05典型表面加工分析

②插齿的齿面粗糙度值较小。 插齿时，插齿刀沿齿宽连续切下切屑，而滚齿与铣齿沿齿宽是由刀具多次断续切削而 成；另外，插齿时，包络齿形的切线数量比较多，所以插齿的齿面粗糙度值小。 18
③插齿的生产率低于滚齿，但高于铣齿。
由于插齿的主运动为往复直线运动，切削速度慢，有空回行程，故生产率低于滚齿； 插齿和滚齿的分齿运动是在切削过程中进行的，省去铣齿时单独分度时间，所以，插齿、 滚齿较铣齿生产率高。
1 2 3 4
图5-1 用成形车刀车成形面
1. 成形刀 2. 燕尾 3. 夹紧螺钉 4. 刀架
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2）利用刀具与工件之间的相对运动形成工件的成形表面。 ① 靠模装置
② 数控装置 ③ 其它加工方法
(划线铣成形面)
（利用回转工作台成形面）
（小刀架转位法）
（尾架偏移法）
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第五节 螺纹加工 一 螺纹的种类和技术要求
A) 同一模数的齿轮按不同齿数分为8组或15组，每组一把铣刀。 B) 每号铣刀的齿形是根据该组内齿数最小的齿形设计的，所以加工其它 齿数的齿轮时，其齿形必然有误差。 C)利用分度头分度各齿，分度精度不高。因此加工精度低。
2）插齿：（展成法加工）
①插齿原理：在插齿机上用插齿
刀加工齿轮的齿形，插齿刀和被
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第一节 外圆柱面的加工 外圆柱面是轴类、盘类、套类零件的主要表面。 主要加工方法：车削加工和磨削加工。
1．外圆柱面的技术要求： 1）尺寸精度：圆的直径和长度的尺寸精度。 2）形状精度：圆度和圆柱度。 3）位置精度：外圆柱面之间的同轴度， 圆柱面与端面的垂直度等。 4）表面粗糙度、表面硬度、残余应力、显微
刮研(Ra 0.2-0.8)
第四节 成形面加工 成形面加工可分别在车床、铣床、刨床、拉床和磨床上进行，其刀具的切 削刃形状和切削运动应满足成形表面形状的要求，一般有以下2种基本方式： 一 成形加工方法的两种基本形式 1）成形刀具加工法：适用于加工成形面较窄的工件表面，其成形面直接由刀具 的切削刃形状产生。
为了保证工件加工的技术要求，在选用不同加工方法时应遵循以下原则： 1）加工方法的经济精度及表面粗糙度与加工表面的技术要求要相适应。 2）加工方法要与零件材料的加工性及产品的生产类型相适应。 3）加工方法应与本单位的设备条件，技术装备条件（包括工人的技术水平， 工装卡具，量具等条件）相适应。 4）几种加工方法配合使用。 5）对于要求较高的工件（指精度高的表面），表面加工要分阶段进行，即粗 加工，半精加工和精加工等三个阶段进行。
③加工精度较低 ，主要原因如下：
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因为，模数相同而齿数不同的齿轮，其齿形渐开线形状是不同的。齿数愈 多，渐开线的曲率半径愈大。因此，从理论上讲，同一模数而不同齿数的齿轮 都应该用不同的专门铣刀加工，这样就需要很多不同规格的铣刀，加大了生产 成本。因此，在生产中，把同一模数的齿轮按齿数多少划分为8个组或15个组， 每组采用同一刀号的刀具加工，各号铣刀的齿形按该组内最小齿数的齿轮齿形 设计刀具。所以，同一刀号的刀具加工其它齿数的齿形，只能是近似的齿形， 会产生齿形加工误差。因此，
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（接上）常用加工方法的精度及表面粗糙度
拉削
IT8~IT7
Ra0.4~0.8
钻削
＜IT10
Ra>12.5 µｍ
扩孔
IT10~IT9
Ra 6 . 3~3.2µｍ
铰孔
IT9~IT7
Ra 0.4~1.6 µｍ
镗孔
粗镗 精镗 精细镗
IT9~IT8 IT8~IT7 IT7~IT6
Ra 3.2 ~1.6 µｍ Ra1.6~0.8µｍ Ra0.8~0.2µｍ
研磨（或超级光磨）(IT 6-5, Ra 0.008-0.1)
第二节 孔加工
1．孔加工的技术要求：
1）孔的直径和长度等尺寸精度。
2）孔本身的形状精度，即圆度、圆柱度、
轴线的直线度等。
3）位置精度：孔与孔、孔与外圆、孔与其它 表面的尺寸精度、平行度、垂直度、角度等。
4）表面质量：粗糙度、硬度和残余主力等。
加工齿轮按一对圆柱齿轮啮合运 动的原理进行加工的。
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②插直齿圆柱齿轮时的运动：
A：主运动：插齿刀往复直线运动。 B：分齿运动：维持插刀与工件之间 的啮合关系的运动。
C：径向进给运动：在分齿运动的同 时，插刀要沿工件半径方向作进给运 动，插刀每往复一次作径向移动的距 离，称径向进给量。
D：让刀运动，为防止插齿刀在返程时，刀齿后刀面与工件的齿面发生摩擦，在插齿刀 返回时，工件要让开一些，而当插齿刀在工作行程时，工件又要恢复原位，这个运动称让 刀运动。
④插齿刀和滚齿刀加工范围广，同一模数的插齿刀和滚齿刀可以加工不同齿数的齿 轮，不象铣齿刀每号刀只能加工少数范围齿数的齿轮。
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2．齿轮齿形加工方法： 1）铣齿：（成形法）
刀具：盘形齿轮成形铣刀或指形齿轮成形铣刀（铣刀应与被切齿轮齿间形状 相同）。
铣床：万能铣床。 工件：置于分度头上，加工完一个齿，利用分度头分度再加工下一个齿。
铣齿特点：
①可在通用铣床上加工，刀具简单，加工成本低。
②生产率低，因为每铣一个齿都要进行一次分度 ，增加了辅助工艺时间。
精铰）
拉孔（粗拉
精拉）
未淬硬的中、小直径的孔
钻孔( IT10以下， Ra12.5-50)； 扩孔(IT10-9, Ra3.2-6.3)； 铰孔(IT8-7, Ra1.6-0.8);
镗孔(IT8-6, Ra1.6-0.8)； 磨孔(IT7-6; Ra1.6-0.1)； 拉孔(IT8-6; Ra0.8-0.4)
刮研
导轨磨床）
粗加工 粗铣
精铣
高速精铣（有色金属）
粗车 精车
磨 研磨或超级光磨（0.008~0.1）黑色金属和淬 硬表面
粗刨(Ra 12.5-50); 精刨(Ra 1.6); 粗铣(Ra 12.5-50); 精铣(Ra 1.6); 8
粗车(Ra 12.5-50); 精车(Ra 1.6) ; 磨(Ra 0.2-0.8);
5
2．孔加工的主要设备有钻床、车床、镗床、磨床、拉床、铣床等。
f
三爪卡盘
d
பைடு நூலகம்
d
图3-14 扩孔
平旋盘 主轴
a) 镗孔 径向刀架
b) 镗大孔
砂轮 工件
d) 车端面
e) 铣平面
图3-18 卧式镗6 床的主
3．孔的加工方案分析：
镗孔（粗镗→精镗）
中等直径以上的孔
粗磨 精磨 研磨
（淬硬的孔）
钻孔
扩孔 铰孔（粗铰
B：分齿运动：维持滚刀与被切齿轮之间的啮合关系 的运动；。
其运动关系：nw/no=k/zw
滚刀头数为k， 被切齿轮齿数zw， 滚刀转速n。， 被切齿轮转速为nw
C：轴向进给运动：滚动沿工件的轴向作进给运动。
4）插齿与滚齿的比较：
如果加工斜齿时，工件还需要有一个附加的转动，就 可以切出斜齿来。
①插齿与滚齿两者的精度相当，都比铣齿高。 其中：插齿刀制造、刃磨、检验均比滚刀方便，且制造精度准确。但插齿的分齿传动 机构较滚齿复杂，增加了传动误差。因此，两者的加工精度相当。 插齿与滚齿的加工精度可以达到7 – 8级精度。最高可达到6级。另外：因为插齿和滚 齿都是在专门齿轮机床上进行，刀具精度高，分齿运动机构精度均比分度头高。因此，插 齿和滚齿精度比铣齿高。铣齿一般只能达到9级精度。
1）传递运动的准确性要求：在齿轮的一转范围内，最 大转角误差必须在一定的范围以内。
2）传动的平稳性要求：齿轮瞬时传动比的变化不宜过 大，以免产生冲击，振动、噪声。
3）载荷分布的均匀性要求：齿轮啮合时，齿面接触良好， 以免产生局部应力集中，造成齿面局部磨损。
4）传动侧隙要求：即啮合时非工作齿面要有一定的间隙，以便存储润滑油， 补偿因温度变化和弹性变形引起的尺寸变化，以及安装、加工误差造成的1影3 响。
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加工方法 车削
铣削 刨削
磨削
常用加工方法的精度及表面粗糙度
粗车： 半精车： 精车： （精细车有色金属）
粗铣： （半精铣）： 精铣： 粗刨： （半精刨） 精刨： 宽刀精刨（龙门）： 粗磨： 精磨：
加工精度
IT12~IT11 IT10~IT9 IT8~IT7
IT6~IT5
IT12~IT11 IT10~IT9 IT8~IT7 IT12~IT11 IT10~IT9 IT8~IT7 平面度0.02/1000 IT8~IT7 IT6~IT5
磨螺纹： IT 4~6 Ra 0.1~0.4μm 研 磨： IT 4
Ra 1.6~3.2μm Ra 3.2~6.3μm Ra 0.1μm
第六节 齿轮加工 齿轮是机械中传递运动和动力的重要零件，随着产品性能要求的提高，其 加工作精度，传递功率，转动速度等都有更高的要求。因此，对齿轮加工要求 除精度和表面质量要求外，还有以下几个方面的要求：
第五章 典型表面加工分析
组成零件的典型表面有外圆柱面、孔、平面、成形面、螺纹表面和齿轮齿面 加工等。这些表面不仅有形状和尺寸的要求，还有如尺寸精度、形位精度和表面 质量等的技术要求。 1．典型表面加工的技术要求：
1）工件的形状和尺寸的精度要求，包括尺寸精度，形状精度和位置精度。 2）加工表面质量：表面粗糙度，加工硬化程度和深度，残余应力的性质和大 小等。 2．选择零件加工方法的基本原则：
螺纹一般有两类： 1）紧固螺纹：应用于零件间的固定连接，一般牙型为三角形。 2）传动螺纹：应用于传递动力、运动和位移，一般牙型为梯形或锯齿形。
Ff
υf
b) 顺铣
螺母 丝杠
螺纹也和其它类型的表面一样，有一定尺寸精度、形状精度、位置精度和表面质量的 要求。
螺纹用途不同，技术要求也不同。 一般紧固螺纹或无传动精度的传动螺纹，只要求中径与顶径（外螺纹大径，内螺 纹小径）的精度；
1、齿轮齿形的加工方法： 齿轮齿形加工是齿轮加工的最关键环节。目前制造齿轮的主要方法是切削
加工（铸造齿轮和碾压齿轮虽然生产率高、成本低，但制造精度低）。齿轮齿 形加工方法有：
①成形法（仿形法）：用与被切齿轮齿间形状 相等的刀具，直接切出齿形的加工方法，如铣齿， 成形法磨齿。
②展成法（范成法）：利用齿轮刀具与被切齿 轮啮合运动，切出齿形的加工方法，如插齿、滚齿、 剃齿，展成法磨齿等。
表面粗糙度(µｍ)
Ra25~12.5 µｍ Ra6.3~3.2µｍ Ra1 . 6~0.8µｍ Ra0.1~0.4 µｍ
Ra25~12.5μm Ra6.3~3.2μm Ra3.2~1.6μm
Ra25~12.5μm Ra6.3~3.2μm Ra3.2~1.6μm Ra=0.4~0.8μm
Ra=0.8~0.4μm Ra=0.4~0.2μm
组织等。
4
2．外圆柱面的加工方案分析： 1) 有色金属：粗车→精车(IT8~IT7 , Ra1 . 6~0.8µｍ)→精细车(IT6~IT5, Ra0.1~0.4 µｍ) ； 2）其它钢铁材料的零件；
粗车
半精车 （非淬火钢）（IT9-10，Ra 3.2-6.3）
粗磨 半精磨 (IT7-6, Ra 0.4-0.8) 精磨 (IT6, Ra 0.2-0.4)
第三节 平面加工 1．主要加工设备：车床（端面）、铣床、刨床、磨床、拉床等。
υc fz
h
7
图3-21 平面拉削
2．技术要求 （简介）
1）尺寸精度一般要求不高
2）形状精度，如平面度、直线度等。
3）位置精度，平面之间、平面与孔
或外圆的轴线间平行度、垂直度。
4）表面质量，表面粗糙度精度、
表层硬度、残余应力、显微组织。
α)
)
3．平面加工方案分析：
图7-13 床身导轨
精度要求不高的平面采用刨削加工或铣削加工，回转体的端面用车削加工；精
度要求较高的平面用刨削、铣削或车削加工作为粗加工，再用磨削加工作为精加
工；精度要求很高的平面，磨削加工后还用研磨或超级光磨进行加工。
粗刨（铣）
精刨（铣）
宽刀精刨（0.8,大型工件上狭长的精密平面，
对于有传动精度要求的传动螺纹，除要求中径与顶径（外螺纹大径，内螺纹小径）的 精度外，还有螺距、牙型角的精度要求和螺纹表面粗糙度、耐磨性和硬度的要求。11
二 螺纹加工方法及其典型特点 ：
(1) 攻丝和套扣
(2) 车螺纹
(3) 铣螺纹
(4) 磨螺纹
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4) 各种螺纹加工方法的加工精度和表面粗糙度（表5-4） 攻 丝： IT 6~8 Ra 1.6~6.3μm 套 扣： IT 7~8 车螺纹： IT 4~8 Ra 0.4~1.6μm 铣螺纹： IT 6~8
3）滚齿加工 ①滚齿加工原理： 利用滚齿刀在滚齿机上加工 齿轮的轮齿，称为滚齿。滚齿 其实质是按一对螺旋齿轮相啮 合的原理进行加工的。
如图，其中一个齿轮的螺旋角很大，齿数很少，则齿轮就变得很长，变成了蜗杆，若
这个蜗杆制造成刀具，就变成了滚齿刀。
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②滚齿运动：
A：主运动：滚刀的旋转运动，其转速为n。；