造业中的大批量生产，也适用于各广泛应用于汽车、拖拉机和轴承制造业中的大批量生产，也适用于各类机械制造中的批量生产。类机械制造中的批量生产。如珩磨缸套、连杆孔、油泵油嘴与液压阀体如珩磨缸套、连杆孔、油泵油嘴与液压阀体孔、轴套、齿轮孔，珩磨汽车制动分泵、总泵缸孔等。孔、轴套、齿轮孔，珩磨汽车制动分泵、总泵缸孔等。2)2)大量应用于各种形状的孔的光整或精加工，大量应用于各种形状的孔的光整或精加工，孔径范围为孔径范围为551200 1200 mmmm，长度可达，长度可达12000 mm12000 mm。国内珩磨机工作范围。国内珩磨机工作范围55250 mm250 mm，孔长，孔长3000 mm3000

46、 mm。3)3)用于外圆、球面及内外环形曲面加工用于外圆、球面及内外环形曲面加工，如镀铬活塞环、顶杆球面与滚，如镀铬活塞环、顶杆球面与滚珠轴承的内外圈等。珠轴承的内外圈等。4)4)适用于金属与非金属材料的加工，适用于金属与非金属材料的加工，如铸铁、淬火钢与未淬火钢、如铸铁、淬火钢与未淬火钢、硬铝、青铜、硬铬与硬质合金、玻璃、陶瓷、晶体与烧结材料等。硬铝、青铜、硬铬与硬质合金、玻璃、陶瓷、晶体与烧结材料等。 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础6565 3.抛光：抛光： 利用柔性抛光工具和磨料

47、颗粒或其他抛光介质对工利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，光泽为目的， 抛光的特点：抛光的特点： （1）方法简便而经济；）方法简便而经济； （2）容易对曲面进行加工；）容易对曲面进行加工； （3）只能减小表面粗糙度值而不能保持或提高原加工精）只能减小表面粗糙度值而不能保持或提高原加工精度。度。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械

48、制造基础工程材料与机械制造基础666614.2 特种加工方法特种加工方法 特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，特种加工是利用化学能、电能、光能、特种加工是利用化学能、电能、光能、声能、磁能等物理、化学能量或几种复合形式声能、磁能等物理、化学能量或几种复合形式直接施加在被加工的部位，从而使工件改变形直接施加在被加工的部位，从而使工件改变形状、去除材料、改变性能等。状、去除材料、改变性能等。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础6767 特种加工与传统机械加工方法相比，具有许多特点： (

49、1)工具硬度可以低于被加工材料的硬度。 加工范围不受材料物理 、机械性能的限制，能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料。 (2)易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件。 (3)加工过程中的机械力不明显，易获得良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小。 (4)各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。 第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础6868 特种加工按特种加工按能量来源和作用原理能量来源和作用原理可分类如下：可分类如下：机械能机械能高速切削

50、加工高速切削加工电、热电、热电火花加工、电火花加工线切割、电子束电火花加工、电火花加工线切割、电子束加工、等离子束加工加工、等离子束加工电、化学电、化学电解加工、电铸加工电解加工、电铸加工电化学、机械电化学、机械电解磨削、电解电解磨削、电解珩磨珩磨声、机械声、机械超声加工超声加工光、热光、热激光加工激光加工电、机械电、机械离子束加工离子束加工流体、机械流体、机械磨料流动加工、磨料喷射加工磨料流动加工、磨料喷射加工第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础6969 14.2.2 电火花加工电火花加工

51、 1.原理：在一定的液体介质中，利用正负电极间脉冲原理：在一定的液体介质中，利用正负电极间脉冲放电时的电腐蚀现象对导电材料进行加工，从而使放电时的电腐蚀现象对导电材料进行加工，从而使零件的尺寸、形状和表面质量达到技术要求。零件的尺寸、形状和表面质量达到技术要求。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础7070电火花加工原理如图14-19所示。在加工过程中，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极。两极均浸泡在具有一定绝缘度的液体介质（常用煤油或矿物油）中。工具电极在自动进给调节装置的控制下，以

52、保证工具与工件之间保持一定的放电间隙。 当脉冲电压加到两极之间，便将两极相对间隙最小处或绝缘度最低处的液体介质电离为负电子和正离子而被击穿，形成放电通道。在此瞬间，形成通道的区域很小，放电时间极短，放电区域产生的瞬时高温使被加工材料熔化甚至蒸发，形成一个小凹坑。单个脉冲经过上述放电过程，完成了一次脉冲放电，从而在工件表面形成一个微小的凹坑。如此周而复始高频率地循环放电，工具电极不断地向工件进给，就将工具的形状复制在工件上，最终加工出所需要的零件表面。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础717

53、1 2.电火花加工的特点：电火花加工的特点： 可加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高可加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料。纯度的导电材料。 加工时无明显的机械力，故适用于低刚度工件和微细加工时无明显的机械力，故适用于低刚度工件和微细结构的加工，特别适用于复杂的型孔和型腔加工。结构的加工，特别适用于复杂的型孔和型腔加工。 脉冲参数可以进行调节，可以在同一台机床上进行粗脉冲参数可以进行调节，可以在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工。加工、半精加工和精加工。 生产效率低于切削加工。一般用切削加工进行粗加工。生产效率低于切削加工。一般用切削加工进行粗加工。 放电过

54、程也会使工具电极损耗，影响成形精度。放电过程也会使工具电极损耗，影响成形精度。 3.电火花加工的应用：电火花加工的应用： 电火花成形加工电火花成形加工 电火花线切割加工。电火花线切割加工。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础7272 电火花成形加工：电火花成形加工：电火花成形加工包括锻模、压铸模、挤压模、塑料模电火花成形加工包括锻模、压铸模、挤压模、塑料模等型腔的加工。等型腔的加工。电火花成形加工还可加工型孔、方孔、多边形孔、异电火花成形加工还可加工型孔、方孔、多边形孔、异型孔等。型孔等。第

55、第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础7373 电火花线切割加工电火花线切割加工电火花线切割加工简称为线切割，是在电火花穿孔成形电火花线切割加工简称为线切割，是在电火花穿孔成形加工的基础上发展起来的。它是采用连续移动的细金属加工的基础上发展起来的。它是采用连续移动的细金属丝丝(0.05(0.050.3 mm0.3 mm的钼丝或黄铜丝的钼丝或黄铜丝) )作为工具电极，作为工具电极，与工件间产生电蚀而进行切割加工的。与工件间产生电蚀而进行切割加工的。根据电极丝的运行速度，电火花线切割通常分为两大类：

56、根据电极丝的运行速度，电火花线切割通常分为两大类： 高速高速走丝线切割（快走丝走丝线切割（快走丝 8 810m/s），电极丝往复移动。），电极丝往复移动。 低速低速走丝线切割（慢走丝走丝线切割（慢走丝0.2m/s0.2m/s），电极丝单向运），电极丝单向运动动 。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础7474 14.2.3 电解加工电解加工 1.电解加工的电解加工的原理：利用金属在电解液中产生阳极溶原理：利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工。解的电化学原理对工件进行成形

57、加工。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础7575 电解加工原理如图14-24所示。 加工时，工件接直流稳压电源正极，工具接负极，两极间保持0.11mm的间隙，具有一定压力（0.52.5MPa）的电解液从两极间隙中高速（560m/s）流过。 随着工具阴极不断缓慢地向工件进给，工件则不断地按工具端部的型面溶解，电解产物则不断被高速流动的电解液带走，最终工具的形状复制在工件上。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工

58、程材料与机械制造基础7676 2.电解加工电解加工特点：特点： 可以加工高强度、高硬度和高韧性等难以加工的可以加工高强度、高硬度和高韧性等难以加工的金属材料。金属材料。 加工过程中无机械切削力和切削热，工件不会产加工过程中无机械切削力和切削热，工件不会产生残余应力和变形，也没有飞边毛刺，适合于加工生残余应力和变形，也没有飞边毛刺，适合于加工易变形和薄壁类零件。易变形和薄壁类零件。 平均加工精度可以达到平均加工精度可以达到0.1mm，Ra1.60.2m 加工过程中工具阴极无损耗，可长期使用。加工过程中工具阴极无损耗，可长期使用。 生产率高，其加工速度约为电火花加工的生产率高，其加工速度约为电火花

59、加工的510倍，约为机械切削加工的倍，约为机械切削加工的310倍；倍； 一次进给运动可加工形状复杂的型腔与型面。一次进给运动可加工形状复杂的型腔与型面。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础7777 电解加工的电解加工的弱点和局限性：弱点和局限性： (1)加工稳定性不高，不易达到较高的加工精度。加工稳定性不高，不易达到较高的加工精度。 (2)电极工具的设计和修正比较麻烦。电极工具的设计和修正比较麻烦。 (3)电解液过滤、循环装置庞大，占地面积大，电电解液过滤、循环装置庞大，占地面积大，电解液对

60、设备有腐蚀作用；解液对设备有腐蚀作用； (4)电解液及电解产物容易污染环境。电解液及电解产物容易污染环境。 3.电解加工电解加工应用：应用： 电解去毛刺；电解去毛刺； 电解整体叶轮；电解整体叶轮； 电解锻模型腔。电解锻模型腔。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年1212月月1212日星期日日星期日工程材料与机械制造基础工程材料与机械制造基础7878 14.2.4 超声波加工超声波加工 1.原理：利用工具端面的超声频振动，通过磨料悬浮原理：利用工具端面的超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料。液加工硬脆材料。第第2章章 材料的组织结构材料的组织结构20212021年年12