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外圆表面常用加工方法
外圆表面是回转体类零件(轴类、套类、盘类)的主要表面。外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工方法。
车削加工因切削层厚度大、进给量大而成为外圆表面最经济最有效的加工方法。尽管车削加工也能获得很高的加工精度和加工质量,但就其经济精度来看一般适宜外圆表面的粗加工和半精加工的方法。
磨削加工切削速度高、切削量较小,是外圆表面最主的精加工方法,适用于各种高硬度。
光整加工是精加工之后进行的超精密加工方法。适用于某些精度和表面质量要求很高的零件。
外圆表面加工方案及其选择
外圆表面作为一种可逆表面,可采用各种不同的成形方法因而可供选用的加工方案有多种。但每种加工方案可能达到的加工精度、表面粗糙、生产率和加工成本各不相同,因此必须根据具体情况选用最适当的加工方案,加工出满足图样要求的零件。
表为外圆表面加工方法
序号 | 加工方法 | 经济精度(公差等级) | 经济粗糙度Ra值/um | 适用范围 |
1 | 粗车 | IT13-11 | 50-12.5 | 适用于淬火钢以外的各种金属 |
2 | 粗车-半粗车 | IT10-8 | 6.3-3.2 | |
3 | 粗车-粗精车-粗车 | IT8-7 | 0.8-1.6 | |
4 | 粗车-半精车-精车-液压(或抛光) | IT8-7 | 0.2-0.255 | |
5 | 粗车-半精车-磨削 | IT7-6 | 0.8-0.4 | 主要用于淬火钢,也可用于未淬 火钢,但不宜加工有色金属 |
6 | 粗车-半精车-粗磨-精磨 | IT7-6 | 0.4-0.1 | |
7 | 粗车-半精车-粗磨-粗磨-超精加工(或轮式 超精磨) | IT5 | 0.1-0.012(或R20.1) | |
8 | 粗车-半精车-精车-精细车(金刚车) | IT7-6 | 0.4-0.025 | 主要用于要求较高的有色金属加工 |
9 | 粗车-半精车-粗磨-超精磨(或镜面磨) | IT5以上 | 0.025-0.006(或R20.1) | 极高精度的外圆加工 |
10 | 粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨 | IIT5以上 | 0.1-0.012(或R20.1) |
在各种机械中,具有外圆表面的零件占有很大比重,例如轴类、套筒类、圆盘类等零件。外圆表面的技术要求包括:本身精度(直径与长度的尺寸精度,圆度、圆柱度等形状精度);位置精度(与其他外圆面或孔的同轴度、与端面的垂直度等);表面质量(粗糙度、表面硬度、残余应力等)。外圆表面的加工方法主要有车削加工和磨削加工。
1、车削加工
车床主要用于外圆表面加工,生产上常用的有卧式车床、立式车床、转塔车床、自动和半自动车床等,其中卧式车床应用最广。右图为CA6140车床,下图15.3为外圆表面在车床上的车削及所用刀具。
车外圆分为粗车、半精车和精车。
粗车是以切除大部分加工余量为主要目的加工,对精度及表面粗糙度无太高要求。公差等级为IT13~IT11,表面粗糙度Ra值为50~12.5μm。
半精车是在粗车基础上,进一步提高精度和减小粗糙度值。可作为中等精度表面的终加工,也可作为精车或磨削前的预加工。其公差等级为IT10~IT9,表面粗糙度Ra值为6.3~3.2μm。
精车是使工件达到预定的精度和表面质量的加工。精车的公差等级为IT8~IT6,表面粗糙度Ra值为1.6~0.8μm
2、磨削加工
用砂轮或涂覆磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法成为磨削加工,它大多在磨床上进行。磨削加工是一种精密的切削加工方法,能获得高精度和低粗糙度的表面。
能够加工硬度高的材料及某些难加工的材料,有时也可用于粗加工。
磨外圆在普通外圆磨床和万能外圆磨床上进行。万能外圆磨床见右图。
磨外圆有纵磨法和横磨法两种,如下图所示。这两种方法相比,纵磨法加工精度较高,表面粗糙度值较小,但生产率较低;横磨法生产率较高,但加工精度较低,表面粗糙度值较大。因此,纵磨法广泛用于各种类型的生产中,而横磨法只适用于大批量生产中磨削刚度较好、精度较低、长度较短的轴类零件上的外圆表面和成形面。
磨削的公差等级为IT7~IT5,表面粗糙度Ra值为0.8~0.2μm。