典型零件的加工方法

機(jī)械制造基礎(chǔ)制造科學(xué)與工程學(xué)院金工教研室第3章：典型表面的加工方法典型表面的加工方法表面加工方案的選擇原則常見(jiàn)表面的加工方案外圓、孔、平面典型成形面－齒輪加工方法加工方案一、表面加工方案的選擇原則零件/型面類型（結(jié)構(gòu)形狀和尺寸）外圓、內(nèi)圓、平面、特殊表面（齒輪）回轉(zhuǎn)體、非回轉(zhuǎn)體加工精度（IT、Ra）粗糙、中等、精度較高、精密、超精密材料性能黑色金屬、淬火黑色金屬、有色金屬熱處理類型淬火、調(diào)質(zhì)、時(shí)效等生產(chǎn)批量單件小批生產(chǎn)、批量生產(chǎn)、大批大量生產(chǎn)1.精度等級(jí)決定加工方案2.零件結(jié)構(gòu)決定加工方案2.零件結(jié)構(gòu)決定加工方案2.零件結(jié)構(gòu)決定加工方案3.材料熱處理要求決定加工方案3.材料熱處理要求決定加工方案4.材料性能決定加工方案4.材料性能決定加工方案5.生產(chǎn)批量決定加工方案生產(chǎn)類型零件的年產(chǎn)量（件）重型零件中型零件輕型零件單件生產(chǎn)<5<10<100批量生產(chǎn)小批5~10010~200100~500中批100~300200~500500~5000大批300~1000500~50005000~50000大量生產(chǎn)>1000>5000>500005.生產(chǎn)批量決定加工方案5.生產(chǎn)批量決定加工方案二、常見(jiàn)表面加工方案選擇外圓內(nèi)圓平面齒型表面1.外圓表面加工方案選擇依附的零件基本表面；軸類、盤(pán)套類零件外圓的技術(shù)要求尺寸、形狀、位置精度、表面質(zhì)量外圓加工方法車、磨、超精加工、特種加工（旋轉(zhuǎn)電火花和超聲波套料）外圓加工方案一車削類粗車半精車精車研磨金剛石車Ra25-12.5IT12-11Ra6.3-3.2IT10-9Ra1.6-0.8IT8-6Ra0.1-0.008IT5-3Ra0.8-0.2IT6-5調(diào)質(zhì)應(yīng)用：中等精度的盤(pán)套、短軸銷類零件的外圓；有色金屬零件的外圓；零件結(jié)構(gòu)不宜磨削的外圓。外圓加工方案二車磨類粗車半精車精車粗磨拋光Ra25-12.5IT12-11Ra6.3-3.2IT10-9Ra1.6-0.8IT8-6Ra0.8-0.4IT8-7Ra0.2-0.1IT5精磨Ra0.4-0.2IT6-5精密磨削Ra0.8-0.2IT5超精加工Ra0.1-0.05IT5砂帶磨削Ra0.4-0.1IT6-5研磨Ra0.1-0.008IT5-3調(diào)質(zhì)淬火應(yīng)用：除有色金屬零件的外圓；零件結(jié)構(gòu)適宜磨削的外圓；特別適合淬火處理的外圓外圓加工方案三特種加工旋轉(zhuǎn)電火花Ra6.3-0.8IT8－6超聲波套料Ra1.6-0.8IT8－6應(yīng)用：各種難加工材料上的外圓典型外圓加工情況黑色金屬－不淬火方案一或方案二精度決定最終加工方法，不論批量如何黑色金屬－淬火方案二（精度決定最終加工方法，不論批量如何）有色金屬方案一（精度決定最終加工方法，不論批量如何）特殊材料高硬度金屬：旋轉(zhuǎn)電火花硬脆非金屬：超聲波套料2.內(nèi)圓加工方案依附的零件基本表面，主要是盤(pán)套類、支架箱體類內(nèi)圓的技術(shù)要求尺寸、形狀、位置精度、表面質(zhì)量?jī)?nèi)圓加工特點(diǎn)類型多、加工難內(nèi)圓加工方法鉆、擴(kuò)、鉸、車、鏜、拉、磨特種加工、超精加工內(nèi)圓加工方案一車（鏜）類粗車半精車精車研磨金剛鏜Ra25-12.5IT12-11Ra6.3-3.2IT10-9Ra1.6-0.8IT8-7Ra0.4－0.008IT6－4Ra0.8-0.2IT7－6鉆孔R(shí)a25-12.5IT12-11粗鏜半精鏜精鏜珩磨Ra0.4－0.05IT6－4Ra6.3-3.2IT10-9Ra1.6-0.8IT8-7調(diào)質(zhì)應(yīng)用：除淬硬鋼件以外，孔徑>15的各種零件上的孔內(nèi)圓加工方案二車（鏜）磨類應(yīng)用：淬硬或不淬硬鋼件上的孔粗車半精車研磨精密磨Ra25-12.5IT12-11Ra6.3-3.2IT10-9Ra1.6-0.8IT8-7Ra0.1－0.008IT6－4Ra0.2-0.025IT5鉆孔R(shí)a25-12.5IT12-11粗鏜半精鏜粗磨超精加工Ra0.1－0.05IT5Ra6.3-3.2IT10-9調(diào)質(zhì)淬火Ra0.4－0.2IT7－6精磨浮動(dòng)鏜Ra1.6-0.8IT8－7內(nèi)圓加工方案三鉆擴(kuò)鉸類粗車擴(kuò)孔研磨Ra25-12.5IT12-11Ra6.3-3.2IT10-9Ra1.6-0.8IT8-7Ra0.1－0.008IT6－4鉆孔R(shí)a25-12.5IT12-11粗鏜粗鉸調(diào)質(zhì)Ra0.4－0.2IT7－6精鉸應(yīng)用：中等批量、不淬硬鋼件上的孔；各種批量的小孔（D<10-15mm）和細(xì)長(zhǎng)孔(L/D>5)。內(nèi)圓加工方案四拉削類粗車粗拉Ra25-12.5IT12-11Ra1.6-0.8IT8－7Ra0.8-0.4IT7－6鉆孔R(shí)a25-12.5IT12-11粗鏜精拉調(diào)質(zhì)應(yīng)用：大批量生產(chǎn)的、除淬硬鋼以外的、結(jié)構(gòu)適宜拉削的孔內(nèi)圓加工方案五特種加工電火花穿孔R(shí)a3.2-0.4超聲波穿孔R(shí)a1.6—0.1激光打孔應(yīng)用：各種難加工材料上的孔典型內(nèi)圓加工原則批量決定方法單件小批：不能選鉆擴(kuò)鉸和拉削方案其它方案適應(yīng)各種批量材料決定方法有色金屬不能選磨削類方案黑色金屬不能選金剛鏜特殊材料選特種加工方案精度決定最終加工方法3.平面加工方法選擇依附的零件基本表面，主要是平板、支架、箱體、床身、機(jī)座、工作臺(tái)、各種六面體零件平面的技術(shù)要求形狀、位置精度、表面質(zhì)量平面加工方法銑、刨、磨、刮、寬刀細(xì)刨、超精加工、特種加工銑刨類、銑磨類、車類、拉類、平板導(dǎo)軌類平面加工方案一銑（刨）類粗銑半精銑Ra25-12.5IT13-11Ra6.3-3.2IT10－9Ra3.2-1.6IT8－7精銑調(diào)質(zhì)粗刨半精刨精刨應(yīng)用：除淬硬零件外，中等精度的平面平面加工方案二銑（刨）磨類粗銑半精銑Ra25-12.5IT13-11Ra6.3-3.2IT10－9Ra0.4-0.2IT7－6精磨調(diào)質(zhì)粗刨半精刨粗磨Ra0.1-0.008IT5－3拋光Ra1.6-0.4IT8－7淬火研磨超精加工精密磨削砂帶磨削Ra0.2-0.008IT5Ra0.1-0.05IT5Ra0.4-0.1IT6－5Ra0.2--0.1應(yīng)用：除有色金屬零件外，精度較高的平面平面加工方案三車削類粗車半精車Ra25-12.5IT13-11Ra6.3-3.2IT10－9Ra0.8-0.2IT6金剛石車調(diào)質(zhì)精車Ra3.2-1.6IT8－7應(yīng)用：盤(pán)、軸、套類零件的端面和臺(tái)階面平面加工方案四拉削類粗拉精拉Ra6.3-3.2IT11-10Ra1.6-0.4IT9－6應(yīng)用：大批量生產(chǎn)適宜拉削的零件上的平面平面加工方案五平板、導(dǎo)軌類粗銑半精銑Ra25-12.5Ra6.3-3.2Ra0.8-0.4刮削時(shí)效粗刨半精刨精刨Ra3.2-1.6精銑時(shí)效時(shí)效Ra25-12.5Ra6.3-3.2Ra3.2-1.6寬刀細(xì)刨導(dǎo)軌磨削Ra0.8-0.2Ra0.8-0.4應(yīng)用：平板、導(dǎo)軌平面的加工平面加工方案六特種加工Ra3.2-1.6線切割平面電解磨削平面Ra0.8-0.1應(yīng)用：各種難加工材料上的平面三、齒形加工1.齒輪加工方法及其選擇齒輪參數(shù)及其相互關(guān)系模數(shù)壓力角關(guān)于嚙合：齒數(shù)、中心距、模數(shù)、壓力角齒形精度三組精度：準(zhǔn)確性、平穩(wěn)性、接觸精度側(cè)隙加工方法：銑削、展成、精加工觀察齒形加工關(guān)于齒形及其誤差（1）銑削齒形兩種銑刀齒形參數(shù)與銑刀編組編號(hào)12345678齒數(shù)12－1314－1617－2021－2526－3435－5455－134135以上銑削螺旋齒形（2）插齒加工觀察插齒加工工程訓(xùn)練中心的插齒機(jī)插齒刀和工件裝夾位置插齒加工原理插齒刀插齒刀插齒運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)：插齒刀上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：（1）插齒刀與工件的分齒運(yùn)動(dòng)（2）插齒刀的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（3）插齒刀徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（4）工件的讓刀運(yùn)動(dòng)插齒運(yùn)動(dòng)的包絡(luò)線主要工作關(guān)于螺旋齒形（3）滾齒加工工程訓(xùn)練中心的滾齒機(jī)仔細(xì)觀察刀具和工件的裝夾位置滾齒原理主運(yùn)動(dòng)：滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：（1）滾刀與工件的分齒運(yùn)動(dòng)（2）滾刀的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪滾刀滾齒原理滾齒過(guò)程中漸開(kāi)線齒形的形成蝸輪滾刀（4）刨齒加工錐齒形刨齒機(jī)（5）剃齒加工剃齒刀剃齒加工（6）珩磨齒形－珩齒加工（7）磨齒加工兩種展成法磨齒蝸桿形砂輪磨齒（8）研齒加工討論：典型的齒形加工方案考慮單件小批和大批大量生產(chǎn)下的加工方案9級(jí)修配齒輪7－8級(jí)汽車齒輪（整體調(diào)質(zhì)）7－8級(jí)機(jī)床齒輪（齒面淬火）6級(jí)精密齒輪（淬火）4－5級(jí)航空齒輪（肯定淬火）方案一9級(jí)修配齒輪單件小批修配：銑齒大批大量：粗滾齒如果能找到比較合適的加工條件：粗滾齒方案二7－8級(jí)汽車齒輪（整體調(diào)質(zhì)）單件小批：粗加工－調(diào)質(zhì)－齒坯成形－滾齒、插齒大批大量：粗加工－調(diào)質(zhì)－齒坯成形－滾齒、插齒－剃齒原因：滾齒插齒可以穩(wěn)定達(dá)到8級(jí)精度剃齒后保證可以穩(wěn)定達(dá)到7級(jí)精度注意分清滾齒和插齒的選擇大多數(shù)情況下通用內(nèi)齒輪、扇形齒輪、多聯(lián)齒輪－插齒斜齒輪、蝸輪－滾齒方案三7－8級(jí)機(jī)床齒輪（齒面淬火）單件小批：粗加工－齒坯成形－滾齒、插齒－齒面淬火－磨齒（珩齒）大批大量：粗加工－齒坯成形－滾齒、插齒（－剃齒）－齒面淬火－磨齒（珩齒）原因：齒形成形后淬火將破壞齒形精度，選擇磨齒可以提高精度，選擇珩齒可以恢復(fù)淬火前的精度方案四6級(jí)精密齒輪（淬火）只能選擇精加工方法作為最終加工方法單件小批生產(chǎn)粗加工－齒坯成形－滾齒、插齒－齒面淬火－磨齒（－研齒）大批大量生產(chǎn)粗加工－齒坯成形－滾齒、插齒－剃齒－齒面淬火－珩齒（磨齒）（－研齒）如果需要，研齒可以保證穩(wěn)定達(dá)到6級(jí)精度