機械制造基礎(chǔ)制造科學(xué)與工程學(xué)院金工教研室梅筱琴第3章：典型表面的加工方法機械制造基礎(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1典型表面的加工方法表面加工方案的選擇原則常見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典型表面的加工方法表面加工方案的選擇原則2一、表面加工方案的選擇原則1.零件/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2.加工精度（IT、Ra）粗糙、中等、精度較高、精密、超精密3.材料性能黑色金屬、淬火黑色金屬、有色金屬4.熱處理類型淬火、調(diào)質(zhì)、時效等5.生產(chǎn)批量單件小批生產(chǎn)、批量生產(chǎn)、大批大量生產(chǎn)一、表面加工方案的選擇原則1.零件/型面類型（結(jié)構(gòu)形狀和尺寸31.零件結(jié)構(gòu)決定加工方案1.零件結(jié)構(gòu)決定加工方案41.零件結(jié)構(gòu)決定加工方案1.零件結(jié)構(gòu)決定加工方案51.零件結(jié)構(gòu)決定加工方案1.零件結(jié)構(gòu)決定加工方案62.精度等級決定加工方案2.精度等級決定加工方案73.材料性能決定加工方案3.材料性能決定加工方案83.材料性能決定加工方案3.材料性能決定加工方案94.材料熱處理要求決定加工方案4.材料熱處理要求決定加工方案104.材料熱處理要求決定加工方案4.材料熱處理要求決定加工方案115.生產(chǎn)批量決定加工方案生產(chǎn)類型零件的年產(chǎn)量(生產(chǎn)綱領(lǐng))（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)批量決定加工方案生產(chǎn)類型零件的年產(chǎn)量(生產(chǎn)綱領(lǐng))（件125.生產(chǎn)批量決定加工方案5.生產(chǎn)批量決定加工方案135.生產(chǎn)批量決定加工方案5.生產(chǎn)批量決定加工方案14二、常見表面加工方案選擇外圓內(nèi)圓平面齒型表面二、常見表面加工方案選擇外圓151.外圓表面加工方案選擇依附的零件基本表面；軸類、盤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）1.外圓表面加工方案選擇依附的零件16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。外圓加工方案一車削類粗車半精車精車研磨金剛石車Ra25-1217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二車磨類粗車半精車精車粗磨拋光Ra25-12.518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外圓加工方案三特種加工旋轉(zhuǎn)電火花Ra6.3-0.8超聲波套料19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：超聲波套料典型外圓加工情況黑色金屬－不淬火202.內(nèi)圓加工方案依附的零件基本表面，主要是盤套類、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)量內(nèi)圓加工特點類型多、加工難內(nèi)圓加工方法鉆、擴、鉸、車、鏜、拉、磨、珩磨或研磨及滾壓特種加工2.內(nèi)圓加工方案依附的零件21內(nèi)圓面(孔)加工VS外圓面加工1)孔加工所用的刀具(或磨具)的尺寸受被加工孔的直徑的限制，刀具的剛性差，容易產(chǎn)生彎曲變形及振動；孔的直徑越小，深度越大，這種影響越顯著。2)大部分孔加工刀具為定尺寸刀具，孔的直徑往往取決于刀具的直徑，刀具的制造誤差及磨損將直接影響孔的加工精度。3)加工孔時，切削區(qū)在工件的內(nèi)部，排屑條件、散熱條件都差。因此，孔的加工精度和表面質(zhì)量都不容易控制。

加工內(nèi)圓面要比加工同樣要求的外圓面困難。當(dāng)一個零件要求內(nèi)圓面與外圓面必須保持某一正確關(guān)系時，應(yīng)先加工內(nèi)圓面，再以內(nèi)圓面定位加工外圓面，以保證達(dá)到加工要求。內(nèi)圓面(孔)加工VS外圓面加工1)孔加工所用的刀具(或磨22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Ra25-12.5IT12-11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)圓加工方案一車（鏜）類粗車半精車精車研磨金剛鏜Ra25-123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Ra25-12.5IT12-11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精磨浮動鏜Ra1.6-0.8IT8－7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24內(nèi)圓加工方案三鉆擴鉸類粗車擴孔研磨Ra25-12.5IT12-11Ra6.3-3.2IT10-9Ra1.6-0.8IT8-7Ra0.1－0.008IT6－4鉆孔Ra25-12.5IT12-11粗鏜粗鉸調(diào)質(zhì)淬火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<15mm）和細(xì)長孔(L/D>5)。內(nèi)圓加工方案三鉆擴鉸類粗車擴孔研磨Ra25-12.5Ra6.25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Ra25-12.5IT12-11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)圓加工方案四拉削類粗車粗拉Ra25-12.5Ra1.6-026內(nèi)圓加工方案五特種加工電火花穿孔Ra3.2-0.4超聲波穿孔Ra1.6—0.1激光打孔高硬導(dǎo)電材料上的型孔、小孔和深孔應(yīng)用：各種難加工材料上的孔硬脆非金屬材料上的型孔、小孔和深孔各種難加工材料上的小孔和微細(xì)孔內(nèi)圓加工方案五特種加工電火花穿孔Ra3.2-0.4超聲波穿孔27典型內(nèi)圓加工原則批量決定方法單件小批：一般不能選鉆擴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方案特殊材料選特種加工方案精度決定最終加工方法典型內(nèi)圓加工原則批量決定方法283.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、機座、工作臺、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3.平面加工方法選擇依附的零件29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一銑（刨）類粗銑半精銑Ra25-12.5Ra6.30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二銑（刨）磨類粗銑半精銑Ra25-12.5Ra631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、軸、套類零件的端面和臺階面平面加工方案三車削類粗車半精車Ra25-12.5Ra6.3-32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四拉削類粗拉精拉Ra6.3-3.2Ra1.6-033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刮削時效粗刨半精刨精刨Ra3.2-1.6精銑時效時效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五平板、導(dǎo)軌類粗銑半精銑Ra25-12.5Ra634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：各種高強度、高硬度、熱敏性和磁性等導(dǎo)電材料上的平面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35齒輪軸加工實例齒輪軸加工實例36法蘭盤法蘭盤37柱塞套柱塞套38V形鐵時效處理V形鐵時效處理39支架支架40特種加工實例特種加工實例41課外作業(yè)冷加工習(xí)題集p12：各種孔p13：孔和外圓p14：各種孔p15：外圓課外作業(yè)冷加工習(xí)題集42三、齒形加工三、齒形加工431.齒輪加工方法及其選擇常規(guī)齒輪參數(shù)模數(shù)壓力角關(guān)于嚙合：齒數(shù)、中心距、模數(shù)、壓力角齒輪精度輪齒同側(cè)齒面偏差：0、1~12級，0級最高，12級最低適用范圍：漸開線齒輪；分度圓直徑5～10000mm；法向模數(shù)：0.5～70mm；齒寬：4～1000mm徑向綜合偏差：4、5~12級適用范圍：漸開線齒輪；分度圓直徑5～10000mm；法向模數(shù)：0.2～10mm徑向跳動：0、1~12級，0級最高，12級最低適用范圍：漸開線齒輪；分度圓直徑5～10000mm；法向模數(shù)：0.5～70mm；齒寬：4～1000mm加工方法成形法展成法1.齒輪加工方法及其選擇常規(guī)齒輪參數(shù)44各種機械采用的齒輪的精度等級各種機械采用的齒輪的精度等級45（1）銑齒（1）銑齒46兩種銑刀加工模數(shù)m≤20的齒輪加工模數(shù)m>20的齒輪兩種銑刀加工模數(shù)m≤20的齒輪加工模數(shù)m>20的齒輪47齒形參數(shù)與銑刀編組編號12345678齒數(shù)12－1314－1617－2021－2526－3435－5455－134135以上齒形參數(shù)與銑刀編組編號12345678齒數(shù)12－1314－148銑削螺旋齒形銑削螺旋齒形49銑齒的工藝特點及應(yīng)用工藝特點生產(chǎn)成本低加工精度低生產(chǎn)率低應(yīng)用單件小批量生產(chǎn)和機修需要，加工9級精度以下的齒輪銑齒的工藝特點及應(yīng)用工藝特點50（2）插齒加工（2）插齒加工51工程訓(xùn)練中心的插齒機工程訓(xùn)練中心的插齒機52插齒刀和工件裝夾位置插齒刀和工件裝夾位置53插齒加工原理插齒刀插齒刀插齒加工相當(dāng)于一對無嚙合間隙的圓柱齒輪的強制嚙合傳動插齒加工原理插齒刀插齒刀插齒加工相當(dāng)于一對無嚙合間隙的圓柱齒54插齒運動主運動主運動：插齒刀上下往復(fù)直線運動進給運動：（1）插齒刀與工件的分齒運動（2）插齒刀的圓周進給運動（3）插齒刀徑向進給運動（4）工件的讓刀運動插齒運動主運動主運動：插齒刀上下往復(fù)直線運動進給運動：55插齒運動及其包絡(luò)線插齒運動及其包絡(luò)線56加工范圍加工范圍57加工螺旋齒加工螺旋齒58插齒的工藝特點及應(yīng)用工藝特點生產(chǎn)成本低加工精度中等生產(chǎn)率高應(yīng)用適合單件小批量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)，加工8~7級精度的齒輪插齒的工藝特點及應(yīng)用工藝特點59（3）滾齒加工（3）滾齒加工60工程訓(xùn)練中心的滾齒機工程訓(xùn)練中心的滾齒機61滾刀刀架滾刀刀架62滾齒原理滾齒加工相當(dāng)于一對無嚙合間隙的齒輪-齒條的強制嚙合傳動滾齒原理滾齒加工相當(dāng)于一對無嚙合間隙的齒輪-齒條的強制嚙合傳63滾齒原理主運動：滾刀的旋轉(zhuǎn)運動進給運動：（1）滾刀與工件的分齒運動（2）滾刀的垂直進給運動滾齒原理主運動：滾刀的旋轉(zhuǎn)運動64滾齒過程中漸開線齒形的形成滾齒過程中漸開線齒形的形成65滾刀滾刀66加工范圍滾切直齒圓柱齒輪滾切螺旋齒輪加工范圍滾切直齒圓柱齒輪滾切螺旋齒輪67滾切蝸輪滾切蝸輪68滾齒的工藝特點及應(yīng)用工藝特點生產(chǎn)成本低加工精度中等生產(chǎn)率高應(yīng)用適合單件小批量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)，加工8~7級精度的齒輪滾齒的工藝特點及應(yīng)用工藝特點69插齒VS滾齒加工原理相同加工范圍不同加工精度和齒面粗糙度基本相同插齒的分齒精度低，滾齒的齒形精度略低插齒的齒面粗糙度略優(yōu)滾齒生產(chǎn)率高于插齒生產(chǎn)類型相同插齒VS滾齒加工原理相同70（4）刨齒加工錐齒形刨齒機（4）刨齒加工錐齒形刨齒機71（5）齒形精加工-剃齒剃齒刀（5）齒形精加工-剃齒剃齒刀72剃齒加工剃齒加工73（6）齒形精加工-珩齒（6）齒形精加工-珩齒74（7）齒形精加工-磨齒（7）齒形精加工-磨齒75兩種展成法磨齒兩種展成法磨齒76蝸桿形砂輪磨齒蝸桿形砂輪磨齒77（8）齒形精加工-研齒（8）齒形精加工-研齒78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級修配齒輪7－8級汽車齒輪（整體調(diào)質(zhì)）7－8級機床齒輪（齒面淬火）6級精密齒輪（淬火）4－5級航空齒輪（肯定淬火）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79方案一9級修配齒輪單件小批修配：銑齒大批大量：粗滾齒