外圓表面加工

外圓表面加工第一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日§1外圓面加工概述

外圓面是軸類(lèi)、套類(lèi)和盤(pán)類(lèi)等回轉(zhuǎn)體零件的主要表面外圓面的主要技術(shù)要求有尺寸精度形狀精度位置精度表面質(zhì)量

尺寸精度主要是直徑和長(zhǎng)度；

形位精度形狀和位置如：圓度、圓柱度、同軸度、垂直度、跳動(dòng)量等；

表面質(zhì)量即表面粗糙度，表層的加工硬化和加工應(yīng)力，金相組織變化等。第二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日單件、小批量中常采用臥式車(chē)床加工；成批、大量生產(chǎn)中常采用仿形車(chē)床、自動(dòng)車(chē)床、多刀半自動(dòng)車(chē)床和轉(zhuǎn)塔車(chē)床加工；對(duì)于大尺寸工件常采用大型立式車(chē)床加工；對(duì)于復(fù)雜形狀的高精度外圓成形表面還可采用數(shù)控車(chē)床加工。

依據(jù)毛坯情況和加工要求，分為粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)和精細(xì)車(chē)等加工階段。一、外圓車(chē)削

第三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日分類(lèi)精度(IT)Ra（μm)措施荒車(chē)＞13＞50大進(jìn)給量，較低切削速度粗車(chē)12～ll50-12.5大進(jìn)給量，切削速度低半精車(chē)10～96.3-312進(jìn)給量較小，切削速度稍高精車(chē)8～71.6-0.8高速切削，小進(jìn)給量精細(xì)車(chē)6～50.4以下超高速切削：微小進(jìn)給車(chē)削外圓的方法及效果第四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日荒車(chē)毛坯為自由鍛件或大型鑄件時(shí)，其加工余量很大且不均勻，荒車(chē)可以切除大部分余量，減少其形狀和位置偏差，為保證后續(xù)加工的加工精度作準(zhǔn)備粗車(chē)中小型鑄鍛件可直接進(jìn)行粗車(chē)粗車(chē)的主要任務(wù)是采用較大的背吃刀量、較大的進(jìn)給量和中等切削速度，迅速切除毛坯上多余的金屬層，盡可能提高生產(chǎn)率第五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日半精車(chē)粗車(chē)之后為磨削或精車(chē)安排的預(yù)加工，其主要任務(wù)是提高尺寸精度和減小粗糙度值

精車(chē)達(dá)到精度要求的最終加工或?yàn)槟ゼ庸ず凸庹庸ぷ鳒?zhǔn)備的預(yù)加工

精細(xì)車(chē)用于有色金屬加工或者精度要求很高而形狀復(fù)雜、不便磨削與光整加工的鋼件的最終加工

第六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日提高外圓表面車(chē)削生產(chǎn)率的措施采用高速車(chē)削或強(qiáng)力車(chē)削采用新型刀具材料采用先進(jìn)的車(chē)削設(shè)備采用加熱車(chē)削、低溫冷凍車(chē)削、振動(dòng)車(chē)削等方法加工，減少切削阻力，提高刀具壽命

第七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日車(chē)削外圓的特點(diǎn)：l.可采用高速或強(qiáng)力切削，生產(chǎn)率高；2．刀具成本低；3．可一次裝夾同時(shí)加工幾個(gè)不同表面；4．適于加工除淬硬鋼以外的各種材料。第八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日二、外圓磨削

外圓面精加工的主要方法

Ra：0.4～0.2μm，精度IT6級(jí)。既能加工淬硬零件，也能加工未淬火零件根據(jù)不同的加工精度和粗糙度要求，外圓磨削可分為粗磨、精磨、精密磨削和超精密磨削

根據(jù)工件的定位方式和裝夾狀況，外圓磨削分為中心磨削和無(wú)心磨削兩種方式第九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日中心磨削又稱(chēng)普通外圓磨削，工件以中心孔或外圓定位深磨法縱磨法橫磨法第十頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日縱磨法

縱磨法磨削外圓時(shí)，砂輪的高速旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，工件作圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還隨工作臺(tái)作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沿工件軸向進(jìn)給。每單次行程或每往復(fù)行程終了時(shí)，砂輪作周期性的橫向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沿工件徑向的進(jìn)給，從而逐漸磨去工件徑向的全部留磨余量。磨削到尺寸后，進(jìn)行無(wú)橫向進(jìn)給的光磨過(guò)程，直至火花消失為止。由于縱磨法每次的徑向進(jìn)給量少，磨削力小，散熱條件好，充分提高了工件的磨削精度和表面質(zhì)量，能滿(mǎn)足較高的加工質(zhì)量要求，但磨削效率較低。縱磨法磨削外圓適合磨削較大的工件，是單件、小批量生產(chǎn)的常用方法。第十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日橫磨法

采用橫磨法磨削外圓時(shí)，砂輪寬度比工件的磨削寬度大，工件不需作縱向（工件軸向）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪以緩慢的速度連續(xù)地或斷續(xù)地沿作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的徑向進(jìn)給，直至磨削達(dá)到尺寸要求。其特點(diǎn)是：充分發(fā)揮了砂輪的切削能力，磨削效率高，同時(shí)也適用于成形磨削。然而，在磨削過(guò)程中砂輪與工件接觸面積大，使得磨削力增大，工件易發(fā)生變形和燒傷。另外，砂輪形狀誤差直接影響工件幾何形狀精度，磨削精度較低，表面粗糙度值較大。因而必須使用功率大，剛性好的磨床，磨削的同時(shí)必須給予充分的切削液以達(dá)到降溫的目的。使用橫磨法，要求工藝系統(tǒng)剛性要好，工件宜短不宜長(zhǎng)。短階梯軸軸頸的精磨工序，通常采用這種磨削方法。第十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日深磨法

工件旋轉(zhuǎn)和作慢速軸向運(yùn)動(dòng)；砂輪只作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。適于加工剛性大短軸（大量）。深磨法是一種比較先進(jìn)的方法，生產(chǎn)率高，磨削余量一般為0.1~0.35mm．用這種方法可一次走刀將整個(gè)余量磨完。磨削時(shí)，進(jìn)給量較小，一般取縱進(jìn)給量為1~2mm／r,約為“縱磨法”的15%，加工工時(shí)約為縱磨法的30~75%。第十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日外圓磨削方式第十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日提問(wèn)：上述中心磨削法是以軸的中心孔作定位基準(zhǔn)，它是怎樣使該軸旋轉(zhuǎn)的？在上圖中代表什么？第十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，常采用哪些措施增加工件的剛性，提高加工質(zhì)量？第十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日答：1）在三爪卡盤(pán)與工件之間，增加一圈鋼絲，減少接觸面積，使工件在卡盤(pán)內(nèi)能自由調(diào)節(jié)位置，避免夾緊時(shí)彎曲力矩和避免切削產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；2）尾架采用彈性頂尖，工件受熱伸長(zhǎng)時(shí)，頂尖可后退，避免因此頂彎細(xì)軸；3）采用三支承塊的跟刀架，提高工件剛性；4）改變走刀方向，反向進(jìn)給，使工件受拉向力而不易產(chǎn)生彎曲變形。第十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第二十頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題：磨削為什么能加工淬硬的材料？為什么磨削工件的精度高、表面粗糙度低？第二十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日答：因?yàn)?）磨床的結(jié)構(gòu)剛性好；2）砂輪切入運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以精密調(diào)節(jié)，因而可精密控制切削深度ap；3)砂輪的磨粒微細(xì)、銳利、分布稠密且高速運(yùn)動(dòng)，每一磨粒只從工件表面切下極薄的一層切屑。所以磨削可加工淬硬材料和加工出精度高、表面粗糙度低的工件。第二十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日無(wú)心磨削直接以磨削表面定位加工無(wú)心外圓磨削工作原理

工件靠自身外圓柱定位，置于砂輪和導(dǎo)輪之間，由托板支承，其中心略高于砂輪和導(dǎo)輪中心連線，由于導(dǎo)輪與工件的摩擦力較大，。故磨削時(shí)工件由導(dǎo)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。而導(dǎo)輪軸線相對(duì)于工件傾斜一角度，它與工件接觸點(diǎn)的線速度可分解為使工件旋轉(zhuǎn)的V工和使工件軸向移動(dòng)的V通，從而對(duì)直通式工件進(jìn)行自動(dòng)加工。第二十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日提問(wèn)：1.采用工件中心為何要高于砂、導(dǎo)輪連線？2.無(wú)心磨的導(dǎo)輪外形為何要修整成單葉雙曲面？3.為什么無(wú)心磨床上不能加工帶長(zhǎng)鍵的軸？第二十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日無(wú)心磨削具有以下工藝特征無(wú)須打中心孔，且安裝工件省時(shí)省力，可連續(xù)磨削，故生產(chǎn)效率高尺寸精度較好；但不能改變工件原有的位置誤差支承剛度好，剛度差的工件也可采用較大的切削用量進(jìn)行磨削第二十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日容易實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的自動(dòng)化前工序的形狀誤差會(huì)影響磨削的加工精度，且不能改善加工表面與工件上其它表面的位置精度，并有一定的棱圓度誤差產(chǎn)生，圓度誤差一般不小于0.002mm所能加工的工件有一定局限，不能磨帶槽的工件，也不能磨內(nèi)外圓同軸度要求較高的工件第二十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日2.外圓磨削的特點(diǎn)1)加工精度高，包括尺寸精度、形位公差精度和表面粗糙度的要求；2)可加工普通鋼和淬硬鋼，但不適于加工塑性大的材料；3)加工面的高溫易使工件表層產(chǎn)生殘余應(yīng)力或微小的裂紋。第二十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日3.先進(jìn)磨削方法1）高光潔磨削——磨削后工件表面得到Ra＜0.1μm的方法。高光潔磨削除使用高精度磨床外，還采用具有微刃性及微刃之間等高性的砂輪。磨削中，銳利的微刃逐漸磨損為半鈍化狀態(tài)，這時(shí)的微刃能在一定壓力下對(duì)工件表面產(chǎn)生摩擦拋光，從而得到低Ra值的加工表面。高光潔磨削可加工各種回轉(zhuǎn)面、平面和成形面，生產(chǎn)效率高，能部分地修正工件的形位公差。第二十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日2）高效磨削——指金屬切除率（mm3/s·mm）高于常規(guī)磨削5倍的磨削。（1）高速磨削主運(yùn)動(dòng)速度＞50m/s的磨削。進(jìn)給量與普通磨削相同，故磨削時(shí)每個(gè)磨粒切削厚度很薄，即每個(gè)磨粒的負(fù)荷很小。從而使砂輪使用壽命和生產(chǎn)率提高；工件表面精度高，表面質(zhì)量高。高速磨削應(yīng)采用含極壓添加劑的切削液，含硫、磷、氯、碘等的添加劑在高溫下能與金屬表面生成吸附膜，可防止高溫時(shí)磨粒與工件直接接觸，保持潤(rùn)滑作用。（2）強(qiáng)力磨削大的進(jìn)給量（十幾mm）和小的軸向進(jìn)給量（0.000166～0.005m/s）的磨削。生產(chǎn)率高，磨削范圍大，加工精度穩(wěn)定。第二十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日（3）砂帶磨削用粘有砂粒的砂帶作工具的磨削。其特點(diǎn)是加工精度、生產(chǎn)率高，散熱條件好，加工表面質(zhì)量好；設(shè)備簡(jiǎn)單，可加工回轉(zhuǎn)內(nèi)、外表面、平面和成形表面。第三十頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日研磨是在研具和工件之間置發(fā)研磨劑，對(duì)工件表面進(jìn)行光整加工的過(guò)程。三、研磨外圓第三十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日機(jī)械研磨工作原理磨盤(pán)由上、下鑄鐵研磨盤(pán)組成。下研磨盤(pán)與機(jī)床轉(zhuǎn)軸剛性聯(lián)接，上研磨盤(pán)為浮動(dòng)聯(lián)接，可按下研磨盤(pán)自動(dòng)調(diào)整。兩磨盤(pán)之間的分隔板上開(kāi)有放置工件的長(zhǎng)槽，槽與隔板徑向線傾斜一定的角度。當(dāng)下研磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，分隔板由偏心軸帶動(dòng)作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，工件除在槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)外，還作軸向滑動(dòng)，故其表面在研磨劑作用下便均勻地切除余量，獲得復(fù)雜的網(wǎng)狀軌跡，。第三十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日提問(wèn)：分隔板的作用是什么？分隔板作何種運(yùn)動(dòng)？為什么會(huì)作這種運(yùn)動(dòng)？為什么要作這種運(yùn)動(dòng)？第三十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日研具應(yīng)采用比工件軟的材料制成，一般采用灰鑄鐵，或是銅、鉛和木材制成，在研磨時(shí)，部分磨粒在一定的切削壓力下嵌入研具表面，從而在工件表面磨去一層極薄的金屬。第三十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日超精加工是降低零件表面粗糙度，延長(zhǎng)零件零件壽命的一種高生產(chǎn)率的光整加工方法。四、超精加工第三十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日超精加工工作原理

它由油石條組成的簡(jiǎn)單磨頭以衡力輕壓于工件表面，兩者之間注入切削液形成油膜，并作往復(fù)擺動(dòng)。工件(一般是軸類(lèi)零件)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且工件相對(duì)于磨頭作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，油石條便對(duì)工件表面的微觀毛刺和切痕進(jìn)行修磨。初時(shí)接觸面小，單位面積壓力大，工件的微觀不平度迅速被磨平，隨著接觸面不斷增大，單位面積壓力不斷下降，同時(shí)油石條磨粒變鈍，切削過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)槟Σ翏伖獾墓庹庸み^(guò)程。最后，因單位壓力極小，油石與工件被油膜完全隔開(kāi)。第三十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日拋光是用涂有拋光膏的高速旋轉(zhuǎn)的軟輪對(duì)工作表面進(jìn)行光整加工的過(guò)程。拋光的工作原理

用布、皮革或毛氈等疊制的拋光輪的圓周上涂刷拋光膏(磨料加油脂配成)，作高速旋轉(zhuǎn)，使壓在拋光輪上的工件表面受高速擦磨而出現(xiàn)高溫，于是表層金屬被磨粒擠壓而產(chǎn)生塑性流動(dòng)，填平原有的微觀不平度，遂使工件表面呈鏡狀。五、拋光第三十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日§3外圓加工方案的選擇

選擇外圓的加工方法，除應(yīng)滿(mǎn)足圖紙技術(shù)要求之外，還與零件的材料、熱處理要求、零件的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)綱領(lǐng)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和操作者技術(shù)水平等因素密切相關(guān)外圓加工的主要方法是車(chē)削和磨削。對(duì)于精度要求高、表面粗糙度值小的工件外圓，還需經(jīng)過(guò)研磨、超精加工等才能達(dá)到要求；對(duì)某些精度要求不高但需光亮的表面，可通過(guò)滾壓或拋光獲得第三十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日外圓表面的加工方案第三十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日一、加工淬火鋼件粗車(chē)一半精車(chē)─淬火一粗磨一精磨一研磨或拋光等(IT7~IT6，Ra0.1～0.008)。二、加工不淬鋼件或鑄鐵件粗車(chē)一半精車(chē)一精車(chē)(IT8～I(xiàn)T7，Ral.6-~0