精密軸外圓表面的加工方法及加工精度

1、外圓表面的加工方法及加工精度

軸類、套類和盤類零件是具有外圓表面的典型零件。外圓表面常用的機(jī)械加工方法有車削、磨削和各種光整加工方法。車削加工是外圓表面經(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 IT13-IT11 50-12.5 適用于淬火鋼以外的各種金屬

2 粗車 -半精車 IT10-IT8 6.3-3.2

3 粗車 -半精車-精車 IT8-IT7 1.6-0.8

4 粗車 -半精車-精車-滾壓 IT8-IT7 0.2-0.025

5 粗車 -半精車-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 -半精車-粗磨-精磨 IT7-IT6 0.4-0.1

7 粗車 -半精車-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 -半精車-精車-精細(xì)車（金剛車） IT7-IT6 0.4-0.025 主要用于要求較高的有色金屬

9 粗車 -半精車-粗磨-精磨-超精磨（或鏡面磨） IT5以上 0.025-0.006

（或 Rz 0.1） 高精度的外圓加工

10 粗車 -半精車-粗磨-精磨-研磨 IT5以上 · 012 （或 Rz 0.1）

2、外圓表面的車削加工

(1)外圓車削的形式

軸類零件外圓表面的主要加工方法是車削加工。主要的加工形式有：

荒車 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 中小型鍛、鑄件毛坯一般直接進(jìn)行粗車。粗車主要切去毛坯大部分余量（一般車出階梯輪廓），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 一般作為中等精度表面的加工工序，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，直接半精車。

精車 外圓表面加工的加工工序和光整加工前的預(yù)加工。

精細(xì)車 高精度、細(xì)粗糙度表面的加工工序。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)車代替磨削加工。

但是，精細(xì)車要求機(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)車削方法的應(yīng)用

1）普通車削 適用于各種批量的軸類零件外圓加工，應(yīng)用十分廣泛。單件小批量常采用臥室車床完成車削加工；中批、大批生產(chǎn)則采用自動(dòng)、半自動(dòng)車床和專用車床完成車削加工。

2)數(shù)控車削 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)于軸類零件，具有以下特征適宜選用數(shù)控車削。

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，車孔，車螺紋等，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）系的軸類零件，如帶法蘭的軸，帶鍵槽或方頭的軸，還可以在車削加工中心上加工，除了能進(jìn)行普通數(shù)控車削外，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。