機械制造技術(shù)實驗第6章典型零件加工

第6章典型零件加工6.1軸類零件加工6.2箱體加工6.3齒輪加工6.4套筒類零件的加工6.5連桿加工

6.1軸類零件加工6.1.1概述1．軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(1)功用：支承傳動零件(齒輪、皮帶輪等)、傳遞扭矩、承受載荷，以及保證裝在主軸上的工件或刀具具有一定的回轉(zhuǎn)精度。(2)分類：軸類零件按其結(jié)構(gòu)形狀的特點，可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸(包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等)四類，如圖6-1所示。假設按軸的長度和直徑的比例來分，又可分為剛性軸(L/D≤2)和撓性軸(L/D>2)兩類。(3)外表特點：外圓、內(nèi)孔、圓錐、螺紋、花鍵、橫向孔。圖6-1軸的種類2．主要技術(shù)要求1)尺寸精度軸頸是軸類零件的主要外表，它影響軸的回轉(zhuǎn)精度及工作狀態(tài)。軸頸的直徑精度根據(jù)其使用要求通常為IT6～9，精密軸頸可達IT5。2)幾何形狀精度軸頸的幾何形狀精度(圓度、圓柱度)，一般應限制在直徑公差范圍內(nèi)。對幾何形狀精度要求較高時，可在零件圖上另行規(guī)定其允許的公差。3)位置精度位置精度主要是指裝配傳動件的配合軸頸相對于裝配軸承的支承軸頸的同軸度，通常是用配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動來表示的。根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度軸為0.001～0.005?mm，而一般精度軸為0.01～0.03?mm。此外還有內(nèi)外圓柱面的同軸度和軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。4)外表粗糙度根據(jù)零件的外表工作部位的不同，可有不同的外表粗糙度值。例如，普通機床主軸支承軸頸的外表粗糙度Ra為0.16～0.63?μm，配合軸頸的外表粗糙度Ra為0.63～2.5?μm，隨著機器運轉(zhuǎn)速度的增大和精密程度的提高，軸類零件外表粗糙度值要求也將越來越小。3．軸類零件的材料和毛坯合理選用材料和規(guī)定熱處理的技術(shù)要求，對提高軸類零件的強度和使用壽命有重要意義；同時，對軸的加工過程有極大的影響。1)軸類零件的材料一般軸類零件常用45鋼，根據(jù)不同的工作條件采用不同的熱處理方式(如正火、調(diào)質(zhì)、淬火等)，以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。對中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，可選用40Cr等合金鋼。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和外表淬火處理后，具有較高的綜合力學性能。精度較高的軸，有時還用軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn等材料，它們通過調(diào)質(zhì)和外表淬火處理后，具有更高耐磨性和耐疲勞性能。對于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸，可選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAlA氮化鋼。低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理后，具有很高的外表硬度、抗沖擊韌性和心部強度，熱處理變形卻很小。2)軸類零件的毛坯軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件，只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復雜的軸才采用鑄件。4．軸類零件的預加工軸類零件在切削加工之前，應對其毛坯進行預加工。預加工包括校正、切斷、切端面和鉆中心孔。(1)校正：校正棒料毛坯在制造、運輸和保管過程中產(chǎn)生的彎曲變形，以保證加工余量均勻及送料裝夾的可靠。校正可在各種壓力機上進行。(2)切斷：當采用棒料毛坯時，應在車削外圓前按所需長度切斷。切斷應在鋸床上進行，高硬度棒料的切斷可在帶有薄片砂輪的切割機上進行。(3)切端面鉆中心孔：中心孔是軸類零件加工最常用的定位基準面，為保證鉆出的中心孔不偏斜，應先切端面后鉆中心孔。(4)荒車：如果軸的毛坯是鍛件或大型鑄件，那么需要進行荒車加工，以減少毛坯外圓外表的形狀誤差，使后續(xù)工序的加工余量均勻。6.1.2典型主軸類零件加工工藝分析軸類零件的加工工藝因其用途、結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、產(chǎn)量大小的不同而有差異。而軸的工藝規(guī)程編制是生產(chǎn)中最常遇到的工藝工作。1．軸類零件加工的主要問題軸類零件加工的主要問題是如何保證各加工外表的尺寸精度、外表粗糙度和主要外表之間的相互位置精度。軸類零件加工的典型工藝路線如下：毛坯及其熱處理→預加工→車削外圓→銑鍵槽等→熱處理→磨削2．CA6140主軸加工工藝分析1)?CA6140主軸技術(shù)條件的分析CA6140主軸如圖6-2所示。(1)支承軸頸的技術(shù)要求。主軸兩支承軸頸A、B的圓度允差為0.005?mm，徑向跳動允差為0.005?mm，兩支承軸頸的1∶12錐面接觸率＞70%，外表粗糙度Ra為0.4?mm。支承軸頸直徑按IT5-7級精度制造。主軸外圓的圓度要求，對于一般精度的機床，其允差通常不超過尺寸公差的50%，對于提高精度的機床，那么不超過25%，對于高精度的機床，那么應在5%～10%之間。圖6-2CA6140主軸(2)錐孔的技術(shù)要求。主軸錐孔(莫氏6號)對支承軸頸A、B的跳動，近軸端允差為0.005?mm，離軸端300?mm處允差為0.01?mm，錐面的接觸率＞70%，外表粗糙度Ra為0.4?m，硬度要求HRC48。(3)短錐的技術(shù)要求。短錐對主軸支承軸頸A、B的徑向跳動允差為0.008?mm，端面D對軸頸A、B的端面跳動允差為0.008?mm，錐面及端面的粗糙度Ra均為0.8?m。(4)空套齒輪軸頸的技術(shù)要求。空套齒輪的軸頸對支承軸頸A、B的徑向跳動允差為0.015?mm。(5)螺紋的技術(shù)要求。這是用于限制與之配合的壓緊螺母的端面跳動量所必須的要求。因此在加工主軸螺紋時，必須控制螺紋外表軸心線與支承軸頸軸心線的同軸度，一般規(guī)定不超過0.025?mm。從上述分析可以看出，主軸的主要加工外表是兩個支承軸頸、錐孔、前端短錐面及其端面，以及裝齒輪的各個軸頸等。而保證支承軸頸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、兩個支承軸頸之間的同軸度、支承軸頸與其它外表的相互位置精度和外表粗糙度，那么是主軸加工的關(guān)鍵。2)主軸加工工藝過程分析(1)主軸毛坯的制造方法及熱處理。批量：大批；材料：45鋼；毛坯：模鍛件。①材料。在單件小批生產(chǎn)中，軸類零件的毛坯往往使用熱軋棒料；對于直徑差較大的階梯軸，為了節(jié)約材料和減少機械加工的勞動量，那么往往采用鍛件。單件小批生產(chǎn)的階梯軸一般采用自由鍛，在大批大量生產(chǎn)時那么采用模鍛。②熱處理。45鋼，在調(diào)質(zhì)處理(235HBS)之后，再經(jīng)局部高頻淬火，可以使局部硬度到達HRC?62～65，再經(jīng)過適當?shù)幕鼗鹛幚?，可以降到需要的硬?例如CA6140主軸規(guī)定為HRC?52)。9Mn2V是一種含碳0.9%左右的錳釩合金工具鋼，其淬透性、機械強度和硬度均比45鋼優(yōu)越。經(jīng)過適當?shù)臒崽幚碇?，適用于高精度機床主軸的尺寸精度穩(wěn)定性的要求。例如，萬能外圓磨床M1432A頭架和砂輪主軸就采用這種材料。38CrMoAl是一種中碳合金氮化鋼，由于其氮化溫度比一般淬火溫度低540～550℃，變形更小，硬度也很高(HRC＞65，中心硬度HRC＞28)，并有優(yōu)良的耐疲勞性能，故高精度半自動外圓磨床MBG1432的頭架軸和砂輪軸均采用這種鋼材。此外，對于中等精度但轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，多項選擇用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和高頻淬火后，具有較高的綜合機械性能，能滿足使用要求。有的軸件也選用滾珠軸承鋼(如GCr15)和彈簧鋼(如65Mn等材料)，這些鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)和外表淬火后，具有極高的耐磨性和耐疲勞性能。當要求軸類零件在高速和重載條件下工作時，可選用18CrMnTi、20Mn2B等低碳合金鋼，這些鋼料經(jīng)滲碳淬火后具有較高的外表硬度、沖擊韌性和心部強度，但熱處理所引起的變形比38CrMoAl大。凡要求局部高頻淬火的主軸，要在前道工序中安排調(diào)質(zhì)處理(有的鋼材那么用正火)，當毛坯余量較大時(如鍛件)，調(diào)質(zhì)放在粗車之后、半精車之前，以便因粗車產(chǎn)生的內(nèi)應力得以在調(diào)質(zhì)時消除；當毛坯余量較小時(如棒料)，調(diào)質(zhì)可放在粗車(相當于鍛件的半精車)之前進行。高頻淬火處理一般放在半精車之后，由于主軸只需要局部淬硬，故精度有一定要求而不需淬硬局部的加工，如車螺紋、銑鍵槽等工序，均安排在局部淬火和粗磨之后。對于精度較高的主軸在局部淬火及粗磨之后還需進行低溫時效處理，從而使主軸的金相組織和應力狀態(tài)保持穩(wěn)定。(2)定位基準的選擇。對實心的軸類零件，精基準面就是頂尖孔，滿足基準重合和基準統(tǒng)一，而對于像CA6140A的空心主軸，除頂尖孔外，還有軸頸外圓外表并且兩者交替使用，互為基準。(3)加工階段的劃分。主軸加工過程中的各加工工序和熱處理工序均會不同程度地產(chǎn)生加工誤差和應力，因此要劃分加工階段。主軸加工根本上劃分為以下三個階段。①粗加工階段。毛坯處理(毛坯備料、鍛造和正火)和粗加工(鋸去多余局部，銑端面、鉆中心孔和荒車外圓等)。②半精加工階段。半精加工前熱處理(對于45鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理以使其硬度到達220～240?HBS)和半精加工(車工藝錐面(定位錐孔)，半精車外圓端面和鉆深孔等)。③精加工階段。精加工前熱處理(局部高頻淬火)，精加工前各種加工(粗磨定位錐面、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽，以及車螺紋等)，精加工(精磨外圓和內(nèi)外錐面以保證主軸最重要外表的精度)。(4)加工順序的安排和工序確實定。具有空心和內(nèi)錐特點的軸類零件，在考慮支承軸頸、一般軸頸和內(nèi)錐等主要外表的加工順序時，可有以下幾種方案。①外外表粗加工→鉆深孔→外外表精加工→錐孔粗加工→錐孔精加工；②外外表粗加工→鉆深孔→錐孔粗加工→錐孔精加工→外外表精加工；③外外表粗加工→鉆深孔→錐孔粗加工→外外表精加工→錐孔精加工。針對CA6140車床主軸的加工順序來說，可作這樣的分析比較。第一方案：在錐孔粗加工時，由于要用已精加工過的外圓外表作精基準面，這樣會破壞外圓外表的精度和粗糙度，所以此方案不宜采用。第二方案：在精加工外圓外表時，還要再插上錐堵，這樣會破壞錐孔精度。另外，在加工錐孔時不可防止地會有加工誤差(錐孔的磨削條件比外圓磨削條件差)，加上錐堵本身的誤差等就會造成外圓外表和內(nèi)錐面的不同軸，故此方案也不宜采用。第三方案：在錐孔精加工時，雖然也要用已精加工過的外圓外表作為精基準面，但由于錐面精加工的加工余量已很小，磨削力不大；同時錐孔的精加工已處于軸加工的最終階段，對外圓外表的精度影響不大；加上這一方案的加工順序，可以采用外圓外表和錐孔互為基準，交替使用，能逐步提高同軸度。經(jīng)過這一比較可知，像CA6140主軸這類的軸件加工順序，以第三方案為佳。通過方案的分析比較也可看出，軸類零件各外表先后加工順序，在很大程度上與定位基準的轉(zhuǎn)換有關(guān)。當零件加工用的粗、精基準選定后，加工順序就大致可以確定了。因為各階段開始總是先加工定位基準面，即先行工序必須為后面的工序準備好所用的定位基準。例如CA6140主軸工藝過程，一開始就銑端面打中心孔。這是為粗車和半精車外圓準備定位基準；半精車外圓又為深孔加工準備了定位基準；半精車外圓也為前后的錐孔加工準備了定位基準。反過來，前后錐孔裝上錐堵后的頂尖孔，又為此后的半精加工和精加工外圓準備了定位基準；而最后磨錐孔的定位基準那么又是上工序磨好的軸頸外表。工序確實定要按加工順序進行，應當掌握兩個原那么。①工序中的定位基準面要安排在該工序之前加工。例如，深孔加工之所以安排在外圓外表粗車之后，是為了要有較精確的軸頸作為定位基準面，以保證深孔加工時壁厚均勻。②對各外表的加工要粗、精分開，先粗后精，屢次加工，以逐步提高其精度和粗糙度。主要外表的精加工應安排在最后。為了改善金屬組織和加工性能而安排的熱處理工序，如退火、正火等，一般應安排在機械加工之前。為了提高零件的機械性能和消除內(nèi)應力而安排的熱處理工序，如調(diào)質(zhì)、時效處理等，一般應安排在粗加工之后，精加工之前。3)大批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)工藝過程的比較(1)定位基準的選擇。不同生產(chǎn)類型下主軸加工定位基準的選擇如表6-1所示。(2)軸端兩頂尖孔的加工。單件小批量生產(chǎn)時，多在車床或鉆床上通過劃線找正加工；成批生產(chǎn)時，可在中心孔鉆床上加工。專用機床可在同一工序中銑出兩端面并打好頂尖孔。(3)外圓外表的加工。單件小批量生產(chǎn)時，多在普通車床上進行；而在大批量生產(chǎn)時，那么廣泛采用高生產(chǎn)率的多刀半自動車床或液壓仿形車床等設備。表6-1不同生產(chǎn)類型下主軸加工定位基準的選擇(4)深孔加工。單件小批量生產(chǎn)時，通常在車床上用麻花鉆頭進行加工；大批量生產(chǎn)時，可采用鍛造的無縫鋼管作為毛坯，從根本上免去了深孔加工工序；假設是實心毛坯，可用深孔鉆頭在深孔鉆床上進行加工；如果孔徑較大，還可采用套料的先進工藝。(5)花鍵軸加工。單件小批量生產(chǎn)時，常在臥式銑床上用分度頭分度以圓盤銑刀銑削；而成批生產(chǎn)量(甚至小批量生產(chǎn))都廣泛采用花鍵滾刀在專用花鍵軸銑床上加工。(6)前后支承軸頸以及與其有較嚴格的位置精度要求的外表的精加工，單件小批量生產(chǎn)時，多在普通外圓磨床上加工；而在成批大量生產(chǎn)中多采用高效的組合磨床加工。6.1.3主軸加工中的幾個工藝問題1．錐堵和錐堵心軸的使用對于空心的軸類零件，假設中間有通孔直徑較小的軸，可直接在孔口倒出寬度不大于2?mm的60°錐面，代替中心孔。而當通孔直徑較大時，那么不宜用倒角錐面代替，一般都采用錐堵或錐堵心軸的頂尖孔作為定位基準。使用錐堵或錐堵心軸時應注意：(1)一般不中途更換或拆裝，以免增加安裝誤差。(2)錐堵心軸要求兩個錐面應同軸，否那么擰緊螺母后會使工件變形。2．頂尖孔的研磨因熱處理、切削力、重力等的影響，常常會損壞頂尖孔的精度，因此在熱處理工序之后和磨削加工之前，對頂尖孔要進行研磨，以消除誤差。常用的研磨方法有以下幾種：(1)用鑄鐵頂尖研磨。(2)用油石或橡膠輪研磨。(3)用硬質(zhì)合金頂尖刮研。(4)用中心孔磨床磨削。3．深孔加工一般孔的深度與孔徑之比L/D>5就為深孔。CA6140主軸內(nèi)孔L/D=18，屬深孔加工。(1)加工方式。加工深孔時，工件和刀具的相對運動方式有三種：①工件不動，刀具轉(zhuǎn)動并送進。這時如果刀具的回轉(zhuǎn)中心線對工件的中心線有偏移或傾斜，加工出的孔軸心線必然是偏移或傾斜的。因此，除笨重或外形復雜而不便于轉(zhuǎn)動的大型工件外，一般不采用這種方式。②工件轉(zhuǎn)動，刀具作軸向送進運動。這種方式鉆出的孔軸心線與工件的回轉(zhuǎn)中心線能到達一致。如果鉆頭偏斜，那么鉆出的孔有錐度；如果鉆頭中心線與工件回轉(zhuǎn)中心線在空間斜交，那么鉆出的孔的軸向截面是雙曲線，但不管如何，孔的軸心線與工件的回轉(zhuǎn)中心線仍是一致的，故軸的深孔加工采用這種方式。③工件轉(zhuǎn)動，同時刀具轉(zhuǎn)動并送進。由于工件與刀具的回轉(zhuǎn)方向相反，所以相對切削速度大，生產(chǎn)率高，加工出來的孔的精度也較高。但對機床和刀桿的剛度要求較高，機床的結(jié)構(gòu)也較復雜，因此這種方式應用不是很廣泛。(2)深孔加工的冷卻與排屑。在單件、小批生產(chǎn)中，加工深孔時，常用接長的麻花鉆頭，以普通的冷卻潤滑方式，在改裝過的普通車床上進行加工。為了排屑，每加工一定長度之后，須把鉆頭退出。這種加工方法，不需要特殊的設備和工具。由于鉆頭有橫刃，軸向力較大，兩邊切削刃又不容易磨得對稱，因此加工時鉆頭容易偏斜，此法的生產(chǎn)率很低。在批量生產(chǎn)中，深孔加工常采用專門的深孔鉆床和專用刀具，以保證質(zhì)量和生產(chǎn)率。這些刀具的冷卻和切屑的排出，很大程度上決定于刀具的結(jié)構(gòu)特點和冷卻液的輸入方法。目前應用的冷卻與排屑的方法有兩種：①內(nèi)冷卻外排屑法。加工時冷卻液從鉆頭的內(nèi)部輸入，從鉆頭外部排出。高壓冷卻液直接噴射到切削區(qū)，對鉆頭起冷卻潤滑作用，并且?guī)е行紡牡稐U和孔壁之間的空間排出。②外冷卻內(nèi)排屑法。冷卻液從鉆頭外部輸入，有一定壓力的冷卻液經(jīng)刀桿與孔壁之間的通道進入切削區(qū)，起冷卻潤滑作用，然后經(jīng)鉆頭和刀桿內(nèi)孔帶著大量切屑排出。6.1.4CA6140車床主軸加工定位基準的選擇主軸加工中，為了保證各主要外表的相互位置精度，選擇定位基準時，應遵循基準重合、基準統(tǒng)一和互為基準等重要原那么，并能在一次裝夾中盡可能加工出較多的外表。由于主軸外圓外表的設計基準是主軸軸心線，根據(jù)基準重合的原那么，應選擇主軸兩端的頂尖孔作為精基準面。用頂尖孔定位，還能在一次裝夾中將許多外圓外表及其端面加工出來，有利于保證加工面間的位置精度。所以主軸在粗車之前應先加工頂尖孔。為了保證支承軸頸與主軸內(nèi)錐面的同軸度要求，宜按互為基準的原那么選擇基準面。如車小端1∶20錐孔和大端莫氏6號內(nèi)錐孔時，以與前支承軸頸相鄰而它們又是用同一基準加工出來的外圓柱面為定位基準面(因支承軸頸系外錐面不便裝夾)；在精車各外圓(包括兩個支承軸頸)時，以前、后錐孔內(nèi)所配錐堵的頂尖孔為定位基面；在粗磨莫氏6號內(nèi)錐孔時，又以兩圓柱面為定位基準面；粗、精磨兩個支承軸頸的1∶12錐面時，再次用錐堵頂尖孔定位；最后精磨莫氏6號錐孔時，直接以精磨后的前支承軸頸和另一圓柱面定位。定位基準每轉(zhuǎn)換一次，都使主軸的加工精度提高一步。6.1.5CA6140車床主軸主要加工外表加工工序安排CA6140車床主軸主要加工外表是f75h5、f80h5、f90g5、f105h5軸頸，兩支承軸頸及大頭錐孔。它們加工的尺寸精度在IT5～IT6之間，外表粗糙度Ra為0.4～0.8?m。主軸加工工藝過程可劃分為三個加工階段，即粗加工階段(包括銑端面、加工頂尖孔、粗車外圓等)；半精加工階段(包括半精車外圓，鉆通孔，車錐面、錐孔，鉆大頭端面各孔，精車外圓等)；精加工階段(包括精銑鍵槽，粗、精磨外圓、錐面、錐孔等)。在機械加工工序中間尚需插入必要的熱處理工序，這就決定了主軸加工各主要外表總是循著以下順序的進行，即粗車→調(diào)質(zhì)(預備熱處理)→半精車→精車→淬火-回火(最終熱處理)→粗磨→精磨。綜上所述，主軸主要外表的加工順序安排如下：外圓外表粗加工(以頂尖孔定位)→外圓外表半精加工(以頂尖孔定位)→鉆通孔(以半精加工過的外圓外表定位)→錐孔粗加工(以半精加工過的外圓外表定位，加工后配錐堵)→外圓外表精加工(以錐堵頂尖孔定位)→錐孔精加工(以精加工外圓面定位)。當主要外表加工順序確定后，就要合理地插入非主要外表加工工序。對主軸來說非主要外表指的是螺孔、鍵槽、螺紋等。這些外表加工一般不易出現(xiàn)廢品，所以盡量安排在后面工序進行，主要外表加工一旦出現(xiàn)了廢品，非主要外表就不需加工了，這樣可以防止浪費工時。但這些外表也不能放在主要外表精加工后，以防在加工非主要外表過程中損傷已精加工過的主要外表。對但凡需要在淬硬外表上加工的螺孔、鍵槽等，都應安排在淬火前加工。非淬硬外表上螺孔、鍵槽等一般在外圓精車之后，精磨之前進行加工。主軸螺紋，因它與主軸支承軸頸之間有一定的同軸度要求，所以螺紋安排在以非淬火-回火為最終熱處理工序之后的精加工階段進行，這樣半精加工后剩余應力所引起的變形和熱處理后的變形，就不會影響螺紋的加工精度。6.1.6軸類零件的檢驗1．加工中的檢驗自動測量裝置，作為輔助裝置安裝在機床上。這種檢驗方式能在不影響加工的情況下，根據(jù)測量結(jié)果，主動地控制機床的工作過程，如改變進給量，自動補償?shù)毒吣p，自動退刀、停車等，使之適應加工條件的變化，防止產(chǎn)生廢品，故又稱為主動檢驗。主動檢驗屬在線檢測，即在設備運行，生產(chǎn)不停頓的情況下，根據(jù)信號處理的根本原理，掌握設備運行狀況，對生產(chǎn)過程進行預測預報及必要調(diào)整。在線檢測在機械制造中的應用越來越廣。2．加工后的檢驗單件小批量生產(chǎn)中，尺寸精度一般用外徑千分尺檢驗；大批量生產(chǎn)時，常采用光滑極限量規(guī)檢驗，長度大而精度高的工件可用比較儀檢驗。外表粗糙度可用粗糙度樣板進行檢驗，要求較高時那么用光學顯微鏡或輪廓儀檢驗。圓度誤差可用千分尺測出的工件同一截面內(nèi)直徑的最大差值之半來確定，也可用千分表借助V形鐵來測量，假設條件許可，可用圓度儀檢驗。圓柱度誤差通常用千分尺測出同一軸向剖面內(nèi)最大值與最小值之差的方法來確定。主軸相互位置精度檢驗一般以軸兩端頂尖孔或工藝錐堵上的頂尖孔為定位基準，在兩支承軸頸上方分別用千分表測量。6.1.7絲杠加工1．絲杠的功用、分類及結(jié)構(gòu)特點(1)絲杠的功用。絲杠是將旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動的傳動副零件，它被用來完成機床的進給運動。機床絲杠不僅要能傳遞準確的運動，而且還要能傳遞一定的動力。所以它在精度、強度以及耐磨性各個方面，都有一定的要求。(2)絲杠的分類。機床絲杠按其摩擦特性分為滑動絲杠、滾動絲杠和靜壓絲杠，其中滾動絲杠又分為滾珠絲杠和滾柱絲杠。按其使用性能要求分為不淬硬絲杠、淬硬絲杠。按其精度要求分為普通絲杠、精密絲杠。(3)絲杠結(jié)構(gòu)的工藝特點。絲杠是細而長的柔性軸，它的長徑比往往很大，一般都在20～50左右，剛度很差。加上其結(jié)構(gòu)形狀比較復雜，有要求很高的螺紋外表，又有階梯及溝槽，因此，在加工過程中，很容易產(chǎn)生變形，這是絲杠加工中影響精度的一個主要矛盾。2．絲杠的精度要求(1)精度等級按絲杠的螺紋精度標準分，國家有標準。(2)具體指標有：①單個螺距允差；②中徑圓度允差；③外徑相等性允差；④外徑跳動允差；⑤牙形半角允差；⑥中徑為尺寸公差；⑦外徑為尺寸公差；⑧內(nèi)徑為尺寸公差。3．絲杠加工的根本工藝路線(1)對不淬硬絲杠。毛坯(熱處理)—校直—車端面打中心孔—外圓粗加工—校直熱處理—重打中心孔(修正)—外圓半精加工—加工螺紋—校直、低溫時效—修正中心孔—外圓、螺紋精加工。(2)對淬硬絲杠。毛坯(熱處理)—校直—車端面打中心孔—外圓粗加工—校直熱處理—重打中心孔(修正)—外圓半精加工加工螺紋—淬火、回火—探傷—修正中心孔—外圓、螺紋半精磨加工—探傷—修正中心孔—外圓、螺紋精磨加工。4．絲杠加工工藝主要問題分析(1)絲杠的校直及熱處理。絲杠工藝除毛坯工序外，在粗加工及半精加工階段，都安排了校直及熱處理工序。校直的目的是減少工件的彎曲度，使機械加工余量均勻。時效熱處理以消除工件的剩余應力，保證工件加工精度的穩(wěn)定性。一般情況下，需安排三次。一次是校直及高溫時效，它安排在粗車外圓以后，還有兩次是校直及低溫時效，它們分別安排在螺紋的粗加工及半精加工以后。(2)定位基準面的加工。絲杠兩端的中心孔是定位基準面，在安排工藝路線時，應首先將它加工出來，中心孔的精度對加工質(zhì)量有很大影響，絲杠多項選擇用帶有120°保護錐的中心孔。此外，在熱處理后，最后精車螺紋以前，還應適當修整中心孔以保持其精度。絲杠加工的定位基準面除中心孔外，還要用絲杠外圓外表作為輔助基準面，以便在加工中采用跟刀架，增加剛度。(3)螺紋的粗、精加工。粗車螺紋工序一般安排在精車外圓以后，半精車及精車螺紋工序那么分別安排在粗磨及精磨外圓以后。不淬硬絲杠一般采用車削工藝，經(jīng)屢次加工，逐漸減少切削力和內(nèi)應力；對于淬硬絲杠，那么采用“先車后磨〞或“全磨〞兩種不同的工藝。后者是從淬硬后的光杠上直接用單線或多線砂輪粗磨出螺紋，然后用單線砂輪精磨螺紋。(4)重鉆中心孔。工件熱處理后，會產(chǎn)生變形。其外圓面需要增加的加工余量，為減少其加工余量，采用重鉆中心孔的方法。在重鉆中心孔之前，先找出工件上徑向圓跳動為最大值的一半的兩點，以這兩點作為定位基準面，切去原來的中心孔，重新鉆中心孔。6.2箱體加工6.2.1概述1．箱體零件的功用、結(jié)構(gòu)及分類(1)箱體零件的功用。箱體是用來支承或安置其它零件或部件的根底零件。它將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件連接成一個整體，并使之保持正確的相互位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的動作。(2)箱體的結(jié)構(gòu)特點。箱體的壁厚較薄，約為10～30?mm且壁厚不均勻，形狀比其它零件復雜。盡管箱體零件的結(jié)構(gòu)形狀隨其在機器中的功用不同而有很大差異，但也有其共同的特點：其內(nèi)部呈腔形，在箱體壁上有多種形狀的凸起平面及較多的軸承支承孔和緊固孔。這些平面和軸承孔的精度要求較高、粗糙度要求較低，且有較高的相互位置精度要求。箱體零件不但加工部位較多，而且加工的難度也較大。箱體的加工外表主要是平面和孔系。(3)箱體零件的分類。箱體零件按結(jié)構(gòu)功能可分為兩大類：整體式和分體式。2．箱體零件的主要技術(shù)要求(1)孔的尺寸精度、幾何形狀精度和外表粗糙度。一般情況下，主軸孔的尺寸精度為IT6，外表粗糙度Ra為1.6～0.4?m，其它支承孔的尺寸精度一般應在孔的公差范圍內(nèi)，要求高的孔的形狀公差不超過孔公差的1/2～1/3。(2)支承孔之間的相互位置精度和孔距尺寸精度。同軸孔之間應有一定的同軸度要求，否那么，軸的裝配困難，軸承的運轉(zhuǎn)情況惡化，磨損加劇及溫度升高，從而影響機器的精度和正常運轉(zhuǎn)。一般地，各支承孔軸心線的平行度為(0.01～0.02)/100?mm，主軸孔的同軸度為0.012?mm，其他支承孔的同軸度為0.02?mm。(3)主要平面的加工精度和外表粗糙度。平面加工精度包括平面的形狀精度和相互位置精度。因為箱體的主要平面往往是裝配基面或是加工中的定位基面，故其加工精度直接影響機器的總裝精度和加工時的定位精度。一般地，主要平面的平面度為0.03～0.06?mm，外表粗糙度Ra為1.6～0.4?mm，平面間的平行度在全長范圍內(nèi)約為0.05～0.2?mm，垂直度為0.1/300?mm。(4)支承孔與主要平面間的尺寸精度及相互位置精度。箱體上各支承孔對裝配基面有一定的距離尺寸精度和平行度要求，對端面有一定的垂直度要求。這些精度要求都將影響箱體部件裝配后的精度。3．零件的材料與毛坯一般箱體零件的材料多采用灰鑄鐵。常用牌號為HT150和HT200。鑄造毛坯的造型方式一般與生產(chǎn)批量有關(guān)。當單件小批量生產(chǎn)時，采用木模手工造型，其缺點是毛坯鑄造精度低，加工余量較大；當大批量生產(chǎn)且毛坯尺寸不太大時，常采用金屬模機器造型。這種毛坯的精度較高，加工余量可適當減小。根據(jù)工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗，以下數(shù)據(jù)可供參考：一般平面的加工總余量為6～12?mm，孔半徑方向的總余量為5～15?mm，對手工木模造型應取大值。成批生產(chǎn)直徑小于30?mm或單件小批量生產(chǎn)直徑小于50?mm的孔，均不預先鑄出。零件鑄造后應進行時效處理，以便消除鑄件內(nèi)應力，保證其加工后精度的穩(wěn)定性。在單件小批量生產(chǎn)條件下，形狀簡單的箱體也可采用鋼板焊接。對某些特定場合，也可采用其它材料。如飛機發(fā)動機箱體，為減輕重量，常用鎂鋁合金。6.2.2零件的結(jié)構(gòu)工藝性箱體零件的結(jié)構(gòu)形狀比較復雜，不同的結(jié)構(gòu)形狀和使用要求有其不同的結(jié)構(gòu)工藝性。下面僅從機械加工的角度，分析箱體零件結(jié)構(gòu)工藝性的共性問題。1．根本孔箱體上的孔通常有通孔、階梯孔、盲孔和相交孔等。通孔最為常見，其中以短圓柱孔為多。在通孔內(nèi)又以孔長L與孔徑D之比L/D<1.5的短圓柱孔工藝性為最好(箱體外壁上多為這種孔)。階梯孔的工藝性與“孔徑比〞有關(guān)。孔徑相差越小那么工藝性越好；孔徑相差越大，且其中最小孔徑又很小，那么工藝性越差。階梯孔的孔徑相差越小，其工藝性越好，假設孔徑相差較大，即存在較大的內(nèi)端面時，那么一般情況下，锪鏜內(nèi)端面比較困難，難以到達精度和外表粗糙度的要求。相貫穿的交叉孔的工藝性也較差，如圖6-3所示，為改善工藝性，可將其中直徑小的孔不鑄通，先加工主軸大孔，再加工小孔。盲孔的工藝性最差，不易加工，在精鏜或精鉸盲孔時，要用手動送進，其內(nèi)端面更難加工，故盲孔的工藝性差，設計時應盡量防止。假設結(jié)構(gòu)上允許，可將盲孔鉆通而改成階梯孔，以改善其工藝性。圖6-3交叉孔工藝性2．同軸線上的孔同一軸線上孔徑的大小向一個方向遞減，可使鏜孔時，鏜桿從一端伸入，逐個加工或同時加工同軸線上的幾個孔，以保證較高的同軸度和生產(chǎn)率。為使同軸線的各孔能同時加工，必須使相鄰兩孔的直徑差大于加工余量，否那么刀具無法通過前孔到達后孔的加工位置(如圖6-4所示)。此外，在設有中間導向時，除導套直徑D2應小于前孔尺寸D1減去余量外，后孔尺寸D3也應小于導套尺寸D2，以免刀具刮中間導套。圖6-4同軸孔系工藝性同軸線上的孔的直徑大小從兩邊向中間遞減，可使刀桿從兩邊進入箱體加工同軸線上各孔，這樣，不僅縮短了鏜桿的長度，提高了鏜桿的剛性，而且為雙面同時加工創(chuàng)造了條件，所以大批大量生產(chǎn)的床頭箱，常采用此種孔徑分布形式。同軸線上孔的直徑的分布形式，應盡量防止中間隔壁上的孔徑大于外壁上的孔徑。因為加工這種孔時，要將刀桿伸進箱體后裝刀、對刀，結(jié)構(gòu)工藝性差。3．工藝孔為加工或裝配的需要，可增設必要的工藝孔。4．裝配基面為便于加工和檢驗，箱體的裝配基面尺寸應盡量大，形狀應盡量簡單。5．凸臺箱體外壁上的凸臺應盡可能在一個平面上，以便可以在一次走刀中加工出來，而無須調(diào)整刀具的位置，使加工簡單方便，如圖6-5所示。6．緊固孔與螺孔箱體上的緊固孔和螺孔的尺寸規(guī)格應盡量一致，以減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)。此外，為保證箱體有足夠的運動剛度與抗振性，應酌情合理使用筋板、筋條，加大圓角半徑，收小箱口，加厚主軸前軸承口厚度。圖6-5凸臺工藝性6.2.3箱體加工工藝過程及分析箱體零件機械加工工藝過程：1．箱體加工工藝分析1)箱體類零件加工的一般工藝路線對于中小批量生產(chǎn)，其加工工藝路線大致是：鑄造—劃線—平面加工—孔系加工—鉆小孔—攻絲；大批大量生產(chǎn)的工藝路線大致是：鑄造—加工精基準平面及兩工藝孔—粗加工其它各平面—精加工精基準平面—粗、精鏜各縱向孔—加工各橫向孔和各次要孔—鉗工去毛刺。以上為整體式箱體的加工工藝路線，對于別離式箱體，同樣按“先面后孔〞及“粗、精分階段加工〞這兩個原那么安排工藝路線。但是整個加工過程必須先對箱蓋和底座分別加工對合面、底面、緊固孔和定位銷孔，然后再合箱加工軸承孔及其端面等。2)不同批量箱體生產(chǎn)的共性(1)加工順序為先面后孔。(2)加工階段粗、精分開。(3)工序間安排時效處理。普通精度的箱體，一般在鑄造之后安排一次人工時效處理。一些高精度的箱體或形狀特別復雜的箱體，在粗加工之后還要安排一次人工時效處理，以消除粗加工所造成的剩余應力。(4)一般都用箱體上的重要孔作粗基準。箱體零件的粗基準一般都用它上面的重要孔作粗基準，如主軸箱都用主軸孔作粗基準。3)不同批量箱體生產(chǎn)的特殊性(1)粗基準的選擇。雖然箱體類零件一般都選擇重要孔為粗基準，隨著生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準的工件裝夾方式是不同的。中小批量生產(chǎn)時，由于毛壞精度較低，一般采用劃線裝夾。大批大量生產(chǎn)時，毛坯精度較高，可采用夾具裝夾。(2)精基準的選擇。箱體加工精基準的選擇也與生產(chǎn)批量大小有關(guān)。單件小批量生產(chǎn)用裝配基準作定位基準，符合基準重合原那么，消除了基準不重合誤差，這種定位方式也有它的缺乏之處。刀具系統(tǒng)的剛度缺乏，當在箱體內(nèi)部相應的部位設置鏜桿導向支承時，由于箱體底部是封閉的，中間支承只能從箱體頂面的開口處把吊架伸入箱體內(nèi)，每加工一件需裝卸一次，且吊架剛性差，制造安裝精度較低，經(jīng)常裝卸也容易產(chǎn)生誤差，并且增加了輔助時間，因此這種定位方式只適用于單件小批量生產(chǎn)。大批量生產(chǎn)時采用一面雙孔作為精基準。主軸箱常以頂面和兩定位銷孔為精基準，這種定位方式，箱口朝下，中間導向支架可固定在夾具上。由于簡化了夾具結(jié)構(gòu)，提高了夾具的剛度，同時工件裝卸也比較方便，因而提高了孔系的加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。應該指出，這一定位方式也存在一定的問題，由于定位基準與設計基準不重合，產(chǎn)生了基準不重合誤差。為保證箱體的加工精度，必須提高作為定位基準的箱體頂面和兩定位銷孔的加工精度。(3)所用設備依批量不同而異。單件小批量生產(chǎn)一般都在通用機床上加工，各工序原那么上靠工人技術(shù)熟練程度和機床工作精度來保證。而大批量箱體的加工那么廣泛采用組合加工機床、專用夾具等，這就大大地提高了生產(chǎn)率。6.2.4箱體類零件的孔系加工孔系：在箱體上一系列有相互位置精度要求的孔。有平行孔系、同軸孔系和交叉孔系。孔系的加工方法不僅與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)，而且也與孔系的精度要求相關(guān)。下面分別介紹各種孔系加工及其保證精度要求的方法。1．平行孔系加工平行孔系的主要技術(shù)要求是各孔中心線之間及孔中心線與基準面之間的距離尺寸精度和相互位置精度。平行孔系精度要求的方法有以下幾種。1)找正法找正法是在通用機床上借助一些輔助裝置去找正各個被加工孔的正確位置。(1)劃線找正法。(2)心軸塊規(guī)找正法，如圖6-6所示。(3)樣板找正法，如圖6-7所示。2)鏜模法鏜模是一種鏜孔夾具。它既具有工件的定位夾緊裝置，又有支承和引導鏜刀桿的模板裝置。由于鏜桿與機床多采用浮動連接，故機床精度對加工精度的影響甚小。3)坐標法(1)定義：坐標法是把被加工孔之間的孔距尺寸換算為兩個互相垂直的坐標尺寸，然后按此坐標尺寸，通過控制機床的坐標位移，精確地調(diào)整機床主軸與工件在水平和垂直方向的相對位置，以間接保證孔距精度，如圖6-8所示。圖6-6心軸塊規(guī)找正加工平行孔系圖6-7樣板找正法加工平行孔系圖6-8坐標法(2)測量裝置：為保證工作臺和主軸的位移精度，必須在鏜床上加上坐標測量裝置。鏜床測量裝置包括鏜床坐標測量精密測量裝置、用塊規(guī)和百分表的測量裝置、用游標尺加放大鏡的測量裝置和坐標鏜床的坐標精密測量裝置。(3)原始孔的選擇：首先加工的第一排孔應位于箱壁的一側(cè)，依次加工其它各孔時，工作臺只朝一個方向移動。原始孔還應有較高的尺寸精度和較低的外表粗糙度，以保證加工過程中重新校驗坐標原點的準確性。另外，安排加工順序時要把有孔距要求的兩孔緊密地連在一起，以減少坐標尺寸的累積誤差對孔距精度的影響。2．同軸孔系加工在成批生產(chǎn)中為保證同軸孔系的同軸度常用鏜模加工。單件小批量生產(chǎn)時，在通用機床上加工，一般不采用鏜模，這時可用如下方法保證同軸線孔的同軸度。1)利用已加工孔作交承導向如圖6-9所示，箱體前壁孔加工好后，在孔內(nèi)裝一導向套，借以支承和引導鏜桿來加工后壁上的同軸孔。這種方法適用于加工前后兩壁相隔較近時的同軸孔，一般需有專用的導套。圖6-9已加工孔導向2)利用鏜床后立柱上的導向套作支承導向利用鏜床后立柱上的導向套作支承導向解決了因鏜桿懸伸過長而撓度大，進而影響同軸度的問題。但需用較長的鏜桿，且后立柱導套的調(diào)整麻煩、費時。因此，適用于大型箱體的孔系加工。3)從箱體兩側(cè)進行鏜孔從箱體兩側(cè)進行鏜孔，即采用調(diào)頭鏜或兩次裝夾的方法，如圖6-10所示。圖6-10找正法加工同軸孔3．交叉孔系加工交叉(或相交)孔系主要應保證各孔的垂直度要求。加工時應先將精度要求高或外表粗糙度要求較低的孔全部加工好，然后加工另外與之相交叉(或相交)的孔。一般在普通鏜床上用工作臺上的直角對準裝置進行加工控制。由于它是擋塊裝置，故結(jié)構(gòu)簡單，但精度較低。欲提高精度，可用芯棒與百分表找正法找正，如圖6-11所示。圖6-11找正法加工交叉孔6.2.5孔系加工的精度分析1．鏜孔時的受力變形1)鏜桿受力變形的影響鏜削過程中，鏜桿受力如圖6-12所示，如果忽略工件材質(zhì)和切削余量不均勻等所引起的切削力變化，在鏜孔過程中，相對于被加工孔外表Fyz力的方向隨著鏜桿的回轉(zhuǎn)而不斷改變，假設由力Fyz所引起的刀尖徑向位移為fF，那么鏜桿中心偏離了原來的理想中心，但刀尖的運動軌跡仍然呈圓形，所鏜出孔的直徑比原來減少了2fF，如圖6-13所示。圖6-12鏜桿受力分析圖6-13鏜桿徑向力對加工的影響2)鏜桿自重鏜桿自重G的大小和方向是不變的，由G力所產(chǎn)生的鏜桿最大撓曲變形fG也始終鉛垂向下。如圖6-14所示，鏜刀實際回轉(zhuǎn)中心低于理想中心fG值，刀尖的運動軌跡仍呈圓形，且圓的大小根本上不變。高速鏜削時，fG很??；低速精鏜時，由于切削力及其所產(chǎn)生的fF較小，故相比之下fG較大，即自重G對孔加工精度的影響較大。實際上，鏜桿在每一瞬間的撓曲變形，是切削力和自重所產(chǎn)生的撓曲變形的合成。而且由于材質(zhì)和加工余量的不均勻、切削用量的不一及鏜桿伸出長度的變化等，鏜桿的實際回轉(zhuǎn)中心在鏜孔過程中作無規(guī)律變化，從而引起孔系加工的多種誤差。圖6-14鏜桿自重對加工的影響由上分析可知，為了減少鏜桿的撓曲變形，以提高孔系加工的幾何精度和相對位置精度，通?？刹捎靡韵麓胧?1)加大鏜桿直徑和減小懸伸長度；(2)采用導向裝置，以約束鏜桿撓曲變形；(3)減小鏜桿自重和切削力對撓曲變形的影響。3)鏜床受力變形的影響鏜床的受力變形主要產(chǎn)生在主軸本身和主軸軸承上。4)工件夾緊變形的影響夾緊力對加工的影響如圖6-15所示。圖6-15夾緊力對加工的影響2．鏜桿與導套幾何形狀精度及配合間隙的影響當采用固定式導向裝置時，鏜桿軸頸在導套內(nèi)回轉(zhuǎn)。精鏜時，由于Q?>?Fyz，故切削力不能抬起鏜桿。隨著鏜桿的回轉(zhuǎn)，鏜桿軸頸外表以不同部位沿導套內(nèi)孔下方一小范圍內(nèi)接觸。因此，鏜桿及導套內(nèi)孔的圓度誤差將引起被加工孔的圓度誤差，如圖6-16所示。圖6-16鏜桿與鏜套配合間隙對加工的影響3．鏜削方式的影響1)懸臂鏜、鏜桿送進采用鏜桿送進時，在鏜桿不斷伸長過程中，由于切削力的作用，使刀尖的撓度值不斷增大。切削力與自重綜合對被加工孔的影響如圖6-17(b)所示，使孔徑不斷減小，軸線彎曲。2)懸臂鏜工作臺送進雖然刀尖在切削力與重力作用下有撓度，但由于采用工作臺送進，鏜刀伸出長度不變，這個撓度為定值。所以被加工孔的孔徑減小一個定值，同時孔的直線性好，如圖6-18(b)所示。此方法的缺點是，機床工作臺導軌的不直度會引起孔軸線的偏移和彎曲。當工作臺送進方向與主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行時，會使孔出現(xiàn)橢圓度。當然，如前所述，這項誤差并不十分嚴重。圖6-17鏜桿進給時對加工的影響6-18懸臂鏜工作臺進給3)支承鏜、工作臺送進如圖6-19所示，由于工作臺送進，兩支承點間距離很長，要超過孔長的兩倍。但由于是支承鏜，其刀尖撓度比以上的減小一倍，該方法的特征和懸臂鏜工作臺送進的方法相同，即孔軸線的直線性好，孔徑尺寸只均勻減小一個更小的定值。4)支承鏜、鏜桿送進如圖6-20所示，本方法鏜桿伸出長度不變。當?shù)都馓幱趦芍С兄虚g時，切削力產(chǎn)生的撓度比方法3小，所以其抗振性好。但是由于是鏜桿送進，故鏜刀在支承間的位置是變化的，因而鏜桿自重造成的彎曲度就會影響工件孔軸線的彎曲誤差，所以盡管本方法鏜桿變形比方法3小，但因軸線的彎曲不易進一步糾正，故并不如支承鏜、工作臺送進的方法好。圖6-19支承鏜、工作臺進給圖6-20支承鏜、鏜桿送進5)在鏜模里加工本方法和前四個方法相比，其變形最小。但由于鏜模是和工件以一個整體送進的，在鏜削過程中，刀尖處的撓度是一個變值，故鏜出的孔的軸線是彎曲的，而糾正孔軸線的彎曲度是不容易的。6)雙支承鏜、工作臺送進如圖6-21所示，雖然這時鏜桿的跨距比方法4大一倍，但因其僅僅由工件送進，雙支承與刀具的相對位置關(guān)系未變，所以刀尖撓度為定值，加工出的孔的軸線是直線，就這一點而言，比在工件鏜模里加工又有優(yōu)越之處。圖6-21雙支承鏜、工作臺送進6.3齒輪加工6.3.1概述1．齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點齒輪傳動在現(xiàn)代機器和儀器中的應用極為廣泛，其功用是按規(guī)定的速比傳遞運動和動力。齒輪的結(jié)構(gòu)由于使用要求不同而具有各種不同的形狀，但從工藝角度可將齒輪看成是由齒圈和輪體兩局部構(gòu)成。按照齒圈上輪齒的分布形式，齒輪可分為直齒、斜齒、人字齒等；按照輪體的結(jié)構(gòu)特點，齒輪大致分為盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪和齒條等，如圖6-22所示。圖6-22齒輪分類上述各種齒輪中，以盤形齒輪應用最廣。盤形齒輪的內(nèi)孔多為精度較高的圓柱孔和花鍵孔，其輪緣具有一個或幾個齒圈。單齒圈齒輪的結(jié)構(gòu)工藝性最好，可采用任何一種齒形加工方法加工輪齒；雙聯(lián)或三聯(lián)等多齒圈齒輪，如圖6-22(b)、(c)所示，當其輪緣間的軸向距離較小時，小齒圈齒形的加工方法的選擇就受到限制，通常只能選用插齒。如果小齒圈精度要求高，那么需要精滾或磨齒加工，而軸向距離在設計上又不允許加大時，可將此多齒圈齒輪做成單齒圈齒輪的組合結(jié)構(gòu)，以改善加工的工藝性。2．齒輪的技術(shù)要求齒輪傳動有如下幾方面的精度要求：(1)傳遞運動的準確性。(2)工作的平穩(wěn)性。(3)齒面接觸的均勻性。(4)有一定的齒側(cè)間隙。在我國GB10095—88標準中規(guī)定了齒輪傳動有12個精度等級，精度由高到低依次為1級、2級……12級。其中常用的精度等級為6～9級。7級精度是根底級，是設計中普遍采用且在一般條件下用滾、插、剃三種切齒方法就能得到的精度等級。按齒輪各項誤差對傳動性能的主要影響，標準中將齒輪每個精度等級的各項公差分成三個公差組：傳遞運動的準確性、傳動的平穩(wěn)性、載荷的均勻性。根據(jù)齒輪的精度等級，齒輪的工作齒面和基準面應有相應的外表粗糙度要求。如表6-2所示。表6-2齒輪孔、齒輪軸和齒面的外表粗糙度6.3.2齒輪的材料、毛坯及熱處理1．齒輪的材料對一般傳力齒輪，齒輪材料應具有一定的接觸疲勞強度、彎曲疲勞強度和耐磨性要求。對受沖擊載荷的齒輪傳動，其輪齒容易折斷。此時，要求材料有較大的機械強度和較好的沖擊韌性。對高精度齒輪，要求材料淬火時變形小，并具有較好的精度保持性。此外，還應考慮齒輪的結(jié)構(gòu)情況，如大直徑齒輪可選用鑄鋼和鑄鐵。齒輪材料有中碳鋼、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、鑄鋼、鑄鐵、膠布膠木、尼龍等。2．齒輪的毛坯圓鋼、鍛件、鑄鋼(用于直徑較大、形狀復雜且受力較大的齒輪，一般適用于齒輪直徑在400～600?mm以上)、鑄鐵(機械強度較差，但加工性能好，本錢低，故適用于受力不大、無沖擊的低速齒輪)。除上述毛坯外，對高速輕載齒輪，為減少噪音，可用夾布膠木制造，或用尼龍、塑料壓鑄成形。3．齒輪的熱處理(1)切齒前的預備熱處理。切齒前常用的熱處理方法有：①退火。鑄鐵毛坯應進行退火，以便使其內(nèi)部組織均勻、消除內(nèi)應力和改善切削性能。②正火。鑄鋼毛坯要正火，其作用與退火相同，低碳鋼的鍛件毛坯，其正火主要是為改善材料的切削性能。③調(diào)質(zhì)。中碳鋼鍛件毛坯調(diào)質(zhì)處理的目的，一是為了提高材料的機械性能，二是對切齒后需淬火的齒輪提供良好的條件。(2)切齒后的熱處理。切齒后熱處理主要是為了提高齒面硬度，具體方法有：①高頻外表淬火。淬火后輪齒變形較小，齒面硬度較高，芯部韌性好，是最常用的外表淬火方法。②整體淬火。這種方法簡便易行，但淬火后常引起內(nèi)孔變形、端面翹曲及徑向跳動增大。由于齒芯韌性不好，故輪齒容易沖擊折斷。③化學熱處理。對含碳量比較低的齒坯材料，可采用齒面滲碳淬火及滲氮、氰化等處理。這種齒面硬度很高，齒芯韌性較好，可用于高速或有沖擊的齒輪。由于外表硬化層較薄，故不宜用于重載齒輪。6.3.3齒輪加工的一般工藝路線齒輪加工過程可大致分為齒坯加工和齒形加工兩個階段。其主要工藝有兩方面，一是齒坯內(nèi)孔(或軸頸)和基準端面的加工精度，它是齒輪加工、檢驗和裝配的基準，對齒輪質(zhì)量影響很大；二是齒形加工精度，它直接影響齒輪傳動質(zhì)量，是整個齒輪加工的核心。1．齒坯加工階段齒坯加工主要包含毛坯制備、內(nèi)孔和基準端面加工、圓和其它外表加工等過程。內(nèi)孔和基準端面應在一次裝夾中加工，以保證基準端面對內(nèi)孔的垂直度要求，外圓精加工應以內(nèi)孔在心軸上定位，以保證外圓對內(nèi)孔的同軸度要求。齒坯的加工方案與輪體結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求及生產(chǎn)規(guī)模等多種因素有關(guān)。2．齒形加工階段齒形加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等級、生產(chǎn)批量和熱處理方法等。對于8級及8級以下精度的不淬硬齒輪，用銑齒、滾齒或插齒等方法都可直接到達加工精度要求；對淬硬齒輪，需在淬火前將精度提高一級，以保證淬火后到達預期精度，其加工方案可采用：滾(插)齒—齒端加工—齒面淬火—修正內(nèi)孔。6～7級精度淬硬齒輪有如下兩種加工方案。(1)剃—珩齒方案：滾(插)齒—齒端加工—剃齒—外表淬火—修正基準—珩齒。(2)磨齒方案：滾(插)齒—齒端加工—滲碳淬火—修正基準—磨齒。剃—珩齒方案生產(chǎn)率高，廣泛用于7級精度齒輪的成批生產(chǎn)中。磨齒方案的生產(chǎn)率低，一般用于6級精度以上或淬火后變形較大的齒輪。單件小批量生產(chǎn)或5級精度以上的齒輪一般采用磨齒方案。對于不淬硬的7級精度齒輪，可用滾齒方案。目前一些機床廠和汽車拖拉機廠使用滾(插)齒—冷擠齒的加工方案，此方案可穩(wěn)定地獲得7級精度，適用于大批量生產(chǎn)。6.3.4齒坯機械加工齒坯加工工藝主要取決于輪體結(jié)構(gòu)形狀和生產(chǎn)批量，對軸類和盤類齒輪其齒坯的加工工藝與一般軸和圓盤零件根本相同，唯加工時應重點保證齒形加工基準面的精度要求。軸齒輪的基準面是軸頸，盤形齒輪的基準面是孔和端面。由于齒坯的外圓、端面或內(nèi)孔常是作為齒形加工、測量和裝配的基準，這些對齒形的加工有重要的影響。下面以盤形齒輪為例分析齒坯加工的主要過程。1．中、小批生產(chǎn)的齒坯加工(1)以齒坯外圓或凸緣作為粗基準，三爪卡盤裝夾，在普通車床或轉(zhuǎn)塔車床上粗加工外圓、端面和內(nèi)孔；(2)夾緊外圓，精鏜內(nèi)孔和基準端面；(3)以內(nèi)孔在心軸上定位，精車外圓、端面及其它外表。對花鍵孔齒坯，其加工方案大致相仿，可以為：粗加工外圓、端面和花鍵底孔—以花鍵底孔定位，端面支承拉出花鍵—以花鍵孔在心軸上定位，精車外圓、端面及其它外表。2．大批量生產(chǎn)的齒坯加工無論圓柱孔或花鍵孔的齒輪，其齒坯均采用高生產(chǎn)率機床加工，如拉床、多軸自動或多刀半自動車床等。其加工方案為：(1)以外圓為粗基準，粗加工端面和內(nèi)孔(或花鍵)底孔；(2)以端面支承拉孔(內(nèi)孔或花鍵孔)；(3)以孔在心軸上定位，在多刀半自動車床上粗車外圓、端面；(4)不卸心軸，在另一臺車床上繼續(xù)精車外圓、端面及其它外表。對直徑較小的齒坯，可采用棒料在臥式多軸自動或半自動車床上將外圓、基準端面和內(nèi)孔在一道工序中全部加工完成。齒形加工方法分為仿形法(磨齒、銑齒、拉齒)和展成法(滾齒、插齒、剃齒、磨齒、珩齒)兩大類。1)滾齒滾齒是加工外嚙合直齒和斜齒圓柱齒輪最常用的一種方法。滾齒加工的尺寸范圍很大，小至儀器儀表中的小模數(shù)齒輪，大到礦山和化工機械中的大型齒輪。滾齒用于未淬硬齒形的粗、精加工。對于8、9級精度的齒輪，滾齒后可直接獲得。如果采用A級齒輪滾刀和高精度滾齒機，也可直接加工出7級精度的齒輪。對于7級精度以上的齒輪，通常用滾齒作為剃齒或磨齒等精加工前的粗加工和半精加工工序。滾齒加工時，齒面是由滾刀的刀齒包絡而成的，由于參加切削的刀齒數(shù)有限，且滾刀沿工件軸向進給時，會在齒面留下縱向波紋，故齒面較為粗糙。2)插齒插齒加工是運用一對圓柱齒輪嚙合的展成原理加工齒形。插齒時，插齒刀與齒坯之間保持一定的嚙合關(guān)系，插齒刀作往復切削運動、圓周和徑向進給運動及讓刀運動，工件作相應的展成運動。插齒的生產(chǎn)率與滾齒相比較，由于滾齒是連續(xù)銑削，而插齒有空回程，故生產(chǎn)率比滾齒低。但對于模數(shù)較小和寬度窄的齒輪，由于滾刀的切入長度大，如不采用多件疊合加工，那么插齒的生產(chǎn)率反而高于滾齒。從加工精度看，插齒加工的齒形誤差較小。但插齒時引起齒輪切向誤差的環(huán)節(jié)比滾齒多，使被加工齒輪產(chǎn)生更大的周節(jié)累積誤差，故插齒所得齒輪的公法線長度變動較大。3)剃齒剃齒是齒輪的一種精加工方法。利用刀具和工件齒面之間的相對滑動進行切削，這就是剃齒的根本原理。剃齒加工有如下工藝特點：(1)剃齒時，對齒圈徑向跳動有修正作用。但剃齒對公法線長度變動沒有修正作用。由于剃齒刀本身的修正作用，剃齒對基節(jié)偏差和齒形誤差有較強的修正能力。(2)剃齒前的齒輪精度應比剃齒后低一級。但由于剃齒后不能修正齒輪公法線長度變動，故剃齒前此項精度不能低于剃齒后的要求。此外，還應控制剃齒前的齒圈徑向跳動。因為過大的徑向跳動量可能會轉(zhuǎn)化為公法線長度變動。(3)剃齒只能加工未淬硬的齒輪。(4)剃齒生產(chǎn)率很高。4)珩齒珩齒原理與剃齒相似，珩輪與工件類似于一對螺旋齒輪呈無側(cè)隙嚙合，利用嚙合處的相對滑動，并在齒面間施加一定的壓力來進行珩齒。在珩輪帶開工件高速正反向轉(zhuǎn)動，工件沿軸向往復運動及工件徑向進給運動。與剃齒不同的是，珩齒開車后一次徑向進給到預定位置，故開始時齒面壓力較大，隨后逐漸減小，直至壓力消失時珩齒便結(jié)束。與剃齒相比較，珩齒具有以下工藝特點：(1)珩齒速度低。(2)齒面質(zhì)量高。(3)珩輪彈性較大，對各項誤差修正作用不強。(4)珩齒余量小。(5)珩齒生產(chǎn)率甚高。5)磨齒磨齒是目前齒形加工中精度最高的一種方法。它既可磨削未淬硬齒輪，也可磨削淬硬的齒輪。6.3.5圓柱齒輪齒面(形)加工方法1．齒輪齒面加工方法的分類按齒面形成的原理不同，齒面加工方法可以分為兩類：(1)成形法：用與被切齒輪齒槽形狀相符的成形刀具切出齒面的方法，如銑齒、拉齒和成型磨齒等。(2)展成法：齒輪刀具與工件按齒輪副的嚙合關(guān)系作展成運動切出齒面的方法，工件的齒面由刀具的切削刃包絡而成，如滾齒、插齒、剃齒、磨齒和珩齒等。2．圓柱齒輪齒面加工方法選擇齒輪齒面的精度要求大多較高，加工工藝復雜，選擇加工方案時應綜合考慮齒輪的結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、精度等級、熱處理要求、生產(chǎn)批量及工廠加工條件等，常用的齒面加工方案如表6-3所示。表6-3齒面加工方案6.3.6圓柱齒輪零件加工工藝過程例如1．工藝過程例如圓柱齒輪的加工工藝過程一般應包括齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理工藝及齒面的精加工。在編制齒輪加工工藝過程中，常因齒輪結(jié)構(gòu)、精度等級、生產(chǎn)批量以及生產(chǎn)環(huán)境的不同，而采用各種不同的方案。表6-4列出了一直齒圓柱齒輪機械加工工藝過程。從中可以看出，編制齒輪加工工藝過程大致可劃分為如下幾個階段：(1)齒輪毛坯的形成：鍛件、棒料或鑄件；(2)粗加工：切除較多的余量；(3)半精加工：車，滾、插齒面；(4)熱處理：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻淬火等；(5)精加工：精修基準、精加工齒面(磨、剃、珩、研齒和拋光等)。表6-4直齒圓柱齒輪加工工藝過程2．齒輪加工工藝過程分析(1)定位基準的選擇。對于齒輪定位基準的選擇常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同而有所差異。帶軸齒輪主要采用頂尖定位，孔徑大時那么采用錐堵。頂尖定位的精度高，且能做到基準統(tǒng)一。帶孔齒輪在加工齒面時常采用以下兩種定位、夾緊方式：①以內(nèi)孔和端面定位。即以工件內(nèi)孔和端面聯(lián)合定位，確定齒輪中心和軸向位置，并采用面向定位端面的夾緊方式。這種方式可使定位基準、設計基準、裝配基準和測量基準重合，定位精度高，適于批量生產(chǎn)，但對夾具的制造精度要求較高。②以外圓和端面定位。工件和夾具心軸的配合間隙較大，用千分表校正外圓以決定中心的位置，并以端面定位；從另一端面施以夾緊。這種方式因每個工件都要校正，故生產(chǎn)效率低；它對齒坯的內(nèi)、外圓同軸度要求高，而對夾具精度要求不高，故適于單件、小批量生產(chǎn)。(2)齒輪毛坯的加工。齒面加工前的齒輪毛坯加工，在整個齒輪加工工藝過程中占有很重要的地位，因為齒面加工和檢測所用的基準必須在此階段加工出來。無論從提高生產(chǎn)率，還是從保證齒輪的加工質(zhì)量來看，都必須重視齒輪毛坯的加工。在齒輪的技術(shù)要求中，應注意齒頂圓的尺寸精度要求，因為齒厚的檢測是以齒頂圓為測量基準的，齒頂圓精度太低，必然使所測量出的齒厚值無法正確反映齒側(cè)間隙的大小。所以，在這一加工過程中應注意以下三個問題：①當以齒頂圓直徑作為測量基準時，應嚴格控制齒頂圓的尺寸精度；②保證定位端面和定位孔或外圓相互的垂直度；③提高齒輪內(nèi)孔的制造精度，減小與夾具心軸的配合間隙。(3)齒端的加工。齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等方式，倒圓、倒尖后的齒輪在換檔時容易進入嚙合狀態(tài)，減少撞擊現(xiàn)象。倒棱可除去齒端尖邊和毛刺。倒圓時，銑刀高速旋轉(zhuǎn)，并沿圓弧作擺動，加工完一個齒后，工件退離銑刀，經(jīng)分度再快速向銑刀靠近加工下一個齒的齒端。齒端加工必須在齒輪淬火之前進行，通常都在滾(插)齒之后，剃齒之前安排齒端加工。6.4套筒類零件的加工6.4.1概述1．零件的功用與結(jié)構(gòu)(1)功用：支承、導向作用。(2)結(jié)構(gòu)：主要外表為同軸度要求較高的內(nèi)、外圓外表，零件壁厚較薄，長度大于直徑。常見的有軸承襯套、鉆套、液壓油缸，如圖6-23所示。圖6-23套筒類型2．技術(shù)要求1)孔的技術(shù)要求孔使套筒零件與回轉(zhuǎn)軸頸、刀具或移動活塞相配合，起支承或?qū)蜃饔??？椎闹睆匠叽缫话銥镮T7，精密軸套為IT6，氣缸液壓缸為IT9，形狀精度在尺寸公差內(nèi)，精密軸套控制在1/2～1/3T，長套筒有圓柱度要求，外表粗糙度Ra為1.6～0.16?mm。2)外圓外表要求外圓一般以過盈或過渡配合與機座或箱體上的孔相連接，它是套筒零件的支承外表。外圓的尺寸精度一般為IT6～IT7，形狀尺寸精度控制在外徑公差范圍內(nèi)，外表粗糙度Ra為3.2～0.63mm。3)孔與外圓的同軸度孔的終加工是在套筒裝入機座后開始的，其要求較低，最終加工是在裝配前完成的，一般同軸度為0.01～0.05。4)軸線與端面的垂直度要求端面(包括凸緣端面)假設在工作中受軸向力或作定位基準(裝配基準)時，其垂直度為0.01～0.05。3．材料與毛坯1)材料套筒類零件加工常用的材料有鋼、鑄鐵、青銅或黃銅，或雙金屬結(jié)構(gòu)(如滑動軸承以離心鑄造法澆注巴氏合金)。2)毛坯孔徑小的用熱軋或冷拉棒料，也可用實心鑄件，孔徑大的用無縫鋼管或帶孔鑄件、鍛件，大量生產(chǎn)時采用冷擠壓或粉末冶金。4．加工工藝套筒類零件加工的主要工藝問題是如何保證其主要加工外表(內(nèi)孔和外圓)之間的相互位置精度，以及內(nèi)孔本身的加工精度和外表粗糙度要求。尤其是薄壁、深孔的套筒零件，由于受力后容易變形，加上深孔刀具的剛性及排屑與散熱條件差，故其深孔加工經(jīng)常成為套筒零件加工的技術(shù)關(guān)鍵。套筒類零件的加工順序一般有兩種情況。第一種情況：粗加工外圓—粗、精加工內(nèi)孔—最終精加工外圓。這種方案適用于外圓外表是最重要外表的套筒類零件加工。第二種情況：粗加工內(nèi)孔—粗、精加工外圓—最終精加工內(nèi)孔。這種方案適用于內(nèi)孔外表是最重要外表的套筒類零件加工。套筒類零件的外圓外表加工方法，根據(jù)精度要求可選擇車削和磨削。內(nèi)外表加工方法的選擇那么需考慮零件的結(jié)構(gòu)特點、孔徑大小、長徑比、材料、技術(shù)要求及生產(chǎn)類型等多種因素。6.4.2套筒類零件的內(nèi)孔加工內(nèi)孔是套筒類零件的主要加工外表，加工方法應根據(jù)具體孔的大小、深度、精度、結(jié)構(gòu)形狀等確定?？椎募庸し椒ㄓ秀@孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔、珩孔、研磨孔、滾壓加工等。當孔徑較小時(<f?50?mm)宜采用鉆、擴、鉸方案；孔較大時采用鉆孔后鏜或直接鏜孔；箱體上孔多采用精鏜、浮動鏜；缸筒件用精鏜、珩磨、滾壓；淬硬套筒宜采用磨孔；精密孔用高精度磨削、研磨、珩磨或拋光等。1．鉆孔鉆孔是在實心材料上加工孔的第一道工序。它主要用于精度要求較高的孔的預加工或精度低于IT11級的孔的終加工。鉆孔刀具常用麻花鉆。由于麻花鉆具有寬而深的容屑槽、鉆頭頂部有橫刃及鉆頭只有兩條很窄的螺旋棱帶與孔壁接觸等結(jié)構(gòu)特點，因而鉆頭的剛性差、導向性能差，鉆孔時容易引偏，易出現(xiàn)孔徑擴大現(xiàn)象，孔壁加工質(zhì)量較差。措施：加工前先加工孔的端面，采用工件回轉(zhuǎn)方式或先鉆引導錐等。使用范圍：孔徑≤f75?mm。當孔徑≥f35?mm時可分兩次鉆，第一次鉆孔的直徑為所需孔徑的1/2～7/10，第二次鉆到所需孔徑，這時橫刃不參加切削，軸向抗力小，切削力較小。2．擴孔擴孔是用擴孔鉆對工件上已鉆出、鑄出或鍛出孔作進一步加工的方法。擴孔加工有如下特點：(1)加工精度比鉆孔高，切深小，鉆頭無橫刃，刀體剛度大，導向作用好，IT11～IT10，Ra為6.3～3.2mm。(2)擴孔能糾正原孔軸線的歪斜。(3)由于擴孔的加工余量小(1/8f)，擴孔鉆的刀齒較多，f?=0.4～2?mm/r，所以擴孔的生產(chǎn)率高。(4)孔徑大于f100?mm的孔，多用鏜孔而不用擴孔。3．鉸孔鉸孔是未淬硬的中小尺寸孔進行精加工的一種方法，加工孔徑范圍一般為f3～f80?mm。鉸孔的工藝特點：(1)鉸孔精度主要取決于鉸刀精度。(2)鉸孔比鏜孔容易保證尺寸精度和形狀精度，且生產(chǎn)率較高。一般IT7～IT8，手鉸達IT6，Ra為1.6～0.2mm。(3)適應性差，一種鉸刀只能加工一種尺寸和一種精度的孔。(4)不能校正原孔軸線的偏斜。4．鏜孔鏜孔是常用的孔的加工方法，可作粗加工，也可以作精加工。鏜孔的主要工藝特點：(1)加工范圍廣，可進行非標孔、大直徑孔、短孔以及盲孔、有色金屬孔及孔系等的加工。(2)可獲得較高的精度與低外表粗糙度，IT8～IT6，Ra為1.6～0.4mm，用金剛鏜那么更低。(3)修正前道工序的孔軸線的偏斜和不直，生產(chǎn)率較低。(4)可在車床、銑床、鏜床及數(shù)控機床上進行。5．磨孔磨孔是單件小批量生產(chǎn)中常用的孔精加工方法，它特別適宜于加工淬硬的孔，外表精度高、斷續(xù)的孔和長度很短的精密孔。對于中小型回轉(zhuǎn)零件，磨孔在內(nèi)圓磨床或萬能磨床上進行，對于大型薄零件，可采用無心內(nèi)圓磨削。內(nèi)圓磨削的工藝特點：(1)砂輪直徑受到工件孔徑D的限制(=?0.5～0.9D)，砂輪尺寸小，損耗快，經(jīng)常要更換，影響效益。(2)磨削速度低，因此，磨削精度較難控制。(3)砂輪軸受孔徑與長度限制，剛性差，易彎曲、振動，影響加工精度與外表粗糙度。(4)砂輪與工件內(nèi)切，接觸面積大，散熱條件差，易燒傷，宜用角砂輪。(5)切削液不易進入磨削區(qū)，排屑困難。內(nèi)孔磨削方法：中心圓磨(用于中小型工件，在萬能磨、內(nèi)圓磨床上進行)、行星式內(nèi)圓磨(用于重量大、形狀不對稱的內(nèi)孔，用行星式磨床)和無心內(nèi)圓磨(用于直徑短套孔)。6．拉孔拉孔是拉刀在拉床上對已預加工的孔進行半精加工或精加工的方法。拉孔方法的特點：(1)尺寸精度高，外表質(zhì)量好(IT7～IT9，Ra為1.6～0.1mm)。(2)不能糾正軸線的偏斜。(3)拉刀結(jié)構(gòu)復雜，本錢高，制造周期長。(4)一把拉刀只拉一種規(guī)格尺寸的孔，要求工件材質(zhì)均勻。薄壁孔、盲孔、階梯孔、深孔、大直徑孔和很小的孔及淬硬孔不宜拉，拉削范圍為f10～f100?mm。2．珩磨珩磨工藝(HoningProcess)是磨削加工的一種特殊形式，又是精加工中的一種高效加工方法。這種工藝不僅能去除較大的加工余量，而且是一種提高零件尺寸精度、幾何形狀精度和外表粗糙度的有效加工方法，在汽車零部件的制造中應用很廣泛。(1)珩磨加工原理。珩磨是利用安裝于珩磨頭圓周上的一條或多條油石，由漲開機構(gòu)(有旋轉(zhuǎn)式和推進式兩種)將油石沿徑向漲開，使其壓向工件孔壁，以便產(chǎn)生一定的面接觸。同時使珩磨頭旋轉(zhuǎn)和往復運動，零件不動；或珩磨頭只作旋轉(zhuǎn)運動，工件往復運動，從而實現(xiàn)珩磨。在大多數(shù)情況下，珩磨頭與機床主軸之間或珩磨頭與工件夾具之間是浮動的。這樣，加工時珩磨頭以工件孔壁作導向，因而加工精度受機床本身精度的影響較小，孔外表的形成根本上具有創(chuàng)制過程的特點。所謂創(chuàng)制過程，是指油石和孔壁相互對研、互相修整而形成孔壁和油石外表。其原理類似于兩塊做平面運動的平板相互對研而形成平面的原理。珩磨時由于珩磨頭旋轉(zhuǎn)并往復運動或珩磨頭旋轉(zhuǎn)工件往復運動，使加工面形成交叉螺旋線切削軌跡，而且在每一往復行程時間內(nèi)珩磨頭的轉(zhuǎn)數(shù)不是整數(shù)，因而兩次行程間，珩磨頭相對工件在周向錯開一定角度，這樣的運動使珩磨頭上的每一個磨粒在孔壁上的運動軌跡亦不會重復。此外，珩磨頭每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，油石與前一轉(zhuǎn)的切削軌跡在軸向上有一段重疊長度，使前后磨削軌跡的銜接更平滑均勻。這樣，在整個珩磨過程中，孔壁和油石面的每一點相互干預的時機差不多相等。因此，隨著珩磨的進行，孔外表和油石外表不斷產(chǎn)生干預點，不斷將這些干預點磨去并產(chǎn)生更多的新的干預點，又不斷磨去，使孔和油石外表接觸面積不斷增加，相互干預的程度和切削作用不斷減弱，孔和油石的圓度和圓柱度也不斷提高，最后完成孔外表的創(chuàng)制過程。為了得到更好的圓柱度，在可能的情況下，珩磨中經(jīng)常使零件掉頭，或改變珩磨頭與工件軸向的相互位置。需要說明的一點：由于珩磨油石采用金剛石和立方氮化硼等磨料，加工中油石磨損很小，即油石受工件修整量很小。因此，孔的精度在一定程度上取決于珩磨頭上油石的原始精度。所以在用金剛石和立方氮化硼油石時，珩磨前要很好地修整油石，以確?？椎木?。(2)珩磨的切削過程。①定壓進給珩磨。定壓進給中進給機構(gòu)以恒定的壓力壓向孔壁，共分三個階段。第一個階段是脫落切削階段，定壓珩磨開始時由于孔壁粗糙，油石與孔壁接觸面積很小，接觸壓力大，孔壁的凸出局部很快被磨去。而油石外表因接觸壓力大，加上切屑對油石黏結(jié)劑的磨耗，使磨粒與黏結(jié)劑的結(jié)合強度下降，因而有的磨粒在切削壓力的作用下自行脫落，油石面即露出新磨粒，此即油石自銳。第二階段是破碎切削階段，隨著珩磨的進行，孔外表越來越光，與油石接觸面積越來越大，單位面積的接觸壓力下降，切削效率降低。同時切下的切屑小而細，這些切屑對黏結(jié)劑的磨耗也很小。因此，油石磨粒脫落很少，此時磨削不是靠新磨粒，而是由磨粒尖端切削，因而磨粒尖端負荷很大，磨粒易破裂、崩碎而形成新的切削刃。第三階段為堵塞切削階段，繼續(xù)珩磨時，油石和孔外表的接觸面積越來越大，極細的切屑堆積于油石與孔壁之間不易排除，造成油石堵塞，油石外表變得很光滑。因此油石切削能力極低，相當于拋光。假設繼續(xù)珩磨，油石堵塞嚴重而產(chǎn)生黏結(jié)性堵塞時，油石完全失去切削能力并嚴重發(fā)熱，孔的精度和外表粗糙度均會受到影響，此時應盡快結(jié)束珩磨。②定量進給珩磨。定量進給珩磨時，進給機構(gòu)以恒定的速度擴張進給，使磨粒強制性地切入工件。因此珩磨過程只存在脫落切削和破碎切削，不可能產(chǎn)生堵塞切削現(xiàn)象。因為當油石產(chǎn)生堵塞切削力下降時，進給量大于實際磨削量，此時珩磨壓力增高，從而使磨粒脫落、破碎，切削作用增強。用此種方法珩磨時，為了提高孔精度和外表粗糙度，最后可不進給珩磨一定時間。③定壓—定量進給珩磨。開始時以定壓進給珩磨，當油石進入堵塞切削階段時，轉(zhuǎn)換為定量進給珩磨，以提高效率。最后可用不進給珩磨提高孔的精度和外表粗糙度。(3)珩磨加工特點。①加工精度高，特別是加工一些中小型的通孔，其圓柱度可達0.001?mm以下；一些壁厚不均勻的零件，如連桿，其圓度能到達0.002?mm；對于大孔(孔徑在200?mm以上)，圓度也可達0.005?mm；如果沒有環(huán)槽或徑向孔等，直線度到達0.01?mm/1?m以內(nèi)也是有可能的。珩磨比磨削加工精度高，因為磨削時支撐砂輪的軸承位于被珩孔之外，會產(chǎn)生偏差，特別是小孔加工，磨削精度更差。珩磨一般只能提高被加工工件的形狀精度，要想提高零件的位置精度，需要采取一些必要的措施。如用面板改善零件端面與軸線的垂直度(面板安裝在沖程托架上，調(diào)整使它與旋轉(zhuǎn)主軸垂直，零件靠在面板上加工即可)。