轴类零件制造 课件 项目五主轴零件的工艺过程设计

工艺尺寸链的计算一、尺寸链的定义、组成1、定义尺寸链就是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系且按一定顺序连接的封闭尺寸组合。1（1）在加工中形成的尺寸链——工艺尺寸链A2A1A01.加工面2.定位面3.设计基准2（2）在装配中形成的尺寸链——装配尺寸链A1A2A032、特征3、组成

1、关联性

2、封闭性环——尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。封闭环A0——在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成的环。组成环——尺寸链中对封闭环有影响的全部环。组成环又可分为增环和减环。

增环——若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环为增环，记为Ai。

减环——若该环的变动引起封闭环的反向变动。则该环为减环，记为Ai。44、增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环，与封闭环箭头方向相同者为减环。A1A0A2A3封闭环减环增环举例：5二、尺寸链的分类

1、按应用范围分类1）工艺尺寸链——全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。2）装配尺寸链——全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。3）零件尺寸链——全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链。4）设计尺寸链——装配尺寸链与零件尺寸链，统称为设计尺寸链。61）长度尺寸链—全部环为长度的尺寸链2）角度尺寸链—全部环为角度的尺寸链3）直线尺寸链——全部组成环平行于封闭环的尺寸链。4）平面尺寸链——全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。5）空间尺寸链——组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。

2、按几何特征及空间位置分类7三、尺寸链的建立

1、确定封闭环

2、组成环确定1、加工顺序或装配顺序确定后才能确定封闭环。2、封闭环的基本属性为“派生”，表现为尺寸间接获得。

关键关键

要领1、设计尺寸往往是封闭环。2、加工余量往往是封闭环(靠“火花”磨除外）。

关键关键1、封闭环确定后才能确定。2、直接获得(与定位基准相连)。3、对封闭环有影响。8

1.极值法

（1）极值法各环基本尺寸之间的关系封闭环的基本尺寸A0等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即四、尺寸链计算的基本公式（0-1）

(2)

各环上、下偏差之间的关系

封闭环的上偏差ES(A0)等于增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和，即（0-2）9

（3）各环公差之间的关系

封闭环的公差T(A0)等于各组成环的公差T(Ai)之和，即

极值法解算尺寸链的特点是：简便、可靠，但当封闭环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环的公差可能过小，从而造成加工困难，制造成本增加，在此情况下，工业上常采用概率法进行尺寸链的计算。

（0-4）

封闭环的下偏差EI(A0)等于增环下偏差之和减去减环的上偏差之和，即（0-3）10

(1)正计算——已知各组成环，求封闭环。正计算主要用于验算所设计的产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求。

(2)反计算——已知封闭环，求各组成环。反计算主要用于产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。

（3）中间计算——已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个或几个组成环基本尺寸及公差（或偏差）。中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算。2.尺寸链计算的几种情况11(1)(2)课堂练习：12

工艺基准（工序、定位、测量基准等）与设计基准不重合，工序尺寸就无法直接取用零件图上的设计尺寸，因此必须进行尺寸换算来确定其工序尺寸。五、工艺过程尺寸链的分析与解算1.基准不重合时的尺寸换算13（1）基准不重合时的尺寸换算A设计基准C定位基准例1B14图0-4定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸换算例2镗削零件上的孔D。为了使工件装夹方便，选择表面A为定位基准。试确定采用调整法加工时，镗削孔D工序的工序尺寸。DL315解：1）确定封闭环、画尺寸链图。根据加工过程，设计尺寸LΣ是在本工序镗孔时间接获得的，是封闭环，按组成环的查找原则查找组成环，并画出尺寸链图如图0-4b所示。2）确定各环的性质根据组成环对封闭环的影响情况判断，L2与L3为增环，L1为减环。3）计算本工序镗孔的工序尺寸L3可按下列各公式计算。(0-1)(0-2)(0-3)检验：由式（0-4）得：（0.15-0.01）+（0-0.06）+（0.1-0）=0.14+0.06+0.1=0.316例3:某零件如图示，设计尺寸50-0.17、10-0.36，因10-0.36不好测量，而改为测量A2，试确定工序尺寸A2。A210-0.36A1=50-0.17A0封闭环A0A2A1解:1)确定封闭环、建立尺寸链、判别增减环。2）尺寸及偏差计算：A2=400+0.193）假废品情况：当A2=40+0.36（按上述计算应为超差），此时若A1=50，A0=10-0.36(合格)，这种废品为假废品。（2）测量基准与设计基准不重合的尺寸换算17

采用极值法时，按换算后的工序尺寸进行加工、测量时，发现超出换算的尺寸要求，工件应报废。但这时可能出现要保证的设计尺寸仍然在要求的公差范围内的现象，这时，工件实际上是合格品，而不是废品。只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组成环尺寸公差之和，就有可能出现假废品，为此应对该零件各有关尺寸进行复检和验算，以免将实际合格的零件报废而导致浪费。

假废品的出现，给生产质量管理带来诸多麻烦，因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准不重合。假废品的出现18例4

如图所示轴套，其加工工序如图所示，试校验工序尺寸标注是否合理。2.多尺寸保证时的尺寸换算50-0.3415±0.210-0.3零件图51-0.410车端面及孔50-0.3410.4-0.220车外圆及端面14.6±0.230钻孔10-0.340磨外圆及台阶图0-319解:1）分析

从零件图上看,设计尺寸有10-0.3mm、15±0.2mm以及50-0.34。根据工艺过程分析是否全部达到图纸要求。其中10-0.3、50-0.34直接保证，15±0.2间接保证，为封闭环，必须校核。

2）查找组成环，建立尺寸链10.4-0.214.6±0.210-0.3A0封闭环3）计算尺寸及偏差求得A0=（

超差）4）解决办法:（1）改变工艺过程，如将钻孔改在工序40之后；（2）提高加工精度，缩小组成环公差。5）重新标注尺寸，校核计算现将尺寸改为：10.4-0.1，14.6±0.1,10-0.1，可求得:A0=15±0.2符合图纸要求。203.校核工序间余量例5

一轴其轴向工艺过程如图所示，现要校核工序30精车B面的余量。ABCA1A2A3ABCA5A4粗车端面A、B，直接得到A1=28-0.52

A2=35-0.34调头，粗、精车C面，直接得到尺寸

A3=26-0.28调头，精车A、B，直接得到A4=25-0.14

A5=35-0.1721解:根据工艺过程作轴向尺寸形成过程及余量分布图，寻找封闭环，建立尺寸链求解。A3A2A4A5ZA0Z为封闭环，求得，Zmin=0.38>0,合适。22课堂作业：1、如图所示轴套零件的轴向尺寸，其外圆、内孔及端面均已加工。试求：当以A面定位钻直径为φ10mm孔时的工序尺寸A1及其偏差（要求画出尺寸链图）。2、计算右图所示尺寸链中的23项目五主轴零件加工工艺过程设计主轴零件工艺分析

主轴零件的材料与毛坯选择主轴零件工艺过程设计模块1模块2模块324主轴零件工艺分析

模块1最终目标：能对主轴零件进行技术要求分析和结构工艺性分析。促成目标：1、会识读主轴零件图；2、能对主轴零件进行技术要求分析；3、能对主轴零件进行结构工艺性分析。教学目标25图0-2一、相关知识一）

轴类零件的功用主要起支承传动件和传递转矩、承受载荷的作用。

二）轴类零件种类及结构特点有光轴、空心轴、半轴、阶梯轴、花键轴、十字轴、偏心轴、曲轴及凸轮轴等。回转体零件，长度大于直径，分刚性轴（l/d≤12）、挠性轴（l/d≥12）；加工表面通常由内外圆柱面、圆锥面及螺纹、花键、横向孔、键槽、沟槽等。26图1-127１、尺寸精度支承轴颈（装配轴承）：IT５～IT７配合轴颈（装配传动零件）：IT６～IT９２、几何形状精度主要指支承轴颈的圆度、圆柱度，一般在尺寸公差范围内。３、位置精度配合轴颈相对于支承轴颈的同轴度或跳动，一般径向圆跳动为0.01～0.03mm，高精度轴0.001～0.005mm。４、表面粗糙度支承轴颈：Ra0.8～0.2，配合轴颈：Ra3.2～0.8。三）主要技术要求28四）结构工艺性定义——零件结构的工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。

1.设计合理的结构，利于加工和装配2.改进轴的结构，减少应力集中

a）1）减小直径差，采用尽可能大的圆角。2）在轴、轮毂上开卸载槽。3）选用应力集中小的定位方法。29机械加工对零件局部结构工艺性的要求1）便于刀具的趋进和退出2）保证刀具正常工作3）保证能以较高的生产率加工尽量减少加工面积②尽量减少加工过程的装夹次数③应统一或减少尺寸种类④避免深孔加工⑤有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中加工出来⑥零件要有足够的刚性，便于采用高速和多刀切削30思考题：分析下图中零件局部结构工艺性存在的问题，并提出改进意见。31图1-2二、案例分析1、最主要的加工表面

φ75±0.0095、φ65±0.0085、φ75±0.0095与之间的台阶面、1:4短锥、莫氏6号锥孔以及1:4短锥与φ135外圆之间的台阶面。2、主要的加工表面

直接影响车床精度影响车床传动平稳性和噪音、、M65×1.5－6g、M72×1.5－6g、与φ75±0.0095之间的台阶面、φ65±0.0085与φ70之间的台阶面，以及10N9、6N9键槽等八处加工表面。32333、1:20锥孔

工艺用孔，本身对机床的精度没有影响，是主轴加工和修配用的工艺基准。4、其余表面

影响主轴其它加工表面的加工质量影响车床平稳性图1-234课外作业：1、按照最新国标用CAXA电子图板绘制LK32-20207主轴零件图（幅面建议用A1）。35主轴零件的材料与毛坯选择

模块2教学目标最终目标：能合理选择主轴毛坯，并绘制主轴零件毛坯图。促成目标：1、会查阅工艺手册；2、能确定主轴零件材料；3、能确定主轴零件毛坯形状和尺寸；4、会绘制主轴零件毛坯图。36（一）主轴零件的材料、毛坯及热处理常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。材料毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。材料要求：满足力学物理性能（强度、韧性、耐磨性、抗腐蚀性等），合理热处理和表面处理（发蓝、镀铬等）。一、相关知识37主轴主要传递动力，承受交变的弯曲应力与扭转应力，有时也承受载荷，轴颈和配合表面有相对摩擦，要求耐磨性高。主轴的常见损坏形式有磨损、弯曲、扭曲、裂纹、锥孔研伤。主轴工作时，一般为中速、中等载荷。在滚动轴承中工作的主轴，选择材料大多采用中碳钢、中碳合金钢，如45、40Cr、50Mn2钢，经过调质处理，局部加热淬火回火后，表面硬度可达到45～52HRC。对于要求具有更高的表面硬度、耐磨性和疲劳强度的高精度主轴，通常采用合金氮化钢制造如38CrMoAl，经氮化处理后硬度可达到1000～2000HV。对于承受较大的冲击载荷的主轴，采用20Cr、20Mn2B、20MnVB、12CrNi3制造，渗碳淬火后表面硬度可达到700～825HV，心部硬度可达到35～42HRC。对于要求刚性好、精度高的磨床或镗床主轴，可用GCr15钢制造，经高频淬火硬度可达到58～62HRC。有些主轴可采用球墨铸铁制造，代替45钢制造主轴。38表1-1各类毛坯的特点及适用范围

毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件

工程塑料件

13级以下13级以下11～1510～128～118～117～108～107～9

9～11大一般大大一般较小较小小很小小很小

较小各种材料钢

材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸

中、小尺寸简单较复杂复杂较简单一般较复杂较复杂复杂复杂复杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般

一般各种类型单件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量

中、大批量39热处理锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。40（二）锻件毛坯形状和尺寸的确定一）GB/T21469-2008

锤上钢质自由锻件机械加工余量与公差一般要求

GB/T21471-2008

锤上钢质自由锻件机械加工余量与公差轴类

1.基本概念

示意图（1）余块为简化锻件外形及锻造过程，在锻件的某些地方加添一些大于机械加工余量的金属。（2）法兰在锻件上的台阶，其长度小于本身直径的0.5倍，直径比其两端邻接的直径均大于1.5倍者。（3）凹档锻件某一部分的直径（或非圆形锻件的截面尺寸）小于其邻接两部分的直径（或截面尺寸）。毛坯加工余量：毛坯制造尺寸和零件尺寸的差值。毛坯公差：毛坯制造尺寸的公差。412.一般说明（1）机械加工余量与公差分为两个等级，即E级和F级，其中，F级用于一般精度的锻件，E级用于较高精度的锻件。由于E级往往需要特殊的工具和增加锻造加工费用，因此用于较大批量的生产。423.台阶轴类（1）台阶轴类自由锻件的机械加工余量与公差应符合P14表1-5的规定。

（2）各台阶直径和长度上的余量按零件锻打最大直径D和总长度L确定。（3）锻件上台阶或凹档的锻出条件应符合P15表1-6的规定。

①端部台阶长度L1≥l时则应予锻出。

②中间台阶长度L2≥0.8l时则应予锻出。

③凹档长度L3≥1.5l时则应予锻出。（4）锻件上法兰的最小锻出宽度应符合P16表1-7规定。（2）轴类零件（包括光轴、台阶轴和曲轴），锻件的长度尺寸可按2去3入、7退8进的原则，将尾数化整为0和5mm。

图1-4总长L与台阶最大直径D之比大于2.5。4344（三）毛坯图的绘制1、毛坯图①以零件图为基础，在相应的加工表面上加上毛坯加工余量，用粗实线表示。②双点画线在毛坯图中表示出零件的主要表面，以区别加工表面和非加工表面；实体上加工出来的孔和槽不必画出。③标出毛坯主要尺寸及公差、加工余量的名义尺寸。④标明材料规格及毛坯技术要求。图1-545图1-5b）工件加工余量图图1-5a）工件毛坯图46

①锻件的外形用粗实线表示，零件的轮廓线用细双点画线表示。锻件的基本尺寸和公差标注在尺寸线上面，零件的尺寸标注在尺寸线下面的括号内；②标明锻件技术条件。

2、锻件毛坯图的绘制

47课堂练习1、试画出图0-1零件的自由锻件毛坯图图0-148图1-6LK32-20207主轴毛坯图图1-249锻件坯料图二、案例分析1、材料选择综合性能良好的45钢。2、毛坯选择中批生产，自由锻件。3、毛坯加工余量和毛坯公差确定锻件精度等级定为F级。查P14表1-5

，锻打最大直径φ75，零件总长505，得a=（10±4）各台阶的余量与极限偏差为a=（10±4）mm。见上图1-6。图1-250浙江联强数控机床股份有限公司锻件毛坯图51二）钢质模锻件公差及机械加工余量（GB/T12362-2003）1．适用范围适用于模锻锤、热模锻压力机、螺旋压力机和平锻机等锻压设备生产的结构钢锻件。锻件的质量应小于或等于250kg、长度（最大尺寸）应小于或等于2500mm。2．公差及机械加工余量等级（1）国标中规定钢质模锻件的公差分为两级，即普通级和精密级。普通级公差适用于一般模锻工艺能够达到技术要求的锻件。精密级公差适用于有较高技术要求，但需要采取附加制造工艺才能达到的锻件。精密级公差可用于某一锻件的全部尺寸，也可用于局部尺寸。平锻件只采用普通级。（2）机械加工余量只采用一级。52（三）钢质模锻件通用技术条件（GB/T12361-2003）1．模锻斜度外模锻斜度

锻件在冷缩时，趋向离开模壁的部分，用α表示，查表1-16；内模锻斜度

锻件在冷缩时趋向贴紧模壁的部分，用β表示，按外模锻斜度值加大2°～3°（15°除外）。2．圆角半径公差及机械加工余量等级外圆角半径r按表1-17确定，内圆角半径R按表1-18确定。53教学目标最终目标：会合理设计主轴零件机械加工工艺过程。

促成目标：1、会合理设计主轴零件机械加工工艺过程；2、会对主轴零件不同机械加工工艺过程进行分析比较。主轴零件工艺过程设计

模块354一、相关知识一）、主轴零件定位基准选择以工件的两中心孔作定位基准（中心孔）以外圆和中心孔作定位基准（一夹一顶）以两外圆表面作定位基准以两端孔口60°倒角或者两端锥孔作定位基准以带有中心孔的锥堵或锥套心轴作定位基准（图）主轴支承轴颈与内锥面互为基准55①足够大的尺寸（GB/T145－2001）和准确的锥角，以承受工件重量和加工时的切削力。②轴两端中心孔应在同一轴线上，以便使中心孔与顶尖接触良好。图1-7③中心孔应有圆度要求，否则其圆度误差将反映到工件的外圆上。图1-8④同批工件中心孔的深度尺寸和两端中心孔间的距离应保持一致，否则会影响轴向定位精度。图1-91、中心孔的技术要求56图1-7两中心孔不同轴时图1-8中心孔不圆引起外圆的圆度误差

57图1-9中心孔深度不一致58单件小批：车、铣或锯端面划线钻顶尖孔。大批大量：常采用专用的双面铣端面钻中心孔机床，轴颈外圆定位。2、中心孔的加工59①铸铁顶尖或环氧树脂顶尖加注研磨剂在卧式车床或钻床上进行—精度比较高，但效率很低，一般很少采用。②油石或橡胶砂轮加少量润滑油（图1-10）—能达到高的精度和表面质量，研磨的时间比较短，目前常用的方法。③用硬质合金顶尖修研（图1-11）—精度较高，表面粗糙度细。工具还有寿命长、刮研效率比油石高、但质量稍差。多用于普通主轴零件中心孔的修研或作为精密主轴中心孔的粗研。④用中心孔磨床磨削中心孔（图1-12）—砂轮主轴具有三种运动：主切削运动，行星运动，往复运动。能磨出精密轴类零件两端中心孔，有较高的生产率，适用于批量生产。3、中心孔的修研601—图1-10图1-12图1-11用硬质合金顶尖修研5-内斜导轨6-外斜导轨7-斜导轨皮带轮及套轴8-凸轮轴及皮带轮9-砂轮主轴10内壳体11-凸轮6162（1）当锥孔的锥度比较小时（1:20和莫氏锥度），常用锥堵；当锥度较大时（7:24），用带锥堵的锥套心轴。使用锥堵或锥套心轴时的注意点：

（2）一般不中途更换锥堵或锥套心轴，也不要将同一锥堵或锥套心轴卸下后再重新装上，以减少重复安装误差。（3）用锥套心轴时，两个锥堵的锥面要求同轴，否则拧紧螺母后会使工件变形。

（4）装配锥堵或锥套心轴时，不能用力过大，特别是对壁厚较薄的轴类零件。（5）考虑便于拆卸的装置和使空气流通的装置。

63图1-13锥堵和锥套心轴64主轴零件热处理工序的安排：热处理工序是主轴加工的重要工序，主要包括：

a.毛坯热处理主轴锻造后要进行正火或退火处理，以消除锻造内应力，改善金相组织，细化晶粒，降低硬度，改善切削加工性。65

b.预备热处理

通常采用调质或正火处理，安排在粗加工之后进行，以得到均匀细密的回火索氏体组织，使主轴获得一定的硬度和强度，又有良好的冲击韧性，同时也可以消除粗加工的应力。66

c.最终热处理

一般安排在粗磨前进行，目的是提高主轴表面硬度，并在保持心部韧性的同时，使主轴轴颈或工件表面获得高的耐磨性和抗疲劳性，以保证主轴的工作精度和使用寿命。最终热处理的方法有局部加热淬火回火、渗碳淬火和氮化等，具体应视主轴材料而定。离子氮化渗碳高频淬火67d.定性处理对于精度要求很高的主轴，在淬火、回火后或粗磨工序后，还需要进行定性处理。定性处理的方法有低温人工时效和冰冷处理等。68磨削一般在磨床上进行。磨削加工可分为普通磨削、无心磨削、高效磨削等。（1）机床：普通磨床（2）加工范围：外圆、内圆、锥面、平面、成形面等（3）根据不同的精度和表面质量要求，磨削可分为粗磨、精磨、细磨和镜面磨削。粗磨

经粗磨后工件可达到IT8～IT9级精度，表面粗糙度Ra12.5～1.6μm；精磨加工后工件可达到IT6～IT8级精度，表面粗糙度Ra1.6～0.8μm；细磨（超精密磨削）加工后工件可达到IT5～IT6级精度，表面粗糙度Ra0.8～0.2μm；镜面磨削加工后工件加工精度仍为IT5～IT6级精度，但表面粗糙度Ra0.01μm。4、外圆表面的磨削4.1普通磨削691）纵磨法：加工精度高，Ra值较小，生产率低，实际生产中应用最广；2）横磨法（径向切入磨法）

：加工精度低，Ra值较大，生产率高，适用于批量生产中磨削刚度较好、精度较低、长度较短的外圆表面和成形面、粗磨。1.外圆磨（中心磨）（1）机床：普通外圆磨床（M1332）、万能外圆磨床（M1432）（2）磨削方法：704）深磨法磨削时，用较小的纵向进给量（一般为1～2mm／r）和较大的切深（一般为0.3mm左右），在一次行程中去除全部加工余量。生产效率很高，要求加工表面两端有较大的距离，以便砂轮切入和切出。一般只用于成批或大批量生产中刚性好的工件。3）综合磨法先用横磨法粗磨（相邻两段的搭接长度为5～15㎜），当工件上的加工余量为0.01～0.03mm时，再采用纵磨法精磨。综合了横磨法和纵磨法的优点。712.内圆磨（包括内锥面）（1）机床：内圆磨床（M2120A）、万能外圆磨床（2）特点：①由于磨内圆砂轮受孔径限制，切削速度难以达到磨外圆的速度；②砂轮轴直径小，悬伸长，刚度差，易弯曲变形和振动，且只能采用较小的背吃刀量；③砂轮与工件成内切圆接触，接触面积大，磨削热多，散热条件差，表面易烧伤；④磨内圆比磨外圆生产率低，加工精度和表面质量难以控制。724.2无心磨削工件不用顶尖来定心和支承，而是直接将工件放在砂轮和导轮之间，由托板支承，以工件被磨削的外圆本身作为定位基准。消除了工件中心孔误差、外圆磨床工作台运动方向与前后顶尖连线的不平行度以及顶尖的径向圆跳动等项误差的影响，外圆经磨削后可达IT5～IT6级精度，圆度、圆柱度可达6～2μm，表面粗糙度Ra值可达0.4～0.1μm。

无心磨削调整费时，只适于成批及大量生产；不能纠正外圆与内孔的轴线位置误差，工件同轴度、垂直度等相互位置精度较低；带有键槽、缺口、纵向平面的轴也不能加工。73（1）机床：无心外圆磨床（M1050A）（2）加工方法：贯穿磨削法（纵磨法）、切入磨削法（横磨法）1.无心纵磨法大轮为工作砂轮，起切削作用。小轮为导轮，无切削能力。两轮与托板构成V形定位面托住工件，不用顶尖支撑。由于导轮的轴线与砂轮轴线倾斜β角（β＝1°～6°），v导分解成v工和v进。v工带动工件旋转，v进带动工件轴向移动。无心纵磨法主要用于大批量生产中磨削细长光滑轴、销钉、小套等零件的外圆（带有键槽、缺口、纵向平面的轴除外）。74

由工件（连同导轮）或砂轮作横向进给来磨削工件表面，导轮的轴线仅倾斜很小的角度（约30′），对工件有微小的轴向力作用，使它顶住定位挡板，得到可靠的轴向定位，工件不作轴向移动。无心横磨法主要用于磨削带台肩而又较短的外圆、锥面和成形面等。2.无心横磨法755、外圆表面的光整加工5.1研磨研磨是通过研具在一定压力下与加工面作复杂的相对运动而完成的。研具和工件之间的磨粒与研磨剂在相对运动中，分别起机械切削作用和物理、化学作用，使磨粒从工件表面上切去极薄的一层材料，从而得到极高的尺寸精度和极细的表面粗糙度。经研磨的表面，尺寸和几何形状精度可达1～3μm，表面粗糙度Ra值为0.16～0.01μm。若研具精度足够高，其尺寸和几何形状精度可达0.3～0.1μm，表面粗糙度值Ra值小于0.04～0.01μm。

765.2超精加工

使用细粒度磨条（油石）以较低的压力和切削速度对工件表面进行精密加工的方法，实际上是摩擦抛光过程。加工余量很小，一般为0.005～0.0025mm，因而对加工精度的提高不甚显著。表面粗糙度Ra值达0.01～0.04μm。切削速度低，油石压力小，因而发热少，变形层浅，无烧伤。

三种运动：1工件的回转运动；2磨头轴向进给运动；3磨条高速往复振动。这三种运动使磨粒在工件表面形成的轨迹是正弦曲线。

四个阶段：

①强力切削阶段

②正常切削阶段

③微弱切削阶段④自动停止阶段

超精加工视频775.3双轮珩磨

双轮珩磨也是一种高效率的光整加工方法。珩磨时工件在两顶尖上以转速nw旋转，两个修整成双曲线的磨轮轴线反向倾斜，与工件轴线成α角，安装在工件两边，用弹簧3压向工件1。工件靠摩擦力带动珩轮2旋转，同时沿工件轴向作往复运动。珩轮和工件的相对滑动速度v使其产生切削作用。双轮珩磨出来的工件表面呈黑色镜面，其表面粗糙度Ra值达0.0012～0.025μm。此外，由于磨轮本身回转，磨损均匀，因此耐用度较高。特点：对前道工序的表面粗糙度要求不高，即使是车削表面，也可直接进行珩磨。但不能纠正前道工序的圆度误差。78

滚压加工属无屑加工，是利用经过淬火和精细研磨过的滚轮或滚珠，在常温状态下对金属表面进行挤压，使受压点产生弹性和塑性变形，表层的凸起部分向下压，凹下部分向上挤，逐渐将前工序留下的波峰压平，降低了表面粗糙度；同时它还能使工件表面产生硬化层和残余压应力。因此提高了零件的承载能力和疲劳强度、耐磨性、耐蚀性。经滚压后的外圆表面粗糙度可达Ra0.4～0.25μm，硬化层深度0.2～0.05μm，硬度提高5%～20%。图1-14滚压加工可以加工外圆、孔、平面及成型表面，通常在普通车床、转塔车床或自动车床上进行。如图1-15为典型的滚压加工示意图。5.4滚压79图1-14滚压加工原理图1-15典型滚压加工示意图80（一）基本加工路线1、粗车——半精车——精车适用于一般常用材料2、粗车——半精车——粗磨——精磨适用于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求小、零件需要淬硬时。3、粗车——半精车——精车——金刚石车适用于有色金属4、粗车——半精车——粗磨——精磨——光整加工适用于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小时。二）轴类零件加工的工艺分析通常采用倒推法81（二）典型工艺路线毛坯及热处理→粗加工（加工端面和中心孔、粗车）→热处理（调质）→修研中心孔→半精加工→花键、键槽、螺纹等加工→热处理（淬火）→修研中心孔→精加工→时效处理→光整加工→终检→入库主要加工表面（外圆）按经济精度选择加工方法82（三）大批生产和小批生产工艺过程的比较表1-2不同生产类型的主轴定位基准的选择工序名称大批生产小批生产加工中心孔毛坯外圆划线粗车外圆夹一端，顶另一端夹一端，顶另一端钻深孔粗车后的支承轴颈夹一端，托另一端半精车和精车两端锥堵的中心孔夹一端，顶另一端粗、精磨外锥两端锥堵的中心孔两端锥堵的中心孔粗、精磨外圆两端锥堵的中心孔两端锥堵的中心孔粗、精磨锥孔两支承轴颈外表面或靠近两支承轴颈的外圆表面夹小端，托大端83表1-3不同生产类型的工艺过程比较工序名称大批生产小批生产轴端两中心孔的加工

中心孔钻床或专用机床（如双面铣钻床）车床或钻床上通过划线找正中心，并经两次安装才加工出来外圆车削多刀半自动车床或液压仿形车床普通卧式车床、数控车床外圆磨削粗磨和精磨在不同的磨床上进行，常采用组合磨削、成形砂轮磨削粗磨和精磨在一台磨床上完成深孔加工锻造的无缝钢管作为毛坯；深孔钻床上进行加工；如果孔径较大，还可采用套料车床上用麻花钻头加工（钻头柄接长、不同长度的钻头分几次钻、从轴的两端分别钻孔）花键轴加工采用花键滚刀在专用花键轴铣床上加工卧式铣床上用分度头分度以圆盘铣刀铣削8485孔的深度与孔径之比L／d＞5就算深孔（1）特征

深孔加工①刀杆较长，刀具刚度变差，容易引起振动和钻偏孔；②散热条件