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机械制造技术基础(第二章 机械制造中的加工方法) 主讲:范孝良 第二章 机械制造中的加工方法 零件由毛坯变成成品的过程其质量发生3种变化,由此而引申出3种制造过程。 2.1.2 Δm＝0的制造过程 塑性变形的加工过程, 借助于模具来实现, 模具的设计与加工是一个高技术含量的活动。 2.2 零件的成形方法 2.2.1 零件表面的形状 零件的几何形状就其本质来说，都可以看成是母线沿着导线运动形成的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发生线。根据母线和导线的运动关系，常见零件表面可分成3类。 在零件加工过程中，刀具或工件之一运动或两者按一定规律同时运动就可以形成两条发生线，从而生成所需的加工表面。因此零件表面的形成方法就是发生线的形成方法，发生线的形成方法有4种。 为了获得所需的工件表面形状，必须使刀具按上述4种方法之一完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。完成切削加工的成形运动又称切削运动。切削运动可分为主运动和进给运动。 2.3 外圆表面加工 外圆表面是轴类、圆盘类和套筒类零件的主要表面，这些表面都是回转体表面，多采用车削和磨削加工。外圆表面的技术要求一般为： ① 外圆面直径和长度的尺寸精度。 ② 圆度、圆柱度和轴线的直线度等形状精度。 ③ 与其他外圆面（或孔）之间的同轴度，与相关平面的垂直度和径向圆跳动等。 ④ 表面粗糙度、表面层硬度等热处理要求。 2.3.1 外圆表面的车削 车削演示 外圆车削可分为粗车、半精车、精车和精细车四个阶段 车削是轴类、套类和盘类零件加工的主要工序，消耗工时较多，可从以下几方面来提高外圆表面车削效率： ① 采用高速切削，切削速度的提高除要求车床具有高速精度保持性外，还要求刀具材料能抵抗高速切削带来的力、热等变形。硬质合金、立方氮化硼等优质刀具材料的问世有力地推动了高速切削的发展。 ② 采用强力切削，即通过增大切削面积（f·ap）来提高生产效率，适用于刚度较好的轴类零件的加工，对机床的刚度要求也比较高。 ③ 采用多刀加工，即一次进给完成多个表面的加工，从而减少刀架行程提高生产效率。 2.3.2 外圆表面的磨削 2.3.3 外圆表面的光整加工 1. 高精度磨削 高精密磨削是在普通磨削方法的基础上，通过调整与磨削精度相关的因素来实现提高磨削精度的目的。主要调整的因素如下： （1）提高砂轮磨粒的等高性; （2）选择合适的砂轮; （3）选择合适的磨削用量; （4）性能良好的切削液; （5）精度和刚度较高的磨床; 2. 超精加工 超精加工是用细粒度的油石（磨条或砂带）进行微量磨削的一种加工方法。加工时工件作低速旋转（0.03～0.33m/s），油石以恒定压力（0.1～0.4MPa）压向工件表面，在磨头沿工件轴向进给的同时，油石作轴向低频振动（振动频率为8～30Hz，振幅为2.5～4mm），在大量切削液的环境下对工件表面进行加工。 （1）强烈切削阶段 （2）正常切削阶段 （3）微弱切削阶段 （4）停止切削阶段 超精加工的主要特点 加工表面粗糙度低 工件尺寸精度高 生产率高 加工表面质量好 修整工件形状和尺寸误差的作用较差 3.研磨 研磨是由游离的磨粒通过研具对工件进行微量切削的过程，其精度可达到亚微米级（尺寸精度可达到0.025?m，圆柱体圆柱度可达到0.1?m，表面粗糙度Ra可达到0.01?m），并能使两个零件达到精密配合。 研磨分手工研磨和机械研磨两种 手工研磨 将工件装夹在车床卡盘或顶尖上作低速旋转运动，研具套在工件上，手动将研具沿工件轴向往复运动进行研磨。在工件和研具之间须填充研磨剂，研磨剂由磨料、研磨液和表面活性物质等混合而成。磨料主要起切削作用，具有较高硬度。研磨液起冷却润滑作用。表面活性物质附着在工件表面，生成一层很薄的易于切除的软化膜。 机械研磨 机械研磨在研磨机上进行。上下两个研磨盘1和2之间有一隔离盘3，工件4放在隔离盘的槽中。研磨时上研磨盘固定不动，下研磨盘转动。隔离盘3内偏心轴带动与下研磨盘2同向转动。工作时，工件一面滚动，一面在隔离盘槽中轴向滑动，磨粒在工件表面上刻划出复杂的磨削痕迹。上研磨盘的位置可轴向调节，使工件获得所要求的研磨压力。工件轴线与隔离盘半径方向偏斜一角度? (?=6°～15°)，使工件产生轴向运动。 研磨加工的主要特点 尺寸精度高、形状精度高、表面粗糙度值低，但它不能提高工件各表面之间的相对位置精度，生产效率低。研磨能有效提高零件表面耐磨性和疲劳强度，适应性好，加工范围广，因此应用较广泛。 2.4 孔加工 孔加工约占整个金属切削加工的40%左右。孔加工比外圆加工困难得多，主要是因为： ①