第三章汽車零件表面的加工方法

1第三章汽車零件表面的加工方法

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汽車零件由不同的典型表面—外圓、內孔、平面、螺紋、花鍵和輪齒齒面等構成。它們都有一定的加工要求。它們中的大多數表面都需要經過機械加工來獲得。

由于不同表面的加工方法繁多，本教材只能介紹一些在汽車零件制造中應用較為廣泛的和高生產率的加工方法，也適當介紹一些近些年來新引進的新工藝。表3.1列舉了汽車零件外圓和內孔表面加工中常采用的加工方法和機床設備。223344如階梯軸加工工藝（說明）：

操作者在上下料工位Ⅰ處裝上工件，當該工件依次通過鉆孔工位Ⅱ、擴孔工位Ⅲ后，即可在一次裝夾后把四個階梯孔在兩個位置加工完畢。這樣，既減少了裝夾次數，又因各工位的加工與裝卸是同時進行的，從而節約安裝時間使生產率可以大提高。5如階梯軸加工工藝（說明）：566如曲軸的加工過程：7如曲軸的加工過程：788第一節車削、鉆削和鉸削第二節銑削、拉削和鏜削第三節磨削第四節精整、光整加工第五節齒面的加工99第一節車削、鉆削和鉸削

一、車削(一)普通車削

汽車發動機、變速器、轉向機、主減速器等總成中諸多零件—各種傳動軸、齒輪軸、曲軸和凸輪軸等的回轉體都需要進行車削加工。車削：是以工件的旋轉作為主運動，車刀的移動作為進給運動的切削加工方法。

10第一節車削、鉆削和鉸削

一、車削10111112121313數控車削加工14數控車削加工14圖3.1車削時的切削運動15圖3.1車削時的切削運動15圖3.2切削時合成切削速度16圖3.2切削時合成切削速度16圖3.3典型外圓車刀切削部分的構成17圖3.3典型外圓車刀切削部分的構成17切削用量或切削三要素：切削速度vc、進給量f、背吃刀量ap1)切削速度vc:車削加工時，工件以一定的旋轉速度旋轉，車刀切削刃選定點（如B點）相對與工件主動運動的瞬時速度。dw——切削刃選定點的回轉直徑(mm)；nw

——工件（或刀具）轉速(r/min)。2)進給量f：車刀在進給方向上相(mm/r)對于工件的位移量。

進給量速度Vf18183)背吃刀量ap：在外圓車削時，車刀切削刃與工件接觸長度在同時垂直于主運動和進給運動的方向上的投影值稱為背吃刀量。即工件以加工表面和待加工表面間的垂直距離。193)背吃刀量ap：在外圓車削時，車刀切削刃與工件接觸長度1如圖所示，在汽車零件回轉體表面的車削加工中，廣泛進行外圓、內孔、端面、螺紋和內、外回轉體成形等表面的加工。20如圖所示，在汽車零件回轉體表面的車削按加工精度和表面粗糙度。車削加工可分為粗車、半精車、精車和精細車。

①粗車時的經濟精度為:IT12級~IT11級，表面粗糙度為Ra12.5~6.3μm②半精車時的經濟精度為:IT10級~IT8級，表面粗糙度為Ra6.3~3.2μm

③精車時的經濟精度為:IT7級~IT8級，表面粗糙度為Ra3.2~0.8μm

④精細車時的經濟精度為:IT6級~IT7級，表面粗糙度為Ra0.8~0.2μm21按加工精度和表面粗糙度。車削加工可分為

汽車零件切削加工中使用的刀具材料有高速鋼、硬質合金、立方氮化硼、陶瓷和金剛石等。目前車刀材料主要有硬質合金和硬質合金涂層刀片。車削時使用的車刀結構主要整體式、焊接式和機械夾固不重磨的可轉位硬質合金車刀等。2222二、鉆削、鉸削(一)鉆削鉆削：是用鉆孔刀具在實體材料上加工孔的切削加工方法。

23二、鉆削、鉸削(一)鉆削23最常用的鉆削刀具為麻花鉆頭，簡稱為鉆頭。小直徑鉆頭為直柄鉆頭，較大直徑鉆頭為錐柄鉆頭。切削部分有兩個主切削刃、兩個副切削刃和一個橫刃。24最常用的鉆削刀具為麻花鉆頭，簡稱為鉆頭。小直徑鉆頭為直柄鉆頭鉆孔刀具除了麻花鉆頭外，還有扁鉆、中心鉆、深孔鉆和復合鉆等。在大批大量生產時，為了提高鉆削階梯孔和鉆孔及孔口倒角的生產率，經常采用復合鉆頭。

25鉆孔刀具除了麻花鉆頭外，還有扁鉆、中心使用鉆頭鉆孔時，有兩種切削運動方式：a）鉆頭旋轉和軸向進給。如在立式鉆床、搖臂鉆床、組合鉆床和加工中心上鉆孔。b)工件旋轉，鉆頭軸向進給。臥式車床和轉塔車床上鉆孔

鉆削精度較低，一般為IT12級——IT11級，表面粗糙度為Ra50~12.5μm。26使用鉆頭鉆孔時，有兩種切削運動方式：26

(二)擴削(擴孔)擴孔：是使用擴孔鉆對已鉆孔、鑄孔和鍛孔進行孔徑擴大的切削加工方法。如圖3-11所示，擴孔鉆也由三部分組成。與麻花鉆頭相比：擴孔鉆沒有橫刃，主切削刃(或稱刀齒)較多。一般為3~4主切削刃27(二)擴削(擴孔)27擴孔特點：1）生產率比鉆孔高。因無橫刃，可避免橫刃對切削的不利影響，可采用較大的進給量。2）加工精度比鉆孔高。IT10級~IT11級，表面粗糙度為Ra6.3~3.2μm。擴孔鉆常用于擴孔外，還可使用圖3-13所示不同結構的锪鉆。28擴孔特點：28為提高生產率和加工精度還經常采用多階復合擴孔鉆、帶導向的擴孔鉆和硬質合金擴孔鉆。29為提高生產率和加工精度還經常采用多階復（三）鉸削鉸削：是使用鉸削刀具從孔壁上切除較小金屬層的切削加工方法。鉸削的刀具稱為鉸刀，鉸刀主要用于對中、小孔的半精加工和精加工。也可以加工錐孔。鉸刀齒數較多。鉸刀的校準部分在鉸孔中起修光加工表面和導向的作用。30（三）鉸削鉸削：是使用鉸削刀具從孔壁上切除較小金屬層的切削加圖3-16a所示鉸刀為立式鉆床和組合鉆床上常使用的機用鉸刀；

b所示的錐度鉸刀可以加工錐孔。

c為手用鉸刀鉸孔精度可達到IT7級~IT8級，表面粗糙度為Ra1.6~0.14μm。31圖3-16a所示鉸刀為立式鉆床和組合鉆床上常使用的機用鉸刀；鉸孔特點：1）加工質量較高。IT7級~IT8級，表面粗糙度為Ra1.6~0.14μm。2）切削速度低，以避免在鉸削時切削刃上產生積屑瘤而影響表面粗糙度。鉸削時進給量較大，是鉆孔的3~5倍。32鉸孔特點：32第二節銑削、拉削和鏜削一、銑削：以銑刀旋轉作為主運動，工件或銑刀作為進給運動的切削加工方法。

33第二節銑削、拉削和鏜削一、銑削：以銑刀旋轉作為34343535圖3-18為銑削的典型實例，其中銑削平面在汽車零件的銑削中占有很大比重。36圖3-18為銑削的典型實例，其中銑削平面在汽車零件的銑削中占1.平面的銑削在成批大量生產中，箱體零件的加工，主要是用硬質合金焊接夾固式面銑刀和硬質合金機夾可轉位面銑刀進行平面的銑削。371.平面的銑削37

在汽車箱殼體零件的平面銑削加工中使用的機床，主要有立式和臥式升降臺銑床、立式單軸及雙軸轉臺式平面銑床、組合銑床和專用銑床。銑削加工特點：1）加工質量較好。粗精銑后尺寸精度可達IT9級~IT8級，表面粗糙度為Ra6.3~1.6μm。2）生產率也較高。38在汽車箱殼體零件的平面銑削加工中2.曲軸軸頸的銑削目前，曲軸主軸頸和連桿軸頸的粗加工已廣泛采用數控(CNC)曲軸銑床使用硬質合金銑刀進行銑削加工。3939二、拉削：是使用拉削刀具進行加工的一種高生產率的加工方法。以加工圓孔為例，如圖所示。拉刀：拉削的刀具。是一種可加工內、外表面的多齒高效刀具。

40二、拉削：是使用拉削刀具進行加工的一種高生產率的加工方40拉削圓孔

是相鄰兩刀齒的高度差(半徑方向)，即每個刀齒的切削厚度，亦稱齒升量。思考：分析齒坯定位？41拉削圓孔41拉刀的結構有整體式、裝配式、和鑲齒式。42拉刀的結構有整體式、裝配式、和鑲齒式。42

拉削的工藝特點及其應用。拉削是一種能夠保證一定的加工質量和高生產率的加工方法。

高的加工質量：拉削時，在拉刀一次工作行程中完成了粗切、半精切和精切加工；拉削時切削速度一般不高，所以切削時發熱少，切削溫度低。加上拉刀有修光刀齒、機床傳動簡單等原因，均有利于獲得高的加工質量。

高的生產率:拉削時，拉刀作軸向移動，刀刃切削軌跡只等于被加工面的長度，雖然速度低，但比鉸、鏜時刀刃的螺旋線切削軌跡要短得多，所以拉削加工的生產率高。因此，拉削是一種能保證良好質量和高生產率的加工方法。它能達到的公差等級為IT7~IT8，粗糙度達Ra1.6~0.4μm，因此在大批大量生產中被廣泛應用。43拉削的工藝特點及其應用。43

除了拉削圓柱孔外，不同結構的拉刀還可拉削不同形狀的孔(如花鍵孔、多邊形孔等)。在汽車拖拉機制造業中，拉削還廣泛用來加工平面，如發動機缸體、連桿和轉向節等零件的平面。拉刀制造成本較高，不適用于大直徑孔的加工，一般以孔直徑為?10~?80mm為宜。拉削適于孔深不大于5倍孔徑的中小零件加工。44除了拉削圓柱孔外，不同結構的拉刀還可拉削不同三、鏜削鏜削：是以鏜刀的旋轉運動作為主運動，對工件預制孔擴大的切削加工。在汽車零件孔的擴大加工中，鏜孔占有較大比例。鏜削可以在組合鏜床、金剛（細）鏜床和銑鏜加工中心上進行。（一）組合鏜床上鏜孔根據組合鏜床上鏜孔可按鏜桿與機床主軸的聯結方式：可分為剛性主軸鏜孔和浮動聯接的導向鏜孔兩類。45三、鏜削鏜削：是以鏜刀的旋轉運動作為主運動，對工件預制孔擴大46464747特點：一般在組合鏜床上鏜孔時，孔的尺寸精度可保證IT7~IT8，單導向鏜孔時的同軸度精度可達0.02~0.05mm;孔中心距精度達（0.02~0.05）mm;粗糙度達Ra1.6~0.8μm。±48特點：一般在組合鏜床上鏜孔時，孔的尺寸精度可保（二)細(金剛)鏜1.細鏜：是使用經過仔細刃磨，幾何角度合適的金剛石或硬質合金鏜刀，在高切削速度和細小進給量進行鏜孔的加工方法。細鏜鏜刀的材料：目前普遍采用硬質合金、人工合成金剛石、CBN、和陶瓷等超硬材料

49（二)細(金剛)鏜492.細鏜的工藝特點

1）切削用量特點是高切削速度、小的背吃刀量和進給量。2）加工質量高。孔徑尺寸精度達IT6~IT7和表面粗糙度

Ra0.8~1.6μm)其原因：①由切削用量特點決定。②金剛鏜床的傳動精度高。502.細鏜的工藝特點50細鏜對振動的影響很敏感，當附近有重載荷機床工作時，振動會通過地面傳來，增大加工表面的粗糙度。細鏜時鏜桿懸伸，剛性差，為減少振動，常采用消振鏜桿，其結構如圖4-8所示。51細鏜對振動的影響很敏感，當附近有重載第三節磨削

磨削：在磨床上用砂輪切削金屬的過程。

磨削是精加工的主要方法之一，在汽車制造業中，磨床約占25%。因此，對淬硬材料的精加工，磨削是常用的方法。此外，磨削容易實現自動化，有利于高效率的生產。52第三節磨削5253535454一、磨削工藝方法（一）磨削加工特點

1）砂輪的磨料硬度高，耐熱性好，所以磨削可以加工金屬刀具所不能加工的硬材料。

2）磨削加工能切除極薄極細的切屑，切屑厚度一般只有幾微米，因此，有較強的修正能力，加工精度可達IT6級~IT5級，表面粗糙度為Ra0.1μm。3）磨削速度高。4）切削溫度高，瞬時最高可達1000C0，因此，磨削表面容易產生殘余應力，容易造成燒傷和產生裂紋。

55一、磨削工藝方法55（二）磨削加工的分類按加工對象的幾何形狀可分為：外圓、內圓、平面及成形表面。按工件被夾緊和被驅動的方法可分為：定心磨削和無心磨削。按進給方向可分為：縱向進給和橫向進給。按砂輪的工作表面類型可分為：周邊磨削、端面磨削和周邊-端面磨削。（三）磨床的種類汽車制造業常用的磨床有普通磨床和專用磨床。普通磨床包括：外圓磨床、內圓磨床、平面磨床、無心磨床等。專用磨床包括：凸輪軸磨床、曲軸磨床、十字軸磨床等。56（二）磨削加工的分類56一、普通磨床磨削工件(一)磨外圓

1.縱向進給磨外圓(如圖4-9)

工藝特點：縱向進給磨外圓，因每次往復運動后的切削深度小，切削力小，而且還有光磨，所以加工精度較高，表面粗糙度較小;但由于工作行程次數多，所以生產率較低。應用：主要用來磨削軸類零件的較長外圓表面。圖4-9縱向進給磨外圓57一、普通磨床磨削工件圖4-9縱向進給磨外圓57

2.橫向進給磨外圓(圖4-10)

工藝特點：橫向進給磨外圓時，工件除了旋轉外，沒有縱向往復運動。這種方法生產率高。將砂輪修整成一定形狀，則可以磨削成形表面。

應用：橫向進給磨外圓主要用于加工短而剛性好的零件表面。如果采用寬砂輪，也可以磨較長的軸頸。目前我國已有寬砂輪專用外圓磨床，砂輪寬度達300mm。大量生產中為了縮短輔助時間、提高生產率，外圓磨削常實現自動化。圖4-12為自動化磨削外圓的工作簡圖。圖4-10橫向進給磨外圓58圖4-10橫向進給磨外圓58

圖4-12外圓磨削自動工作循環示意圖1-工件2-儲料器3-推料桿4-回轉送料器5-頂尖6-氣缸7-棘輪8-棘爪9-滑道59圖4-12外圓(二)磨平面1.周面磨法磨平面(圖4-13a,b)

周面磨法:是用砂輪的圓周表面進行磨削。

工藝特點：砂輪與工件的接觸面小，因此發熱少，散熱快，排屑和冷卻情況良好，可達到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，但效率較低。

應用：主要用于成批生產中加工薄片小件。60(二)磨平面602.端面磨法磨平面(圖4-13c,d)端面磨法：是用砂輪的端面進行磨削。

工藝特點：1)磨頭剛度好，采用較大的磨削用量。又因磨削面積大，故生產率高。2)因砂輪與工件接觸面積大，散熱及冷卻困難，且砂輪端面各點的圓周速度不同，使砂輪磨損不均勻，故加工精度低，表面粗糙度大。

應用：大量生產中，對于毛坯制造比較精確的零件，也有用此法代替銑削進行粗加工，如連桿兩端面、活塞環兩端面的粗加工。612.端面磨法磨平面(圖4-13c,d)61(三)磨內孔

磨孔一般在內圓磨床上進行。

工藝特點：1)磨孔時，砂輪直徑受孔徑尺寸的限制,雖然內圓磨削砂輪轉速一般比外圓磨削的高，但磨孔時的磨削速度卻比磨外圓時低得多。2)由于磨削速度低，表面粗糙度就大，生產率也不如外圓磨削。3)此外，內圓砂輪軸徑受孔徑的限制，剛性差，也影響了內圓磨的質量和生產率。

應用：內圓磨削盡管有上述缺點，但對于淬硬零件，磨孔仍然是內孔精加工的主要方法。斷續的內圓表面(如花鍵孔)以及不通孔，也常采用磨孔作為精加工。62(三)磨內孔62三、無心磨削工作原理及應用無心磨削：即工件不需頂尖夾持，只靠工件加工面放在砂輪和導輪中間的支承板上就可進行的磨削(圖4-16)。63三、無心磨削工作原理及應用63無心磨削時，必須滿足下列條件:1)工件和導輪間的摩擦力應足以帶動工件旋轉；而工件和砂輪之間應有相對滑動以便進行切削。2)導輪須傾斜a角。當導輪以速度vd旋轉時，它分解成

vw=vdcosa

va=vdsina粗磨時。取30~60，精磨時取10~30。3)導輪的表面應修整成雙曲線回轉體的形狀。4)為使工件被磨成圓形，工件中心應高出砂輪和導輪的連心線，抬高值H與工件直徑有關。64無心磨削時，必須滿足下列條件:641.縱向進給磨削法不帶臺階的零件，如活塞銷和襯套等。2.橫向進給磨削法當零件有臺肩、凸端或典它形狀的階梯(如氣門、用橫向進給磨削(圖4-19)。651.縱向進給磨削法65

無心磨削的工藝特點：1)無心磨削的工序不需裝夾，采用縱向進給磨法可以連續進行加工，輔助時間接近于零，且容易實現自動化，因此生產率高。2)無心外圓磨削時，由于機床—工具—工件系統剛度高，而且工件不會產生安裝在頂尖或夾具上所引起的誤差，因此加工精度高，公差等級IT5~IT6，表面粗糙度一可達Ra1.25~0.16μm3)無心外圓磨削時，以工件外圓本身定位，因此不能保證零件外圓表面的位置精度。無心磨削前，工件必須具有一定的精度，否則，有形狀誤差的工件表面在磨削后會產生棱柱形。4)對于斷續表面(如花鍵軸和單鍵槽)，不能在無心磨床上加工。

66無心磨削的工藝特點：66四、高速磨削和超高速磨削高速磨削：是指磨削速度為50~150m/s的磨削，超高速磨削：磨削速度超過150m/s的磨削。優點：

(1)提高生產率(2)提高加工質量(3)提高砂輪耐用度

6767第四節精整、光整加工精整、光整加工是在精加工之后，從工件表面上切除或不切除極薄金屬層，用以提高加工表面的尺寸和形狀精度，減小表面粗糙度的方法。一、珩磨珩磨：是用磨粒很細的油石在一定壓力下，低速進行的光整加工方法，多用于加工圓柱孔，早在1929年就在汽車制造業中開始應用。

68第四節精整、光整加工精整、光整加工

1.加工原理珩磨孔用的工具稱珩磨頭，其結構有很多種，圖4-24為一種簡單的珩磨頭。珩磨頭工作時有兩種運動:旋轉運動和軸向往復運動。由于兩種運動的結果，油石上每顆磨粒在工件孔壁上磨出左右螺旋形的交叉痕跡(圖4-25)。圖4-25珩磨時磨粒的運動軌跡

圖4-24珩磨頭1-螺母2-彈簧3-調整錐4-油石5-磨頭體6-墊塊7-頂銷8-彈簧691.加工原理圖4-25珩磨時磨粒的運動軌跡2.珩磨的工藝特點及應用

工藝特點1)能獲得較小的表面粗糙度和高的加工精度珩磨時，由于在工件表面形成螺旋形的交叉痕跡，能獲得Ra0.08~0.63μm的表面，又由于珩磨頭的結構具有很大的徑向剛度，因此工作平穩，不會出現振動。且余量很小，冷卻潤滑充分，因此切削溫度低，加工表面破壞層淺，這都有利于獲得高的尺寸精度(可達IT6~IT7級)。2)珩磨時，由于余量很小，為保證切削時余量均勻，珩磨頭和機床主軸是浮動連接的，所以珩磨不能修正被加工孔軸線的位置誤差與直線度誤差。

應用

應用范圍很廣，主要用于下列零件的光整加工：發動機氣缸孔、氣缸套及主軸承座孔、連桿大頭孔、各種液壓裝置的鑄鐵套和鋼套的孔等的最終加工。702.珩磨的工藝特點及應用70發動機缸孔表面粗糙度是影響發動機燃油消耗率和壽命的重要因素。一般而言，缸孔表面粗糙度越小，越好，但加工不易獲得且費用高。實驗表明，平頂珩磨工藝能夠滿足上述要求。平頂珩磨：是一種珩磨新工藝。工作過程的兩個階段：工件在一次安裝中先后完成粗精珩加工。

特點：1）加工痕跡交叉角2θ為300~600。2）表面的微觀輪廓曲線為寬度不等的平頂與淺溝，平頂表面支承載荷，淺溝儲存潤滑油。3）平頂珩磨表面粗糙度一般為Ra0.5~1.25μm。4）平頂面積比率為50%~80%。實踐證明，具有這樣網狀的平頂表面，其承載能力比通常珩磨的表面要大，溝槽有儲存足夠潤滑油的作用。因此，大大減小缸孔表面的磨損，可減少燃油消耗，提高機器零件的壽命。71發動機缸孔表面粗糙度是影響發動機燃油消二、超精加工

超精加工：是用細粒度磨條或砂帶進行微量磨削的一種精整、光整加工方法。

加工原理：外圓的超精加工如圖4-31a所示。

工件以較低的速度旋轉，磨具以500-800次/min的頻率左右擺動。同時，磨具還作縱向進給運動。磨具對工件表面有壓力，靠上面的彈簧來實現。加工過程中，使用一定粘度的冷卻潤滑液。72二、超精加工72

磨具上每個磨粒都在工件表面上刻劃出極細微的且不重復的復雜軌跡(圖4-31b)，這些軌跡相互交錯，使工件表面的全部凸峰被切掉，剩下的只是不明顯的凹痕，這就是超精加工能獲得很小表面粗糙度的主要原因。超精加工過程要充分冷卻，在加工初期冷卻液的作用是沖洗切削和脫落的磨粒，使切削正常進行。在最后冷卻液形成油膜，切削作用自動停止。超精加工主要減小工件表面的粗糙度，可Ra0.01~0.08μm或更小些。工件所要求的精度則應由前工序保證。車削所得表面的實際接觸面積約為10%，磨削后為20%，超精加工后實際接觸面積可達80%。應用：超精加工在汽車制造業中被用來加工很多零件，如曲軸和凸輪軸的軸頸等。7373

第五節齒面的加工

汽車變速器和驅動橋使用的齒輪，可分為圓柱齒輪和錐齒輪兩大類。它們主要用于傳遞大的扭矩，其齒廓多為漸開線形。一、圓柱齒輪齒面的加工圓柱齒輪齒面加工分為切削加工和無屑加工兩類。齒面切削加工：

74第五節齒面的加工汽車一般，切削加工6級精度和7級精度盤狀齒輪，多采用的工藝方案為：滾齒或插齒熱處理精磨定位基面（內孔和輪轂端面）磨齒。對于不便磨齒7級精度齒輪，可采用滾齒或插齒剃齒（或冷擠壓）熱處理精磨定位基面珩齒。加工圓柱齒輪的兩種常用的工藝：75一般，切削加工6級精度和7級精度盤狀

成形法拉齒：是使用拉刀加工內、外齒輪齒面的一種方法。

刀具切削刃的形狀與被加工齒輪齒槽形狀相同，故所使用的刀具稱為成形刀具。工作原理：工藝特點及應用：拉齒加工精度取決于刀具制造精度和切削方式等因素，一般可達到7級精度，齒面粗糙度為Ra3.2~1.6μm。由于拉刀制造復雜和成本高，拉齒只適用于大量生產同步器齒輪輪齒和內花鍵齒形的加工。

圖4-33用筒形拉刀拉削外齒輪示意圖a)用筒形拉刀拉齒示意圖b)一片刀圈c〕齒廓的切削方式—齒厚層剝法1-刀圈2-工件3-導向套4-粗切徑向層剝5-精切齒厚層剝z-刀圈定位槽76成形法拉齒：是使用拉刀加工內、外齒輪齒面的一種方法。圖展成法切削齒面：是利用一對齒輪副嚙合原理進行加工的。

為什么說在汽車齒輪加工中，展成法切削圓柱齒輪齒面被廣泛應用？①因為使用模數和壓力角相同的一把刀具，可以切制不同齒數的齒輪。②它既可以切削標準的直齒、斜齒圓柱齒輪，也可以切削變位齒輪，并獲得一定的齒輪精度。

77展成法切削齒面：是利用一對齒輪副嚙合原理進行加工的。77(一)圓柱齒輪齒面的預加工1.滾齒：是應用交錯軸斜齒輪副嚙合原理進行切削齒面的。1）加工原理滾齒加工是由一對交錯軸斜齒輪嚙合傳動原理演變而來的。當滾刀與工件按確定的關系強制相對運動時，滾刀的切削刃便在工件上滾切出齒槽，形成漸開線齒面。

78(一)圓柱齒輪齒面的預加工78

滾刀是一個齒數很少，螺旋角很大的斜齒圓柱齒輪，通常稱為漸開線蝸桿。由于漸開線齒輪滾刀制造困難，常采用較容易制造的軸截面為直線齒廓的阿基米德滾刀或法截面為直線齒廓的滾刀來代替。

輪齒齒廓是由有限個切削刃包絡線形成的，所以輪齒齒廓并非光滑的漸開線，而是由有限個折線構成，齒廓存在齒形誤差。因此，滾齒是近似的加工。

79滾刀是一個齒數很少，螺旋角很大的斜齒圓柱齒輪，通2)滾刀的安裝滾齒時，滾刀和被加工齒輪必須保持正確的安裝位置。滾刀安裝角

——

被切削齒輪螺旋角——滾刀導程角

兩者反旋時取“+”號，同旋時取“-”號。802)滾刀的安裝803）滾齒時的運動(1)切削運動n0。(2)分齒運動。滾刀和被加工齒輪之間的旋轉運動，必須嚴格保持齒輪副嚙合的傳動關系。由于滾刀和被加工齒輪的嚙合傳動關系是由機床傳動鏈強制保證的，故稱為強制嚙合的展成法切齒。(3)軸向進給運動f。以在整個齒寬上切削出漸開線齒面。

813）滾齒時的運動81(4)附加運動。當加工斜齒輪時，在實現展成運動的同時，還應該有個附加旋轉運動。82(4)附加運動。當加工斜齒輪時，在實現展成運動的同時，還應該2.插齒1）工作原理：插齒是利用平行軸齒輪副嚙合原理進行加工齒面。

圖4-38插齒原理和齒廓的形成1-插齒刀2-假想齒輪3-齒坯(工件)832.插齒圖4-38插齒原理和齒廓的形成832)插齒時的運動(1)切削運動vc(2)分齒運動(3)徑向進給運動fr

(4)讓刀運動e842)插齒時的運動843.滾齒和插齒的比較滾齒和插齒可以從下面三個方面進行比較。1）在加工質量方面

滾齒后的齒輪運動精度高，但齒形精度較低，齒面粗糙度也較大。2）在生產率方面

從圖4-40可以看出，一般切削小模數齒輪時，由于滾齒時滾刀切入量?L1較長，其工作行程L就長，其生產率較插齒低。但切削中等以上模數齒輪或疊加的多個齒輪時，應插齒時插齒刀返向空形程損失大，滾齒的生產率比插齒約高1.5~2倍。853.滾齒和插齒的比較853）在應用方面

汽車齒輪廠中，粗加工一般采用滾齒，因其運動精度高，齒形誤差、表面粗糙度可在后續精加工中減小；插齒通用性好。所以廣泛采用滾齒，而插齒一般只作為滾齒的一個補充，用于不能或不便滾齒的場合。863）在應用方面86(二)圓柱齒輪齒面的精加工熱處理前的精加工輪齒有剃齒、冷擠齒。1.剃齒

1）工作原理剃齒：是用剃齒刀，利用交錯軸斜齒輪副嚙合原理，對未淬硬齒輪齒面進行精加工的一種切削加工方法。

剃齒刀為一高精度變位斜齒輪圓柱齒輪，為形成切削刃，在齒面上沿漸開線方向開有若干容屑槽。87(二)圓柱齒輪齒面的精加工87

圖4-42剃齒原理a)剃齒運動b)剃齒刀c)容屑槽1-剃齒刀2-被剃齒輪3-可擺動工作臺4-靠模5-滾子6-切削刃7-容屑槽

88

加工時，剃齒刀裝在剃齒機主軸上，被剃齒輪裝在工作臺上兩頂尖之間，兩者軸線間的夾角為：

—分別表示被剃齒輪和剃齒刀節圓處的螺旋角。兩者螺旋方向相同時取“+”號，相反時取“-”號。

89加工時，剃齒刀裝在剃齒機主軸上，被剃

剃齒時，在一定的徑向壓力作用下，剃齒刀帶動被剃齒輪轉動，形成無側隙的自由嚙合傳動，故剃齒亦稱為自由嚙合傳動的展成法剃齒。根據交錯軸斜齒輪副嚙合傳動特點知道，理論上它們是點嚙合。在剃齒刀和被剃齒輪相嚙合齒面上沿螺旋線的切線方向存在相對滑動速度vp，就是剃齒時的切削速度。圖4-43剃齒時的切削速度圖4-44齒面上嚙合點的軌跡90剃齒時，在一定的徑向壓力作用下，剃齒刀帶2）剃齒過程中的運動

按剃齒時被剃削齒輪的進給方向，常采用的剃齒方法有軸向剃齒、對角剃齒、切向剃齒和徑向剃齒。采用軸向剃齒的運動如下：(1)切削運動vp即為切削速度，剃齒刀高速正反旋轉，以剃削被剃齒輪的兩齒面。(2)軸向進給運動vf剃削整個齒寬(3)徑向(垂直)進給運動為切去全部加工余量

剃齒時工作臺軸向往復進給形成分切削行程和光整行程。剃齒是自由嚙合傳動的展成法加工，不能修正運動精度誤差，但能修正齒形誤差和齒向誤差。因此，剃齒前多采用滾齒。剃齒過程是切削和擠壓的綜合過程。因為刀刃無后角，這條曲線上的切削刃先后參加切削中，刀后面便產生擠壓被剃齒面的現象。912）剃齒過程中的運動91

3）齒廓中凹

生產實踐表明，采用理論正確的漸開線齒廓的剃齒刀，不能剃出準確的漸開線齒廓，經常出現在節圓附近齒廓凹入深度約為0.01~0.03mm左右。

產生的原因：1)在節圓處接觸點少，壓強大，切削量也大;2)剃齒刀在節圓附近的相對滑移速度小，這意味著切屑變形和切削力傳遞時間加長，使剃齒刀多剃去一些金屬。若要糾正這一缺陷，必須對剃齒刀齒進行相應修正。圖4-46剃齒時齒廓中凹及其原因的分析923）齒廓中凹圖4-46剃齒時齒廓中凹92在汽車拖拉機變速器(箱)內內齒輪，由于裝配誤差和載荷作用的影響，齒面接觸有可能偏向一邊(圖4-45)。為克服這一缺陷，常將一對齒輪中的一件或兩件剃成鼓形齒，如圖4-45b所示。剃齒一般可獲得6~7級精度，齒面粗糙度達到Ra0.4~0.25μm剃齒是對未淬硬齒輪(HRC33以下)精加工的主要方法。93在汽車拖拉機變速器(箱)內內齒輪，由于2.珩齒珩齒：是用珩輪以一對交錯軸斜齒齒輪副嚙合原理進行齒面熱處理后精加工的方法。1）加工原理

圖4-48a所示的珩輪，一般采用鑄鐵或45號鋼做基體，輪齒表面是以磨料和塑料材料混合，澆注而成的。

按珩輪的型式，珩齒分為盤狀斜齒齒輪式珩齒和蝸桿式珩輪珩齒。在汽車齒輪中珩齒中，主要采用蝸桿式珩輪珩齒。珩齒是在蝸桿式珩齒機上進行。珩齒時，由珩輪帶動被珩齒輪轉動(自由嚙合傳動)，并保持無側隙雙面嚙合或有側隙單面嚙合傳動。圖4-48蝸桿式珩輪及其珩齒運動942.珩齒圖4-48蝸桿式珩輪及其珩齒運動942）珩齒的特點①珩齒齒輪的質量較高。一般珩齒精度可達到6~7級精度，齒面粗糙度達到Ra0.4~0.25μm。珩齒是磨削和拋光的綜合過程。

②珩齒的生產率較高。蝸桿式珩齒的速度高，一般珩齒速度可達20~30m/s。工作行程只需2~3次。在成批生產中，珩齒是目前加工7級精度硬齒面齒輪的經濟高效的工藝方法。952）珩齒的特點953.磨齒

磨齒：是用砂輪按展成法或成形法磨削齒輪輪齒齒面的精加工方法。磨齒是高精度、淬硬汽車圓柱齒輪齒面精加工的主要方法。1）分類磨齒按齒輪齒廓的形成方法可分為展成法和成形法兩類。其分類表示如下所示。在展成法磨齒中，大多數采用齒條與齒輪嚙合傳動原理進行加工，即將砂輪的構成假想成齒條一輪齒的齒面(圖4-49a、b、c)。單齒分度展成法磨齒的生產率低，所以在汽車拖拉機齒輪制造中未被廣泛采用。而主要使用蝸桿砂輪磨齒和成形砂輪磨齒。963.磨齒96

圖4-49各種磨齒法加工原理簡圖1-砂輪2-假想齒條3-被磨齒輪4-頭架導軌5-擋塊6-配重7-靠模97圖4-49各種磨2）蝸桿砂輪磨齒的工作原理蝸桿砂輪磨齒原理與蝸桿式珩齒一樣，砂輪與被磨齒輪為交錯軸斜齒輪副嚙合傳動。蝸桿砂輪通常將其修整成阿基米德蝸桿砂輪。3）蝸桿砂輪磨齒有以下運動:(1)磨削運動v0(2)展成運動強制運動(3)軸向進給運動(4)徑向進給運動982）蝸桿砂輪磨齒的工作原理984）磨齒與剃齒和珩齒相比較，還具有如下特點。(1)磨齒精度不取決磨齒前齒輪預(粗)加工的精度，它可以修正齒輪預加工產生的各種齒輪誤差和熱處理變形，從而獲得高精度。對3~6級精度的齒輪，磨齒是經濟的加工方法。(2)磨齒生產率較低，且加工成本也較高。但對于高精度淬硬齒輪，磨齒是唯一有效的方法。994）磨齒與剃齒和珩齒相比較，還具有如下特點。99100100第三章汽車零件表面的加工方法

101第三章汽車零件表面的加工方法

1

汽車零件由不同的典型表面—外圓、內孔、平面、螺紋、花鍵和輪齒齒面等構成。它們都有一定的加工要求。它們中的大多數表面都需要經過機械加工來獲得。

由于不同表面的加工方法繁多，本教材只能介紹一些在汽車零件制造中應用較為廣泛的和高生產率的加工方法，也適當介紹一些近些年來新引進的新工藝。表3.1列舉了汽車零件外圓和內孔表面加工中常采用的加工方法和機床設備。102210331044如階梯軸加工工藝（說明）：

操作者在上下料工位Ⅰ處裝上工件，當該工件依次通過鉆孔工位Ⅱ、擴孔工位Ⅲ后，即可在一次裝夾后把四個階梯孔在兩個位置加工完畢。這樣，既減少了裝夾次數，又因各工位的加工與裝卸是同時進行的，從而節約安裝時間使生產率可以大提高。105如階梯軸加工工藝（說明）：51066如曲軸的加工過程：107如曲軸的加工過程：71088第一節車削、鉆削和鉸削第二節銑削、拉削和鏜削第三節磨削第四節精整、光整加工第五節齒面的加工1099第一節車削、鉆削和鉸削

一、車削(一)普通車削

汽車發動機、變速器、轉向機、主減速器等總成中諸多零件—各種傳動軸、齒輪軸、曲軸和凸輪軸等的回轉體都需要進行車削加工。車削：是以工件的旋轉作為主運動，車刀的移動作為進給運動的切削加工方法。

110第一節車削、鉆削和鉸削

一、車削10111111121211313數控車削加工114數控車削加工14圖3.1車削時的切削運動115圖3.1車削時的切削運動15圖3.2切削時合成切削速度116圖3.2切削時合成切削速度16圖3.3典型外圓車刀切削部分的構成117圖3.3典型外圓車刀切削部分的構成17切削用量或切削三要素：切削速度vc、進給量f、背吃刀量ap1)切削速度vc:車削加工時，工件以一定的旋轉速度旋轉，車刀切削刃選定點（如B點）相對與工件主動運動的瞬時速度。dw——切削刃選定點的回轉直徑(mm)；nw

——工件（或刀具）轉速(r/min)。2)進給量f：車刀在進給方向上相(mm/r)對于工件的位移量。

進給量速度Vf118183)背吃刀量ap：在外圓車削時，車刀切削刃與工件接觸長度在同時垂直于主運動和進給運動的方向上的投影值稱為背吃刀量。即工件以加工表面和待加工表面間的垂直距離。1193)背吃刀量ap：在外圓車削時，車刀切削刃與工件接觸長度1如圖所示，在汽車零件回轉體表面的車削加工中，廣泛進行外圓、內孔、端面、螺紋和內、外回轉體成形等表面的加工。120如圖所示，在汽車零件回轉體表面的車削按加工精度和表面粗糙度。車削加工可分為粗車、半精車、精車和精細車。

①粗車時的經濟精度為:IT12級~IT11級，表面粗糙度為Ra12.5~6.3μm②半精車時的經濟精度為:IT10級~IT8級，表面粗糙度為Ra6.3~3.2μm

③精車時的經濟精度為:IT7級~IT8級，表面粗糙度為Ra3.2~0.8μm

④精細車時的經濟精度為:IT6級~IT7級，表面粗糙度為Ra0.8~0.2μm121按加工精度和表面粗糙度。車削加工可分為

汽車零件切削加工中使用的刀具材料有高速鋼、硬質合金、立方氮化硼、陶瓷和金剛石等。目前車刀材料主要有硬質合金和硬質合金涂層刀片。車削時使用的車刀結構主要整體式、焊接式和機械夾固不重磨的可轉位硬質合金車刀等。12222二、鉆削、鉸削(一)鉆削鉆削：是用鉆孔刀具在實體材料上加工孔的切削加工方法。

123二、鉆削、鉸削(一)鉆削23最常用的鉆削刀具為麻花鉆頭，簡稱為鉆頭。小直徑鉆頭為直柄鉆頭，較大直徑鉆頭為錐柄鉆頭。切削部分有兩個主切削刃、兩個副切削刃和一個橫刃。124最常用的鉆削刀具為麻花鉆頭，簡稱為鉆頭。小直徑鉆頭為直柄鉆頭鉆孔刀具除了麻花鉆頭外，還有扁鉆、中心鉆、深孔鉆和復合鉆等。在大批大量生產時，為了提高鉆削階梯孔和鉆孔及孔口倒角的生產率，經常采用復合鉆頭。

125鉆孔刀具除了麻花鉆頭外，還有扁鉆、中心使用鉆頭鉆孔時，有兩種切削運動方式：a）鉆頭旋轉和軸向進給。如在立式鉆床、搖臂鉆床、組合鉆床和加工中心上鉆孔。b)工件旋轉，鉆頭軸向進給。臥式車床和轉塔車床上鉆孔

鉆削精度較低，一般為IT12級——IT11級，表面粗糙度為Ra50~12.5μm。126使用鉆頭鉆孔時，有兩種切削運動方式：26

(二)擴削(擴孔)擴孔：是使用擴孔鉆對已鉆孔、鑄孔和鍛孔進行孔徑擴大的切削加工方法。如圖3-11所示，擴孔鉆也由三部分組成。與麻花鉆頭相比：擴孔鉆沒有橫刃，主切削刃(或稱刀齒)較多。一般為3~4主切削刃127(二)擴削(擴孔)27擴孔特點：1）生產率比鉆孔高。因無橫刃，可避免橫刃對切削的不利影響，可采用較大的進給量。2）加工精度比鉆孔高。IT10級~IT11級，表面粗糙度為Ra6.3~3.2μm。擴孔鉆常用于擴孔外，還可使用圖3-13所示不同結構的锪鉆。128擴孔特點：28為提高生產率和加工精度還經常采用多階復合擴孔鉆、帶導向的擴孔鉆和硬質合金擴孔鉆。129為提高生產率和加工精度還經常采用多階復（三）鉸削鉸削：是使用鉸削刀具從孔壁上切除較小金屬層的切削加工方法。鉸削的刀具稱為鉸刀，鉸刀主要用于對中、小孔的半精加工和精加工。也可以加工錐孔。鉸刀齒數較多。鉸刀的校準部分在鉸孔中起修光加工表面和導向的作用。130（三）鉸削鉸削：是使用鉸削刀具從孔壁上切除較小金屬層的切削加圖3-16a所示鉸刀為立式鉆床和組合鉆床上常使用的機用鉸刀；

b所示的錐度鉸刀可以加工錐孔。

c為手用鉸刀鉸孔精度可達到IT7級~IT8級，表面粗糙度為Ra1.6~0.14μm。131圖3-16a所示鉸刀為立式鉆床和組合鉆床上常使用的機用鉸刀；鉸孔特點：1）加工質量較高。IT7級~IT8級，表面粗糙度為Ra1.6~0.14μm。2）切削速度低，以避免在鉸削時切削刃上產生積屑瘤而影響表面粗糙度。鉸削時進給量較大，是鉆孔的3~5倍。132鉸孔特點：32第二節銑削、拉削和鏜削一、銑削：以銑刀旋轉作為主運動，工件或銑刀作為進給運動的切削加工方法。

133第二節銑削、拉削和鏜削一、銑削：以銑刀旋轉作為1343413535圖3-18為銑削的典型實例，其中銑削平面在汽車零件的銑削中占有很大比重。136圖3-18為銑削的典型實例，其中銑削平面在汽車零件的銑削中占1.平面的銑削在成批大量生產中，箱體零件的加工，主要是用硬質合金焊接夾固式面銑刀和硬質合金機夾可轉位面銑刀進行平面的銑削。1371.平面的銑削37

在汽車箱殼體零件的平面銑削加工中使用的機床，主要有立式和臥式升降臺銑床、立式單軸及雙軸轉臺式平面銑床、組合銑床和專用銑床。銑削加工特點：1）加工質量較好。粗精銑后尺寸精度可達IT9級~IT8級，表面粗糙度為Ra6.3~1.6μm。2）生產率也較高。138在汽車箱殼體零件的平面銑削加工中2.曲軸軸頸的銑削目前，曲軸主軸頸和連桿軸頸的粗加工已廣泛采用數控(CNC)曲軸銑床使用硬質合金銑刀進行銑削加工。13939二、拉削：是使用拉削刀具進行加工的一種高生產率的加工方法。以加工圓孔為例，如圖所示。拉刀：拉削的刀具。是一種可加工內、外表面的多齒高效刀具。

140二、拉削：是使用拉削刀具進行加工的一種高生產率的加工方40拉削圓孔

是相鄰兩刀齒的高度差(半徑方向)，即每個刀齒的切削厚度，亦稱齒升量。思考：分析齒坯定位？141拉削圓孔41拉刀的結構有整體式、裝配式、和鑲齒式。142拉刀的結構有整體式、裝配式、和鑲齒式。42

拉削的工藝特點及其應用。拉削是一種能夠保證一定的加工質量和高生產率的加工方法。

高的加工質量：拉削時，在拉刀一次工作行程中完成了粗切、半精切和精切加工；拉削時切削速度一般不高，所以切削時發熱少，切削溫度低。加上拉刀有修光刀齒、機床傳動簡單等原因，均有利于獲得高的加工質量。

高的生產率:拉削時，拉刀作軸向移動，刀刃切削軌跡只等于被加工面的長度，雖然速度低，但比鉸、鏜時刀刃的螺旋線切削軌跡要短得多，所以拉削加工的生產率高。因此，拉削是一種能保證良好質量和高生產率的加工方法。它能達到的公差等級為IT7~IT8，粗糙度達Ra1.6~0.4μm，因此在大批大量生產中被廣泛應用。143拉削的工藝特點及其應用。43

除了拉削圓柱孔外，不同結構的拉刀還可拉削不同形狀的孔(如花鍵孔、多邊形孔等)。在汽車拖拉機制造業中，拉削還廣泛用來加工平面，如發動機缸體、連桿和轉向節等零件的平面。拉刀制造成本較高，不適用于大直徑孔的加工，一般以孔直徑為?10~?80mm為宜。拉削適于孔深不大于5倍孔徑的中小零件加工。144除了拉削圓柱孔外，不同結構的拉刀還可拉削不同三、鏜削鏜削：是以鏜刀的旋轉運動作為主運動，對工件預制孔擴大的切削加工。在汽車零件孔的擴大加工中，鏜孔占有較大比例。鏜削可以在組合鏜床、金剛（細）鏜床和銑鏜加工中心上進行。（一）組合鏜床上鏜孔根據組合鏜床上鏜孔可按鏜桿與機床主軸的聯結方式：可分為剛性主軸鏜孔和浮動聯接的導向鏜孔兩類。145三、鏜削鏜削：是以鏜刀的旋轉運動作為主運動，對工件預制孔擴大1464614747特點：一般在組合鏜床上鏜孔時，孔的尺寸精度可保證IT7~IT8，單導向鏜孔時的同軸度精度可達0.02~0.05mm;孔中心距精度達（0.02~0.05）mm;粗糙度達Ra1.6~0.8μm。±148特點：一般在組合鏜床上鏜孔時，孔的尺寸精度可保（二)細(金剛)鏜1.細鏜：是使用經過仔細刃磨，幾何角度合適的金剛石或硬質合金鏜刀，在高切削速度和細小進給量進行鏜孔的加工方法。細鏜鏜刀的材料：目前普遍采用硬質合金、人工合成金剛石、CBN、和陶瓷等超硬材料

149（二)細(金剛)鏜492.細鏜的工藝特點

1）切削用量特點是高切削速度、小的背吃刀量和進給量。2）加工質量高。孔徑尺寸精度達IT6~IT7和表面粗糙度

Ra0.8~1.6μm)其原因：①由切削用量特點決定。②金剛鏜床的傳動精度高。1502.細鏜的工藝特點50細鏜對振動的影響很敏感，當附近有重載荷機床工作時，振動會通過地面傳來，增大加工表面的粗糙度。細鏜時鏜桿懸伸，剛性差，為減少振動，常采用消振鏜桿，其結構如圖4-8所示。151細鏜對振動的影響很敏感，當附近有重載第三節磨削

磨削：在磨床上用砂輪切削金屬的過程。

磨削是精加工的主要方法之一，在汽車制造業中，磨床約占25%。因此，對淬硬材料的精加工，磨削是常用的方法。此外，磨削容易實現自動化，有利于高效率的生產。152第三節磨削521535315454一、磨削工藝方法（一）磨削加工特點

1）砂輪的磨料硬度高，耐熱性好，所以磨削可以加工金屬刀具所不能加工的硬材料。

2）磨削加工能切除極薄極細的切屑，切屑厚度一般只有幾微米，因此，有較強的修正能力，加工精度可達IT6級~IT5級，表面粗糙度為Ra0.1μm。3）磨削速度高。4）切削溫度高，瞬時最高可達1000C0，因此，磨削表面容易產生殘余應力，容易造成燒傷和產生裂紋。

155一、磨削工藝方法55（二）磨削加工的分類按加工對象的幾何形狀可分為：外圓、內圓、平面及成形表面。按工件被夾緊和被驅動的方法可分為：定心磨削和無心磨削。按進給方向可分為：縱向進給和橫向進給。按砂輪的工作表面類型可分為：周邊磨削、端面磨削和周邊-端面磨削。（三）磨床的種類汽車制造業常用的磨床有普通磨床和專用磨床。普通磨床包括：外圓磨床、內圓磨床、平面磨床、無心磨床等。專用磨床包括：凸輪軸磨床、曲軸磨床、十字軸磨床等。156（二）磨削加工的分類56一、普通磨床磨削工件(一)磨外圓

1.縱向進給磨外圓(如圖4-9)

工藝特點：縱向進給磨外圓，因每次往復運動后的切削深度小，切削力小，而且還有光磨，所以加工精度較高，表面粗糙度較小;但由于工作行程次數多，所以生產率較低。應用：主要用來磨削軸類零件的較長外圓表面。圖4-9縱向進給磨外圓157一、普通磨床磨削工件圖4-9縱向進給磨外圓57

2.橫向進給磨外圓(圖4-10)

工藝特點：橫向進給磨外圓時，工件除了旋轉外，沒有縱向往復運動。這種方法生產率高。將砂輪修整成一定形狀，則可以磨削成形表面。

應用：橫向進給磨外圓主要用于加工短而剛性好的零件表面。如果采用寬砂輪，也可以磨較長的軸頸。目前我國已有寬砂輪專用外圓磨床，砂輪寬度達300mm。大量生產中為了縮短輔助時間、提高生產率，外圓磨削常實現自動化。圖4-12為自動化磨削外圓的工作簡圖。圖4-10橫向進給磨外圓158圖4-10橫向進給磨外圓58

圖4-12外圓磨削自動工作循環示意圖1-工件2-儲料器3-推料桿4-回轉送料器5-頂尖6-氣缸7-棘輪8-棘爪9-滑道159圖4-12外圓(二)磨平面1.周面磨法磨平面(圖4-13a,b)

周面磨法:是用砂輪的圓周表面進行磨削。

工藝特點：砂輪與工件的接觸面小，因此發熱少，散熱快，排屑和冷卻情況良好，可達到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，但效率較低。

應用：主要用于成批生產中加工薄片小件。160(二)磨平面602.端面磨法磨平面(圖4-13c,d)端面磨法：是用砂輪的端面進行磨削。

工藝特點：1)磨頭剛度好，采用較大的磨削用量。又因磨削面積大，故生產率高。2)因砂輪與工件接觸面積大，散熱及冷卻困難，且砂輪端面各點的圓周速度不同，使砂輪磨損不均勻，故加工精度低，表面粗糙度大。

應用：大量生產中，對于毛坯制造比較精確的零件，也有用此法代替銑削進行粗加工，如連桿兩端面、活塞環兩端面的粗加工。1612.端面磨法磨平面(圖4-13c,d)61(三)磨內孔

磨孔一般在內圓磨床上進行。

工藝特點：1)磨孔時，砂輪直徑受孔徑尺寸的限制,雖然內圓磨削砂輪轉速一般比外圓磨削的高，但磨孔時的磨削速度卻比磨外圓時低得多。2)由于磨削速度低，表面粗糙度就大，生產率也不如外圓磨削。3)此外，內圓砂輪軸徑受孔徑的限制，剛性差，也影響了內圓磨的質量和生產率。

應用：內圓磨削盡管有上述缺點，但對于淬硬零件，磨孔仍然是內孔精加工的主要方法。斷續的內圓表面(如花鍵孔)以及不通孔，也常采用磨孔作為精加工。162(三)磨內孔62三、無心磨削工作原理及應用無心磨削：即工件不需頂尖夾持，只靠工件加工面放在砂輪和導輪中間的支承板上就可進行的磨削(圖4-16)。163三、無心磨削工作原理及應用63無心磨削時，必須滿足下列條件:1)工件和導輪間的摩擦力應足以帶動工件旋轉；而工件和砂輪之間應有相對滑動以便進行切削。2)導輪須傾斜a角。當導輪以速度vd旋轉時，它分解成

vw=vdcosa

va=vdsina粗磨時。取30~60，精磨時取10~30。3)導輪的表面應修整成雙曲線回轉體的形狀。4)為使工件被磨成圓形，工件中心應高出砂輪和導輪的連心線，抬高值H與工件直徑有關。164無心磨削時，必須滿足下列條件:641.縱向進給磨削法不帶臺階的零件，如活塞銷和襯套等。2.橫向進給磨削法當零件有臺肩、凸端或典它形狀的階梯(如氣門、用橫向進給磨削(圖4-19)。1651.縱向進給磨削法65

無心磨削的工藝特點：1)無心磨削的工序不需裝夾，采用縱向進給磨法可以連續進行加工，輔助時間接近于零，且容易實現自動化，因此生產率高。2)無心外圓磨削時，由于機床—工具—工件系統剛度高，而且工件不會產生安裝在頂尖或夾具上所引起的誤差，因此加工精度高，公差等級IT5~IT6，表面粗糙度一可達Ra1.25~0.16μm3)無心外圓磨削時，以工件外圓本身定位，因此不能保證零件外圓表面的位置精度。無心磨削前，工件必須具有一定的精度，否則，有形狀誤差的工件表面在磨削后會產生棱柱形。4)對于斷續表面(如花鍵軸和單鍵槽)，不能在無心磨床上加工。

166無心磨削的工藝特點：66四、高速磨削和超高速磨削高速磨削：是指磨削速度為50~150m/s的磨削，超高速磨削：磨削速度超過150m/s的磨削。優點：

(1)提高生產率(2)提高加工質量(3)提高砂輪耐用度

16767第四節精整、光整加工精整、光整加工是在精加工之后，從工件表面上切除或不切除極薄金屬層，用以提高加工表面的尺寸和形狀精度，減小表面粗糙度的方法。一、珩磨珩磨：是用磨粒很細的油石在一定壓力下，低速進行的光整加工方法，多用于加工圓柱孔，早在1929年就在汽車制造業中開始應用。

168第四節精整、光整加工精整、光整加工

1.加工原理珩磨孔用的工具稱珩磨頭，其結構有很多種，圖4-24為一種簡單的珩磨頭。珩磨頭工作時有兩種運動:旋轉運動和軸向往復運動。由于兩種運動的結果，油石上每顆磨粒在工件孔壁上磨出左右螺旋形的交叉痕跡(圖4-25)。圖4-25珩磨時磨粒的運動軌跡

圖4-24珩磨頭1-螺母2-彈簧3-調整錐4-油石5-磨頭體6-墊塊7-頂銷8-彈簧1691.加工原理圖4-25珩磨時磨粒的運動軌跡2.珩磨的工藝特點及應用

工藝特點1)能獲得較小的表面粗糙度和高的加工精度珩磨時，由于在工件表面形成螺旋形的交叉痕跡，能獲得Ra0.08~0.63μm的表面，又由于珩磨頭的結構具有很大的徑向剛度，因此工作平穩，不會出現振動。且余量很小，冷卻潤滑充分，因此切削溫度低，加工表面破壞層淺，這都有利于獲得高的尺寸精度(可達IT6~IT7級)。2)珩磨時，由于余量很小，為保證切削時余量均勻，珩磨頭和機床主軸是浮動連接的，所以珩磨不能修正被加工孔軸線的位