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第五章第一节典型表面加工分析讲解

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典型表面加工分析

典型表面加工分析

9
轴类零件的加工
轴类零件加工的定位基准和装夹
③以两外圆表面作为定位基准 在加工空心轴的内孔时，（例如：机床上莫氏锥度的 内孔加工），不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两 外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支 撑轴颈（装配基准）为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴 颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。
典型表面加工分析
主要内容
1. 外圆面的加工 3. 平面的加工 5. 螺纹的加工 2. 孔的加工 4. 成形面的加工 6. 齿轮齿形的加工
本章目的
根据不同零件的特点，正确选择加工方法及 机床，制订最佳加工方案
1
典型表面加工分析
选择表面加工方法的基本原则：
1. 所选加工方法的精度及表面粗糙度与加工 表面的要求相适应原则 2. 所选加工方法与零件材料切削加工性及产 品的生产类型相适应原则 3. 若干方法配合选用原则
39
5.螺纹的加工
一、常用加工方法
1.攻螺纹和套螺纹 （2）套螺纹
套螺纹
40
5.螺纹的加工
一、常用加工方法
1.攻螺纹和套螺纹 （2）套螺纹
在车床上套螺纹
41
5.螺纹的加工
一、常用加工方法 2.车螺纹 公差等级4~8级，表面粗糙度Ra值0.4~1.6
42
5.螺纹的加工
一、常用加工方法 2.车螺纹 车螺纹的刀具
8
轴类零件的加工
轴类零件加工的定位基准和装夹
②以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶） 用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是 加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加 工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中 心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切 削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。

安徽职业技术学校金属工艺学教案：典型表面加工分析 免费

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安徽职业技术学校金属工艺学教案：典型表面加工分析
授课时间：班级：
本课课题：典型表面加工分析
教学目的和要求：了解典型表面加工。

重点与难点：典型面加工特点。

教学方法：讲授法。

课型：理论课和录像观摩。

教学过程
复习旧课：特种加工特点
典型表面加工分析
第一节外圆面的加工
一、外圆面的技术要求
（1）本身精度
（2）位置精度
（3）表面质量
二、外圆面加工方案的分析
（1）粗车
（2）粗车－半精车
（3）粗车－半精车－磨（粗磨或半精磨）
（4）粗车－半精车－粗磨－精磨
（5）粗车－半精车－粗磨－精磨－研磨
（6）粗车－精车－精细车粗车－半精车－粗磨－精磨
第二节孔的加工
一、孔的技术要求
分三个方面：
（1）本身精度
（2）位置精度
（3）表面质量
二、孔加工方案的分析
第三节平面的加工
一、平面的技术要求
三个方面：
（1）形状精度
（2）位置精度
（3）表面质量
一、平面加工方案的分析
（1）粗刨或粗铣
（2）粗铣（或粗刨）－精铣（或精刨）－刮研（3）粗铣（刨）－精铣（刨）－磨
（4）粗铣－半精铣－高速精铣
（5）粗车－精车
第四节成形面的加工
一、成形面的技术要求
二、成形面加工方法的分析
（1）用成形刀具加工
（2）利用刀具和工件作特定的相对运动加工
布置作业：
课后总结：。

金属工艺学第五章 典型表面加工的方案分析

金属工艺学第五章 典型表面加工的方案分析

2．参考方案 ① 外圆 32f7(IT7，Ra1.6 m)：粗车—调质—半精车—磨削；车 床和磨床；均用双顶尖装夹；外圆车刀和砂轮。 ② 外圆 28h6(IT6， Ra0.4m):粗车—调质—半精车—粗磨—精 磨；车床和磨床；均用双顶尖装夹；外圆车刀和砂轮。 ③ 齿形M(8GM，Ra1.6 m):滚齿—齿面淬火—珩齿；滚齿机 和珩齿机；滚齿机上采用三爪卡盘－顶尖装夹，在珩齿机 上采用双顶尖装夹；滚刀和珩磨轮。 ④ 平键槽N(槽宽尺寸IT9，槽侧 Ra3.2 m )：铣键槽；立式铣 床或键槽铣床；平口虎钳或轴用虎钳装夹；键槽铣刀。
(3)载荷分布的均匀性 即要求齿轮啮合时，齿面接触良 好，以免引起应力集中，造成齿面局部磨损，影响齿轮的使 用寿命。
(4)传动侧隙 即要求齿轮啮合时，非工作齿面间应具有 一定的间隙，以便贮存润滑油，补偿因温度变化和弹性变形 引起的尺寸变化以及加工和安装误差的影响。否则，齿轮传 动在工作中可能卡死或烧伤。
3、是否热处理及热处理方法
① 挡块(调质240HBS)：粗铣(或粗刨)—调质—半精铣(或半 精刨)—精铣(或精刨)。
② 平行垫铁(淬火50HRC)：粗铣(或粗刨)—半精铣(或半精 刨)—淬火—磨。
四、根据零件材料的性能选择
例1：两种阀杆外圆加工方案。 ① 45钢阀杆( 25h4,Ra0.05 m)
二、齿轮齿形加工方法的分析
齿形加工是齿轮加工的核心和关键，目前制造齿轮主要 是用切削加工，也可以用铸造或辗压(热轧、冷轧)等方法。 铸造齿轮的精度低、表面粗糙；辗压齿轮生产率高、力学性 能好，但精度仍低于切齿，未被广泛采用。
用切削加工的方法加工齿轮齿形，按加工原理的不同， 可以分为如下两大类：
(1)成形法(也称仿形法) 是指用与被切齿轮齿间形状相符 的成形刀具，直接切出齿形的加工方法，如铣齿、成形法磨 齿等。

轴类零件加工工艺过程

轴类零件加工工艺过程
表面淬火：安排在精加工之前，这样可以纠 正因淬火引起的局部变形。
低温时效处理：精度要求高的轴，在局部淬 火或粗磨之后进行。
第五章 典型零件加工工艺过程
图 5-2 CA6140车床主轴简图
第五章 典型零件加工工艺过程
➢车床主轴的结构特点
既是阶梯轴，又是空心轴；是长径比小于12的 刚性轴；
不但传递旋转运动和扭矩，而且是工件或刀具 回转精度的基础；
主要加工表面有内外圆柱面、圆锥面，次要表 面有螺纹、花键、沟槽、端面结合孔等
机械加工工艺主要是车削、磨削，其次是铣削 和钻削。
第五章 典型零件加工工艺过程
特别值得注意的工艺问题有： 1) 定位基准的选择； 2) 加工顺序的安排； 3) 深孔加工； 4) 热处理变形。 ➢ 车床主轴的功用 承受扭转力矩； 承受弯曲力矩； 保证回转运动精度。
➢主轴结构的设计要求： 1) 合理的结构设计； 2) 足够的刚度； 3) 有具有一定的尺寸、形状、位置精度
和表面质量； 4) 足够的耐磨性、抗振性及尺寸稳定性 5) 足够的抗疲劳强度
第五章 典型零加工工艺过程
3．车床主轴技术条件的分析 ➢主轴支承轴颈的技术要求 支承轴颈是主轴的装配基准，其精度直
轴类零件加工工艺过程
2020年4月18日星期六
第五章 典型零件加工工艺过程
第一节 轴类零件加工
一、概述 1．轴类零件的作用、特点及分类 ➢轴类零件的作用 支撑传动零件； 承受载荷； 传递扭矩。
第五章 典型零件加工工艺过程
➢轴类零件的特点
长度大于直径； 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花
离轴端300处为0.01，锥面接触率≥70%，
粗糙度
，硬度HRC48~50。
第五章 典型零件加工工艺过程

典型表面加工分析

典型表面加工分析
1
2
所选加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的要求相适应； 所选加工方法要与零件材料的切削加工性及产品的生产类型相适应； 几种加工方法配合使用； 表面加工要分阶段进行： 为了保证零件的加工质量，提高生产效率和经济效益，整个加工过程应分阶段进行，即分为粗加工、半精加工及精加工三阶段。
粗加工：切除各加工表面上的大部分加工余 量，并完成精基准的加工。 先进行粗加工，可以及时发现毛坯的缺陷，如砂眼 、裂纹、局部余量不足等，避免对不合格毛坯继续加工而造成浪费。
精度 齿轮及齿轮副共有12级精度，由高到低为1~12级，7级为常用级。
02
成形法
特点：成形刀具与被切齿轮齿槽同形。齿形精度低，只能用于低速的 齿轮传动。 齿轮加工的关键是齿形加工，按照成形原理分为两类：
展成法
特点：刀具与齿轮发生啮合运动。齿形精度高，需专用设备。
01
3、加工方法
三、孔的加工
01
根据所起的作用，一般分为：
02
非结合面 有外观或防腐需要时才加工；
03
结合面和重要结合面 零件的固定连接平面；
04
导向平面 机床导轨面；
05
精密测量工具的工作面
四、平面的加工
紧固螺纹 ：用于零件的固定连接，如普通螺纹、管螺纹。螺纹牙型多为三角形。
普通螺纹：要求旋入性及连接可靠性 管螺纹：要求密封性及连接可靠性
01
有两种磨齿形式： 锥形砂轮磨齿； 双碟形砂轮磨齿。
02
三、磨齿
本章结束
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汇报人姓名
01
02
传动螺纹：传递运动、动力或位移。牙型多为梯形或锯齿形。
要求传动准确、可靠、接触良好、耐磨。
常用螺纹：

第五章第一节典型表面加工分析

第五章第一节典型表面加工分析
第六章
典型表面加工分析
制造技术
第一节
外圆、内孔及平面加工
制造技术
拟定加工方案的基本原则：
1.粗精加工应分开； 2.几种加工方法应配合选用。
外圆表面加工 一、外圆表面的技术要求
形状精度: 圆度 、圆柱度 、直线度 位置精度：同轴度 表面质量：Ra、表面硬度、残余应力
制造技术
保证同轴度要求 一次安装
制造技术
制造技术
深 孔 钻 削
制造技术
制造技术
制造技术
一、孔加工的技术要求
1.形状精度 2.位置精度
3.表面质量
与外圆相似，但加工难度大于 外圆表面。
二、孔加工的方案分析
制造技术
粗拉 IT8-IT7
精拉IT7－6源自（≤φ30）钻 IT10以下
（毛坯上一有孔）
←---------调质------→
半精磨
案
IT7-IT6, Ra0.4-0.8
分
析
精磨
精细车
IT6， Ra0.2-0.4
IT6-IT5 ，Ra0.1-0.4
精细磨
研磨或超级光磨
IT6-IT5， Ra0.1-0.2 IT6-IT5，Ra0.008-0.1
制造技术
孔的加工
孔的分类：
① 紧固孔≤30mm（非配合孔）
② 回转零件上的孔（中心位置） ③ 箱体上的轴承孔 ④ 深孔 L/D>5—10的孔 ⑤ 圆锥孔
制造技术
保证同轴度要求
制造技术
保证同轴度要求
制造技术
二
粗车 IT12-IT11, Ra12.5-50
、
调质---------→
外
半精车
圆
IT10-IT9, Ra3.2-6.3

第五章 机械加工表面质量讲解

4.表面层产生的金相组织变化对零件耐磨性的影响 金相组织的变化引起基体材料硬度的变化，进而
影响零件的耐磨性。
15
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响 （二）表面质量对零件疲劳强度的影响
1. 表面粗糙度对疲劳强度的影响
表面粗糙度越大，抗疲劳破坏的能力越差。 对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。
（一）加工 表面层的冷作硬化
1.表面层冷作硬化的产生
冷作硬化：机械加工时，工件表面层金属受到切 削力的作用产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲，晶 粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长、纤维化甚至碎化， 从而使表面层的强度和硬度增加，这种现象称为加 工硬化，又称冷作硬化和强化。
34
5.4 影响加工表面层物理机械性能的因素
机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为几 何因素和物理力学因素两个方面。
（一）切削加工时表面粗糙度的影响因素
1. 几何因素
••刀主尖偏圆角弧kr、半副径偏rε 角kr′ •进给量f
22
残留面积高度H的计算：
当刀尖圆弧半径rε=0时，残留面积高度H为
H
f
cotkr cotkr
f： 进 给 量 ， Kr主 偏 角 ， Kr'副 偏 角
（一）表面质量对零件耐磨性的影响 1. 表面粗糙度对耐磨性的影响
零件耐磨性的影响因素： 摩擦副的材料；润滑条件；表面质量(接触面积)。
零件磨损三个阶段：初期磨损阶段；正常磨损阶段；剧烈磨损阶段
图5-1 磨损过程的基本规律
11
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
（一）表面质量对零件耐磨性的影响
1. 表面粗糙度对耐磨性的影响
表面粗糙度太大和太小都不耐磨 表面粗糙度太大，接触表面的实际压强增大，粗

外圆表面的加工方法ppt课件


5.1外圆表面加工 一、外圆车削 1.工件的装夹
②前后顶尖
5.1外圆表面加工 一、外圆车削 1.工件的装夹
②前后顶尖
5.1外圆表面加工 一、外圆车削 1.工件的装夹 ③四爪单动卡盘
5.1外圆表面加工 一、外圆车削 1.工件的装夹 ③四爪单动卡盘
5.1外圆表面加工 一、外圆车削 1.工件的装夹 ④心轴
纵磨法加工精度和表面质量较高，适应性强，用同一砂 轮可磨削直径和长度不同的工件，但生产率低。在单件、 小批量生产及精磨中，应用广泛，特别适用于磨削细长 轴等刚性差的工件。
二、外圆磨削 4.外圆磨削方法 ②横磨法
磨削时，工件不作纵向往复运动，砂轮以缓慢的速度连续或间 断地向工件作横向进给运动，直到磨去全部余量。横磨时，工 件与砂轮的接触面积大，磨削力大，发热量大而集中，所以易 发生工件变形、烧刀和退火.
二、外圆磨削 1.砂轮
特性：
磨料 粒度 硬度 结点
（1）精度高、表面粗糙度小(外圆IT7~IT5、表面 粗糙度Raμm) （2）堵塞 （3）自锐性 （4）背向力大、磨削温度高
二、外圆磨削 3.工件装夹
外圆表面磨削一般在外圆磨床或无心外圆磨床上进 行，也可采用砂带磨床磨削。 在外圆磨床上磨削工件外圆时，轴类零件常用顶尖 装夹，其方法与车削时基本相同，但磨床所用顶尖 不随工件一起转动。
1.外圆表面常用加工方法有哪些？如何选 用？
2.砂轮的特征主要取决于哪些因素？如何 进行选择？
3.外圆磨削有哪几种方式？各有有何特点？ 各适用于什么场合？
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
横磨法生产效率高，适用于成批或大量生产中，磨削长 度短、刚性好、精度低的外圆表面及两侧都有台肩的轴 颈。若将砂轮修整成形，也可直接磨削成形面。

典型表面加工分析课件


2.利用刀具和工件作特定的相对运动加工
⑴靠模车成形面;适宜小批大件
⑵车刀手动法(双手赶刀法)；适宜单件。
精
9
⑶液压仿形装置；大批加工成形件。 ⑷使用数控机床，单件小批成形面加工。 3.根据工件材料、技术要求等
对淬硬件、高精度件宜使Байду номын сангаас磨削。
§5 螺纹的加工
螺纹实为特定成形面，按用途分为： 1.紧固螺纹
3
§1 外圆面的加工
一、外圆面的技术要求 尺寸精度 形状精度 表面粗糙度 其他要求
二、外圆面加工方案的分析
精
4
§2 孔的加工
零件上的孔常见的有：
⑴紧固孔(螺孔)与油孔类；
⑵回转体零件上的孔(如套筒、齿轮上的孔)
⑶ 箱体零件上的孔(多指“孔系”)
⑷ 深孔(L/D>5~10的孔,如机床主轴的通孔)
⑸圆锥孔(如：定位销孔）
1.形状精度；
精
7
2.位置精度; 3.表面质量。 二、平面加工方案的分析
§4 成形面加工
一、成形面的技术要求 尺寸精度、形状、位置精度、表面质量等， 但更主要是：
表面形状要求
精
8
二、成形面加工方法分析
1.使用成形刀具加工；
⑴使用成形刀具；适宜小批小件。
⑵使用成形铣刀；适宜有直槽、螺旋槽类 零件。
3.铣螺纹
又分:盘形铣刀铣螺纹与梳形铣刀铣螺纹。
4.磨螺纹
又分:单线砂轮磨螺纹与多线砂轮磨螺纹
精
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§6 齿轮齿面的加工
齿轮加工可分为轮坯加工和齿面加工，齿 轮轮坯属盘类零件，多由车削完成。齿面加工按 加工原理分为成形法和展成法两种。
1成形法
成形法主要指铣齿，铣齿是用与被切齿轮轮 齿槽形状相当接近的铣刀加工齿轮或齿条等的齿 面过程。

机械工艺制造基础

➢ 合用于有色金属旳精加工：ap<0.15 f<0.1mm/r V=300m/min 精度达IT6--IT5 Ra达0.1--0.4m,而磨削 易堵砂轮.
➢ 刀具简朴：制造,刃磨,安装均以便.适应性广。
➢ 应用广泛：
细长轴外圆旳车削加工
常将长径比（L/D≥5~10）轴称为细长轴，其刚度很差，车 削时轻易弯曲和振动，产生腰鼓形或竹节形误差而不能确保 加工质量。所以，必须采用有效措施来处理车削时旳变形、 振动等问题。
★磨削旳径向磨削力Fy大：
★磨削温度高：切削速度高，且多为负前角切削， 挤压和摩擦大，加上砂轮导热性很差，在磨削区产 生很高旳瞬时高温，所以磨削时应采用大量切削液 已降低温度。
外圆表面磨削措施
1）中心磨削法：在外圆磨床上以工件旳两顶尖孔 定位进行外圆磨削。 ★纵向进给磨削法
★横向进给磨削法 ★综合磨削法
★ 切削：磨削深度、磨削 点温度和应力到达一定数 值，形成磨屑，沿磨粒前 刀面流出
➢ 详细到每个磨粒，不一 定三个阶段都有
磨屑形成过程
a）平面示意图 b）截面示意图
磨削工艺特点
★精度高、表面粗糙度小：多刃，刃口圆弧半径r小 ，切削层很薄，切削厚度小到微米，磨床精度高， 刚性好，微量进给。
★砂轮有自锐作用：生产率高。
=0°
=0° a =8°
a =0°
切削部分后角
修光部分后角
5.2.3 镗孔
对于直径较大旳孔（D＞80～100mm）、内成形面或孔内 环槽等，镗削是唯一合适旳加工措施。一般镗孔精度达 IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为0.8～1.6μm；精细镗时， 精度可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra值为0.2～0.8μm。
➢精细车：精度可达IT6~IT7，表面粗糙度为 Ra0.2~0.8μm。对于小型有色金属零件，高速精细车 是主要加工措施 (Ra0.4~0.1μm)。
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制造技术
保证同轴度要求
制造技术
保证同轴度要求
制造技术
二
粗车 IT12-IT11, Ra12.5-50
、
调质---------→
外
半精车
圆
IT10-IT9, Ra3.2-6.3
淬火----------→
面 加
粗磨 IT8-IT7, Ra0.8-1.6
工
精车 IT8-IT7, Ra0.8-1.6
方
2.试决定下列零件的孔的加工方案： 1）单件小批量生产中,铸铁齿轮上的孔, 20H7, Ra1.6 m 2)大批大量生产中,铸铁齿轮上的孔, 50H7, Ra0.8 m 3)高速钢三面两刃铣刀上的孔, 27H6, Ra0.2 m 4)变速箱箱体(材料为铸铁)上传动轴的轴承孔, 62J7, Ra0.8 m
制造技术
制造技术
制造技术
深 孔 钻 削
制造技术
制造技术
制造技术
一、孔加工的技术要求
1.形状精度 2.位置精度
3.表面质量
与外圆相似，但加工难度大于 外圆表面。
二、孔加工的方案分析
制造技术
粗拉 IT8-IT7
精拉
IT7－6
（≤φ30）
钻 IT10以下
（毛坯上一有孔）
←---------调质------→
半精磨
案
IT7-IT6, Ra0.4-0.8
分
析
精磨
精细车
IT6， Ra0.2-0.4
IT6-IT5 ，Ra0.1-0.4
精细磨
研磨或超级光磨
IT6-IT5， Ra0.1-0.2 IT6-IT5，Ra0.008-0.1
制造技术
孔的加工
孔的分类：
① 紧固孔≤30mm（非配合孔）
② 回转零件上的孔（中心位置） ③ 箱体上的轴承孔 ④ 深孔 L/D>5—10的孔 ⑤ 圆锥孔
3.试决定下列零件平面的加工方案： 1）单件小批量生产中,机座(铸铁)的底面,L×B=500×300mm, Ra3.2m. 2)成批生产中, 铣床工作台(铸铁)台面, L×B=1250×300mm , Ra1.6 m 3)大批大量生产中, 发电机连杆(45调质, 217-255HB)侧面, L×B=25×10mm, Ra3.2m
制造技术
拉 Ra0.8-1.6
粗刨 Ra12.5-50
精刨 Ra1.6
粗铣 Ra12.5-50
精铣 Ra1.6
车 Ra1.6-6.3
宽刀精刨 Ra0.8
刮研 Ra0.2-0.8
高速精铣 Ra0.2-0.8
磨 Ra0.2-0.8
（大平面各工序间应加时效处理）
研磨或超级光磨 Ra0.2-0.8
制造技术
成形面加工 一、成形面加工的技术要求
形状精度：线轮廓度 面轮廓度
二、成形面加工的方案分析
•成型刀具（成型法） •靠模装置或仿形机床（仿形法） •数控机床（轨迹法）
制造技术
靠模装置或仿形机床（仿形法）
制造技术
1.试决定下列零件外圆面的加工方案： 1）紫铜小轴，20h7,Rao.8m. 2)45钢轴， 50h6, Ra0.2 m ,表面淬火ＨＲＣ４０－５０
扩
粗镗
IT10-IT9
IT9-IT8
淬火-→
粗铰 IT8-T7-6
半精磨 IT8-IT7
精镗 IT8-IT7
精磨 IT7-IT6
手铰 IT7-IT6
研磨或珩磨 IT6-IT4
精细镗 IT7-IT6
制造技术
平面加工 一、平面加工的技术要求
•形状精度：平面度 、 直线度 •位置精度：平行度 //、 垂直度⊥ •表面质量：（同上 ） 二、平面加工的方案分析
第五章
典型表面加工分析
制造技术
第一节
外圆、内孔及平面加工
制造技术
拟定加工方案的基本原则：
1.粗精加工应分开； 2.几种加工方法应配合选用。
外圆表面加工 一、外圆表面的技术要求
形状精度: 圆度 、圆柱度 、直线度 位置精度：同轴度 表面质量：Ra、表面硬度、残余应力
制造技术
保证同轴度要求 一次安装