5-5 刮削与研磨《机械制造工艺基础》（劳动版·第八版）河南省（对口招生）装备制造类 知识点讲解

河南省（对口招生）机械类《机械制造工艺基础》 知识点讲解 5-5 刮削与研磨 【课程要求】 1.理解刮削与研磨的定义、加工原理及工艺特点。 2.掌握刮削工具（刮刀、研具、显示剂）的分类、结构特点与适用场景。 3.掌握刮削接触精度的检验方法及平面刮削的工艺步骤。 4.理解研磨的加工原理、研磨剂的组成及常用研具的类型与用途。 5.掌握平面、圆柱面、圆锥面的研磨方法及工艺要点。 6.能正确识别不同类型的刮刀、研具和显示剂，并说明其应用场景。 【知识网络】 【知识要点】 知识点1 刮削概述 1.刮削的定义 用刮刀刮除工件表面薄层的精加工方法。 2.刮削的工艺特点 ￮优点：可获得极高的尺寸精度、几何精度、接触精度，表面粗糙度值小；改善运动部件接触面的存油条件，减小摩擦；工具简单，不受工件形状、位置及设备条件限制；切削量、切削力小，产生热量少，装夹变形小。 ￮缺点：劳动强度大、生产效率低。 3.刮削的应用场景 机床导轨面、轴瓦、平板、工作台等需要高精度配合的工件。 知识点2 刮削工具 1.刮刀 •平面刮刀：按刮削姿势分为手刮刀和挺刮刀；按精度要求分为粗刮刀、细刮刀和精刮刀，主要用于刮削平面（如平板、导轨）和外曲面。 •曲面刮刀：按刀头形状分为三角刮刀和蛇头刮刀，主要用于刮削内曲面（如滑动轴承内孔）。 2.研具 •平面研具：标准平板，用于研磨接触点、检验刮削面精度；桥形平尺，用于检验狭长平面、机床导轨的直线度误差。 •角度研具：组合平面，如 V 形导轨面、燕尾导轨面研具，常见角度 55°、60°，用于检验两个刮削面成角度的工件。 •曲面研具：与工件配合的零件（如主轴轴颈），用于检验曲面的接触精度和几何精度。 3.显示剂 •红丹粉：分铅丹和铁丹两种，呈橘红或红褐色，用机油或牛油调和，广泛用于铸铁等黑色金属工件。 普鲁士蓝油：由普鲁士蓝粉、蓖麻油和适量机油调成，呈深蓝色，多用于精密工件和有色金属及其合金的工件。 知识点3 刮削接触精度的检验与平面刮削工艺 1.接触精度检验方法 用 25 mm×25 mm 正方形方框内的研点（接触点）数检验，研点数目越多，接触精度越高。 2.平面刮削工艺步骤 ￮粗刮：去除余量、锈斑及机械刀痕，采用连续推铲法，刀迹连成片状。粗刮到每 25 mm×25 mm 方框内有 3\4 个研点结束，刮刀几何角度为楔角 90°\92.5°，刀刀平直。 ￮细刮：改善不平现象，采用短刮法，刀迹逐步缩短，交叉方向刮削。细刮到每 25 mm×25 mm 方框内有 10\14 个研点结束，刮刀几何角度为楔角 92.5°\95°，刀刃圆弧半径较大。 ￮精刮：进一步增加研点，改善表面质量，刀迹更小，落刀要轻、起刀要快，始终交叉刮削。精刮时刮刀几何角度为楔角 95°~97.5°，刀刃圆弧半径较小。 刮花：目的是增加刮削面美观、改善滑动件存油条件，判断磨损程度。常见花纹有斜纹花、鱼鳞花、半月花、燕子花。 知识点4 研磨概述 1.研磨的定义 用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的精加工方法。 2.研磨的加工效果 尺寸精度可达 IT3，表面粗糙度值可达 Ra0.008 μm，可获得极高的尺寸、形状精度和极小的表面粗糙度。 3.研磨的应用场景 量块、精密量具、精密轴类工件、套类工件内孔等高精度零件加工。 知识点5 研具与研磨剂 1.研具 •研具材料：硬度应比被研磨工件低，组织细致均匀，耐磨性和稳定性好，嵌存磨料性能好。常用材料有灰铸铁（应用广泛）、球墨铸铁（精密工件）、软钢（小型工件）、铜（研磨软钢类工件）。 •常用研具类型： ￮研磨平板：有槽平板用于粗研，光滑平板用于精研，主要研磨平面。 ￮研磨环：用于研磨轴类工件的外圆表面。 ￮研磨棒：有固定式和可调式两种，用于研磨套类工件的内孔。 2.研磨剂 •组成：由磨料、分散剂和辅助材料制成的混合剂。 •磨料：切削作用，常用刚玉类（碳素工具钢、合金钢等工件）、碳化硅类（硬质合金、陶瓷等工件）、金刚石磨料（硬度高，价格昂贵）。 •分散剂：稀释、润滑、冷却作用，常用煤油、机油、动物油、甘油、酒精、水等。 •辅助材料：混合脂，起乳化、润滑、吸附作用，促使工件表面生成氧化膜，提高加工效率，还可含着色剂、防腐剂、芳香剂。 知识点6 研具与研磨剂 1.平面研磨 •一般平面研磨：工件沿平板表面用直线形、直线摆动形、螺旋形、8 字形和仿 8 字形运动轨迹研磨，合理的运动轨迹可提高研磨效率、表面质量和研具寿命。 •狭窄平面研磨：采用直线形运动轨迹，用金属块做 “导靠” 防止工件倾斜和圆角；工件数量较多时，采用弓形夹夹持研磨，提高效率。 2.圆柱面研磨 •外圆柱面研磨：一般在车床或钻床上进行，工件旋转，推动研磨环沿轴线方向往复运动；转速：直径 <80 mm 时 100 r/min，直径> 100 mm 时 50 r/min；研磨环移动速度以出现 45° 交叉网纹为宜。 •内圆柱面研磨：将工件套在研磨棒上，研磨棒装夹在机床卡盘或钻夹头上转动，工件沿轴线方向往复运动；大尺寸内孔可垂直地面进行手工竖研。 3.圆锥面研磨 •研磨用研磨棒（环）工作部分长度为工件研磨长度的 1.5 倍，锥度与工件锥度相同；研磨棒螺旋槽方向与工件转动方向相反，旋转 4~5 圈后拔出再推入研磨，接近精度要求时取下研具，擦净后重新抛光。 4.研磨注意事项 1）压力与速度控制：压力大、速度快，研磨效率高；但压力过大、速度过快易导致工件表面粗糙、变形、划伤。硬工件或粗研磨可用较大压力、较慢速度；软工件或精研磨用较小压力、较快速度；研磨发热时应暂停，冷却后再继续。 2）清洁工作：研磨过程必须重视清洁，否则易造成工件表面拉毛、深痕报废；研磨后及时清洗工件并采取防锈措施。 【练习题】 一、单项选择题 1、刮削加工属于（ ）工艺，主要用于高精度工件表面精加工。 A、粗加工 B、半精加工 C、精加工 D、超精密加工 2、检验刮削表面接触精度的标准依据是（ ）范围内的研点数量。 A、15mm×15mm B、20mm×20mm C、25mm×25mm D、30mm×30mm 3、粗刮工序完成的标准是25mm×25mm方框内研点数量为（ ）。 A、3～4个 B、10～14个 C、15～20个 D、20个以上 4、常用于铸铁等黑色金属工件刮削检验的显示剂是（ ）。 A、普鲁士蓝油 B、红丹粉 C、机油 D、煤油 5、用于精密工件、有色金属工件刮削检验的显示剂是（ ）。 A、红丹粉 B、普鲁士蓝油 C、黄油 D、混合脂 6、精刮作业时，刮刀的楔角范围为（ ）。 A、90°～92.5° B、92.5°～95° C、95°～97.5° D、98°～100° 7、机械加工中，应用最广泛的研具材料是（ ）。 A、软钢 B、灰铸铁 C、铜 D、球墨铸铁 8、粗研磨平面工件时，应选用的研具是（ ）。 A、有槽研磨平板 B、光滑研磨平板 C、研磨环 D、研磨棒 9、研磨外圆柱面时，工件直径小于80mm，机床合理转速为（ ）。 A、50r/min B、100r/min C、150r/min D、200r/min 10、研磨加工可达到的最高尺寸精度等级为（ ）。 A、IT5 B、IT3 C、IT7 D、IT9 二、判断题 1、刮削加工精度高、表面质量好，生产效率高，适合大批量工件加工。（ ） 2、曲面刮刀主要用于刮削滑动轴承内孔等内曲面工件。（ ） 3、细刮工序需采用交叉短刮法，可有效改善工件表面不平缺陷。（ ） 4、刮花的作用仅为美化工件表面，无其他工艺作用。（ ） 5、研具的硬度必须高于被研磨工件的硬度，才能保证研磨效果。（ ） 6、可调式研磨棒主要用于加工精度要求较高、孔径有公差要求的内孔研磨。（ ） 7、研磨过程中压力越大、速度越快，工件表面加工质量越好。（ ） 8、合理的研磨运动轨迹可以提升工件表面质量和研具使用寿命。（ ） 三、名词解释 1、刮削 2、 研磨 3、 显示剂 4、 刮花 四、简答题 简述平面刮削的完整工艺工序、各工序操作要点及完工精度标准。 【答案】 一、单项选择题 1、C 2、C 3、A 4、B 5、B 6、C 7、B 8、A 9、B 10、B 二、判断题 1、× 2、√ 3、√ 4、× 5、× 6、√ 7、× 8、√ 三、名词解释 1、刮削：是利用刮刀刮除工件表面极薄金属薄层的精加工方法，可大幅提升工件表面精度、接触精度，改善工件配合性能，多用于高精度配合面加工。（6分） 2、研磨：是借助研磨工具和研磨剂，从工件表面研去一层极薄金属层的精密精加工方法，可获得极高的尺寸精度、形状精度和极低的表面粗糙度。（6分） 3、显示剂：是刮削加工中涂抹在工件或研具表面，用于显示工件表面高低不平接触点的辅助介质，可精准判断工件表面误差，指导刮削作业。（6分） 4、刮花：是精刮完成后，在工件平整表面刮出规则花纹的工艺操作，主要作用是储存润滑油、美化工件表面，同时可根据花纹磨损情况判断工件磨损程度。（6分） 四、简答题 平面刮削分为粗刮、细刮、精刮、刮花四道核心工序，各工序要点及精度标准如下： 1、粗刮 操作要点：采用连续推铲法，刀迹连成片状，去除工件表面余量、锈斑、机械加工刀痕；刮刀楔角90°～92.5°，刀刃平直。 精度标准：25mm×25mm方框内研点数量达到3～4个。 2、细刮 操作要点：采用短刮法，缩短刀迹，交叉方向反复刮削，修正工件表面不平缺陷；刮刀楔角92.5°～95°，刀刃圆弧半径较大。 精度标准：25mm×25mm方框内研点数量达到10～14个。 3、精刮 操作要点：刀迹细小均匀，落刀轻、起刀快，全程交叉刮削，逐步增加接触研点；刮刀楔角95°～97.5°，刀刃圆弧半径小，重点提升表面精度。 精度标准：工件表面研点细密均匀，满足高精度配合要求。 4、刮花 操作要点：在精加工后的平整表面，刮制斜纹花、鱼鳞花、半月花等规则花纹，纹路均匀规整。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $