第四章汽车零件的典型加工方法
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第四章汽车零件的典型加工方法
一、拉削
1.拉刀与拉床：
1)拉刀的结构及组成：组成有；前柄，颈部，过度 锥，前导部，切削齿，校准齿，后导齿，后柄构 成
2) wk.baidu.com刀和拉床结构如图4—1、4—3所示。
2.拉削的特点：生产率高，加工质量高，加工范围 广，刀具耐用度高，机床结构简单，刀具成本高， 主要用于大批量生产。
寿命长、效率高、质量稳定，不能纠正形位误差， 不适用锥面及带肩轴的加工，用于铸铁、钢件、 青铜等。
二、研磨
1.含义：采用较软的研具和研磨剂在工作表面上相 对运动切削微量的金属的一种加工方法。
2.研磨剂的作用：机械切削、物理、化学作用。
3.特点：
υ小、变形小、Q小、运动复杂、Ra 0.16～ 0.07μm应用范围广、能提高形状和尺寸精度、 但不能提高位置精度、方法简单等。
加切削、但表面质量低等。 2）应用范围：主要用直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮
的加工，但不能用于内齿轮和多联齿轮的加工。
三、插齿（展成法）
是应用广泛的齿轮加工方法。它一次完成齿槽的 粗、半精加工，其精度为8～7级，Ra1.6μm 。
1.插齿原理 是模拟一对直齿圆柱齿轮的啮合过（图4—38）。 1）主运动：插齿刀作上、下往复运动。 2）展成运动：工件和刀具保持齿轮的啮合关系。 3）圆周进给运动：是插齿刀的回转运动。 4）径向进给运动：是插齿刀径向移动的距离。 5）让刀运动：加工中刀具让开和恢复的运动。 2.插齿的特点：齿形精度比滚齿高；齿面的Ra值
1.无屑加工有热、冷扎、压铸、注塑、粉末冶金。
特点：效率高、耗材小、成本低、加工质量差。
2.切削加工方法：成形法和展成法。
1)成形法：利用与被加工齿轮齿槽法面截形相一 致的刀具齿形，在齿坯上加工出齿面。（一般是 拉齿、铣削和磨削加工）。
2)展成法：切齿时刀具与工件模拟一对齿轮作啮 合运动，在运动过程中，刀具齿形的运动轨迹逐 步包络出工件的齿形，如图4—43所示。
2)工件沿轴线往复直线运动：
1.普通内圆磨：见图4—15所示。 2.特点：砂轮直径小，易振动，散热性差，易变形，
加工精度低等。
四、平面磨削 常见的有四种磨削方式，详见图4—13所示。
1.圆周磨的特点：效率低，排屑及冷却条件好， 精度高，接触面积小，磨削力小，刚性差等。
2.端磨：特点：与周磨相反。 五、无心外圆磨： 1. 无心外圆磨削的工作原理如图4—16所示。 2. 磨削方式：贯穿法和切入法。 3. 特点：磨削质量高，易于实现自动化，机床调
按刀刃数量分：单刃、双刃和多刃镗刀。 特点：单刃刀：调整麻烦，效率低，小批生产。 双刃刀：精度由镗刀保证，无法纠正形位误差。 多刃刀：效率高，刃磨和制造麻烦用大批生产。 3.细镗的含义、切削用量及用途 1）含义：用金刚石或硬质合金刀具，高速镗削。 2）切削用量的选择： 3）特点：IT7～IT6、Ra 0.4～0.05um，用于有
小；运动精度低于滚齿；齿向偏差比滚齿大；插 齿的效率比滚齿低。
3.插齿的应用：内齿轮、双联或多联齿轮、齿条、 扇形齿轮。
四、剃齿（齿面精加工）
1.剃齿原理：剃齿刀带动工件自由转动，并模拟一 对螺旋齿轮作双面无侧隙啮合的过程。刀具与工 件的轴线成一定角度，如4—42所示。
2.剃齿的运动形式：
1)剃齿刀的正反旋转运动（工件由刀具带动）。
• 磨削书牍高，温度大1000度左右，引起零 件变形和组织变化，需进行充分冷却。
• 砂轮在磨削时具有“自锐”作用，部分磨 料在一定条件下崩碎脱落，形成新的锋利 刀口。
§4—2磨 削
二、外圆磨削：
1.纵磨：横向进给小，精度高，效率低，散热好。 2.横磨：散热差，效率高，磨削力大，精度低等。 三、内圆磨削：
二、镗削
1.镗孔的特点：IT9～IT7 ，Ra 6.3～0.8um加工范 围大，能纠正位置公差，但刀杆刚性差，冷却排 屑困难，效率低等。
2.镗床运动及加工范围： 1）运动形式：主运动、进给运动、辅助运动。 2）分类：卧式镗床，精镗镗床，坐标镗床。 3）常用镗刀分类、特点： 分类：按结构分：整体式、装配式、可调镗刀。
整费时，适用于大批量生产。 六、影响磨削表面质量的因素
磨粒划痕、材料的变形、热效应和振动等。 七、高效磨削的方法
有高速、超高速、缓进给和高效深切磨削等。
§4—3光 整 加 工
有高精度、研、珩、超精加工、滚压和抛光等。
一、珩磨：
1.含义：用油石在一定的压力下，低速磨削加工。 2.特点：IT7～IT6、Ra=0.2～0.05μm、设备简单、
色金属和铸铁孔的精加工。
磨 削加工常识
• 磨削加工：是在磨床上用磨具（砂轮）以较高的 线速度对工件表面进行的精细加工。
• 磨床：外圆磨床、内圆、万能、平面、无心、螺 纹、工具磨床等普通，还有曲轴、花键等专用磨 床。
• 砂轮：是磨削加工中使用的切削刀具，由许多磨 粒用粘结材料粘结在一起，又经烧结而成的多孔 体切削工具
4.分类：有手工研磨和机械研磨。
三、超精加工
1.原理：如图4-31
2.加工阶段：强烈切削阶段；正常切削阶段；微 弱切削阶段；自动停止阶段。
3.特点：只降低粗糙度，一般Ra 0.01～0.08um， 速度低，磨条压力小，余量小，无烧伤等。主要 用于加工曲轴、凸轮。
§4—4齿面的加工
一、圆柱齿轮的加工方法
展成法的特点：效率高、一把刀具可加工同一模 数，不同齿数的齿轮，专用齿轮机床，刀具制造 和刃磨复杂，用于大批生产（滚齿、插齿）等。
二、滚齿加工 1.滚齿原理： 1）加工直齿圆柱齿轮的传动原理 用滚刀加工直齿圆柱齿轮必须具备以下运动： 形成渐开线齿廓的展成运动， 形成直线齿形（导线）的运动。如图4—35所示。 2）斜齿轮加工原理图：如4—35所示。 2.滚齿的加工特点及应用 1）滚齿的特点：适应性好、生产效率高、多齿参
一、砂轮的特性与选择 1.磨料的性能：有高的硬度，适当的强度和韧性，
良好耐热性等。 2. 砂轮硬度：
磨削加工特点
• 能经济地获得高的加工精度（IT8-IT5）和 表面粗糙度Ra1.25-0.32微米。
• 砂轮磨料具有很高的硬度和耐磨性，可磨 削一些硬度很高的金属和非金属。但不宜 磨削软质材料（纯铜、纯铝等）。
一、拉削
1.拉刀与拉床：
1)拉刀的结构及组成：组成有；前柄，颈部，过度 锥，前导部，切削齿，校准齿，后导齿，后柄构 成
2) wk.baidu.com刀和拉床结构如图4—1、4—3所示。
2.拉削的特点：生产率高，加工质量高，加工范围 广，刀具耐用度高，机床结构简单，刀具成本高， 主要用于大批量生产。
寿命长、效率高、质量稳定，不能纠正形位误差， 不适用锥面及带肩轴的加工，用于铸铁、钢件、 青铜等。
二、研磨
1.含义：采用较软的研具和研磨剂在工作表面上相 对运动切削微量的金属的一种加工方法。
2.研磨剂的作用：机械切削、物理、化学作用。
3.特点：
υ小、变形小、Q小、运动复杂、Ra 0.16～ 0.07μm应用范围广、能提高形状和尺寸精度、 但不能提高位置精度、方法简单等。
加切削、但表面质量低等。 2）应用范围：主要用直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮
的加工，但不能用于内齿轮和多联齿轮的加工。
三、插齿（展成法）
是应用广泛的齿轮加工方法。它一次完成齿槽的 粗、半精加工，其精度为8～7级，Ra1.6μm 。
1.插齿原理 是模拟一对直齿圆柱齿轮的啮合过（图4—38）。 1）主运动：插齿刀作上、下往复运动。 2）展成运动：工件和刀具保持齿轮的啮合关系。 3）圆周进给运动：是插齿刀的回转运动。 4）径向进给运动：是插齿刀径向移动的距离。 5）让刀运动：加工中刀具让开和恢复的运动。 2.插齿的特点：齿形精度比滚齿高；齿面的Ra值
1.无屑加工有热、冷扎、压铸、注塑、粉末冶金。
特点：效率高、耗材小、成本低、加工质量差。
2.切削加工方法：成形法和展成法。
1)成形法：利用与被加工齿轮齿槽法面截形相一 致的刀具齿形，在齿坯上加工出齿面。（一般是 拉齿、铣削和磨削加工）。
2)展成法：切齿时刀具与工件模拟一对齿轮作啮 合运动，在运动过程中，刀具齿形的运动轨迹逐 步包络出工件的齿形，如图4—43所示。
2)工件沿轴线往复直线运动：
1.普通内圆磨：见图4—15所示。 2.特点：砂轮直径小，易振动，散热性差，易变形，
加工精度低等。
四、平面磨削 常见的有四种磨削方式，详见图4—13所示。
1.圆周磨的特点：效率低，排屑及冷却条件好， 精度高，接触面积小，磨削力小，刚性差等。
2.端磨：特点：与周磨相反。 五、无心外圆磨： 1. 无心外圆磨削的工作原理如图4—16所示。 2. 磨削方式：贯穿法和切入法。 3. 特点：磨削质量高，易于实现自动化，机床调
按刀刃数量分：单刃、双刃和多刃镗刀。 特点：单刃刀：调整麻烦，效率低，小批生产。 双刃刀：精度由镗刀保证，无法纠正形位误差。 多刃刀：效率高，刃磨和制造麻烦用大批生产。 3.细镗的含义、切削用量及用途 1）含义：用金刚石或硬质合金刀具，高速镗削。 2）切削用量的选择： 3）特点：IT7～IT6、Ra 0.4～0.05um，用于有
小；运动精度低于滚齿；齿向偏差比滚齿大；插 齿的效率比滚齿低。
3.插齿的应用：内齿轮、双联或多联齿轮、齿条、 扇形齿轮。
四、剃齿（齿面精加工）
1.剃齿原理：剃齿刀带动工件自由转动，并模拟一 对螺旋齿轮作双面无侧隙啮合的过程。刀具与工 件的轴线成一定角度，如4—42所示。
2.剃齿的运动形式：
1)剃齿刀的正反旋转运动（工件由刀具带动）。
• 磨削书牍高，温度大1000度左右，引起零 件变形和组织变化，需进行充分冷却。
• 砂轮在磨削时具有“自锐”作用，部分磨 料在一定条件下崩碎脱落，形成新的锋利 刀口。
§4—2磨 削
二、外圆磨削：
1.纵磨：横向进给小，精度高，效率低，散热好。 2.横磨：散热差，效率高，磨削力大，精度低等。 三、内圆磨削：
二、镗削
1.镗孔的特点：IT9～IT7 ，Ra 6.3～0.8um加工范 围大，能纠正位置公差，但刀杆刚性差，冷却排 屑困难，效率低等。
2.镗床运动及加工范围： 1）运动形式：主运动、进给运动、辅助运动。 2）分类：卧式镗床，精镗镗床，坐标镗床。 3）常用镗刀分类、特点： 分类：按结构分：整体式、装配式、可调镗刀。
整费时，适用于大批量生产。 六、影响磨削表面质量的因素
磨粒划痕、材料的变形、热效应和振动等。 七、高效磨削的方法
有高速、超高速、缓进给和高效深切磨削等。
§4—3光 整 加 工
有高精度、研、珩、超精加工、滚压和抛光等。
一、珩磨：
1.含义：用油石在一定的压力下，低速磨削加工。 2.特点：IT7～IT6、Ra=0.2～0.05μm、设备简单、
色金属和铸铁孔的精加工。
磨 削加工常识
• 磨削加工：是在磨床上用磨具（砂轮）以较高的 线速度对工件表面进行的精细加工。
• 磨床：外圆磨床、内圆、万能、平面、无心、螺 纹、工具磨床等普通，还有曲轴、花键等专用磨 床。
• 砂轮：是磨削加工中使用的切削刀具，由许多磨 粒用粘结材料粘结在一起，又经烧结而成的多孔 体切削工具
4.分类：有手工研磨和机械研磨。
三、超精加工
1.原理：如图4-31
2.加工阶段：强烈切削阶段；正常切削阶段；微 弱切削阶段；自动停止阶段。
3.特点：只降低粗糙度，一般Ra 0.01～0.08um， 速度低，磨条压力小，余量小，无烧伤等。主要 用于加工曲轴、凸轮。
§4—4齿面的加工
一、圆柱齿轮的加工方法
展成法的特点：效率高、一把刀具可加工同一模 数，不同齿数的齿轮，专用齿轮机床，刀具制造 和刃磨复杂，用于大批生产（滚齿、插齿）等。
二、滚齿加工 1.滚齿原理： 1）加工直齿圆柱齿轮的传动原理 用滚刀加工直齿圆柱齿轮必须具备以下运动： 形成渐开线齿廓的展成运动， 形成直线齿形（导线）的运动。如图4—35所示。 2）斜齿轮加工原理图：如4—35所示。 2.滚齿的加工特点及应用 1）滚齿的特点：适应性好、生产效率高、多齿参
一、砂轮的特性与选择 1.磨料的性能：有高的硬度，适当的强度和韧性，
良好耐热性等。 2. 砂轮硬度：
磨削加工特点
• 能经济地获得高的加工精度（IT8-IT5）和 表面粗糙度Ra1.25-0.32微米。
• 砂轮磨料具有很高的硬度和耐磨性，可磨 削一些硬度很高的金属和非金属。但不宜 磨削软质材料（纯铜、纯铝等）。