《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課件-第6章平面類零件1

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)6.3平面類零件的機(jī)械加工與品質(zhì)檢驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)16.3.1平面類零件的加工方法6.3.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的性質(zhì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的性質(zhì)平面類零件概述學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解平面類零件的結(jié)構(gòu)、功用及特點(diǎn)；2.了解平面類零件的技術(shù)要求；3.熟悉平面類零件的機(jī)械加工方法。6.3.1平面類零件概述1.功能與特點(diǎn)平面類零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件。平面是基礎(chǔ)類零件（如箱體、工作臺、床身及支架等）的主要表面，也是回轉(zhuǎn)體零件的重要表面之一（如端面、臺階面等）。根據(jù)平面所起的作用不同，可以將其分為非結(jié)合面、結(jié)合面、導(dǎo)向面、測量工具的工作平面等。2.技術(shù)要求1)平面的形狀精度主要是指平面度，有的平面還有母線直線度的精度要求。2)平面的位置精度平面與其它表面之間常有位置關(guān)系的要求，主要是垂直度和平行度。

6.3.2平面類零件的加工方法選擇平面加工路線時，主要的限制條件有加工平面的表面結(jié)構(gòu)要求、形位精度要求、工件材料的切削加工性以及工藝裝備條件等。平面的加工方法主要有車削、銑削、刨削、拉削和磨削等。對精度要求很高的平面，可用刮研、研磨等方法進(jìn)行光整加工。其中，銑削與刨削是常用的粗加工方法，而磨削是常用的精加工方法。平面的常用加工方法及順序參表6-3-1。表6-3-1平面加工方案序號加工方案經(jīng)濟(jì)精度級表面結(jié)構(gòu)Ra值/μm適用范圍1粗車－半精車IT96.3～3.2回轉(zhuǎn)體零件的端面2粗車－半精車－精車IT8～I(xiàn)T71.6～0.83粗車－半精車－磨削IT8～I(xiàn)T60.8～0.24粗刨（或粗銑）－精刨（或精銑）IT10～I(xiàn)T86.3～1.6精度不太高的不淬火硬表面5粗刨（或粗銑）－精刨（或精銑）－刮研IT7～I(xiàn)T60.8～0.1精度要求較高的不淬火硬表面6粗刨（或粗銑）－精刨（或精銑）－磨削IT70.8～0.2精度要求較高的淬硬或不淬硬平面7粗刨（或粗銑）－精刨（或精銑）－粗磨－精磨IT7～I(xiàn)T60.4～0.028粗銑－拉IT9～I(xiàn)T70.8～0.2大量生產(chǎn)，較小平面（精度與拉刀精度有關(guān)）9粗銑－精銑－精磨－研磨IT5以上0.1～0.06高精度平面1.平面銑削加工平面是銑削加工的主要對象。用圓柱銑刀加工平面的方法叫周銑法；用面銑刀加工平面的方法叫端銑法。加工時，這兩種銑削方法又形成了不同的銑削方式。在選擇銑削方法時，要充分注意它們各自的特點(diǎn)，選取合理的銑削方式，以保證加工質(zhì)量及提高生產(chǎn)率。具體參表6-3-2。表6-3-2平面的銑削方式序號銑削方法銑削方式銑削示意圖主要特點(diǎn)1周銑法逆銑

1.銑刀主運(yùn)動方向與進(jìn)給運(yùn)動方向之間的夾角為銳角2.刀齒切削厚度由零逐漸增大，切削力由零逐漸增大，避免了刀齒因沖擊而破損。但刀齒切入工件前，都要先在工件已加工表面上滑行一段距離，加劇磨損，使刀具使用壽命降低，且使工件表面質(zhì)量變差。3.銑削過程中，銑刀對工件上抬的分力Fcn影響工件夾持的穩(wěn)定性。2順銑

1.銑刀主運(yùn)動方向與進(jìn)給運(yùn)動方向之間的夾角為鈍角2.刀齒切削厚度從最大開始，因而避免了擠壓、滑行現(xiàn)象，提高了銑刀的使用壽命和加工表面質(zhì)量3.銑刀工作刀刃對工件的垂直方向的銑削分力Fcn始終壓向工件，工件夾持穩(wěn)定4.漸變的水平分力Fct與工件進(jìn)給運(yùn)動方向相同，會引起工作臺竄動。因而，銑床縱向工作臺的絲桿螺母有消除間隙裝置，采用順銑是適宜的，否則，最好采用逆銑。3端銑法對稱銑

面銑刀安裝在與工件對稱的位置上，即面銑刀中心線在銑削接觸弧深度的對稱位置上，切入的切削層與切出的切削層對稱，平均的公稱切削厚度較大。即使每齒進(jìn)給量fz較小，也可使刀齒在工件表面的硬化層下工作。因此，常用于銑削淬硬鋼或精銑機(jī)床導(dǎo)軌，工件表面粗糙度均勻，刀具壽命較高。4不對稱逆銑

這種銑削方式在切入時公稱切削厚度最小，切出時公稱切削厚度較大。由于切入時的公稱切削厚度小，可減小沖擊力而使切削平穩(wěn)，并可獲得最小的表面結(jié)構(gòu)，如精銑45鋼，Ra值比不對稱順銑小一半。用于加工碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和鑄鐵，可提高刀具壽命1～3倍；銑削高強(qiáng)度低合金鋼(如16Mn)可提高刀具壽命l倍以上。5不對稱順銑

面銑刀從較大的公稱切削厚度處切入，從較小的公稱切削厚度處切出，切削層對刀齒壓力逐漸減小，金屬粘刀量小，在銑削塑性大，冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重的不銹鋼和耐熱鋼時，可較顯著地提高刀具壽命。2.平面刨削加工刨削是最普遍的平面加工方法之一。它的主運(yùn)動為刀具或工件的直線往復(fù)運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動是由工件或刀具完成的間歇性的與主運(yùn)動方向垂直的直線運(yùn)動。刨削加工的典型表面如圖6-3-1所示。

圖6-3-1刨削加工的典型表面刨削所用的機(jī)床和刀具結(jié)構(gòu)較簡單，通用性較好，適應(yīng)性強(qiáng)。在加工一些中小型零件上的槽時(如V形槽、T形槽、燕尾槽)，刨削有其突出的優(yōu)點(diǎn)。刨削的加工精度一般可達(dá)IT8～I(xiàn)T7，表面結(jié)構(gòu)可控制在Ra6.3～1.6μm，且刨削加工可保證一定的相互位置精度。當(dāng)在龍門刨床上采用較大的進(jìn)給量進(jìn)行平面的寬刀精刨時，平面度公差可達(dá)0.02mm/1000mm，表面結(jié)構(gòu)可控制在Ra1.6～0.8μm。由于刨削回程不進(jìn)行切削，加工不是連續(xù)進(jìn)行的，沖擊較嚴(yán)重；另刨削時常用單刃刨刀切削，刨削用量也較低，故刨削加工生產(chǎn)率較低，一般僅用于單件小批生產(chǎn)（在批量生產(chǎn)中常被銑削、拉削和磨削所取代）。但在龍門刨床上加工狹長平面時，可進(jìn)行多件或多刀加工，生產(chǎn)率有所提高。3.平面磨削加工表面質(zhì)量要求較高的各種平面的半精加工和精加工，常采用平面磨削方法。平面磨削常用的機(jī)床是平面磨床，砂輪的工作表面可以是圓周表面，也可以是端面。用砂輪周邊磨削，砂輪與工件接觸面積小，發(fā)熱量小，冷卻和排屑條件好，可獲得較高的加工精度和較小的表面結(jié)構(gòu)值，但生產(chǎn)率較低。用砂輪的端面磨削，因砂輪與工件的接觸面積大，磨削力增大，發(fā)熱量增加，而冷卻、排屑條件差，加工精度及表面質(zhì)量低于周邊磨削方式，但生產(chǎn)率較高。當(dāng)采用砂輪周邊磨削方式時，磨床主軸按臥式布局；當(dāng)采用砂輪端面磨削方式時，磨床主軸按立式布局。平面磨削時，工件可安裝在作往復(fù)直線運(yùn)動的矩形工作臺上，也可安裝在作圓周運(yùn)動的圓形工作臺上。按主軸布局及工作臺形狀的組合，平面磨床可分為四類：臥軸矩臺式、立軸矩臺式、立軸圓臺式和臥軸圓臺式，其加工方式、砂輪和工作臺的布置及運(yùn)動分別對應(yīng)于如圖6-3-2所示。圖中砂輪旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動no，矩臺的直線往復(fù)運(yùn)動或圓臺的回轉(zhuǎn)運(yùn)動為縱向進(jìn)給運(yùn)動fw，用砂輪的周邊磨削時，通常砂輪的寬度小于工件的寬度，所以，臥式主軸平面磨床還需要橫向進(jìn)給運(yùn)動fa，且fa是周期性運(yùn)動的。圖6-3-2平面磨削加工示意圖4.平面的光整加工光整加工是繼精加工之后的工序，可使零件獲得較高的精度和較細(xì)的表面結(jié)構(gòu)。（1)刮削經(jīng)過預(yù)先精刨或精銑加工后的平面，利用刮刀刮除其表面薄層的加工方法稱為刮削。刮削表面質(zhì)量是用單位面積上接觸點(diǎn)的數(shù)目來評定的。刮削表面接觸點(diǎn)的吻合度，通常用紅油粉涂色作顯示，以標(biāo)準(zhǔn)平板，研具或配研的零件來檢驗(yàn)。刮削平面可使兩個平面之間達(dá)到良好接觸和緊密吻合，能獲得較高的形狀精度，成為具有潤滑油膜的滑動面，可以減少相對運(yùn)動表面間的磨損和增強(qiáng)零件接合面間的剛度，可靠地提高設(shè)備或機(jī)床的精度。刮削的最大優(yōu)點(diǎn)是不需要特殊設(shè)備和復(fù)雜的工具，卻能達(dá)到很高的精度和很細(xì)的表面結(jié)構(gòu)，且能加工很大的平面。但生產(chǎn)效率很低、勞動強(qiáng)度大、對操作者的技術(shù)要求高，目前多采用機(jī)動刮削方法來代替繁重的手工操作。（2)研磨研磨平面的工藝特點(diǎn)和研磨外