机械加工实习

1、平面磨床：主要用于磨削工件平面的磨床。a.手摇磨床适用于较小尺寸及较高精度工件加工，可加工包括弧面、平面、槽等的各种异形工件。b.大水磨适用于较大工件的加工，加工精度不高，与手摇磨床相区别。金工实习课程金工实习课程 第第6章章 磨削加工磨削加工2012-06-28 10:59:33 来源：江都仙女镇成人中心校 浏览：2273次第6章 磨削加工6.1 磨工概述6.1.1 磨削加工简介磨削加工是机械制造中最常用的加工方法之一，它的应用范围很广，可以磨削难以切削的各种高硬超硬材料：可以磨削各种表面；可以用于荒加工（磨削钢坯、割浇冒口等）、粗加工、精加工和超精加工。磨削后工件磨削精度可达IT6-IT4

2、，表面粗糙度可以达到Ra0.025-0.8m。磨削比较容易实现生产过程自动化，在工业发达国家，磨床已占机床总数的25%左右，个别行业可达到40%50%。1、磨削加工的特点1）磨削属多刃、微刃切削 磨削用的砂轮是由许多细小坚硬的磨粒用结合剂黏结在一起经焙烧而成的疏松多孔体，如图1 所示。这些锋利的磨粒就像铣刀的切削刃，在砂轮高速旋转的条件下，切入零件表面，故磨削是一种多刃、微刃切削过程。2）加工尺寸精度高，表面粗糙度值低 磨削的切削厚度极薄，每个磨粒的切削厚度可小到微米，故磨削的尺寸精度可达IT6IT5，表面粗糙度Ra 值达0.8 m0.1 m。高精度磨削时，尺寸精度可超过IT5，表面粗糙度Ra

3、 值不大于0.012 m。3）加工材料广泛 由于磨料硬度极高，故磨削不仅可加工一般金属材料，如碳钢、铸铁等，还可加工一般刀具难以加工的高硬度材料，如淬火钢、各种切削刀具材料及硬质合金等。 图6-1 砂轮的组成砂轮 2已加工表面 3磨粒 4结合剂 5加工表面 6空隙 7待加工表面4）砂轮有自锐性 当作用在磨粒上的切削力超过磨粒的极限强度时，磨粒就会破碎，形成新的锋利棱角进行磨削；当此切削力超过结合剂的黏结强度时，钝化的磨粒就会自行脱落，使砂轮表面露出一层新鲜锋利的磨粒，从而使磨削加工能够继续进行。砂轮的这种自行推陈出新、保持自身锋利的性能称为自锐性。砂轮有自锐性可使砂轮连续进行加工，这是其他刀具

4、没有的特性。5） 磨削温度高 磨削过程中，由于切削速度很高，产生大量切削热，温度超过1000。同时，高温的磨屑在空气中发生氧化作用，产生火花。在如此高温下，将会使零件材料性能改变而影响质量。因此，为减少摩擦和迅速散热，降低磨削温度，及时冲走屑末，以保证零件表面质量，磨削时需使用大量切削液。6.2 磨床6.2.1 外圆磨床常用的外圆磨床分为普通外圆磨床和万能外圆磨床。在普通外圆磨床上可磨削零件的外圆柱面和外圆锥面；在万能外圆磨床上由于砂轮架、头架和工作台上都装有转盘，能回转一定的角度，且增加了内圆磨具附件，所以万能外圆磨床除可磨削外圆柱面和外圆锥面外，还可磨削内圆柱面、内圆锥面及端平面，故万能外

5、圆磨床较普通外圆磨床应用更广。 图6-2 M7120A 型平面磨床外形图1驱动工作台手轮 2磨头 3滑板 4横向进给手轮 5砂轮修整器6立柱 7行程挡块 8工作台 9垂直进给手轮 10床身6.2.2 平面磨床平面磨床主要用于磨削零件上的平面。平面磨床与其他磨床不同的是工作台上安装有电磁吸盘或其他夹具，用作装夹零件。图4为M7120A 型平面磨床外形图磨头2 沿滑板3 的水平导轨可作横向进给运动，这可由液压驱动或横向进给手轮4 操纵。滑板3 可沿立柱6 的导轨垂直移动，以调整磨头2 的高低位置及完成垂直进给运动，该运动也可操纵手轮9 实现。砂轮由装在磨头壳体内的电动机直接驱动旋转。6.3 砂轮的

6、安装、平衡及修整1、砂轮砂轮是磨削的切削工具。磨粒、结合剂和空隙是构成砂轮的三要素，如图1所示。1） 砂轮的特性及其选择表示砂轮的特性主要包括磨料、粒度、硬度、结合剂、组织、形状和尺寸等。磨料直接担负着切削工作，必须硬度高、耐热性好，还必须有锋利的棱边和一定的强度。常用磨料有刚玉类、碳化硅类和超硬磨料。常用的几种刚玉类、碳化硅类磨料的代号、特点及适用范围见表1。其余几种为铬刚玉（P A）、微晶刚玉（MA）、单晶刚玉（SA）、人造金刚石（SD）、立方氮化硼（CBN）棕刚玉A硬度高，韧性好，价格较低适合于磨削各种碳钢、合金钢和可锻铸铁等白刚玉WA比棕刚玉硬度高，韧性低，价格较高适合于加工淬火钢、高

7、速钢和高碳钢黑色碳化硅C硬度高，性脆而锋利，导热性好用于磨削铸铁、青铜等脆性材料及硬质合金刀具绿色碳化硅GC硬度比黑色碳化硅更高，导热性好主要用于加工硬质合金、宝石、陶瓷和玻璃等2.2 车床与车刀车床与车刀2.2.1 车床的用途车床的用途车床主要用于加工零件的各种回转表面，如内外圆柱表面，内外圆锥表面，成形回转表面和回转体的端面等，有些车床还能车削螺纹表面。由于大多数机器零件都具有回转表面，并且大部分需要用车床来加工，因此，车床是一般机器制造厂中应用最广泛的一类机床，约占机床总数的35%50%。在车床上，除使用车刀进行加工之外，还可以使用各种孔加工刀具（如钻头、铰刀、镗刀等）进行孔加工，或者使

8、用螺纹刀具（丝锥、板牙）进行内、外螺纹加工（1）前刀面 切削时，切屑流出所经过的表面。（2）主后刀面 切削时，与工件加工表面相对的表面。（3）副后刀面 切削时，与工件已加工表面相对的表面。（4）主切削刃 前刀面与主后刀面的交线。它可以是直线或曲线，担负着主要的切削工作。（5）副切削刃 前刀面与副后刀面的交线。一般只担负少量的切削工作。（6）刀尖 主切削刃与副切削刃的相交部分。刀尖是刀具切削部分工作条件最恶劣的部位。为了强化刀尖，常磨成圆弧形或成一小段直线称过渡刃。因此实际刀具的刀尖并非绝对尖锐，而是一小段曲线或直线，分别称为修圆刀尖和倒角刀尖。如图1-6所示。铣床是用铣刀进行切削加工的机床，它

9、的用途极为广泛。在铣床上采用不同类型的铣刀，配备万能分度头、回转工作台等附件。铣床工作时的主运动是主轴部件带动铣刀的旋转运动，进给运动是由工作台在三个互相垂直方向的直线运动来实现的。由于铣床上使用的是多齿刀具，切削过程中存在冲击和振动，这就要求铣床在结构上应具有较高的静刚度和动刚度。铣床的类型很多，主要类型有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、工作台不升降铣床、龙门铣床、工具铣床；此外，还有仿形铣床、仪表铣床和各种专门化铣床(如键槽铣床、曲轴铣床)等。随着机床数控技术的发展，数控铣床、镗铣加工中心的应用也越来越普遍。铣刀为多齿回转刀具，其每一个刀齿都相当于一把车刀固定在铣刀的回转面上。铣刀刀齿的几

10、何角度和切削过程，铣刀为多齿回转刀具，其每一个刀齿都相当于一把车刀固定在铣刀的回转面上。铣刀刀齿的几何角度和切削过程，都与车刀或刨刀基本相同。铣刀的类型很多，结构不一，应用范围很广，是金属切削刀具中种类最多的刀具之一。都与车刀或刨刀基本相同。铣刀的类型很多，结构不一，应用范围很广，是金属切削刀具中种类最多的刀具之一。铣刀按其用途可分为加工平面用铣刀、加工沟槽用铣刀、加工成形面用铣刀等类型。通用规格的铣刀已标准化，一铣刀按其用途可分为加工平面用铣刀、加工沟槽用铣刀、加工成形面用铣刀等类型。通用规格的铣刀已标准化，一般均由专业工具厂制造。以下介绍几种常用铣刀的特点及适用范围。般均由专业工具厂制造。

11、以下介绍几种常用铣刀的特点及适用范围。（1）圆柱铣刀）圆柱铣刀 如图如图2-16a所示，圆柱铣刀一般都是用高速钢整体制造，直线或螺旋线切削刃分布在圆周表面上，所示，圆柱铣刀一般都是用高速钢整体制造，直线或螺旋线切削刃分布在圆周表面上，没有副切削刃。螺旋形的刀齿切削时是逐渐切入和脱离工件的，所以切削过程较平稳主要用于卧式铣床铣削宽度小没有副切削刃。螺旋形的刀齿切削时是逐渐切入和脱离工件的，所以切削过程较平稳主要用于卧式铣床铣削宽度小于铣刀长度的狭长平面。于铣刀长度的狭长平面。（2）面铣刀）面铣刀(端铣刀端铣刀) 如图如图2-16b所示，面铣刀主切削刃分布在圆柱或圆锥面上，端面切削刃为副切削刃。按

12、刀齿所示，面铣刀主切削刃分布在圆柱或圆锥面上，端面切削刃为副切削刃。按刀齿材料可分为高速钢和硬质合金两大类，多制成套式镶齿结构。镶齿面铣刀刀盘直径一般为材料可分为高速钢和硬质合金两大类，多制成套式镶齿结构。镶齿面铣刀刀盘直径一般为75 mm300 mm，最大，最大可达可达600 mm，主要用在立式或卧式铣床上铣削台阶面和平面，特别适合较大平面的铣削加工。用面铣刀加工平面，主要用在立式或卧式铣床上铣削台阶面和平面，特别适合较大平面的铣削加工。用面铣刀加工平面，同时参加切削刀齿较多，又有副切削刃的修光作用，使加工表面粗糙度值小。硬质合金镶齿面铣刀可实现高速切削同时参加切削刀齿较多，又有副切削刃的修

13、光作用，使加工表面粗糙度值小。硬质合金镶齿面铣刀可实现高速切削(100 mmin150 mmin)，生产效率高，应用广泛。，生产效率高，应用广泛。（3）立铣刀）立铣刀 如图如图2-16c、d、e、h、o所示，立铣刀一般有所示，立铣刀一般有34个刀齿组成，圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面个刀齿组成，圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分布着副切削刃，工作时只能沿着刀具的径向进给，不能沿着铣刀轴线方向作进给运动。它主要用于铣削凹槽、上分布着副切削刃，工作时只能沿着刀具的径向进给，不能沿着铣刀轴线方向作进给运动。它主要用于铣削凹槽、台阶面和小平面，还可以利用靠模铣削成形表面。台阶面和小平面，还可以利用

14、靠模铣削成形表面。（4）三面刃铣刀）三面刃铣刀 三面刃铣刀可分为直齿三面刃和错齿三面刃，它主要用在卧式铣床上铣削台阶面和凹槽。如图三面刃铣刀可分为直齿三面刃和错齿三面刃，它主要用在卧式铣床上铣削台阶面和凹槽。如图2-16f所示，三面刃铣刀除圆周具有主切削刃外，两侧面也有副切削刃，从而改善了两端面切削条件，提高了切削效所示，三面刃铣刀除圆周具有主切削刃外，两侧面也有副切削刃，从而改善了两端面切削条件，提高了切削效率，减小了表面粗糙度值。错齿三面刃铣刀，圆周上刀齿呈左右交错分布，和直齿三面刃铣刀相比，它切削较平稳、率，减小了表面粗糙度值。错齿三面刃铣刀，圆周上刀齿呈左右交错分布，和直齿三面刃铣刀相

15、比，它切削较平稳、切削力小、排屑容易，故应用较广。切削力小、排屑容易，故应用较广。（5）锯片铣刀）锯片铣刀 如图如图216g所示，锯片铣刀很薄，只有圆周上有刀齿，侧面无切削刃，用于铣削窄槽和切断工件。所示，锯片铣刀很薄，只有圆周上有刀齿，侧面无切削刃，用于铣削窄槽和切断工件。为了减小摩擦和避免夹刀，其厚度由边缘向中心减薄，使两侧面形成副偏角。为了减小摩擦和避免夹刀，其厚度由边缘向中心减薄，使两侧面形成副偏角。（6）键槽铣刀）键槽铣刀 如图如图2-16i、j所示，它的外形与立铣刀相似，不同的是它在圆周上只有两个螺旋刀齿，其端面刀齿所示，它的外形与立铣刀相似，不同的是它在圆周上只有两个螺旋刀齿，其

16、端面刀齿的刀刃延伸至中心，因此在铣两端不通的键槽时，可作适量的轴向进给。它主要用于加工圆头封闭键槽。铣削加工的刀刃延伸至中心，因此在铣两端不通的键槽时，可作适量的轴向进给。它主要用于加工圆头封闭键槽。铣削加工时，先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。时，先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。.6 其他类型机床其他类型机床2.6.1 钻床钻床钻床类机床属于孔加工机床，主要用钻头钻削精度要求不太高的孔，利用扩孔钻、铰刀锪钻、丝锥还可以完成扩孔、铰孔、锪孔、攻丝等工作，如图2-24所示。 图图224 钻床的加工方法钻床的加工方法钻床的主要类型有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床和专门化

17、钻床（如深孔钻床、中心钻床等）。1. 台式钻床台式钻床 如图2-25所示为钻孔直径16mm的小型钻床。主轴转速很高，其变速是通过改变三角带在塔形带轮上的位置来实现，以保持主轴运转平稳。主轴与工作台面保持垂直。进给运动为手动。主轴箱可沿立柱调整位置，以适应工件不同高度。台式钻床主要用于电器、仪表工业及一般机械制造中的钳工、装配。2. 立式钻床立式钻床 如图2-26所示为立式钻床外形图。变速箱3和进给箱4内布置有变速装置和操纵机构，主轴旋转通过单速电动机经齿轮分级变速机构传动，旋转方向由电机正反转实现，同时主轴随同主轴套筒在主轴箱中作直线移动。进给箱右侧的操纵手柄，可使主轴与电机接通或断开，也可实

18、现手动进给或主轴快速升降。进给操纵机构具有定程切削装置，可使钻头钻至预定深度时，停止机动进给，或攻完丝后，使丝锥自动反转退出。工作台和进给箱均可沿立柱方形导轨上下移动，调整位置，以适应工件不同高度。加工时，为使主轴轴线与被加工孔中心线重合，必须移动工件，因为主轴在水平面的位置是不变的。因此，立式钻床适用于中、小型工件的加工，且加工孔数不易过多。钻床的主参数是最大钻孔直径。立式钻床有18mm，25mm，35mm，40mm，50，63mm，80mm等多种规格。 图图225 台式钻床台式钻床1-皮带罩 2-主轴箱 3-主轴 4-工作台 5-底座6-立柱 7-进给手柄 8-锁紧手柄 9-电机 图图22

19、6 立式钻床立式钻床1-底座 2-立柱 3-变速箱 4-进给箱 5-主轴 6-工作台3. 摇臂钻床摇臂钻床 如图2-27为摇臂钻床外形图。立柱为双层结构，内立柱2安装于底座上，外立柱3可绕内立柱转动，并可带动摇臂5摆动，安装在摇臂5上的主轴箱可沿摇臂水平导轨移动，这样可将主轴调整到加工范围内的任意位置，便于加工大型和多孔工件。摇臂5可通过液压夹紧机构夹紧在外立柱3上，以固定其上下位置，也可在摇臂升降丝杠的作用下，沿外立柱3轴向上下移动，以调整主轴箱和主轴的位置。摇臂钻床的工作运动有主轴的旋转运动和主轴的轴向进给运动，辅助运动有主轴箱沿摇臂的水平移动、摇臂的升降运动和摇臂的回转运动 图图227

20、摇臂钻床外形摇臂钻床外形1-底座 2-内立柱 3-外立柱 4-摇臂升降丝杠 5-摇臂 6-主轴箱 7-主轴 8-工作台4. 麻花钻麻花钻 钻孔最常用的刀具是麻花钻，用麻花钻钻孔的尺寸精度为IT13IT11，表面粗糙度Ra值为50m12.5m，属于粗加工。钻孔主要用于质量要求不高的孔的终加工，例如螺栓孔、油孔等，也可作为质量要求较高孔的预加工。麻花钻由工具厂专业生产，其常备规格为0.1 mm80mm。麻花钻的结构主要由柄部、颈部及工作部分组成，见图1-28所示。 柄部是钻头的夹持部分，用以传递扭矩和轴向力。柄部有直柄和锥柄两种形式，钻头直径小于12mm时制成直柄，见图2-28（b）；钻头直径大于

21、12mm时制成莫氏锥度的圆锥柄，见图2-28（a）。锥柄后端的扁尾可插入钻床主轴的长方孔中，以传递较大的扭矩。颈部是柄部和工作部分的连接部分，是磨削柄部时砂轮的退刀槽，也是打印商标和钻头规格的地方。直柄钻头一般不制有颈部。钻头的工作部分包括切削部分和导向部分。切削部分担负主要切削工作，如图2-28（c）所示，切削部分由两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃及两个前刀面和两个后刀面组成。螺旋槽的一部分为前刀面，钻头的顶锥面为主后刀面。导向部分的作用是当切削部分切入工件后起导向作用，也是切削部分的后备部分。导向部分有两条螺旋槽和两条棱边，螺旋槽起排屑和输送切削液作用，棱边起导向、修光孔壁作用。导向部

22、分有微小的倒锥度，即从切削部分向柄部每100mm长度上钻头直径do减少0.03 mm0.12mm，以减少与孔壁的摩擦。麻花钻的主要几何角度有顶角2，螺旋角，前角o，后角o和横刃斜角等。这些几何角度对钻削加工的性能、切削力大小，排屑情况等都有直接的影响，使用时要根据不同加工材料和切削要求来选取。麻花钻虽然是孔加工的主要刀具，长期以来一直被广泛使用，但是由于麻花钻在结构上存在着比较严重的缺陷，致使钻孔的质量和生产率受到很大影响，这主要表现在：（1）钻头主切削刃上各点的前角变化很大，钻孔时，外缘处的切削速度最大，而该处的前角最大，刀刃强度最薄弱，因此钻头在外缘处的磨损特别严重。（2）钻头横刃较长，横

23、刃及其附近的前角为负值，达5560。钻孔时，横刃处于挤刮状态，进给力较大。同时横刃过长，不利于钻头定心，易产生引偏，致使加工孔的孔径增大，孔不圆或孔的轴线歪斜等。（3）钻削加工过程是半封闭加工。钻孔时，主切削刃全长同时参加切削，切削刃长，切屑宽，而各点切屑的流出方向和速度各异，切屑呈螺卷状，而容屑槽又受钻头本身尺寸的限制，因而排屑困难，切削液也不易注入切削区域，冷却和散热不良，大大降低了钻头的使用寿命。针对标准高速钢麻花钻存在的缺陷，在实践中采取多种措施修磨麻花钻的结构。如修磨横刃，减少横刃长度，增大横刃前角，减小轴向受力状况；修磨前刀面，增大钻芯处前角；修磨主切削刃，改善散热条件；在主切削刃

24、后面磨出分屑槽，利于排屑和切削液注入，改善切削条件；等等。用麻花钻综合修磨而成的新型钻头，即“群钻”。图2-29是标准型群钻结构，适合于钻削碳素钢和低合金钢。其修磨主要特征为：span style=mso-ignore:vglayout; ;z-index:1;margin-left:0px;margin-top:0px;width:263px; height:293px （1）将横刃磨短、磨低，改善横刃处切削条件。（2）将靠近钻心附近主刃修磨成一段顶角较大的内直刃和一段圆弧刃,以增大该段切削刃前角。同时，对称的圆弧刃在钻削过程中起到定心及分屑作用。（3）在外直刃上磨出分屑槽，改善断屑、排屑情

25、况。经过综合修磨而成的群钻，切削性能显著改善。钻削进给力比标准麻花钻下降3550%，转矩降低1030，切削轻快省力；改善了散热、断屑及冷却润滑条件，耐用度比标准麻花钻提高了35倍；另外，生产率、加工精度、表面质量都有所提高。5. 扩孔钻扩孔钻 用扩孔钻对工件上已钻出、铸出或锻出的孔进行扩大加工，可在一定程度上校正原孔轴线的偏斜，扩孔的精度可达IT10IT9，表面粗糙的Ra值可达6.3m3.2m，属于半精加工。扩孔常用作铰孔前的预加工，对于质量要求不高的孔，扩孔也可作孔加工的最终工序。扩孔用的扩孔钻结构型式分为带柄和套式两类。如图2-30所示，带柄的扩孔钻由工作部分及柄部组成；套式扩孔钻由工作部分及1:30锥孔组成。扩孔钻与麻花钻相比，容屑槽浅窄，可在刀体上做出34个切削刃，所以可提高生产率。同时，切削刃增多，棱带也增多，使扩孔钻的导向作用提高了，切削较稳定。此外，扩孔钻没有横刃，钻芯粗大，进给力小，刚性较好，可采用较大的进给量。选用扩孔钻时应根据被加工孔及机床夹持部分的型式，选用相应直径及型式的扩孔钻。通常直柄扩孔钻与适用范围为d=3 m