第3章-典型表面加工方法的分析課件

第3章典型表面加工方法的分析3.1外圓面的加工3.2孔的加工3.3平面的加工3.4成型面的加工3.5螺紋的加工3.6齒輪齒形的加工復(fù)習(xí)思考題第3章典型表面加工方法的分析3.1外圓面的加工任何復(fù)雜的零件都是由簡(jiǎn)單的幾何表面(如外圓面、孔、平面、成型表面等)組成的,不同的表面可以采用不同的方法加工。而同一種表面由于零件具體加工要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及材料性質(zhì)等因素不同,所采用的加工方法也可能不同。選擇加工方法的基本原則是在保證加工質(zhì)量的前提下,使生產(chǎn)成本最低。任何復(fù)雜的零件都是由簡(jiǎn)單的幾何表面(如外圓面、孔、平選擇各表面的加工方法時(shí),一般應(yīng)遵循下述幾個(gè)基本原則:

(1)首先選定它的最終加工方法,然后再逐一選定各前道工序的加工方法。

(2)按各種加工方法的應(yīng)用特點(diǎn)選擇各表面的加工方法,保證所選擇的加工方法的加工精度及表面粗糙度與加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相適應(yīng)。

(3)所選擇的加工方法要保證加工表面的形狀精度要求和位置精度要求。選擇各表面的加工方法時(shí),一般應(yīng)遵循下述幾個(gè)基本原則:(4)所選擇的加工方法要與零件材料的切削加工性相適應(yīng)。

(5)所選擇的加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。

(6)所選擇的加工方法要結(jié)合本企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)條件。

本章將通過(guò)對(duì)零件表面加工方法的綜合分析,介紹生產(chǎn)中如何合理選擇表面的加工方法和加工順序打下基礎(chǔ)。

(4)所選擇的加工方法要與零件材料的切削加工性相適應(yīng)3.1外圓面的加工

外圓面是軸類、套筒類、盤類零件的主要表面,同時(shí)也可能是這些零件的輔助表面。外圓面的加工在零件的加工中占有很大的比重。不同零件上的外圓面或同一零件上不同的外圓面往往具有不同的技術(shù)要求,在對(duì)這些表面進(jìn)行加工時(shí)需要結(jié)合具體的生產(chǎn)條件,擬定較合理的加工方案。3.1外圓面的加工

外圓面是軸類、3.1.1外圓面的技術(shù)要求

外圓面的技術(shù)要求包括以下幾項(xiàng):

(1)尺寸精度:包括外圓面直徑和長(zhǎng)度的尺寸精度。

(2)形狀精度:包括外圓面的圓度、圓柱度和軸線的直線度等。

(3)位置精度:包括與其他外圓面(或孔)間的同軸度、徑向圓跳動(dòng)和與端面的垂直度等。

(4)表面質(zhì)量:主要是指表面粗糙度,也包括有些零件要求的表面層硬度、殘余應(yīng)力的大小和方向以及金相組織變化等。3.1.1外圓面的技術(shù)要求

外圓面的技術(shù)要求包括以3.1.2外圓面加工方案的分析

外圓面的加工方法主要有車削、磨削和研磨、超級(jí)光磨和拋光等。對(duì)于有不同加工精度和表面粗糙度要求的零件要采用不同的加工方案。

外圓表面加工方案的選擇,除應(yīng)滿足技術(shù)要求外,還應(yīng)考慮零件的材料、熱處理要求、零件的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)類型及現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備條件和技術(shù)水平。對(duì)于鋼鐵零件,外圓面的加工方法主要有車削、磨削,在要求精度高和表面粗糙度值小時(shí),往往還要進(jìn)行研磨、超級(jí)光磨等加工。對(duì)于某些精度要求不高,僅要求光亮的表面,可以通過(guò)拋光來(lái)獲得。3.1.2外圓面加工方案的分析

外圓面的加工方法主對(duì)于塑性大的有色金屬(如銅、鋁合金等)零件,由于其精加工不宜用磨削,常采用精細(xì)車削加工。

總體來(lái)說(shuō),一項(xiàng)合理的加工方案應(yīng)能經(jīng)濟(jì)地達(dá)到精度要求,并能滿足生產(chǎn)率的要求。表3-1為外圓面常用的幾種加工方案。對(duì)于塑性大的有色金屬(如銅、鋁合金等)零件,由于其精表3-1外圓面的加工方案及其應(yīng)用表3-1外圓面的加工方案及其應(yīng)用3.2孔的加工

孔是箱體、支架、套筒、環(huán)、盤類零件上的重要表面,如軸承孔、定位孔等,也可能是這些零件的輔助表面,如油孔、氣孔和減重孔等,也是機(jī)械加工中經(jīng)常遇到的表面。

在加工精度和表面粗糙度要求相同的情況下,加工孔比加工外圓面困難,生產(chǎn)率低且成本高。主要有以下兩個(gè)方面的原因:一方面,刀具的尺寸受到被加工孔的尺寸的限制,故刀具的剛性差,不能采用大的切削用量;另一方面，刀具處于被加工孔的包圍中,散熱條件差,切屑排出困難,切削液不易進(jìn)入切削區(qū),切屑易劃傷加工表面等。3.3.2.1孔的技術(shù)要求

孔的技術(shù)要求包括以下幾項(xiàng):

(1)尺寸精度:包括孔徑和長(zhǎng)度的尺寸精度。

(2)形狀精度:包括孔的圓度、圓柱度及軸線的直線度。(3)位置精度:包括孔與孔或孔與外圓面的同軸度,孔與孔或孔與其他表面之間的尺寸精度、平行度、垂直度等。

(4)表面質(zhì)量:包括表面粗糙度、表層加工硬化和金相組織變化等。3.2.1孔的技術(shù)要求

孔的技術(shù)要求包括以下幾項(xiàng):3.2.2孔加工方案的分析

常用的孔的加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔、孔的光整加工等。擬定孔的加工方案時(shí),應(yīng)考慮孔徑的大小和孔的深度、精度和表面粗糙度等的要求,還要考慮工件的材料、形狀、尺寸、重量和批量以及車間的具體生產(chǎn)條件。在實(shí)體上加工中、小尺寸的孔,必須先鉆孔。若是對(duì)已經(jīng)鑄出或鍛出的中、大型孔的加工,則可直接采用擴(kuò)孔或鏜孔。3.2.2孔加工方案的分析

常用的孔的加工方法有鉆對(duì)于孔的精加工,鉸孔和拉孔適于加工未淬硬的中、小直徑的孔,中等直徑以上的孔,可以采用精鏜或精磨。淬硬的孔只能采用磨削。

在孔的精整加工中,珩磨多用于直徑稍大的孔,研磨則對(duì)大孔和小孔都適用。

常用的孔加工方案見表3-2。對(duì)于孔的精加工,鉸孔和拉孔適于加工未淬硬的中、小直徑表3-2在實(shí)體材料上加工孔的方案及其應(yīng)用表3-2在實(shí)體材料上加工孔的方案及其應(yīng)用3.3平面的加工

平面是箱體、滑軌、機(jī)架、床身、工作臺(tái)及回轉(zhuǎn)體等類零件的主要表面。

3.3.1平面的技術(shù)要求

平面的主要技術(shù)要求有如下幾點(diǎn):

(1)幾何形狀精度,如平面度、直線度。

(2)位置精度,包括平面與其他平面或孔之間的位置尺寸精度、平行度和垂直度等。

(3)表面質(zhì)量,如表面粗糙度、表面加工硬化、殘余應(yīng)力及金相組織變化等。3.3平面的加工

平面是箱體、3.3.2平面加工方案的分析

平面加工的方法有車削、刨削、銑削、拉削、磨削、研磨和刮研。回轉(zhuǎn)體零件的端面多采用車削和磨削加工;其他類型的平面以銑削或刨削加工為主;拉削僅適用于大批量生產(chǎn)中加工技術(shù)要求較高而且面積不大的平面;淬硬的平面必須用磨削加工。

常用的平面加工方案如表3-3所示。生產(chǎn)中主要根據(jù)毛坯種類、精度要求、平面的形狀、材料性能和生產(chǎn)規(guī)模來(lái)選擇加工方案。3.3.2平面加工方案的分析

平面加工的方法有表3-3平面的加工方案及其應(yīng)用表3-3平面的加工方案及其應(yīng)用3.4成型面的加工

與其他表面類似,成型面(如凸輪軸上的凸輪、汽輪機(jī)上的葉片、機(jī)床的手柄等)的技術(shù)要求也包括尺寸精度、形狀精度及表面質(zhì)量等方面。但是,成型面往往是為了實(shí)現(xiàn)特定功能而專門設(shè)計(jì)的,所以對(duì)其表面形狀的要求十分重要。加工時(shí),刀具的切削刃形狀和切削運(yùn)動(dòng)應(yīng)首先滿足表面形狀的要求。3.4成型面的加工

與其成型面的加工方法一般有車削、銑削、刨削、拉削和磨削等。這些加工方法可歸納為如下兩種基本方式:

(1)用成型刀具加工。該種方法是用切削刃形狀與工件輪廓相符合的刀具直接加工出成型面。例如用成型車刀車成型面(圖3-1)、用成型銑刀銑成型面等。

用成型刀具加工成型面時(shí),機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,操作也簡(jiǎn)便。但是刀具的制造和刃磨比較復(fù)雜(特別是成型銑刀和拉刀),成本較高。而且這種方法的應(yīng)用受工件成型面尺寸的限制,不宜用于加工剛性差而成型面較寬的工件。成型面的加工方法一般有車削、銑削、刨削、拉削和磨削圖3-1成型車刀車成型面圖3-1成型車刀車成型面(2)利用刀具和工件作特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工。圖3-2所示的用靠模裝置車成型面就是利用刀具和工件作特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工中的一種。此外,還可以利用手動(dòng)、液壓仿形裝

置或數(shù)控裝置來(lái)控制刀具與工件之間特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。(2)利用刀具和工件作特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工。圖3-圖3-2靠模法車成型面圖3-2靠模法車成型面利用刀具和工件作特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)加工成型面時(shí)，所用刀具比較簡(jiǎn)單,并且加工成型面的尺寸范圍較大。但是機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜,加工成本也高。

成型面的加工方法應(yīng)根據(jù)零件的尺寸、形狀及生產(chǎn)批量來(lái)選擇。

小型回轉(zhuǎn)體零件上形狀不太復(fù)雜的成型面,在大批量生產(chǎn)時(shí)常用成型車刀在自動(dòng)或半自動(dòng)車床上加工;批量較小時(shí),可用成型車刀在普通車床上加工。利用刀具和工件作特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)加工成型面時(shí)，所用刀具比成型的直槽和螺旋槽等,一般可用成型銑刀在萬(wàn)能銑床上加工。

對(duì)于尺寸較大的成型面,大批大量生產(chǎn)時(shí)多采用仿形車床或仿形銑床加工;單件小批量生產(chǎn)時(shí),可借助樣板在普通車床上加工,或者依據(jù)劃線在銑床或刨床上加工。

為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率,在單件小批量生產(chǎn)中,可應(yīng)用數(shù)控機(jī)床加工成型面。成型的直槽和螺旋槽等,一般可用成型銑刀在萬(wàn)能銑床上加工大批量生產(chǎn)中,為了加工一定的成型面,常常專門設(shè)計(jì)和制造專用的拉刀或?qū)ｉT化的機(jī)床,例如加工工件凸輪部位的凸輪軸車床、凸輪軸磨床等。

對(duì)于淬硬的成型面或精度高、粗糙度小的成型面,精加工則要采用磨削和光整加工。大批量生產(chǎn)中,為了加工一定的成型面,常常專門設(shè)計(jì)和制3.5螺紋的加工

螺紋也是零件上常見的表面之一,它有多種形式,按用途的不同可分為緊固螺紋和傳動(dòng)螺紋。

(1)緊固螺紋。緊固螺紋用于零件間的固定聯(lián)接,常用的有普通螺紋和管螺紋等,螺紋牙型多為三角形。對(duì)普通螺紋的主要要求是可旋入性和聯(lián)接的可靠性,對(duì)管螺紋的要求是密封和聯(lián)接的可靠性。3.5螺紋的加工

螺紋也是零(2)傳動(dòng)螺紋。傳動(dòng)螺紋用于傳遞動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)或位移。常用的傳動(dòng)螺紋有絲杠和測(cè)微螺桿的螺紋等,其牙型多

為梯形或鋸齒形。對(duì)于傳動(dòng)螺紋的主要要求是傳動(dòng)準(zhǔn)確、可靠,螺牙接觸良好及耐磨。(2)傳動(dòng)螺紋。傳動(dòng)螺紋用于傳遞動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)或位移3.5.1螺紋的技術(shù)要求

螺紋和其他類型的表面一樣有一定的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量的要求。由于它們的用途和使用要求不同,技術(shù)要求也有所不同。

對(duì)于緊固螺紋和無(wú)傳動(dòng)精度要求的傳動(dòng)螺紋,一般只要求中徑和頂徑(外螺紋的大徑,內(nèi)螺紋的小徑)的精度。

對(duì)于有傳動(dòng)精度要求或用于讀數(shù)的螺紋,除要求中徑和頂徑的精度外,還要求螺距和牙型角的精度。為了保證傳動(dòng)或讀數(shù)精度及耐磨性,對(duì)螺紋表面的粗糙度和硬度等也有較高的要求。3.5.1螺紋的技術(shù)要求

螺紋和其他類型的表面一樣3.5.2螺紋加工方法的分析

常用的加工螺紋的方法有很多,常見的有攻螺紋、套螺紋、車螺紋、銑螺紋、磨螺紋和滾壓螺紋等。

1.攻螺紋

使用絲錐來(lái)加工內(nèi)螺紋的操作稱為攻螺紋(又稱攻絲)。攻螺紋的加工精度為7H,Ra為6.3～3.2μm。攻螺紋可以在鉆床上進(jìn)行,單件小批生產(chǎn)主要用手工操作。3.5.2螺紋加工方法的分析

常用的加工螺紋的1)絲錐

絲錐一般用碳素工具鋼或高速鋼制造,其結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。絲錐由工作部分和柄部組成。工作部分又分為切削部分和校準(zhǔn)部分。切削部分呈錐形,因此稱為絲錐。

校準(zhǔn)部分呈圓柱形,具有完整的齒形以修光螺紋和引導(dǎo)絲錐旋入。工作部分相當(dāng)于將一個(gè)外螺紋沿軸向開出3～4條槽后的形狀以形成刀齒,容納切屑。絲錐柄部一般是方形的以便于夾持,上面印有螺紋直徑的標(biāo)記。1)絲錐

絲錐一般用碳素工具鋼或高速鋼制造圖3-3絲錐的結(jié)構(gòu)圖3-3絲錐的結(jié)構(gòu)絲錐一般成組使用。M6～M24的絲錐每組有兩個(gè),分別稱為頭錐和二錐。加工粗牙螺紋的絲錐中M6以下和M24以上的絲錐每組有三個(gè),分別稱為頭錐、二錐和三錐。M24以上的絲錐切除量大,需要分幾次逐步切除。加工細(xì)牙螺紋的絲錐不論大小每組都是兩個(gè)。絲錐柄部一般用Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ作標(biāo)記，分別代表頭錐、二錐和三錐。

成組絲錐按照校準(zhǔn)部分直徑的不同分為等徑絲錐和不等徑絲錐兩種。等徑絲錐使用較簡(jiǎn)便,而不等徑絲錐切削負(fù)荷均勻,壽命較長(zhǎng)。絲錐一般成組使用。M6～M24的絲錐每組有兩個(gè),分別稱2)鉸杠

攻螺紋時(shí)用于夾持絲錐的工具稱為鉸杠,如圖3-4所示。鉸杠的規(guī)格應(yīng)與絲錐大小相適應(yīng)。2)鉸杠

攻螺紋時(shí)用于夾持絲錐的工具稱為鉸杠,圖3-4鉸杠圖3-4鉸杠3)攻螺紋操作

攻螺紋時(shí)兩手用力要均勻,每攻入1~2圈后應(yīng)將絲錐反轉(zhuǎn)1／4圈進(jìn)行斷屑和排屑。攻不通孔時(shí)應(yīng)做好記號(hào),以防絲錐觸及孔底,如圖3-5所示。3)攻螺紋操作

攻螺紋時(shí)兩手用力要均勻,圖3-5攻螺紋圖3-5攻螺紋

2.套螺紋

用板牙加工外螺紋的方法稱為套螺紋。套螺紋加工的質(zhì)量較低,加工精度為7h,Ra為6.3～3.2μm。2.套螺紋

用板牙加工外螺紋的方法稱為套螺紋。套1)板牙

板牙一般由合金工具鋼制成。常用的圓板牙如圖3-6(a)所示,有固定式的和可調(diào)式兩種。可調(diào)式圓板牙在圓柱面上開有0.5～1.5mm的窄縫,使板牙螺紋孔直徑可以在0.50～0.25mm范圍內(nèi)調(diào)節(jié),如圖10-35(b)所示。圓板牙的形狀就像是開了4～5個(gè)圓柱孔的圓螺母,形成切削刃和容屑槽。圓板牙軸向的中間段是校準(zhǔn)部分,也是套螺紋時(shí)的導(dǎo)向部分。1)板牙

板牙一般由合金工具鋼制成。常用的圓板牙圖3-6套螺紋工具圖3-6套螺紋工具2)板牙架

板牙架是用來(lái)夾持圓板牙的工具,圖3-6(c)所示為手工套螺紋所使用的板牙架。

3)套螺紋操作

開始套螺紋操作時(shí),板牙端面應(yīng)與圓桿軸線保持垂直。

板牙每轉(zhuǎn)1／2或1圈應(yīng)倒轉(zhuǎn)1／4圈以折斷切屑,然后再接著切削,如圖3-7所示。2)板牙架

板牙架是用來(lái)夾持圓板牙的工具,圖圖3-7套螺紋圖3-7套螺紋攻螺紋和套螺紋是應(yīng)用較廣的螺紋加工方法,主要用來(lái)加工精度要求低、直徑較小的三角螺紋。常用于加工M16以下的普通螺紋,最大一般不超過(guò)M50。

單件和小批生產(chǎn)時(shí)可用手用絲錐由鉗工在虎鉗上進(jìn)行,或在車床或鉆床上進(jìn)行;大批量生產(chǎn)時(shí)攻螺紋常用機(jī)用絲錐在攻絲機(jī)上進(jìn)行。攻螺紋和套螺紋是應(yīng)用較廣的螺紋加工方法,主要用來(lái)加工精

3.車螺紋

車螺紋是最常用的螺紋加工方法,其原理是工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),車刀在進(jìn)給方向上移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程的距離。

車削螺紋(threadturning)可在各類臥式車床或?qū)ｉT的螺紋車床上進(jìn)行,由于刀具簡(jiǎn)單,故廣泛用于各種精度的未淬硬材料以及各種截面形狀和各種尺寸的內(nèi)、外螺紋加工。但車螺紋的生產(chǎn)率低,加工質(zhì)量取決于工人的技術(shù)水平和機(jī)床、刀具本身的精度,所以主要用于單件小批量生產(chǎn)。車螺紋的最高精度可達(dá)4～6級(jí),表面粗糙度Ra值為3.2～0.8μm。3.車螺紋

車螺紋是最常用的螺紋加工方法,車削螺紋所用的刀具是具有螺紋牙型輪廓的成型車刀。圖3-8所示為單齒螺紋車刀,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性廣,可加工各種形狀、尺寸及精度的未淬硬工件的內(nèi)、外螺紋,但生產(chǎn)率低,適用于單件小批生產(chǎn)。

當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)可采用螺紋梳刀,如圖3-9所示。螺紋梳刀有平體、棱體和圓體三種。螺紋梳刀實(shí)際上是多齒成型車刀,只需一次走刀就能加工出全部螺紋,生產(chǎn)效率高,適用于大批生產(chǎn)細(xì)牙螺紋。一般螺紋梳刀加工精度不高,不能加工精密螺紋。車削螺紋所用的刀具是具有螺紋牙型輪廓的成型車刀。圖3圖3-8單齒螺紋車刀

圖3-8單齒螺紋車刀

圖3-9螺紋梳刀圖3-9螺紋梳刀

4.銑螺紋

銑螺紋(threadmilling)比車螺紋生產(chǎn)率高,但加工的螺紋精度低,在成批大量生產(chǎn)中廣泛采用。銑螺紋一般在專門的螺紋銑床上進(jìn)行。根據(jù)所用銑刀結(jié)構(gòu)不同,其加工方法可分為以下兩種:

4.銑螺紋

銑螺紋(threadmill1)盤形銑刀銑螺紋

加工時(shí),銑刀軸線對(duì)工件軸線的傾斜角等于螺紋升角,工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),銑刀走一個(gè)工件導(dǎo)程,如圖3-10所示。這種方法適合加工大螺距的長(zhǎng)螺紋,如絲杠、螺桿等梯形外螺紋和蝸桿等,但加工精度較低,通常作為粗加工,銑后用車削進(jìn)行精加工。1)盤形銑刀銑螺紋

加工時(shí),銑刀軸線對(duì)工件圖3-10盤形銑刀銑螺紋圖3-10盤形銑刀銑螺紋2)梳形銑刀銑螺紋

加工時(shí),工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),銑刀除旋轉(zhuǎn)外,還沿軸向移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程,工件轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),便能切出全部螺紋(最后的1/4轉(zhuǎn)主要是修光螺紋),如圖3-11所示。這種方法生產(chǎn)率高,螺距精度可達(dá)9～8級(jí),表面粗糙度Ra值為3.2～0.63μm。適合成批加工一般精度并且長(zhǎng)度短而螺距不大的三角形內(nèi)、外螺紋和圓錐螺紋。2)梳形銑刀銑螺紋

加工時(shí),工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),圖3-11梳形銑刀銑螺紋圖3-11梳形銑刀銑螺紋

5.磨螺紋

磨螺紋用于淬硬螺紋的精加工,如精密螺桿、絲錐、滾絲輪、螺紋量規(guī)的加工。

磨螺紋(threadgrinding)是在專門的螺紋磨床上完成的,磨前需用車、銑等方法進(jìn)行粗加工;對(duì)小尺寸的精密螺紋,也可不經(jīng)粗加工直接磨出。

根據(jù)所用砂輪形狀不同,外螺紋的磨削可以分為單片砂輪磨削和多線砂輪磨削兩種。5.磨螺紋

磨螺紋用于淬硬螺紋的精加工,如精密用單片砂輪磨削時(shí),砂輪的軸線必須相對(duì)于工件軸線傾斜一個(gè)螺紋升角ψ,工件安裝在螺紋磨床的前后頂尖之間,工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),同時(shí)沿軸向移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程;砂輪高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí),周期性地進(jìn)行橫向進(jìn)給,經(jīng)一次或多次行程完成加工,如圖3-12所示。這種方法適用于不同齒形、不同長(zhǎng)徑比的螺紋工件,機(jī)床調(diào)整和砂輪修整比較方便,并且背向力小,工件散熱條件好,加工精度高。用單片砂輪磨削時(shí),砂輪的軸線必須相對(duì)于工件軸線傾斜一個(gè)圖3-12單片砂輪磨削圖3-12單片砂輪磨削用多線砂輪磨削時(shí),選用緩慢的工件轉(zhuǎn)速和較大的橫向進(jìn)給,經(jīng)過(guò)一次或數(shù)次行程即可完成加工,如圖3-13所示。這種方法生產(chǎn)效率高,但加工精度低,砂輪修整復(fù)雜,適用于成批生產(chǎn)牙型簡(jiǎn)單、精度較低、剛性好的短螺紋。用多線砂輪磨削時(shí),選用緩慢的工件轉(zhuǎn)速和較大的橫向進(jìn)給,圖3-13多線砂輪磨削圖3-13多線砂輪磨削

6.滾壓螺紋

滾壓螺紋是在室溫下,用壓力使工件表面產(chǎn)生塑性變形而形成螺紋的一種無(wú)切屑加工方法。滾壓螺紋通常有搓板滾壓和滾輪滾壓兩種方法。

1)搓板滾壓

如圖3-14所示,上、下兩塊搓板都帶有螺紋齒形,其截面形狀與待搓螺紋牙型相符,螺紋方向相反。工作時(shí),上搓板由機(jī)床帶動(dòng)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),為動(dòng)板;下搓板固定于機(jī)床上不動(dòng),為靜板。動(dòng)板作平行于靜板的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),工件在兩板之間被擠壓和滾動(dòng)。6.滾壓螺紋

滾壓螺紋是在室溫下,用壓力使圖3-14搓板滾壓圖3-14搓板滾壓2)滾輪滾壓

如圖3-15所示,工件放在兩個(gè)帶有螺紋齒形的滾輪之間的支承板上,兩滾輪等速轉(zhuǎn)動(dòng),其中一輪軸心固定,一輪作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),工件在滾輪摩擦力帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn),表面受徑向擠壓

而形成螺紋。

滾螺紋與搓螺紋相比,滾螺紋的生產(chǎn)率低,但精度高,表面粗糙度低。這是因?yàn)闈L絲輪工作表面經(jīng)熱處理后可在螺紋磨床上精磨,而搓絲板熱處理后精加工困難。滾壓螺紋與切削螺紋相比,其生產(chǎn)率高,螺紋強(qiáng)度高,節(jié)省材料,加工費(fèi)用低,機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2)滾輪滾壓

如圖3-15所示,工件放在兩個(gè)帶圖3-15滾輪滾壓圖3-15滾輪滾壓3.6齒輪齒形的加工

齒輪(gears)是機(jī)械傳動(dòng)中傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的重要零件,目前在各種機(jī)械和儀器中應(yīng)用非常普遍。產(chǎn)品的工作性能、承載能力、使用壽命及工作精度等都與齒輪本身的質(zhì)量有著密切的關(guān)系。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10095-88“漸開線齒輪精度”規(guī)定,齒輪及齒輪副分為12個(gè)精度等級(jí),精度由高至低依次為1、2、…、12級(jí)。其中1、2級(jí)為遠(yuǎn)景級(jí),目前尚難以制出;6、7、8級(jí)

為中等精度級(jí),7級(jí)精度為實(shí)際生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的基本級(jí);9、10、11、12級(jí)為低級(jí)精度。3.6齒輪齒形的加工

齒輪(gears)用切削加工的方法加工齒輪齒形,按加工原理可分為兩類:

(1)成型法加工。成型法加工是用與被切齒輪的齒槽形狀相符的成型刀具切出齒形的方法。如銑齒、成型法磨齒等。

(2)展成法(范成法)加工。展成法加工是利用齒輪的嚙合原理加工齒輪。如滾齒、插齒、剃齒、展成法磨齒等。用切削加工的方法加工齒輪齒形,按加工原理可分為兩類:3.6.1銑齒

銑齒(gearmilling)屬于成型法加工,是用成型齒輪銑刀在萬(wàn)能臥式銑床上進(jìn)行齒輪加工,如圖3-16所示。銑齒時(shí),當(dāng)模數(shù)m≤10時(shí),用盤狀銑刀;模數(shù)m>10時(shí),用指狀銑刀,如圖3-17所示。

銑齒時(shí),裝在刀桿上的銑刀旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動(dòng),工件緊固在心軸上,心軸安裝在分度頭和尾座頂尖之間隨工作臺(tái)作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。每銑完一個(gè)齒槽,銑刀沿齒槽方向退回,用分度頭對(duì)工件進(jìn)行分度,然后再銑下一個(gè)齒槽,直至加工出整個(gè)齒輪。3.6.1銑齒

銑齒(gearmilling)屬圖3-16銑齒圖3-16銑齒圖3-17銑刀圖3-17銑刀銑齒的工藝特點(diǎn):

(1)成本較低。同其他齒輪刀具相比較,成型齒輪銑刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,而且在銑床上即可完成銑齒工作,因此銑齒的設(shè)備和刀具的費(fèi)用較低。

(2)生產(chǎn)率低。銑齒過(guò)程不是連續(xù)的,每銑一個(gè)齒,都要重復(fù)消耗切入、切出、退刀和分度的輔助時(shí)間。銑齒的工藝特點(diǎn):

(1)成本較低。同其他齒(3)加工精度低。齒輪的精度主要取決于銑刀的齒形精度。模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪的漸開線的形狀是不一樣的。

因此,從理論上講,為了獲得準(zhǔn)確的漸開線齒形,應(yīng)該對(duì)同一模數(shù)的每種齒數(shù)的齒輪都準(zhǔn)備一把專用的成型銑刀,這就需要很多規(guī)格的銑刀,使生產(chǎn)成本大為增加,而且使用這么多的銑刀既不方便也不經(jīng)濟(jì)。實(shí)際生產(chǎn)中,把同一模數(shù)的齒輪按齒數(shù)劃分成若干組,通常分為8組或15組,同一組只用一個(gè)刀號(hào)的銑刀加工。(3)加工精度低。齒輪的精度主要取決于銑刀的齒形精度表3-4為分成8組時(shí)各號(hào)銑刀加工的齒數(shù)范圍。為了保證銑出的齒輪在嚙合時(shí)不致卡住,各號(hào)銑刀的齒形是按該號(hào)范圍內(nèi)最小齒數(shù)齒輪的齒槽輪廓設(shè)計(jì)和制作的,而加工其他齒數(shù)的齒輪時(shí),只能獲得近似的齒形,產(chǎn)生齒形誤差。另外,銑床所用分度頭是通用附件,分度精度不高,所以,銑齒的加工精度較低。

銑齒的加工精度為9級(jí)或9級(jí)以下,齒面粗糙度Ra值為6.3～3.2μm。

銑齒不但可以加工直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪,還可以加工齒條、錐齒輪及渦輪等。但僅適用于單件小批生產(chǎn)或維修工作中加工精度要求不高的低速齒輪。表3-4為分成8組時(shí)各號(hào)銑刀加工的齒數(shù)范圍。為了保證銑表3-4齒輪銑刀的分號(hào)表3-4齒輪銑刀的分號(hào)3.6.2滾齒

滾齒(gearhobbing)是利用齒輪滾刀(見圖3-18)在滾齒機(jī)(見圖3-19)上加工齒輪的輪齒,其滾切原理是齒輪刀具和工件按齒輪副的嚙合關(guān)系作對(duì)滾運(yùn)動(dòng)進(jìn)行切削(見圖3-20)。3.6.2滾齒

滾齒(gearhobbing)是圖3-18齒輪滾刀圖3-18齒輪滾刀圖3-19滾齒機(jī)圖3-19滾齒機(jī)圖3-20滾齒圖3-20滾齒滾切齒輪的切削運(yùn)動(dòng)如下:

(1)主運(yùn)動(dòng):滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),用轉(zhuǎn)速n0(r/min)表示。

(2)分齒運(yùn)動(dòng):滾刀與齒坯之間強(qiáng)制保持一對(duì)螺旋齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)關(guān)系的運(yùn)動(dòng),即

式中,n0、nw為滾刀和被切齒坯的轉(zhuǎn)速,單位為r/min;z0、zw為滾刀與被切齒輪的齒數(shù)。

分齒運(yùn)動(dòng)由滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn),齒坯的分度是連續(xù)的。滾切齒輪的切削運(yùn)動(dòng)如下:

(1)主運(yùn)動(dòng):滾(3)垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng):為切出整個(gè)齒寬,滾刀需要沿工件的軸向作進(jìn)給移動(dòng),即為垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。每分鐘滾刀沿齒坯軸向移動(dòng)的距離(mm/min)稱為垂直進(jìn)給量。

滾齒與銑齒比較有如下特點(diǎn):

(1)滾刀的通用性好。一把滾刀可以加工與其模數(shù)、壓力角相同而齒數(shù)不同的齒輪。

(2)齒形精度及分度精度高。滾齒的精度一般可達(dá)8～7級(jí),用精密滾齒可以達(dá)到6級(jí)精度,表面粗糙度Ra值為3.2～1.6μm。(3)垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng):為切出整個(gè)齒寬,滾刀需要沿工(3)生產(chǎn)率高。滾齒的整個(gè)切削過(guò)程是連續(xù)的, 效率高。

(4)設(shè)備和刀具費(fèi)用高。滾齒機(jī)為專用齒輪加工機(jī)床,其調(diào)整費(fèi)時(shí)。滾刀較齒輪銑刀的制造、刃磨要困難。

滾齒應(yīng)用范圍較廣,可加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪等,但不能加工內(nèi)齒輪和相距太近的多聯(lián)齒輪。(3)生產(chǎn)率高。滾齒的整個(gè)切削過(guò)程是連續(xù)的, 效3.6.3插齒

插齒(gearshaping)是在插齒機(jī)(見圖3-21)上用插齒刀加工齒形的過(guò)程。其原理是刀具和工件根據(jù)圓柱齒輪嚙合原理進(jìn)行加工。

插齒刀實(shí)際上是一個(gè)用高速鋼材料制造并磨出切削刃的齒輪。強(qiáng)制插齒刀與齒坯間嚙合運(yùn)動(dòng)的同時(shí),使插齒刀作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),即可在工件上加工出輪齒來(lái)。其刀齒側(cè)面運(yùn)動(dòng)軌跡所形成的包絡(luò)線,即為被切齒輪的漸開線齒形。完成插齒所需要的切削運(yùn)動(dòng)如圖3-22所示。3.6.3插齒

插齒(gearshaping)是圖3-21插齒機(jī)圖3-21插齒機(jī)圖3-22插齒運(yùn)動(dòng)圖3-22插齒運(yùn)動(dòng)插直齒圓柱齒輪時(shí),用直齒插齒刀,其運(yùn)動(dòng)如下:

(1)主運(yùn)動(dòng)。插齒刀的上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。向下為切削行程,向上的返回行程是空行程。主運(yùn)動(dòng)以單位時(shí)間(每分鐘或每秒)內(nèi)往復(fù)行程次數(shù)nr表示,單位為str/min(或str/s)。

(2)分齒運(yùn)動(dòng)。插齒刀和齒坯之間被強(qiáng)制的嚙合運(yùn)動(dòng),也稱為展成運(yùn)動(dòng)。保持一對(duì)傳動(dòng)齒輪的速比關(guān)系,即

式中:n0、nw為插齒刀和齒坯的轉(zhuǎn)速;z0、zw為插齒刀和被切齒輪的齒數(shù)。插直齒圓柱齒輪時(shí),用直齒插齒刀,其運(yùn)動(dòng)如下:

(3)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。插齒時(shí),插齒刀不能一開始就切到輪齒的全齒深,因此,在分齒的同時(shí)插齒刀要逐漸向工件中心移動(dòng),以切出全齒高,這個(gè)運(yùn)動(dòng)即為徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。插齒刀每往復(fù)一次徑向移動(dòng)的距離,稱為徑向進(jìn)給量(mm/str)。當(dāng)進(jìn)給到要求的深度時(shí),徑向運(yùn)動(dòng)停止,分齒運(yùn)動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行,直到加工完成。

(4)讓刀運(yùn)動(dòng)。為了避免插齒刀在返回行程中刀齒的后刀面與工件的齒面發(fā)生摩擦,插齒刀返回時(shí),齒坯沿徑向讓開一段距離;當(dāng)切削行程開始前,齒坯恢復(fù)原位,這種運(yùn)動(dòng)稱為讓刀運(yùn)動(dòng)。(3)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。插齒時(shí),插齒刀不能一開始就切到輪插齒與滾齒比較有如下特點(diǎn):

(1)齒面粗糙度小。插齒時(shí),插齒刀沿齒寬連續(xù)地切下切屑,而在滾齒和銑齒時(shí),輪齒齒寬是由刀具多次斷續(xù)切削而成。在插齒的過(guò)程中,包絡(luò)齒形的切線數(shù)量比較多,所以插齒的齒面粗糙度小,一般可達(dá)1.6μm。

插齒與滾齒比較有如下特點(diǎn):

(1)齒面粗糙度小。(2)插齒和滾齒的精度相當(dāng),且都比銑齒高。一般條件下,插齒和滾齒能保證7～8級(jí)精度,若采用精密插齒或滾齒,可以達(dá)到6級(jí)精度。而銑齒只能達(dá)到9級(jí)精度。

插齒刀的制造、刃磨及檢驗(yàn)均比滾刀方便,容易制造得較精確。但插齒機(jī)的分齒傳動(dòng)鏈較滾齒機(jī)復(fù)雜,增加了傳動(dòng)誤差。綜合結(jié)果,插齒和滾齒的精度相當(dāng)。

由于插齒機(jī)和滾齒機(jī)都是加工齒輪的專門化機(jī)床,其結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都是按加工齒輪的特殊要求而設(shè)計(jì)和制造的,其分齒精度高于萬(wàn)能分度頭的分齒精度。滾刀和插齒刀的精度也比齒輪銑刀的精度高,不存在像齒輪銑刀那樣的齒形誤差,因此插齒和滾齒的精度都比銑齒高。(2)插齒和滾齒的精度相當(dāng),且都比銑齒高。一般條件下(3)插齒和滾齒同屬于展成法加工,所以選擇刀具時(shí)只要求刀具的模數(shù)和壓力角與被切齒輪一致,與齒數(shù)無(wú)關(guān)(最少齒數(shù)z≥17)。不像銑齒那樣,每個(gè)刀號(hào)的銑刀只能加工一定齒數(shù)范圍的齒輪。(3)插齒和滾齒同屬于展成法加工,所以選擇刀具時(shí)只要(4)插齒的生產(chǎn)率低于滾齒而高于銑齒。因?yàn)闈L齒為連續(xù)切削,插齒不僅有返回的空行程,而且插齒刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使切削速度的提高受到?jīng)_擊和慣性力的限制,插齒機(jī)和插齒刀的剛性比較差。所以,滾齒的切削速度高于插齒,插齒的生產(chǎn)率低于滾齒。由于插齒和滾齒的分齒運(yùn)動(dòng)是在切削過(guò)程中連續(xù)進(jìn)行的,省去了銑齒那樣的單獨(dú)分度時(shí)間,所以插齒和滾齒

的生產(chǎn)率都高于銑齒。(4)插齒的生產(chǎn)率低于滾齒而高于銑齒。因?yàn)闈L齒為連續(xù)切插齒多用于加工滾齒難以加工的內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪、帶臺(tái)階齒輪、扇形齒輪、齒條及人字齒輪、端面齒盤等,但不能加工蝸輪。

盡管插齒和滾齒所使用的刀具和機(jī)床比銑齒復(fù)雜,成本高,但由于加工質(zhì)量高,生產(chǎn)率高,在成批和大量生產(chǎn)中仍可收到很好的經(jīng)濟(jì)效益,即使在單件小批生產(chǎn)中,為了保證加工

質(zhì)量也常采用插齒或滾齒加工。插齒多用于加工滾齒難以加工的內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪、帶臺(tái)階3.6.4齒形的精加工

滾齒和插齒一般加工中等精度(8～7級(jí))的齒輪。對(duì)于精度高于7級(jí)以上、表面粗糙度Ra值小于0.8μm或齒面需要淬火的齒輪,在滾、插齒以后還需進(jìn)行精加工。常用的齒形精

加工的方法有剃齒、珩齒和磨齒。3.6.4齒形的精加工

滾齒和插齒一般加工中等

1.剃齒

剃齒是齒輪精加工的方法,用來(lái)加工已經(jīng)經(jīng)過(guò)滾齒或插齒但未經(jīng)淬火的直齒和斜齒圓柱齒輪。

剃齒(gearshaving)是利用一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪嚙合原理,在剃齒機(jī)上“自由嚙合”的展成加工方法。1.剃齒

剃齒是齒輪精加工的方法,用來(lái)加工已經(jīng)剃齒所用的刀具稱為剃齒刀,如圖3-23所示。剃齒刀的形狀類似于一個(gè)斜齒圓柱齒輪,每一個(gè)齒的兩側(cè)沿漸開線方向開有許多小槽,以形成切削刃,材料一般為高速鋼。在與已經(jīng)滾齒或插齒的齒輪嚙合過(guò)程中,剃齒刀齒面上的許多切削刃從工件齒面上剃下細(xì)絲狀的切屑,以提高齒形精度和減小表面粗糙度值。剃齒所用的刀具稱為剃齒刀,如圖3-23所示。剃齒刀的圖3-23剃齒刀圖3-23剃齒刀圖3-24是剃削直齒圓柱齒輪的加工簡(jiǎn)圖。

工作時(shí),工件用心軸裝在機(jī)床工作臺(tái)的兩頂尖之間,

可以自由轉(zhuǎn)動(dòng);剃齒刀裝在機(jī)床主軸上并與工件相嚙合,帶動(dòng)工件時(shí)而正轉(zhuǎn),時(shí)而反轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)時(shí)剃削輪齒的一個(gè)側(cè)面,反轉(zhuǎn)時(shí)剃削輪齒的另一個(gè)側(cè)面。剃齒刀軸線與工件軸線間的夾角為β0。圖3-24是剃削直齒圓柱齒輪的加工簡(jiǎn)圖。

工作時(shí),剃齒刀在嚙合點(diǎn)A的圓周速度v0可分解為沿工件圓周切線方向的分速度vw(使工件旋轉(zhuǎn))和沿工件軸線方向的分速度v(使齒面間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)),使剃齒刀從工件上切下發(fā)絲狀的極細(xì)切屑,從而提高齒形精度和降低表面粗糙度值。為了能沿齒的全長(zhǎng)進(jìn)行剃削,工件還應(yīng)由工作臺(tái)帶動(dòng)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在工作臺(tái)一次往復(fù)行程結(jié)束時(shí),工件相對(duì)剃齒刀還要

作徑向進(jìn)給,以便繼續(xù)進(jìn)行剃削。剃齒刀在嚙合點(diǎn)A的圓周速度v0可分解為沿工件圓周切線方向圖3-24剃齒的運(yùn)動(dòng)圖3-24剃齒的運(yùn)動(dòng)剃齒主要用來(lái)對(duì)調(diào)質(zhì)和淬火前的直、斜齒圓柱齒輪進(jìn)行精加工,剃齒的精度取決于剃齒刀的精度。剃齒精度可達(dá)7～6級(jí),齒面粗糙度Ra值為0.8～0.2μm。

剃齒的生產(chǎn)率高,一般2到4分鐘便可加工好一個(gè)齒輪。剃齒機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,也可把銑床等設(shè)備改裝成剃齒機(jī)使用。剃齒刀制造較困難,剃齒不便于加工雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪的小齒輪,使剃齒的應(yīng)用受到一定限制。剃齒通常用于大批量生產(chǎn)中齒輪齒形的精加工,在汽車、拖拉機(jī)及機(jī)床制造等行業(yè)中應(yīng)用很廣泛。剃齒主要用來(lái)對(duì)調(diào)質(zhì)和淬火前的直、斜齒圓柱齒輪進(jìn)行精加工

2.珩齒

珩齒(gearhoning)是齒輪光整加工的方法。珩齒是用珩磨輪在珩齒機(jī)上進(jìn)行齒形精加工的方法,其原理和方法與剃齒相同。若沒(méi)有珩齒機(jī),可用剃齒機(jī)或改裝的車床、銑床代替。

珩磨輪是將金剛砂或白剛玉磨料與環(huán)氧樹脂等材料合成后澆鑄或熱壓在鋼制輪坯上的斜齒輪，如圖3-25所示。珩齒時(shí),珩磨輪在高速旋轉(zhuǎn)(1000～2000r/min)的同時(shí)沿齒向和漸開線方向產(chǎn)生滑動(dòng)進(jìn)行切削。珩齒過(guò)程具有剃削、磨削和拋光的精加工的綜合作用,刀痕復(fù)雜、細(xì)密。2.珩齒

珩齒(gearhoning)是圖3-25珩磨輪圖3-25珩磨輪珩齒適用于消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰而產(chǎn)生的齒面毛刺與壓痕,可有效地降低表面粗糙度,對(duì)齒形精度改善不大。珩齒后的表面粗糙度Ra值為0.4～0.2μm。

因珩齒余量很小,約為0.01～0.02mm,可以一次切除,加工時(shí)生產(chǎn)率很高。一般珩磨一個(gè)齒輪只需1min左右。珩齒適用于消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰而產(chǎn)生的齒面毛刺與

3.磨齒

磨齒(geargrinding)是用砂輪在磨齒機(jī)上對(duì)齒輪進(jìn)行精加工的方法,既可以加工未淬硬的輪齒,又可以加工淬硬的輪齒。

按加工原理,磨齒可分為成型法磨齒和展成法磨齒。

1)成型法磨齒

成型法磨齒與銑齒相似,將砂輪靠外圓處的兩側(cè),修整成與工件齒間相吻合的形狀,對(duì)已切削過(guò)的齒間進(jìn)行磨削,如圖3-26所示。每磨完一齒后,進(jìn)行分度,再磨下一個(gè)齒。3.磨齒

磨齒(geargrinding圖3-26成型法磨齒圖3-26成型法磨齒成型法磨齒可在花鍵磨床或工具磨床上進(jìn)行,設(shè)備費(fèi)用較低。此法生產(chǎn)率較高,比展成法磨齒高近10倍。但砂輪修整較復(fù)雜,且存在一定的誤差。由于在磨齒過(guò)程中砂輪磨損不均以及機(jī)床的分度誤差的影響,它的加工精度只能達(dá)到6級(jí),在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較少。成型法磨齒可在花鍵磨床或工具磨床上進(jìn)行,設(shè)備費(fèi)用較低。2)展成法磨齒

生產(chǎn)中常用的展成法磨齒有錐形砂輪(雙斜邊砂輪)磨齒和雙碟形砂輪磨齒兩種。展成法磨齒的生產(chǎn)率低,但加工精度高,一般可達(dá)4級(jí),表面粗糙度Ra值在0.4～0.2μm。所以實(shí)際生產(chǎn)中它是齒面要求淬火的高精度齒輪常采用的一種加工方法。

錐形砂輪磨齒時(shí),把砂輪修整成錐形,以構(gòu)成假想齒條的齒形,將齒槽的1、2兩個(gè)側(cè)面分別磨除(見圖3-27)。2)展成法磨齒

生產(chǎn)中常用的展成法磨齒有錐形砂圖3-27錐形砂輪磨齒圖3-27錐形砂輪磨齒錐形砂輪磨齒的原理是使砂輪與被磨齒輪強(qiáng)制保持齒條和齒輪的嚙合關(guān)系,使被磨齒輪沿假想的固定齒條作往復(fù)、純滾動(dòng)的運(yùn)動(dòng),這樣邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊移動(dòng),砂輪的磨削部分即可包絡(luò)出漸開線齒形。磨削時(shí),砂輪作高速旋轉(zhuǎn),同時(shí)沿工件軸向作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),以便磨出全齒寬。每磨完一個(gè)齒槽,砂輪自動(dòng)退離工件,工件自動(dòng)進(jìn)行分度。錐形砂輪磨齒的原理是使砂輪與被磨齒輪強(qiáng)制保持齒條和齒輪的雙碟形砂輪磨齒時(shí),兩個(gè)碟形砂輪傾斜一定角度,其端面構(gòu)成假想齒條兩個(gè)(或一個(gè))齒的兩個(gè)齒面,同時(shí)對(duì)齒槽的側(cè)面1和側(cè)面2進(jìn)行磨削(見圖3-28)。工作時(shí),兩個(gè)砂輪同時(shí)磨一個(gè)齒間或兩個(gè)不同齒間的左右齒面。此外,為了磨出全齒寬,被磨齒輪需沿齒向作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。雙碟形砂輪磨齒時(shí),兩個(gè)碟形砂輪傾斜一定角度,其端面構(gòu)圖3-28雙碟形砂輪磨齒圖3-28雙碟形砂輪磨齒復(fù)習(xí)思考題

1.試確定下列零件外圓面的加工方案:

(1)紫銅小軸,f20h7,Ra0.8μm;

(2)45鋼軸,f50h6,Ra0.2μm。復(fù)習(xí)思考題

1.試確定下列零件外2.下列零件上的孔,用何種加工方案比較合理:

(1)單件小批生產(chǎn)中,鑄鐵齒輪上的孔,f20H7,Ra1.6μm。

(2)大批量生產(chǎn)中,鑄鐵齒輪上的孔,f50H7,Ra0.8μm。

(3)變速箱體(鑄鐵)上傳動(dòng)軸的軸承孔,f62J7,Ra0.8μm。

(4)高速鋼三面刃銑刀上的孔,f27H6,Ra0.2μm。2.下列零件上的孔,用何種加工方案比較合理:

3.試述下列零件上平面的加工方案:

(1)單件小批生產(chǎn)中,機(jī)座(鑄鐵)的底面:500mm×300mm,Ra3.2μm。

(2)成批生產(chǎn)中,銑床工作臺(tái)(鑄鐵)臺(tái)面:1250mm×300mm,Ra1.6μm。

(3)大批量生產(chǎn)中,發(fā)動(dòng)機(jī)連桿(45調(diào)質(zhì)鋼,217~255HBS)側(cè)面:25mm×10mm,Ra3.2μm。

4.為什么車螺紋時(shí)必須用絲杠走刀？

5.為什么標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)螺紋一般都用滾壓法？3.試述下列零件上平面的加工方案:

(1)單6.旋風(fēng)銑螺紋適合于何種零件？

7.下列零件上的螺紋應(yīng)采用哪種方法加工？為什么？

(1)10000件標(biāo)準(zhǔn)六角螺母,M10-7H。

(2)100000件十字頭沉頭螺釘,M8×30-8h,材料為Q235-A。

(3)30件傳動(dòng)軸軸端的緊固螺紋,M20×1-6h。

(4)500根車床絲杠螺紋的粗加工,螺紋為T32×6。6.旋風(fēng)銑螺紋適合于何種零件？

7.下列零件上8.成型面的加工一般有哪幾種方式？各有何特點(diǎn)？

9.試述成型法和展成法的齒形加工原理有何不同。

10.為什么插齒和滾齒的加工精度和生產(chǎn)率比銑齒高？滾齒和插齒的加工質(zhì)量有什么差別？

11.哪種磨齒方法生產(chǎn)率高？哪一種的加工質(zhì)量好？為什么？

8.成型面的加工一般有哪幾種方式？各有何特點(diǎn)？

第3章典型表面加工方法的分析3.1外圓面的加工3.2孔的加工3.3平面的加工3.4成型面的加工3.5螺紋的加工3.6齒輪齒形的加工復(fù)習(xí)思考題第3章典型表面加工方法的分析3.1外圓面的加工任何復(fù)雜的零件都是由簡(jiǎn)單的幾何表面(如外圓面、孔、平面、成型表面等)組成的,不同的表面可以采用不同的方法加工。而同一種表面由于零件具體加工要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及材料性質(zhì)等因素不同,所采用的加工方法也可能不同。選擇加工方法的基本原則是在保證加工質(zhì)量的前提下,使生產(chǎn)成本最低。任何復(fù)雜的零件都是由簡(jiǎn)單的幾何表面(如外圓面、孔、平選擇各表面的加工方法時(shí),一般應(yīng)遵循下述幾個(gè)基本原則:

(1)首先選定它的最終加工方法,然后再逐一選定各前道工序的加工方法。

(2)按各種加工方法的應(yīng)用特點(diǎn)選擇各表面的加工方法,保證所選擇的加工方法的加工精度及表面粗糙度與加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相適應(yīng)。

(3)所選擇的加工方法要保證加工表面的形狀精度要求和位置精度要求。選擇各表面的加工方法時(shí),一般應(yīng)遵循下述幾個(gè)基本原則:(4)所選擇的加工方法要與零件材料的切削加工性相適應(yīng)。

(5)所選擇的加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。

(6)所選擇的加工方法要結(jié)合本企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)條件。

本章將通過(guò)對(duì)零件表面加工方法的綜合分析,介紹生產(chǎn)中如何合理選擇表面的加工方法和加工順序打下基礎(chǔ)。

(4)所選擇的加工方法要與零件材料的切削加工性相適應(yīng)3.1外圓面的加工

外圓面是軸類、套筒類、盤類零件的主要表面,同時(shí)也可能是這些零件的輔助表面。外圓面的加工在零件的加工中占有很大的比重。不同零件上的外圓面或同一零件上不同的外圓面往往具有不同的技術(shù)要求,在對(duì)這些表面進(jìn)行加工時(shí)需要結(jié)合具體的生產(chǎn)條件,擬定較合理的加工方案。3.1外圓面的加工

外圓面是軸類、3.1.1外圓面的技術(shù)要求

外圓面的技術(shù)要求包括以下幾項(xiàng):

(1)尺寸精度:包括外圓面直徑和長(zhǎng)度的尺寸精度。

(2)形狀精度:包括外圓面的圓度、圓柱度和軸線的直線度等。

(3)位置精度:包括與其他外圓面(或孔)間的同軸度、徑向圓跳動(dòng)和與端面的垂直度等。

(4)表面質(zhì)量:主要是指表面粗糙度,也包括有些零件要求的表面層硬度、殘余應(yīng)力的大小和方向以及金相組織變化等。3.1.1外圓面的技術(shù)要求

外圓面的技術(shù)要求包括以3.1.2外圓面加工方案的分析

外圓面的加工方法主要有車削、磨削和研磨、超級(jí)光磨和拋光等。對(duì)于有不同加工精度和表面粗糙度要求的零件要采用不同的加工方案。

外圓表面加工方案的選擇,除應(yīng)滿足技術(shù)要求外,還應(yīng)考慮零件的材料、熱處理要求、零件的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)類型及現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備條件和技術(shù)水平。對(duì)于鋼鐵零件,外圓面的加工方法主要有車削、磨削,在要求精度高和表面粗糙度值小時(shí),往往還要進(jìn)行研磨、超級(jí)光磨等加工。對(duì)于某些精度要求不高,僅要求光亮的表面,可以通過(guò)拋光來(lái)獲得。3.1.2外圓面加工方案的分析

外圓面的加工方法主對(duì)于塑性大的有色金屬(如銅、鋁合金等)零件,由于其精加工不宜用磨削,常采用精細(xì)車削加工。

總體來(lái)說(shuō),一項(xiàng)合理的加工方案應(yīng)能經(jīng)濟(jì)地達(dá)到精度要求,并能滿足生產(chǎn)率的要求。表3-1為外圓面常用的幾種加工方案。對(duì)于塑性大的有色金屬(如銅、鋁合金等)零件,由于其精表3-1外圓面的加工方案及其應(yīng)用表3-1外圓面的加工方案及其應(yīng)用3.2孔的加工

孔是箱體、支架、套筒、環(huán)、盤類零件上的重要表面,如軸承孔、定位孔等,也可能是這些零件的輔助表面,如油孔、氣孔和減重孔等,也是機(jī)械加工中經(jīng)常遇到的表面。

在加工精度和表面粗糙度要求相同的情況下,加工孔比加工外圓面困難,生產(chǎn)率低且成本高。主要有以下兩個(gè)方面的原因:一方面,刀具的尺寸受到被加工孔的尺寸的限制,故刀具的剛性差,不能采用大的切削用量;另一方面，刀具處于被加工孔的包圍中,散熱條件差,切屑排出困難,切削液不易進(jìn)入切削區(qū),切屑易劃傷加工表面等。3.3.2.1孔的技術(shù)要求

孔的技術(shù)要求包括以下幾項(xiàng):

(1)尺寸精度:包括孔徑和長(zhǎng)度的尺寸精度。

(2)形狀精度:包括孔的圓度、圓柱度及軸線的直線度。(3)位置精度:包括孔與孔或孔與外圓面的同軸度,孔與孔或孔與其他表面之間的尺寸精度、平行度、垂直度等。

(4)表面質(zhì)量:包括表面粗糙度、表層加工硬化和金相組織變化等。3.2.1孔的技術(shù)要求

孔的技術(shù)要求包括以下幾項(xiàng):3.2.2孔加工方案的分析

常用的孔的加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔、孔的光整加工等。擬定孔的加工方案時(shí),應(yīng)考慮孔徑的大小和孔的深度、精度和表面粗糙度等的要求,還要考慮工件的材料、形狀、尺寸、重量和批量以及車間的具體生產(chǎn)條件。在實(shí)體上加工中、小尺寸的孔,必須先鉆孔。若是對(duì)已經(jīng)鑄出或鍛出的中、大型孔的加工,則可直接采用擴(kuò)孔或鏜孔。3.2.2孔加工方案的分析

常用的孔的加工方法有鉆對(duì)于孔的精加工,鉸孔和拉孔適于加工未淬硬的中、小直徑的孔,中等直徑以上的孔,可以采用精鏜或精磨。淬硬的孔只能采用磨削。

在孔的精整加工中,珩磨多用于直徑稍大的孔,研磨則對(duì)大孔和小孔都適用。

常用的孔加工方案見表3-2。對(duì)于孔的精加工,鉸孔和拉孔適于加工未淬硬的中、小直徑表3-2在實(shí)體材料上加工孔的方案及其應(yīng)用表3-2在實(shí)體材料上加工孔的方案及其應(yīng)用3.3平面的加工

平面是箱體、滑軌、機(jī)架、床身、工作臺(tái)及回轉(zhuǎn)體等類零件的主要表面。

3.3.1平面的技術(shù)要求

平面的主要技術(shù)要求有如下幾點(diǎn):

(1)幾何形狀精度,如平面度、直線度。

(2)位置精度,包括平面與其他平面或孔之間的位置尺寸精度、平行度和垂直度等。

(3)表面質(zhì)量,如表面粗糙度、表面加工硬化、殘余應(yīng)力及金相組織變化等。3.3平面的加工

平面是箱體、3.3.2平面加工方案的分析

平面加工的方法有車削、刨削、銑削、拉削、磨削、研磨和刮研。回轉(zhuǎn)體零件的端面多采用車削和磨削加工;其他類型的平面以銑削或刨削加工為主;拉削僅適用于大批量生產(chǎn)中加工技術(shù)要求較高而且面積不大的平面;淬硬的平面必須用磨削加工。

常用的平面加工方案如表3-3所示。生產(chǎn)中主要根據(jù)毛坯種類、精度要求、平面的形狀、材料性能和生產(chǎn)規(guī)模來(lái)選擇加工方案。3.3.2平面加工方案的分析

平面加工的方法有表3-3平面的加工方案及其應(yīng)用表3-3平面的加工方案及其應(yīng)用3.4成型面的加工

與其他表面類似,成型面(如凸輪軸上的凸輪、汽輪機(jī)上的葉片、機(jī)床的手柄等)的技術(shù)要求也包括尺寸精度、形狀精度及表面質(zhì)量等方面。但是,成型面往往是為了實(shí)現(xiàn)特定功能而專門設(shè)計(jì)的,所以對(duì)其表面形狀的要求十分重要。加工時(shí),刀具的切削刃形狀和切削運(yùn)動(dòng)應(yīng)首先滿足表面形狀的要求。3.4成型面的加工

與其成型面的加工方法一般有車削、銑削、刨削、拉削和磨削等。這些加工方法可歸納為如下兩種基本方式:

(1)用成型刀具加工。該種方法是用切削刃形狀與工件輪廓相符合的刀具直接加工出成型面。例如用成型車刀車成型面(圖3-1)、用成型銑刀銑成型面等。

用成型刀具加工成型面時(shí),機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,操作也簡(jiǎn)便。但是刀具的制造和刃磨比較復(fù)雜(特別是成型銑刀和拉刀),成本較高。而且這種方法的應(yīng)用受工件成型面尺寸的限制,不宜用于加工剛性差而成型面較寬的工件。成型面的加工方法一般有車削、銑削、刨削、拉削和磨削圖3-1成型車刀車成型面圖3-1成型車刀車成型面(2)利用刀具和工件作特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工。圖3-2所示的用靠模裝置車成型面就是利用刀具和工件作特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工中的一種。此外,還可以利用手動(dòng)、液壓仿形裝

置或數(shù)控裝置來(lái)控制刀具與工件之間特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。(2)利用刀具和工件作特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工。圖3-圖3-2靠模法車成型面圖3-2靠模法車成型面利用刀具和工件作特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)加工成型面時(shí)，所用刀具比較簡(jiǎn)單,并且加工成型面的尺寸范圍較大。但是機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜,加工成本也高。

成型面的加工方法應(yīng)根據(jù)零件的尺寸、形狀及生產(chǎn)批量來(lái)選擇。

小型回轉(zhuǎn)體零件上形狀不太復(fù)雜的成型面,在大批量生產(chǎn)時(shí)常用成型車刀在自動(dòng)或半自動(dòng)車床上加工;批量較小時(shí),可用成型車刀在普通車床上加工。利用刀具和工件作特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)加工成型面時(shí)，所用刀具比成型的直槽和螺旋槽等,一般可用成型銑刀在萬(wàn)能銑床上加工。

對(duì)于尺寸較大的成型面,大批大量生產(chǎn)時(shí)多采用仿形車床或仿形銑床加工;單件小批量生產(chǎn)時(shí),可借助樣板在普通車床上加工,或者依據(jù)劃線在銑床或刨床上加工。

為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率,在單件小批量生產(chǎn)中,可應(yīng)用數(shù)控機(jī)床加工成型面。成型的直槽和螺旋槽等,一般可用成型銑刀在萬(wàn)能銑床上加工大批量生產(chǎn)中,為了加工一定的成型面,常常專門設(shè)計(jì)和制造專用的拉刀或?qū)ｉT化的機(jī)床,例如加工工件凸輪部位的凸輪軸車床、凸輪軸磨床等。

對(duì)于淬硬的成型面或精度高、粗糙度小的成型面,精加工則要采用磨削和光整加工。大批量生產(chǎn)中,為了加工一定的成型面,常常專門設(shè)計(jì)和制3.5螺紋的加工

螺紋也是零件上常見的表面之一,它有多種形式,按用途的不同可分為緊固螺紋和傳動(dòng)螺紋。

(1)緊固螺紋。緊固螺紋用于零件間的固定聯(lián)接,常用的有普通螺紋和管螺紋等,螺紋牙型多為三角形。對(duì)普通螺紋的主要要求是可旋入性和聯(lián)接的可靠性,對(duì)管螺紋的要求是密封和聯(lián)接的可靠性。3.5螺紋的加工

螺紋也是零(2)傳動(dòng)螺紋。傳動(dòng)螺紋用于傳遞動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)或位移。常用的傳動(dòng)螺紋有絲杠和測(cè)微螺桿的螺紋等,其牙型多

為梯形或鋸齒形。對(duì)于傳動(dòng)螺紋的主要要求是傳動(dòng)準(zhǔn)確、可靠,螺牙接觸良好及耐磨。(2)傳動(dòng)螺紋。傳動(dòng)螺紋用于傳遞動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)或位移3.5.1螺紋的技術(shù)要求

螺紋和其他類型的表面一樣有一定的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量的要求。由于它們的用途和使用要求不同,技術(shù)要求也有所不同。

對(duì)于緊固螺紋和無(wú)傳動(dòng)精度要求的傳動(dòng)螺紋,一般只要求中徑和頂徑(外螺紋的大徑,內(nèi)螺紋的小徑)的精度。

對(duì)于有傳動(dòng)精度要求或用于讀數(shù)的螺紋,除要求中徑和頂徑的精度外,還要求螺距和牙型角的精度。為了保證傳動(dòng)或讀數(shù)精度及耐磨性,對(duì)螺紋表面的粗糙度和硬度等也有較高的要求。3.5.1螺紋的技術(shù)要求

螺紋和其他類型的表面一樣3.5.2螺紋加工方法的分析

常用的加工螺紋的方法有很多,常見的有攻螺紋、套螺紋、車螺紋、銑螺紋、磨螺紋和滾壓螺紋等。

1.攻螺紋

使用絲錐來(lái)加工內(nèi)螺紋的操作稱為攻螺紋(又稱攻絲)。攻螺紋的加工精度為7H,Ra為6.3～3.2μm。攻螺紋可以在鉆床上進(jìn)行,單件小批生產(chǎn)主要用手工操作。3.5.2螺紋加工方法的分析

常用的加工螺紋的1)絲錐

絲錐一般用碳素工具鋼或高速鋼制造,其結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。絲錐由工作部分和柄部組成。工作部分又分為切削部分和校準(zhǔn)部分。切削部分呈錐形,因此稱為絲錐。

校準(zhǔn)部分呈圓柱形,具有完整的齒形以修光螺紋和引導(dǎo)絲錐旋入。工作部分相當(dāng)于將一個(gè)外螺紋沿軸向開出3～4條槽后的形狀以形成刀齒,容納切屑。絲錐柄部一般是方形的以便于夾持,上面印有螺紋直徑的標(biāo)記。1)絲錐

絲錐一般用碳素工具鋼或高速鋼制造圖3-3絲錐的結(jié)構(gòu)圖3-3絲錐的結(jié)構(gòu)絲錐一般成組使用。M6～M24的絲錐每組有兩個(gè),分別稱為頭錐和二錐。加工粗牙螺紋的絲錐中M6以下和M24以上的絲錐每組有三個(gè),分別稱為頭錐、二錐和三錐。M24以上的絲錐切除量大,需要分幾次逐步切除。加工細(xì)牙螺紋的絲錐不論大小每組都是兩個(gè)。絲錐柄部一般用Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ作標(biāo)記，分別代表頭錐、二錐和三錐。

成組絲錐按照校準(zhǔn)部分直徑的不同分為等徑絲錐和不等徑絲錐兩種。等徑絲錐使用較簡(jiǎn)便,而不等徑絲錐切削負(fù)荷均勻,壽命較長(zhǎng)。絲錐一般成組使用。M6～M24的絲錐每組有兩個(gè),分別稱2)鉸杠

攻螺紋時(shí)用于夾持絲錐的工具稱為鉸杠,如圖3-4所示。鉸杠的規(guī)格應(yīng)與絲錐大小相適應(yīng)。2)鉸杠

攻螺紋時(shí)用于夾持絲錐的工具稱為鉸杠,圖3-4鉸杠圖3-4鉸杠3)攻螺紋操作

攻螺紋時(shí)兩手用力要均勻,每攻入1~2圈后應(yīng)將絲錐反轉(zhuǎn)1／4圈進(jìn)行斷屑和排屑。攻不通孔時(shí)應(yīng)做好記號(hào),以防絲錐觸及孔底,如圖3-5所示。3)攻螺紋操作

攻螺紋時(shí)兩手用力要均勻,圖3-5攻螺紋圖3-5攻螺紋

2.套螺紋

用板牙加工外螺紋的方法稱為套螺紋。套螺紋加工的質(zhì)量較低,加工精度為7h,Ra為6.3～3.2μm。2.套螺紋

用板牙加工外螺紋的方法稱為套螺紋。套1)板牙

板牙一般由合金工具鋼制成。常用的圓板牙如圖3-6(a)所示,有固定式的和可調(diào)式兩種?？烧{(diào)式圓板牙在圓柱面上開有0.5～1.5mm的窄縫,使板牙螺紋孔直徑可以在0.50～0.25mm范圍內(nèi)調(diào)節(jié),如圖10-35(b)所示。圓板牙的形狀就像是開了4～5個(gè)圓柱孔的圓螺母,形成切削刃和容屑槽。圓板牙軸向的中間段是校準(zhǔn)部分,也是套螺紋時(shí)的導(dǎo)向部分。1)板牙

板牙一般由合金工具鋼制成。常用的圓板牙圖3-6套螺紋工具圖3-6套螺紋工具2)板牙架

板牙架是用來(lái)夾持圓板牙的工具,圖3-6(c)所示為手工套螺紋所使用的板牙架。

3)套螺紋操作

開始套螺紋操作時(shí),板牙端面應(yīng)與圓桿軸線保持垂直。

板牙每轉(zhuǎn)1／2或1圈應(yīng)倒轉(zhuǎn)1／4圈以折斷切屑,然后再接著切削,如圖3-7所示。2)板牙架

板牙架是用來(lái)夾持圓板牙的工具,圖圖3-7套螺紋圖3-7套螺紋攻螺紋和套螺紋是應(yīng)用較廣的螺紋加工方法,主要用來(lái)加工精度要求低、直徑較小的三角螺紋。常用于加工M16以下的普通螺紋,最大一般不超過(guò)M50。

單件和小批生產(chǎn)時(shí)可用手用絲錐由鉗工在虎鉗上進(jìn)行,或在車床或鉆床上進(jìn)行;大批量生產(chǎn)時(shí)攻螺紋常用機(jī)用絲錐在攻絲機(jī)上進(jìn)行。攻螺紋和套螺紋是應(yīng)用較廣的螺紋加工方法,主要用來(lái)加工精

3.車螺紋

車螺紋是最常用的螺紋加工方法,其原理是工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),車刀在進(jìn)給方向上移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程的距離。

車削螺紋(threadturning)可在各類臥式車床或?qū)ｉT的螺紋車床上進(jìn)行,由于刀具簡(jiǎn)單,故廣泛用于各種精度的未淬硬材料以及各種截面形狀和各種尺寸的內(nèi)、外螺紋加工。但車螺紋的生產(chǎn)率低,加工質(zhì)量取決于工人的技術(shù)水平和機(jī)床、刀具本身的精度,所以主要用于單件小批量生產(chǎn)。車螺紋的最高精度可達(dá)4～6級(jí),表面粗糙度Ra值為3.2～0.8μm。3.車螺紋

車螺紋是最常用的螺紋加工方法,車削螺紋所用的刀具是具有螺紋牙型輪廓的成型車刀。圖3-8所示為單齒螺紋車刀,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性廣,可加工各種形狀、尺寸及精度的未淬硬工件的內(nèi)、外螺紋,但生產(chǎn)率低,適用于單件小批生產(chǎn)。

當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)可采用螺紋梳刀,如圖3-9所示。螺紋梳刀有平體、棱體和圓體三種。螺紋梳刀實(shí)際上是多齒成型車刀,只需一次走刀就能加工出全部螺紋,生產(chǎn)效率高,適用于大批生產(chǎn)細(xì)牙螺紋。一般螺紋梳刀加工精度不高,不能加工精密螺紋。車削螺紋所用的刀具是具有螺紋牙型輪廓的成型車刀。圖3圖3-8單齒螺紋車刀

圖3-8單齒螺紋車刀

圖3-9螺紋梳刀圖3-9螺紋梳刀

4.銑螺紋

銑螺紋(threadmilling)比車螺紋生產(chǎn)率高,但加工的螺紋精度低,在成批大量生產(chǎn)中廣泛采用。銑螺紋一般在專門的螺紋銑床上進(jìn)行。根據(jù)所用銑刀結(jié)構(gòu)不同,其加工方法可分為以下兩種:

4.銑螺紋

銑螺紋(threadmill1)盤形銑刀銑螺紋

加工時(shí),銑刀軸線對(duì)工件軸線的傾斜角等于螺紋升角,工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),銑刀走一個(gè)工件導(dǎo)程,如圖3-10所示。這種方法適合加工大螺距的長(zhǎng)螺紋,如絲杠、螺桿等梯形外螺紋和蝸桿等,但加工精度較低,通常作為粗加工,銑后用車削進(jìn)行精加工。1)盤形銑刀銑螺紋

加工時(shí),銑刀軸線對(duì)工件圖3-10盤形銑刀銑螺紋圖3-10盤形銑刀銑螺紋2)梳形銑刀銑螺紋

加工時(shí),工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),銑刀除旋轉(zhuǎn)外,還沿軸向移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程,工件轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),便能切出全部螺紋(最后的1/4轉(zhuǎn)主要是修光螺紋),如圖3-11所示。這種方法生產(chǎn)率高,螺距精度可達(dá)9～8級(jí),表面粗糙度Ra值為3.2～0.63μm。適合成批加工一般精度并且長(zhǎng)度短而螺距不大的三角形內(nèi)、外螺紋和圓錐螺紋。2)梳形銑刀銑螺紋

加工時(shí),工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),圖3-11梳形銑刀銑螺紋圖3-11梳形銑刀銑螺紋

5.磨螺紋

磨螺紋用于淬硬螺紋的精加工,如精密螺桿、絲錐、滾絲輪、螺紋量規(guī)的加工。

磨螺紋(threadgrinding)是在專門的螺紋磨床上完成的,磨前需用車、銑等方法進(jìn)行粗加工;對(duì)小尺寸的精密螺紋,也可不經(jīng)粗加工直接磨出。

根據(jù)所用砂輪形狀不同,外螺紋的磨削可以分為單片砂輪磨削和多線砂輪磨削兩種。5.磨螺紋

磨螺紋用于淬硬螺紋的精加工,如精密用單片砂輪磨削時(shí),砂輪的軸線必須相對(duì)于工件軸線傾斜一個(gè)螺紋升角ψ,工件安裝在螺紋磨床的前后頂尖之間,工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),同時(shí)沿軸向移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程;砂輪高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí),周期性地進(jìn)行橫向進(jìn)給,經(jīng)一次或多次行程完成加工,如圖3-12所示。這種方法適用于不同齒形、不同長(zhǎng)徑比的螺紋工件,機(jī)床調(diào)整和砂輪修整比較方便,并且背向力小,工件散熱條件好,加工精度高。用單片砂輪磨削時(shí),砂輪的軸線必須相對(duì)于工件軸線傾斜一個(gè)圖3-12單片砂輪磨削圖3-12單片砂輪磨削用多線砂輪磨削時(shí),選用緩慢的工件轉(zhuǎn)速和較大的橫向進(jìn)給,經(jīng)過(guò)一次或數(shù)次行程即可完成加工,如圖3-13所示。這種方法生產(chǎn)效率高,但加工精度低,砂輪修整復(fù)雜,適用于成批生產(chǎn)牙型簡(jiǎn)單、精度較低、剛性好的短螺紋。用多線砂輪磨削時(shí),選用緩慢的工件轉(zhuǎn)速和較大的橫向進(jìn)給,圖3-13多線砂輪磨削圖3-13多線砂輪磨削

6.滾壓螺紋

滾壓螺紋是在室溫下,用壓力使工件表面產(chǎn)生塑性變形而形成螺紋的一種無(wú)切屑加工方法。滾壓螺紋通常有搓板滾壓和滾輪滾壓兩種方法。

1)搓板滾壓

如圖3-14所示,上、下兩塊搓板都帶有螺紋齒形,其截面形狀與待搓螺紋牙型相符,螺紋方向相反。工作時(shí),上搓板由機(jī)床帶動(dòng)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),為動(dòng)板;下搓板固定于機(jī)床上不動(dòng),為靜板。動(dòng)板作平行于靜板的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),工件在兩板之間被擠壓和滾動(dòng)。6.滾壓螺紋

滾壓螺紋是在室溫下,用壓力使圖3-14搓板滾壓圖3-14搓板滾壓2)滾輪滾壓

如圖3-15所示,工件放在兩個(gè)帶有螺紋齒形的滾輪之間的支承板上,兩滾輪等速轉(zhuǎn)動(dòng),其中一輪軸心固定,一輪作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),工件在滾輪摩擦力帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn),表面受徑向擠壓

而形成螺紋。

滾螺紋與搓螺紋相比,滾螺紋的生產(chǎn)率低,但精度高,表面粗糙度低。這是因?yàn)闈L絲輪工作表面經(jīng)熱處理后可在螺紋磨床上精磨,而搓絲板熱處理后精加工困難。滾壓螺紋與切削螺紋相比,其生產(chǎn)率高,螺紋強(qiáng)度高,節(jié)省材料,加工費(fèi)用低,機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2)滾輪滾壓

如圖3-15所示,工件放在兩個(gè)帶圖3-15滾輪滾壓圖3-15滾輪滾壓3.6齒輪齒形的加工

齒輪(gears)是機(jī)械傳動(dòng)中傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的重要零件,目前在各種機(jī)械和儀器中應(yīng)用非常普遍。產(chǎn)品的工作性能、承載能力、使用壽命及工作精度等都與齒輪本身的質(zhì)量有著密切的關(guān)系。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10095-88“漸開線齒輪精度”規(guī)定,齒輪及齒輪副分為12個(gè)精度等級(jí),精度由高至低依次為1、2、…、12級(jí)。其中1、2級(jí)為遠(yuǎn)景級(jí),目前尚難以制出;6、7、8級(jí)

為中等精度級(jí),7級(jí)精度為實(shí)際生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的基本級(jí);9、10、11、12級(jí)為低級(jí)精度。3.6齒輪齒形的加工

齒輪(gears)用切削加工的方法加工齒輪齒形,按加工原理可分為兩類:

(1)成型法加工。成型法加工是用與被切齒輪的齒槽形狀相符的成型刀具切出齒形的方法。如銑齒、成型法磨齒等。

(2)展成法(范成法)加工。展成法加工是利用齒輪的嚙合原理加工齒輪。如滾齒、插齒、剃齒、展成法磨齒等。用切削加工的方法加工齒輪齒形,按加工原理可分為兩類:3.6.1銑齒

銑齒(gearmilling)屬于成型法加工,是用成型齒輪銑刀在萬(wàn)能臥式銑床上進(jìn)行齒輪加工,如圖3-16所示。銑齒時(shí),當(dāng)模數(shù)m≤10時(shí),用盤狀銑刀;模數(shù)m>10時(shí),用指狀銑刀,如圖3-17所示。

銑齒時(shí),裝在刀桿上的銑刀旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動(dòng),工件緊固在心軸上,心軸安裝在分度頭和尾座頂尖之間隨工作臺(tái)作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。每銑完一個(gè)齒槽,銑刀沿齒槽方向退回,用分度頭對(duì)工件進(jìn)行分度,然后再銑下一個(gè)齒槽,直至加工出整個(gè)齒輪。3.6.1銑齒

銑齒(gearmilling)屬圖3-16銑齒圖3-16銑齒圖3-17銑刀圖3-17銑刀銑齒的工藝特點(diǎn):

(1)成本較低。同其他齒輪刀具相比較,成型齒輪銑刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,而且在銑床上