成形面类零件加工
非圆曲面加工
滚丝工件连续送进,效率比搓丝和径向滚丝高。
3)滚压头滚丝
在自动车床上,滚压头有3~4个均布于工件外 周的滚丝轮。 滚丝时,工件旋转,滚 压头轴向进给,将工件滚 压出螺纹。 适于滚工件上短螺纹。 滚压螺纹与切削螺纹相 比 , 其主要优点： 20 Y机械制造技术 非圆曲面加工
单片砂轮的修整较方便,加工精度较高,并且 可以加工较长的螺纹。
多片砂轮磨,工件 只需转一转多点即可 磨好,效率高,但加工 精度低,砂轮修整较困 难,仅适磨较短的螺纹。
Y机械制造技术 非圆曲面加工 17
5.滚压螺纹 滚压螺纹是无屑加工,工件在成形滚压工具的 压力作用下产生塑性变形而获得螺纹。 滚压螺纹在滚丝机、搓丝机或在附装自动开 合螺纹滚压头的自动车床上进行; 适用于大批量标准紧固 件等螺纹件的外螺纹。 按工具不同,螺纹滚压分 搓丝和滚丝两类。
第4章 非圆曲面加工
崔明铎
主编
Y机械制造技术
非圆曲面加工
1
教学基本要求
1.掌握成形面的加工方式及其特点。 2.熟知铣齿、滚齿和插齿的工作原理、工作 效率、加工质量及其各自适用场合。 3.了解齿面的精加工方法及其应用。
Y机械制造技术
非圆曲面加工
2
§1 成形面加工
为了实现特定功能,许多零件都有成形面,如手 柄、凸轮、叶片、模具型腔等。
Y机械制造技术 非圆曲面加工 18
滚丝 分:径向滚丝、切向滚丝和滚压头滚丝。
1)径向滚丝
两(三)个带螺纹牙形的滚丝轮安装在互相平 行轴上,工件放在两轮之间的支承上,两轮同向等 速旋转,其中一轮还作径向进给运动。 滚丝轮带动工件旋转其表面受挤压成螺纹。 2)切向滚丝
又称行星式滚丝,滚压工具由一个旋转的中心 滚丝轮和三块固定的弧形丝板组成。
经济型数控车床上成形面零件的加工
第16卷第1期沙洲职业工学院学报V ol.16,No.1 2013年3月Journal of Shazhou Professional Institute of Technology March,2013经济型数控车床上成形面零件的加工钱袁萍王强（沙洲职业工学院，江苏张家港215600）摘要：对于无循环指令的经济型数控车床加工成形面零件，通过合理规划刀具加工路径可以既方便地加工出成形面零件，又相对简化了程序，同时提高了生产效率和加工质量。
关键词：成形面；加工路径；程序；加工效率；加工质量中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1009－8429(2013)01－0011－06M achining the Forming Surface Parts on the Economic CNC LatheQIAN Y uan-ping,W ANG Qiang(Sha zhou Professional Institute of T echnology,Zhangjia gang215600,China)Abstract:Machining the forming surface parts on the economical CNC lathe without loop command,through a reasonable planning tool path,such parts can be easily processed,which also relatively simplified the procedure, and at the same time,improved the production efficiency and the processing quality.Key wor ds:the forming surface;machining path;program;machining efficiency;processing quality0引言具有曲线轮廓的回转体表面称为成形面，又称为特形面。
盘点7种常见机械加工方式方法,一起来看一下吧!
盘点7种常见机械加工方式方法，一起来看一下吧！机械加工的形式根据不同的材质工件和产品的要求而有所差别。
传统的机械加工方法就是我们经常听到的车、钳、洗、刨、磨这些。
而随着机械科技的发展，在机械加工方面，还出现了电镀、线切割、铸造、锻造和粉末加工等等。
那么机械加工形式有哪些呢？1、车削车削主要是由于工件的转动，通过车刀将工件切削成要求的形状。
刀具沿平行旋转轴线运动时，可以得到内、外圆柱面。
锥面的形成，则是刀具沿与轴线相交的斜线运动。
旋转曲面的形成是仿形车床或数控车床上，控制刀具沿着一条曲线进给。
另外一种旋转曲面的生产，则是采用成型车刀，横向进给。
除此之外加工螺纹面、端平面及偏心轴等也可以用车削加工。
2、铣削铣削加工主要依靠的是刀具的转动。
铣削分为卧铣和立铣，卧铣铣削的平面是由铣刀外圆面上的刃形成的。
立铣是由铣刀的端面刃形成。
想要获得较高的切削速度并提高生产率，可以提高铣刀的转速。
不过由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。
3、刨削刨削主要是刀具做往复直线运动对工件进行切削。
因此，刨削的速度相对较低，从而生产率较低。
但是刨削的精度和表面粗糙度较铣削的结果更为平稳。
4、磨削磨削加工主要依赖的是砂轮和磨具对工件进行加工，依靠的是砂轮的旋转。
砂轮在进行磨削的时候，主要是砂轮上的磨粒对工件表面进行切削、刻削和滑擦三种作用。
磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。
因此，磨削一定时间后，需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。
5、齿面加工齿面加工是新的加工方式，这种加工方式分为两大类：一种是成形法，另外一种是展成法。
成形法主要利用普通铣床进行加工，刀具为成形铣刀，需要刀具的旋转运动和直线移动这两个简单的成形运动。
而展成法加工齿面的常用机床为滚齿机、插齿机等。
6、复杂曲面加工对于复杂曲面的加工，数控机床派上了用场。
三维曲面的切削加工，主要采用仿形铣和数控铣的方法或特种加工方法。
车削加工技术补充课件—成形面及表面修饰加工---成形面加工(1)
刃磨与选用刀具：要求车刀的主切削刃呈圆弧形。用三爪自 定心卡盘夹持工件
制定车削加工工艺（加工步骤）
按圆球部分的直径和长度L车出两级外圆（D、d）均留 0.3～0.5mm余量。
圆球部倒角，用45°车刀先在圆球的两侧倒角，以减少加 工余量如图所示。
粗车右半球：车刀进至离右半球中心4～5mm接触外圆后， 用双手同时移动中、小滑板，中滑板开始进给速度要慢，以后 逐渐加快，小滑板恰好相反；双手动作要协调一致，最后一刀 离球面中心位置大概1.5mm，以保证有足够的切削用量。
② 尾座靠模法。
配 钥 匙
1-成型面；2-车刀；3-靠模；4-靠模杆；5-尾座； 用尾座靠模车手柄
与车圆锥的仿形法基本相同，只是将圆 ③ 横向靠模法。 锥靠模板换成一个带有曲线槽的靠模板，并
将滑块换成圆柱即可
1-车刀；2-刀杆；3-刀夹；4-弹簧；5-滚轮； 6-靠模；7-夹板；8-螺钉；9-键； 10-工件
横向靠模法车削成型面
④ 靠模车凸轮。
1-心轴；2-靠模；3-套圈；4-工件；5-垫圈；6-螺帽；7-宽轮子；8-车刀 用靠模车削凸轮
2、成型件的表面修光
（1）锉刀修整。 通常用细纹板锉和特细纹板锉（油光锉）进行修整，锉削余量
一般在0.03 mm之内。 （2）砂布抛光。
三、成型面的检验
用样板检验成型面的方法 用千分尺检验圆球
2021/5/27
二、成形面的加工
1、成型面的车削加工
（1）双手控制车削成型面
方法1：中滑板+小滑板 小滑板 不能连续进给，劳动强度大
方法2：床鞍+中滑板 小滑板能 连续进给，劳动强度小
双手控制法车削成形面注意事项
双手配合协调、熟练，准确控制车刀切入深度，防局 部车小；需多次合成进给 运动，才能加工成形；工件装夹 时伸出尽可能短些，以增加刚性，否则，采用两顶装夹，先 车靠近尾座一端，再车靠近主轴一端；车刀最好从曲面高处 向低处送进，先车靠近尾座一端，再车靠近主轴一端；车削 复杂成形面时，分几个简单成形面逐一加工。无论分成多少 个成形面，其检测基准应保持一致，先车直线部分，再车曲 线部分。锉削修整，用力不宜过猛。
第二三讲教案1.2表面成形+1.3机械加工方法
华北水利水电学院教学过程：1.2 机械加工表面的成型一、工件表面的成型方法零件的形状是由各种表面组成的，所以零件的切削加工归根到底是表面成形问题。
各种典型表面都可以看做是一条线（称为母线）沿着另一条线（称为导线）运动的轨迹。
母线和导线统称为形成表面的发生线。
需要注意的是，有些表面的两条发生线完全相同，只因母线的原始位置不同，也可形成不同的表面。
如图1-8中，母线均为直线1，导线均为圆2，轴心线均为OO′，所需要的运动也相同。
但由于母线相对于旋转轴线OO′的原始位置不同，所产生的表面也就不同，分别为圆柱面、圆锥面或双曲面。
图1-8 母线原始位置变化时形成的表面3．零件表面的形成方法（1）轨迹法它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。
用尖头车刀、刨刀等切削时，切削刃与被加工表面可看作点接触，因此切削刃可看作一个点，发生线为接触点的轨迹线。
采用轨迹法形成发生线时，刀具需要一个独立的成形运动。
（2）成形法成形法是利用成形刀具对工件进行加工的方法。
用成形法来形成发生线，刀具不需要专门的成形运动。
（3）相切法相切法是利用刀具边旋转边作轨迹运动来对工件进行加工的方法。
采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工时。
采用相切法生成发生线时，需要两个相互独立的成形运动，即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律的运动。
（4）展成法展成法是利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。
切削加工时，刀具与工件按确定的运动关系作相对运动，切削刃与被加工表面相切，切削刃各瞬时位置的包络线，便是所需的发生线。
用展成法生成发生线时，刀具与工件之间的相对运动通常由两个分运动组合而成，它们之间保持严格的运动关系，彼此不独立，共同组成一个运动，称为展成运动。
如上述工件的旋转运动B 和直线运动A 都是形成渐开线的展成运动。
二、表面成形运动和辅助运动这种形成发生线，亦即形成被加工表面的运动，称为表面成形运动，简称成形运动。
此外，机床还有多种辅助运动。
第一章 金属切削基本知识
刀具角度对加工过程的影响
1. 前角（0） ① 减小切屑的变形；
作用 ② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。
a .减小切削力和切削热； 所以 0 ： b .减小刀具的磨损；
c .提高工件的加工精度和表面质量。
0
0选择：
加工塑性材料和精加工—取大前角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小前角（0 ）
前角（0）可正、可负、也可以为零。
➢ 偏挤压：金属材料一部分受挤压时 ，OB线以下金属由于母体阻碍，不 能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移
F
B
O
a）正挤压
45° M A F
BO
b）偏挤压
➢ 切削：与偏挤压情况类似。弹性变
M
形→剪切应力增大，达到屈服点→产 生塑性变形，沿OM线滑移→剪切应
O F
力与滑移量继续增大，达到断裂强度
c）切削
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr）
作用：改善切削条件，提高刀具寿命。
减小kr：当ap、f 不变时，则 aw 、ac — 使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。
dw
ap
dm
但减小kr
Fy 、
n
Fx ，加大工件的变形
挠度，使工件精度降
化学惰性
低 惰性大 惰性小 惰性小 惰性大
耐磨性 低 加工质量
低
较高
高 最高
最高
很高
一般精度 Ra≤0.8 Ra≤0.8 IT7-8 IT7-8
高精度 Ra=0.1-0.05
IT5-6
Ra=0.4-0.2
IT5-6 可替代磨削
低速加 加工对象 工一般
车工工艺学1_第七章 成形面的车削和表面装饰加工
第二节 表面抛光和研磨
2)工件的几何形状误差不得超过0.02mm。 3)工件应留有0.005～0.03mm的研磨余量。 4)工件被研表面最好淬硬。 7.研磨速度
第7章
第三节 滚 花 一、花纹的种类和选择
表7-2 滚花的表示方法和尺寸规格
第7章
第三节 滚 花
表7-2 滚花的表示方法和尺寸规格
第7章
第一节 成形面的车削
图7-13 用外径千分尺测量圆球的圆度误差
六 、车削成形面时产生废品的原因及预防方法(见表7 -1)
第7章
第一节 成形面的车削
表7-1 车削成形面时产生废品的原因及预防方法
第7章
第二节 表面抛光和研磨 一、表面抛光
1. 用锉刀修光 2.用砂布抛光
第7章
图7-14 锉刀及其齿部形状
第7章
第三节 滚 花
2)滚花时，切削速度应选低一些，一般为5～10m/min；纵向进给 量选大一些，一般为0.3～0.6mm/r。 3)滚压时须浇注充足的切削液，并经常清除滚压产生的切屑。 4)车削带有滚花表面的工件时，应注意加工工艺安排。 5)车削带有滚花表面薄壁套工件时，应先滚花，再钻孔和车孔， 以减少工件的变形。 6)滚直纹时，滚花刀的齿纹必须与工件轴线平行，否则滚压出的 花纹不平直。
2.滚花前工件表面粗糙度值为Ra12.5μm。 3.滚花后工件直径大于滚花前直径，其值Δ≈(0.8~1.6)m。
二、滚花刀
第7章
第三节 滚 花
第7章
图7-17 滚花刀的种类
第三节 滚 花 三、滚花方法
图7-18 滚花刀的安装
1)在滚花刀接触工件表面开始滚压时，必须使用较大的压力进给， 使工件滚压出较深的花纹，否则易产生乱纹。
1-3机械加工工种分类一
头架
往复工 作台
砂轮架
内圆磨床 无心内圆磨床
平 面 磨 床
工具磨床
曲轴磨床
螺纹磨床
研磨机
抛光机
砂轮机
磨床的主要加工范围及方法
6、镗工
镗工是指操作各种镗床设备对工件进行镗 削加工的工种。
常用的镗床有卧式镗床、落地镗床、精 镗床、坐标镗床、数控镗床、特种镗床等。
镗削加工的主要工艺内容为： 镗削平面、孔系等。
铣床按结构及其功用可分为：普通卧式铣床、普 通立式铣床 、万能铣床、工具铣床、龙门铣床、数 控铣床、 特种铣床等。
铣削加工的主要工艺内容为：铣削平面、台阶 面、沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽、螺旋槽）及成形 面等。
铣床加工工艺范围
4、刨工
刨工是指操作各种刨床设备对工件进行刨削加工 的工种。
常用的刨削机床有普通牛头刨床、液压刨床、 龙门刨床和插床等。
一、冷加工
二、热加工
三、特种加工
四、其他工种
一、冷加工工种
1、钳工 钳工大多是以手工在虎钳上
进行操作。目前，采用机械方法 不太适宜或不能解决的某些工件 和装配，常由钳工来完成。按技 术要求对工件进行加工、修整、 装配的工种。
（1）钳工分类
普通钳工
对零件进行装配、修整，加工的人员。
装配钳工
主要从事各种机械设备的维修、修理工作。
车床按结构及其功用可分为卧式车床、立式车床、 数控车床以及特种车床等。
车削加工的主要工艺内容为：车削外圆、内 孔、端面、沟槽、圆锥面、螺纹、滚花、成形面等。
1— 主轴箱 2—刀架 6— 光杠 7— 丝杠 11— 挂轮变速箱
CA6140车床
3— 尾座 4— 床身 5— 右床腿 8— 溜板箱 9— 左床腿 10— 进给箱
数控车削加工说课
外圆5
30 0.06
参考资料
《减速器传动轴零件图》 《机械设计手册单行本》（第2册机械制图 极 限与配合 表面粗糙度）P2-76表2-2-2“标准公 差数值” 《减速器传动轴零件图》 《机械设计手册单行本》（第2册）P2-80表22-6“各种加工方法所能达到的公差等级”、 表2-2-7“不同公差等级加工成本比较”和P2206表2-4-7“不同加工方法可能达到的表面粗 糙度”
磨削 加工 余量 0.2 0.2 — 0.3 0.2 《机械加工工艺设计实用手 册》P647表8-11“半精车后 磨外圆的加工余量及公差”
工序 尺寸
磨前 尺寸 公差
IT8
IT8
IT8
IT8
IT8
《机械加工工艺设计实用手 册》P647表8-11“半精车后 磨外圆的加工余量及公差”
分析加工工艺过程
一、学习准备
认识外圆车削循环指令
循环指令：用一个或几 个程序段制定刀具做反 复切削动作。
二、 制定和实施工作计划
外圆粗车 复合循环指令 G71 精加工 循环指令 G70
应用特点
语法特点
二、 制定和实施工作计划
外圆粗车复合循环指令 G71 精加工循环指令 G70
O0001; G40 G97 G99 M03 S600; T0101; M08; G42 G00 X(I) Z(I); G71 U △d R e ； G71 P 1 Q 2 U △u W N1 GOO X(A); G01 Z(B) F20; X(C); X(D) Z(D); Z(E)； X(F); X(G) Z(G); N2 X(H); G00 X(I) Z(I) S800; G70 P 1 Q 2 ; G00 X100 Z100; M30;
18工件表面成形方法 - 18工件表面成形方法
1 6.5/7 （0.8125） （1.625） （3.25） （6.5）
2 7/7 （0.875） 1.75
3.5
7
14
28
56 112
3 8/7
1
2
4
8
16
32
64 128
4 9/7 (1.125)
2.25
4.5
9
18
36
72 144
5 9.5/7 (1.1875) (2.375) (4.75) (9.5)
第三章 金属切削机床与刀具
机械制造 技术基础
3.3 车床与车刀
第三章 金属切削机床与刀具
机械制造 技术基础
3.3 车床与车刀
CA6140 型卧式车床的公制螺纹表（导程s，mm）
c
正常螺距 1
扩大螺距 4 16 4 16 16 16
a b
Ⅰ 1/8
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
ⅢⅠⅣⅡⅢⅣ
1/4
1/2
1
1/2 1/8 1 1/4 1/2 1
所采用的公比φ 为 E1 10 时，就会使其等比数列中每隔E1级后
的数值恰好是前面数值的10倍。
所采用的公比φ 为 2 E2 时，若主轴的转速中有一转速为n，
则每隔E2级就会出现一个转速2n。
φ =1.06是公比φ 数列的基本公比，其它六个公比都可以由基 本公比派生出来。（表）
第三章 金属切削机床与刀具
（2）表面成形方法
切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运 动得到的，由于使用的刀具切削刃形状和采用的加工方法 不同，形成发生线的方法也不同，概括起来有以下四种： 有轨迹法、成形法、展成法、相切法。
①轨迹法
数控车床加工工艺编程-成型面加工
单球手柄 车刀运动轨迹
§ 车成形面的方法和质量分析
3.精车
提高主轴转速，精车圆球面， 适当减慢进给速度。车削时 仍由球中心直径最大处向两 半球左右进刀，如图所示。 最后一刀的起始点应从球的 中心线痕处开始进给，逐步 修整，注意勤检查，防止把 球车废。
§ 车成形面的方法和质量分析
2.成形法车削的注意事项
1）车床刚性要好。 2）成形刀角度的选择要适当。成形车刀的后角 应取较小值（ 2°—5° ），刃倾角宜取0°。 3）成形刀刃口应对准工件中心。 4）最好先用双手控制法粗车，然后用成形刀进 行精车。 5）应采用小的切削速度和进给量，合理选用切 削液。
2、床鞍（自动）+ 中滑板（手动）
方法1小滑板不能连 续进给，劳动强度大； 多用方法2来完成成 形面的加工。
§ 车成形面的方法和质量分析
例：双手控制法车削单球手柄 ➢刀具选用
车削时，为了使每次进给切
§ 车成形面的方法和质量分析
➢车削步骤
1.先分别车圆球直径 D 和柄 部直径 d，均留 0.3 ～ 0.5 mm 精车余量，并根据公式 计算圆球部分 L 的长度。
特点：一般车床上都 能使用，操作不太方 便。
1-成型面 2-车刀 3-靠模 4-靠模杆 5-尾座
尾座靠模仿形法
§ 车成形面的方法和质量分析
2.靠模板仿形法
特点：操作方便，生 产率高，成形面形状 准确，质量稳定，只 能加工成形面形状变 化不大的工件
注意：小滑板转过 90°，代替中滑板进 给。
1-工件 2-车刀 3-滚柱 4-拉杆 5-靠模板
靠模板仿形法
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车削成形面的加工方法
车削成形面的加工方法一、概述车削成形面是机械加工中常用的一种方法，它可以通过旋转工件和刀具，来切削掉工件表面的材料，以达到所需形状和精度的目的。
本文将介绍车削成形面的加工方法。
二、设备准备车削成形面需要使用车床等设备，因此在进行加工之前需要做好以下准备：1.检查车床的各项参数是否符合要求，如主轴转速、进给速度、刀具夹持方式等。
2.安装好所需的刀具，并检查其磨损情况和刀尖是否正常。
3.确定好所需加工材料，并进行必要的预处理（如去除氧化层等）。
三、加工步骤1.确定加工方向和位置首先需要确定所需加工面的位置和方向。
在车床上设置好零点，并根据设计图纸或实际需要确定好加工起点和终点。
2.调整车床参数根据材料性质和所需精度，调整主轴转速、进给速度等参数。
同时根据刀具类型选择合适的夹持方式，并调整其位置和角度。
3.开始粗车将刀具靠近待加工面，在低速下进行粗车。
注意控制好进给速度和切削深度，以避免过度磨损刀具或损坏工件。
4.进行中间加工在粗车后，需要进行中间加工。
这一步可以根据实际需要选择多次进行，以逐步达到所需形状和精度。
在每次加工前需要根据实际情况调整好车床参数和刀具位置。
5.完成最终加工当达到所需形状和精度时，进行最终加工。
此时应根据设计图纸或实际需要调整好车床参数，并使用合适的刀具进行加工。
注意控制好进给速度和切削深度，以保证加工质量。
6.检查成品完成加工后，需要对成品进行检查。
主要包括形状、尺寸、表面质量等方面的检查。
如有问题需要及时处理。
四、注意事项1.安全第一：在使用车床等设备时要注意安全事项，如佩戴防护眼镜、手套等。
2.材料选择：不同材料对车削成形面的要求不同，在选择材料时应考虑其可机械性能和耐磨性等因素。
3.刀具选择：根据加工要求选择合适的刀具，并注意其磨损情况和刀尖是否正常。
4.车床参数调整：根据实际需要和材料性质调整车床参数，以保证加工质量。
5.加工顺序：在进行多次中间加工时，应根据实际需要选择合适的加工顺序，以达到最佳效果。
车工工艺与技能项目七
4．滚花后再进行倒角。
项目七 滚花、车成形面和车偏心工件
三、准备工作
1．工件
毛坯尺寸：φ42 mm×100 mm。材料：45钢。数量：1件/人。
2．工艺装备 90°粗车刀、90°精车刀、45°车刀、0.02 mm/0～150 mm 游标卡尺、25～50 mm千分尺、m0.3双轮滚花刀、钢丝刷。 3．设备 CA6140型卧式车床。
项目七 滚花、车成形面和车偏心工件
本任务是要把φ25 mm×135 mm的毛坯加工成下图所示的
橄榄球手柄。
零件图
橄榄球手柄
实物图
项目七 滚花、车成形面和车偏心工件
一、成形面
成形面——具有曲线特征的表面，也称特形面。
单球手柄
具有成形面的零件
三球手柄
成形面
项目七 滚花、车成形面和车偏心工件
加工方法： 双手控制法 成形法（即样板刀车削法） 仿形法（靠模仿形） 专用工具法
车刀从a点出发至c点，纵向进给速度：快→中→慢；横向 进给速度：慢→中→快
项目七 滚花、车成形面和车偏心工件
4．单球手柄的车削
项目七 滚花、车成形面和车偏心工件
三、表面抛光
抛光——用砂布或砂纸磨光工件表面的过程。 在车床上抛光通常采用锉刀修光和砂布抛光两种方法。 1．锉刀修光
锉刀
握锉方法
项目七 滚花、车成形面和车偏心工件
项目七 滚花、车成形面和车偏心工件
四、操作步骤
滚花销加工的具体操作步骤： 找正并夹紧毛坯 车端面
粗车
30
0 －0.084
mm
外圆
掉头装夹
粗定总长，车外圆
滚花
倒角
保证总长
典型表面加工方法
思考题： 1 、成形表面有哪些加工方法？ 2 、 P224 ： 8 、 9
展成法加工成形面
三、齿面加工方法 有屑加工和无屑加工两类 1. 成形法齿轮加工 如成形铣齿、成形磨齿
。 2. 展成法齿轮加工 （ 1 ）滚齿加工 （视频） （ 2 ）插齿加工 （视频） （ 3 ）剃齿加工 （视频） （ 4 ）珩齿加工 （ 5 ）磨齿加工
成形铣齿、成形磨齿
展成法加工齿轮
四、齿面加工方案（ P223 ：表 11.5 ） 例： 7 级淬火的齿轮，其加工方案如何确定
a ）轨迹法 b ）成形法
c ）相切法
零件表面成形方法
d ）展成法
成形铣齿、成形磨齿
磨削成形面
图 9.8 同廓式拉削图形
2. 轨迹法加工成形面 （ 1 ）仿形法加工 ( 即靠模法 , 如凸轮加工 ) （ 2 ）轨迹合成法 ( 下图 )
a ）轨迹法 b ）成形法
c ）相切法
零件表面成形方法
d ）展成法
3. 数控加工法 用于三维型腔曲面加工。应用数控机床的三
轴或多轴联动可方便加工。 4. 展成法加工成形面 展成法是齿轮加工的主要方法。
展成法加工原理
展成法：利用一对齿轮的啮合原理进行加工 的。加工时刀具与工件按照一对齿轮的啮 合传动关系作相对运动（即展成运动）， 刀具齿形的运动轨迹包络出工件的齿形。
第四节成形表面加工一成形表面的类型展成法零件表面成形方法仿形法加工即靠模法如凸轮加工轨迹合成法下图展成法零件表面成形方法数控加工法用于三维型腔曲面加工
第四节 成形表面加工
一、成形表面的类型
（ 1 ）回转表面
a
（ 2 ）直线成形面 b;d方法） 1. 用成形刀具加工 （ 1 ）车削成形面 （ 2 ）铣削成形面 （ 3 ）磨削成形面 ( 如下图 ) （ 4 ）成形面刨削与拉削
01_切削加工与零件表面成形方法
切削加工概述切削加工介绍与零件表面成形方法1.切削加工介绍切削加工是利用切削工具从工件毛坯上切除多余的部分，使获得的零件具有符合图样要求的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面质量的加工方法。
切削加工的特点：•加工的精度和粗糙度范围广泛；•加工零件材料、形状、尺寸和重量范围较大；• 加工生产率较高；1.切削加工介绍切削加工分类机工：通过工人操纵机床设备来进行切削加工。
方法：车削、钻削、镗削、铣削、刨削、拉削、磨削、珩磨、超精加工和抛光等。
钳工：一般是通过工人手持工具来进行切削加工。
方法：划线、錾切、锯削、锉削、刮削、研磨、钻孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹、机械装配和设备修理等。
机械加工（简称机工）钳工加工（简称钳工）2.零件的种类可分为六大类零件轴类零件盘套类零件 支架箱体类零件（1）轴类零件（2）盘套类零件（3）支架箱体类零件2.零件的种类可分为六大类零件 机身机座类零件 六面体类零件 特殊类零件（4）六面体类零件（5）机身机座类零件（6）特殊类零件3.零件表面的构成三种基本零件表面：•1）回转面（圆柱面、圆锥面、回转成形面等）•2）平面（大平面、端面、环面等）•3）成形表面（渐开面、螺旋面等）组成零件常见的表面：外圆、内孔、平面、锥面、螺纹、齿形、成形面以及各种沟槽等有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）•从几何学角度，零件上各种表面都可由一条线（称为母线）沿另一条线（称为迹线）运动形成。
•母线和迹线统称为发生线。
•母线和迹线的相对位置不同，所形成的表面也不同。
1）零件表面的形成原理2）零件表面的获得方法•切削加工中，发生线是由工件和刀具之间的相对运动及刀具切削刃的形状共同实现的。
•相同形状的表面，若切削刃的形状不同，工件和刀具之间的相对运动也不相同，这是形成各种加工方法的基础。
•按表面形成过程的特点，主要的切削加工方法 ：成形法与包络法有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）（1）成形法加工：利用成形刀具，在一定的切削运动下，由刀具形状获得零件所需表面的方法。
四、车削加工方法之车成型面
车曲面
R20的表面粗糙度Ra3.2 R5的表面粗糙度Ra3.2（2 处）
16分
根据不合格面积的大 扣分
其他表面粗糙度Ra3.2（4 处）
4×3=12 分
一处降一级扣3分
倒角C0.5（2处）
2×1=2 分
一处不合格扣1分
超时扣分
每超1分钟扣1分
安全文明生产 现场记录
成 绩 评 定
工件号 项目
机床号
姓名
质量检测内容
48
0 0.10
mm（2处）
配分 2×4=8 分
学号 评分标准 超差不得分
总得分 实测结果
得分
28
0 0.20
mm
R20间隙≤0.10mm
10分 16分
超差不得分 根据间隙超差大小酌 情扣分
R5间隙≤0.10mm（2处）
2×6=12 分
根据间隙超差大小酌 情扣分
（4）成型面的测量 ① 用圆弧样板检验
② 用游标卡尺或千分尺测量
【任务实施】
任务名称：车成型面 任务要求：如图所示，按尺寸要求划线
技术要求：
1.操作时间：50分钟，每超1 分钟扣1分，提前完成不加分。
2.圆弧面不能用成型刀车削。 3.各曲面用R规检验，间隙 ≤0.1mm；与平面光滑连接。 4.各加工面的表面粗糙度为 Ra3.2µm；不允许用纱布等修光。 5.倒角C1。
项目四 车削基本方法之车成型面
【任务要求】
通过本项目的学习和训练，理解在普通车床上 车成型面的原理及加工方法。
5．成形面的车削
（1）成型面的常见类型
a）单球手柄；b）三球手柄；c）橄榄手柄
（2）车成型面的车刀 ① 普通曲面车刀
第3章 常见表面加工方法-1外圆面加工
2、研磨的工艺特点
① 方法简便。研磨除可在专用研磨机床上进行外，也可在 改装后的通用机床上研磨。设备和研具均简单。 ② 研磨质量高。因研磨的切削力小、切削热少，所以可提 高尺寸、形状精度，降低表面粗糙度值。但不能纠正位置 误差。 ③ 研磨工件材料广泛。可加工钢件、铸铁件、铜、铝等有 色金属件和高硬度的淬火钢件、硬质合金及半导体元件、 陶瓷元件等。 ④ 金属切除率低。研磨对工件进行的是微量切削，前道工 序为研磨留的余量，一般不超过0.01mm~0.03mm。
2、车削外圆的工艺特点
① 容易保证零件各加工面的位置精度。车削时，工件上各表面具有同 一个回转轴线。一次装夹中车出外圆、内孔、端平面、沟槽等。能保 证各外圆轴线之间及外圆与内孔轴线间的同轴度要求，保证外圆轴线 与端面的垂直度等。 ② 生产率较高。车削的切削过程大多是连续的，切削面积不变，切削 力变化很小，切削过程比刨削和铣削平稳，常可采用高速切削和强力 切削，生产率较高，车削加工既适宜单件小批生产，也适宜大批大量 生产。 ③ 生产成本较低。车刀是刀具中最简单的一种，制造、刃磨和安装均 很方便，故刀具费用低，车床附件多，装夹及调整时间较短，加之切 削生产率高，故车削成本较低。 ④ 适于车削加工的材料广泛。除难以切削30HRC以上硬度高的淬火 钢件外，可以车削黑色金属、有色金属及非金属材料，特别适合有色 金属零件的精加工。
视频
图 纵磨法
② 横磨法
磨削时工件不作纵向往复运动，而由砂轮作慢速的横 向进给，直到磨去全部磨削余量。
这种方法生产率高，但由于砂轮与工件接触面大，磨 削力大，发热量多，磨削温度高，工件易发生变形和烧伤。 同时砂轮的修整精度以及砂轮的磨钝情况，均直接影响到 工件的尺寸精度和形状精度，所以横磨法适宜用于成批、 大量生产中，加工精度较低、刚性较好的工件。
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项目四成形面类零件加工
教学目标
知识目标：1. 会判断圆弧插补方向；
2. 掌握G02、G03圆弧插补指令及终点坐标＋半径格式应用；
3. 会制订凸圆弧零件加工工艺及合理选择循环参数，确定切削用量；
能力目标：1. 掌握凸圆弧零件加工、尺寸控制及检验方法；
2. 会用CAD软件查找基点坐标；
3. 会使用VNUC数控仿真软件进行练习；
4. 完成成形面类零件加工。
情感目标：1.通过工件制作，学生体验成功的喜悦，感受软件和机器的综合魅力，从而提高学生专业课的学习兴趣；
2. 通过任务驱动的方法逐步完成项目，培养学生发现和分析问题的能力；
3. 通过分工协作，加强团队合作精神。
教学重点与难点
重点：1. 顺时针圆弧插补、逆时针圆弧插补方向的判断；
2. G02、G03圆弧插补指令及终点坐标＋半径格式应用；
3. 凸圆弧零件加工工艺制定及合理选择循环参数，确定切削用量；
4. 凸圆弧成形面零件的数控程序编制及模拟仿真练习；
5. 凸圆弧成形面零件的数控加工、尺寸控制及检验。
难点：1. 凸圆弧零件加工工艺制定及合理选择循环参数，确定切削用量；
2. 完成成形面类零件加工及其尺寸控制方法。
教学目的
通过本次课程的学习，让学生能够正确判断顺时针圆弧插补方向和逆时针圆弧插补方向；掌握G02、G03圆弧插补指令及终点坐标＋半径格式应用；凸圆弧零件加工、尺寸控制及检验方法；会制订凸圆弧零件加工工艺；用CAD软件查找基点坐标；使用VNUC数控仿真软件进行练习；并能进行成形面类零件的加工工艺分析、编程与模拟仿真。
教学方法
总体方法：任务驱动法
具体方法：讲述法、引导文法、小组讨论法、示范教学法
学时、教具和课前准备
学时：10学时
教具：VNUC仿真软件、动画演示、数控机床、工件和刀具、夹具等。
课前准备：到实训工厂去看看成形面类零件的数控加工。
教学过程
一、项目提出
图4-1 成形面类零件图
图4-2 成形面类零件三维效果图
引导学生进行该零件的结构及加工工艺分析，引出课题的具体实现方法。
二、项目分析
成形面类零件加工是学习数控车床编程与操作的最重要一环，因此要掌握如下知识：
1. 顺时针圆弧插补、逆时针圆弧插补方向的判断和G02、G03圆弧插补指令及终点坐标＋半径格式应用；
2. 凸圆弧零件加工工艺制定及循环参数选择；
3. 凸圆弧零件加工、尺寸控制及检验方法；
4. 成形面类零件的加工工艺分析、编程和加工操作。
三、知识学习
编程指令：圆弧插补指令G02、G03
G02——顺时针圆弧插补；
G03——逆时针圆弧插补。
1．指令功能
使刀具按给定进给速度沿圆弧方向进行切削加工。
2. 圆弧的顺、逆方向的判断
沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向向负方向看去，刀具相对于工件的转动方向是顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。
3. 圆弧插补指令格式
圆弧加工终点坐标＋圆弧半径（或圆心坐标）指令格式
G18 G02（G03）X＿Z＿R＿F＿；
G18 G02（G03）X＿Z＿I＿K＿F＿；
说明：
（1）X，Z用于设定圆弧终点的坐标。
（2）I，K设定圆心相对于圆弧起点的（增量）坐标。
（3）R用于设定圆弧半径，不与I，K同时使用。
常见的有两种情况：①当圆弧不大于180°时，R取正值，即“﹢R”；②当圆弧大于180°时，R取负值，即“－R”。
（4）F用于设定圆弧插补进给速度。
四、制定计划
1. 顺时针圆弧插补G02和逆时针圆弧插补G03；
2. 成形面类零件加工工艺分析及循环参数选择；
3. 编制参考加工程序；
4. 完成成形面类零件加工、尺寸控制方法及检验。
五、项目实施
（一）加工工艺分析
1．工、量、刃具选择
（1）工具选择工件装夹在三爪自定心卡盘上，用划线盘校正。
其它工具见表4-1。
（2）量具选择外径用千分尺测量；长度用游标卡尺测量；圆弧表面用半径样板测量；表面粗糙度用粗糙度样板比对；量具规格见表4-1。
（3）刀具选择加工凸圆弧面，使用的刀具有成形车刀、棱形偏刀及尖刀。
加工半圆形表面选用成形车刀；加工精度较低的凸圆弧可选用尖刀；加工圆弧表面后还须车台阶时应选用棱形偏刀。
选用尖刀及棱形偏刀时，主副偏角应足够大，否则加工时会发生干涉现象。
加工材料为Q235，选用90°硬质合金外圆车刀T01进行粗车，置于1号刀位；选用T01硬质合金外圆车刀T02进行精车，置于2号刀位；最后用切断刀T03切断工件，置于3刀位。
表4-1 成形面类零件加工工、量、刃具选择
2．加工工艺路线
本零件台阶面单向递增，宜采用一次装夹车削，然后切断。
凸圆弧面粗加工余量不均匀，应采用相应解决方法，生产中常用车锥法（斜线法）和车圆法（同心圆法）。
①车锥法即用车圆锥的方法切除圆弧毛坯余量，加工路线不能超过A、B两点的连线，否则会伤到圆弧的表面。
此种方法适用于圆心角小于90°的圆弧。
②车圆法即用不同半径的圆切除毛坯余量，车刀空行程时间较长，常用于圆心角大于90°的圆弧。
这里使用G71指令，凸圆弧采用车锥法车削，中间圆弧采用车圆法粗车。
3．合理选择切削用量
加工材料为Q 235，硬度不高，切削力不大，切削用量选择如下表。
表4-2 成形面类零件加工工艺
（二）编制参考加工程序
1．建立工件坐标系
根据工件坐标系建立原则，工件原点设在右端面与主轴轴线的交点上，如图4-1所示。
2．计算基点坐标
基点P1～P10点坐标按各点极限尺寸平均值为准作为编程尺寸。
基点坐标可采用CAD 软件查询方法获得，具体坐标见表4-2。
表4-3 基点坐标
3．参考程序（见表4-3）
FANUC系统程序名为“O9403”。
表4-4 成形面类零件零件加工参考程序
（三）VNUC仿真操作
先在VNUC仿真软件上加工，所用毛坯为Φ35的圆钢。
步骤如下：（1）打开仿真软件，选择机床和系统。
（2）开机、手动、回参考点。
（3）设置毛坯、装夹工件。
（4）选择安装刀具。
（5）新建或调入程序。
（6）对刀。
（7）程序校验。
（8）自动加工。
（四）加工准备
（1）检查坯料尺寸。
（2）开机、回参考点。
（3）刀具装夹。
将外圆粗车刀T01、外圆精车刀T02、切断刀T03分别装在刀架的1、2、3号刀位，并按要求夹紧。
其中安装切断刀T03时应注意使刀杆垂直于工件轴线。
（4）工件装夹。
将Φ30的棒料装夹在三爪自定心卡盘上，伸出75mm，找正并夹紧。
（5）程序输入。
把已经仿真的程序通过数控机床MDI键盘输入数控机床，或拷贝到计算机后再调出。
（五）对刀
外圆精车刀采用试切法（车端面、车外圆）进行对刀，并把操作得到的数据输入到T02号刀具补偿中；外圆粗车刀和切断刀对刀时，分别将刀位点移至工件右端面和外圆处进行对刀操作，并把操作得到的数据输入到T01、T03号刀具补偿中。
切断刀仍取左侧刀尖为刀位点。
（六）空运行及仿真
打开程序，选择MEM（自动）工作方式，打开机床锁住开关，按空运行键，再按循环启动键，观察程序运行情况；若按图形显示键再按循环启动键，可进行轨迹仿真，观察加工轨迹。
空运行结束后，使空运行及机床锁住功能复位，机床重新回参考点。
（七）零件自动加工及尺寸控制
1．零件自动加工
打开程序，选择MEM（自动）工作方式，调好进给倍率，按循环启动键，进行自动加工。
2．零件加工过程中尺寸控制
外圆及长度尺寸通过设置刀具磨损量控制，首件加工采用试切和试测方法控制尺寸精度。
具体做法：当程序运行到N180程序段时，停车测量精加工余量；根据测量结果设置
外圆精车刀T02的磨损量，避免因对刀不精确而使精加工余量不足出现缺陷。
然后运行精加工程序到N230程序段时，停车测量；根据测量结果修调精加工车刀T02的磨损值，再次运行精加工程序，直到达到尺寸要求为止。
圆弧面形状及尺寸通过设置刀尖半径补偿、装夹刀具时使刀尖与工件轴线等高、试测量等方法控制。
首件加工尺寸调好后将程序中M00 M05指令删除即可进行成批零件的生产，加工中不需要再测量和控制尺寸，直至刀具磨损为止。
（八）零件检测与评分
零件加工结束后进行检测。
检测结果写在表4-4中。
表4-4 成形面类零件加工评分表
（九）加工结束，清理机床
六、项目评价
操作注意事项
1．应使用刀尖半径补偿指令，并输入刀尖半径值及刀尖位置号。
2．凸圆弧车刀主、副偏角必须足够大，以保证车削时不发生干涉。
3．外圆精车刀通过车端面对刀，其余刀具只能将刀位点移至工件右端面进行Z轴对刀。
4．工件伸出长度不能太长也不能太短。
太长时工件刚性差，太短时无法切断。
思考与练习
1．圆弧加工方向如何判别？
2．粗加工凸圆弧常采用哪些加工方法？
3. 分析圆弧插补指令中终点坐标＋半径与终点坐标＋圆心坐标两种指令格式有何区
别？
4．编写图示零件程序并加工练习。
毛坯为Q235。
图4-3 练习零件图。