外圆、内孔、平面加工课件

2.6 外圆、内孔、平面加工外圆、内孔、平面加工 2.6 外圆、内孔、平面加工n1 1、轴类零件的功用及结构特点、轴类零件的功用及结构特点n轴类零件是典型的机器零件。用来支承传动件轴类零件是典型的机器零件。用来支承传动件,传递运动和扭矩。结构类型如下图传递运动和扭矩。结构类型如下图3-13-1所示所示:一、轴类零件2.6.1回转体零件的种类和技术要求一、轴类零件2.6.1回转体零件的种类和技术要求2外圆、内孔、平面加工课件外圆、内孔、平面加工课件n2 2、轴类零件的技术要求、轴类零件的技术要求n1 1）、尺寸精度）、尺寸精度n主要轴颈主要轴颈(指配合指配合,支承轴颈支承轴颈)的尺寸精度的尺寸精度,一一般为般为IT9-IT6,IT9-IT6,机床主轴支承轴颈的尺寸精度机床主轴支承轴颈的尺寸精度为为IT5,IT5,甚至更高。甚至更高。n2 2）、几何形状精度）、几何形状精度n主要有圆度主要有圆度,圆柱度的要求圆柱度的要求,一般控制在尺寸一般控制在尺寸公差以内。公差以内。n3 3）、位置精度）、位置精度n支承轴颈之间有同轴度要求支承轴颈之间有同轴度要求,工作表面工作表面,配合配合表面对支承轴颈有跳动要求。表面对支承轴颈有跳动要求。n4 4）、表面粗糙度）、表面粗糙度:一般为一般为Ra0.8-0.16Ra0.8-0.16m m。2、轴类零件的技术要求外圆、内孔、平面加工课件三、套类零件三、套类零件外圆、内孔、平面加工课件2.6.2外圆表面加工外圆表面加工 一、外圆车削一、外圆车削 外圆的车削,是最常用的加工方法.在一般的机械厂车床的数量约占机床总量的2050%,外圆车刀一般用主偏角90,75,45的偏刀,所加工材料的硬度在HRC30以下。单件小批生产外圆一般在普通车床上加工。2.6.2外圆表面加工 1.工件的装夹工件的装夹三爪自定心卡盘 存在定心误差，有位置精度要求的表面应在一次装夹当中加工。三爪自定心卡盘 存在定心误差，有位置精度要求前后顶尖前后顶尖前后顶尖前后顶尖四爪单动卡盘四爪单动卡盘外圆、内孔、平面加工课件n用心轴装夹工件时，对工件的内孔精度要求较高，用心轴装夹工件时，对工件的内孔精度要求较高，IT7IT6IT7IT6心轴用心轴装夹工件时，对工件的内孔精度要求较高，IT7IT6花盘弯板花盘弯板外圆、内孔、平面加工课件附件附件2、车刀主要类型：直头外圆车刀；直头外圆车刀；弯头车刀；弯头车刀；偏刀；偏刀；切槽或切断刀；切槽或切断刀；镗孔刀；镗孔刀；螺纹车刀；螺纹车刀；成形车刀。成形车刀。2、车刀主要类型：3.外圆车削方法外圆车削方法粗车半精车精车切削用量ap大很小f较大很小vc低高速或低速刀具角度o小大o小大s负正加工质量精度IT13IT11 IT10IT9IT8IT6Ra(m)2512.56.33.21.60.83.外圆车削方法粗车半精车精车切削用量ap大很小f较大很小v4.外圆车削特点外圆车削特点（1）生产效率高）生产效率高（2）应用广泛）应用广泛（3）加工的材料范围较广）加工的材料范围较广4.外圆车削特点二、外圆磨削二、外圆磨削n 砂轮及磨削过程简介砂轮及磨削过程简介 1.砂轮砂轮磨料+粘结剂+间隙二、外圆磨削磨料特性：磨料粒度硬度结合剂组织特性：磨料 （1 1）磨料）磨料 锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性。锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性。氧化物系（刚玉类，主要成份氧化物系（刚玉类，主要成份Al2O3Al2O3）n棕刚玉（A）韧，硬度低，磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁；n白刚玉（WA）韧性低、硬，磨淬火钢、高速钢、高碳钢；n铬刚玉（PA）韧，硬度低，Ra小，磨高速钢、不锈钢等。碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）n黑色碳化硅（C）韧性低、硬度高，磨铸铁、黄铜等脆材；n绿色碳化硅(GC)韧性差、更硬，磨Y合金、陶瓷、玻璃等。超硬磨料超硬磨料 人造金刚石（RJ）、立方氮化硼（CBN）。磨 床 与 砂 轮 磨 床 与 砂 轮（2）粒度）粒度 以刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨料的粒度，如60 微粉：磨粒的直径40um时，例如W20磨粒尺寸在2014um。粗磨用粗粒度,精磨用细粒度;当工件材料软，塑性大,磨削 面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。（3）结合剂结合剂 陶瓷结合剂 化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉 90%，但脆性大，不宜制成薄片，不宜高速。金属结合剂（M）青铜、镍等，强度韧性高，成形性 好，但自锐性差，适于金刚石、立方氮化。磨 床 与 砂 轮（2）粒度磨 床 与 砂 轮 树脂结合剂（树脂结合剂（B）强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差(300)，自锐性好。橡胶结合剂（橡胶结合剂（R R）强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差(200)，自锐性好。（4 4）硬度）硬度 指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关。硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。硬度分7大级(超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬)，16小级。磨 床 与 砂 轮 树脂结合剂（B）强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨磨 磨 床 与 砂 轮 砂轮硬度选择原则：磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。（5）组织 反映砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，即砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类13级。紧密组织 成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨削和强力磨削。中等组织 适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。疏松组织 不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触面积较大时，磨削热敏感性强的材料或薄件。磨 床 与 砂 轮 砂轮硬度选择原则：二、外圆磨削二、外圆磨削 砂轮及磨削过程简介砂轮及磨削过程简介 2.磨粒切削过程磨粒切削过程二、外圆磨削二、外圆磨削二、外圆磨削n 砂轮及磨削过程简介砂轮及磨削过程简介 3.磨削的工艺特点磨削的工艺特点（1）精度高、表面粗糙度小 粗磨 IT8IT7,Ra0.80.4 精磨 IT6IT5,Ra0.40.2 精密磨削:磨料粒度6080#,进行精细修整,光磨23次Ra0.10.05m,超精磨削:80240#,进行更精细的修整,光磨46次，Ra0.0250.012m;镜面磨削:微粉W14W5,光磨2030次,Ra小于0.01m。（2）堵塞（3）自锐性（4）背向力大、磨削温度高二、外圆磨削（1）精度高、表面粗糙度小二、外圆磨削二、外圆磨削 1.工件装夹工件装夹二、外圆磨削二、外圆磨削二、外圆磨削 1.工件装夹工件装夹二、外圆磨削二、外圆磨削二、外圆磨削 2.外圆磨削方法外圆磨削方法（1）在外圆磨床上磨外圆 纵磨法二、外圆磨削（1）在外圆磨床上磨外圆二、外圆磨削二、外圆磨削 2.外圆磨削方法外圆磨削方法（1）在外圆磨床上磨外圆 横磨法二、外圆磨削（1）在外圆磨床上磨外圆二、外圆磨削二、外圆磨削 2.外圆磨削方法外圆磨削方法（1）在外圆磨床上磨外圆 综合磨法二、外圆磨削（1）在外圆磨床上磨外圆二、外圆磨削二、外圆磨削 2.外圆磨削方法外圆磨削方法（1）在外圆磨床上磨外圆 深磨法二、外圆磨削（1）在外圆磨床上磨外圆二、外圆磨削二、外圆磨削 2.外圆磨削方法外圆磨削方法（2）无心外圆磨二、外圆磨削（2）无心外圆磨二、外圆磨削二、外圆磨削 2.外圆磨削方法外圆磨削方法（2）无心外圆磨主要用于成批大量生产细长光轴类零件二、外圆磨削（2）无心外圆磨主要用于成批大量生产细长光轴类零三、外圆磨削与精车的比较三、外圆磨削与精车的比较 1：加工精度：加工精度 外圆磨削比精车更容易获得高的精度及低的表面粗糙度。这是因为磨床的精度高，砂轮表面为数众多的磨粒刃口进行微刃切削，磨痕极为细浅，又可“光磨”而车床精度低，将直接影响加工精度；刀具刃口半径较大，易于磨损，难以进行微刃切削，以减小因工艺系统弹性变形引起的加工误差，而获得较细微的刀痕。三、外圆磨削与精车的比较 2、工件材料、工件材料 磨床可磨削钢、铸铁外，还可磨削淬火钢等高硬度难加工材料。而精车则难加工淬火钢等高硬度难加工材料；对于塑性大，硬度低的有色金属磨削不如精车。3、加工零件类型、加工零件类型 车床可利用各种夹具及附件装夹各类零件对其外圆进行车削。而磨床只能磨削中小型零件上的外圆。4、加工经济性、加工经济性 一般磨削成本高于车削。对于IT6，Ra0.8磨削，精车均能达到。成批生产较长的外圆,磨削比精车经济；小批生产盘类零件上较短的外圆精车比磨削经济 四、外圆加工方法的选择四、外圆加工方法的选择加工方案尺寸公差等级表面粗糙度Ra(m)适用范围粗车粗车半精车粗车半精车精车IT13IT11IT10IT9IT8IT62512.56.33.21.60.8除淬火钢外各种金属粗车-半精车-磨粗车-半精车-粗磨-精磨IT8IT7IT6IT50.80.40.40.2淬火钢和不淬火钢，不易加工有色金属影响因素：表面的精度和表面粗糙度Ra值、工件材料、热处理要求、生产批量、零件结构形状、该表面处于零件的位置四、外圆加工方法的选择加工方案尺寸公差等级表面粗糙度Ra(2.6.3内孔加工内孔加工2.6.3内孔加工1.钻孔钻孔2.扩孔扩孔3.铰孔铰孔4.镗孔镗孔5.拉孔拉孔6.磨孔磨孔主要加工方法主要加工方法1.钻孔主要加工方法第二章第二章 外圆、内孔、平面加工外圆、内孔、平面加工2.6.3 内圆加工内圆加工一一.钻孔钻孔尺寸公差等级IT13IT11、表面粗糙度Ra值2512.5 m1.麻花钻第二章 外圆、内孔、平面加工2.6.3 内圆加工一.钻孔尺寸2.6.3 内圆加工内圆加工一一.钻孔钻孔2.钻孔的工艺特点2.6.3 内圆加工一.钻孔2.钻孔的工艺特点2.6.3 内圆加工内圆加工一一.钻孔钻孔2.钻孔的工艺特点2.6.3 内圆加工一.钻孔2.钻孔的工艺特点n解决办法预钻定心坑用钻套导向两个主切削刃尽量刃磨均匀2.6.3 内圆加工内圆加工一一.钻孔钻孔2.钻孔的工艺特点（1）容易产生“引偏”解决办法预钻定心坑2.6.3 内圆加工一.钻孔2.钻孔的工2.6.3 内圆加工内圆加工一一.钻孔钻孔2.钻孔的工艺特点（2）排屑困难n解决办法2.6.3 内圆加工一.钻孔2.钻孔的工艺特点（2）排屑困难2.6.3 内圆加工内圆加工一一.钻孔钻孔2.钻孔的工艺特点（3）切削热不易传散2.6.3 内圆加工一.钻孔2.钻孔的工艺特点（3）切削热不尺寸公差等级IT10IT9、表面粗糙度Ra值6.33.2 m2.6.3 内圆加工内圆加工二、扩孔二、扩孔尺寸公差等级IT10IT9、表面粗糙度Ra值6.33.22.6.3 内圆加工内圆加工二、扩孔二、扩孔与钻孔相比的特点：1.刚性较好2.导向性好3.切削条件好4.不能更正孔的位置偏差2.6.3 内圆加工二、扩孔与钻孔相比的特点：2.6.3 内圆加工内圆加工三、铰孔三、铰孔尺寸公差等级IT8IT6、表面粗糙度Ra值1.60.4 m2.6.3 内圆加工三、铰孔尺寸公差等级IT8IT6、表面尺寸公差等级IT8IT6、表面粗糙度Ra值1.60.4 m2.6.3 内圆加工内圆加工三、铰孔三、铰孔尺寸公差等级IT8IT6、表面粗糙度Ra值1.60.4 尺寸公差等级IT8IT6、表面粗糙度Ra值1.60.4 m2.6.3 内圆加工内圆加工三、铰孔三、铰孔铰孔的工艺特点：1.铰刀是定径精加工工具，易保证孔的尺寸、形状精度，生产率高。2.铰刀与机床浮动连接，不能校正孔的位置误差。3.孔的精度和表面粗糙度主要取决于铰刀的精度和装夹方式以及加工余量、切削用量和切削液等尺寸公差等级IT8IT6、表面粗糙度Ra值1.60.4 2.6.3 内圆加工内圆加工四、镗孔四、镗孔1.车床镗孔尺寸公差等级IT8IT7、表面粗糙度Ra值1.60.8 m粗镗、半精镗、精镗2.6.3 内圆加工四、镗孔1.车床镗孔粗镗、半精镗、精镗2.镗床镗孔尺寸公差等级IT8IT7、表面粗糙度Ra值1.60.8 m（1）镗床2.6.3 内圆加工内圆加工四、镗孔四、镗孔2.镗床镗孔2.6.3 内圆加工四、镗孔2.镗床镗孔（1）镗床2.6.3 内圆加工内圆加工四、镗孔四、镗孔2.镗床镗孔2.6.3 内圆加工四、镗孔2.镗床镗孔（2）镗刀2.6.3 内圆加工内圆加工四、镗孔四、镗孔2.镗床镗孔2.6.3 内圆加工四、镗孔2.镗床镗孔（2）镗刀2.6.3 内圆加工内圆加工四、镗孔四、镗孔2.镗床镗孔2.6.3 内圆加工四、镗孔2.镗床镗孔（3）镗床上镗孔2.6.3 内圆加工内圆加工四、镗孔四、镗孔2.镗床镗孔2.6.3 内圆加工四、镗孔2.镗床镗孔（3）镗床上镗孔2.6.3 内圆加工内圆加工四、镗孔四、镗孔2.镗床镗孔2.6.3 内圆加工四、镗孔2.镗床镗孔（3）镗床上镗孔2.6.3 内圆加工内圆加工四、镗孔四、镗孔2.镗床镗孔2.6.3 内圆加工四、镗孔3.镗孔工艺特点2.6.3 内圆加工内圆加工四、镗孔四、镗孔1.适应性广2.可以校正圆孔的轴线位置误差3.生产效率低4.适合加工箱体、支架上的孔系，保证其位置精度3.镗孔工艺特点2.6.3 内圆加工四、镗孔1.适应性广2.6.3 内圆加工内圆加工五、拉孔五、拉孔1.拉刀尺寸公差等级IT8IT7、表面粗糙度Ra值1.60.8 m2.6.3 内圆加工五、拉孔1.拉刀尺寸公差等级IT8IT2.拉床2.6.3 内圆加工内圆加工五、拉孔五、拉孔2.拉床2.6.3 内圆加工五、拉孔2.拉孔2.6.3 内圆加工内圆加工五、拉孔五、拉孔2.拉孔2.6.3 内圆加工五、拉孔 2.拉孔2.6.3 内圆加工内圆加工五、拉孔五、拉孔 2.拉孔2.6.3 内圆加工五、拉孔 3.拉孔工艺特点2.6.3 内圆加工内圆加工五、拉孔五、拉孔1.生产率高2.加工质量高3.拉床简单，操作方便4.拉刀寿命长5.不能加工台阶孔和盲孔 3.拉孔工艺特点2.6.3 内圆加工五、拉孔1.生产率高2.6.3 内圆加工内圆加工六、磨孔六、磨孔尺寸公差等级IT6IT8、表面粗糙度Ra值1.60.4 m2.6.3 内圆加工六、磨孔尺寸公差等级IT6IT8、表面2.6.3 内圆加工内圆加工六、磨孔六、磨孔尺寸公差等级IT6IT8、表面粗糙度Ra值1.60.4 m与磨外圆相比的特点：1.表面粗糙度Ra值较大2.精度控制不如磨外圆方便3.生产率低4.主要用于不适合镗、铰或拉削的高精度以及淬硬的孔2.6.3 内圆加工六、磨孔尺寸公差等级IT6IT8、表面2.6.3 内圆加工内圆加工七、孔加工方法的选择七、孔加工方法的选择 影响因素：表面的精度和表面粗糙度Ra值、工件材料、热处理要求、生产批量、零件结构形状、该表面处于零件的位置2.6.3 内圆加工七、孔加工方法的选择 n四:内圆表面加工方案n钻-(镗)-铰类.钻-扩-铰.IT8IT7,Ra1.60.8m.n钻-扩-粗铰-精铰.IT7IT6,Ra1.6-0.4 m.n粗镗-半精镗-铰.IT8-IT7,Ra1.60.8m.n钻-(镗)-拉类.IT8IT7,Ra1.6-0.4 m.多用于不淬火钢,铸铁,有色金属工件细长孔的加工.镗削类:粗镗半精镗精镗.IT8-IT7,Ra1.60.8m.粗镗半精镗精镗研磨.IT6IT4,Ra0.40.008m.粗镗半精镗精镗珩磨.IT6IT4,Ra0.40.025m.多用于单件小批生产中,除淬火钢外的各种钢,铸铁及有色金属材料的加工.如以珩磨为终加工,则用于大批大量生产.四:内圆表面加工方案镗磨类:粗镗半精镗磨削.IT8IT7,Ra0.8-0.4 m.粗镗半精镗粗磨精磨.IT7IT6,Ra0.40.2 m.粗镗半精镗粗磨精磨研磨.IT6IT4,Ra0.2-0.008 m.用于淬火钢,不淬火钢,铸铁材料孔的加工.不宜用于韧性大,硬度低的有色金属的加工.镗磨类:粗镗半精镗磨削.IT8IT7,在选择孔的加工方案时在选择孔的加工方案时,还应考虑加工孔的尺还应考虑加工孔的尺寸大小寸大小,深径比深径比,零件的结构类型等因素。零件的结构类型等因素。在选择孔的加工方案时,还应考虑加工孔的尺寸大小2.6.4平面加工平面加工一、平面车削一、平面车削表面粗糙度Ra值12.51.6 m2.6.4平面加工表面粗糙度Ra值12.51.6 m外圆、内孔、平面加工课件二、平面铣削二、平面铣削尺寸公差等级IT13IT7、表面粗糙度Ra值251.6 m二、平面铣削尺寸公差等级IT13IT7、表面粗糙度Ra值2外圆、内孔、平面加工课件外圆、内孔、平面加工课件外圆、内孔、平面加工课件外圆、内孔、平面加工课件1.周铣2.端铣1.周铣2.端铣1.周铣顺铣和逆铣逆铣顺铣1.周铣逆铣顺铣2.端铣顺铣和逆铣2.端铣3.周铣和端铣比较(1)端铣加工质量高3.周铣和端铣比较(2)端铣生产率比周铣高(2)端铣生产率比周铣高(3)周铣适应性强(3)周铣适应性强4.铣削特点1.切削过程不平稳、容易产生振动2.刀具散热条件好3.应用广泛4.生产效率高4.铣削特点1.切削过程不平稳、容易产生振动外圆、内孔、平面加工课件三、平面刨削三、平面刨削1.刨削方法尺寸公差等级IT13IT7、表面粗糙度Ra值251.6 m三、平面刨削1.刨削方法尺寸公差等级IT13IT7、表面粗1.刨削方法1.刨削方法2.刨削特点（1）生产率低（2）成本低（3）零件变形小（4）加工精度较低2.刨削特点3.插削3.插削四、平面磨削四、平面磨削尺寸公差等级IT6IT5、表面粗糙度Ra值0.80.2 m四、平面磨削尺寸公差等级IT6IT5、表面粗糙度Ra值0.1.工件的装夹1.工件的装夹2.平面磨削方法（1）周磨（2）端磨（3）周磨与端磨比较周磨：砂轮与工件接触面积小，磨削热少，排屑和冷却条件好，砂轮磨损均匀，工件表面质量好，生产率较低。端磨：反之2.平面磨削方法（3）周磨与端磨比较周磨：砂轮与工件接触面积3.平面磨削特点及应用（1）平面磨床的结构简单，机床、砂轮和工件系统刚性较好，故加工质量和生产率比内、外圆磨削高。（2）利用电磁吸盘装夹工件效率高。3.平面磨削特点及应用（1）平面磨床的结构简单，机床、砂轮和五、平面加工方法的选择五、平面加工方法的选择选择平面加工方法的依据：选择平面加工方法的依据：1 1）表面粗糙度；）表面粗糙度；2 2）表面的形状、位置精度）表面的形状、位置精度3 3）工件材料的切削加工性能；）工件材料的切削加工性能；4 4）工件的形状结构特点；）工件的形状结构特点；5 5）工厂现有设备情况。）工厂现有设备情况。五、平面加工方法的选择选择平面加工方法的依据：车平面；车平面；铣平面；铣平面；刨平面；刨平面；拉平面；拉平面；磨平面；磨平面；刮研平面；刮研平面；研磨平面。研磨平面。常用的粗加工方法常用的精加工方法平面的光整加工方法车平面；常用的粗加工方法常用的精加工方法平面的光整加工方法2.6.5成形面加工成形面加工1.成形面成形面2.成形面的加工方法成形面的加工方法（1）成形刀具加工）成形刀具加工（2）利用刀具与工件间的特定相对运动）利用刀具与工件间的特定相对运动2.6.5成形面加工2.成形面的加工方法（1）成形刀具加工）成形刀具加工（1）成形刀具加工外圆、内孔、平面加工课件（2）利用刀具与工件间的特定相对运动）利用刀具与工件间的特定相对运动 手动控制手动控制（2）利用刀具与工件间的特定相对运动外圆、内孔、平面加工课件外圆、内孔、平面加工课件外圆、内孔、平面加工课件靠模法靠模法靠模法数控加工数控加工数控加工