外圆表面加工路线优化方法

零件的外圆表面主要采用图2-17 所示的四条基本加工路线来加工。

图2-17　外圆表面的加工路线

1）粗车—半精车—精车。这是应用最广泛的一条加工路线。只要工件材料可以切削加工，公差等级不高于IT7，表面粗糙度不小于 0 8μmRa .的外圆表面都可以在这条加工路线中加工。如果加工精度要求较低，可以只取粗车；也可以只取粗车一半精车。

2）粗车—半精车—粗磨—精磨。对于黑色金属材料，特别是对半精车后有淬火要求，公差等级不高于IT6，表面粗糙度不小于 Ra 0.16μm 的外圆表面，一般可安排在这条加工路线中加工。

3）粗车—半精车—精车—金刚石车。该加工路线主要适用于工件材料为有色金属（如铜、铝），不宜采用磨削加工方法加工的外圆表面。

金刚石车是在精密车床上用金刚石车刀进行车削，精密车床的主运动系统多采用液体静压轴承或空气静压轴承，送进运动系统多采用液体静压导轨或空气静压导轨，因而主运动平稳，送进运动比较均匀，少爬行，可以有比较高的加工精度和比较小的表面粗糙度。目前，这种加工方法已应用于尺寸精度为0 .1μm数量级和表面粗糙度为 Ra 0 .01μm 数量级的超精密加工之中。

4）粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨、超精加工、砂带磨、镜面磨或抛光。这是在前面加工路线2 的基础上又加进精密、超精密加工或光整加工工序。这些加工方法多以减小表面粗糙度，提高尺寸精度、形状精度为主要目的，有些加工方法，如抛光、砂带磨等则以减小表面粗糙度为主要目的。

图2-18 是用于外圆研磨的研具示意图。

研具材料一般为铸铁、铜、铝或硬木等。研磨剂一般为氧化铝、碳化硅、金刚石、碳化硼及氧化铁、氧化铬微粉等，用切削液和添加剂混合而成。

根据研磨对象的材料和精度要求来选择研具材料和研磨剂。(www.xing528.com)

研磨时，工件作回转运动，研具作轴向往复运动（可以手动，也可以机动）。研具和工件表面之间应留有适当的间隙（一般为0.02～0.05mm），以存留研磨剂。可调研具（轴向开口）磨损后通过调整间隙来改变研具尺寸，不可调研具磨损后只能通过改制来研磨较大直径的外圆。为改善研磨质量，还需精心调整研磨用量，包括研磨压力和研磨速度的调整。

超精加工是指工件作回转运动，用细磨粒油石作高频短幅振动和送进运动，以很小的压力对工件表面进行加工的一种加工方法。这种加工方法可使工件表面粗糙度减小至002μm.，但改变加工面宏观形状和位置精度的能力较弱。图2-19 是用于加工外圆面的工作原理示意图。其中f 为砂条的振动频率（双行程·min-1），F 为砂条的进给方向，a 为砂条的振幅（mm），n 为工件转速（r·min-1），D 为工件直径（mm）。

砂带磨削是以粘满砂粒的砂带高速回转，工件缓慢转动并作送进运动对工件进行磨削加工的加工方法。图2-20a）和b）是闭式砂带磨削原理图。图2-20c）是开式砂带磨削原理图。其中，图2-20a）和c）是通过接触轮使砂带与工件接触。可以看出其磨削方式和砂轮磨削类似，但磨削效率可以很高。图2-20b）是砂带直接和工件接触（软接触），主要用于减小表面粗糙度的加工。由于砂带基底质软，接触轮也是在金属骨架上浇注橡胶制成的，也属软质，所以砂带磨有抛光性质。高精度砂带磨可使工件表面粗糙度减小至0.02μm。

图2-18　用于外圆研磨的研具示意图

图2-19　用于加工外圆面的工作原理示意图

图2-20　砂带磨加工原理

镜面磨削是指磨削后工件表面粗糙度可减小至0.01μm 或更小的磨削加工。这种磨削方式的最大特点是不仅可以加工出表面粗糙度很小的光整表面，而且可得到很高的形状和位置精度。镜面磨削对机床、砂轮粒度、硬度、修整用量及磨削用量等都有很高的要求。

抛光是用敷有细磨粉或软膏磨料的布轮、布盘或皮轮、皮盘等软质工具，靠机械滑擦和化学作用，减小工件表面粗糙度的加工方法。这种加工方法去除余量通常小到可以忽略，不能提高尺寸和位置精度。