机械加工——外圆加工课件

项目项目2 2 外圆加工外圆加工 机械制造技术机械制造技术 项目2 外圆加工 机械制造(任务任务)目录目录任务一任务一 熟悉车削加工及其装熟悉车削加工及其装备备1 任务二任务二 车削加工案例分析车削加工案例分析2任务三任务三 熟悉磨削加工及其装备熟悉磨削加工及其装备3任务五任务五 了解外圆表面的精密加工与装备了解外圆表面的精密加工与装备5 5任务四任务四 磨削加工案例分析磨削加工案例分析 4(任务)目录任务一 熟悉车削加工及其装备1 任务二 车机机械械制制造造技技术术任务一任务一 熟悉车削加工及设备熟悉车削加工及设备任务引入任务引入 不同的表面具有不同的切削加工方法。不同的表面具有不同的切削加工方法。外圆表面是各种轴类零件、套类零件和盘外圆表面是各种轴类零件、套类零件和盘类零件的主要表面，在机械加工中占有很大的类零件的主要表面，在机械加工中占有很大的比例比例机械制造技术任务一 熟悉车削加工及设备任务引入 机机械械制制造造技技术术车削车削加工加工 车床上利用车刀对工件进行切削的加工方法车床上利用车刀对工件进行切削的加工方法 知识链接知识链接一、一、车削加工的特点和应用车削加工的特点和应用车刀结构简单车刀结构简单 切削过程平稳切削过程平稳 加工精度优良加工精度优良 工艺范围广工艺范围广 机械制造技术车削加工 车床上利用车刀对工件进行切削的加工机机械械制制造造技技术术 车削加工的应用机械制造技术 车削加工的应用机机械械制制造造技技术术 按按整整体体结结构构布布局局的的不不同同，车车床床可可分分为为卧卧式式车车床床、立式车床、转塔车床、仿形车床等立式车床、转塔车床、仿形车床等。二、二、车床的类型及其应用车床的类型及其应用1.1.卧式车床卧式车床 卧式车床CA6140机械制造技术 按整体结构布局的不同，车床可分为机机械械制制造造技技术术 立式车床布局的主要立式车床布局的主要特点是主轴垂直布置，并特点是主轴垂直布置，并有一个直径较大的圆形工有一个直径较大的圆形工件台，简称立车件台，简称立车2.2.立式车床立式车床有单柱式和双柱式两种；有单柱式和双柱式两种；有侧刀架和垂直刀架两个有侧刀架和垂直刀架两个刀架。刀架。立式车床主要用于重量偏重、直径大于主要用于重量偏重、直径大于高度（高度与直径之比高度（高度与直径之比H H/D D=（0.320.320.80.8）的工件加工）的工件加工机械制造技术 立式车床布局的主要特点是主轴垂直布置，并机机械械制制造造技技术术 转转塔塔车车床床的的特特征征：没没有有尾尾座座和和丝丝杆杆，尾尾座座的的位位置置装装有有一一个个多多工工位位的的转转塔塔刀刀架架，刀刀架架上上可可安安装装多多把把刀刀具具，通通过过转转塔塔转转位位实实现现不不同同刀刀具具的的依次工作。依次工作。3.3.转塔车床转塔车床转塔车床机械制造技术 转塔车床的特征：没有尾座和丝杆，尾座的位机机械械制制造造技技术术 仿仿形形车车床床是是通通过过仿仿形形刀刀架架按按样样板板或或样样件件表表面面，作作纵纵、横横向向随随动动进进给给，使使车车刀刀自自动动复复制制出出相相应应形形状状的的被被加加工工零零件。件。4.4.仿形车床仿形车床液压仿形车床机械制造技术 仿形车床是通过仿形刀架按样板或样件表面，机械制造技术主运动执行部件主运动执行部件进给运进给运动部件动部件三、三、车床的基本组成车床的基本组成进给运动部件进给运动部件刀具安装装置刀具安装装置工件安装装置工件安装装置基础部件基础部件卧式车床CA6140机械制造技术主运动执行部件进给运动部件三、车床的基本组成进给机机械械制制造造技技术术车刀的性能取决于刀具的结构、材料和几何参数。车刀的性能取决于刀具的结构、材料和几何参数。1.1.常用车刀的类型常用车刀的类型按用途按用途外圆车刀、端面车刀、切断刀等；外圆车刀、端面车刀、切断刀等；按切削部分材料按切削部分材料高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀等高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀等按结构按结构整体式、机夹重磨式、机夹可转位式、焊接式整体式、机夹重磨式、机夹可转位式、焊接式四、四、车刀的类型与选用车刀的类型与选用车刀机械制造技术车刀的性能取决于刀具的结构、材料和几何参数。1.机机械械制制造造技技术术硬度和耐磨性硬度和耐磨性HRC60；抗摩擦和磨损强度和韧性强度和韧性抗切削力、冲击、振动耐热性耐热性高温下强度、硬度、韧性传导性、耐热冲击传导性、耐热冲击传热性、抗热冲击抗粘合性抗粘合性高温高压下不互相吸附产生粘合化学稳定性化学稳定性加工工艺性、经济性加工工艺性、经济性2.2.车刀材料的选用车刀材料的选用机械制造技术硬度和耐磨性HRC60；抗摩擦和磨损强度和韧性机机械械制制造造技技术术常用刀具材料常用刀具材料高速钢高速钢硬质合金硬质合金碳素工具钢碳素工具钢合金工具钢合金工具钢陶瓷材料陶瓷材料含有较多的钨含有较多的钨(W)、铬、铬(Cr)、钼钼(Mo)、钒、钒(V)等合金元素等合金元素的高合金工具钢的高合金工具钢适合于各类刀具，可加工适合于各类刀具，可加工材料的范围广。目前使用材料的范围广。目前使用量最大的刀具材料量最大的刀具材料由难熔的金属碳化物由难熔的金属碳化物(WC、TiC、TaC、NbC等等)和金属和金属粘结剂粘结剂(等等Co、Ni)经粉末冶经粉末冶金工艺烧结而成金工艺烧结而成机械制造技术常用刀具材料高速钢硬质合金碳素工具钢合金工具钢陶机机械械制制造造技技术术硬质合金硬质合金YT类类YG类类WCCo类硬质合金类硬质合金TiC WCCo类硬质合金类硬质合金硬度高、耐磨性好硬度高、耐磨性好加工钢料加工钢料强度较好，硬度耐磨性较差强度较好，硬度耐磨性较差铸铁、有色金属、非金属材料铸铁、有色金属、非金属材料机械制造技术硬质合金YT类YG类WCCo类硬质合金TiC 3.3.车刀角度的选择车刀角度的选择机机械械制制造造技技术术车刀角度的合理选择车刀角度的合理选择 是指在保证加工质量和刀具寿命的前提是指在保证加工质量和刀具寿命的前提下，确定一组能满足生产率高、加工成本低下，确定一组能满足生产率高、加工成本低的几何参数，选择时要综合考虑车刀的材料、的几何参数，选择时要综合考虑车刀的材料、结构、使用条件以及刀具各角度相互作用和结构、使用条件以及刀具各角度相互作用和影响。影响。3.车刀角度的选择机械制造技术车刀角度的合理选择机机械械制制造造技技术术根据刀具材料：根据刀具材料：高速钢车刀可选择较大前角，硬质合金车高速钢车刀可选择较大前角，硬质合金车 刀应选择较小前角。刀应选择较小前角。根据工件材料：根据工件材料：加工塑性材料时，取较大前角；加工脆性加工塑性材料时，取较大前角；加工脆性 材料时，前角宜取小值。材料时，前角宜取小值。根据加工条件：根据加工条件：加工阶段不同，前角的选择不一样。粗加加工阶段不同，前角的选择不一样。粗加 工时，采用较小的前角；精加工时，选择工时，采用较小的前角；精加工时，选择 较大的前角；较大的前角；（1）前角的选择）前角的选择车刀的前角会影响切削区的变形、温度、车刀的前角会影响切削区的变形、温度、切削力、功率消耗和切削刃强度等。选择切削力、功率消耗和切削刃强度等。选择时，一般根据以下几方面综合考虑。时，一般根据以下几方面综合考虑。机械制造技术根据刀具材料：高速钢车刀可选择较大前角，硬质合金机机械械制制造造技技术术（2）后角的选择）后角的选择 粗加工时，取较小后角；精加工时，取较大后角粗加工时，取较小后角；精加工时，取较大后角（3）主偏角的选择）主偏角的选择 后角的选择原则是：后角的选择原则是：在保证刀具有足够的散热在保证刀具有足够的散热性能和强度的基础上，还应确保刀具锋利，性能和强度的基础上，还应确保刀具锋利，以减少刀具工件摩擦。以减少刀具工件摩擦。选择主偏角的原则是选择主偏角的原则是：在工艺系统刚度允许的：在工艺系统刚度允许的范围内，主偏角应尽量选小些范围内，主偏角应尽量选小些.但车细长轴时为了减轻工件弯曲和振动应采用较大主但车细长轴时为了减轻工件弯曲和振动应采用较大主偏角，一般在偏角，一般在 75759090之间选取；车阶台轴时则之间选取；车阶台轴时则取取 9090机械制造技术（2）后角的选择 粗加工时，取较小后角；精加工时机机械械制制造造技技术术 副偏角的主要作用是：副偏角的主要作用是：减少副刀刃与工件之间的摩擦。减少副刀刃与工件之间的摩擦。副偏角的合理选择，还能改善工件表面质量和刀具散热副偏角的合理选择，还能改善工件表面质量和刀具散热性能。副偏角一般在性能。副偏角一般在10101515之间选取。之间选取。（4）副偏角的选择副偏角的选择（5）刃倾角的选择）刃倾角的选择 刃倾角为负值时，切屑流向待加工表面，刀尖强度弱些；刃倾角为负值时，切屑流向待加工表面，刀尖强度弱些；刃倾角为正值时，切屑从已加工方向流出，刀尖强度高；刃倾角为正值时，切屑从已加工方向流出，刀尖强度高；刃倾角取刃倾角取0时，切削则垂直于刀刃方向流出。时，切削则垂直于刀刃方向流出。选取刃倾角时，粗加工取正值，精加工取负值。选取刃倾角时，粗加工取正值，精加工取负值。一般刃倾角通常在一般刃倾角通常在-44之间选取。之间选取。刃倾角的作用是：刃倾角的作用是：改变切屑流动方向，以增加刀尖强度。改变切屑流动方向，以增加刀尖强度。机械制造技术 副偏角的主要作用是：减少副刀刃与工件之间机机械械制制造造技技术术（1 1）主轴转速与刀具进给速度调节）主轴转速与刀具进给速度调节 （2 2）床鞍、中滑板和小滑板操作）床鞍、中滑板和小滑板操作 （3 3）刻度盘调节）刻度盘调节 车刀刃磨有机械刃磨和手工刃磨两种方法车刀刃磨有机械刃磨和手工刃磨两种方法 五、五、外圆车削工艺外圆车削工艺1.1.车前的操作准备车前的操作准备2.2.车刀的刃磨与安装车刀的刃磨与安装车刀切削部分的形状和几何角度通常是在砂轮机车刀切削部分的形状和几何角度通常是在砂轮机上刃磨形成的。上刃磨形成的。机械制造技术（1）主轴转速与刀具进给速度调节 车刀刃磨有机械机机械械制制造造技技术术车刀的手工刃磨安装车刀时，要注意以下几个方面：安装车刀时，要注意以下几个方面：1 1）保证车刀刀尖与工件轴心线位于同一水平线。）保证车刀刀尖与工件轴心线位于同一水平线。2 2）为保证车刀具有足够的刚度。）为保证车刀具有足够的刚度。3 3）装夹车刀时，应使刀杆与进给方向垂直。）装夹车刀时，应使刀杆与进给方向垂直。机械制造技术车刀的手工刃磨安装车刀时，要注意以下几个方面：机机械械制制造造技技术术三爪卡盘自定心装夹三爪卡盘自定心装夹 双顶尖装夹双顶尖装夹 四爪单动卡盘装夹四爪单动卡盘装夹 中心架装夹中心架装夹 芯轴装夹芯轴装夹 3.3.工件的装夹工件的装夹机械制造技术三爪卡盘自定心装夹 双顶尖装夹 四爪机机械械制制造造技技术术粗车时，一般为粗车时，一般为0.30.30.5 mm/r0.5 mm/r；精车时，一般为精车时，一般为0.10.10.3 mm/r0.3 mm/r。4.4.切削用量的选择切削用量的选择 （1）背吃刀量的选择）背吃刀量的选择一般情况下取值为一般情况下取值为2 25mm5mm。粗车时，尽可能选用较大的背吃刀量；粗车时，尽可能选用较大的背吃刀量；精车时，选择较小的背吃刀量。精车时，选择较小的背吃刀量。（2）进给量的选择）进给量的选择背吃刀量选定以后，进给量应尽量选大些。背吃刀量选定以后，进给量应尽量选大些。机械制造技术粗车时，一般为0.30.5 mm/r；4.切机机械械制制造造技技术术（3）切削速度的选择）切削速度的选择选择切削速度一般从车刀材料、工件材料、表面粗糙度、选择切削速度一般从车刀材料、工件材料、表面粗糙度、背吃刀量和进给量、切削液等几个方面综合考虑。背吃刀量和进给量、切削液等几个方面综合考虑。在实际生产中，一般已知工件直径、选定切削速度，在实际生产中，一般已知工件直径、选定切削速度，再求出主轴转速，即：再求出主轴转速，即：计算出的转速按车床转速表最接近的一档选取。计算出的转速按车床转速表最接近的一档选取。机械制造技术（3）切削速度的选择选择切削速度一般从车刀材料、机机械械制制造造技技术术 试切削过程试切削过程 试切削的方法与步骤：试切削的方法与步骤：5.5.试切削试切削 机械制造技术 机机械械制制造造技技术术 任务二任务二 车削加工案例分析车削加工案例分析 任务引入任务引入阶梯轴简图阶梯轴简图机械制造技术 任务二 车削加工案例分析 任务引机机械械制制造造技技术术知识链接知识链接精车的目的是切除粗车余下的少量金属层，以获精车的目的是切除粗车余下的少量金属层，以获得所需尺寸和表面粗糙度的零件。得所需尺寸和表面粗糙度的零件。一、一、车削车削外圆外圆外圆车削是车床上最基本的加工方法，外圆车削是车床上最基本的加工方法，通常经过粗车与精车等两个加工阶段。通常经过粗车与精车等两个加工阶段。1.1.粗车粗车 粗车的目的是快速切除毛坯上多余坯料，使工件接粗车的目的是快速切除毛坯上多余坯料，使工件接近于最后的形状与尺寸。近于最后的形状与尺寸。2.2.精车精车机械制造技术知识链接精车的目的是切除粗车余下的少量金属层，以机机械械制制造造技技术术 车端面时，装夹于卡盘上的工件做旋转运动的同时，车端面时，装夹于卡盘上的工件做旋转运动的同时，安装在刀架上的车刀做横向进给运动。安装在刀架上的车刀做横向进给运动。对于既车外圆又车端面的场合，常使用弯头车刀和对于既车外圆又车端面的场合，常使用弯头车刀和偏刀来车削端面。偏刀来车削端面。车端面车端面二、二、车削车削端面端面机械制造技术 车端面时，装夹于卡盘上的工件做旋转运动的同时机机械械制制造造技技术术 三、三、车槽与切断车槽与切断1.1.车槽车槽 与车端面相似，如同左右偏刀同时车削左右两个端面。与车端面相似，如同左右偏刀同时车削左右两个端面。车槽刀具有一个主切削刃和一个主偏角以及两个副切削车槽刀具有一个主切削刃和一个主偏角以及两个副切削刃和两个副偏角刃和两个副偏角切槽方法切槽方法机械制造技术 三、车槽与切窄槽（宽度切窄槽（宽度 5 mm5 mm）时，）时，可选取主切削刃宽度等可选取主切削刃宽度等于槽宽的切断刀，横向走刀一次即可将槽切出。于槽宽的切断刀，横向走刀一次即可将槽切出。切较宽的沟槽时，切较宽的沟槽时，主切削刃宽度小于其槽宽，切槽刀主切削刃宽度小于其槽宽，切槽刀分几次纵向进给，先把槽的大部分余量车去，但必须分几次纵向进给，先把槽的大部分余量车去，但必须在槽的底部与两侧留有余量，最后根据槽的位置、宽在槽的底部与两侧留有余量，最后根据槽的位置、宽度、深度进行精车。度、深度进行精车。机机械械制制造造技技术术切宽槽的方法切宽槽的方法切窄槽（宽度 5 mm）时，可选取主切削刃宽度等于槽宽的切机机械械制制造造技技术术切断与切槽相似。当切断工件的直径较大时，切断刀刀切断与切槽相似。当切断工件的直径较大时，切断刀刀头较长，切屑容易堵塞在槽内，刀头容易折断。因此往头较长，切屑容易堵塞在槽内，刀头容易折断。因此往往将切断刀刀头的高度加大，以增加强度，将主切削刃往将切断刀刀头的高度加大，以增加强度，将主切削刃两边磨出斜刃以利于排屑。两边磨出斜刃以利于排屑。2.2.切断切断 四、四、车圆锥面车圆锥面（1）旋转小拖板法）旋转小拖板法操作简单，不受锥度大小限制操作简单，不受锥度大小限制但受小拖板行程的限制不能加但受小拖板行程的限制不能加工较长的圆锥，而且表面粗糙工较长的圆锥，而且表面粗糙度的高低靠操作技术控制，手度的高低靠操作技术控制，手动进给，劳动强度较大。动进给，劳动强度较大。旋转小拖板法旋转小拖板法机械制造技术切断与切槽相似。当切断工件的直径较大时，切断刀刀机机械械制制造造技技术术短短圆锥工件可用工件可用宽刃刀刃刀进行加工。行加工。偏移尾座法车锥面宽刃刀加工圆锥面（2）偏移尾座法）偏移尾座法可加工小锥度长锥体，可自动进给，劳动强度低。可加工小锥度长锥体，可自动进给，劳动强度低。（3）宽刃刀加工圆锥面）宽刃刀加工圆锥面机械制造技术短圆锥工件可用宽刃刀进行加工。偏移尾座法车锥机机械械制制造造技技术术五、五、车螺纹车螺纹螺纹按牙形分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹等。螺纹按牙形分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹等。车螺纹时，为了获得准确的螺纹，必须用丝杠带动刀具车螺纹时，为了获得准确的螺纹，必须用丝杠带动刀具进给，使工件旋转一圈，刀具移动一个螺距。进给，使工件旋转一圈，刀具移动一个螺距。1.1.三角形螺纹车刀的刃磨与安装三角形螺纹车刀的刃磨与安装样板校验刀尖角样板校验刀尖角 螺纹车刀是属于成形刀螺纹车刀是属于成形刀具，刃磨后的螺纹车刀的刀具，刃磨后的螺纹车刀的刀尖角应与螺纹牙形一致，否尖角应与螺纹牙形一致，否则会影响加工质量。刀具刃则会影响加工质量。刀具刃磨角度准确与否，一般可用磨角度准确与否，一般可用样板来检验，检查时样板的样板来检验，检查时样板的底面应与车刀底面平行。底面应与车刀底面平行。机械制造技术五、车螺纹螺纹按牙形分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯机机械械制制造造技技术术 对于三角形螺纹、梯形螺纹及矩形螺纹，它的牙对于三角形螺纹、梯形螺纹及矩形螺纹，它的牙形均要求垂直对称于工件轴线。如果装斜，车出的螺栓形均要求垂直对称于工件轴线。如果装斜，车出的螺栓牙形将不准确。牙形将不准确。（a）装偏后的牙形角（b）正确的牙形角车刀安装对牙形角的影响车刀安装对牙形角的影响机械制造技术 对于三角形螺纹、梯形螺纹及矩形螺纹，它机机械械制制造造技技术术左右进刀法是左右进刀法是利用横拖板刻度控制螺纹车刀的垂直进利用横拖板刻度控制螺纹车刀的垂直进 刀，用小拖板的刻度控制车刀左右的微刀，用小拖板的刻度控制车刀左右的微 量进刀。量进刀。2.2.三角形螺纹车削方法三角形螺纹车削方法（1）直进法）直进法牙形较准确。但由于车刀两刃同时切削而且排屑不牙形较准确。但由于车刀两刃同时切削而且排屑不畅，受力大，车刀易磨损，切削会划伤螺纹表面。畅，受力大，车刀易磨损，切削会划伤螺纹表面。（2）斜进法）斜进法当工件螺距大于当工件螺距大于3mm时，一般采用斜进法车削螺纹。时，一般采用斜进法车削螺纹。斜进法是斜进法是车刀沿螺纹牙形一侧在径向进刀的同时作轴车刀沿螺纹牙形一侧在径向进刀的同时作轴 向进给，经多次走刀完成螺纹的加工。向进给，经多次走刀完成螺纹的加工。（3）左右进刀法）左右进刀法机械制造技术左右进刀法是利用横拖板刻度控制螺纹车刀的垂直进 机机械械制制造造技技术术任务三任务三 熟悉磨削加工及其设备熟悉磨削加工及其设备任务引入任务引入 主主要要用用于于工工件件的的精精加加工工，尤尤其其适适合合各各种种淬淬硬硬零零件件和和高强度特殊材料零件的精加工。高强度特殊材料零件的精加工。磨磨削削能能加加工工内内外外圆圆柱柱面面和和圆圆锥锥面面、平平面面、螺螺旋旋面面、花花键键、齿齿轮轮、导导轨轨和和各各种种成成形形面面等等，还还能能进进行行刃刃磨磨工工件件和切断工件等，其工艺应用极为广泛。和切断工件等，其工艺应用极为广泛。磨削磨削是指用磨料磨具为工具进行零件加工的切削是指用磨料磨具为工具进行零件加工的切削 方法，是一种多刀多刃的高速切削方法。方法，是一种多刀多刃的高速切削方法。机械制造技术任务三 熟悉磨削加工及其设备任务引入 机机械械制制造造技技术术知识链接知识链接 外圆磨削外圆磨削可以在普通外圆磨床和万能外圆磨床可以在普通外圆磨床和万能外圆磨床 上进行，对于外径较小的短轴也可采上进行，对于外径较小的短轴也可采 用无心磨床。用无心磨床。外圆磨削外圆磨削包括磨削外圆柱面、磨削外圆锥面和包括磨削外圆柱面、磨削外圆锥面和 磨削台阶面等。磨削台阶面等。磨削磨削 加工精度可达加工精度可达IT6IT5，粗糙度能达到粗糙度能达到Ra1.250.32m。机械制造技术知识链接 外圆磨削可以在普通外圆磨床和万能外圆磨机机械械制制造造技技术术 一、一、磨削加工磨削加工1.1.磨削过程磨削过程磨削过程磨削过程是由磨具上的无数个磨粒的微切削刃对工件是由磨具上的无数个磨粒的微切削刃对工件 表面进行的切削加工。表面进行的切削加工。磨削特点：加工厚度非常薄、磨削速度与磨削温磨削特点：加工厚度非常薄、磨削速度与磨削温 度均很高、能耗大。度均很高、能耗大。单个磨粒的典型磨削过程可分为：单个磨粒的典型磨削过程可分为：滑擦、刻滑和切削三个阶段。滑擦、刻滑和切削三个阶段。机械制造技术 一、磨削加工1.磨削过程磨削过程是由磨具上机机械械制制造造技技术术2.2.磨削运动与磨削用量磨削运动与磨削用量外圆磨削时，砂轮的旋转运动为主运动，砂轮的横向外圆磨削时，砂轮的旋转运动为主运动，砂轮的横向进给和工件的旋转运动及其纵向进给为进给运动。进给和工件的旋转运动及其纵向进给为进给运动。外圆的磨削运动外圆的磨削运动机械制造技术2.磨削运动与磨削用量外圆磨削时，砂轮的旋转运机机械械制制造造技技术术（2）横向进给量横向进给量粗磨时，一般为粗磨时，一般为0.010.03mm；精磨时，一般为精磨时，一般为0.0010.017mm。磨削速度越高，单位时间内通过单位磨削表面的磨粒磨削速度越高，单位时间内通过单位磨削表面的磨粒越多，加工后工件的表面粗糙度越小。通常砂轮的磨越多，加工后工件的表面粗糙度越小。通常砂轮的磨削速度一般为削速度一般为 3040 m/s（1）磨削速度）磨削速度磨削速度磨削速度是指砂轮磨削时圆周速度。是指砂轮磨削时圆周速度。横向进给量横向进给量是指工作台往复一次运动后，砂轮相对是指工作台往复一次运动后，砂轮相对工件横向移动的距离。工件横向移动的距离。机械制造技术（2）横向进给量粗磨时，一般为0.010.0机机械械制制造造技技术术（3）圆周进给速度圆周进给速度圆周进给速度圆周进给速度是指工件是指工件绕其自身其自身轴线的旋的旋转运运动。工件的工件的圆周旋周旋转速度的速度的计算公式算公式为：（4）纵向进给量）纵向进给量 纵向进给量纵向进给量是指工件绕其自身轴线旋转一圈时，工件是指工件绕其自身轴线旋转一圈时，工件 相对砂轮沿轴线移动距离。相对砂轮沿轴线移动距离。若砂轮宽度为若砂轮宽度为B B，则粗度磨削时，则粗度磨削时f ft t为（为（0.50.50.80.8）B B，精磨时精磨时f ft t为（为（0.30.30.60.6）B B。机械制造技术（3）圆周进给速度圆周进给速度是指工件绕其自身机机械械制制造造技技术术（1 1）磨削速度高）磨削速度高 （2 2）磨削温度高）磨削温度高 （3 3）加工余量小）加工余量小（4 4）加工精度高）加工精度高 （5 5）磨削工艺范围广）磨削工艺范围广3.3.磨削工艺特点磨削工艺特点机械制造技术（1）磨削速度高 3.磨机机械械制制造造技技术术常见的外圆磨床，主要包括万能外圆磨床、普通外圆常见的外圆磨床，主要包括万能外圆磨床、普通外圆 磨床和无心外圆磨床。磨床和无心外圆磨床。1.1.万能外圆磨床万能外圆磨床 M1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床二、二、外圆磨床的种类及其应用外圆磨床的种类及其应用可磨削内外圆柱面与圆可磨削内外圆柱面与圆锥面，也能磨削阶梯轴锥面，也能磨削阶梯轴的轴肩和端平面，但其的轴肩和端平面，但其生产率低，仅适用于单生产率低，仅适用于单件小批量生产，常用于件小批量生产，常用于工具车间和机修车间。工具车间和机修车间。机械制造技术常见的外圆磨床，主要包括万能外圆磨床、普通外圆1机机械械制制造造技技术术2.2.普通外圆磨床普通外圆磨床与万能外圆磨床相比，普通外圆磨床的特征在于：与万能外圆磨床相比，普通外圆磨床的特征在于：磨床的头架和砂轮架不能绕其轴心在水平面内调整磨床的头架和砂轮架不能绕其轴心在水平面内调整角度位置，头架主轴直接固定在箱体上不能转动，工件角度位置，头架主轴直接固定在箱体上不能转动，工件只能用顶尖支撑进行磨削，无内置的内圆磨头装置。只能用顶尖支撑进行磨削，无内置的内圆磨头装置。普通外圆磨床的工艺范围较窄，但由于简化了主要普通外圆磨床的工艺范围较窄，但由于简化了主要部件的结构层次，刚度高，容易保证磨削的精度和表面部件的结构层次，刚度高，容易保证磨削的精度和表面质量，同时能采用较大的磨削用量，故其生产率较高，质量，同时能采用较大的磨削用量，故其生产率较高，适用于中批量、大批量生产的外圆磨削。适用于中批量、大批量生产的外圆磨削。机械制造技术2.普通外圆磨床与万能外圆磨床相比，普通外圆磨机机械械制制造造技技术术无心外无心外圆磨床的磨床的尺寸精度和几何精尺寸精度和几何精度均度均较高，适用于高，适用于大批量生大批量生产中磨削中磨削细长轴以及不以及不带中中心孔的心孔的轴、套、套、销等零件。等零件。3.3.无心外圆磨床无心外圆磨床无心外圆磨床，也称无心磨床。无心外圆磨床，也称无心磨床。无心外圆磨床无心外圆磨床机械制造技术无心外圆磨床的尺寸精度和几何精度均较高，适用于大机机械械制制造造技技术术砂轮砂轮是磨削加工的主要工具，它是用磨料和黏是磨削加工的主要工具，它是用磨料和黏 合剂按一定的比例制成的圆形固结磨具。合剂按一定的比例制成的圆形固结磨具。三、三、砂轮砂轮影响磨削质量及生产率的因素是砂轮的工作影响磨削质量及生产率的因素是砂轮的工作特性：包括砂轮的磨粒、粒度、黏合剂、硬特性：包括砂轮的磨粒、粒度、黏合剂、硬度及组织的不同。度及组织的不同。磨料以其裸露在表面部分的棱角为切削刃；而黏合剂磨料以其裸露在表面部分的棱角为切削刃；而黏合剂将磨粒黏结在一起，经过加压和焙烧使之具有一定的将磨粒黏结在一起，经过加压和焙烧使之具有一定的形状和强度。形状和强度。机械制造技术砂轮是磨削加工的主要工具，它是用磨料和黏三、砂轮机机械械制制造造技技术术1.1.磨料磨料磨料磨料是砂轮的主要成分，直接担负切削工作。是砂轮的主要成分，直接担负切削工作。磨削时，磨料要经受剧烈的摩擦、挤压及高温的作用。磨削时，磨料要经受剧烈的摩擦、挤压及高温的作用。磨料必须有很高的硬度、耐热性以及相当的韧性。磨料必须有很高的硬度、耐热性以及相当的韧性。目前常用的磨料有刚玉类、碳化硅类、高硬磨料类三种。目前常用的磨料有刚玉类、碳化硅类、高硬磨料类三种。2.2.粒度粒度粒度粒度是指磨料颗粒的大小，分为磨粒和微粒两种。是指磨料颗粒的大小，分为磨粒和微粒两种。砂轮粒度对磨削的工件表面质量和磨削效率有很大影响。砂轮粒度对磨削的工件表面质量和磨削效率有很大影响。机械制造技术1.磨料磨料是砂轮的主要成分，直接担负切削工作机机械械制制造造技技术术3.3.黏合剂黏合剂常用的黏合剂有：陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结常用的黏合剂有：陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结 合剂、金属结合剂合剂、金属结合剂 黏合剂黏合剂是将磨粒黏固成各种砂轮的黏结材料。是将磨粒黏固成各种砂轮的黏结材料。黏合剂的种类及其性质将影响砂轮的强度、耐冲击性、黏合剂的种类及其性质将影响砂轮的强度、耐冲击性、耐热性和耐腐蚀性等，同时对磨削表面质量和磨削温度耐热性和耐腐蚀性等，同时对磨削表面质量和磨削温度也有一定的影响。也有一定的影响。4.4.硬度硬度砂轮的硬度是指结合剂黏结磨粒的牢固程度，也是指磨砂轮的硬度是指结合剂黏结磨粒的牢固程度，也是指磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮的硬度对磨削生产率和加工的表面质量影响极大。砂轮的硬度对磨削生产率和加工的表面质量影响极大。机械制造技术3.黏合剂常用的黏合剂有：陶瓷结合剂、树脂结合机机械械制制造造技技术术5.5.组织组织一般外圆、内圆、平面、无心磨以及刃磨用的砂轮都采一般外圆、内圆、平面、无心磨以及刃磨用的砂轮都采用组织中等的砂轮用组织中等的砂轮 组织组织是表示砂轮内部结构的松紧程度，它与磨粒、结是表示砂轮内部结构的松紧程度，它与磨粒、结 合剂和气孔三者的体积比例密切相关。合剂和气孔三者的体积比例密切相关。根据磨粒在砂轮中占有的体积百分数，砂轮组织可分为根据磨粒在砂轮中占有的体积百分数，砂轮组织可分为1 11212共共1212个组织号，砂轮组织号越小，越紧密，磨粒个组织号，砂轮组织号越小，越紧密，磨粒占砂轮体积的百分比越大，因而磨粒与磨拉之间的气孔占砂轮体积的百分比越大，因而磨粒与磨拉之间的气孔小。反之，磨粒间的气孔大。小。反之，磨粒间的气孔大。6.6.砂轮的形状砂轮的形状平形砂轮、薄片砂轮、筒形砂轮、碗形砂轮、蝶形砂平形砂轮、薄片砂轮、筒形砂轮、碗形砂轮、蝶形砂轮、双斜边砂轮、杯形砂轮等。轮、双斜边砂轮、杯形砂轮等。机械制造技术5.组织一般外圆、内圆、平面、无心磨以及刃磨用机机械械制制造造技技术术 任务任务四四 磨削加工案例分析磨削加工案例分析 任务引入任务引入主 轴机械制造技术 任务四 磨削加工案例分析 任务引入主机机械械制制造造技技术术知识链接知识链接一、常见外圆磨削方法一、常见外圆磨削方法外圆磨削可以在普通外圆磨床、万能外圆磨或无心外外圆磨削可以在普通外圆磨床、万能外圆磨或无心外圆磨床上进行。圆磨床上进行。1.1.纵磨法纵磨法适应性强，利用同一砂轮能磨适应性强，利用同一砂轮能磨削不同长度的工件，加工精度削不同长度的工件，加工精度高，表面质量好，但磨削效率高，表面质量好，但磨削效率较低，因此广泛应用于单件、较低，因此广泛应用于单件、小批量生产及精磨，特别适合小批量生产及精磨，特别适合细长轴的磨削。细长轴的磨削。纵磨法机械制造技术知识链接一、常见外圆磨削方法外圆磨削可以在普通外机机械械制制造造技技术术2.2.横磨法横磨法 横磨法横磨法又称径向磨削法或切入磨削法。又称径向磨削法或切入磨削法。横磨法 生产率高，质量稳定，适用于生产率高，质量稳定，适用于大批量生产。尤其对于短外圆大批量生产。尤其对于短外圆表面及两侧有台阶的轴颈或成表面及两侧有台阶的轴颈或成形表面，多采用横磨法。形表面，多采用横磨法。工件与砂粒的接触面积大，磨工件与砂粒的接触面积大，磨削热量多，磨削温度高，工件削热量多，磨削温度高，工件易发生变形和烧伤，磨削质量易发生变形和烧伤，磨削质量不如纵磨法高。不如纵磨法高。机械制造技术2.横磨法 横磨法又称径向磨削法或切入磨机机械械制制造造技技术术阶段磨削法：阶段磨削法：综合了纵、综合了纵、横两种磨法的优横两种磨法的优点，适合磨削余点，适合磨削余量较大的工件。量较大的工件。3.3.阶段磨削法阶段磨削法阶段磨削法阶段磨削法又称综合磨削法又称综合磨削法 是纵磨法和横磨法的综合运用是纵磨法和横磨法的综合运用.阶段磨削法 机械制造技术阶段磨削法：3.阶段磨削法阶段磨削法又称综合磨机机械械制制造造技技术术深磨法特点：深磨法特点：可获得较高的加工精可获得较高的加工精度和生产率，粗糙度值度和生产率，粗糙度值较小。但修整砂轮费时，较小。但修整砂轮费时，要求工件的结构必须留要求工件的结构必须留有砂轮有足够的切入和有砂轮有足够的切入和切出空间。切出空间。4.4.深磨法深磨法深磨法深磨法采用较大的吃刀深度和较小的纵向进给量，采用较大的吃刀深度和较小的纵向进给量，在一次走刀中磨去全部余量。在一次走刀中磨去全部余量。深磨法 机械制造技术深磨法特点：4.深磨法深磨法采用较大的吃刀深度机机械械制制造造技技术术磨削余量磨削余量是指上道工序留下的并要在磨削工序中是指上道工序留下的并要在磨削工序中 切除的余量。切除的余量。二、二、磨削余量的合理分配磨削余量的合理分配磨削余量确定的一般原则如下：磨削余量确定的一般原则如下：工件形状复杂、技术要求高、工艺顺序复杂工件形状复杂、技术要求高、工艺顺序复杂时，磨时，磨 削余量应较大。削余量应较大。工件细长或薄壁，磨削余量应大些。工件细长或薄壁，磨削余量应大些。需要经过热处理的工件，考虑到热处理变形，磨削需要经过热处理的工件，考虑到热处理变形，磨削 余量应大些。余量应大些。工件尺寸越大，应相应增大余量。工件尺寸越大，应相应增大余量。磨削余量与上道工序的加工质量有关。上道工序的磨削余量与上道工序的加工质量有关。上道工序的 加工误差越小，则磨削余量可相应减小。加工误差越小，则磨削余量可相应减小。机械制造技术磨削余量是指上道工序留下的并要在磨削工序中二、机机械械制制造造技技术术任务任务五五 了解外圆表面的精密加工与装备了解外圆表面的精密加工与装备任务引入任务引入 对对于于超超精精密密零零件件的的加加工工表表面面往往往往需需要要采采用用特特殊殊的的加加工工方方法法，在在特特定定的的环环境境下下加加工工才才能能达达到到要要求求，外外圆圆表表面面的的光光整整加加工工是是提提高高零零件件加加工工质量的特殊加工方法。质量的特殊加工方法。机械制造技术任务五 了解外圆表面的精密加工与装备任务引入机机械械制制造造技技术术知识链接知识链接一、研磨一、研磨研磨研磨是一种简便可靠的表面光整加工方法，是一种简便可靠的表面光整加工方法，属自由磨粒加工。属自由磨粒加工。在加工过程中直接参与切除工件材料的磨粒不像砂轮、在加工过程中直接参与切除工件材料的磨粒不像砂轮、油石、沙带和砂纸那样总是固结或涂附在磨具上，而油石、沙带和砂纸那样总是固结或涂附在磨具上，而是处于自由游离状态。是处于自由游离状态。经研磨表面，尺寸和几何形状精度可达经研磨表面，尺寸和几何形状精度可达1 13m3m，RaRa值为值为0.160.160.01m0.01m。若研具精度足够高，其尺寸和几何形状。若研具精度足够高，其尺寸和几何形状精度可达精度可达0.30.30.1m 0.1m，RaRa值小于值小于0.040.040.01m0.01m。机械制造技术知识链接一、研磨研磨是一种简便可靠的表面光整加工机机械械制制造造技技术术研磨研磨是通过研具在一定压力下与加工面做复是通过研具在一定压力下与加工面做复 杂的相对运动而完成的。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，使磨粒能从别起机械切削作用和物理、化学作用，使磨粒能从工件表面上切去极薄的一层材料，从而得到极高的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。尺寸精度和极细的表面粗糙度。1.1.研磨原理研磨原理机械制造技术研磨是通过研具在一定压力下与加工面做复 1.研机机械械制制造造技技术术研磨时磨料的切削作用研磨时磨料的切削作用研磨时，有大量磨粒在工件表面浮动着，它们在一定的压研磨时，有大量磨粒在工件表面浮动着，它们在一定的压力下滚动、刮擦和挤压。起着切除细微材料层的作用。力下滚动、刮擦和挤压。起着切除细微材料层的作用。机械制造技术研磨时磨料的切削作用研磨时，有大量磨粒在工件表面机机械械制制造造技技术术粗研套 2.2.研磨方法研磨方法研磨方法主要有手工研磨和机械研磨两种。研磨方法主要有手工研磨和机械研磨两种。（1）手工研磨）手工研磨 研磨外圆时，工件夹持在车床卡盘上或用顶尖支撑，做研磨外圆时，工件夹持在车床卡盘上或用顶尖支撑，做低速回转，研具套在工件上，在研具与工件之间加入研低速回转，研具套在工件上，在研具与工件之间加入研磨剂，然后用手推动研具做往复运动。磨剂，然后用手推动研具做往复运动。外圆研具外圆研具机械制造技术粗研套 2.研磨方法研磨方法主要有手工研磨和机机机械械制制造造技技术术（2）机械研磨机械研磨机械研磨效率高，可以单面研磨，也可以双面研磨。机械研磨效率高，可以单面研磨，也可以双面研磨。行星齿轮研磨机行星齿轮研磨机机器研磨机器研磨不仅可以研磨外不仅可以研磨外圆柱面、内圆柱圆柱面、内圆柱面，还适用于平面，还适用于平面、球面、半球面、球面、半球面的表面研磨。面的表面研磨。机械制造技术（2）机械研磨机械研磨效率高，可以单面研磨，也机机械械制制造造技技术术超精加工二、超精加工二、超精加工超精加工超精加工实质是一种摩擦抛光过程，是降低表面粗实质是一种摩擦抛光过程，是降低表面粗糙度的一种行之有效的光整加工方法。糙度的一种行之有效的光整加工方法。设备简单、操作方便、效果显著、经济性好等优点。设备简单、操作方便、效果显著、经济性好等优点。1.1.工作原理工作原理超精加工：超精加工：使用细粒度磨条使用细粒度磨条（油石）以较低的压力（油石）以较低的压力和切削速度，从而对工和切削速度，从而对工件表面进行精密加工的件表面进行精密加工的方法。方法。机械制造技术超精加工二、超精加工超精加工实质是一种摩擦抛光过机机械械制制造造技技术术 超精加工磨粒运动轨迹复杂，能由切削过程过渡到光超精加工磨粒运动轨迹复杂，能由切削过程过渡到光 整抛光过程，整抛光过程，R Ra a达达0.010.010.04m0.04m。超精加工磨条的粒度极细，只能切削工件凸峰，加工超精加工磨条的粒度极细，只能切削工件凸峰，加工 余量极小，一般为余量极小，一般为0.0050.0050.0025m0.0025m。超精加工磨条高速往复振动，其微刃两面切削，磨屑超精加工磨条高速往复振动，其微刃两面切削，磨屑 易清除，不会在加工表面形成划痕。易清除，不会在加工表面形成划痕。超精加工切削加工精度低，磨条压力小，工件表面不超精加工切削加工精度低，磨条压力小，工件表面不 易发热，不会烧伤表面，也不易使工件表面变形。易发热，不会烧伤表面，也不易使工件表面变形。经超精加工的表面层耐磨性好。经超精加工的表面层耐磨性好。2.2.超精加工特点超精加工特点机械制造技术 超精加工磨粒运动轨迹复杂，能由切削过程过渡到机机械械制制造造技技术术滚压加工示意图三、滚压加工三、滚压加工1.1.滚压加工原理滚压加工原理滚压滚压是一种无屑的冷压加工方法，是通过挤压迫使是一种无屑的冷压加工方法，是通过挤压迫使 金属产生塑性变形，从而达到改变工件的表面金属产生塑性变形，从而达到改变工件的表面 性能、获得工件尺寸与形状的目的。性能、获得工件尺寸与形状的目的。机械制造技术滚压加工示意图三、滚压加工1.滚压加工原理滚压机机械械制制造造技技术术 滚压前道工序表面粗糙度滚压前道工序表面粗糙度Ra不大于不大于5m，压前直径，压前直径 方向的余量为方向的余量为0.020.03mm，并且表明要整洁。滚，并且表明要整洁。滚 压后能减小表面粗糙度值，可达压后能减小表面粗糙度值，可达Ra0.630.16m；滚压能强化零件加工表面，但其形状精度及相互位置滚压能强化零件加工表面，但其形状精度及相互位置 精度主要取决于前道工序；精度主要取决于前道工序；滚压的对象一般只适宜塑性金属材料，并要求材料组滚压的对象一般只适宜塑性金属材料，并要求材料组 织均匀。经滚压后表面耐磨性、耐蚀性均显著提高；织均匀。经滚压后表面耐磨性、耐蚀性均显著提高；滚压加工生产率高，工艺范围广，能加工回转类零件滚压加工生产率高，工艺范围广，能加工回转类零件 的内外表面及其端面。的内外表面及其端面。2.2.滚压加工特点滚压加工特点机械制造技术 滚压前道工序表面粗糙度Ra不大于5m，压前The End机机械械制制造造技技术术The End机械制造技术