第七章第六節(jié)

形狀各異的零件機器典型表面加工量大，應(yīng)用面廣外圓表面內(nèi)孔表面平面成形面螺紋表面齒輪齒面本節(jié)主要內(nèi)容7.6典型表面加工方案及選擇加工表面的類型（1）功能性表面：與其他表面有配合的表面。精度、質(zhì)量要求高。（2）非功能性表面：與其他表面無配合的表面。精度、質(zhì)量要求低。設(shè)計加工工藝的兩個基本原則（1）粗、精加工要分開的原則

粗加工：提高生產(chǎn)率，及時發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷；

精加工：獲得所要求的加工精度和表面質(zhì)量。（2）幾種不同加工方法相互配合的原則。

主要介紹在長期生產(chǎn)實踐中成熟的加工路線！絕大多數(shù)零件都是由多個表面組成的，各面之間相互有要求，在考慮綜合成本、效率、質(zhì)量的前提下，幾種不同加工方法應(yīng)相互配合，完成零件的成形。7.6.1外圓表面的加工方案1.外圓表面的技術(shù)要求尺寸精度：本身的尺寸精度—直徑、長度等；形狀精度：圓度、圓柱度等位置精度：同軸度、垂直度等；表面質(zhì)量：粗糙度、加工硬化、殘余應(yīng)力等。2.外圓表面加工工藝特點加工方法：車削、磨削、研磨、拋光、超精磨削等。車削加工（1）粗車：目的是盡可能多切除余量，提高Zw。用低速、大f和ap。

IT11~12，Ra50~12.5；所用機床Pm大，精度可低。（2）半精車：提高加工精度、表面質(zhì)量，留精加工余量；是一般非工作表面加工的最終工序。IT10~9，Ra6.3~3.2。（3）精車：按圖紙精度、質(zhì)量加工。應(yīng)高速、小f和ap。IT8~7，Ra0.8~0.2；所用機床Pm小，精度高。磨削加工

進一步提高零件的加工精度和表面質(zhì)量，是高硬度工件獲得高質(zhì)量外圓表面的重要方法。3.外圓表面的加工方案與選擇研磨IT5～3Ra0.1~0.006超精加工Ra

＜0.02砂帶磨削Ra0.16～0.01精密磨削尺寸精度0.1～0.3μmRa0.2~0.05拋光Ra≤0.05滾壓或拋光Ra0.2~0.025精細車IT6～5Ra0.4~0.2精磨IT6～5Ra0.4~0.2精車IT8～7Ra0.8～0.2粗磨IT8～7Ra

1.6～0.8半精車IT10～9Ra

6.3～3.2粗車IT13～11Ra50～12.5典型加工路線及達到的加工精度：一般，有色金屬等硬度低、塑性好的材料,不宜采用磨削加工。1.低精度外圓表面加工，粗車即可，可達精度IT11；2.中等精度外圓表面加工，可粗車→半精車，可達IT9；3.較高精度外圓表面加工，

粗車→半精車→粗磨，適用淬火、不淬火鋼及鑄鐵；粗車→半精車→精車，適用銅、鋁等塑性金屬。4.高精度外圓表面加工

粗車→半精車→粗磨→精磨，適用淬火、不淬火鋼及鑄鐵?？蛇_IT6~5。

粗車→半精車→精車→精細車，適用銅、鋁等塑性金屬?？蛇_IT7~6。5、精密外圓表面加工，在高精度外圓表面加工基礎(chǔ)上，可達IT5~3。4.外圓加工對機床的選擇一般零件的單件、小批量生產(chǎn)，用普通車床；成批大量生產(chǎn)，選用生產(chǎn)率較高的六角車床或自動車床；示例：磨床主軸的加工直徑大、長度短的工件選用立式車床加工較合適；淬火鋼件的表面硬度高，精加工宜用磨削；對有色金屬的精加工，用精車、精細車代替磨削加工。7.6.2孔的加工方案1.零件上孔的類型

（1）配合用孔。裝配中有配合要求的孔，如軸套孔、軸承孔等。特點：孔的加工精度高。

（2）非配合用孔。裝配中無配合要求的孔。如螺栓用孔、內(nèi)螺紋底孔等。特點：孔的加工精度低。（3）深孔：長徑比＞5~10。如車床的主軸孔、槍管孔等。特點：排屑難、熱難、刀桿剛度低、加工難度大。（4）圓錐孔：兩端直徑不同的孔，如鉆床主軸錐孔等。特點：長用于定位、傳遞扭矩。要求精度較高。3.孔加工的方案與選擇加工方法：2.孔加工技術(shù)要求尺寸精度：直徑、長度、孔間距等；形狀精度：孔的圓度、圓柱度、直線度等；位置精度：同軸度、圓柱度、對稱度、垂直度等；表面質(zhì)量：表面粗糙度、等。與外圓相同，但因難加工，精度等級低一級。車孔、鏜孔、珩孔：適于大直徑。鉆孔、擴孔、鉸孔、：適于小直徑。拉孔：適于小、中直徑孔，大批量生產(chǎn)。磨孔、研磨孔：適于任意直徑。1.實體上加工低精度的孔：IT13～12，Ra50～12.5μm。鉆孔

2.中等精度的孔（IT10～9，Ra6.3～3.2μm）孔徑≤φ30mm：鉆——擴

孔徑>φ30mm：鉆——粗鏜已鑄出、鍛出的孔：擴孔或粗鏜3.較高精度的孔（IT8～7，Ra1.6～0.4μm）孔徑≤φ20mm：鉆——擴——鉸孔徑>φ20mm：鉆——鏜削鉆—擴/鏜—磨削（淬火鋼件上孔的精加工）鉆——拉削（大批量生產(chǎn)孔的精加工）孔加工方案：4.高精度孔的加工（IT7～6，Ra0.8～0.4μm）孔徑≤φ12mm：鉆—粗鉸—精鉸

孔徑>φ12mm：鉆—擴/鏜—粗鉸—精鉸鉆—拉—精拉（大批量生產(chǎn)）5.精密孔的加工（IT6以上，Ra≤0.4～0.025μm）高精度孔加工工藝＋精細磨／金剛鏜／研磨／珩磨等鉆—擴/鏜—————粗磨—精磨（淬火鋼件上的孔）（淬火）孔加工方案：孔加工方法小結(jié)1.擴、鉸、拉刀尺寸固定，鏜刀尺寸可調(diào)，磨在淬硬后。2.精度較好的模鍛孔，可直接安排拉削加工。拉削孔一般為IT7級的基準孔。2.淬硬孔的精加工采用磨削；有色金屬的精加工不宜采用磨削。3.大批量生產(chǎn)的直孔，用拉削生產(chǎn)效率高。4.工件上孔系的加工，只有鏜床上鏜孔，才能既保證孔本身的尺寸精度，又保證孔間的位置精度、形狀精度和表面粗糙度。5.微米級的特小孔，需采用特種加工，如電火花、激光、電子束打孔等。1.平面加工方法銑削、刨削、車削、拉削、磨削、刮研、研磨等。2.平面加工方案與選擇1.旋轉(zhuǎn)體上的端平面：車削在車床上的一次裝夾中，與外圓、內(nèi)孔同時加工，保證相互間的垂直度，節(jié)約時間。2.平面的粗加工和半精加工（Ra≤6.3～1.6μm）

刨削：用于加工窄長平面，或單件、小批量生產(chǎn)。

銑削：生產(chǎn)率高，用于大批量生產(chǎn)。7.6.3平面的加工方案3.平面的精加工（Ra≤0.8～0.2μm）主要方法：磨削、刮研、拉削、寬刃精刨、高速銑削粗銑—半精銑—精銑—高速銑(精度較高IT7～6，Ra≤1.6μm)適用于未淬火鋼、鑄鐵、有色金屬等。粗刨—半精刨—精刨—寬刃精刨/刮研適用于未淬火鋼、鑄鐵、有色金屬等窄長平面的加工。寬刃精刨：多用于大平面或機床導(dǎo)軌面的加工刮研：鉗工中的平面精加工，目的是保證接合表面或滑動表面有良好的接觸，勞動強度較大，可用寬刃刨代替。粗銑/刨—半精銑/刨—粗磨—精磨

適于鋼件、鑄鐵件上平面的精加工。對于要求淬火的工件，淬火安排在半精銑（刨）之后，磨削加工之前。3.平面的精加工（Ra≤0.8～0.2μm）拉削或粗銑——拉削

用于除淬火鋼件外的大批量生產(chǎn)中。尤其，對有溝槽或臺階的表面，拉削加工優(yōu)點更突出。粗車—半精車—精車

主要用于有色金屬零件的平面精加工。4.精密平面的加工（Ra≤0.2～0.12μm）根據(jù)情況，在以上加工工序基礎(chǔ)上，安排研磨、拋光、精密磨削、金剛車等精密加工或特種加工方法。7.6.4齒輪齒形的加工方案齒輪加工的主要方法1.鑄造：一般，鑄造加工的齒輪精度不太高。2.粉末冶金：粉末冶金的齒輪加工精度穩(wěn)定，應(yīng)用日趨廣泛，主要用于大批量生產(chǎn)的齒輪。3.電火花線切割加工：主要用于單件小批生產(chǎn)，如冷沖模、注塑齒輪?；蚍勰┮苯瘕X輪鋼壓模的加工。4.切削加工：這是齒形加工的基礎(chǔ)，加工出的齒輪齒形精度范圍廣。這里，只介紹切削加工齒輪齒形的方法兩種方法成形法：利用成形刀具切出齒形方法，刀具的切削刃形狀與被加工齒輪的齒槽形狀一致。這種方法生產(chǎn)率低，加工精度低。如銑齒、拉齒。展成法：利用齒輪刀具與被切齒輪的嚙合運動切出齒輪齒形的方法。工件齒槽的齒形曲線是由切削刃多次切削的包絡(luò)線所形成的。主要有：滾齒、插齒。切削加工齒輪齒形的方法展成法加工齒形1.銑齒—成形法原理：利用刀刃形狀與齒形輪廓相同的齒輪銑刀，在銑床上直接切削出齒輪齒形。

過程：銑刀裝在刀桿上旋轉(zhuǎn)作主運動，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作直線進給運動。每銑完一個齒槽，銑刀沿齒槽方向退回，用分度頭對工件進行分度，然后再銑下一個齒槽，直至加工出整個齒輪。設(shè)備：普通銑床刀具：齒輪銑刀①盤狀模數(shù)銑刀：在臥式銑床上加工小模數(shù)齒輪（m<8）②指狀模數(shù)銑刀：用在立式銑床上加工大模數(shù)齒輪（m>8）盤指要求：切削刃形狀與齒輪齒間形狀一致。理論上要求模數(shù)相同，齒數(shù)越多，則漸開線的曲率半徑越大。說明：同一模數(shù)，每一種齒數(shù)需一把刀具，即不方便，也不經(jīng)濟。實際中把模數(shù)相同，齒數(shù)不同的齒輪分成8組，每組用一個刀號。這樣，經(jīng)濟、方便，但有誤差，以本組中齒數(shù)最少的為準。工藝特點及應(yīng)用（1）用普通的銑床設(shè)備，且刀具成本低。（2）生產(chǎn)效率低。每切完一齒要進行分度，占用較多輔助時間。（3）齒輪精度低。齒形精度只可達IT9級（4）適于小批量生產(chǎn)或修配中，加工精度不高于IT9級的低速齒輪。

2.滾齒，屬展成法原理：利用齒輪滾刀在滾齒機上加工齒輪齒形。滾刀加工齒輪的過程相當于一對螺旋齒輪的嚙合滾動過程，其中一個齒輪相當于刀具。主運動：滾刀的旋轉(zhuǎn)運動。分齒運動：分齒運動由滾齒機的傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)，齒坯的分度是連續(xù)的。垂直進給運動：為切出整個齒寬，滾刀需要沿工件的軸向作進給移動，即為垂直進給運動。滾齒的切削運動滾齒

滾齒的工藝特點及應(yīng)用滾刀的通用性好，數(shù)目少。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。加工精度比銑齒高。IT8～7級，齒面Ra3.2~1.6μm

生產(chǎn)率高。整個切削過程是連續(xù)的，同時有幾個刀齒參與切削。設(shè)備和刀具成本高。滾齒機為專用齒輪加工機床，其調(diào)整費時；滾刀較齒輪銑刀的制造、刃磨要困難。應(yīng)用：應(yīng)用范圍較廣?？杉庸ぶ饼X、斜齒、圓柱齒輪和蝸輪等，但不能加工齒條、內(nèi)齒輪和相距太近的多聯(lián)齒輪。3.插齒，屬展成法是在插齒機上用插齒刀加工齒形的過程。原理：插齒刀與工件的運動相當于一對圓柱齒輪傳動。插齒刀：是一個是用高速鋼制造并磨出切削刃的齒輪

插齒主運動：插齒刀的上下往復(fù)直線運動。分齒運動：插齒刀和齒坯的嚙合運動徑向進給運動：插齒刀逐漸向工件中心的移動，以切出全齒高。當進給到要求的深度時，徑向運動停止，分齒運動繼續(xù)進行，直到加工完成。插齒切削運動

讓刀運動：插齒刀返回時，齒坯沿徑向讓開一段距離，以避免插齒刀在返回行程中，刀齒的后刀面與工件發(fā)生摩擦；切削行程開始前，齒坯恢復(fù)原位，此運動即為讓刀運動。

插齒的工藝特點及應(yīng)用

與滾齒相比：（1）加工精度與滾齒的相當，都比銑齒高?？蛇_IT8～7級。（2）與滾齒刀選擇相同，只要求刀具的模數(shù)和壓力角與被切齒輪一致，與齒數(shù)無關(guān)（最少齒數(shù)≥17）。（3）加工齒面的表面粗糙度比滾齒小，Ra1.6μm（4）插齒的生產(chǎn)率，低于滾齒，而高于銑齒。（5）插齒刀制造、刃磨方便，插齒的齒形準確。（6）應(yīng)用：可加工滾齒所不能加工的內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪、齒條，以及臺階外徑大于齒外徑的齒輪；但加工斜齒圓柱齒輪不如滾齒方便。三者相比，滾齒的生產(chǎn)率和加工精度高，生產(chǎn)中應(yīng)用最廣。4.齒輪的精加工對精度要求IT7級以上的齒輪必須進行精加工。即

滾齒／插齒＋剃齒／珩齒／磨齒／研齒精度級別表面粗