选择和应用外圆表面加工方法

3.2.1.1　任务描述

加工如图3-1所示轴类零件，试完成外圆表面的加工方法选择。

3.2.1.2　学习目标

1.知识目标

（1）熟悉轴类零件的外圆表面加工方法；

（2）掌握轴类零件外圆表面加工方法的选择原则。

2.能力目标

（1）能理解轴类零件的外圆表面加工方法；

（2）能理解轴类零件外圆表面加工方法的选择原则。

3.素养素质目标

（1）培养辩证分析能力；

（2）“差之毫厘，谬以千里”，树立质量就是生命的理念和意识。

3.2.1.3　重难点

1.重点

（1）轴类零件外圆表面的加工方法；

（2）轴类零件外圆加工方案的选择。

2.难点

轴类零件外圆加工方案的选择。

3.2.1.4　相关知识链接

轴类零件的常见加工表面有内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键和沟槽等。

1.外圆表面的加工方法

在选择加工方案时，应根据其要求的精度、表面粗糙度、毛坯种类、工件材料性质、热处理要求以及生产类型，并结合具体生产条件来确定。

外圆表面是轴类零件的主要表面，因此要能合理地制定轴类零件的机械加工工艺规程，首先应了解外圆表面的各种加工方法和加工方案。

1）外圆表面的车削加工

根据毛坯的制造精度和工件最终加工要求，外圆车削一般可分为粗车、半精车、精车和精细车。

（1）粗车的目的是切去毛坯硬皮和大部分余量。加工后工件尺寸精度为IT11～IT13，表面粗糙度为Ra50～12.5 μm。

（2）半精车的尺寸精度可达 IT8～IT10，表面粗糙度为Ra6.3～3.2 μm。半精车可作为中等精度表面的终加工，也可作为磨削或精加工的预加工。

（3）精车后的尺寸精度可达 IT7～IT8，表面粗糙度为Ra1.6～0.8 μm。

（4）精细车后的尺寸精度可达 IT6～IT7，表面粗糙度为Ra0.4～0.025 μm。精细车尤其适合于有色金属加工，有色金属一般不宜采用磨削，所以常用精细车代替磨削。

2）外圆表面的磨削加工

磨削是外圆表面精加工的主要方法之一，它既可加工淬硬后的表面，又可加工未经淬火的表面。根据磨削时工件定位方式的不同，外圆磨削可分为中心磨削和无心磨削两大类。

（1）中心磨削。中心磨削即普通的外圆磨削，被磨削的工件由中心孔定位，在外圆磨床或万能外圆磨床上加工。磨削后工件尺寸精度可达IT6～IT8，表面粗糙度为Ra0.8～0.1 μm。按进给方式不同分为纵向进给磨削法和横向进给磨削法。

（2）无心磨削。无心磨削是一种高生产率的精加工方法，以被磨削的外圆本身作为定位基准。目前无心磨削的方式主要有贯穿法和切入法。

3）外圆表面的精密加工

二维码3-8

二维码3-9

随着科学技术的发展，对工件的加工精度和表面质量要求也越来越高。因此在外圆表面精加工后，往往还要进行精密加工。外圆表面的精密加工方法常用的有高精度磨削、超精度加工、研磨和滚压加工等。

二维码3-10

2.外圆表面加工方案的选择(www.xing528.com)

上面介绍了外圆表面常用的几种加工方法及其特点。零件上一些精度要求较高的面，仅用一种加工方法往往是达不到其规定的技术要求的，这些表面必须顺序地进行粗加工、半精加工和精加工等，以逐步提高其表面精度。不同加工方法有序的组合即为加工方案。

确定某个表面的加工方案时，先由加工表面的技术要求（加工精度、表面粗糙度等）确定最终加工方法，然后根据此种加工方法的特点确定前道工序的加工方法，依此类推。但由于获得同一精度及表面粗糙度的加工方法可有若干种，故实际选择时还应结合零件的结构、形状、尺寸大小及材料和热处理的要求全面考虑。

一般情况下，粗车—半精车—精车与粗车—半精车—磨削两种加工方案能达到同样的精度等级，但当加工表面需淬硬时，最终加工方法只能采用磨削。如加工表面未经淬硬，则两种加工方案均可采用；若零件材料为有色金属，一般不宜采用磨削。

粗车—半精车—粗磨—精磨—超精加工与粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨两种加工方案也能达到同样的加工精度。当表面配合精度要求比较高时，终加工方法采用研磨较合适；若只需要求较小的表面粗糙度值，则采用超精加工较合适。但不管采用研磨还是超精加工，其对加工表面的形状精度和位置精度改善均不显著，所以前道工序应采用精磨，以使加工表面的位置精度和几何形状精度达到技术要求。

3.2.1.5　任务实施

3.2.1.5.1　学生分组

学生分组表3-4

3.2.1.5.2　完成任务工单

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　32152-1　

引导问题：

（1）谈谈轴类零件常见的加工表面。

（2）外圆表面的加工方法。

（3）外圆表面加工方法的选择。

（4）加工方案选择时的注意事项。

3.2.1.5.3　合作探究

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　32153-1　

引导问题：

（1）小组讨论，教师参与，确定任务工作单32152-1的最优答案，并检讨自己存在的不足。

（2）每组推荐一个小组长，进行汇报。根据汇报情况，再次检讨自己的不足。

3.2.1.6　评价反馈

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　3216-1　

自我检测表

续表

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　3216-2　

小组内互评验收表

任务工作单

被评组号：______________　检索号：　3216-3　

小组间互评表

二维码3-11

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　3216-4　

任务完成情况评价表

续表

二维码3-12