第七章第三节

1、主要内容：主要内容：车削加工的特点及应用车削加工的特点及应用钻削与镗削加工的特点及钻削与镗削加工的特点及应用应用刨削与拉削加工的特点及刨削与拉削加工的特点及应用应用铣削加工的特点及应用铣削加工的特点及应用磨削加工机理、特点及应用磨削加工机理、特点及应用7.3 常用金属切削加工方法常用金属切削加工方法 主要问题：主要问题：1.1.车床上工件的安装方法？车床上工件的安装方法？2.2.车削加工的工艺特点？车削加工的工艺特点？3.3.车床上能完成哪些工作？车床上能完成哪些工作？4.4.车削细长轴时应注意什么问题？车削细长轴时应注意什么问题？5.5.车床上钻孔与镗床上镗孔有何不同？车床上钻孔与镗床上镗孔

2、有何不同？7.3.1 车削加工车削加工 1.成形原理成形原理车削车削：利用：利用工件的旋转运动工件的旋转运动和和刀具的直线运动刀具的直线运动来加工工件来加工工件 的切削加工方法。的切削加工方法。工作运动工作运动主运动主运动工件旋转工件旋转进给运动进给运动刀具的纵向或横向运动刀具的纵向或横向运动成形原理成形原理： 以以刀具进给运动的轨迹刀具进给运动的轨迹作母线作母线，绕车床的回转轴线绕车床的回转轴线旋转旋转而形成的表面。而形成的表面。 车削适宜于各种车削适宜于各种回转体表面回转体表面的加工的加工。内孔车刀内孔车刀外圆车刀外圆车刀端面车刀（外、内）端面车刀（外、内）切断刀切断刀左偏左偏对称对称右偏

3、右偏安装安装：指工件：指工件从定位到夹紧从定位到夹紧的整个过程。的整个过程。 正确的安装是保证工件加工精度的重要条件。正确的安装是保证工件加工精度的重要条件。 安装方法要根据安装方法要根据工件的形状工件的形状、尺寸尺寸、加工精度要求加工精度要求以及以及加工批量加工批量等选择。等选择。 l 安装的两个安装的两个含义含义：定位和夹紧：定位和夹紧定位定位：在加工前，使工件在机床：在加工前，使工件在机床工作台或夹具上工作台或夹具上 占据正确的位置占据正确的位置，这个过程称为定位。，这个过程称为定位。夹紧夹紧：工件定位后，将：工件定位后，将工件固定工件固定使其使其在加工过程中在加工过程中 保持定位保持定

4、位位置不变，这个过程称为夹紧。位置不变，这个过程称为夹紧。（1 1）三爪卡盘安装）三爪卡盘安装 分分正爪正爪和和反爪反爪。工件直径太大不能用正爪夹紧，用反爪。工件直径太大不能用正爪夹紧，用反爪。特点及应用特点及应用：能自动定心能自动定心，使用方便，安装效率高；，使用方便，安装效率高；可保证可保证一次装夹各加工表面间位置精度一次装夹各加工表面间位置精度，定位精度低；，定位精度低；夹紧力较小夹紧力较小，只适用于，只适用于中小型规则工件的装夹中小型规则工件的装夹。用三爪卡盘安装工件的几种方式用三爪卡盘安装工件的几种方式（2 2）四爪卡盘安装）四爪卡盘安装 四个卡爪互不相关，可单独调整。四个卡爪互不相

5、关，可单独调整。特点及应用：特点及应用：夹紧力大夹紧力大，不能自动定心不能自动定心，装夹时需对工件进行校正。，装夹时需对工件进行校正。用于用于装夹毛坯、形状不规则的工件或较重的工件装夹毛坯、形状不规则的工件或较重的工件。 （a a）四爪卡盘）四爪卡盘 （b b）百分表校正）百分表校正百分表找正，使工百分表找正，使工件回转中心与车床件回转中心与车床主轴中心对齐主轴中心对齐 （3 3）用花盘安装）用花盘安装 花盘上有花盘上有几条狭长的通槽几条狭长的通槽，用以安插螺栓，将工件，用以安插螺栓，将工件或其它附件（如角铁、弯板）紧固在花盘上。或其它附件（如角铁、弯板）紧固在花盘上。应用应用：用于用于外形复

6、杂和不规则的工件外形复杂和不规则的工件安装。但需校正工件，安装。但需校正工件， 同时要同时要加配重，以防止回转时由于不平衡而产生振动。加配重，以防止回转时由于不平衡而产生振动。在花盘上用弯板安装工件在花盘上用弯板安装工件在花盘上安装零件在花盘上安装零件 （4 4）双顶尖安装）双顶尖安装用双顶尖安装火车曲轴用双顶尖安装火车曲轴 用顶尖、卡箍、拨盘安装工件。用顶尖、卡箍、拨盘安装工件。特点特点：利用工件两端利用工件两端中心孔作为定位基准中心孔作为定位基准，保证在多次安装中所，保证在多次安装中所 加工的各回转面间的加工的各回转面间的同轴度同轴度。应用应用：特别适于需经过特别适于需经过多次装夹或工序较

7、多的轴类零件多次装夹或工序较多的轴类零件。 （5 5）心轴安装）心轴安装 应用应用：用于用于同轴度和垂直度等同轴度和垂直度等位置精度要求较高的盘套位置精度要求较高的盘套类零件类零件。锥度心轴锥度心轴：锥度为：锥度为1:20001:5000，靠摩擦力固紧，装卸，靠摩擦力固紧，装卸方便，方便，对中准确对中准确，但不能承受较大的切削力。多用于，但不能承受较大的切削力。多用于精加工盘套类零件精加工盘套类零件。圆柱心轴圆柱心轴：定心准确度比锥度定心准确度比锥度心轴差心轴差，夹紧力较大夹紧力较大，对，对工件两端面与内孔的垂直工件两端面与内孔的垂直度要求比较高，以免当螺度要求比较高，以免当螺母拧紧时，心轴弯

8、曲变形。母拧紧时，心轴弯曲变形。可胀心轴可胀心轴：靠胀套的弹性变靠胀套的弹性变形产生的力来紧固工件，形产生的力来紧固工件，既既定心又夹紧定心又夹紧，夹紧力，夹紧力比锥度心轴大，但定位比锥度心轴大，但定位精度比锥度心轴低。精度比锥度心轴低。（6 6）中心架和跟刀架）中心架和跟刀架 加工细长轴加工细长轴时，为时，为防止轴受到径向力而产生弯曲变形防止轴受到径向力而产生弯曲变形，往往往往附加中心架或跟刀架附加中心架或跟刀架来解决。来解决。应用应用：中心架中心架可用于长轴的外圆、端面及内孔的加工。可用于长轴的外圆、端面及内孔的加工。 跟刀架跟刀架多用于加工细长轴。其作用是平衡切削力，增强多用于加工细长轴

9、。其作用是平衡切削力，增强工件刚度，减小工件弯曲。工件刚度，减小工件弯曲。（1）易保证轴、盘套等类零件加工表面间的位置精度易保证轴、盘套等类零件加工表面间的位置精度。 例如：利用前后顶尖安装工件，回转轴线是两例如：利用前后顶尖安装工件，回转轴线是两顶尖的中心连线。顶尖的中心连线。 车端面时，横溜板与轴线垂直，保证了零件端车端面时，横溜板与轴线垂直，保证了零件端面与轴线的垂直度。面与轴线的垂直度。 （2）切削过程较平稳，生产率高，应用广泛。切削过程较平稳，生产率高，应用广泛。 车削避免了惯性力与冲击力，允许采用较大的车削避免了惯性力与冲击力，允许采用较大的切削用量，提高生产率。切削用量，提高生产

10、率。（3）刀具简单刀具简单 车刀只有一个主切削刃，制造、刃磨和安装均较方便。车刀只有一个主切削刃，制造、刃磨和安装均较方便。 在车床上完成的工作主要有在车床上完成的工作主要有： 加工内外加工内外圆柱面圆柱面、圆锥面圆锥面、螺纹螺纹、成形面成形面、端面端面、沟槽沟槽、切断切断、滚花滚花等。等。常用于加工常用于加工各种回转表面各种回转表面 ， 尺寸精度可达尺寸精度可达IT7IT6 表面粗糙度表面粗糙度Ra值可达值可达1.60.8m 1 1）车外圆）车外圆分类分类粗车粗车半精车半精车精车精车切削切削用量用量ap大大 参 数 介 于参 数 介 于二者之间；二者之间； 用于精度要用于精度要求高、工艺求高

11、、工艺过程复杂的过程复杂的零件。零件。很小很小f较大较大很小很小v低低高速或低速高速或低速刀具刀具角度角度o小小大大o小小大大s负负正正加工加工质量质量精度精度IT13IT11 IT10IT9IT8IT6Ra(m)2512.56.33.21.60.8车外圆车外圆细长轴的车削细长轴的车削u 存在问题存在问题： 刚性差，切削过程中易产生刚性差，切削过程中易产生弹性弯曲变形弹性弯曲变形，加工出，加工出的工件呈的工件呈腰鼓形腰鼓形。顶尖安装，配合中心架顶尖安装，配合中心架或跟刀架附加支承，提或跟刀架附加支承，提高细长轴的刚度。高细长轴的刚度。采用主偏角采用主偏角kr=900的偏刀，的偏刀，减小背向力减

12、小背向力Fp。采用较小的背吃刀量，采用较小的背吃刀量，降低降低Fp。u为保证质量，应采取的措施为保证质量，应采取的措施：用中心架支承车削细长轴用中心架支承车削细长轴 提示提示： 车床上车孔的精度比车外圆低，可达车床上车孔的精度比车外圆低，可达IT7，Ra1.60.8m。只只能保证孔本身的尺寸精度，不能保证位置精度能保证孔本身的尺寸精度，不能保证位置精度。当零件上需加工若。当零件上需加工若干个有相互位置精度要求的孔时，需在镗床上镗孔。干个有相互位置精度要求的孔时，需在镗床上镗孔。用内圆车刀，扩大孔直径，提高加工精度和表面质量。用内圆车刀，扩大孔直径，提高加工精度和表面质量。 车通孔车通孔 车盲孔

13、车盲孔 车台阶孔车台阶孔 车槽车槽 车内凹槽车内凹槽 kr=45700 kr900 kr9002 2）车孔（内圆）车孔（内圆）3）车端平面）车端平面 弯头刀车端面，弯头刀车端面，可采用较大背可采用较大背吃刀量，切削吃刀量，切削顺利，表面光顺利，表面光洁，大小平面洁，大小平面均可车削。均可车削。 90右偏刀从外右偏刀从外向各中心进给车向各中心进给车端面，适于车削端面，适于车削尺寸较小端面或尺寸较小端面或一般台肩端面一般台肩端面 。90右偏刀从中右偏刀从中心向外进给车端心向外进给车端面，适宜车削中面，适宜车削中心带孔的端面或心带孔的端面或一般的台肩端面。一般的台肩端面。 左偏刀车端面，左偏刀车端面

14、，刀头强度较好刀头强度较好适宜车削较大适宜车削较大平面，尤其是平面，尤其是铸件或锻件的铸件或锻件的大平面。大平面。 4 4）车锥面）车锥面特点特点：操作简单；操作简单；能加工各种锥度的内、外圆锥面；能加工各种锥度的内、外圆锥面；受小溜板行程限制，不能车太长锥面。受小溜板行程限制，不能车太长锥面。小溜板只能手动进给，锥面的粗糙度难小溜板只能手动进给，锥面的粗糙度难以控制。以控制。应用应用：适于单件或小批生产。：适于单件或小批生产。l小滑板转位法小滑板转位法Ddl 松开小溜板上的紧固螺钉，使小溜板转松开小溜板上的紧固螺钉，使小溜板转过半锥角；拧紧螺钉后，转动小溜板手柄，过半锥角；拧紧螺钉后，转动小

15、溜板手柄，车刀沿斜向进给，车出圆锥面。车刀沿斜向进给，车出圆锥面。l偏移尾座法偏移尾座法特点特点：车削较长的圆锥面车削较长的圆锥面，并能自动进给，并能自动进给，Ra值比小拖板旋转法小。值比小拖板旋转法小。应用应用：受到尾部偏移量的限制，只能加工小锥度外锥面。：受到尾部偏移量的限制，只能加工小锥度外锥面。 （1 1）将尾座带动顶尖横向偏移距离）将尾座带动顶尖横向偏移距离S S，使安装在两顶尖间，使安装在两顶尖间的工件回转轴线与主轴轴线成半锥角。的工件回转轴线与主轴轴线成半锥角。 （2 2）车刀作纵向进给，车出的回转体母线与回转体中心线）车刀作纵向进给，车出的回转体母线与回转体中心线成斜角，形成圆

16、锥面。成斜角，形成圆锥面。l 宽刀法宽刀法特点特点：方便、迅速，能加工任意角度：方便、迅速，能加工任意角度的内、外锥面。切削力大，易的内、外锥面。切削力大，易振动。振动。应用应用：车削短锥面，且要求加工系统：车削短锥面，且要求加工系统刚性要好，适用于批量生产。刚性要好，适用于批量生产。Ddl 利用利用主切削刃横向进给主切削刃横向进给直接车出直接车出圆锥面。切削刃的长度要略长于圆圆锥面。切削刃的长度要略长于圆锥母线长度；切削刃与工件回转中锥母线长度；切削刃与工件回转中心线成半锥角。心线成半锥角。l靠模法靠模法 大批量生产。大批量生产。特点特点：靠模法加工进给平稳，工件的表面质量好，：靠模法加工进

17、给平稳，工件的表面质量好， 生产效率高，可以加工的长圆锥。生产效率高，可以加工的长圆锥。 靠模装置的底座固定在床身靠模装置的底座固定在床身的后面，底座上装有锥度靠模的后面，底座上装有锥度靠模板。松开紧固螺钉，靠模板可板。松开紧固螺钉，靠模板可以绕定位销钉旋转，与工件的以绕定位销钉旋转，与工件的轴线成一定的斜角。轴线成一定的斜角。 靠模上的滑块可以沿靠模滑动，靠模上的滑块可以沿靠模滑动，而滑块通过连接板与拖板而滑块通过连接板与拖板连接在一起。当大拖板作纵向自动进给时，滑块就沿着靠模滑动，从而连接在一起。当大拖板作纵向自动进给时，滑块就沿着靠模滑动，从而使车刀的运动平行于靠模板，车出所需的圆锥面。

18、使车刀的运动平行于靠模板，车出所需的圆锥面。车锥面主要内容主要内容：u钻钻孔的工艺特点及应用孔的工艺特点及应用u扩扩孔和孔和铰铰孔的工艺特点及应用孔的工艺特点及应用u镗削加工的工艺特点及应用镗削加工的工艺特点及应用用钻头在用钻头在实体零件上加工孔实体零件上加工孔的方法。的方法。l 加工精度加工精度：IT13IT11l 表面粗糙度表面粗糙度：Ra=2512.5uml 刀具刀具：麻花钻麻花钻1. 1. 钻孔钻孔l 设备：设备：钻床钻床(或车床、镗床、铣床或车床、镗床、铣床)钻床钻床台式钻床台式钻床立式钻床立式钻床摇臂钻床摇臂钻床减小摩擦面积减小摩擦面积保持保持 钻孔方钻孔方 向向螺旋槽螺旋槽的表面

19、的表面两个主后刀两个主后刀面的交线面的交线两个，主后两个，主后刀面与前刀刀面与前刀面的交线面的交线l 工作运动工作运动主运动：钻头的旋转主运动：钻头的旋转进给运动：钻头的轴向移动进给运动：钻头的轴向移动u钻削用量钻削用量2pDa 进给量进给量 f ：钻头每转一转沿进给方向移动的距离。钻头每转一转沿进给方向移动的距离。601000cDnv背吃刀量背吃刀量 ：pa钻削速度钻削速度 ： cv式中式中 D钻头直径钻头直径 n钻头或工件的转速钻头或工件的转速（1）容易产生容易产生“引偏引偏”原因原因：钻头刚度不足；钻头刚度不足；切削刃不对称，导向作用差；切削刃不对称，导向作用差；钻头横刃长，轴向力大，定

20、心作用差；钻头横刃长，轴向力大，定心作用差；工件材料性能不均匀，工作平面不平等。工件材料性能不均匀，工作平面不平等。u钻孔的工艺问题钻孔的工艺问题 “引偏引偏”方式方式 轴线歪斜轴线歪斜 ：钻床上钻孔：钻床上钻孔钻头旋转钻头旋转 孔径扩大孔径扩大 ：车床上钻孔：车床上钻孔工件旋转工件旋转（2）加工质量较差。）加工质量较差。原因原因： 排屑困难，易使排屑困难，易使钻头卡死、甚至折断；钻头卡死、甚至折断； 散热条件差，且切削液难以进入，刀具磨损严重散热条件差，且切削液难以进入，刀具磨损严重。u解决办法解决办法 （1）工艺措施）工艺措施。刃磨时，使两主切削刃对称；刃磨时，使两主切削刃对称；打样冲眼或

21、预钻定心坑打样冲眼或预钻定心坑;利用钻模夹具为钻头导向。利用钻模夹具为钻头导向。（2）改进钻头结构。）改进钻头结构。群钻群钻（a）小型，）小型，d15mm （b）中型，）中型，d1540mm（c）大型，）大型，d40mm（a） （b） （c） 圆弧刃圆弧刃分屑槽分屑槽u钻削的应用钻削的应用钻孔主要用于粗加工钻孔主要用于粗加工。 如：螺钉孔如：螺钉孔、油孔油孔、内螺纹底孔内螺纹底孔等。等。l单 件 小 批 量 生 产 中 、 小 型 工 件 上 的单 件 小 批 量 生 产 中 、 小 型 工 件 上 的 小 孔小 孔（D13mm），常用常用台式钻床台式钻床加工。加工。l中、小型工件上中、小型工

22、件上较大的孔（较大的孔（DF工作台的摩擦力工作台的摩擦力时，就会推动工作台带动丝杠窜时，就会推动工作台带动丝杠窜动，使工作台进给不连续、不均匀，产生冲击或振动，严动，使工作台进给不连续、不均匀，产生冲击或振动，严重时将使铣刀崩刃或扎入工件，影响加工质量。重时将使铣刀崩刃或扎入工件，影响加工质量。顺铣时的丝杠螺母间隙顺铣时的丝杠螺母间隙(接工作台接工作台)工件材料加工硬化倾向严重时，一般用顺铣。工件材料加工硬化倾向严重时，一般用顺铣。铣床上装有消除丝杠螺母间隙装置，可用顺铣。铣床上装有消除丝杠螺母间隙装置，可用顺铣。表面带硬皮的工件要采用逆铣，如黑色金属的表面带硬皮的工件要采用逆铣，如黑色金属的

23、 锻件或铸件毛坯。锻件或铸件毛坯。生产中，综合考虑，生产中，综合考虑，一般情况下多采用逆铣。一般情况下多采用逆铣。对称铣对称铣：铣刀轴线与工件：铣刀轴线与工件铣削宽度铣削宽度的对称中心线重合。的对称中心线重合。不对称铣不对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度的对称中心线不重合。：铣刀轴线与工件铣削宽度的对称中心线不重合。(1) 对称铣削对称铣削：刀齿切入与刀齿切入与切出处厚度相等切出处厚度相等。 适于用较小的每齿进给适于用较小的每齿进给量量 fz 铣削铣削淬硬钢淬硬钢，可使刀，可使刀齿超越冷硬层切入工件。齿超越冷硬层切入工件。(2) 不对称逆铣不对称逆铣：刀齿切入时切削厚度最小，刀齿切入时切削厚度最小

24、，切出时最大切出时最大，逆铣部分比例大于顺铣部分。，逆铣部分比例大于顺铣部分。 切入时的冲击小，切入时的冲击小，切削平稳，可提高切削平稳，可提高硬质合金端铣刀耐硬质合金端铣刀耐用度一倍以上，适用度一倍以上，适于加工于加工碳钢和一般碳钢和一般合金钢合金钢 。(3) 不对称顺铣不对称顺铣：刀齿切入时切削厚度最大，刀齿切入时切削厚度最大，切切 出时较小，顺铣部分大于逆铣部分。出时较小，顺铣部分大于逆铣部分。 切入时冲击较大，适切入时冲击较大，适于加工于加工不锈钢和耐热不锈钢和耐热合金等塑性好的材料合金等塑性好的材料，可减少硬质合金刀具可减少硬质合金刀具的磨损，提高切削速的磨损，提高切削速度度4060

25、。铣削的工作运动铣削的工作运动主运动主运动：铣刀的旋转运动：铣刀的旋转运动进给运动进给运动：工件的直线或回转运动（如铣螺旋面）：工件的直线或回转运动（如铣螺旋面）生产率高生产率高。切削过程不平稳切削过程不平稳。铣刀冷却条件好，耐用度高铣刀冷却条件好，耐用度高。可以对工件进行粗加工和半精加工可以对工件进行粗加工和半精加工。 精度可达精度可达 IT9IT7， Ra6.31.6m。 铣削的工艺特点铣削的工艺特点应用：应用：各种各种平面平面、沟槽沟槽和和成形面的成形面的加工等。加工等。用拉刀在拉床上加工工件的工艺方法。用拉刀在拉床上加工工件的工艺方法。1.1.设备设备：拉床拉床卧式卧式：最常用，用以拉

26、花键孔、键槽和精加工孔。最常用，用以拉花键孔、键槽和精加工孔。立式立式：常用于齿轮淬火后，校正花键孔的变形。切削量小，常用于齿轮淬火后，校正花键孔的变形。切削量小，拉刀较短拉刀较短，适用于小型零件大批量加工。，适用于小型零件大批量加工。卧式拉床的结构卧式拉床的结构2.2.刀具刀具拉刀，属多齿刀具拉刀，属多齿刀具花键拉刀花键拉刀键槽拉刀键槽拉刀圆孔拉刀圆孔拉刀平面拉刀平面拉刀生产率高。被加工表面在一次切削中生产率高。被加工表面在一次切削中 成形，并完成粗加工成形，并完成粗加工精加工的过程。精加工的过程。拉削过程平稳，加工质量好。拉削过程平稳，加工质量好。 尺寸精度尺寸精度IT8IT7， 表面粗糙度表面粗糙度Ra0.80.4m。拉削加工只有主运动拉削加工只有主运动，操作方便。，操作方便。拉刀耐用度高，使用寿命长。拉刀耐用度高，使用寿命长。拉刀制造复杂，成本高。拉刀制造复杂，成本高。3.3.拉削的拉削的工艺特点工艺特点： 适于成批大量生