機(jī)械制造技術(shù)第3章機(jī)械零件加工方法與設(shè)備

1、第3章機(jī)械零件加工方法與設(shè)備 第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 第二節(jié)內(nèi)圓表面加工及設(shè)備 第三節(jié)螺紋的加工 第四節(jié)平面加工 第五節(jié)齒輪的齒形加工第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備一、外圓表面的加工 外圓表面是構(gòu)成機(jī)器零件的基本表面，如軸類、套類和盤類零件是具有外圓表面的典型零件。外圓表面的加工在機(jī)器零件制造中是很常見的，根據(jù)外圓表面的尺寸、材料及加工要求不同，可選擇不同的加工方法。常見的外圓表面的加工方法及特點(diǎn)如下。 1.外圓表面的車削加工 (1)粗車。外圓表面的粗車是最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法，粗車在車床工藝系統(tǒng)允許的前提下，盡可能地采用大的背吃刀量和進(jìn)給量，以提高生產(chǎn)率，但為了保證刀具耐用度，切削速度通常選為低速

2、，粗車所能達(dá)到的加工精度為IT11IT12，表面粗糙度Ra為12. 550um。 (2)精車。外圓表面的精車一般作為最終工序或光整加工的預(yù)加工工序。精車后工件尺寸精度可達(dá)IT7IT8，表面粗糙度Ra為0. 81. 6um。 下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備(3)高速細(xì)精車。高速細(xì)精車是采用硬質(zhì)合金、立式氮化硼或金剛石刀具，用高切削速度(160mm/min以上)，小的背吃刀量(0.030. 05mm)和小的進(jìn)給量(0.020.2mm/r)，對(duì)工件進(jìn)行精細(xì)加工的方法。對(duì)于硬度較低的有色金屬(如銅、鋁)，如果采用磨削加工，磨屑容易糊住砂輪，一般在高精度的車床上，采用金剛石刀具進(jìn)行高速細(xì)精車，工件尺

3、寸精度可達(dá)IT5IT6，表面粗糙度Ra為0. 11.0um,甚至可達(dá)鏡面效果。 2.外圓表面的磨削加工 外圓表面的磨削加工是主要精加工方法，能經(jīng)濟(jì)地獲得高的加工精度和小的表面粗糙度值。加工精度通?？蛇_(dá)IT5IT7，表面粗糙度Ra值可達(dá)0. 20. 8um。采用高精度的磨削方法，表面粗糙度Ra值可達(dá)0. 0060.1um。磨削加工不但可精加工，而且可進(jìn)行粗磨荒磨、重負(fù)荷磨削。特別適合于各種高硬度和悴火后的零件的精加工。 3.外圓表面的精整、光整加工 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備外圓表面的精整、光整加工是精加工以后進(jìn)行的超精密加工方法，適用于某些精度和表面質(zhì)量要求很高的零件。 (1)研

4、磨。用研磨工具和研磨劑，通過研具與工件在一定壓力下，做相對(duì)滑動(dòng)，從工件表面上磨掉一層極薄的金屬，以提高工件尺寸、形狀精度和降低表面粗糙度的精整加工方法。研磨精度可達(dá)0.025m，圓柱度可達(dá)0.1 m，表面粗糙度可達(dá)Ra0.01 m。研磨主要用于精密的零件，如量規(guī)、精密配合件、光學(xué)零件等。 (2)拋光。拋光能降低表面粗糙度，但不能提高工件的尺寸精度和形狀精度。普通拋光工件表面粗糙度可達(dá)Ra0.4 m。 由于各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本各不相同，因此必須根據(jù)具體情況，選擇合理的加工方法。表3-1所示為外圓表面各種加工方案和經(jīng)濟(jì)加工精度。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓

5、表面加工及設(shè)備二、外圓表面的車削加工1.車床(1)車床主要類型及工藝范圍。車床主要是用于進(jìn)行車削加工。通常由工件旋轉(zhuǎn)完成主運(yùn)動(dòng)，而由刀具沿平行或垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。與工件旋轉(zhuǎn)軸線平行的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)稱為縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，垂直的稱為橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 車床的種類很多，按其用途和結(jié)構(gòu)的不同，主要可分為臥式車床及落地車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、多刀半自動(dòng)車床、仿形車床及仿形半自動(dòng)車床、單軸自動(dòng)車床、多軸自動(dòng)車床及多軸半自動(dòng)車床、車削加工中心。此外，還有各種專門化車床，如凸輪軸車床、曲軸車床、鏟齒車床等。在大批量生產(chǎn)的工廠中還有各種專用車床。如表3-2所列為車床的主要類型、工作方法和應(yīng)用范圍。 其中臥

6、式車床的工藝范圍很廣，能進(jìn)行多種表面的加工，如圖3-1所示。能車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形面、端面、各種螺紋、切槽、切斷;也能進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和滾花等工作。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備如果再利用一些特殊附件，那么臥式車床的工藝范圍還能進(jìn)一步擴(kuò)大。(2) CA6140型臥式車床簡(jiǎn)介。 CA6140型臥式車床的主要技術(shù)參數(shù)。 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 400mm 在刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 210mm 工件最大長度(四種規(guī)格) 750;1 000;1 500;2000mm 主軸中心高度 205mm 主軸內(nèi)孔直徑 48mm 主軸前端錐孔的錐度 莫氏6號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)(24級(jí)) 10140

7、0r/min 反轉(zhuǎn)(12級(jí)) 101580r/min 車削螺紋范圍米制螺紋螺距(44種標(biāo)準(zhǔn)螺距) 1192mm上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 英制螺紋螺距(20種標(biāo)準(zhǔn)螺距) 224牙/in 模數(shù)螺紋(39種標(biāo)準(zhǔn)螺距) 0. 2548mm 徑節(jié)螺紋(37種標(biāo)準(zhǔn)螺距) 196牙/in縱向進(jìn)給量(64級(jí)) 0. 0286. 33mm/r橫向進(jìn)給量(64級(jí)) 0. 0143. 16mm/r主電動(dòng)機(jī)功率/轉(zhuǎn)速 7. 5 kW/1 450(r.min-1)快速電動(dòng)機(jī)功率/轉(zhuǎn)速 0. 25kW/2 800(r.min-1)尾座頂尖套錐孔錐度 莫氏5號(hào)機(jī)床工件精度 圓度 0.0020.005mm 精

8、車端面平面度 0.0050.01mm 表面粗糙度Ra 0.83.2um上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 CA6140型臥式車床的主要部件及其作用。 CA6140型臥式車床的外形如圖3-2所示，其主要部件如下。 a.床身。床身4固定在左、右床腿上。床身是車床的基本支承件，在床身上安裝著車床的各個(gè)主要部件并使它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置。 b.主軸箱。主軸箱1固定在床身的左側(cè)，作用是將電動(dòng)機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給主軸，再通過裝在主軸上夾具帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)。主軸箱內(nèi)有變速機(jī)構(gòu)，通過變換箱外手柄的位置，可以改變主軸的轉(zhuǎn)速，以滿足不同車削工作的需要。 c.進(jìn)給箱。進(jìn)給箱10固定在床身的左前

9、側(cè)，將主軸通過掛輪箱傳遞來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳給光杠或絲杠。進(jìn)給箱內(nèi)有變速機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)光杠或絲杠的轉(zhuǎn)速變換，以調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量或螺紋螺距。 d.溜板箱。溜板箱8固定在床鞍的前側(cè)，作用是將光杠或絲杠的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榇舶盎蛑谢寮暗毒叩倪M(jìn)給運(yùn)動(dòng)。變換溜板箱外的手柄位置，可以控制刀具縱向或橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向和運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)或停止。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備e.刀架。刀架2裝在床身的床鞍導(dǎo)軌上，床鞍可沿導(dǎo)軌縱向移動(dòng)。刀架部分由幾層滑板組成。其作用是裝夾車刀并使車刀作縱向、橫向或斜向運(yùn)動(dòng)。 f.尾座。尾座3裝在床身尾部的導(dǎo)軌上，并可沿此導(dǎo)軌縱向調(diào)整位置。尾座的作用是用頂尖支承工件，還可安裝鉆頭等孔

10、加工刀具進(jìn)孔加工。g.掛輪箱。掛輪箱裝在主軸箱的左邊。它是把主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱的傳動(dòng)部件，掛輪箱內(nèi)有掛輪裝置，配換不同齒數(shù)的掛輪(齒輪)，可改變進(jìn)給量或車螺紋時(shí)的螺距(或?qū)С?。 CA6140型臥式車床的傳動(dòng)。CA6140型臥式車床的傳動(dòng)過程可用傳動(dòng)框圖來表示，如圖3-3所示。 主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)皮帶輪傳到主軸箱，在箱內(nèi)經(jīng)過變向和變速機(jī)構(gòu)再傳到主軸，使主軸獲得24級(jí)正向和12級(jí)反向轉(zhuǎn)速。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主軸經(jīng)過主軸箱，再經(jīng)過掛輪、進(jìn)給箱把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳給光杠或絲杠，最后通過溜板箱變成滑板、刀架的直線移動(dòng)，使車刀作縱向或橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及車削螺紋。 刀架的

11、快速移動(dòng)刀架快速移動(dòng)是刀具作機(jī)動(dòng)、快速地退離或接近加工部位，以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度及縮短輔助時(shí)間。 CA6140型臥式車床的傳動(dòng)系統(tǒng)(見圖3-4)由主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈、車削螺紋運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈、縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈、橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈和刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈組成。 a.主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。運(yùn)動(dòng)由主電動(dòng)機(jī)經(jīng)V形帶輪傳動(dòng) 副 傳至主軸箱中的軸I，軸I上裝有雙向多片摩擦離合器M1，使主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線表達(dá)式為上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 由傳動(dòng)路線表達(dá)式可以看出，主軸可獲得 級(jí)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，由于軸III至軸V間的兩組雙聯(lián)滑移齒輪變速組的4種傳動(dòng)比為上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 其中

12、 ,所以實(shí)際只有3種不同的傳動(dòng)比，因此主軸只能獲得 級(jí)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。同理主軸可獲得 級(jí)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。 主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，軸I-II間傳動(dòng)比的值大于正轉(zhuǎn)時(shí)傳動(dòng)比的值，所以反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速大于正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。主軸反轉(zhuǎn)一般不用于切削，而是用于車削螺蚊時(shí)，切削完一刀后，使車刀沿螺旋線退回，以免下一次切削時(shí)“亂扣”。轉(zhuǎn)速高，可節(jié)省輔助時(shí)間。 b.車削螺紋運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。CA6120型車床能夠車削米制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，還能夠車削大導(dǎo)程、非標(biāo)準(zhǔn)和較精密的螺紋，這些螺紋可以是左旋的也可以是右旋的。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備車削螺紋傳動(dòng)鏈的作用，就是要得到上述各種螺紋的導(dǎo)程。 不同標(biāo)準(zhǔn)的螺紋用不同的參數(shù)表不其螺

13、距，表3-3列出了米制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種螺紋的螺距參數(shù)及其與螺距P導(dǎo)程L之間的換算關(guān)系。 車削螺紋時(shí)，必須保證主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具準(zhǔn)確地移動(dòng)被加工螺紋的一個(gè)導(dǎo)程L工，其運(yùn)動(dòng)平衡式為 -從主軸到鐘杠之間的總傳動(dòng)比;L絲-機(jī)床鐘杠上的導(dǎo)程(CA6120型車床L絲=12 mm)L工-被加工螺紋的導(dǎo)程(mm)。 在這個(gè)平衡式中，通過改變傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)比 ，就可以得到要加工的螺紋導(dǎo)程。不同螺紋種類螺紋傳動(dòng)路線也不同，CA6120型車床車削米制螺紋時(shí)傳動(dòng)路線表達(dá)式為上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備其中 是軸XIII和軸XIV之間變速機(jī)構(gòu)的8種傳動(dòng)比，即

14、上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 上述變速機(jī)構(gòu)是獲得各種螺紋的基本機(jī)構(gòu)，稱為基本螺距機(jī)構(gòu)或稱基本組。 是軸XV和軸XVII之間變速機(jī)構(gòu)的4種傳動(dòng)比，即 上述4種傳動(dòng)比按倍數(shù)關(guān)系排列。用于擴(kuò)大機(jī)床車削螺紋導(dǎo)程的種數(shù)。這個(gè)變速機(jī)構(gòu)稱為增倍機(jī)構(gòu)或增倍組。 在力口工正常螺紋導(dǎo)程時(shí)，主軸VI直接傳動(dòng)軸IX，其間傳動(dòng)比。 。時(shí)能加工的最大螺紋導(dǎo)程L=12mm。如果需要車削導(dǎo)程更大的螺紋時(shí)，可將軸IY的滑移齒輪58向右移動(dòng)，使之軸珊上的齒輪26嚙合，從主軸VI至軸IX間的傳動(dòng)比為上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 這表明，當(dāng)車削螺紋傳動(dòng)鏈其他部分不變時(shí)，只做上述調(diào)整，便可使螺紋導(dǎo)程比正常導(dǎo)程相

15、應(yīng)地?cái)U(kuò)大4倍或16倍。通常把上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)稱之為擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)。在CA6140型車床上，通過擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)所能車削的最大米制螺紋導(dǎo)程為192mm。 必須指出，擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比 是由主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈中背輪機(jī)構(gòu)齒輪的嚙合位置所確定的，而背輪機(jī)構(gòu)一定的齒輪嚙合位置，又對(duì)應(yīng)一定的主軸轉(zhuǎn)速。因此，主軸轉(zhuǎn)速一定時(shí)，螺紋導(dǎo)程可能擴(kuò)大的倍數(shù)是確定的。具體地說，主軸轉(zhuǎn)速是1032 r/min時(shí)，導(dǎo)程可擴(kuò)大16倍;主軸轉(zhuǎn)速是40125 r/min時(shí)，導(dǎo)程可擴(kuò)大4倍;主軸轉(zhuǎn)速更高時(shí)，導(dǎo)程不能擴(kuò)大。這也正好符合大導(dǎo)程螺紋只能在低速時(shí)車削的實(shí)際需要。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 當(dāng)需要車削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋和精密螺紋時(shí)，

16、需將進(jìn)給箱中的齒式離合器M3、 M4和M5全部接合上，此時(shí)，軸XII、XIV、XVII和絲杠XVIII批聯(lián)成一體，運(yùn)動(dòng)由掛輪直接傳給絲杠，被加工螺紋的導(dǎo)程L工可通過選配掛輪來實(shí)現(xiàn)，因此可以車削任意導(dǎo)程的非標(biāo)準(zhǔn)螺紋。同時(shí)，由于傳動(dòng)鏈大大地縮短，減少了傳動(dòng)件制造和裝配誤差對(duì)螺紋螺距精度的影響。若選用高精度的齒輪作為掛輪，則可加工精密螺紋。掛輪換置公式為 c.縱向和橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈。縱向進(jìn)給一般用于外圓車削，而橫向進(jìn)給用于端面車削。為了減少絲杠的磨損和便于操縱，機(jī)動(dòng)進(jìn)給是由光杠經(jīng)溜板箱傳動(dòng)的，其傳動(dòng)路線表達(dá)式為 CA6140型車床縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量有64級(jí)。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備其中

17、，當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由主軸經(jīng)正常螺距米制螺紋傳動(dòng)路線時(shí)，可獲得范圍為0. 081. 22mm/r的32級(jí)正常進(jìn)給量;當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由主軸經(jīng)正常螺距英制螺紋傳動(dòng)路線時(shí)，可獲得0. 861. 59 mm/r的8級(jí)較大進(jìn)給量;若接通擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)，選用米制螺紋傳動(dòng)路線，并使 ，可獲得0. 0280. 054 mm/r的8級(jí)用于高速精車的細(xì)進(jìn)給量;而接通擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)，采用英制螺紋傳動(dòng)路線，并適當(dāng)調(diào)整增倍機(jī)構(gòu)，可獲得范圍為1. 716. 33 mm/r的16級(jí)供強(qiáng)力切削或?qū)捜芯囍玫募哟筮M(jìn)給量。 分析可知，當(dāng)主軸箱及進(jìn)給箱中的傳動(dòng)路線相同時(shí)，所得到的橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量級(jí)數(shù)與縱向相同，且橫向進(jìn)給量f橫=1/2f縱。這是因

18、為橫向切槽或切斷，容易產(chǎn)生振動(dòng)，切削條件差，故使用較小進(jìn)給量。 a.刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈。刀架的快速移動(dòng)是由裝在溜板箱內(nèi)的快速電動(dòng)機(jī)(0. 25kW2800 r/min)驅(qū)動(dòng)的。按下快速移動(dòng)按鈕，啟動(dòng)快速電動(dòng)機(jī)后，由溜板箱中的雙向離合器M8和M9控制其縱、橫雙向快速移動(dòng)。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備刀架快速移動(dòng)時(shí)，可不必脫開機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈，在齒輪56與軸XX之間裝有超越離合器M6，可保證光杠和快速電機(jī)同時(shí)傳給軸XX運(yùn)動(dòng)而不相互干涉。 (3)車床附件。工件的裝夾速度和精度直接影響生產(chǎn)率和加工質(zhì)量。工件的形狀、尺寸大小和加工質(zhì)量不同，采用的裝夾方法也不相同。裝夾時(shí)常用的車床附件有以下幾

19、種。 三爪自定心卡盤。圖3-5所示為三爪自定心卡盤的結(jié)構(gòu)。它是通過連接盤(也稱法蘭盤)安裝在車床主軸上的。使用時(shí)將扳手方頭插人小圓錐齒輪2的方孔1中轉(zhuǎn)動(dòng)，小圓錐齒輪2就帶動(dòng)大圓錐齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，大圓錐齒輪3背面的平面螺紋與三個(gè)卡爪4背面的螺紋相嚙合。當(dāng)平面螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就帶動(dòng)三個(gè)卡爪作同步徑向移動(dòng)。三爪自定心卡盤的卡爪有正爪和反爪之分，也有一副卡爪可正反通用。反爪用來裝夾較大直徑的工件。安裝卡爪時(shí)要注意每個(gè)卡爪要與卡盤上的槽相對(duì)應(yīng)。三爪自定心卡盤能自定心，校正和安裝工件簡(jiǎn)單迅速，也可用工件端面較大的孔裝夾。但夾緊力小，不能裝夾不規(guī)則形狀和大型工件。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 四爪單動(dòng)卡

20、盤。四爪單動(dòng)卡盤的外形如圖3-6所示。它有四個(gè)各不相關(guān)的卡爪1,2, 3, 4，每個(gè)爪的后面有一半內(nèi)螺紋與絲杠5嚙合，當(dāng)扳手方頭插人絲杠方孔轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠時(shí)，與它嚙合的卡爪就單獨(dú)移動(dòng)，以適應(yīng)工件形狀需要?？ūP也是通過連接盤安裝在車床主軸上的。四爪單動(dòng)卡盤可裝成正爪和反爪兩種。四爪單動(dòng)卡盤夾緊力較大，但校正工件比較麻煩。適用于單件或小批生產(chǎn)中安裝較重或形狀不規(guī)則的工件。 頂尖及雞心夾頭。車削軸類零件時(shí)，采用兩頂尖和雞心夾頭來安裝工件，如圖3-7所示。安裝工件時(shí)，由裝在主軸和尾座錐孔的兩頂尖頂人工件兩端已鉆好的中心孔內(nèi)予以支承和定位。安裝在主軸上的撥盤，通過夾在工件上的雞心夾頭3可帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)進(jìn)行車削工

21、件。頂尖可分為死頂尖和活頂尖兩種。 圖3-8所示為死頂尖的結(jié)構(gòu)。車削時(shí)，死頂尖和工件中心孔之間由滑動(dòng)摩擦而產(chǎn)生高溫，高速車削時(shí)鋼料頂尖往往被退火、磨損或燒壞。因此，目前常采用鑲硬質(zhì)合金的頂尖，如圖3-8(b)所示。支承細(xì)小工件時(shí)可用反頂尖，如圖3-8(c)所示。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 圖3-9所示為活頂尖的結(jié)構(gòu)。它的頂尖與工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)可避免頂尖和工件中心孔之間的摩擦，能承受很高的旋轉(zhuǎn)速度，但活頂尖存在裝配累積誤差，而且當(dāng)軸承磨損后，會(huì)使頂尖產(chǎn)生徑向擺動(dòng)，降低加工精度。兩頂尖及雞心夾頭適用于安裝長度和直徑之比較大(L/D = 410)的軸類零件。其特點(diǎn)是:能保證位置精度在多工序

22、加工條件下，均以中心孔定位，能保證各加工表面間的相互位置精度。但因工件長徑比較大，工件的安裝剛性差，故不宜選用較大的切削用量，也不宜進(jìn)行斷續(xù)切削。 中心架與跟刀架。當(dāng)車削特別長的軸類工件(L/D10)時(shí)，要使用輔助支承中心架或跟刀架，以防止工件的彎曲變形。另外較長軸類工件在端面、鉆孔或車孔時(shí)，也要以中心架作為支承。 中心架和跟刀架的結(jié)構(gòu)及使用情況如圖3-10所示。使用這兩種附件時(shí)，在工件的支承部件都必須預(yù)先車出光滑的定位用圓柱面。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備中心架用壓板固定在床身導(dǎo)軌上，三個(gè)徑向布置的支承柱可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，支承柱支承在工件已車好的光滑柱面上，調(diào)節(jié)支承柱時(shí)應(yīng)使工件軸線

23、與回轉(zhuǎn)軸線重合，且使支承柱與工件接觸松緊適當(dāng)。 跟刀架固定在車床鞍上，并跟車刀一起移動(dòng)。跟刀架一般只有兩個(gè)支承柱。另一個(gè)支承柱由車刀來代替。跟刀架的支承柱在工件上的支承部位，一般是車刀剛車出的部位。因此每次走刀前必須重新調(diào)節(jié)支承柱，并保持松緊適當(dāng)?shù)慕佑|。 花盤。花盤及其使用如圖3-11所示，花盤的工作平面上布置有若干條徑向排列的直槽，以便用螺栓、壓板等將工件壓緊在花盤平面上。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特征和加工部位的需要，有時(shí)還使用彎板(有兩個(gè)互相垂直平面的角銑)。工件裝夾在彎板上，彎板固定在花盤上安裝工件時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件上事先劃好的基準(zhǔn)線(內(nèi)、外圓或i一字線)進(jìn)行找正，然后用螺栓、壓板等壓緊工件，如圖3-

24、11(b)所示。若工件質(zhì)量不均衡，必須在花盤上加裝平衡銑予以平衡，以防振動(dòng)和保證安全。花盤主要用于單件、小批產(chǎn)生中形狀比較特殊的零件安裝。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備2.車刀 (1)車刀的種類。車刀是車削加工使用的刀具，可用于各類車床。車刀的種類很多，按結(jié)構(gòu)分有整體式車刀、焊接式車刀、機(jī)夾重磨式車刀和可轉(zhuǎn)位式車刀等，如圖3-12所示。 按用途可為分外圓車刀、撞孔車刀、端面車刀、螺紋車刀、切斷刀和成形車刀等，如圖3-13所示。 外圓車刀有直頭和彎頭之分，常以主偏角的數(shù)值來命名，如Kr= 90o時(shí)稱為90o外圓車刀;Kr=45o時(shí)稱為45o外圓車刀。 (2)車刀的刃磨。常用的磨刀砂輪

25、有氧化鋁砂輪(呈白色)、碳化硅砂輪(呈綠色)和人造金剛石砂輪。氧化鋁砂輪的磨粒韌性好，比較鋒利，硬度稍低，用來刃磨高速鋼刀具。碳化硅砂輪的磨粒硬度高，切削性能好，但較脆，用來刃磨硬質(zhì)合金刀具。人造金剛石砂輪刃磨刀具，這種砂輪的磨粒硬度極高，強(qiáng)度較高，導(dǎo)熱性好，自銳性好。除可刃磨硬質(zhì)合金刀具外，還可磨削玻璃、陶瓷等高硬度材料。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備車刀的刃磨有機(jī)械刃磨和手工刃磨兩種。機(jī)械刃磨效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，操作方便，主要用于刃磨標(biāo)準(zhǔn)刀具。手工刃磨比較靈活，對(duì)磨刀設(shè)備要求不高，這種刃磨方法在一般工廠較為普遍。對(duì)于車工來說，手工刃磨是必須掌握的基本技能。 現(xiàn)以主偏角為90o的焊

26、接式硬質(zhì)合金車刀為例，介紹其刃磨的步驟和方法。 先磨去車刀前面、后面和副后面等處的焊渣，并磨平車刀的底平面。磨削時(shí)應(yīng)采用粗粒度的氧化鋁砂輪。 粗磨后面和副后面的刀桿部分，其后角應(yīng)比刀片處的后角大2o3o，以便刃磨刀片處的后角。用氧化鋁砂輪磨削。 粗磨刀片上的后面和副后面，粗磨出來的后角、副后角應(yīng)比所要求的后角大2o左右，刃磨方法如圖3-14所示。刃磨時(shí)應(yīng)采用粗粒度的碳化硅砂輪。 磨前面，磨出車刀的前角和刃傾角，磨削時(shí)應(yīng)采用碳化硅砂輪。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備磨斷屑槽。為了使斷屑容易，通常要在車刀的前面上磨出斷屑槽。斷屑槽常用的形式有兩種，即直線形和圓弧形。刃磨圓弧形斷屑槽，必

27、須先把砂輪的外圓與平面的相交處修整成相應(yīng)的圓弧。刃磨直線形斷屑槽，其砂輪的外圓與平面的相交處必須修整得比較尖銳。刃磨時(shí)，刀尖可向上或向下磨削，磨削方法如圖3-15所示。磨削斷屑槽時(shí)應(yīng)注意，刃磨時(shí)的起點(diǎn)位置應(yīng)和刀尖、主切削刃離開一小段距離，以防止將刀尖和切削刃磨坍;磨削時(shí)用力不能過大，應(yīng)將車刀沿刀桿方向上下緩慢移動(dòng)。 精磨后面和副后面。將車刀底平面靠在調(diào)整好角度的臺(tái)板上，并使刀刃輕輕靠住砂輪的端面上進(jìn)行刃磨(見圖3-16)。刃磨過程中，車刀應(yīng)左右緩慢移動(dòng)，使砂輪磨損均勻。砂輪粒度應(yīng)選180號(hào)220號(hào)的碳化硅砂輪或金剛石砂輪。 磨負(fù)倒棱。加工鋼料的硬質(zhì)合金車刀一般要磨出負(fù)倒棱，其倒棱的寬度b=(0

28、.50.8)f，倒棱前角 。刃磨負(fù)倒棱時(shí)，用力要輕微，車刀沿主切削刃的后端向刀尖方向擺動(dòng)。刃磨時(shí)，應(yīng)采用細(xì)磨粒的碳化硅砂輪或金剛石砂輪。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備磨過渡刃。過渡刃有直線形和圓弧形兩種，刃磨方法與精磨后面時(shí)基本相同。對(duì)于車削較硬材料的車刀，也可以在過渡刃上磨出負(fù)倒棱。對(duì)于大進(jìn)給量車削的車刀，可以用同樣的方法在副切削刃上磨出修光刃。采用的砂輪與精磨后面時(shí)所用的砂輪相同。 研磨。對(duì)精加工用車刀，為了保證工件表面加工質(zhì)量，常對(duì)車刀進(jìn)行研磨。研磨時(shí)，用油石加些機(jī)油，然后在刀刃附近的前面和后面以及刀尖處貼平進(jìn)行研磨，直到車刀表面光潔，看不出磨削痕跡為止。這樣既可使刀刃鋒利，

29、又能增加刀具的耐用度。 刃磨刀具時(shí)的注意事項(xiàng)如下: 握刀姿勢(shì)要正確，手指要穩(wěn)定，不能抖動(dòng)。 磨碳素鋼、合金鋼及高速鋼刀具時(shí)，要經(jīng)常冷卻，不能讓刀頭燒紅，否則，會(huì)失去其硬度。 磨硬質(zhì)合金刀具時(shí)，不要進(jìn)行冷卻，否則，突然冷卻會(huì)使刀片碎裂。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備在盤形砂輪上磨刀時(shí)，盡量避免使用砂輪的側(cè)面;在杯形砂輪上磨刀時(shí)，不準(zhǔn)使用砂輪的內(nèi)圈。 刃磨時(shí)，應(yīng)將刀具往復(fù)移動(dòng)，不要固定在砂輪的某一處，否則，會(huì)使砂輪表面磨成凹槽，為再刃磨其他刀時(shí)造成困難。 (3)車刀的安裝。車刀的安裝正確與否，直接影響到切削能否順利進(jìn)行和工件的加工質(zhì)量。如果車刀安裝不正確，即使車刀的各個(gè)角度刃磨是合理的

30、，但在切削時(shí)，其工作角度也會(huì)發(fā)生改變。所以在安裝車刀時(shí)，一定要注意以下幾點(diǎn): 車刀懸仲部分要盡量縮短。一般懸仲長度約為車刀厚度的11. 5倍。懸仲過長，車刀切削時(shí)剛性差，容易產(chǎn)生振動(dòng)、彎曲甚至折斷，影響加工質(zhì)量。 車刀一定要夾緊，否則，車刀崩出將造成難以想象的后果。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備車刀刀尖一般應(yīng)與工件旋轉(zhuǎn)軸線等高，否則，將使車刀工作時(shí)的前角和后角發(fā)生改變(見圖3-17)。車外圓時(shí)，如果車刀刀尖高于工件旋轉(zhuǎn)軸線，則使前角增大，后角減小，從而加劇后面與工件之間的摩擦;如果車刀刀尖低于工件旋轉(zhuǎn)軸線，則使后角增大，前角減小，從而使切削不順利。在車削內(nèi)孔時(shí)，其角度的變化情況正好

31、與車外圓時(shí)相反。 車刀刀桿中心線應(yīng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向垂直，如圖3-18 (b)所示，否則將使車刀工作時(shí)的主偏角和副偏角發(fā)生改變。主偏角減小，如圖3-18(c)所示，進(jìn)給力增大;副偏角減小，如圖3-18(a)所示，加劇摩擦。 這些要求對(duì)各種車刀的安裝是通用的，但對(duì)不同的切削情況，又有其特殊的要求。 3.車外圓 工件旋轉(zhuǎn)做主運(yùn)動(dòng)，車刀做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，就能車出外圓柱表面。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備車外圓可用圖3-19所示的幾種車刀。其中，Kr =45o的彎頭刀能車外圓、端面和倒角，是一種多用途的車刀。但切削時(shí)徑向分力大，如果是車細(xì)長工件時(shí)，工件容易被頂彎并引起振動(dòng)，所以常用來車削剛性好的

32、工件。90o偏刀能車外圓、端面和階臺(tái)。其徑向分力較小，不易引起工件的彎曲與振動(dòng)，但因刀尖角 較小，刀尖強(qiáng)度小，散熱條件差，容易磨損。75o的外圓車刀刀尖強(qiáng)度較高，散熱情況好，徑向分力也不大，工件剛性稍差時(shí)也能采用，適用于粗、精車外圓。 為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，一般將加工過程分為粗車、半精車和精車三個(gè)階段。粗車時(shí)，應(yīng)以盡快切除粗車余量為主，為此，背吃刀量和進(jìn)給量可取較大值，而切削速度則應(yīng)取較小值，以防車床過載，并且保證車刀耐用度。半精車和精車時(shí)，則應(yīng)以保證加工質(zhì)量為主，盡可能減小由于切削力、切削熱引起工藝系統(tǒng)(指機(jī)床-夾具-工件-刀具)的變形，以減小加工誤差。所以，背吃刀量和進(jìn)給量應(yīng)取較

33、小值，而切削速度一般取較大值。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備外圓車削時(shí)，最常見的車削裝夾方式如表3-4所示。三、外圓表面的磨削加工 1.磨床 (1)磨床的主要類型及應(yīng)用范圍。用磨料磨具(砂輪、砂帶、油石和研磨料等)為工具進(jìn)行切削加工的機(jī)床，稱為磨床。用油石或磨料作磨具進(jìn)行磨削加工的機(jī)床，稱為研磨機(jī)床或超精磨削機(jī)床，也可統(tǒng)稱為磨床。 磨床可以加工各種表面。凡是車床、鉆床、撞床、銑床、齒輪和螺紋加工機(jī)床等加工的零件表面，都能夠在相應(yīng)的磨床上進(jìn)行磨削精加工。此外，還可以刃磨刀具和進(jìn)行切斷等，工藝范圍十分廣泛，所以磨床的類型和品種比其他機(jī)床多。磨床的類型有以下幾種。 為適應(yīng)磨削不同的零件表面

34、發(fā)展的通用磨床有普通外圓磨床、萬能外圓磨床、無心外圓磨床、普通內(nèi)圓磨床、行星內(nèi)圓磨床以及各種平面磨床、齒輪磨床和螺紋磨床等。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備為適應(yīng)提高生產(chǎn)率要求發(fā)展的高效磨床有高速磨床、高速深切快進(jìn)給磨床、低速深切緩進(jìn)給磨床、寬砂輪磨床、多砂輪磨床以及各種砂帶磨床。 為適應(yīng)磨削特殊零件發(fā)展的專門化磨床有曲軸磨床、凸輪軸磨床、軋輥磨床、花鍵磨床、導(dǎo)軌磨床以及各種軸承滾道磨床等。 此外，還有各種超精加工磨床和工具磨床等。 (2) M1432B型萬能外圓磨床。M1432B型萬能外圓磨床(見圖3-20)屬于普通精度的萬能外圓磨床，其工藝范圍較寬，除了能磨削外圓柱面和外圓錐面外

35、，還可磨削內(nèi)孔和臺(tái)階面等。 M1432B型萬能外圓磨床的組成和作用。 a.床身。床身用以支承磨床其他部件。床身上面有縱向?qū)к壓蜋M向?qū)к?，分別為磨床工作臺(tái)和砂輪架的移動(dòng)導(dǎo)向。 b.頭架。頭架主軸可與卡盤連接或安裝頂尖，用以裝夾工件。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備頭架主軸由頭架上的電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)、頭架內(nèi)的變速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工件的圓周進(jìn)給，共有25224 r/min的6級(jí)轉(zhuǎn)速。頭架可繞垂直軸線逆時(shí)針回轉(zhuǎn)。0o90o。 c.砂輪架。砂輪架用以支承砂輪主軸，可沿床身橫向?qū)к壱苿?dòng)，實(shí)現(xiàn)砂輪的徑向(橫向)進(jìn)給。砂輪的徑向進(jìn)給量可以通過手輪3手動(dòng)調(diào)節(jié)。安裝于主軸的砂輪由一獨(dú)立電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)使其

36、回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為1 670 r/min。砂輪架可繞垂直軸線回轉(zhuǎn)-30o+30o。 d.工作臺(tái)。工作臺(tái)由上、下兩層組成，上層可繞下層中心軸線在水平面內(nèi)順(逆)時(shí)針回轉(zhuǎn)3o (6o)，以便磨削小錐角的長錐體工件。工作臺(tái)上層用以安裝頭架和尾座，工作臺(tái)下層連同上層一起沿床身縱向?qū)к壱苿?dòng)，實(shí)現(xiàn)工件的縱向進(jìn)給?？v向進(jìn)給可通過手輪11手動(dòng)調(diào)節(jié)。工作臺(tái)的縱向運(yùn)動(dòng)由床身內(nèi)的液壓傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。 P.尾座。套簡(jiǎn)內(nèi)安裝尾頂尖，用以支承工件另一端。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備后端裝有彈簧，利用可調(diào)節(jié)的彈簧力頂緊工件，也可在長工件受磨削熱影響而仲長或彎曲變形的情況下便于工件裝卸。裝卸工件時(shí)，可采用手動(dòng)或液動(dòng)方式使

37、尾座套簡(jiǎn)縮回。 f.內(nèi)圓磨頭。其上裝有內(nèi)圓磨具5，用來磨削內(nèi)圓。它由專門的電動(dòng)機(jī)經(jīng)平帶帶動(dòng)其主軸高速回轉(zhuǎn)(10 000 r/min以上)實(shí)現(xiàn)內(nèi)圓磨削的主運(yùn)動(dòng)。不用時(shí)，將內(nèi)圓磨頭翻轉(zhuǎn)到砂輪架上方，磨內(nèi)圓時(shí)翻下。 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)。為了完成各種加工，機(jī)床必須具備以下運(yùn)動(dòng)。 a.主運(yùn)動(dòng)(no)。磨外圓時(shí)為砂輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);磨內(nèi)圓時(shí)為內(nèi)圓磨具的砂輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 b.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工件的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(nw)，即頭架主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(fa)，即采用液壓傳動(dòng)，以保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性及實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速和自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也可手動(dòng)調(diào)整工作臺(tái)位置;上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，每

38、當(dāng)工作臺(tái)一個(gè)縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)終了，由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使砂輪架橫向移動(dòng)一個(gè)位移量(控制磨削深度)，為步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。 此外，機(jī)床還有兩個(gè)輔助運(yùn)動(dòng):砂輪架橫向快速進(jìn)退和尾座套簡(jiǎn)縮回，以便裝卸工件。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)都采用液壓傳動(dòng)。 (3)無心外圓磨床。無心外圓磨床是一種生產(chǎn)率很高的精加工方法。無心外圓磨床進(jìn)行磨削時(shí)，工件不是支承在頂尖上或夾持在卡盤中，而直接置于砂輪和導(dǎo)輪之間的托板上，以工件自身外圓為定位基準(zhǔn)，其中心略高于砂輪和導(dǎo)輪的中心連線。磨削時(shí)，導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速nt與砂輪轉(zhuǎn)速no相比較低，由于工件與導(dǎo)輪(通常用橡膠黏合劑做的，磨粒較粗)之間的摩擦較大，所以工件以接近于導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)(nw)。從而在砂輪與工件間形成很大的速度

39、差，據(jù)此產(chǎn)生磨削作用。改變導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)速，便可以調(diào)整工件的圓周進(jìn)給速度。 如圖3-21所示為無心外圓磨床外觀簡(jiǎn)圖。由床身、砂輪架、砂輪修整器、導(dǎo)輪修整器、座架和支座等主要部件組成。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 無心磨床所磨削的工件，尺寸精度和幾何精度都較高，且有很高的生產(chǎn)率。如果配備自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)，很容易實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化，適用于大批量生產(chǎn)。 2.砂輪 砂輪是磨削加工的主要工具，它是由磨料和黏合劑構(gòu)成的疏松多孔物體，如圖3-22所示。磨粒、黏合劑和空隙是構(gòu)成砂輪的三要素。隨著磨料、黏合劑及砂輪制造工藝的不同，砂輪特性差別很大，對(duì)磨削加工的精度及生產(chǎn)率等有著重要的影響，必須根據(jù)具體情況選用。

40、 (1)砂輪的特性。砂輪的特性由磨料、粒度、黏合劑、硬度及組織等五個(gè)方面的因素決定。 磨料。磨料是制造砂輪的主要原料，在磨削中擔(dān)負(fù)主要的切削工作。磨料必須具備高硬度、高耐熱性、耐磨性和一定的韌性。如表3-5所示。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備粒度。粒度表示磨料顆粒的大小。砂輪的粒度對(duì)磨削加工生產(chǎn)率和工件表面質(zhì)量影響較大。一般來說，粗磨時(shí)，應(yīng)選用粗粒度的砂輪，以保證較高的生產(chǎn)率;精磨時(shí)，選用細(xì)粒度砂輪，以減低磨削表面的粗糙度值;磨軟而粘的材料，應(yīng)選用粗粒度的砂輪，以防工作表面堵塞;磨削脆、硬材料，則應(yīng)選用細(xì)粒度砂輪。粒度的選用如表3-6所示。 合劑。用于黏合磨粒，制成各種不同形狀和尺

41、寸的砂輪。黏合劑的性能決定了砂輪的強(qiáng)度、耐沖擊性、耐腐蝕性、耐熱性和使用壽命。常用的黏合劑有陶瓷黏合劑、樹脂黏合劑、橡膠黏合劑和金屬黏合劑等，其中以陶瓷黏合劑應(yīng)用最廣。黏合劑的性能與用途如表3-7所示。 硬度。砂輪的硬度是指在磨削力作用下磨粒脫落的難易程度。如磨粒容易脫落，表明砂輪硬度低，反之則表明砂輪硬度高。砂輪的硬度與磨粒的硬度是兩個(gè)不同的概念，硬度相同的磨粒，可以制成不同硬度的砂輪。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 砂輪硬度的選擇，對(duì)磨削質(zhì)量、磨削效率和砂輪損耗都有很大影響。一般來說，磨削較硬的材料，應(yīng)選用較軟的砂輪;磨削較軟的材料，應(yīng)選用較硬的砂輪。磨削有色金屬時(shí)，應(yīng)選用較軟砂

42、輪，以免切屑堵塞砂輪;在精磨和成形磨削時(shí)，應(yīng)選用較硬砂輪。砂輪硬度代號(hào)如表3-8所示。組織。砂輪的總體積是由磨粒、黏合劑和氣孔構(gòu)成的，這三部分體積的比例關(guān)系，在工程中常稱為砂輪的組織。砂輪的組織與用途如表3-9所示。(2)砂輪的形狀。常用砂輪的形狀、代號(hào)及主要用途如表3-10所示。 (3)砂輪的平衡、安裝與修正。 砂輪的安裝。由于砂輪工作時(shí)的轉(zhuǎn)速很高，而砂輪的質(zhì)地又較脆，因此，必須正確地安裝砂輪，以免砂輪碎裂飛出，造成嚴(yán)重的設(shè)備事故和人身傷害。安裝砂輪時(shí)，應(yīng)根據(jù)砂輪形狀、尺寸的不同而采用不同的安裝方法，常用的安裝方法如圖3 - 23所示。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備其中，(a) ,

43、(b)為用臺(tái)階法蘭盤安裝砂輪;(c)為用平面法蘭盤安裝砂輪;(d)為用螺母墊圈安裝砂輪;(e),(f)為內(nèi)圓磨削用砂輪的安裝;(g)為內(nèi)圓磨削用粘接法安裝砂輪;(h)為簡(jiǎn)形砂輪的安裝。 砂輪安裝前必須仔細(xì)檢查砂輪的外形，不允許砂輪有裂紋和損傷。裝拆砂輪時(shí)必須注意壓緊螺母的螺旋方向。在磨床上，為了防止砂輪工作時(shí)壓緊螺母在磨削力的作用下自動(dòng)松開，對(duì)砂輪軸端的螺旋方向作如下規(guī)定:逆著砂輪旋轉(zhuǎn)方向擰螺母是旋緊，順著砂輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)螺母為松開。 砂輪的平衡。砂輪的重心與旋轉(zhuǎn)中心不重合稱為砂輪的不平衡。在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，砂輪的不平衡會(huì)使主軸振動(dòng)，從而影響加工質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至使砂輪碎裂，造成事故。所以砂輪安裝后

44、，首先需對(duì)砂輪進(jìn)行平衡調(diào)整。平衡砂輪是通過調(diào)整砂輪法蘭盤上環(huán)形槽內(nèi)平衡塊的位置來實(shí)現(xiàn)的，如圖3-24所示。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備砂輪的修正。新砂輪或使用過一段時(shí)間后，磨粒逐漸變鈍，砂輪工作表面空隙被磨屑堵塞，最后使砂輪喪失切削能力。所以，砂輪工作一段時(shí)間后必須進(jìn)行修正，以便磨鈍的磨粒脫落，恢復(fù)砂輪的切削能力和外形精度。修正砂輪的常用工具是金剛筆。修理砂輪時(shí)，金剛筆相對(duì)砂輪的位置如圖3-25所示，以避免筆尖扎人砂輪，同時(shí)也可保持筆尖的鋒利。 3.外圓磨削加工方法 外圓磨削可以在普通外圓磨床、萬能外圓磨床或無心磨床上進(jìn)行。常用的磨削方法有軸向磨削法、徑向磨削法、階段磨削法和深度

45、磨削法等四種。磨削對(duì)象主要是各種圓柱體、圓錐體、帶肩臺(tái)階軸、環(huán)形工件以及旋轉(zhuǎn)曲面。經(jīng)外圓磨削后的工件表面粗糙度一般能達(dá)到Ra0.20.8um，尺寸精度可達(dá)IT6IT7級(jí)。 (1)工件的裝夾。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備用前、后頂尖裝夾工件。如圖3 - 26所示是外圓磨削中最常用的裝夾方法。裝夾時(shí)，利用工件兩端的頂尖孔將工件支承在磨床的頭架及尾座頂尖間，這種裝夾方法的特點(diǎn)是裝夾迅速方便，加工精度高。 用三爪卡盤或四爪卡盤裝夾工件。三爪卡盤適用于裝夾沒有中心孔的工件，而四爪卡盤特別適用于夾持表面不規(guī)則的工件。利用心軸裝夾工件。心軸裝夾適用于磨削套類零件的外圓。常用心軸有以下幾種。a.

46、小錐度心軸，如圖3-27所示。b.臺(tái)肩心軸，如圖3-28所示。c.可脹心軸，如圖3-29所示。 (2)外圓的一般磨削方法。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備縱向法。磨削時(shí)，工件在主軸帶動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并隨工作臺(tái)一起做縱向移動(dòng)，當(dāng)一次縱向行程或往復(fù)行程結(jié)束時(shí)，砂輪需按要求的磨削深度再做一次橫向進(jìn)給，這樣就能使工件上的磨削余量不斷被切除，如圖3-30所示。磨削特點(diǎn)是:精度高、表面粗糙度值小、生產(chǎn)效率低。適用于單件小批量生產(chǎn)及零件的精磨。 橫向法(切入磨法)。磨削時(shí)，工件只需與砂輪作同向轉(zhuǎn)動(dòng)(圓周進(jìn)給)，而砂輪除高速旋轉(zhuǎn)外，還需根據(jù)工件加工余量作緩慢連續(xù)的橫向切入，直到加工余量全部被切除為止

47、。磨削特點(diǎn)是:磨削效率高，磨削長度較短，磨削較困難，如圖3-31 (a)所示。橫磨法適用于批量生產(chǎn)，磨削剛性好的工件上較短的外圓表面。 階段磨削法。階段磨削法又稱綜合磨削法，是橫向法和縱向法的綜合應(yīng)用，即先用橫向法將工件分段粗磨，相鄰兩段間有一定量的重疊，各段留精磨余量，然后用縱向法進(jìn)行精磨，如圖3-31(b)所示。這種磨削方法既保證了精度和表面粗糙度，又提高了磨削效率。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備 無心外圓磨削法。無心外圓磨削是在無心外圓磨床上進(jìn)行的一種外圓磨削。無心外圓磨削時(shí)，工件不定中心自由地置于磨削輪和導(dǎo)輪之間，由托板和導(dǎo)輪支承，工件被磨削外圓表面本身就是定位基準(zhǔn)面，其中起

48、磨削作用的砂輪稱為磨削輪，起傳動(dòng)作用的砂輪稱為導(dǎo)輪(見圖3-32)。導(dǎo)輪由橡膠黏合劑制成其軸線在垂直方向上與磨削輪成a角，帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)和縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 無心磨削時(shí)，磨削輪以大于導(dǎo)輪s倍左右的圓周速度旋轉(zhuǎn)，由于工件與導(dǎo)輪間的摩擦力大于工件與磨削輪間的摩擦力，所以工件被導(dǎo)輪帶動(dòng)并與它成相反方向旋轉(zhuǎn);而磨削輪則對(duì)工件進(jìn)行磨削。無心磨削后工件的精度可達(dá)IT6IT7級(jí)，表面粗糙度達(dá)Ra0.20. 8um。 在無心外圓磨床上磨削工件的方法主要有貫穿磨削法、切入磨削法和強(qiáng)迫貫穿法。 a.貫穿磨削法。磨削時(shí)，工件一面旋轉(zhuǎn)一面縱向進(jìn)給，穿過磨削區(qū)域，工件的加工余量需要在幾次貫穿中切除。此種方法用于磨削無階臺(tái)的外

49、圓表面(見圖3-33 )。 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備工件的縱向進(jìn)給速度等于導(dǎo)輪的縱向分速度，工件的圓周速度等于導(dǎo)輪切線方向的分速度。 導(dǎo)輪的傾斜角增大時(shí)，工件縱向進(jìn)給速度增大，生產(chǎn)率提高而工件的表面粗糙度變粗，通常精磨時(shí)取 ;粗磨時(shí)取 。每次貫穿的吃刀量粗磨時(shí)取0. 020.06 mm ,精磨時(shí)取0. 0050. 01mm。 b.切入磨削法(見圖3-34)。磨削時(shí)，工件不做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通常將導(dǎo)輪架回轉(zhuǎn)較小的傾斜角( )，使工件在磨削過程中有一微小軸向力，使工件緊靠擋銷，因而能獲得理想的加工質(zhì)量。切入磨削法適用于加工帶肩臺(tái)的圓柱形零件或錐銷、錐形滾柱等成形旋轉(zhuǎn)體零件。采用切入法

50、時(shí)需精細(xì)修整磨削輪，砂輪表面要平整，當(dāng)工件表面粗糙度值超出所要求時(shí)，要及時(shí)修整磨削輪，磨削時(shí)，導(dǎo)輪橫向切入要慢而且均勻。 四、外圓表面的精整、光整加工 1.研磨 上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備(1)研磨的分類和適用范圍。 濕研磨。濕研磨是將稀糊狀或液狀研磨劑涂敷或連續(xù)注人研具表面，磨粒在工件與研具之間不停地滑動(dòng)或滾動(dòng)，形成對(duì)工件的切削運(yùn)動(dòng)，加工表面呈無光澤的麻點(diǎn)狀，一般用于粗研磨。 干研磨。干研磨是在一定的壓力下，將磨料均勻地壓嵌在研具的表層中，研磨時(shí)只需在研具表面涂以少量的潤滑劑，干研磨可獲得很高的加工精度和低表面粗糙度，但研磨效率較低，一般用于精研磨。 半干研磨。半干研磨采用糊狀

51、的研磨膏作研磨劑，其研磨性能介于濕研磨與干研磨之間，用于粗研磨和精研磨均可。 (2)研磨劑。研磨劑由磨料、研磨液和表面活性物質(zhì)等混合而成。磨料主要起切削作用，應(yīng)具有較高的硬度，常用的磨料有剛玉、碳化硅、金剛石、軟磨料(氧化銑、氧化鉻)。研磨液有煤油、汽油、機(jī)油、植物油、酒精等，其主要起潤滑冷卻作用，并使磨料均勻在研具表面上。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備表面活性物質(zhì)附著在工件表面，使其生成一層相當(dāng)薄的易于切除的軟化膜，易于切除，常用的表面活性物質(zhì)有油酸、硬脂酸等。 (3)研具。研具是用于涂敷或嵌入磨料并使其磨粒發(fā)揮切削作用的工具。研具材料硬度一般比工件硬度低，而且硬度一致性好，組織均

52、勻，無雜質(zhì)、異物、裂紋和缺陷。其結(jié)構(gòu)要合理，并具有較高的幾何精度、耐磨性好、散熱性好。最常用的研具材料是硬度為120160HBS的鑄銑，也有使用10、20低碳鋼、黃銅、青銅、木材等。 (4)外圓柱表面的研磨方法。研磨分手工研磨和機(jī)械研磨。手工研磨是在工件的外圓涂一層薄而均勻的研磨劑，然后裝入已固定好的研具孔中，調(diào)整好研磨間隙，使工件既做正反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，又做軸向往復(fù)移動(dòng)，保證整個(gè)研磨面得到均勻的研磨。手工研磨也可將工件夾在車床的卡盤上或頂尖上做低速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，研具套在工件上用手推動(dòng)研具做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。上一頁下一頁返回第一節(jié)外圓表面加工及設(shè)備機(jī)械研磨是在研磨機(jī)上進(jìn)行，圖3-35為研磨機(jī)上研磨外圓的裝置

53、簡(jiǎn)圖，上、下兩個(gè)研磨盤1和2之間有一隔離盤3，工件放在隔離盤的槽中，研磨時(shí)上研磨盤不動(dòng)，下研磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)。隔離盤由偏心軸帶動(dòng)與下研磨盤同向轉(zhuǎn)動(dòng)。工作時(shí)，工件一面滾動(dòng)、一面在隔離盤槽中軸向滑動(dòng)，磨粒在工件表面磨出復(fù)雜的痕跡。上研磨盤的位置可軸向調(diào)整，使工件獲得所要求的研磨壓力。工件軸線與隔離盤半徑方向偏斜一角度 ，使工件產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)。上一頁返回第二節(jié)內(nèi)圓表面加工及設(shè)備一、內(nèi)圓表面的加工內(nèi)圓表面也是組成零件的基本表面，與外圓表面的加工相比，內(nèi)圓表面的加工條件要差的多，因?yàn)榭准庸さ毒呋蚰ゾ叩某叽缡鼙患庸た妆旧沓叽绲南拗?，刀具的剛性差，容易產(chǎn)生彎曲變形和振動(dòng);切削過程中，孔內(nèi)排屑、散熱、冷卻、潤滑條件差。

54、因此，孔的加工精度和表面粗糙度都不容易控制。此外，大部分孔加工刀具為定尺寸刀具，刀具直徑的制造誤差和磨損將直接影響孔的加工精度。故在一般情況下，加工孔比加工同樣尺寸、精度的外圓表面要困難些。內(nèi)圓表面可以在車床、鉆床、撞床、拉床、磨床上進(jìn)行。常用的方法有以下幾種。 1.內(nèi)圓表面的鉆削加工 用鉆頭在實(shí)體材料上加工孔的方法稱為鉆孔;用擴(kuò)孔鉆或鉆頭對(duì)已有孔進(jìn)行擴(kuò)大再加工的方法稱為擴(kuò)孔;用鉸刀在擴(kuò)孔的基礎(chǔ)上使孔的精度和表面質(zhì)量提高的加工方法稱為鉸孔。以上統(tǒng)稱為鉆削加工。鉆削加工主要在鉆床上進(jìn)行。 下一頁返回第二節(jié)內(nèi)圓表面加工及設(shè)備2.內(nèi)圓表面的膛削加工 撞孔是用撞刀在已加工孔的工件上使孔徑擴(kuò)大并使孔的精

55、度和表面質(zhì)量提高的加工方法。撞孔能修正孔軸線的偏移，保證孔的位置精度。撞削加工適合于箱體、支架等外形復(fù)雜的大型零件上的孔徑較大、尺寸精度要求較高、有位置要求的孔和孔系。撞孔加工根據(jù)工件不同，可以在撞床、車床、銑床、組合機(jī)床和數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行。 3.內(nèi)圓表面的磨削加工 內(nèi)圓表面的磨削加工是在內(nèi)圓磨床或萬能外圓磨床上進(jìn)行的一種精加工孔的方法。內(nèi)圓磨削的尺寸精度可達(dá)到IT6IT7級(jí)，表面粗糙度可達(dá)Ra 0. 20. 8 m。采用高精度內(nèi)圓磨削工藝，尺寸精度可以控制在0. 005 mm以內(nèi)，表面粗糙度Ra 0.0250. 1 m。 4.內(nèi)圓表面的拉削加工 上一頁下一頁返回第二節(jié)內(nèi)圓表面加工及設(shè)備拉削加工

56、是利用拉刀在拉床上切削出內(nèi)圓表面的一種加工方法。拉削加工生產(chǎn)率較高，可獲得較高的加工精度，精度可達(dá)IT7IT8級(jí)，表面粗糙度可達(dá)Ra0.11. 6 m。但拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難、成本高，所以適合于成批、大量生產(chǎn)的場(chǎng)合。 5.內(nèi)圓表面的精整、光整加工 內(nèi)圓表面精度要求較高的孔，最后還需進(jìn)不磨或研磨及滾壓等精密加工。內(nèi)圓表面的各種加工方案及其所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度如表3-11所示。二、內(nèi)圓表面的鉆削加工 1.鉆床 (1)鉆床類型及加工范圍。鉆床的主要類型有臺(tái)式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、銑鉆床和中心孔鉆床。鉆床是在主軸孔中安裝鉆頭、擴(kuò)孔鉆或鉸刀等，由主軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀具作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)做軸

57、向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的孔加工機(jī)床。 上一頁下一頁返回第二節(jié)內(nèi)圓表面加工及設(shè)備由于受鉆頭結(jié)構(gòu)和切削條件的限制，鉆孔加工質(zhì)量不高，常用于孔的粗加工，精度等級(jí)一般在IT11以下，表面粗糙度為Ra12. 550 m。擴(kuò)孔常用于擴(kuò)大孔的直徑或提高孔的精度，作為孔的最終加工或鉸孔、磨孔前的預(yù)加工。它所達(dá)到的精度等級(jí)為IT9IT10，表面粗糙度為Ra3. 26. 3 m。鉸孔是用鉸刀對(duì)中小尺寸的孔進(jìn)行半精加工和精加工，鉸孔達(dá)到的精度等級(jí)為IT6IT8，表面粗糙度為Ra0. 41. 6 m。 (2) Z3040型搖臂鉆床。Z3040型搖臂鉆床適用于單件和中小批生產(chǎn)中大、中型零件的加工。 主要技術(shù)參數(shù)主參數(shù)為最大鉆孔直徑

58、 40mm第二主參數(shù)為主軸中心線至立柱中心線的距離 最大 1600mm 最小 350mm主軸箱水平移動(dòng)距離 1250mm上一頁下一頁返回第二節(jié)內(nèi)圓表面加工及設(shè)備主軸端面至底座工作面距離 最大 1 250mm 最小 350mm搖臂升降距離 600mm搖臂回轉(zhuǎn)速度 1. 2m/min搖臂回轉(zhuǎn)角度 360o主軸的前錐孔 莫氏4號(hào)主軸轉(zhuǎn)速范圍(16級(jí)) 252 000 r/min主軸進(jìn)給量范圍(16級(jí)) 0. 043. 2mm/min主軸行程 315mm主電動(dòng)機(jī)功率 1 .1 kW 主要部件及其功能。圖3-36所示為Z3040 * 16型搖臂鉆床，它由底座、立柱、搖臂和主軸箱等部件組成。上一頁下一頁返

59、回第二節(jié)內(nèi)圓表面加工及設(shè)備主軸箱4裝在可繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的搖臂3的水平導(dǎo)軌上，通過主軸箱的搖臂上的橫向移動(dòng)以及搖臂的回轉(zhuǎn)，可以很方便地將主軸5調(diào)整到機(jī)床尺寸范圍內(nèi)的任意位置。為適應(yīng)加工不同高度的需要，搖臂可沿立柱2上下移動(dòng)以便調(diào)整位置。工件應(yīng)根據(jù)其大小裝夾在工作臺(tái)6或底座1上。 傳動(dòng)系統(tǒng)。圖3-37所示為Z3040 * 16型搖臂鉆床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖。由于鉆床的軸向進(jìn)給量是以主軸每1轉(zhuǎn)時(shí)，主軸軸向移動(dòng)量來表示，所以鉆床的主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)由同一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，主變速機(jī)構(gòu)及進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)均裝在主軸箱內(nèi)。 a.主運(yùn)動(dòng)。主電動(dòng)機(jī)由軸I經(jīng)齒輪副35/55傳至軸II，并通過軸II上雙向多片摩擦離合器M1，使運(yùn)

60、動(dòng)由37/42或36/36 * 36/38傳至軸III，從而控制主軸做正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。軸VI一軸VII間有三組由液壓操縱機(jī)構(gòu)控制的雙聯(lián)滑移齒輪組，軸VI一主軸VII間有一組內(nèi)齒式離合器M3變速組，運(yùn)動(dòng)可由軸VT通過齒輪副20/80或61/39傳至軸珊，從而使主軸獲得16級(jí)轉(zhuǎn)速。當(dāng)軸II上摩擦離合器M1處于中間位置，斷開主傳動(dòng)聯(lián)系時(shí)，通過多片式液壓制動(dòng)器M2使主軸制動(dòng)。上一頁下一頁返回第二節(jié)內(nèi)圓表面加工及設(shè)備b.軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由齒輪副37/48*22/41傳至軸VIII，再經(jīng)軸VIII一軸XII間四組雙聯(lián)滑移齒輪變速組傳至軸XII，軸XII經(jīng)安全離合器M5(常合)，內(nèi)齒式離合器M4，將