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机械零件表面加工之外圆表面车削优化技巧

【摘要】:外圆表面粗车的目的是去掉零件大部分加工余量,削除毛坯制造的形状及位置误差,为后续加工做好准备。外圆表面半精车主要目的是为零件的精加工做准备,也可以作为要求不高的外圆表面的最终加工工序。中心架固定在车床床身上,多在较长轴类零件外圆表面加工时使用,以防止较长工件因自重而弯曲,造成工艺系统振动,影响加工精度。使用中心架时,对整个外圆表面加工会出现接刀现象,处理不好会影响加工精度及表面粗糙度。

无论多么复杂的机械零件,其结构形状都是由各种表面组合而成的,归纳起来,一般构成机械零件的典型表面有:圆柱面(外圆表面及内孔)、圆锥面、平面、螺旋面及其他成形表面(或称曲面)。零件加工时一般要经过粗加工、半精加工和精加工三个过程,习惯上把它们称为加工过程的划分。各种表面的加工方法是不同的,每一种表面可采用多种加工方法进行加工,具体加工方案应根据零件材料性质、结构形状、加工精度、表面粗糙度、生产类型及现场的生产条件等因素来决定,总的原则是有利于保证产品质量、提高生产率、获得最好的经济效益。本部分将介绍各种表面加工方法及其工艺特点。

1.外圆表面加工

轴类、套类和盘类零件是具有外圆表面的典型零件,外圆表面加工由于表面成形方法不同有轨迹法及成形法两种,加工方法多采用车削加工及磨削加工。车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法,但就其精度来说,一般适应于作为外圆表面粗加工和半精加工方法;磨削加工是外圆的表面主要精加工方法,特别适用于各种高硬度和淬火后零件的精加工。

(1)外圆表面的车削加工

1)车削加工的工艺范围。

车削加工外圆表面是一般机械加工中应用最广泛的加工方法,车削加工工艺可分为粗车、半精车和精车。

①粗车。外圆表面粗车的目的是去掉零件大部分加工余量,削除毛坯制造的形状及位置误差,为后续加工做好准备。

②半精车。外圆表面半精车主要目的是为零件的精加工做准备,也可以作为要求不高的外圆表面的最终加工工序。

③精车。外圆表面的精车多作为表面加工的最终加工工序。

2)外圆表面车削加工设备及工艺特点。

车削加工外圆表面可分别在普通卧式车床、立式车床、专用车床上进行,如图2-31所示。在车床上除可加工外圆表面外,还可以同时加工内孔、螺纹、端面等。因此,可以在一次装夹中加工各种表面,既保证了各种表面的位置精度,也减少了加工工序。

图2-31 车削加工外圆表面

(a)卧式车床;(b)立式车床;(c)仿形车床;(d)多刀车床

3)车削外圆。

采用工件夹持方法车削加工时,工件在机床或夹具中的夹持方法直接影响夹持稳定性及加工精度,一般应根据零件的结构形状及尺寸大小确定不同的夹持方法,以适应生产及加工精度要求。各种车床夹具及工件夹持方法如图2-32 所示。

①三爪自定心卡盘。三爪自定心卡盘是车床必备的机床附件,一般短轴类零件、小型套筒类及盘类零件多采用三爪自定心卡盘夹持。由于三爪自定心卡盘可以自动定心,因此,工件安装迅速、使用方便。

②四爪单动卡盘。三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘都是车床上可以独立使用的机床夹具(也称机床附件)。四爪单动卡盘因为四爪不能同时递进,所以不能自动定心,但可以夹持形状较复杂的非回转体工件,如加工偏心轴外圆。四爪单动卡盘应用也很广泛。

③三爪自定心卡盘与顶尖。对较长的轴类零件,为保证加工表面的几何精度及相互位置精度,提高夹持稳定性,多采用三爪自定心卡盘与顶尖夹持方法。

图2-32 车床夹具及工件夹持方法

(a)三爪自定心卡盘;(b)四爪单动卡盘;(c)三爪自定心卡盘—顶尖;(d)跟刀架;(e)中心架;(f)花键心轴

④中心架。中心架固定在车床床身上,多在较长轴类零件外圆表面加工时使用,以防止较长工件因自重而弯曲,造成工艺系统振动,影响加工精度。使用中心架时,对整个外圆表面加工会出现接刀现象,处理不好会影响加工精度及表面粗糙度。

⑤跟刀架。跟刀架固定在车床溜板上,它可以与刀具一起沿床身导轨移动,克服了中心架使用时的接刀现象,但不适用于阶梯轴加工。

⑥心轴。车床加工外圆表面使用的心轴分为三种,即圆柱心轴、锥形心轴及花键心轴。

心轴多用于生产批量较大的外圆表面加工,具有定心精度高、安装迅速的特点,故应用广泛。

除以上常用的工件夹持方法外,还有花盘、弯板等车床夹具,可应用于夹持形状复杂且具有特殊要求的外圆表面加工中。

(2)外圆表面的磨削

加工用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。磨削加工应用砂轮作为切削工具,多应用于淬硬外圆表面的加工,一般在车削半精加工之后进行,也可以对毛坯外圆表面直接进行磨削加工。因此,磨削加工既是精加工手段,又是高效率机械加工手段之一。

1)磨削加工的工艺范围及特点。

①磨削加工可作为粗加工,也可以作为精加工。

②磨削的本质是砂轮磨粒形成“刀刃”的切削过程,因刀刃大多在负前角下工作,对加工表面形成挤压、滑擦及刻划作用,因此,会产生较大的塑性变形,使加工表面出现硬化及留有残余应力

③磨削过程中,因砂轮与工件表面接触面积较大,而且砂轮本身散热条件较差,故在切削区会出现较大的切削热,使切削区温度达400~1 000 ℃,容易造成已加工表面的烧伤、脱碳、退火等现象,影响加工表面的质量。

2)外圆表面的磨削方法。

在外圆磨床上磨削外圆。在外圆磨床上磨削外圆也称“中心磨法”,工件安装在前后顶尖上,用拨盘与鸡心夹头传递动力和运动。常见的磨削方法有纵磨法、横磨法和综合磨法,如图2-33 所示。

图2-33 在外圆磨床上磨削外圆

(a)纵磨法;(b)横磨法;(c)综合磨法

a.纵磨法。纵磨法如图2-33(a)所示,砂轮高速旋转起切削作用,工件旋转与往复运动实现圆周进给和轴向进给运动,砂轮架水平进给实现径向进给运动,工作台每往复运动一次,砂轮沿磨削深度方向完成一次横向进给,外圆表面轴向切去一层金属,全部磨削余量是在多次往复行程中完成的。

b.横磨法。横磨法如图2-33(b)所示,工件不做纵向往复运动,砂轮以缓慢的速度连续或间断地向工件做横向进给运动,直到磨去全部余量。

c.综合磨法。综合磨法如图2-33(c)所示,它集中了纵磨法和横磨法的优点,即先用横磨法去除加工表面大部分余量,进行粗磨,再进行纵磨,以提高加工表面的加工精度和表面质量。综合磨法适用于生产批量较大的轴类外圆表面磨削加工。

在无心磨床上磨削外圆表面如图2-34 所示,磨削时工件放在导轮和砂轮之间,工件由托板拖住,不用顶尖支撑,故称“无心磨削”。无心磨削可以用贯穿法和切入法磨削外圆表面。贯穿法适用于光轴加工,易实现自动化,生产效率高,但要注意,采用无心磨削,工件的定位是靠自身外圆表面,因此,要求工件上不允许带有键槽、平面等非连续的外圆表面;切入法是工件从砂轮径向送进,适合带台肩的阶梯轴外圆磨削加工。

图2-34 在无心磨床上磨削外圆表面

(a)主视图;(b)右视图

3)外圆表面加工方案。

确定外圆表面加工方案即确定外圆表面的加工顺序,一般由工件材料、加工精度、表面质量及生产批量等因素所决定,表2-6 列出了一般外圆表面的加工方法,可供参考。

表2-6 外圆表面加工方案

2.内圆表面加工

内圆表面(也称内孔)是组成零件的表面之一,内孔加工与外圆表面加工相比,由于受刀具尺寸、刀杆刚度影响及散热、冷却、润滑条件的限制,故加工难度较大。图2-35 所示为内圆表面加工方法。

图2-35 内圆表面加工方法

(a)车内孔;(b)磨内孔;(c)钻孔;(d)扩孔;(e)铰孔;(f)镗孔

孔的加工方法除车削、磨削以外,多采用钻孔、扩孔、铰孔和锪孔等工艺方法,在大批量生产中,孔的拉削工艺应用比较广泛。

(1)钻孔

用钻头在实体材料上加工的方法称为钻孔,钻孔主要在钻床上进行。钻削加工操作简单,适应性强,应用很广。

1)钻孔的工艺特点。

①钻孔是利用钻头在实体材料上加工内孔的工艺方法,一般使用定尺寸刀具(即钻头)进行加工。

②钻孔多使用麻花钻,标准麻花钻头钻削中最易磨耗的切削部位是切削刃与棱刃交接处。钻深孔应注意排屑及冷却润滑,以防钻头折断。

③钻头刃磨时,应尽量使麻花钻的两主切削刃磨得对称,使两个主切削刃的径向力相互抵消,以防止钻头引偏及孔径扩大。

④在斜面上钻孔时应铣出一个平面或用中心钻先钻出定位孔,然后再钻孔。

⑤当孔的精度要求较高及表面粗糙度值要求较小时,加工中应取较小的切削深度和较大的切削速度

2)钻孔工艺的应用。

①钻孔多为粗加工,多用于螺栓孔、油孔的加工,内螺纹底孔也可用钻孔作为粗加工。

②标准麻花钻头钻碳素结构钢孔时应加含3%~5%乳化膏的乳化液。钻黄铜孔用标准麻花钻时,最突出的问题是切削刀自动扎入工件发生“梗力”。

③钻孔使用的机床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床等。台式钻床钻孔时,电动机通过带轮带动主动轴和钻头旋转实现主运动,钻头沿轴线向下移动实现进给运动,此进给运动为手动。钢件钻孔的进给量应该比钻同一直径铸铁孔的进给量要小。

3)钻孔时钻头折断的原因。

①钻头磨钝仍继续使用。

②切屑未及时排出,使钻头卡住。

③进给量过大。

④工件松动、移位。

⑤钻软金属时扎刀,使切削力突然增大。

(2)扩孔

扩孔是对工件已有孔进行扩大孔径的工艺方法,扩孔使用扩孔钻,有时也可以用麻花钻进行扩孔,但刀刃少,切削不平稳。扩孔可在一定程度上校正原孔轴线的偏斜,属于半精加工,常用作铰孔前的预加工,对于质量要求不高的孔,扩孔也可作为孔加工的最终工序。

(3)铰孔

铰削是用铰刀从原孔壁上切除微量金属,以提高孔的尺寸精度和减小粗糙度值的加工方法。铰孔一般是在钻孔、扩孔的基础上使用铰刀进行孔的精加工,铰孔的工艺特点如下:

1)铰刀为多刃刀具,故切削平稳。

2)铰刀具有修光部分,导向较好,切削速度较低,切削余量较小,切削力较小,产生的热量少。由于铰孔生产效率高,费用较低,故在生产中应用广泛。

3)铰孔能提高孔的尺寸精度和形状精度,但不能提高位置精度。

4)铰削结构钢较深孔时,应经常取出铰刀除屑并修光刃口。

5)在铰孔时,铰刀不能反转,因为铰刀的前角接近0°,反转会使切屑挤住铰刀,划伤孔壁,使铰刀切削刃崩裂,铰出来的孔不光滑、不圆,尺寸也不准确。

6)机铰时进给速度不能太快和太慢,机铰时进给量要选得适当,太快,铰刀容易磨损,也容易产生积屑瘤而影响加工质量;但也不能太慢,太慢反而很难切下材料,而是以很大的压力挤压材料,使材料表面硬化和产生塑性变形,从而形成凸峰,当以后的刀刃切入时就会撕去大片切屑,严重破坏表面质量,也会加速铰刀的磨损。

铰刀可分为手用铰刀和机用铰刀两种。手用铰刀刃齿的齿距在圆周上是不均匀分布的,一般手用铰刀用于小批量生产或装配工作中对未淬硬孔进行手工操作的精加工。机用铰刀适用于在车床、钻床、数控机床等上使用,主要对碳素钢、合金钢、铸铁、铜、铝等工件的孔进行半精加工和精加工。在铰削有键槽的孔时,应选用直槽铰刀。以铰铸铁孔用煤油作润滑冷却液时,孔会缩小。

正确地选择加工余量对铰孔质量影响很大。在铰削时,铰削余量不宜太小或太大。因为铰削余量太小时,上道工序残留的变形难以纠正,原有的加工刀痕也不能去除,使铰削质量达不到要求:同时,当余量太小时,铰刀的刮齿严重,增加了铰刀的磨损。若铰削余量太大,则将加大每一刀齿的切削负荷,破坏了铰削过程的稳定性,并且增加了切削热,使铰刀的直径胀大,孔径也随之扩张;同时,切屑的形成必然呈撕裂状态,降低了加工表面的质量。铰孔可进行圆柱孔和圆锥孔加工,铰刀的刀刃也可以做成可调式结构,这样一把铰刀可以加工不同直径的孔。用锥铰刀铰莫氏锥孔前,应在毛坯件上先钻成阶梯孔后再用粗铰刀和精铰刀分阶段铰孔。

(4)镗孔

镗孔是在工件已有孔上进行扩大孔径的加工工艺方法,一般在镗床上进行,也可以在立式铣床或卧式铣床上镗孔。镗孔应用很广泛,特别是箱体类工件的孔系加工采用卧式铣镗床或坐标镗床较为普遍。成批生产中,应用多轴组合机床可同时镗几个孔,如气缸孔加工,生产效率很高,加工精度稳定。

(5)孔的拉削加工

孔的拉削加工一般应用在大批量生产中,拉刀结构较复杂,造价较高。拉孔在拉床上进行,工艺简单,生产率较高,拉孔精度直接受拉刀制造精度的影响。

(6)孔的加工方案制定

孔的加工方案制定应考虑工件加工精度、工件形状、尺寸大小及生产批量,表2-7列出了各种精度孔的加工方案,供制定孔加工工艺时参考。

表2-7 孔的加工方案

3.平面加工

平面是盘形、板类及箱体类零件的主要组成表面,也是回转体零件的重要表面之一(如端面、台肩面等)。根据平面所起的作用不同,可以将其分为非接合面、接合面、导向面、测量工具的工作平面等。平面的加工方法有车削、铣削、刨削、磨削、拉削、研磨、刮研等。其中刨削、铣削、磨削是平面的主要加工方法。平面加工因其工件形状、尺寸、加工精度及表面粗糙度和生产批量的不同,可以采用各种不同的加工方法和加工方案,图2-36 所示为各种平面的加工方法。

图2-36 平面的加工方法

(a)刨削(牛头刨床);(b)刨削(龙门刨床);(c)插削;(d)拉削;(e)周铣;(f)端铣;(g)周磨;(h)端磨

(1)刨削加工平面

刨削加工平面是最常用的加工方法,可以在牛头刨床和龙门刨床上进行。刨削加工可以作为工件表面的终加工,也可以作为加工精度及表面粗糙度要求更高平面的预加工。

刨削加工机床结构较为简单,调整方便,多采用单刃刨刀,适应性很强,故广泛应用于单件、小批量生产的场合。插床上进行的平面加工实质上也是刨削加工,只是插削的主运动方向是沿垂直方向的。插削可以加工方孔、多边形孔、键槽等内表面,在维修和模具车间应用较多。

(2)铣削加工平面

铣削是平面加工的主要方法,它可以铣削水平面、垂直面、斜面、燕尾槽及键槽等组合平面,还可以铣削成形面。铣削加工可以在升降台式卧式铣床、立式铣床及龙门铣床上进行。

1)铣削加工的工艺特点。

①铣削加工多为多齿刀具,且转速高,故生产率较刨削高。

②铣削加工时刀齿可以在一段时间内离开切削表面,故散热条件好,刀具可以得到冷却,提高了刀具的耐用度。

③铣削因是断续切削而使切削过程不稳定,刀具切入和切出时因受到冲击产生较大振动,影响加工精度和表面粗糙度。

2)铣削平面的方法。

铣削平面是最常用的平面加工方法,同样的平面加工可以采用周铣法和端铣法。

①周铣法。用圆柱铣刀圆周上分布的刀齿加工平面的方法称为周铣法,它又分为顺铣与逆铣两种方法。

a.顺铣法。顺铣法铣刀旋转方向与工件进给方向相同。

b.逆铣法。逆铣法铣刀旋转方向与工件进给方向相反。

②端铣法。用端铣刀的端面齿进行铣削的方式,称为端铣。铣削加工时,根据铣刀与工件相对位置的不同,端铣分为对称铣和不对称铣两种。不对称铣又分为不对称逆铣和不对称顺铣。

a.对称铣。铣刀轴线位于铣削弧长的对称中心位置,铣刀每个刀齿切入和切离工件时切削的厚度相等的铣削方式,称为对称铣。

b.不对称逆铣。铣刀轴线偏置于铣削弧长的对称位置,且逆铣部分大于顺铣部分的铣削方式,称为不对称逆铣。

c.不对称顺铣。其特征与不对称逆铣正好相反。这种切削方式一般很少采用,但用于铣削不锈钢和耐热合金钢时,可减少硬质合金刀具的剥落磨损。

(3)磨削加工平面

在模具生产及机床导轨面加工中常采用磨削加工方法,它适用于淬硬平面和精度要求较高的平面加工。磨削平面分为周磨法和端磨法两种。

1)周磨法。

采用砂轮的圆周表面进行加工。磨削时砂轮与工件接触面小,散热条件较好,不致因切削热烧伤工件,而且切削力较小,加工精度较高。

2)端磨法。

利用砂轮端面进行磨削。端磨时由于砂轮以较大的端面面积接触工件,因此生产效率较周磨法高,特别适用于轴承端面加工及小型零件的平面加工。端磨法多用于成批生产,容易实现自动化生产。

(4)平面加工方案制定

平面加工根据工件形状、尺寸、加工精度及生产批量不同可以采用各种方法,以取得较好的经济效益。表2-8 列出了各种平面加工方法所能达到的加工精度及表面粗糙度。

表2-8 平面加工方案

4.螺纹加工

螺纹属于成形表面,按形状分可分为圆柱螺纹、圆锥螺纹;按牙型分可分为三角螺纹、梯形螺纹、模数螺纹、圆弧形螺纹等,应用最多的为三角螺纹;按用途分可分为连接螺纹(如螺栓)和导向螺纹(如丝杆等)。螺纹加工方法有车削加工、铣削加工、搓制螺纹和磨削加工等。

(1)车削螺纹

车床可以加工各种形状、各种牙型的内外螺纹。螺纹表面是复杂的成形面,在车削加工时,工件的旋转和刀具的移动要有严格的比例关系,即工件旋转一周,刀具要移动螺纹的一个导程,这种机床运动关系由螺纹加工传动链来保证,因此,车床加工螺纹的精度一方面由刀具本身的精度决定,另一方面由机床传动链精度保证。车削螺纹大多数使用单刃车刀,因为刀具简单、机床调整方便,故适应性强,应用非常广泛,适用于单件小批生产,但生产效率较低。

(2)铣削螺纹

铣削螺纹和车削螺纹原理相同,在成批生产中,为提高生产率多用铣削加工螺纹。根据刀具与工件的位置可分为内接铣削与外接铣削。前者适合较短的螺纹加工,工件只一端装卡,要求装卡刚度较高;后者适用于轴类螺纹加工,工件可两头装卡。

(3)搓制螺纹

小型圆柱螺纹零件大批量生产时多采用搓制螺纹方法,它属于无屑加工。搓制螺纹时定板不动,动板前后移动,工件自动定位,生产率极高,在标准件厂应用较多。螺纹加工精度取决于搓制螺纹板的精度及机床运动精度,一般加工精度不高,多适用于连接螺纹加工。

(4)磨削螺纹

精密导向螺纹多采用磨削方法。磨削加工切削金属量很少,切削力很小,散热条件较好,加工精度较高。磨削螺纹使用成形砂轮,故砂轮精度直接影响螺纹加工精度,应随时注意砂轮的修整。磨削螺纹生产效率较低,一般应用于淬火后螺纹及高精度螺纹加工。

5.齿轮齿形加工

齿轮在各种机械、仪器和仪表中应用广泛,它是传递运动和动力的重要零件,齿轮的质量直接影响到机电产品的工作性能、承载能力、使用寿命和工作精度等。齿轮的传动精度与齿形加工有着密切的联系。

常用的齿轮有圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗杆蜗轮等,其中外啮合直齿圆柱齿轮是最基本的,也是应用最多的。齿轮的齿形曲线有渐开线、摆线和圆弧等,最常用的是渐开线齿形。

齿形加工方法有成形法和展成法。

(1)成形法加工

成形法加工齿形可以在万能铣床或专用机床上进行。它是将刀具刃形做成齿轮齿槽形状,齿轮齿形由刀具刃形形状决定,故成形法加工因刀具刃形精度不高,故加工齿轮精度一般较低,多为加工9 级精度以下的齿形加工。在齿轮磨床上进行成形法加工,要有高精度的砂轮修磨装置,可以加工6 级甚至更高精度的齿轮。成形法加工齿形多用在单件小批量生产及精度要求不高的场合。

(2)展成法加工

展成法是利用齿轮啮合原理来实现刀具与工件的相对运动而加工齿形的。展成法有滚齿、插齿、磨齿等。

1)滚齿。滚齿是在滚齿机上进行的,它可以加工直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及蜗轮。

2)插齿。插齿是利用插齿刀在插齿机上加工内、外齿轮或齿条等的齿面加工方法。

3)剃齿。剃齿是利用剃齿刀在专用剃齿机上对齿轮齿形进行精加工的一种方法,专门用来加工未经淬火(35 HRC 以下)的齿轮。

4)磨齿。磨齿是用砂轮在专用磨齿机上对已淬火齿轮进行精加工的一种方法。

(3)齿形加工工艺方案分析

齿形加工方法的确定与齿轮齿形本身的加工精度要求有着十分密切的关系,同时,还要考虑生产批量及工件尺寸大小,应根据条件适当确定齿形加工的工艺方法。

表2-9 列出了不同工艺方案及其适用条件。

表2-9 齿形加工工艺方案及适用条件

6.光整加工

光整加工是指精加工后,从工件上不切除或只切除极薄材料层,用以降低工件表面粗糙度值或强化其表面的加工方法。常用的光整加工的方法主要有超精加工、研磨、珩磨和抛光等。

(1)超精加工

超精加工又称超精研加工,是采用细粒度的油石在一定的压力和切削速度下做往复运动,对工件表面进行光整加工的方法,属于固结磨粒压力进给加工。超精加工能降低加工表面的粗糙度值,特别是镗面加工,比珩磨或高速磨削的效率高。但保证零件的尺寸误差和几何形状误差的作用较差,零件的加工精度主要靠前道工序保证。超精加工的表面几乎不产生变质层,并使工件表面层具有残余压应力,从而提高了零件的接触疲劳强度

超精加工具有设备简单、操作方便、效果显著和经济性好等优点,可用来加工内燃机曲轴凸轮轴、活塞、活塞销等零件;能对各种材料,如钢、铸铁、黄铜、磷青铜、铝、陶瓷、玻璃、花岗岩、硅和锗等进行加工,并能加工外圆、平面、内孔、锥面及各种曲面。近年来,超精加工在航空、航天、大规模集成电路、精密仪器和精密量具制造中得到越来越广泛的应用。

(2)研磨

研磨是一种用研磨工具和研磨剂从工件上磨去一层极薄表面的精加工方法,它可以获得高的加工精度和低的表面粗糙度。

研磨的作用主要有:减小工件的表面粗糙度;提高工件的尺寸精度;改进工件的几何形状。

1)研磨原理。研具是用比工件软的材料做成的,研磨剂中的磨料在研磨过程中压入研具表面形成众多的微切削刃,对工件产生微量的切削和挤压,故而能从工件表面切去极薄的一层,这是研磨过程中的物理作用。研磨剂在工件表面形成一层氧化膜,它本身容易磨掉,因此加速了研磨的切削过程,这是研磨过程中的化学作用。研磨就是通过上述物理与化学的联合作用进行切削的。

常用的研具材料有铸铁和青铜。研磨剂是由磨料、研磨液(煤油与机油混合)及辅助材料(硬脂酸、油酸及工业甘油)调和而成的混合液。研磨液在研磨加工中起到调和磨料、冷却和润滑的作用。通常选用氧化铝和碳化硅等磨料,钢质工件选用氧化铝磨料,脆性材料工件选用碳化硅磨料。

2)研磨方法

研磨方法分手工研磨与机械研磨两种。手工研磨是手持研具或工件,在车床或专用机床上研磨。手工研磨适用于单件小批生产,工人劳动强度较大,研磨质量与工人技术的熟练程度有关。机器研磨在研磨机上进行,适用于成批生产,生产效率较高,研磨质量较稳定。目前,手工研磨正在被机器研磨所取代。

研磨可以进行外圆、内孔及平面的光整加工,研磨方法简单,适应性较强,对设备要求不高,因此是光整加工中应用最广泛的工艺方法。

(3)珩磨

珩磨是一种以固结磨粒压力进行切削的光整加工方法,它不仅可以降低加工表面的粗糙度,而且在一定的条件下还可以提高工件的尺寸及形状精度。珩磨加工主要用于内孔表面加工,也可以对外圆、平面、球面或齿形表面进行加工。珩磨时,有切削、摩擦、压光金属的过程,可以认为它是磨削加工的一种特殊形式。珩磨多用于内圆表面的精加工,如内燃机气缸套及连杆孔的光整加工。珩磨所用的磨具是由几根粒度很细的油石组成的珩磨头。

(4)抛光

抛光用微细磨粒和软质工具对工件表面进行加工,是一种简便、迅速、廉价的零件表面最终光饰加工方法。其主要目的是去除前道工序的加工痕迹(刀痕、花纹、划印、麻点、毛刺、尖棱等),改善工件表面粗糙度,或使零件获得光滑、光亮的表面。抛光一般不能提高工件的形状精度和尺寸精度,通常用于电锁或油漆的衬底面、上光面和凹表面的光整加工,抛光的工件表面粗糙度Ra 值可达0.4 μm。随着技术的发展,又出现了一些新的抛光加工方法,如浮动抛光、水合抛光等,这些方法不仅能降低表面粗糙度,改善表面质量,而且能提高形状精度和尺寸精度。抛光应用广泛,从金属材料到非金属材料制品、从精密机电产品到日常生活用品,均可使用抛光加工提高表面质量。