1第三章汽車零件表面的加工方法2本章主要內(nèi)容第一節(jié)車削、鉆削和鉸削第二節(jié)銑削、拉削和鏜削

第三節(jié)磨削第四節(jié)精整、光整加工

第五節(jié)數(shù)控加工技術(shù)第六節(jié)齒輪輪齒齒面的加工

3第三章汽車零件表面的加工方法

汽車零件由不同的典型表面—外圓、內(nèi)孔、平面、螺紋、花鍵和齒輪齒面等構(gòu)成。它們都有一定的加工要求。它們中的大多數(shù)表面都需要經(jīng)過機(jī)械加工來獲得。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征、加工表面形式及其加工要求、生產(chǎn)率要求等條件，可以采用不同的加工方法及工藝過程來保證加工要求。不同表面的加工方法很多，本章介紹一些在汽車零件制造中應(yīng)用較為廣泛的和高生產(chǎn)率的加工方法，也適當(dāng)介紹一些近些年來新引進(jìn)的新工藝。下表列舉了汽車零件外圓和內(nèi)孔表面加工中常采用的加工方法和機(jī)床設(shè)備。汽車后橋總成41.車削

車削時(shí)使用的車刀結(jié)構(gòu)主要有整體式、焊接式和機(jī)械夾固式和不重磨可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金車刀等。5車刀結(jié)構(gòu)類型特點(diǎn)及應(yīng)用

名稱特點(diǎn)適用場(chǎng)合整體式

用整體高速鋼制造，刃口可磨得較鋒利小型車床或加工非鐵金屬焊接式

焊接硬質(zhì)合金或高速鋼刀片，結(jié)構(gòu)緊湊，使用靈活各類車刀特別是小刀具機(jī)夾式

避免了焊接產(chǎn)生的應(yīng)力、裂紋等缺陷，刀桿利用率高。刀片可集中刃磨獲得所需參數(shù)；使用靈活方便

外圓、端面、鏜孔、切斷、螺紋車刀等可轉(zhuǎn)位式

避免了焊接刀的缺點(diǎn)，刀片可快換轉(zhuǎn)位；生產(chǎn)率高；斷屑穩(wěn)定；可使用涂層刀片

大中型車床加工外圓、端面、鏜孔，特別適用于自動(dòng)線、數(shù)控機(jī)床61.2硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀71.2硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀

隨著汽車工業(yè)生產(chǎn)中半自動(dòng)、自動(dòng)車床和數(shù)控車床的廣泛使用，機(jī)械夾固的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀的使用越來越顯示其優(yōu)越性。如圖所示硬質(zhì)合金刀片有上下兩個(gè)面各有四個(gè)切削刃供使用。使用中，一個(gè)切削刃磨鈍或損壞時(shí)，只要松開夾緊螺釘，將刀片轉(zhuǎn)換一個(gè)位置，就可以使用另一個(gè)新切削刃，不必卸下車刀。因此，使用這種車刀很方便，刀片定位準(zhǔn)確，加工精度有可靠保證，又有利于提高生產(chǎn)率，是汽車零件加工中刀具的發(fā)展方向。82.曲軸軸頸的車?yán)?/p>

隨著汽車制造技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的車削曲軸軸頸的加工方法已不能滿足汽車工業(yè)發(fā)展的需要，出現(xiàn)了使用旋轉(zhuǎn)式車?yán)?，車?yán)髑S軸頸的工藝方法。

圖3-4所示為應(yīng)用圓盤形車?yán)叮瑢?duì)曲軸曲柄臂側(cè)平面和主軸頸外圓等表面進(jìn)行車?yán)骷庸さ氖疽鈭D。

車?yán)骷庸な擒囅骱屠飨嘟M合的一種新工藝。在此基礎(chǔ)上，又有一個(gè)分支—曲軸車一車?yán)骷庸こ霈F(xiàn)。它們加工的實(shí)質(zhì)都是車削加工，從圖中可以看到，車?yán)骷庸r(shí)被加工曲軸以高速（nw=300~800r/min）繞被加工軸頸軸線旋轉(zhuǎn)，車?yán)兑月倮@車?yán)毒咧行男D(zhuǎn)。

圖3-4曲軸軸頸車?yán)骷庸な疽鈭D92.曲軸軸頸的車?yán)?/p>

圖3-5所示，車?yán)毒呤且恢睆綖棣?00~φ7OOmm的圓盤形刀具。在刀具輪鼓1的外圓周上裝有多組扇形刀塊3，扇形刀塊上鑲有加工曲軸曲柄臂側(cè)平面、軸頸軸肩、軸頸外圓和沉割的刀夾2和硬質(zhì)合金刀片或刀齒。因此，車?yán)骷庸r(shí)，在一次裝夾中可完成曲柄臂側(cè)平面、軸頸軸肩、軸頸外圓、圓角和沉割槽的車削加工。102.曲軸軸頸的車?yán)餍D(zhuǎn)式車?yán)队袃煞N形式，即螺旋形車?yán)逗蛨A柱形車?yán)?。圖3-6所示為兩種形式車?yán)兜能嚴(yán)髟?。圖a為使用螺旋形刀具車?yán)魇疽鈭D，圖中圓盤拉刀的同名前后刀齒(或刀片)具有一定的半徑尺寸差，這個(gè)半徑尺寸fz差稱為齒升量。因此，裝在刀盤刀鼓上的刀片在圓周上呈螺旋線布置。螺旋形刀具車?yán)魇疽鈭D112.曲軸軸頸的車?yán)?/p>

車?yán)庸r(shí)，被加工曲軸軸頸與螺旋形刀具的中心距保持不變，其刀具的徑向進(jìn)給是靠刀具旋轉(zhuǎn)時(shí)刀齒（或刀片）的齒升量完成的。螺旋形刀具車?yán)魇疽鈭D122.曲軸軸頸的車?yán)?/p>

圖b所示為圓柱形刀具車?yán)魇疽鈭D，加工時(shí)在數(shù)控裝置控制下，刀具3一邊慢速旋轉(zhuǎn)，一邊沿徑向運(yùn)動(dòng)fz實(shí)現(xiàn)切入進(jìn)給。如果使用圖3~5所示的圓柱形車—車?yán)哆M(jìn)行加工，則可以使用第1~7個(gè)扇形刀塊上的第1個(gè)刀夾的硬質(zhì)合金涂層刀片進(jìn)行車削曲軸曲柄臂側(cè)平面。切削第二個(gè)曲軸曲柄臂側(cè)平面時(shí)，可以使用第2個(gè)刀夾的硬質(zhì)合金涂層刀片，依次使用第3個(gè)刀夾的刀片…..第7個(gè)刀夾的刀片。132.曲軸軸頸的車?yán)?/p>

使用不同刀夾的刀片輪流車削，可以使刀片得到充分的散熱冷卻，延長(zhǎng)刀具的使用壽命。刀盤第7個(gè)扇形刀塊以后部分至第9個(gè)扇形刀塊的刀片用于粗車?yán)S軸頸、圓角和沉割,

第10個(gè)扇形刀塊的刀片用于精車?yán)S軸頸及軸肩端面。上述以不同刀片進(jìn)行加工時(shí)，每一時(shí)刻都只有一個(gè)刀片參加切削，因此切削時(shí)的切削力較小，車?yán)庸ず蟮募庸ぞ容^高。142.曲軸軸頸的車?yán)?/p>

圖3-7a所示為曲軸軸頸外圓的車?yán)鬟^程。在數(shù)控裝置控制下，刀片隨刀盤旋轉(zhuǎn)和徑向進(jìn)給，刀片于軸頸外圓A點(diǎn)接觸進(jìn)入車削。隨著被加工曲軸快速旋轉(zhuǎn)和在數(shù)控裝置控制下徑向進(jìn)給，刀片車削厚度由零逐漸加大，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，切掉最厚一層金屬，然后切削厚度又由最大逐漸減小直至為零，刀片離開刀削區(qū)。152.曲軸軸頸的車?yán)?/p>

圖3-7b所示為由7個(gè)刀片組成的一組刀片對(duì)曲軸軸頸進(jìn)行粗車和精車?yán)倪^程。刀片l~5同為粗車一直徑的刀片，刀具在數(shù)控裝置控制下一邊旋轉(zhuǎn)一邊徑向進(jìn)給，5個(gè)刀片軸向錯(cuò)位分布，分別以徑向切人式車削沉割槽、外圓和圓角；刀片6和7具有一定齒升量，刀具在沒有徑向移動(dòng)下以寬刀精車?yán)S頸外圓。162.曲軸軸頸的車?yán)?.2車—車?yán)S的特點(diǎn)：

1）每一個(gè)刀片在一個(gè)加工循環(huán)中只參加一次切削，切削時(shí)間短而散熱冷卻時(shí)間長(zhǎng)；每一刀片切削時(shí)切削量由零開始，逐漸加大后又逐漸減小，直至切削量為零切離切削區(qū)。因此加工平穩(wěn)，切削力小，刀具散熱冷卻條件好，刀具壽命較長(zhǎng)。2）由于軸頸的加工余量被分配在若干個(gè)刀片完成，因此每一個(gè)刀片的切削量很小；對(duì)刀具的粗加工刀片精度要求較低，只是精加工刀片應(yīng)具有較高精度；刀具的粗加工刀片采用硬質(zhì)合金涂層刀片，精切刀片采用陶瓷刀片，可較長(zhǎng)時(shí)間保持刀具的制造精度，刀具使用壽命很長(zhǎng)，如加工球墨鑄鐵和鍛鋼曲軸，更換一次刀具可加工1000~2000件曲軸。數(shù)控裝置還可以根據(jù)軸頸和軸頸寬度尺寸誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。

車?yán)庸でS可保證較高的加工精度：軸頸直徑尺寸誤差為0.05mm之內(nèi)，軸頸寬度尺寸誤差在0.05mm之內(nèi)，軸頸徑向圓跳動(dòng)在0.05mm之內(nèi)，表面粗糙度達(dá)Ra0·3~0.8μm。172.曲軸軸頸的車?yán)?.2車—車?yán)S的特點(diǎn)：3）由于車?yán)庸さ木容^高，所以可省去粗磨工序；又因?yàn)樵谝淮窝b夾條件下可加工出曲柄臂側(cè)平面、軸肩、外圓和沉割槽，不需要另外增加車削沉割槽的工序。因此，車—車?yán)S的經(jīng)濟(jì)性也是較好的。4）生產(chǎn)率高。對(duì)多個(gè)主軸頸的加工可實(shí)現(xiàn)多個(gè)刀盤同時(shí)加工。對(duì)連桿軸頸實(shí)現(xiàn)同時(shí)車?yán)庸ね辔坏膬蓚€(gè)軸頸時(shí)，車?yán)侗P只需旋轉(zhuǎn)一周即可完成一個(gè)軸頸的加工。每小時(shí)可加工約50~80根曲軸。182.曲軸軸頸的車?yán)?/p>

2.2車—車?yán)S的特點(diǎn)：5）對(duì)于多品種較大批量輪番生產(chǎn)，車—車?yán)庸さ娜嵝允呛芎玫?，只需?duì)數(shù)控程序適當(dāng)修改和更換車?yán)侗P等，在較短時(shí)間內(nèi)就可以變換不同品種曲軸的加工。由于車?yán)S具有上述優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外汽車企業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用。19二.鉆削、鉸削1.鉆削鉆削是汽車零件加工中應(yīng)用較為廣泛的一種切削加工方法，如各種箱殼體類零件的連接孔及螺紋孔的底孔、突緣和法蘭類零件的連接孔等，都需要進(jìn)行鉆孔加工。

鉆削是使用鉆孔刀具在實(shí)體材料上加工孔的切削加工方法。鉆削時(shí)使用的孔加工刀具稱為麻花鉆頭，簡(jiǎn)稱為鉆頭，使用麻花鉆頭在預(yù)制孔上擴(kuò)大孔的切削加工稱為擴(kuò)鉆。201.鉆削

下圖為標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭的結(jié)構(gòu)及其組成。從圖a中看到，錐柄麻花鉆頭結(jié)構(gòu)分為三部分：工作部分、柄部和頸部。工作部分包括切削部分和導(dǎo)向部分。切削部分有兩個(gè)主切削刃、兩個(gè)副切削刃和一個(gè)橫刃。兩個(gè)主切削刃可視為虛線所畫的兩把能旋轉(zhuǎn)的車刀切削刃。鉆削時(shí)被切下的切屑沿鉆頭的螺旋槽流出孔外排出。211.鉆削

鉆頭導(dǎo)向部分上狹窄的刃帶，與螺旋槽的螺旋交線是副切削刃，它的作用是修光被加工孔壁，并與刃帶共同起導(dǎo)向作用，保證一定的表面粗糙度和被加工孔軸線的直線度，同時(shí)也是切削部分的后備部分。導(dǎo)向部分刃帶具有很小的倒錐，以減小鉆頭副切削刃及刃帶與孔壁的摩擦。221.鉆削

鉆頭的柄部是用于與機(jī)床主軸聯(lián)接、傳遞扭矩和軸向力。小直徑鉆頭為直柄鉆頭，較大直徑鉆頭為錐柄鉆頭。231.鉆削

鉆孔刀具除了麻花鉆頭外，還有扁鉆、中心鉆、深孔鉆和復(fù)合鉆等。在大批大量生產(chǎn)時(shí)，為了提高鉆削階梯孔和鉆孔及孔口倒角的生產(chǎn)率，經(jīng)常使用下圖所示的復(fù)合鉆頭。圖a所示為整體高速鋼制造的復(fù)合鉆頭，圖b所示為硬質(zhì)合金制造的復(fù)合鉆頭。241.鉆削

使用鉆頭鉆孔時(shí)有兩種切削運(yùn)動(dòng)方式。一種是如圖a所示，鉆頭旋轉(zhuǎn)和軸向進(jìn)給，如在立式鉆床、搖臂鉆床、組合鉆床和加工中心上鉆孔；

另一種是圖b所示工件旋轉(zhuǎn)，鉆頭軸向進(jìn)給，如在臥式車床和轉(zhuǎn)塔數(shù)控車床上鉆孔。

以圖a所示方式鉆孔時(shí)，當(dāng)鉆頭兩個(gè)主切削刃磨得不對(duì)稱，或被加工孔口端面與鉆頭軸線不垂直時(shí)，由于鉆頭剛性較差和定心不準(zhǔn)，鉆頭被引偏而導(dǎo)致孔軸線偏斜。以圖b所示方式鉆孔時(shí)，孔則易擴(kuò)大。鉆孔精度較低，一般只能達(dá)到IT12~IT11級(jí)，表面粗糙度達(dá)Ra50~12,5um。對(duì)于加工要求較高的孔，鉆孔只是孔的預(yù)加工，鉆孔后尚需進(jìn)行擴(kuò)孔或鉸孔等加工。252.擴(kuò)削（擴(kuò)孔）

擴(kuò)削使用的刀具稱為擴(kuò)孔鉆。擴(kuò)孔是使用擴(kuò)孔鉆對(duì)已鉆孔、鑄孔和鍛孔進(jìn)行孔徑擴(kuò)大的切削加工方法。如圖3-11所示，擴(kuò)孔鉆也由三部分組成，即工作部分、柄部和頸部。擴(kuò)孔鉆沒有橫刃，主切削刃(或稱刀齒)較多。一般為3~4個(gè)主切削刃。262.擴(kuò)削（擴(kuò)孔）

使用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔情況如圖3-12所示，其特點(diǎn)如下：1）由于擴(kuò)孔鉆無橫刃，就可以避免橫刃對(duì)切削不利的影響—鉆削時(shí)橫刃處發(fā)生嚴(yán)重的擠壓變形和產(chǎn)生很大的軸向力，所以擴(kuò)孔時(shí)可以采用比鉆孔更大的進(jìn)給量，生產(chǎn)率較高。2）擴(kuò)孔時(shí)的加工余量較小，擴(kuò)孔鉆的容屑槽

淺。故擴(kuò)孔鉆的強(qiáng)度和剛性較高，并且擴(kuò)孔鉆的刀齒數(shù)較多，所以擴(kuò)孔的導(dǎo)向性較好。擴(kuò)孔鉆的副切削刃對(duì)孔壁的修光能力較強(qiáng)，因此擴(kuò)孔可以獲得比鉆孔更高的加工精度和較小的表面粗糙度值，一般擴(kuò)孔的尺寸精度可達(dá)IT10~IT1l級(jí)，表面粗糙度達(dá)Ra6.3~3.2μm。272.擴(kuò)削（擴(kuò)孔）

擴(kuò)孔鉆常用于擴(kuò)孔外，還可使用下圖所示不同結(jié)構(gòu)的锪鉆——平底锪鉆、錐面锪鉆和端面锪鉆對(duì)孔口的沉孔、孔口倒角和孔口凸臺(tái)平面進(jìn)行切削加工。282.擴(kuò)削（擴(kuò)孔）

在大批大量生產(chǎn)時(shí)，為提高同軸線多孔表面擴(kuò)孔的生產(chǎn)率和加工精度，經(jīng)常使用多階復(fù)合擴(kuò)孔鉆、帶導(dǎo)向的擴(kuò)孔鉆和硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆。下圖所示為兩個(gè)帶導(dǎo)向的復(fù)合擴(kuò)孔鉆，其中圖b所示為硬質(zhì)合金二階復(fù)合擴(kuò)孔鉆。293.鉸削

如圖所示，鉸削是使用鉸削刀具從孔壁上切除較小金屬層的切削加工方法。鉸削使用的刀具稱為鉸刀。303.鉸削

如圖a所示鉸刀為在立式鉆床和組合鉆床上常使用的機(jī)用鉸刀，圖C所示為手用鉸刀及其組成。

鉸刀結(jié)構(gòu)與擴(kuò)孔鉆相似，由工作部分、柄部和頸部組成。

鉸刀主要用于對(duì)中、小孔的半精加工和精加工；使用圖b所示的錐度鉸刀可以加工錐孔。

鉸刀常用高速鋼和硬質(zhì)合金制造。在變速器箱(殼)體零件上鉸孔大多使用硬質(zhì)合金鉸刀。313.鉸削

鉸刀齒數(shù)較多，如硬質(zhì)合金鉸刀齒數(shù)，按不同直徑可選擇4~8個(gè)齒數(shù)，高速鋼機(jī)用鉸刀齒數(shù)為6~12個(gè)。鉸刀的校準(zhǔn)部分在鉸孔中起修光已加工表面和導(dǎo)向的作用。校準(zhǔn)部分由兩部分組成：前段圓柱部分保證孔徑精度和表面粗糙度；后段為倒錐部分，其作用是減小鉸刀與被加工孔壁的摩擦和避免孔徑的擴(kuò)大。機(jī)用鉸刀的校準(zhǔn)部分長(zhǎng)度較短。323.鉸削鉸孔的主要特點(diǎn):1）鉸孔的加工余量較小，一般粗鉸為0.15~0.35mm，精鉸為0.05~0.15mm。鉸刀的齒數(shù)較多，導(dǎo)向性較好；鉸刀的容屑槽較淺，剛性較高；鉸刀校準(zhǔn)部分的圓柱部分副切削刃起著修光作用，修光作用中不僅有切除少量金屬的作用，同時(shí)刃帶還有擠壓作用；鉸孔加工精度一般可達(dá)IT7~IT8級(jí)，表面粗糙度達(dá)Ra0.16~0.14μm。汽車變速器箱體等箱殼體上工藝孔的尺寸精度多為H7~H8級(jí)，常采用鉆孔→擴(kuò)孔→鉸孔工藝方案。333.鉸削鉸孔的主要特點(diǎn):2）鉸孔的切削速度較低，以避免在鉸削時(shí)切削刃上產(chǎn)生積屑瘤而影響表面粗糙度。鉸削時(shí)的進(jìn)給量較大，一般為0.2~1.2mm/r，是鉆孔的3~5倍。在大批大量生產(chǎn)中，為了提高鉸孔的生產(chǎn)率，除常使用硬質(zhì)合金鉸刀外，也使用不同工藝組合的復(fù)合刀具——鉆、鉸復(fù)合刀具(圖b)或同工藝（鉸—鉸）組合的復(fù)合鉸刀(圖a)進(jìn)行順序加工。34第二節(jié)銑削、拉削和鏜削一、銑削

以銑刀旋轉(zhuǎn)作為主運(yùn)動(dòng)，工件或銑刀作為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法稱為銑削。如圖所示為銑削的典型實(shí)例。

銑削平面在汽車零件銑削加工中占有較大的比重，主要用于氣缸體、氣缸蓋、變速器箱體、離合器殼體等箱殼體類零件的平面銑削加工中。35一、銑削1.平面的銑削在成批大量生產(chǎn)中箱體零件平面的加工，主要使用硬質(zhì)合金焊接夾固式面銑刀(圖3a)和硬質(zhì)合金機(jī)夾可轉(zhuǎn)位面銑刀(圖b)進(jìn)行平面銑削加工。在使用中，焊接夾固式面銑刀切削刃磨鈍后，可將焊有刀片的刀頭拆卸下來更換，也可以不卸下刀頭，在刀體上依次刃磨各刀頭上的硬質(zhì)合金切削刃(稱體內(nèi)刃磨)?？赊D(zhuǎn)位面銑刀切削刃磨鈍后,可直接在刀體上轉(zhuǎn)換硬質(zhì)合金刀片切削刃或更換新刀片。因?yàn)楦呔鹊挠操|(zhì)合金刀片在刀體上能獲得準(zhǔn)確的定位，所以刀片的更換方便迅速，更換一個(gè)刀片只需5~10s。36一、銑削1.平面的銑削在汽車箱殼體類零件平面銑削加工中使用的機(jī)床，主要有立式或臥式升降臺(tái)銑床、立式單軸及雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)式平面銑床、組合銑床和專用銑床等。由于硬質(zhì)合金面銑刀和銑床主軸的剛性都較高,所以平面銑削的加工質(zhì)量較好，生產(chǎn)率也較高。粗、精銑后尺寸精度可達(dá)IT9~IT8級(jí)，表面粗糙度Ra達(dá)6,3~1.6μm。半精銑削時(shí)進(jìn)給速度vf約為600mm/min。

372.曲軸軸頸的銑削

圖3—20a所示為以外銑法銑削連桿軸頸的外觀圖。圖中使用的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位銑刀簡(jiǎn)稱為銑刀盤。兩把銑刀盤分別安裝在兩個(gè)銑刀頭架上，同時(shí)銑削同方位的兩個(gè)連桿軸頸。銑削時(shí)，被加工曲軸以其主軸頸軸線為回轉(zhuǎn)中心緩慢旋轉(zhuǎn)，銑刀盤則以高速旋轉(zhuǎn)。利用銑刀盤上硬質(zhì)合金刀片的側(cè)切削刃和頂切削刃，分別對(duì)曲柄臂側(cè)平面和軸頸進(jìn)行加工。

382.曲軸軸頸的銑削

圖3—20b所示為開始銑削時(shí)，被加工曲軸在圖示位置固定不動(dòng)，銑刀盤高速旋轉(zhuǎn)，并快速?gòu)较蜻M(jìn)給至接近曲柄A點(diǎn)處，然后銑刀盤轉(zhuǎn)為慢速?gòu)较蜻M(jìn)給1，以銑刀盤刀片側(cè)刃銑削曲柄臂側(cè)平面。當(dāng)銑刀盤徑向進(jìn)給接近連桿毛坯軸頸B點(diǎn)處時(shí)，銑刀盤變?yōu)樵俚偷膹较蜻M(jìn)給速度Ⅱ，開始切入銑削軸頸至所要求之直徑C點(diǎn)處，然后曲軸順時(shí)針慢速旋轉(zhuǎn)，開始銑削整個(gè)軸頸外圓，曲軸回轉(zhuǎn)一周完成連桿軸頸外圓的加工。392.曲軸軸頸的銑削

如下圖（3-21a）所示，隨著連桿軸頸繞主軸頸軸線Ow順時(shí)針慢速旋轉(zhuǎn)時(shí)，裝有銑刀盤的刀架必須做相應(yīng)的徑向移動(dòng)，保持銑刀盤與被加工曲軸主軸頸中心間的相對(duì)徑向位置。銑刀盤中心相對(duì)于曲軸主軸頸中心的徑向位置式中：A—曲柄半徑（主軸頸與連桿軸頸中心距離）

R0—銑刀盤半徑；R—連桿軸頸半徑；

θ—曲軸回轉(zhuǎn)角上式是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)編制程序的依據(jù)。(3-3)402.曲軸軸頸的銑削

機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)的相對(duì)位置Y，是由機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)完成的。被銑削曲軸繞主軸頸中心Ow回轉(zhuǎn)一周，就完成了連桿軸頸的銑削加工。上圖顯示了曲軸以主軸頸中心Ow回轉(zhuǎn)在1、2、3、4位置時(shí)，連桿軸頸表面加工的情況和銑刀盤中心O0（O0l、O02、4、O03）與曲軸回轉(zhuǎn)中心Ow間的關(guān)系。412.曲軸軸頸的銑削

由于銑削曲軸時(shí)被加工曲軸是以緩慢速度旋轉(zhuǎn)的，沒有大的慣性力作用于銑刀上，因而避免了因鍛造曲軸毛坯加工余量不均勻和斷續(xù)銑削而帶來的切削振動(dòng)。同時(shí)曲軸銑床的剛性遠(yuǎn)大于曲軸車床的剛性，因此銑削曲軸可獲得較高的加工質(zhì)量。銑削后的曲軸軸頸和寬度尺寸誤差可分別控制在±0.07mm和±0.05mm范圍內(nèi)。銑削軸頸后給磨削留下的磨削余量只有0.6~0,8mm，而且可以省去粗磨工序。422.曲軸軸頸的銑削

銑削曲軸軸頸時(shí)，銑刀盤采用硬質(zhì)合可轉(zhuǎn)位銑刀，可進(jìn)行高速銑削（切削速度達(dá)150m/Min）和大的進(jìn)給量(進(jìn)給量達(dá)600~800mm/min)。如果銑削一個(gè)連桿軸頸直徑φ62mm的外圓，進(jìn)給速度采用600mm/min，則銑削一個(gè)連桿軸頸只需20S。由此可知，采用銑削加工曲軸的生產(chǎn)率很高。43二.拉削

拉削可以按被加工表面劃分為內(nèi)表面(圓孔、花鍵孔等)拉削和外表面（平面、成形表面、輪齒、外圓表面等）拉削。按拉刀切削運(yùn)動(dòng)方式分為直線切削運(yùn)動(dòng)拉削和圓周切削運(yùn)動(dòng)拉削。按拉床的布置分為臥式拉床拉削和立式拉床拉削等。44

拉刀的柄部是拉刀的夾持部分，用于傳遞拉力；其頸部直徑相對(duì)較小，以便于柄部穿過拉床的擋壁，并且頸部也是打標(biāo)記的地方；

過渡錐用于引導(dǎo)拉刀逐漸進(jìn)入工件孔中；

前導(dǎo)部用于引導(dǎo)拉刀正確地進(jìn)入孔中，防止拉刀歪斜；切削部擔(dān)負(fù)全部余量的切削工作，由粗切齒、過渡齒和精切齒三部分組成；

校準(zhǔn)部起修光和校準(zhǔn)作用，并可作為精切齒的后備齒，各齒形狀及尺寸完全一致，用以提高加工精度和減小表面粗糙度值；

后導(dǎo)部用于保持拉刀最后的正確位置，防止拉刀的刀齒在切離后因下垂而損壞已加工表面或刀齒；支托部用于長(zhǎng)又重的拉刀，可以支承并防止拉刀下垂。圓孔拉刀結(jié)構(gòu)介紹45

拉刀的種類很多，根據(jù)加工表面位置不同可分為內(nèi)拉刀與外拉刀。常用的內(nèi)拉刀有圓孔拉刀、方孔拉刀、花鍵拉刀、漸開線齒拉刀等。46

外拉刀用于加工工件的外表面，例如平面拉刀、齒槽拉刀、直角拉刀等。4748二.拉削

圖3-23所示為使用圓拉刀對(duì)一齒坯內(nèi)孔進(jìn)行拉削的簡(jiǎn)圖。拉削前，先將被拉削齒坯2的內(nèi)孔套在拉刀1的前導(dǎo)部分上，其端面支承在拉床夾具的球面支承3上，拉刀的前柄部分夾持在拉床主軸夾頭4內(nèi)。49二.拉削

拉削時(shí)，由拉床直線移動(dòng)的液壓缸活塞帶動(dòng)，將拉刀由右向左作直線切削運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槔兜牡洱X尺寸由前向后逐漸增大，所以拉刀通過被加工孔時(shí)，拉削余量被逐漸切掉，從而獲得所要求的內(nèi)孔形狀、尺寸和表面粗糙度。上圖所示為拉刀刀齒從工件表面上切下切屑的過程。從圖中看到,后一刀齒比前一刀齒在半徑方向上高出一個(gè)尺寸量，稱為齒升量fz。

拉刀齒升量要視被加工材料、加工對(duì)象、拉削方式、拉刀及工件剛性的不同，選用不同值。50二.拉削

對(duì)于圓拉刀，一般粗切齒的齒升量為0.02~0.08mm，精切齒的齒升量為0.005~0.015mm。被切下的切屑落在兩個(gè)刀齒之間的空間內(nèi)，此空間稱為容屑槽。

容屑槽應(yīng)有足夠的尺寸和一定的形狀，否則切屑易堵塞在容屑槽內(nèi)劃傷加工表面，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞刀齒和拉刀。兩個(gè)刀齒間的軸向尺寸稱為齒距p。一般拉刀同時(shí)工作的刀齒數(shù)應(yīng)有3~5個(gè)，少于3個(gè)刀齒工作時(shí)拉削力變化較大，易在被拉削表面上形成環(huán)狀波紋；大于6~8個(gè)刀齒工作時(shí)拉削力過大，拉刀易被拉斷。51二.拉削

拉刀結(jié)構(gòu)有整體式、裝配式和鑲齒式三類。對(duì)形狀復(fù)雜和大型拉刀，刀齒材料可用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。用機(jī)械方法將刀齒塊或刀齒緊固在刀體上。做成圖3-25所示的裝配式或鑲齒式拉刀。裝配式和鑲齒式拉刀亦稱作組合式拉刀。這種拉刀的刀齒可用高速鋼或硬質(zhì)合金制造，而刀體用高強(qiáng)度碳素鋼制造，這樣可節(jié)省刀具材料，簡(jiǎn)化刀具制造，而且刀齒磨損或損壞后，便于更換和調(diào)整。52二.拉削

拉削時(shí)，在拉刀一次工作行程中完成了粗切、半精切和精切加工，被拉孔的尺寸精度可達(dá)到IT7~IT8級(jí)，表面粗糙度達(dá)Ra1.6~0.4μm。如果在拉刀校準(zhǔn)齒后面安裝上浮動(dòng)擠壓齒，表面粗糙度可達(dá)Ra0.2μm。53二.拉削

拉孔時(shí)，工件是以被拉削內(nèi)孔及其端面定位的。如果內(nèi)孔定位限制四個(gè)自由度，端面限制三個(gè)自由度，則屬于過定位。若拉削前內(nèi)孔與端面存在較大的垂直度誤差，則拉削時(shí)拉刀會(huì)承受較大的彎曲力矩，拉刀會(huì)被拉斷。

為了避免這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，應(yīng)使端面只限制一個(gè)自由度，拉床夾具的支承元件采用球面自位支承。被拉削孔與其端面間的垂直度公差，一般是拉孔后以孔定位精車端面而保證的。54二.拉削

拉削時(shí)拉刀的切削速度，一般為6~8m/min，高速拉削的拉削速度可達(dá)18~20m/min。使用鑲硬質(zhì)合金刀齒的拉刀拉削大平面時(shí)，其拉削速度達(dá)25m/min左右。而使用密齒的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銑刀銑削箱體平面的銑削進(jìn)給速度，只有2~3m/min。因此，拉削比銑削具有更高的生產(chǎn)率。55二.拉削

由于拉削具有上述特點(diǎn)，拉削在成批大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。例如內(nèi)表面的拉削—圓孔、花鍵（矩形、漸開線形、三角形）孔、鍵槽、方孔等異形孔；外表面的拉削—小平面（連桿的側(cè)平面、分離平面、半圓孔等）、大型平面（缸體平面）、成形表面（制動(dòng)凸輪等）、齒輪輪齒（直齒錐齒輪輪齒、孤齒錐齒輪輪齒等）、曲軸軸頸等。56二.拉削

圖3-26所示為采用不同拉削方式對(duì)平面進(jìn)行拉削的簡(jiǎn)圖。平面拉削時(shí)，由于拉削力很大，工件必須定位穩(wěn)定，夾緊牢固。對(duì)于剛性和強(qiáng)度較差的工件，不宜采用拉削加工。拉削時(shí)必須使拉刀具有良好的通過性，即在拉刀移動(dòng)的前進(jìn)方向上沒有障礙表面存在，因此盲孔不能采用拉削加工。

立式拉床57二.拉削

拉刀屬于定尺寸刀具和成形刀具，一般采用整體高速鋼制造。拉刀制造成本較高，不適用于大直徑孔的加工，一般以孔徑尺寸為φ10~φ80mm為宜。拉削適于對(duì)孔深不大于5倍孔徑的中小零件進(jìn)行加工。內(nèi)孔花鍵拉刀內(nèi)孔棘齒拉刀58三.鏜削

鏜削是以鏜刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作為主運(yùn)動(dòng)，對(duì)工件預(yù)制孔(鑄造孔、鍛造孔或粗加工孔)擴(kuò)大的切削加工方法。在汽車零件孔的擴(kuò)大加工中，鏜孔占有較大比例。

鏜削可以在組合鏜床、金剛(細(xì))鏜床和銑鏜加工中心上進(jìn)行，利用裝有鏜刀的鏜桿（或鏜刀）旋轉(zhuǎn)，裝有鏜刀的鏜桿（簡(jiǎn)稱為鏜桿）或裝有工件的工作臺(tái)作軸向進(jìn)給實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制孔進(jìn)行切削加工。按鏜孔的加工質(zhì)量分為粗鏜、精鏜和細(xì)鏜。5960第三節(jié)磨削一、磨削工藝方法1.磨削加工的特點(diǎn)（1）砂輪磨料的硬度高，耐熱性好，所以磨削能加工一般金屬切削刀具所不能加工的硬材料，例如帶有不均勻鑄、鍛硬皮的工件表面，淬硬表面等。（2）磨削加工能切除極薄極細(xì)的切屑，切屑厚度一般只有幾微米，因此，磨削加工有較強(qiáng)的修正誤差能力，加工精度高（IT6~IT5），加工表面粗糙度值?。≧a可小至0.1μm）。（3）砂輪的磨削速度可達(dá)到60m/s（約為普通刀具切削速度的10倍以上),而采用CBN砂輪磨削時(shí)，磨削速度已發(fā)展到120~180m/s。（4）磨削加工切除單位體積金屬所消耗的能量大，而這些能量大部分轉(zhuǎn)化為切削熱。61第三節(jié)磨削2.磨削加工的分類磨削加工按照加工對(duì)象的幾何形狀可分為外圓、內(nèi)圓、平面以及成形磨削等。按照工件被夾緊和被驅(qū)動(dòng)的方法，可分為定心磨削和無心磨削。按照進(jìn)給方向，可分為縱向進(jìn)給磨削和橫向進(jìn)給磨削。按照砂輪的工作表面類型，可分為周邊磨削、端面磨削和周邊—端面磨削。6263第三節(jié)磨削3. 磨床的種類汽車制造業(yè)常用的磨床有普通磨床和專用磨床兩大類。

普通磨床的通用性好，可適應(yīng)多種零件的加工。普通磨床主要有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、無心磨床等。

專用磨床是為加工特定零件的特定部位而專門設(shè)計(jì)的，生產(chǎn)率比較高。汽車制造業(yè)使用的專用磨床有凸輪軸磨床、曲軸磨床、十字軸磨床、凸輪軸和曲軸主軸頸無心磨床等。無心磨床平面磨床外圓磨床內(nèi)圓磨床64第三節(jié)磨削二.用普通磨床磨削工件1.磨削外圓在普通外圓磨床上磨削外圓時(shí)，工件一般在機(jī)床的兩頂尖上定位，其磨削方法主要有以下兩種形式。（1）縱向進(jìn)給磨削外圓如圖3-31所示，縱向進(jìn)給磨削外圓時(shí)，工件除了旋轉(zhuǎn)外，還由工作臺(tái)帶動(dòng)作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工件每往復(fù)一次(或單行程)，砂輪橫向進(jìn)給一定磨削深度。經(jīng)過多次往復(fù)磨削，將全部加工余量磨除。在磨削的最后階段，要在沒有橫向進(jìn)給的情況下，再縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次，即所謂的光磨，以消除工件因徑向磨削力作用產(chǎn)生的彈性變形的影響。

縱向進(jìn)給磨削外圓，因每次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后的磨削深度小，磨削力小，所以加工精度較高，表面粗糙度值較小；但由于工作行程次數(shù)多，所以生產(chǎn)效率較低。它主要用來磨削軸類零件的較長(zhǎng)外圓表面。65二.用普通磨床磨削工件（2）橫向進(jìn)給（切入磨削）磨削外圓如圖所示，橫向進(jìn)給磨削外圓時(shí)，砂輪的寬度大于工件的磨削長(zhǎng)度，工件除了旋轉(zhuǎn)外，不作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。砂輪的橫向進(jìn)給是連續(xù)進(jìn)行的，橫向進(jìn)給量粗磨時(shí)通常為0.008~0.02mm/r，精磨時(shí)為0.01~0.012mm/r。磨削的最后階段也應(yīng)進(jìn)行無橫向進(jìn)給的光磨。66（2）橫向進(jìn)給（切入磨削）磨削外圓

有些零件，如汽車變速器第一軸、前橋轉(zhuǎn)向節(jié)、后橋主動(dòng)錐齒輪軸等，它們的軸頸對(duì)相鄰的軸肩端面有較高的垂直度要求，這時(shí)可在砂輪斜向安裝的端面外圓磨床上如（MB1632），在一次安裝中將端面和外圓同時(shí)磨出。671.磨削外圓

在大量生產(chǎn)中，為了縮短輔助時(shí)間和提高生產(chǎn)率，外圓磨削常實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。681.磨削外圓

在磨削外圓過程中，為了保證外圓磨削的尺寸精度，需要根據(jù)工件在磨削過程中的實(shí)際尺寸變化來控制砂輪的徑向進(jìn)給量，即采用在磨削外圓過程中對(duì)工件進(jìn)行主動(dòng)測(cè)量的方法來控制工件的尺寸。外圓磨削尺寸的自動(dòng)控制692.磨削平面平面的磨削方法主要有兩種。（1）周邊磨削法周邊磨削法(圖a、b)是用砂輪的圓周表面進(jìn)行磨削的方法。它的特點(diǎn)是砂輪與工件的接觸面小，因此發(fā)熱少，散熱快，排屑和冷卻情況良好。可達(dá)到較高的加工精度和較小的表面粗糙度值，但效率較低。此方法主要用于加工薄片小件。702.磨削平面（2）端面磨削法端面磨削法(圖c,d)是用

砂輪的端面進(jìn)行磨削的方法。這種磨削平面的方法磨頭伸出長(zhǎng)度短，磨頭主要受軸向力，彎曲小，剛度好，可以采用較大的磨削用量。此外，因?yàn)槟ハ髅娣e大，故生產(chǎn)率高。大量生產(chǎn)中，對(duì)于毛坯制造比較精確的零件，可用此方法代替銑削進(jìn)行粗加工，如連桿兩端面、活塞環(huán)兩端面的粗加工等。端面磨削法砂輪與工件接觸面積大，散熱及冷卻困難，且砂輪端面各點(diǎn)的圓速度不同，使砂輪磨損不均勻，故加工精度低，表面粗糙度值大。713.磨削內(nèi)圓

磨削內(nèi)圓一般在內(nèi)圓磨床上進(jìn)行。對(duì)于內(nèi)圓硬表面零件（如淬火零件），磨削內(nèi)圓是精加工的主要方法。斷續(xù)的內(nèi)圓表面（如花鍵孔）以及不通孔也常采用磨削作為精加工。磨削內(nèi)圓時(shí)，砂輪直徑受工件內(nèi)圓直徑尺寸的限制，砂輪直徑一般為內(nèi)圓直徑的0.5~0.8倍。因此，內(nèi)圓磨削時(shí)，若使砂輪圓周速度達(dá)到一般的磨削速度(30~50m/s)，砂輪所需的轉(zhuǎn)速就很高，這是比較難達(dá)到的。723.磨削內(nèi)圓

而外圓磨削時(shí)。由于砂輪直徑大，達(dá)到上述磨削速度的砂輪轉(zhuǎn)速并不高。因此，雖然內(nèi)圓磨削的砂輪轉(zhuǎn)速一般情況下比外圓磨削更高，但磨削內(nèi)圓時(shí)的磨削速度卻比磨削外圓時(shí)低得多。由于磨削速度低，表面粗糙度值就大，生產(chǎn)率也不如外圓磨削。此外，砂輪的軸徑受工件內(nèi)圓直徑的限制，剛性差，也影響了內(nèi)圓磨削的質(zhì)量和生產(chǎn)率。磨削內(nèi)圓時(shí)砂輪與工件的接觸面積大，更容易發(fā)生表面燒傷。73三.無心磨削工作原理及其應(yīng)用

無心磨削時(shí)，工件不需要頂尖裝夾，只靠工件被加工表面放在砂輪與導(dǎo)輪之間用支承板支承進(jìn)行磨削。

采用無心磨削時(shí)必須滿足下列條件：（1）工件和導(dǎo)輪間的摩擦力應(yīng)足以帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)；工件和砂輪間應(yīng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)以便進(jìn)行切削。無心磨削示意圖

1—砂輪

2—工件

3—導(dǎo)輪

4—支承板74三.無心磨削工作原理及其應(yīng)用

導(dǎo)輪是用摩擦因數(shù)較大的橡膠結(jié)合劑（有些導(dǎo)輪也用鋼、鑄鐵或其他材料）制作的磨粒較粗的砂輪，支承板的傾斜方向有助于使工件緊貼在導(dǎo)輪上。工件和導(dǎo)輪間的摩擦力大于工件和砂輪間的摩擦力，工件由導(dǎo)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。砂輪和導(dǎo)輪同向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)輪的直徑比砂輪小，砂輪的旋轉(zhuǎn)速度比導(dǎo)輪的旋轉(zhuǎn)速度高，這可使砂輪和工件間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，砂輪對(duì)工件進(jìn)行磨削。無心磨削示意圖

1—砂輪

2—工件

3—導(dǎo)輪

4—支承板75三.無心磨削工作原理及其應(yīng)用（2）導(dǎo)輪須傾斜α角。當(dāng)導(dǎo)輪以速度vd旋轉(zhuǎn)時(shí)，該速度可分解成（見上圖）

式中vw—導(dǎo)輪帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的圓周速度；

va—導(dǎo)輪帶動(dòng)工件縱向移動(dòng)的進(jìn)給速度。粗磨時(shí)α取為3°~6°，精磨時(shí)取為1°~3°。76三.無心磨削工作原理及其應(yīng)用（3）由于導(dǎo)輪傾斜了一個(gè)角度，如果導(dǎo)輪仍為圓柱表面，則理論上導(dǎo)輪和工件將是點(diǎn)接觸。為了保證工作平穩(wěn)，導(dǎo)輪和工件應(yīng)為線接觸。為此，導(dǎo)輪表面被修整成雙曲線回轉(zhuǎn)體的形狀。

無心磨削示意圖

1—砂輪

2—工件

3—導(dǎo)輪

4—支承板77三.無心磨削工作原理及其應(yīng)用（4）為使工件被磨成圓形，工件中心應(yīng)高出砂輪和導(dǎo)輪的連心線，抬高值H與工件直徑有關(guān)。當(dāng)工件直徑d為φ8~φ30mm時(shí)，H≈1/3d；當(dāng)d為φ30~φ70mm時(shí)，H≈l/4d。H值不能過大，否則工作不平穩(wěn)，容易引起振動(dòng)。外圓無心磨削有縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給兩種磨削方式。無心磨削示意圖

1—砂輪

2—工件

3—導(dǎo)輪

4—支承板78三.無心磨削工作原理及其應(yīng)用

外圓無心磨削有縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給兩種磨削方式。1.縱向進(jìn)給磨削

不帶臺(tái)階的零件，如活塞銷和襯套等，可以用縱向進(jìn)給磨削法來加工?？v向進(jìn)給磨削是連續(xù)進(jìn)行的。工件從一端送進(jìn)，經(jīng)過磨削加工，從另一端出來。由于工件是從兩個(gè)輪的中間通過，故亦稱為直通法。如果裝有自動(dòng)送料裝置，就可以使磨削工作自動(dòng)化。工件導(dǎo)槽必須與砂輪的軸線平行

1—砂輪

2—導(dǎo)輪79三.無心磨削工作原理及其應(yīng)用1.縱向進(jìn)給磨削

縱向進(jìn)給磨削時(shí)，引導(dǎo)工件移動(dòng)的導(dǎo)槽必須嚴(yán)格地與砂輪的軸線平行，否則就會(huì)將零件磨成如上圖所示的不正確的形狀。縱向進(jìn)給粗磨直徑φ5~φ75mm的零件時(shí)，每次工作行程的磨削深度為0.02~0.15mm，工作行程的次數(shù)取決于加工余量。精磨時(shí)的工件行程次數(shù)視要求的表面粗糙度而定，一般不少于兩次，每次工件行程的磨削深度為0.0025~0.01mm。工件導(dǎo)槽必須與砂輪的軸線平行

1—砂輪

2—導(dǎo)輪80三.無心磨削工作原理及其應(yīng)用

當(dāng)零件為階梯軸，或有臺(tái)肩、凸端（如氣門、推桿）不能從兩個(gè)輪中間通過時(shí)，可采用橫向進(jìn)給磨削，上圖所示為橫向進(jìn)給磨削的示意圖。橫向進(jìn)給無心磨削

1、2—砂輪3—導(dǎo)輪4—支承板2.橫向進(jìn)給磨削法81三.無心磨削工作原理及其應(yīng)用

橫向進(jìn)給磨削時(shí)，工件和導(dǎo)輪以及支承板一起向砂輪作橫向進(jìn)給，當(dāng)橫向進(jìn)給至終了位置后，還要停留一段時(shí)間進(jìn)行光磨。磨削結(jié)束后，導(dǎo)輪后退，工件由推桿推出。這種磨削方法的砂輪寬度應(yīng)大于被加工部位的長(zhǎng)度。橫向進(jìn)給無心磨削

1、2—砂輪3—導(dǎo)輪4—支承板2.橫向進(jìn)給磨削法82三.無心磨削工作原理及其應(yīng)用

無心磨削的特點(diǎn)：無心磨削時(shí)工件不需裝夾，采用縱向進(jìn)給磨法可以連續(xù)進(jìn)行加工，輔助時(shí)間接近于零，且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此生產(chǎn)率高。無心外圓磨削時(shí)，由于機(jī)床一工具一工件系統(tǒng)剛度高，而且工件不會(huì)產(chǎn)生安裝在頂尖或夾具上所引起的誤差，因此,加工精度高，直徑尺寸精度可達(dá)IT6~IT5，表面粗糙度值可達(dá)Ra1.25~016μm。無心外圓磨削時(shí)，工件以外圓本身定位，因此不能保證零件外圓表面間的位置精度。斷續(xù)表面（如花鍵軸和有鍵槽的軸）不能在無心磨床上加工。無心磨削前，工件必須具有一定的形狀和位置精度，帶有形狀誤差的工件表面無心磨削后會(huì)產(chǎn)生棱柱形。83四.專用磨床磨削1.凸輪軸磨床磨削

凸輪軸磨床用于磨削凸輪軸凸輪型面，目前廣泛采用的是數(shù)控凸輪軸磨床。

它用數(shù)控裝置控制機(jī)床主軸作無級(jí)變速旋轉(zhuǎn)和砂輪按以凸輪型面的升程數(shù)值作橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及橫向進(jìn)給。

數(shù)控凸輪軸磨床的機(jī)床主軸由數(shù)控裝置控制的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速傳動(dòng)。

它不僅可以實(shí)現(xiàn)粗磨和精磨所需要的不同轉(zhuǎn)速，而且在每轉(zhuǎn)內(nèi)按凸輪不同曲線段進(jìn)行自動(dòng)變速磨削，使凸輪型面上每一點(diǎn)的磨削速度、金屬切除率和磨削力基本保持一致，可靠地保證了凸輪升程精度。84四.專用磨床磨削1.凸輪軸磨床磨削數(shù)控凸輪軸磨床具有較大的柔性，可滿足凸輪軸多品種柔性生產(chǎn)的需要。由于數(shù)控裝置能精確地根據(jù)凸輪輪廓外形和砂輪直徑的改變自動(dòng)修正磨削參數(shù)，因此消除了在磨削過程中因砂輪直徑逐漸減小對(duì)凸輪型面精度的影響，能夠始終保證正確的凸輪型面。數(shù)控凸輪軸磨床也可以磨削凸輪軸的圓柱部分。85四.專用磨床磨削2.曲軸磨床磨削在曲軸磨床上磨削曲軸軸頸和連桿軸頸時(shí)，砂輪架只作切入進(jìn)給。為防止磨削力和曲軸的自重作用下的彎曲變形，被加工軸頸支承在中心架上。為了避免加工時(shí)曲軸的扭曲變形，曲軸磨床一般采用兩端同步傳動(dòng)。磨削曲軸連桿軸頸時(shí)，要根據(jù)曲柄半徑調(diào)整機(jī)床兩端頭架卡盤的偏心量，使連桿軸頸的中心與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合?？赏ㄟ^頭架分度的方法磨削不同相位角的連桿軸頸。

磨削曲軸連桿軸頸磨削曲軸軸頸86四.專用磨床磨削2.曲軸磨床磨削

在數(shù)控曲軸磨床上磨削曲軸的主軸頸或連桿軸頸時(shí)，砂輪架進(jìn)給、頭架的分度、中心架支承塊的進(jìn)給均為數(shù)字控制，設(shè)置容易，磨削精度提高，加工時(shí)間縮短。當(dāng)曲軸的曲柄半徑變化時(shí)，機(jī)床左右頭架偏心量的調(diào)整也采用數(shù)字控制，調(diào)整方便。曲軸主軸頸和連桿軸頸的磨削可以在具有切點(diǎn)跟蹤磨削功能的磨床上，經(jīng)一次裝夾磨出。這種方法亦稱曲線連續(xù)軌跡數(shù)控磨削。切點(diǎn)跟蹤磨削法以主軸頸定位，以主軸頸中心線為回轉(zhuǎn)中心，磨削主軸頸的方式同普通外圓磨削；在磨削連桿頸時(shí)，砂輪沿水平方向采用計(jì)算機(jī)控制砂輪的橫向進(jìn)給和工件的回轉(zhuǎn)，保證砂輪與連桿頸始終相切，從而完成磨削過程。一次裝夾磨出主軸頸、連桿軸頸磨削曲軸軸頸87四.專用磨床磨削3.凸輪軸和曲軸主軸頸無心磨床磨削曲軸主軸頸和凸輪軸軸頸的傳統(tǒng)磨削方法是將工件支撐在兩頂點(diǎn)之間，單片砂輪跳檔依次磨削各個(gè)軸頸，或用多片砂輪同時(shí)磨削幾個(gè)軸頸。由于軸細(xì)長(zhǎng)，剛性差，磨削時(shí)很容易發(fā)生彎曲變形，所以必須在磨削部位用中心架托住，且須隨不同軸頸磨削變換位置，始終緊貼在軸頸上；磨削量也不能太大，這樣才能保證精度。采用無心磨床磨削凸輪軸和曲軸主軸頸時(shí)，凸輪軸或曲軸的每一個(gè)主軸頸分別支承在與多片組合砂輪相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)輪和支撐板之間，凸輪軸或曲軸通過導(dǎo)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，每個(gè)軸頸各有一砂輪和導(dǎo)輪進(jìn)行磨削。有的無心磨床工件放在Ⅴ形托架上，砂輪和導(dǎo)輪相向進(jìn)給，使工件中心線保持不動(dòng)。在磨削過程中。工件在全長(zhǎng)上被砂輪、導(dǎo)輪和支承板(托架)所包容，克服了剛性較差的凸輪軸或曲軸在傳統(tǒng)磨削過程中的彎曲變形和振動(dòng)現(xiàn)象，能獲得較高加工效率、較高尺寸精度和形狀精度。在無心磨床上加工，凸輪軸軸頸可直接從毛坯磨出，曲軸軸頸可先車后磨。粗磨時(shí)，磨削余量直徑方向可達(dá)3~5mm，，磨削時(shí)間僅為30s左右。88五.高速及超高速磨削

高速磨削是指磨削速度為50~150m/s的磨削，而磨削速度超過150m/s的磨削則稱為超高速磨削。

高速和超高速磨削的優(yōu)點(diǎn)：（1）提高生產(chǎn)率。磨削時(shí)的材料切除率（單位時(shí)間內(nèi)磨除材料的體積）等于磨屑平均斷面積、磨屑平均長(zhǎng)度和單位時(shí)間內(nèi)作用的磨粒數(shù)(磨屑數(shù))三者的乘積。高速和超高速磨削可增大單位時(shí)間內(nèi)作用的磨粒數(shù)，因此，在與普通磨削的磨屑平均斷面積和磨屑平均長(zhǎng)度相同的情況下，加工時(shí)間可以縮短。89五.高速及超高速磨削高速和超高速磨削的優(yōu)點(diǎn)：（2）提高加工質(zhì)量。提高砂輪速度后，單位時(shí)間通過磨削區(qū)域的磨粒數(shù)增加，在其他條件不變時(shí)，每顆磨粒切除的切屑厚度自然要減小，在工件表面上留下的切痕深度減小，因此改善了表面粗糙度。此外，切屑厚度減小，磨粒作用在工件上的徑向力減小，可提高加工精度，對(duì)細(xì)長(zhǎng)工件和薄壁空心管件更為明顯。90五.高速及超高速磨削高速和超高速磨削的優(yōu)點(diǎn)：（3）提高砂輪壽命。砂輪速度提高后，每顆磨粒的切削厚度減小，磨粒上承受的切削載荷減小，可延長(zhǎng)磨料的耐用時(shí)間。與普通磨削相比，高速磨削時(shí)砂輪的壽命可提高約一倍。高速與超高速磨削時(shí)，由于砂輪速度提高，則砂輪的離心力增加，要求砂輪有足夠的強(qiáng)度。此外，由于切屑變形速度高，磨削區(qū)溫度增加，加之高速旋轉(zhuǎn)所形成的強(qiáng)大氣流使冷卻潤(rùn)滑液難于達(dá)到磨削區(qū)內(nèi)，工件表面容易燒傷。因此，高速和超高速磨削需要有高速及超高速磨具和磨床、磨削液及其供液系統(tǒng)，以及對(duì)磨削過程監(jiān)控等相關(guān)技術(shù)作支撐。91六.快速點(diǎn)磨工藝

快速點(diǎn)磨法的加工原理是在磨削外圓時(shí)，砂輪與工件是以點(diǎn)接觸進(jìn)行磨削的，砂輪對(duì)工件的磨削加工類似于一個(gè)微小的刀尖對(duì)工件進(jìn)行車削加工。而傳統(tǒng)磨削方法磨削外圓時(shí)砂輪與工件為線接觸，磨削力和磨削熱都非常大。兩種磨削方法的比較如圖3—43所示。快速點(diǎn)磨時(shí)，要求砂輪軸線與工件軸線之間有一個(gè)微小擺角α(如圖上所示±5°)，目的是使砂輪與工件間以一點(diǎn)接觸。傳統(tǒng)磨削方法快速點(diǎn)磨法92六.快速點(diǎn)磨工藝

砂輪軸線轉(zhuǎn)角后要上移或下移，目的是使砂輪端面與工件外圓的接觸點(diǎn)和工件軸線等高。快速點(diǎn)磨法在數(shù)控裝置的控制下進(jìn)行精確進(jìn)給?？焖冱c(diǎn)磨法時(shí)，用CBN(立方氮化硼)或金剛石砂輪進(jìn)行高速磨削，其磨削速度可達(dá)150m/s。傳統(tǒng)磨削方法快速點(diǎn)磨法93六.快速點(diǎn)磨工藝

快速點(diǎn)磨法與傳統(tǒng)的磨削方法相比較，砂輪與工件接觸面積小，磨削速度高，磨削過程中產(chǎn)生的磨削力小，磨削熱少。采用快速點(diǎn)磨法可以提高磨削精度，提高砂輪壽命。此外,采用快速點(diǎn)磨法的加工表面無進(jìn)刀痕跡，表面光滑，工件裝夾方便。在汽車制造業(yè)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、凸輪軸、變速器上的齒輪軸和傳動(dòng)軸等均可采用快速點(diǎn)磨工藝進(jìn)行磨削加工。傳統(tǒng)磨削方法快速點(diǎn)磨法94第四節(jié)精整、光整加工

精整、光整加工是精加工之后，從工件表面上不切除或切除極薄金屬層，用以提高加工表面的尺寸和形狀精度，減小表面粗糙度值或用以強(qiáng)化表面的加工方法。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套、凸輪軸支承軸頸及凸輪表面、曲軸的主軸頸及連桿軸頸均需經(jīng)精整、光整加工。一、珩磨珩磨是用磨粒很細(xì)的油石在一定壓力下，以低速對(duì)工件表面進(jìn)行的精整、光整加工方法，多用于加工圓柱孔，早在1929年就在汽車制造業(yè)中開始應(yīng)用。95第四節(jié)精整、光整加工

珩磨孔的工具稱珩磨頭，其結(jié)構(gòu)有很多種。如圖所示為一種手動(dòng)調(diào)整的珩磨頭。四塊油石4(也有三、五、六塊的)用粘結(jié)劑與墊塊6固結(jié)在一起，裝在磨頭體5的槽中。

墊塊6兩端由彈簧8箍住，使油石保持在磨頭體5上。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺母1使之下移時(shí)，通過調(diào)整錐3和頂銷7使油石張開以調(diào)整磨頭的工作尺寸和油石的工作壓力。珩磨頭1—螺母2、8—彈簧3—調(diào)整錐

4—油石5—磨頭體6—墊塊

7—頂銷96第四節(jié)精整、光整加工

珩磨頭工作時(shí)有兩種運(yùn)動(dòng)：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于這兩種運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，油石上每顆磨粒在工件孔壁上磨出螺旋形的交叉痕跡(如圖)。為使整個(gè)工件表面能均勻地被加工到，油石在孔的兩端都要露出一段越程量(約為油石長(zhǎng)度的1/5~1/3)。珩磨時(shí)，由于在被加工表面形成螺旋形的交叉痕跡，能獲得Ra0.08~0.63μm表面粗糙度值；又由于珩磨頭具有很大的徑向剛度，因此工作平穩(wěn)，不會(huì)產(chǎn)生振紋。而且由于加工余量很小，冷卻潤(rùn)滑充分，因此磨削溫度低，有利于獲得高的尺寸精度（可達(dá)IT6~IT7級(jí)）。

珩磨時(shí)磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡97第四節(jié)精整、光整加工

珩磨時(shí)，油石總是對(duì)工件表面施有壓力，由于油石是用徑向彈簧將它保持在珩磨頭上的，所以在孔徑較小的地方油石的壓力大，就會(huì)多磨去一些金屬；在孔徑大的地方油石的壓力小，就會(huì)少磨去一些金屬，最后使加工表面逐漸獲得精確的圓柱孔，圓度和圓柱度公差可保證在0.003~0.005mm范圍內(nèi)。

珩磨時(shí)磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡98第四節(jié)精整、光整加工

超精加工是用細(xì)粒度(W5~W28)的磨條或砂帶進(jìn)行微量磨削的一種精整、光整加工方法。外圓表面的超精加工如圖3-47所示，工件以較低的速度(0.03~0.33m/s)旋轉(zhuǎn)，磨具以500~800次/min的頻率左右擺動(dòng)，擺動(dòng)幅度為2.5~4mm，磨粒在工件表面上的加工軌跡為正弦曲線。同時(shí)，磨具還以工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)進(jìn)給0.1~0.15mm的進(jìn)給量作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)fa。二.超精加工99第四節(jié)精整、光整加工

磨具對(duì)工件表面施加壓力恒定，該壓力是靠壓縮磨具上面的彈簧來實(shí)現(xiàn)的。在加工過程中，要大量使用具有一定粘度的切削液。超精加工由于上述運(yùn)動(dòng)的綜合結(jié)果，磨具上每個(gè)磨粒都在工件表面上刻劃出極細(xì)微的且不重復(fù)的復(fù)雜軌跡(如圖b)，這些軌跡相互交錯(cuò)，使工件表面的凸峰被切掉，留下不明顯的凹痕，這就是超精加工能獲得很小表面粗糙度值的主要原因。二.超精加工100第四節(jié)精整、光整加工二.超精加工超精加工過程中要進(jìn)行充分冷卻，在加工的初始階段，磨粒僅僅碰到前工序留下的凸峰(圖3-48)，這時(shí)單位壓力大，磨粒切削能力強(qiáng)，凸峰很快被切削掉。切削液的作用主要是沖洗切屑和脫落的磨粒，使切削正常進(jìn)行。當(dāng)被加工表面逐漸被磨成光滑狀態(tài)時(shí)，磨具與工件表面的接觸面積增加，單位壓力減小，切削能力減弱。最后切削液在工件表面與磨具間形成連續(xù)油膜，切削作用就自動(dòng)停止。101第四節(jié)精整、光整加工二.超精加工超精加工的主要作用是減小工件表面粗糙度值(可達(dá)Ra0.01~0.08μm)，工件所要求的精度則應(yīng)由前工序保證。前工序的表面粗糙度值越小，則超精加工后的表面粗糙度值也越小。以淬火鋼曲軸軸頸為例，精磨后表面粗糙度為Ra0.63~1.25μm，超精加工后則可達(dá)Ra0.16~0.32μm。102第五節(jié)數(shù)控加工技術(shù)一、數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床用數(shù)字化信息對(duì)控制對(duì)象的過程進(jìn)行控制的技術(shù)稱為數(shù)字控制(NumercicalControl,簡(jiǎn)稱NC)技術(shù)，簡(jiǎn)稱數(shù)控技術(shù)。數(shù)字控制機(jī)床是裝備了數(shù)控系統(tǒng)，能用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行加工的機(jī)床,簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床按用途分為普通數(shù)控機(jī)床和加工中心兩大類。普通數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。它們的工藝范圍和普通機(jī)床相似，但更適合于加工形狀復(fù)雜的工件。103第五節(jié)數(shù)控加工技術(shù)一、數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床

加工中心是帶有刀庫(kù)和換刀機(jī)械手，有些還配備托盤交換裝置的數(shù)控機(jī)床。在數(shù)控機(jī)床上加工工件時(shí)，要把加工步驟、加工參數(shù)和加工尺寸等工藝信息和幾何信息數(shù)字化，按規(guī)定的代碼和格式編制出數(shù)控加工程序，輸人計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對(duì)輸入程序進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來控制機(jī)床相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作，使機(jī)床按照給定的程序，加工出所需要的工件。當(dāng)加工對(duì)象改變時(shí)，一般只需更換新的加工程序即可。由于數(shù)控機(jī)床有較大的靈活性，因此特別適用于生產(chǎn)對(duì)象經(jīng)常改變的情況，并能方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜零件的高精度加工。104第五節(jié)數(shù)控加工技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的加工過程如上圖所示。首先在分析零件圖樣要求的基礎(chǔ)上編制加工程序，把人的加工意圖轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控機(jī)床所能接受的信息，然后用適當(dāng)?shù)姆绞綄⒋思庸こ绦蜉斎说綌?shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中。

數(shù)控裝置對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理和運(yùn)算后，向機(jī)床各坐標(biāo)軸的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如刀架、工作臺(tái)等)按預(yù)定的速度和軌跡運(yùn)動(dòng)，并控制其他必要的操作（如快速移動(dòng)、換刀、切削液開停等），從而自如地加工出符合圖樣要求的工件。二、數(shù)控機(jī)床的加工原理105

數(shù)控加工過程示意圖106二、數(shù)控機(jī)床的加工原理1.信息輸入首先把加工過程所需的幾何信息和工藝信息用規(guī)定的代碼和形式表示出來，編制成數(shù)控加工程序，再用適當(dāng)?shù)姆绞綄⒋思庸こ绦蜉斎说綌?shù)控裝置中。

簡(jiǎn)短的加工程序，可通過機(jī)床操作面板上的鍵盤直接輸人到數(shù)控裝置。用計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)或CAD/CAM系統(tǒng)編制加工程序時(shí)，可通過通信接口，將加工程序從編程系統(tǒng)直接傳送到數(shù)控裝置中。107二、數(shù)控機(jī)床的加工原理2.數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的中樞，由它接收輸入的加工信息并對(duì)其進(jìn)行變換和插補(bǔ)運(yùn)算。在數(shù)控加工程序中，往往僅給出加工軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。所謂插補(bǔ)，即根據(jù)程序信息計(jì)算出加工軌跡所需的各個(gè)中間點(diǎn)的坐標(biāo)。這些中間點(diǎn)坐標(biāo)以前點(diǎn)至后點(diǎn)的位移量的形式輸出，控制機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定的速度和方向移動(dòng)，以完成零件的加工。目前數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置普遍采用通用計(jì)算機(jī),稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控(ComputerNumericalControl，簡(jiǎn)稱CNC)。108二、數(shù)控機(jī)床的加工原理3.伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行部分，它的作用是將數(shù)控裝置插補(bǔ)輸出的位移信息轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，使刀架或工作臺(tái)嚴(yán)格按預(yù)期軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，從而加工出符合圖樣要求的零件。109二、數(shù)控機(jī)床的加工原理4.機(jī)床本體根據(jù)不同的加工方式，數(shù)控機(jī)床本體可以是車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床及電加工機(jī)床等。數(shù)控機(jī)床本體的整體布局、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)及操作機(jī)構(gòu)等方面應(yīng)符合數(shù)控的要求。數(shù)控鉆鏜床數(shù)控車床數(shù)控鉆銑床110三.加工中心

一般的數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆鏜床、數(shù)控磨床等,只能完成零件的某一類工序的加工。然而，大多數(shù)零件必須經(jīng)過多種工序(例如箱體類零件,要經(jīng)過鉆孔、鉸孔、銑平面、鏜孔等)。為了更好地發(fā)揮數(shù)控加工效果，出現(xiàn)了能把多種不同加工內(nèi)容集中在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行，具有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀機(jī)械手，且配備各種類型的不同規(guī)格的刀具和檢具的數(shù)控機(jī)床。這種機(jī)床通常稱作加工中心(MachiningCenter簡(jiǎn)稱MC)。111三.加工中心

目前應(yīng)用最廣泛的加工中心為車削加工中心和鏜銑加工中心。

車削加工中心與一般數(shù)控車床的主要區(qū)別在于車削加工中心上增設(shè)了多種有自己獨(dú)立驅(qū)動(dòng)裝置的自驅(qū)動(dòng)刀具(如銑削頭、鉆削頭等)，并對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)也能進(jìn)行伺服控制車削中心不僅具有原來的車削功能，還能對(duì)車削后的工件進(jìn)行銑平面、銑鍵槽、銑徑向螺旋槽以及鉆削徑向和軸向孔等加工。從而有效地提高了生產(chǎn)效率,進(jìn)一步擴(kuò)大了柔性生產(chǎn)自動(dòng)化的范圍。112三.加工中心

通常所說的加工中心實(shí)際上是指鏜銑加工中心。在工件的一次裝夾中。它能自動(dòng)連續(xù)地對(duì)工件多個(gè)表面完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工步的加工,適用于復(fù)雜的板類、盤類、箱體類等零件的多品種、中小批量加工。由于加工中心能實(shí)現(xiàn)工序集中，因而減少了工件的裝夾次數(shù)和由于多次裝夾所引起的加工誤差，同時(shí)減少了工件在不同工序間的周轉(zhuǎn)。它在加工的柔性、自動(dòng)化程度和加工效率方面，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般的數(shù)控機(jī)床。五軸聯(lián)動(dòng)加工中心113三.加工中心

為改善加工中心的功能，在組合機(jī)床的基礎(chǔ)上又發(fā)展了可以自動(dòng)更換主軸箱的加工中心(見上圖)。自動(dòng)更換主軸箱的加工中心一般有粗加工主軸箱和精加工主軸箱，以便提高加工精度和擴(kuò)大加工范圍。此類加工中心主要適用于中批生產(chǎn)中加工多品種箱體類零件。自動(dòng)更換主軸箱加工中心114四.數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床與一般機(jī)床相比有如下幾方面的特點(diǎn)：（1）

工序自動(dòng)化程度高。在數(shù)控機(jī)床上加工時(shí)，工件與刀具之間的快速移近和移開，進(jìn)刀和退刀、切削、變換切削用量、換刀、切削液開與關(guān)、停車等動(dòng)作全部自動(dòng)進(jìn)行，操作者的工作僅僅是裝卸工件、對(duì)刀、按動(dòng)開關(guān)及監(jiān)督加工情況。（2）對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)。數(shù)控機(jī)床加工一般不需要很復(fù)雜的工藝裝備，當(dāng)加工對(duì)象改變時(shí)，只需重新編制零件加工程序，輸人計(jì)算機(jī)就可以自動(dòng)地加工出新的工件，一般不需重新設(shè)計(jì)工藝裝備。這說明數(shù)控機(jī)床在高度自動(dòng)化水平的情況下、具有比較大的柔性，更方便地適應(yīng)多品種零件的加工。115四.數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)（3）加工效率高。一方面是由于數(shù)控機(jī)床具有高度的自動(dòng)化程序，另一方面，數(shù)控機(jī)床在加工過程中，由于可以自動(dòng)控制工件的加工尺寸和精度，只需作首件檢驗(yàn)或關(guān)鍵工序尺寸的抽檢，一般不需要在加工過程中停機(jī)檢驗(yàn)，從而使工序時(shí)間大為縮短。工件越復(fù)雜，這方面的效果越突出。（4）加工質(zhì)量高和加工質(zhì)量穩(wěn)定。由于數(shù)控機(jī)床本身的制造精度高，又是按照預(yù)定的加工程序自動(dòng)加工，避免了人為操作誤差的影響，使數(shù)控機(jī)床加工出的同一批零件具有較小的尺寸分散范圍，加工質(zhì)量穩(wěn)定。對(duì)于復(fù)雜形狀的零件，加工精度的提高更為顯著。如數(shù)控凸輪軸磨床的使用，代替了傳統(tǒng)的機(jī)械靠模式的凸輪軸磨床，不僅提高了凸輪軸的加工精度，而且產(chǎn)品更換時(shí)生產(chǎn)準(zhǔn)備周期也大大縮短。116四.數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)

但數(shù)控機(jī)床的價(jià)格較貴，設(shè)備投資大，技術(shù)復(fù)雜，對(duì)維修技術(shù)要求高。

數(shù)控機(jī)床主要適用于加工精度要求較高、形狀比較復(fù)雜、或要求頻繁改型的多品種、中小批量生產(chǎn)的零件。近年來，由于汽車產(chǎn)品更新速度的加快，為適應(yīng)這種變化，在大批量生產(chǎn)中，也較廣泛地采用了數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控轉(zhuǎn)塔車床、數(shù)控曲軸銑床、數(shù)控曲軸車?yán)瓩C(jī)床、數(shù)控凸輪軸磨床、數(shù)控齒輪機(jī)床等。117五.數(shù)控加工程序的編制

數(shù)控機(jī)床的加工過程是按照數(shù)控加工程序的指令自動(dòng)進(jìn)行的。數(shù)控加工程序不僅規(guī)定了零件的工藝過程，而且還規(guī)定了進(jìn)給路線和工藝參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速、切削速度、進(jìn)給量等）。因此，編程人員除了要掌握一般機(jī)械加工的工藝原則之外，對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、程序指令及代碼、刀具系統(tǒng)、切削規(guī)范及工件的裝夾方法等都要非常熟悉。118五.數(shù)控加工程序的編制

數(shù)控加工程序的編制可分為如下三個(gè)階段：（1）零件數(shù)控加工的工藝分析與工藝設(shè)計(jì)。在確定零件數(shù)控加工工藝過程時(shí)，編程人員要根據(jù)零件圖樣對(duì)工件的形狀、尺寸、技術(shù)要求、毛坯等進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析。其內(nèi)容包括：零件毛坯的裝夾分析、刀具運(yùn)動(dòng)的可行性分析、加工余量狀況分析、零件圖樣尺寸標(biāo)注對(duì)數(shù)控加工的適應(yīng)性分析、零件輪廓的幾何條件的充分性分析、零件加工要求分析等。在工藝分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，即制定數(shù)控加工工藝過程。其內(nèi)容包括：確定加工方案、劃分?jǐn)?shù)控加工工序及確定所需工步、選擇定位基準(zhǔn)及所需夾具、確定進(jìn)給路線和工件坐標(biāo)系、選擇刀具及確定合理的切削用量。119五.數(shù)控加工程序的編制（2）運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算。在完成了工藝分析及工藝設(shè)計(jì)工作之后，下一階段需要根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸、進(jìn)給路線及設(shè)定的工件坐標(biāo)系，計(jì)算出零件加工各運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值，以獲得加工時(shí)刀具位置數(shù)據(jù)。對(duì)于輪廓比較簡(jiǎn)單的零件（例如由直線和圓弧組成），僅需計(jì)算出輪廓上各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心，兩幾何元素交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值；對(duì)于輪廓比較復(fù)雜的零件（例如由非圓曲線、曲面組成）,需要用直線或圓弧段逼近，此時(shí)還應(yīng)根據(jù)容差，計(jì)算曲線或曲面上各插補(bǔ)點(diǎn)的坐標(biāo)值。在此階段還要確定機(jī)床的切削用量變換、換刀、切削液開停、加工暫停等必要的控制功能。120五.數(shù)控加工程序的編制（3）編寫零件加工程序代碼及程序檢驗(yàn)。根據(jù)已確定的進(jìn)給路線、刀具參數(shù)、切削用量、控制功能等工藝信息及刀具位置數(shù)據(jù)，按照機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序。還應(yīng)附上必要的加工示意圖、刀具布置圖及有關(guān)的工藝文件，如工序卡、機(jī)床調(diào)整卡、數(shù)控刀具卡、夾具卡等。程序編完之后，可通過數(shù)控機(jī)床的輸人裝置將其輸入至數(shù)控系統(tǒng)。程序必須經(jīng)過檢驗(yàn)才能正式使用，可通過動(dòng)態(tài)仿真、模擬加工，試切等方法進(jìn)行。

數(shù)控加工程序的編制方法有手工編程和自動(dòng)編程兩種。121五.數(shù)控加工程序的編制

數(shù)控加工程序編制各個(gè)階段的工作均由人工來完成的為手工編程。對(duì)于幾何形狀較為簡(jiǎn)單的零件，計(jì)算工作量較少，程序較短，用手工編程比較經(jīng)濟(jì)及時(shí)。對(duì)于較復(fù)雜的零件，手工編程效率低，通常采用自動(dòng)編程，即利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成編程的大部分或全部工作。目前廣泛應(yīng)用的自動(dòng)編程系統(tǒng)是圖形式自動(dòng)編程系統(tǒng)。圖形式編程系統(tǒng)可在計(jì)算機(jī)上建立被加工零件的幾何圖形信息(二維或三維實(shí)體模型)，然后在圖形上指定加工部位，并根據(jù)工藝分析輸入相應(yīng)的工藝、刀具參數(shù)和進(jìn)給方式，計(jì)算機(jī)便能自動(dòng)編制出數(shù)控加工程序，并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出刀具加工軌跡，以及加工過程動(dòng)態(tài)模擬等。一些大型的商業(yè)化CAD/CAM軟件包(如UG、CATIA、Pro/E、Mastercam等)具有這種功能。122第六節(jié)齒輪輪齒齒面的加工

汽車變速器和驅(qū)動(dòng)橋使用的齒輪，有圓柱齒輪和錐齒輪兩大類。它們都用于傳遞扭矩，其齒廓一般為漸開線形狀。一、圓柱齒輪輪齒齒面的加工

圓柱齒輪輪齒齒面的加工，分為切削加工和無屑加工兩類。汽車齒輪輪齒齒面的加工，常采用以下加工方法：123第六節(jié)齒輪輪齒齒面的加工

滾齒和插齒是齒坯切削加工后的輪齒粗加工，一般稱為輪齒的預(yù)加工。

剃齒和冷擠齒是齒輪熱處理前的輪齒齒面的精加工，稱為熱前精加工。

珩齒、磨齒和研齒是熱處理后的精加工，稱為熱后精加工。一般，切削加工6級(jí)精度和7級(jí)精度盤狀齒輪，多采用的工藝方案為：滾齒或插齒→熱處理→精磨定位基面(內(nèi)孔和輪轂端面)→磨齒。對(duì)由于結(jié)構(gòu)的限制不便于磨齒的7級(jí)精度齒輪，可以采用滾齒或插齒→剃齒(或冷擠齒)→熱處理→精磨定位基面→珩齒工藝方案。124第六節(jié)齒輪輪齒齒面的加工