外圓表面是軸類零件的主要表面，因此要能合理地制訂軸類零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，首先應(yīng)了解外圓表面的各種加工方法和加工方案。本章主要介紹常用的幾種外圓加工方法和常用的外圓加工方案。

　　一、外圓表面的車削加工

　　根據(jù)毛坯的制造精度和工件Z終加工要求，外圓車削一般可分為粗車、半精車、精車、精細(xì)車。

　　粗車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IT11~IT13 ，表面粗糙度Ra50~12.5 μ m 。

　　半精車的尺寸精度可達(dá) IT8~IT10 ，表面粗糙度 Ra6.3~3.2 μ m 。半精車可作為中等精度表面的終加工，也可作為磨削或精加工的預(yù)加工。

　　精車后的尺寸精度可達(dá) IT7~IT8 ，表面粗糙度 Ra1.6~0.8 μ m 。

　　精細(xì)車后的尺寸精度可達(dá) IT6~IT7 ，表面粗糙度 Ra0.4~0.025 μ m 。精細(xì)車尤其適合于有色金屬加工，有色金屬一般不宜采用磨削，所以常用精細(xì)車代替磨削。

　　二、外圓表面的磨削加工

　　磨削是外圓表面精加工的主要方法之一。它既可加工淬硬后的表面，又可加工未經(jīng)淬火的表面。

　　根據(jù)磨削時(shí)工件定位方式的不同，外圓磨削可分為：中心磨削和無(wú)心磨削兩大類。

　　（一）中心磨削

　　中心磨削即普通的外圓磨削，被磨削的工件由中心孔定位，在外圓磨床或萬(wàn)能外圓磨床上加工。磨削后工件尺寸精度可達(dá) IT6~IT8 ，表面粗糙度 Ra0.8~0.1 μ m 。按進(jìn)給方式不同分為縱向進(jìn)給磨削法和橫向進(jìn)給磨削法。

　　1 ．縱向進(jìn)給磨削法（縱向磨法）

　　如圖 6-2 所示，砂輪高速旋轉(zhuǎn)，工件裝在前后頂尖上，工件旋轉(zhuǎn)并和工作臺(tái)一起縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

　　2 ．橫向進(jìn)給磨削法（切入磨法）

　　如圖 6-3 所示，此種磨削法沒(méi)有縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，砂輪以慢速作連續(xù)的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)，也能進(jìn)行成形磨削。但橫向磨削力較大，磨削溫度高，要求機(jī)床、工件有足夠的剛度，故適合磨削短而粗，剛性好的工件；加工精度低于縱向磨法。

　　（二）無(wú)心磨削

　　無(wú)心磨削是一種高生產(chǎn)率的精加工方法，以被磨削的外圓本身作為定位基準(zhǔn)。目前無(wú)心磨削的方式主要有：貫穿法和切入法。

　　如圖 6-4 所示為外圓貫穿磨法的原理。

 　　工件處于磨輪和導(dǎo)輪之間，下面用支承板支承。磨輪軸線水平放置，導(dǎo)輪軸線傾斜一個(gè)不大的 λ 角。這樣導(dǎo)輪的圓周速度 υ 導(dǎo) 可以分解為帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的 υ 工 和使工件軸向進(jìn)給的分量 υ 縱 。

如圖 6-5 為切入磨削法磨削的原理。導(dǎo)輪 3 帶動(dòng)工件 2 旋轉(zhuǎn)并壓向磨輪 1 。加工時(shí)，工件和導(dǎo)輪及支承板一起向砂輪作橫向進(jìn)給。磨削結(jié)束后，導(dǎo)輪后退，取下工件。導(dǎo)輪的軸線與砂輪的軸線平行或相交成很小的角度（ 0.5~1 o ），此角度大小能使工件與擋鐵 4 （限制工件軸向位置）很好地貼住即可。

　　無(wú)心磨削時(shí)，必須滿足下列條件：

　　1 ．由于導(dǎo)輪傾斜了一個(gè) λ角度，為了保證切削平穩(wěn)，導(dǎo)輪與工件必須保持線接觸，為此導(dǎo)輪表面應(yīng)修整成雙曲線回轉(zhuǎn)體形狀。

　　2 ．導(dǎo)輪材料的摩擦系數(shù)應(yīng)大于砂輪材料的磨擦系數(shù)；砂輪與導(dǎo)輪同向旋轉(zhuǎn)，且砂輪的速度應(yīng)大于導(dǎo)輪的速度；支承板的傾斜方向應(yīng)有助于工件緊貼在導(dǎo)輪上。

　　3 ．為了保證工件的圓度要求，工件中心應(yīng)高出砂輪和導(dǎo)輪中心連線。高出數(shù)值 H 與工件直徑有關(guān)。當(dāng)工件直徑 d 工 =8 ～ 30mm 時(shí)， H ≈ d 工 /3 ；當(dāng) d 工 =30 ～ 70mm 時(shí)， H ≈ d 工 /4 。

　　4 、導(dǎo)輪傾斜一個(gè) λ 角度。如圖 6-4 ，當(dāng)導(dǎo)輪以速度 v 導(dǎo) 旋轉(zhuǎn)時(shí)，可分解為：

　　v 工 =v 導(dǎo) · cos λ ; v 縱 =v 導(dǎo) · sin λ

　　粗磨時(shí)， λ 取 3 ° ～ 6 ° ；精磨時(shí)， λ 取 1 ° ～ 3 ° 。

　　無(wú)心磨削時(shí)，工件尺寸精度可達(dá) IT6-IT7 ，表面粗糙度 Ra0.8-0.2um.

　　（三）外圓磨削的質(zhì)量分析

　　在磨削過(guò)程中，由于有多種因素的影響，零件表面容易產(chǎn)生各種缺陷。常見(jiàn)的缺陷及解決措施分析如下：

　　1 ．多角形 在零件表面沿母線方向存在一條條等距的直線痕跡，其深度小于 0.5 μ m ，如圖6-6 所示。

　　產(chǎn)生原因主要是由于砂輪與工件沿徑向產(chǎn)生周期性振動(dòng)所致。如砂輪或電動(dòng)機(jī)不平衡；軸承剛性差或間隙 太大 ；工件中心孔與頂尖接觸不良；砂輪磨損不均勻等。消除振動(dòng)的措施，如仔細(xì)地平衡砂輪和電動(dòng)機(jī)；改善中心孔和頂尖的接觸情況；及時(shí)修整砂輪；調(diào)整軸承間隙等。

　　2 ．螺旋形 磨削后的工件表面呈現(xiàn)一條很深的螺旋痕跡，痕跡的間距等于工件每轉(zhuǎn)的縱向進(jìn)給量。如圖 6-7 所示。

　　產(chǎn)生原因主要是砂輪微刃的等高性破壞或砂輪與工件局部接觸。如砂輪母線與工件母線不平行；頭架、尾座剛性不等；砂輪主軸剛性差。消除的措施，修正砂輪，保持微刃等高性；調(diào)整軸承間隙；保持主軸的位置精度；砂輪兩邊修磨成能成臺(tái)肩形或倒圓角，使砂輪兩端不參加切削；工件臺(tái)潤(rùn)滑油要合適，同時(shí)應(yīng)有卸載裝置；使導(dǎo)軌潤(rùn)滑為低壓供油。

　　3 ．拉毛（劃傷或劃痕） 常見(jiàn)的工件表面拉毛現(xiàn)象如圖 6-8 所示。

　　產(chǎn)生原因主要是磨粒自銳性過(guò)強(qiáng)；切削液不清潔；砂輪罩上磨屑落在砂輪與工件之間等。消除拉毛的措施，選擇硬度稍高一些的砂輪；砂輪修整后用切削液和毛刷清洗；對(duì)切削液進(jìn)行過(guò)濾；清理砂輪罩上的磨屑等。

　　4 ．燒傷 可分為螺旋形燒傷和點(diǎn)燒傷，如圖 6-9 所示。

　　燒傷的原因主要是由于磨削高溫的作用，使工件表層金相組織發(fā)生變化，因而使工件表面硬度發(fā)生明顯變化。消除燒傷的措施，降低砂輪硬度；減小磨削深度；適當(dāng)提高工件轉(zhuǎn)速；減少砂輪與工件接觸面積；及時(shí)修正砂輪；進(jìn)行充分冷卻等。

　　三、外圓表面的精密加工

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)工件和加工精度和表面質(zhì)量要求也越來(lái)越高。因此在外圓表面精加工后，往往還要進(jìn)行精密加工。外圓表面的精密加工方法常用的有高精度磨削、超精度加工、研磨和滾壓加工等。

　　高精度磨削

　　使軸的表面粗糙度值在 Ra0.16 μ m 以下的磨削工藝稱為高精度磨削，它包括精度磨削（ Ra0.6-0.06 μ m ）、超精密磨削（ Ra0.04-0.02 μ m ）和鏡面磨削（ Ra