1、外圓表面的加工方法及加工精度
軸類(lèi)、套類(lèi)和盤(pán)類(lèi)零件是具有外圓表面的典型零件。外圓表面常用的機(jī)械加工方法有車(chē)削、磨削和各種光整加工方法。車(chē)削加工是外圓表面最經(jīng)濟(jì)有效的加工方法,但就其經(jīng)濟(jì)精度來(lái)說(shuō),一般適于作為外圓表面粗加工和半精加工方法;磨削加工是外圓表面主要精加工方法,特別適用于各種高硬度和淬火后的 零件精加工;光整加工是精加工后進(jìn)行的超精密加工方法(如滾壓、拋光、研磨等),適用于某些精度和表面質(zhì)量要求很高的零件。
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,選用合理的加工方法,從而加工出滿足零件圖紙上要求的合格零件。
序號(hào) 加工方法 經(jīng)濟(jì)精度 (公差等級(jí)) 經(jīng)濟(jì)粗糙度 Ra值/ μ m 適用范圍
1 粗車(chē) IT13-IT11 50-12.5 適用于淬火鋼以外的各種金屬
2 粗車(chē) -半精車(chē) IT10-IT8 6.3-3.2
3 粗車(chē) -半精車(chē)-精車(chē) IT8-IT7 1.6-0.8
4 粗車(chē) -半精車(chē)-精車(chē)-滾壓 IT8-IT7 0.2-0.025
5 粗車(chē) -半精車(chē)-磨削 IT8-IT7 0.8-0.4 主要用于淬火鋼,也可用于未淬火鋼,但不適用于有色金屬
6 粗車(chē) -半精車(chē)-粗磨-精磨 IT7-IT6 0.4-0.1
7 粗車(chē) -半精車(chē)-粗磨-精磨-超精加工(或輪式超精磨) IT5 0.1-0.012
(或 Rz 0.1)
8 粗車(chē) -半精車(chē)-精車(chē)-精細(xì)車(chē)(金剛車(chē)) IT7-IT6 0.4-0.025 主要用于要求較高的有色金屬
9 粗車(chē) -半精車(chē)-粗磨-精磨-超精磨(或鏡面磨) IT5以上 0.025-0.006
(或 Rz 0.1) 極高精度的外圓加工
10 粗車(chē) -半精車(chē)-粗磨-精磨-研磨 IT5以上 · 012 (或 Rz 0.1)
2、外圓表面的車(chē)削加工
(1)外圓車(chē)削的形式
軸類(lèi)零件外圓表面的主要加工方法是車(chē)削加工。主要的加工形式有:
荒車(chē) 自由鍛件和大型鑄件的毛坯,加工余量很大,為了減少毛坯外圓形狀誤差和位置偏差,使后續(xù)工序加工余量均勻,以去除外表面的氧化皮為主的外圓加工,一般切除余量為單面1-3mm。
粗車(chē) 中小型鍛、鑄件毛坯一般直接進(jìn)行粗車(chē)。粗車(chē)主要切去毛坯大部分余量(一般車(chē)出階梯輪廓),在工藝系統(tǒng)剛度容許的情況下,應(yīng)選用較大的切削用量以提高生產(chǎn)效率。
半精車(chē) 一般作為中等精度表面的最終加工工序,也可作為磨削和其它加工工序的預(yù)加工。對(duì)于精度較高的毛坯,可不經(jīng)粗車(chē),直接半精車(chē)。
精車(chē) 外圓表面加工的最終加工工序和光整加工前的預(yù)加工。
精細(xì)車(chē) 高精度、細(xì)粗糙度表面的最終加工工序。適用于有色金屬零件的外圓表面加工,但由于有色金屬不宜磨削,所以可采用精細(xì)車(chē)代替磨削加工。
但是,精細(xì)車(chē)要求機(jī)床精度高,剛性好,傳動(dòng)平穩(wěn),能微量進(jìn)給,無(wú)爬行現(xiàn)象。車(chē)削中采用金剛石或硬質(zhì)合金刀具,刀具主偏角選大些( 45 o -90 o ),刀具的刀尖圓弧半徑小于0.1-1.0mm, 以減少工藝系統(tǒng)中彈性變形及振動(dòng)。
(2)車(chē)削方法的應(yīng)用
1)普通車(chē)削 適用于各種批量的軸類(lèi)零件外圓加工,應(yīng)用十分廣泛。單件小批量常采用臥室車(chē)床完成車(chē)削加工;中批、大批生產(chǎn)則采用自動(dòng)、半自動(dòng)車(chē)床和專(zhuān)用車(chē)床完成車(chē)削加工。
2)數(shù)控車(chē)削 適用于單件小批和中批生產(chǎn)。應(yīng)用愈來(lái)愈普遍,其主要優(yōu)點(diǎn)為柔性好,更換加工零件時(shí)設(shè)備調(diào)整和準(zhǔn)備時(shí)間短;加工時(shí)輔助時(shí)間少,可通過(guò)優(yōu)化切削參數(shù)和適應(yīng)控制等提高效率;加工質(zhì)量好,專(zhuān)用工夾具少,相應(yīng)生產(chǎn)準(zhǔn)備成本低;機(jī)床操作技術(shù)要求低,不受操作工人的技能、視覺(jué)、精神、體力等因素的影響。對(duì)于軸類(lèi)零件,具有以下特征適宜選用數(shù)控車(chē)削。
結(jié)構(gòu)或形狀復(fù)雜,普通加工操作難度大,工時(shí)長(zhǎng),加工效率低的零件。
加工精度一致性要求較高的零件。
切削條件多變的零件,如零件由于形狀特點(diǎn)需要切槽,車(chē)孔,車(chē)螺紋等,加工中要多次改變切削用量。
批量不大,但每批品種多變并有一定復(fù)雜程度的零件。
對(duì)帶有鍵槽,徑向孔(含螺釘孔)、端面有分布的孔(含螺釘孔)系的軸類(lèi)零件,如帶法蘭的軸,帶鍵槽或方頭的軸,還可以在車(chē)削加工中心上加工,除了能進(jìn)行普通數(shù)控車(chē)削外,零件上的各種槽、孔(含螺釘孔)、面等加工表面也可一并能加工完畢。工序高度集中,其加工效率較普通數(shù)控車(chē)削更高,加工精度也更為穩(wěn)定可靠。
(3)外圓表面的磨削加工
用磨具以較高的線速度對(duì)工件表面進(jìn)行加工的方法稱(chēng)為磨削。磨削加工是一種多刀多刃的高速切削方法,它使用于零件精加工和硬表面的加工。
磨削的工藝范圍很廣,可以劃分為粗磨、精磨、細(xì)磨及鏡面磨。
磨削加工采用的磨具(或磨料)具有顆粒小,硬度高,耐熱性好等特點(diǎn),因此可以加工較硬的金屬材料和非金屬材料,如淬硬鋼、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷等;加工過(guò)程中同時(shí)參與切削運(yùn)動(dòng)的顆粒多,能切除極薄極細(xì)的切屑,因而加工精度高,表面粗糙度值小。磨削加工作為一種精加工方法,在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。由于強(qiáng)力磨削的發(fā)展,也可直接將毛坯磨削到所需要的尺寸和精度,從而獲得了較高的生產(chǎn)率。