第4章外圆面加工工艺与装备

① 精度高、表面粗糙度小。
② 砂轮具有自锐作用。
③•磨背削向加工磨的削基力本大原理。 ④ 磨削温度高。
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• 2.磨削加工应用
• 磨削可以加工 铸铁、碳钢、合 金钢等一般结构 材料以及高硬度 的淬硬钢、硬质 合金、陶瓷和玻 璃等难切削的材 料。但不宜精加 工塑性较大的有 色金属材料。 • 磨削可以加工 外圆面、内孔、 平面、成形面、 螺纹和齿轮形等 各种各样的表面
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• 4.1.4 加工实例
•【实例4-1】 车台阶（零件图样见图)
• 车削台阶时，不仅要车削组成台阶的外圆，还要车削环形的端面，是 外圆车削和平面车削的组合。 • 车削台阶时既要保证外圆的尺寸精度和台阶面的长度要求，还要保证 台阶平面与工件轴线的垂直度要求。
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•（1）车孔刀的刀尖应与工件中心等高或稍高。若刀尖低于工件 中心，切削时在切削抗力的作用下，容易将刀柄压低而产生扎刀 现象，并可造成孔径扩大。 •（2）刀柄伸出刀架不宜过长，一般比被加工孔长5～10 mm。 •（3）车孔刀刀柄与工件轴线应基本平行，否则在车削到一定深 度时刀柄后半部容易碰到工件的孔口。
•4.2.4 加工实例
【实例4-3】 光滑轴的磨削（零件图样见图）
• 外圆磨削一般根据工件的形状大小、精度要求、磨削余量的多少
和工件的刚性等来选择磨削的方法。磨削光轴要分两次调头装夹磨 削才能完成，要求无明显接刀痕迹，对工件的定位基准（中心孔与 顶尖）有较高的要求，以保证工件的同轴度和圆柱度公差
•光轴零件图样
• 1. 车床
• 车床类机床主要用于加工各种回转面，如内外圆柱表 面、圆锥表面、成形回转表面和回转体的端面等，有些车 床还能加工螺纹面。 • 车床种类丰富，主要有卧式车床、立式车床、转塔车 床、自动车床、数控车床等，能满足不同的生产需求。
•车床和车削加工（视频）
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• 2. 车刀
校对头架、尾座中心
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磨削步骤
• 修研中心孔，校正头架、尾座中心，以防工件产生明显的接刀痕 迹。
• 将工件装夹在两顶尖间（顶尖、中心孔擦净加油）。
• 确定工作台行程，调整行程挡块位置，使接刀长度小于30mm，过 长易变形产生接刀痕。
• 找正工作台，要求接刀处比另一端大0.005mm，这样接刀时易接 平。
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•4.2.2 磨削装备
•1. 磨床
用磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨等） 作为工具对工件表面进行切削加工的机床， 统称为磨床。 （1）外圆磨床。 （2）内圆磨床。 （3）平面磨床。 （•磨4床）和工磨具削加磨工床（。视频）
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•无心外圆磨床
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• 按进给方式不同分为纵磨法、横磨法、综合 磨法和深磨法。。
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无心磨削
• 无心外圆磨削是一种生产率很高的精加工方 法。磨削时，工件放在砂轮和导轮之间，下 方用托板托起，导轮实际上也是一个砂轮， 用橡胶结合剂做成，磨粒较粗；另一个砂轮 主要承担磨削任务，称为磨削轮。
• 安装时，导轮相对于磨削轮轴线倾斜一个角 度α，以比磨削轮低得多的速度转动，从而 靠摩擦力带动工件转动。由于导轮安装时倾 角的作用，工件在导轮摩擦力作用下，一方 面旋转作圆周运动，另一方面作轴向进给运 动。
• 车刀是金属切削加工中使用最广的刀具。车刀可用于普通车床、 转塔车床、立式车床、自动和半自动车床上，加工外圆、内孔、 端面、螺纹、切槽或切断等不同的加工工序。 • 车刀按其用途不同可分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切 断刀等类型。 • 车刀按其结构又可分为4种形式，即整体式车刀、焊接式车刀、 机夹式车刀和可转位式车刀。
（1）易于保证工件各个加工表面间的位置精 度。
（2）切削过程平稳。
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• 2. 车削加工的应用
•车削可以加工 各种回转表面， 如： •内外圆柱面 •内外圆锥面 •螺纹 •沟槽 •端面 •成形面
•车削加工的应用
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• 4.1.2 车削装备
• 车床、车刀以及车床夹具是车削装备的主要组成要素。
•（2）粗车端面、外圆56.5 mm。 •（3）粗车外圆46.5 mm，长45 mm。
•（4）精车端面、外圆，长45 mm，倒角C1，表面粗糙度Ra为 3.2 m。 •（5）调头，垫铜皮夹住外圆，校正卡爪处外圆和台阶平面（反 向），夹紧工件。
•（6）粗车端面（总长82 mm）、外圆56.5 mm。
•（7）精车端面，保证总长81 mm，保证平等度误差在0.08 mm 以内。 •（8）精车外圆，素线度误差不大于0.05 mm，表面粗糙度Ra为 3.2 mm。 •（9）倒角C1。 •（10）检查质量后取下工件。
• 2. 车削步骤
•（1）夹持外圆，校正并夹紧。 •（2）车端面（车平即可）。
•（3）钻孔18 mm。
•（4）粗、精车孔径尺寸至要求。 •（5）孔口倒角C1。 •（6）检查后取下工件。
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•4.2 磨削加工与装备
•4.2.1 磨削的特点和应用
•1. 磨削加工的工艺特点
磨削是使用砂轮或者其他磨具精加工工件的 过程。磨削加工是外圆表面主要精加工方法， 特别适用于各种高硬度和淬火后的零件精加 工，其主要特点如下：
• 1. 车削过程
•（1）车削前的准备。 •（2）工件的装夹。 •（3）工件的校正 。 •（4）车刀的选用。 •（5）车削用量选择。 •（6）车外圆的操作步骤：
• ① 检查毛坯，选择车削用量 • ② 确定车削长度 • ③ 启动前准备 • ④ 试切 • ⑤ 停车 • ⑥ 检测
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•认识车刀
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• 3. 车床夹具及装夹方法
• 机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象， 使之占有正确位置，以接受加工或检测并保证加工要求的 机床附加装置，简称为夹具。车床常用的夹具有：三爪卡 盘、四抓卡盘、顶尖等。
•三爪卡盘
•四爪卡盘找正工件
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• 4.1.3 外圆车削工艺
•数控外圆磨床
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•2. 砂轮
• 砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。
• 砂轮是由一定比例的硬度很高的粒状磨料和 结合剂压制烧结而成的多孔物体。
• 磨削时能否取得较高的加工质量和生产率， 与砂轮的选择合理与否关系重要。砂轮的性 能主要取决于砂轮的磨料、粒度、结合剂、 硬度、组织及形状尺寸等因素。
用标准套和百分表检测垂直度
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•【实例4-2】 车通孔（零件图样见图) • 通孔的车削基本上与车外圆相同，在粗车或精车时也要进 行试切削，只是进刀与退刀的方向相反。 • 车孔时的切削用量应比车外圆时小一些，尤其是车小孔或 深孔时，其切削用量应更小。
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• Leabharlann Baidu. 车孔刀的装夹
• 砂轮的磨料应具有很高的硬度、耐热性，适 当的韧度和强度及边刃。
• 结•认合识剂砂轮的作用是将磨料黏合成具有各种形状 及尺寸的砂轮，并使砂轮具有一定的强度、 硬度、气孔和抗腐蚀、抗潮湿等第4章性外圆能面加工工艺与装备
•4.2.3 外圆磨削工艺
•1. 磨削过程
砂轮表面上的每个磨粒可以近似地看成一个微小刀齿，突出的磨粒 尖棱，可以看作微小的切削刃，因此，砂轮可以看做具有极多微小 刀齿的铣刀，这些刀齿随机地排列在砂轮表面上，其几何形状和切 削角度具有较大差异 （1）第一阶段：磨粒从工件表面滑擦而过，只有弹性变形而无切屑 形成。 （2）第二阶段：磨粒切入工件表面，刻划出沟痕并形成隆起。 （3）第三阶段：切削层厚度增大到某一临界值时，切下切屑。
• 2. 车削方式
•（1）荒车。一般切除余量为单面1～3 mm。 •（2）粗车。中小型锻、铸件毛坯一般直接进行粗车。粗 车主要切去毛坯大部分余量（一般车出阶梯轮廓） 。 •（3）半精车。一般作为中等精度表面的最终加工工序， 也可作为磨削和其他加工工序的预加工。 •（4）精车。外圆表面加工的最终加工工序和光整加工前 的预加工。 •（5）精细车。高精度、细粗糙度表面的最终加工工序。 适用于有色金属零件的外圆表面加工。由于有色金属不宜 磨削，所以可采用精细车代替磨削加工。 •
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•2. 普通的磨削方法
• 外圆磨削主要在普通外圆磨床或万能外圆磨 床上进行，根据磨削时工件定位方式的不同， 外圆磨削可分为：中心磨削和无心磨削两大 类。
• 中心磨削即普通的外圆磨削，被磨削的工件 由中心孔定位，在外圆磨床或万能外圆磨床 上加工。
• 磨削后工件尺寸精度可达IT6~IT8，表面粗糙 度•磨可削的达种0.类8~及其0.应1µ用m。
第4章外圆面加工工艺与 装备
2020/11/26
第4章外圆面加工工艺与装备
第4章 外圆面加工工艺与装备
• 本章学习要求
• 掌握外圆车削加工工艺。 • 掌握外圆磨削加工工艺。 • 理解外圆表面精密加工工艺。 • 掌握外圆表面加工方案的拟订方法。
第4章外圆面加工工艺与装备
本章大纲
• 4.1 车削加工与装备 • 4.2 磨削加工与装备 • 4.3 外圆表面的精密加工与装备 • 4.4 外圆表面加工方案的确定 • 4.5 实训——阶梯传动轴的加工
第4章外圆面加工工艺与装备
• 3. 台阶工件的检测
•台阶长度尺寸可用钢直尺，或游标深度尺进行测量。
• 用钢直尺测量台阶长度
用游标深度尺测量台阶长度
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• 3. 台阶工件的检测
• 端面、台阶平面对工件轴线的垂直度误差可用90º角 尺，或标准套和百分表检测。
•用90°角尺检测垂直
• 粗磨外圆，每次进给量0.01mm，切削液要充分，留精磨余量 0.03~0.05mm。
• 精磨外圆至尺寸（圆柱度小于0.005mm，接刀处比右端大 0.005mm），每次进给量0.005mm。
• 工件调头垫铜片装夹，粗磨接刀处外圆（中心孔、顶尖擦净加油） 留精磨余量0.03~0.05mm。
• 接刀外圆处涂上红丹粉，精磨接刀处外圆时用纵磨法磨削，每次 横向进给0.0025mm，当红丹粉变淡，说明砂轮已磨到工件外圆， 待红丹粉消失，立即退刀。
第4章外圆面加工工艺与装备
• 要注意中心孔的清理和润滑，要注意调整顶尖的顶紧力， 不要顶得过紧。 • 要保证砂轮的锋利，并浇注充分的切削液，以避免工件 产生烧伤痕迹。 • 接刀时，动作要协调，要注意砂轮横向进给与工作台纵 向进给的配合。要避免进给过头，使工件产生接刀痕迹或圆 柱度误差。
•找正工作台
第4章外圆面加工工艺与装备
•4.1 车削加工与装备
•4.1.1车削的特点和应用
•1. 车削加工的工艺特点
车削是在车床上利用工件的旋转运动和刀具
的移动来改变毛坯形状和尺寸，将其加工成 所需要零件的一种切削加工方法。
车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，
但就其精度来说，一般适合于作为外圆表面 粗加工和半精加工方
• 1. 车刀的装夹
• 粗车时，余量多，为了增大切削深度和减少刀尖的压力， 车刀装夹时实际主偏角以小于90º为宜。
• 精车时，为了保证台阶平面与工件轴线的垂直，车刀装 夹时实际主偏角应大于90º。
•粗车台阶时的偏刀装夹位置
精车台阶时的偏刀装夹位置
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• 2. 车削步骤
•（1）用三爪自定心卡盘夹住工件，留出外圆长120 mm左右，校 正并夹紧。
• 无心磨削时，工件不必用顶尖支持，安装方 便，简化了装夹过程，因此称第为4章外无圆面加心工工磨艺与装削备 。
•无心外圆磨削的原理
•无心磨削的工作原理
第4章外圆面加工工艺与装备
•3. 先进的磨削方法简介
随着生产和科学技术的发展，磨削逐步向高 精度和高效率方向发展 （1）高速磨削。 普通磨削时，砂轮线速度常在30～35m/s。 砂轮线速度高于45m/s的磨削称为高速磨削。 经济的磨削速度是50～60m/s。 （2）强力磨削。 强力磨削又叫深磨、蠕动磨削或大切深缓进 给磨削。 （3）砂带磨削。 砂带过去用于粗糙或抛光，现在第4章砂外圆面带加工磨工艺与削装备已
接刀磨削
第4章外圆面加工工艺与装备
• 4.3 外圆表面的精密加工与装备
外圆表面的精密加工方法常用的有外圆研磨、 外圆超精加工、高精度磨削等。 • 4.3.1外圆研磨