机械制造技术基础 (2)

1、机械制造技术基础机械制造技术基础参考教材：参考教材：n机械制造技术基础，贾振元、王福吉主编，科机械制造技术基础，贾振元、王福吉主编，科学出版社，学出版社，2011n机械制造技术基础（第机械制造技术基础（第3版），卢秉恒主编，版），卢秉恒主编，机械工业出版社，机械工业出版社，2009n金属切削原理（第金属切削原理（第2版），陈日曜主编，机械版），陈日曜主编，机械工业出版社，工业出版社，2009绪绪 论论n制造业与制造技术制造业与制造技术n零件与机器零件与机器n单工序与制造系统单工序与制造系统n本课程的内容与学习方法本课程的内容与学习方法零件的成形原理零件的成形原理1 1、质量变化、质量变化m m

2、0 0的制造过程的制造过程n去除成形：切削加工、磨削加工、电加工、去除成形：切削加工、磨削加工、电加工、三束加工等。三束加工等。n切削加工切削加工通过刀具和工件之间的相对运动及力的作用通过刀具和工件之间的相对运动及力的作用实现。实现。切削过程中有力、热、变形、振动、磨损等切削过程中有力、热、变形、振动、磨损等现象发生。现象发生。这些运动和现象的综合决定了零件最终获得这些运动和现象的综合决定了零件最终获得的几何形状及表面质量。的几何形状及表面质量。2 2、质量变化、质量变化m m0 0的制造过程的制造过程n受迫成形：受迫成形：铸造、压力加工、模具成形等。铸造、压力加工、模具成形等。n模具成形模具

3、成形现代工业产品的现代工业产品的6090需要使用模具加需要使用模具加工。工。模具成形制品适合于大批量生产。模具成形制品适合于大批量生产。模具制造一般是单件或小批量生产。模具制造一般是单件或小批量生产。3 3、质量变化、质量变化m m0 0的制造过程的制造过程n堆积成形：焊接、涂覆、快速成形、堆积成形：焊接、涂覆、快速成形、3D3D打印等。打印等。n快速成形快速成形零件是通过材料逐渐累加成形，可以成形任意零件是通过材料逐渐累加成形，可以成形任意复杂形状的零件，而无需刀具、夹具等生产准复杂形状的零件，而无需刀具、夹具等生产准备活动。备活动。快速原型技术（快速原型技术（RPRP）基于基于RPRP的快

4、速模具制造技术的快速模具制造技术3D3D打印打印第第1 1章章 机械加工方法与切削机床机械加工方法与切削机床学习目的与要求：学习目的与要求：（1 1）熟悉传统加工方法的加工范围。）熟悉传统加工方法的加工范围。（2 2）熟悉主要加工机床的类型、结构及其加工）熟悉主要加工机床的类型、结构及其加工工艺特点。工艺特点。（3 3）了解各种刀具的结构和用途。）了解各种刀具的结构和用途。（4 4）了解机床的分类和型号编制方法。）了解机床的分类和型号编制方法。（5 5）熟悉机床的传动方法和传动链。）熟悉机床的传动方法和传动链。（6 6）了解特种加工与常规切削加工的区别。）了解特种加工与常规切削加工的区别。（7

5、 7）了解特种加工的原理、特点和应用范围。）了解特种加工的原理、特点和应用范围。机械加工机械加工通过机床利用工具去除毛坯上多余通过机床利用工具去除毛坯上多余的材料，获得零件所需的形状、尺寸和表面质的材料，获得零件所需的形状、尺寸和表面质量。量。也就是通过刀具和工件之间力的作用以及相对运也就是通过刀具和工件之间力的作用以及相对运动去除材料形成工件表面。动去除材料形成工件表面。n主（切削）运动：施加力的作用去除材料。主（切削）运动：施加力的作用去除材料。n进给运动：通过相对运动形成所需要的工件表进给运动：通过相对运动形成所需要的工件表面。面。机械加工方法机械加工方法运动关系和工具形式运动关系和工具

6、形式1.1 1.1 传统切削加工方法与切削机床传统切削加工方法与切削机床 1.1.1 1.1.1 车削与车床车削与车床 1 1、车削加工、车削加工n最基本的机械加工方法。最基本的机械加工方法。n以工件旋转作为主运动，通过刀具对工件实现以工件旋转作为主运动，通过刀具对工件实现不同的进给运动，获得不同的工件形状。不同的进给运动，获得不同的工件形状。n主要形成回转表面，也可以加工平面。主要形成回转表面，也可以加工平面。 刀具沿平行于工件旋转轴线进给运动，形成内、刀具沿平行于工件旋转轴线进给运动，形成内、外圆柱面。外圆柱面。刀具沿与轴线相交的斜线进给运动，形成内、刀具沿与轴线相交的斜线进给运动，形成内

7、、外圆锥面。外圆锥面。刀具沿一条曲线进给运动，形成特定的旋转曲刀具沿一条曲线进给运动，形成特定的旋转曲面。面。车削还可以加工螺纹面、端平面、偏心轴等。车削还可以加工螺纹面、端平面、偏心轴等。n工艺特点工艺特点适用范围广泛。适用范围广泛。容易保证被加工零件各表面的位置精度。容易保证被加工零件各表面的位置精度。可用于有色金属零件的精加工。可用于有色金属零件的精加工。切削过程比较平稳（切削力稳定、惯性小、冲切削过程比较平稳（切削力稳定、惯性小、冲击小）。击小）。生产成本较低。生产成本较低。加工的万能性好。加工的万能性好。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度普通车削：普通车削：IT8IT8IT7

8、IT7，Ra6.3Ra6.31.61.6m(m(4 46)6)。精密车削：精密车削：IT6IT6IT5IT5，Ra0.4Ra0.40.10.1m(m(8 810)10)。超精密车削：超精密车削：Ra0.04Ra0.04m(m(1111以上以上) )。2、车床、车床卧式车床，立式车床，转塔车床，自动和半自动卧式车床，立式车床，转塔车床，自动和半自动车床，仿形车床，数控车床等。车床，仿形车床，数控车床等。卧式车床：中小型零件加工。卧式车床：中小型零件加工。立式车床：大型或重型零件加工。立式车床：大型或重型零件加工。转塔车床：形状比较复杂的小型零件加工，不转塔车床：形状比较复杂的小型零件加工，不能加

9、工螺纹。能加工螺纹。图图1.2 CA6140普通型卧式车床普通型卧式车床1、11-床腿；床腿；2-进给箱；进给箱；3-主轴箱；主轴箱；4-床鞍；床鞍；5-中滑板；中滑板；6-刀架；刀架；7-回转盘回转盘8-小滑板；小滑板；9-尾座；尾座；10-床身；床身；12-光杠；光杠；13-丝杠；丝杠；14-溜板箱溜板箱图图1.4 1.4 普通转塔车床及加工零件普通转塔车床及加工零件1-1-主轴箱主轴箱 2-2-前刀架前刀架 3-3-床身床身 4-4-前刀架溜板箱前刀架溜板箱 5-5-转塔刀架转塔刀架1.1.2 1.1.2 铣削与铣床铣削与铣床1 1、铣削加工、铣削加工n以刀具的旋转作为主运动，工件通过装

10、夹在以刀具的旋转作为主运动，工件通过装夹在机床的工作台上完成进给运动。机床的工作台上完成进给运动。普通铣削一般加工平面、沟槽面等。普通铣削一般加工平面、沟槽面等。采用成形铣刀可以加工特定的曲面，如铣削采用成形铣刀可以加工特定的曲面，如铣削齿轮等。齿轮等。数控铣床通过控制几个轴按一定关系联动，数控铣床通过控制几个轴按一定关系联动，采用球头铣刀，可以加工复杂曲面，如模具采用球头铣刀，可以加工复杂曲面，如模具型腔、叶轮叶片等。型腔、叶轮叶片等。n铣削方式铣削方式按照完成切削的铣刀刀刃区分：按照完成切削的铣刀刀刃区分：周铣：由铣刀的外圆面刀刃完成加工表面。周铣：由铣刀的外圆面刀刃完成加工表面。端铣：由

11、铣刀的端面刀刃完成加工表面。端铣：由铣刀的端面刀刃完成加工表面。加工特点：加工特点：端铣：加工质量好，多用于大平面铣削。端铣：加工质量好，多用于大平面铣削。周铣：适应性强，多用于小平面、沟槽和成形周铣：适应性强，多用于小平面、沟槽和成形面铣削。面铣削。按照铣削（周铣）时主运动速度方向与工件进给按照铣削（周铣）时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反区分：方向的相同或相反区分：顺铣：铣削的主运动速度方向与工件进给运动顺铣：铣削的主运动速度方向与工件进给运动方向相同。方向相同。缺点：切削力容易使工件和工作台一起向前窜动，缺点：切削力容易使工件和工作台一起向前窜动，进给量突然增大引起打滑；铣削有硬

12、皮的铸件进给量突然增大引起打滑；铣削有硬皮的铸件和锻件时，首先接触工件外皮，加剧刀具的磨和锻件时，首先接触工件外皮，加剧刀具的磨损。损。逆铣：铣削的主运动速度方向与工件进给运动逆铣：铣削的主运动速度方向与工件进给运动方向相反。方向相反。缺点：切削厚度从零逐渐开始增大，切削之初存缺点：切削厚度从零逐渐开始增大，切削之初存在切削刃在加工表面的挤压滑行过程，加剧刀在切削刃在加工表面的挤压滑行过程，加剧刀具的磨损；逆铣将工件上抬，易引起振动。具的磨损；逆铣将工件上抬，易引起振动。生产中多采用逆铣。生产中多采用逆铣。n工艺特点工艺特点多刃切削，生产率较高。多刃切削，生产率较高。断续切削，散热条件较好。断

13、续切削，散热条件较好。应用范围广泛。应用范围广泛。铣刀刀齿的切入切出形成冲击，切削过程容易铣刀刀齿的切入切出形成冲击，切削过程容易产生振动，限制表面质量的提高。产生振动，限制表面质量的提高。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度普通铣削：普通铣削：IT8IT7，Ra6.31.6m(46)。高速铣削：高速铣削：IT6以上，以上， Ra0.80.4m(78)以上。以上。2、铣床、铣床升降台式铣床，床身式铣床，龙门铣床，工具铣升降台式铣床，床身式铣床，龙门铣床，工具铣床，仿形铣床，数控铣床等。床，仿形铣床，数控铣床等。升降台式铣床：工作台升降，单件小批量中小升降台式铣床：工作台升降，单件小批量中

14、小型零件加工。型零件加工。床身式铣床：刀具升降，大批量中等尺寸零件床身式铣床：刀具升降，大批量中等尺寸零件加工。加工。龙门铣床：大型零件加工。龙门铣床：大型零件加工。图图1.10 立式升降台铣床立式升降台铣床1-立铣头立铣头 2-主轴主轴 3-工作台工作台 4-床鞍床鞍 5-升降台升降台图图1.8 卧式升降台铣床卧式升降台铣床1-床身床身 2-悬臂悬臂 3-铣刀心轴铣刀心轴 4-挂架挂架 5-工作台工作台 6-床鞍床鞍 7-升降台升降台 8-底座底座图图1.11 双轴圆形工作台铣床双轴圆形工作台铣床1-主轴主轴 2-立柱立柱 3-圆工作台圆工作台 4-滑座滑座 5-底座底座图图1.9 万能升降

15、台铣床万能升降台铣床 图图1.12 龙门铣床龙门铣床1-床身床身 2、8-卧铣头卧铣头 3、6-立铣头立铣头 4-立柱立柱 5-横梁横梁 7-控制器控制器 9-工作台工作台1.1.3 1.1.3 刨削与刨床刨削与刨床1 1、刨削、刨削n刀具的往复直线运动作为主运动，垂直于主刀具的往复直线运动作为主运动，垂直于主切削运动方向的刀具与工件之间的相对移动切削运动方向的刀具与工件之间的相对移动为进给运动。为进给运动。n工艺特点工艺特点机床与刀具简单，加工成本低。加工精度低，生机床与刀具简单，加工成本低。加工精度低，生产率低。产率低。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度普通刨削：普通刨削：IT8I

16、T7，Ra6.31.6m(46)。精密刨削：平面度精密刨削：平面度0.02/1000，Ra0.80.4m(78)。2、刨床、刨床牛头牛头刨床刨床：中小型工件的单件生产。：中小型工件的单件生产。龙门龙门刨床刨床：加工大型工件。：加工大型工件。插床：可以看成立式的牛头刨床，可以加工工插床：可以看成立式的牛头刨床，可以加工工件的内表面如键槽、花键槽、多边形孔等，还件的内表面如键槽、花键槽、多边形孔等，还可加工渐开线齿轮齿面。可加工渐开线齿轮齿面。图图1.16 插床插床图图1.15 牛头刨床牛头刨床图图1.14 龙门刨床龙门刨床1.1.4 1.1.4 钻削与钻床钻削与钻床1 1、钻削加工、钻削加工钻削

17、是最常用的孔加工方法，钻头的旋转运动为钻削是最常用的孔加工方法，钻头的旋转运动为主运动，钻头的轴向运动为进给运动。主运动，钻头的轴向运动为进给运动。单件小批量生产单件小批量生产中小型零件中小型零件DD13,13,台式钻床加工。台式钻床加工。中小型零件中小型零件1313DD50,50,立式钻床加工。立式钻床加工。大型零件，摇臂钻床加工。大型零件，摇臂钻床加工。大批量生产中，采用钻模、多轴钻或组合机大批量生产中，采用钻模、多轴钻或组合机床加工。床加工。精度高和表面质量要求高的小孔，在钻削后精度高和表面质量要求高的小孔，在钻削后常常采用扩孔（扩孔钻头）和铰孔（铰刀）常常采用扩孔（扩孔钻头）和铰孔（铰

18、刀）进行半精加工和精加工。进行半精加工和精加工。图图1.20 分屑槽分屑槽n工艺特点工艺特点（1）钻孔）钻孔加工精度低，表面质量差，用于粗加工。加工精度低，表面质量差，用于粗加工。容易产生容易产生“引偏引偏”。排屑困难。排屑困难。不易散热。不易散热。图图1.18 钻孔引偏钻孔引偏图图1.19 减少引偏的措施减少引偏的措施（2）扩孔）扩孔半精加工，铰孔前的预加工。半精加工，铰孔前的预加工。刚性较好。刚性较好。导向性较好。导向性较好。切削条件较好。切削条件较好。（3）铰孔）铰孔精加工。精加工。刚性和导向性好，容易保证孔的尺寸精度和形刚性和导向性好，容易保证孔的尺寸精度和形状精度。状精度。不能校正原

19、有孔的轴线偏斜。不能校正原有孔的轴线偏斜。钻钻-扩扩-铰不能保证孔与孔之间的尺寸精度和位铰不能保证孔与孔之间的尺寸精度和位置精度。置精度。2、钻床、钻床钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、锪钻等。钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、锪钻等。台式钻床，立式钻床，摇臂钻床，深孔钻床，中台式钻床，立式钻床，摇臂钻床，深孔钻床，中心孔钻床等。心孔钻床等。图图1.21 钻床的加工方法钻床的加工方法台式钻床：小型零件的单件小批量加工。台式钻床：小型零件的单件小批量加工。立式钻床：中小型零件的单件小批量加工。立式钻床：中小型零件的单件小批量加工。摇臂钻床：大中型零件的单件小批量加工。摇臂钻床：大中型零件的单件小批量加工。图图1.2

20、2 立式钻床立式钻床 图图1.23 摇臂钻床摇臂钻床 1.1.5 1.1.5 镗削与镗床镗削与镗床1 1、镗削加工、镗削加工n镗床镗孔：镗刀随镗杆一起转动，形成主切削镗床镗孔：镗刀随镗杆一起转动，形成主切削运动，工件轴向移动为进给运动。运动，工件轴向移动为进给运动。n车床镗孔：工件旋转形成主切削运动，刀具轴车床镗孔：工件旋转形成主切削运动，刀具轴向移动为进给运动。向移动为进给运动。n工艺特点工艺特点（1）加工箱体、机座、支架等大型零件上已有）加工箱体、机座、支架等大型零件上已有预孔的孔和孔系。预孔的孔和孔系。（2） 可有效地校正原孔的轴线偏斜，保证孔和可有效地校正原孔的轴线偏斜，保证孔和孔系的

21、位置精度。孔系的位置精度。（3）能获得较高的精度和较低的表面粗糙度。）能获得较高的精度和较低的表面粗糙度。（4）加工范围广泛。）加工范围广泛。（5）加工效率低。）加工效率低。2、镗床、镗床卧式镗床，坐标镗床，金刚镗床等。卧式镗床，坐标镗床，金刚镗床等。图图1.26 卧式镗床卧式镗床图图1.27 立式单柱坐标镗床立式单柱坐标镗床n扩孔、铰孔与镗孔的区别扩孔、铰孔与镗孔的区别扩孔、铰孔无法提高原底孔轴线的位置精度和扩孔、铰孔无法提高原底孔轴线的位置精度和直线度。直线度。镗孔后的轴线以镗杆的回转轴线决定，因此可镗孔后的轴线以镗杆的回转轴线决定，因此可以校正原底孔轴孔轴线的位置精度。以校正原底孔轴孔轴

22、线的位置精度。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度钻孔：钻孔：IT10IT10，Ra12.5Ra12.56.36.3m(m(3)3)扩孔：扩孔：IT10IT10IT9IT9，Ra6.3Ra6.33.23.2m(m(4)4)铰孔：铰孔：IT9IT9IT6IT6，Ra1.6Ra1.60.40.4m(m(6 68)8)镗孔：镗孔：IT9IT9IT7IT7，Ra1.6Ra1.60.80.8m(m(6 67)7)1.1.6 1.1.6 磨削与磨床磨削与磨床1 1、磨削加工、磨削加工n磨削是通过砂轮或其他磨具对工件进行加工，磨削是通过砂轮或其他磨具对工件进行加工，砂轮的旋转运动是主运动，砂轮与工件之

23、间砂轮的旋转运动是主运动，砂轮与工件之间的相对直线移动为进给运动。的相对直线移动为进给运动。n磨削方式主要有外圆磨削、内圆磨削和平面磨削方式主要有外圆磨削、内圆磨削和平面磨削。磨削。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度 IT6以上，以上，Ra0.8m（8），最高可达，最高可达Ra0.01m（12以上）以上）。n工艺特点工艺特点磨削过程是磨粒对工件表面的切削、刻划和滑磨削过程是磨粒对工件表面的切削、刻划和滑擦三种作用的综合效应。擦三种作用的综合效应。砂轮具有自锐性，但也需要修整。砂轮具有自锐性，但也需要修整。加工精度高，表面粗糙度小。加工精度高，表面粗糙度小。可加工高硬度材料，往往作为最终

24、加工工序。可加工高硬度材料，往往作为最终加工工序。磨削温度高，由于产生热量大，需要充分的磨磨削温度高，由于产生热量大，需要充分的磨削液冷却，否则会产生烧伤，降低工件表面质削液冷却，否则会产生烧伤，降低工件表面质量。量。径向磨削分力大。径向磨削分力大。2、磨床、磨床外圆磨床，内圆磨床，平面磨床，工具磨床，专外圆磨床，内圆磨床，平面磨床，工具磨床，专门化磨床等。门化磨床等。图图1.31 M1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床 特点：工件置于砂轮和导轮之间并特点：工件置于砂轮和导轮之间并用托板支承定位，工件中心略高于两用托板支承定位，工件中心略高于两轮中心的连线，在导轮的摩擦力作用轮中心的连线，在

25、导轮的摩擦力作用下旋转下旋转 分类：纵磨法（贯穿磨法）和横磨分类：纵磨法（贯穿磨法）和横磨法（切入磨法）法（切入磨法）无心磨削示意图无心磨削示意图无心磨削无心磨削图图1.35 普通内圆磨床普通内圆磨床图图1.36 卧轴矩台平面磨床卧轴矩台平面磨床 1.2 1.2 曲面加工方法与加工机床曲面加工方法与加工机床1.2.1 1.2.1 齿轮齿面加工与加工机床齿轮齿面加工与加工机床1 1、齿轮齿面加工方法、齿轮齿面加工方法n齿面形成方法齿面形成方法成形法成形法在普通铣床上采用成形铣刀实现齿轮齿面加工，在普通铣床上采用成形铣刀实现齿轮齿面加工，铣刀的旋转运动为主运动，铣刀的直线移动铣刀的旋转运动为主运动

26、，铣刀的直线移动为进给运动。为进给运动。展成法展成法展成法加工齿面的典型机床是滚齿机，滚刀旋转展成法加工齿面的典型机床是滚齿机，滚刀旋转形成主运动，滚刀沿工件轴线方向的移动为进形成主运动，滚刀沿工件轴线方向的移动为进给运动。给运动。由滚刀的旋转运动和工件的旋转运动形成展成运由滚刀的旋转运动和工件的旋转运动形成展成运动关系，产生渐开线齿形，滚刀沿工件轴线方动关系，产生渐开线齿形，滚刀沿工件轴线方向进给向进给, ,实现直齿圆柱齿轮的加工。如果加工实现直齿圆柱齿轮的加工。如果加工斜齿圆柱齿轮，需要增加由刀架沿工件轴向移斜齿圆柱齿轮，需要增加由刀架沿工件轴向移动和工件附加旋转运动组成的差动运动，产生动

27、和工件附加旋转运动组成的差动运动，产生螺旋线齿长。螺旋线齿长。n加工方法与机床加工方法与机床（1 1）铣齿：铣床或铣齿机）铣齿：铣床或铣齿机（2 2）滚齿：滚齿机）滚齿：滚齿机（3 3）插齿：插齿机）插齿：插齿机（4 4）剃齿：剃齿机）剃齿：剃齿机（5 5）珩齿：珩齿机）珩齿：珩齿机（6 6）磨齿：磨齿机）磨齿：磨齿机（7 7）研齿：研齿机）研齿：研齿机图图1.38 盘状和指状铣刀铣齿盘状和指状铣刀铣齿图图1.41 滚齿加工滚齿加工 图图1.44 插齿加工插齿加工 图图1.47 剃齿原理剃齿原理 （a）带齿芯的珩磨轮）带齿芯的珩磨轮 （b）不带齿芯的珩磨轮）不带齿芯的珩磨轮图图1.49 珩磨轮

28、珩磨轮图图1.51 展成法磨齿展成法磨齿 图图1.50 成形法磨齿成形法磨齿 图图1.54 研齿原理研齿原理 2、齿面加工方法选择、齿面加工方法选择加工方法加工方法精度等级精度等级齿面表面粗齿面表面粗糙度糙度Ra/Ra/mm适用范围适用范围成形法成形法9 9级以下级以下6.33.2单件小批生产中加工直齿和螺旋齿轮及单件小批生产中加工直齿和螺旋齿轮及齿条齿条展展成成法法插齿插齿871.61.6各种批量生产中加工内外圆柱齿轮、双各种批量生产中加工内外圆柱齿轮、双联齿轮、扇形齿轮、短齿条等，但插削联齿轮、扇形齿轮、短齿条等，但插削斜齿只适用于大批量生产斜齿只适用于大批量生产滚齿滚齿873.21.6各

29、种批量生产中加工直齿、斜齿外啮合各种批量生产中加工直齿、斜齿外啮合圆柱齿轮和蜗轮圆柱齿轮和蜗轮剃齿剃齿760.80.4大批量生产中滚齿或插齿后未经淬火的大批量生产中滚齿或插齿后未经淬火的齿轮精加工齿轮精加工珩齿珩齿761.60.4大批量生产中高频淬火后齿形精加工大批量生产中高频淬火后齿形精加工磨齿磨齿630.80.2单件小批生产中淬硬或不淬硬齿形的精单件小批生产中淬硬或不淬硬齿形的精加工加工研齿研齿0.40.2淬硬齿轮的齿形精加工，可有效的减小淬硬齿轮的齿形精加工，可有效的减小齿面的齿面的RaRa值值1.2.2 复杂曲面加工与加工中心复杂曲面加工与加工中心n仿形铣削仿形铣削以原型作为靠模，加工

30、中仿形头始终保持与原型以原型作为靠模，加工中仿形头始终保持与原型曲面接触，仿形头的运动变换为电感量，信曲面接触，仿形头的运动变换为电感量，信号放大控制铣床三个轴的运动，形成刀具沿号放大控制铣床三个轴的运动，形成刀具沿曲面运动的轨迹，实现曲面的仿形加工。曲面运动的轨迹，实现曲面的仿形加工。n数控铣削数控铣削在数控铣床或加工中心上，通过在数控铣床或加工中心上，通过CAD/CAM系统系统编制的数控加工程序，控制球头铣刀按曲面编制的数控加工程序，控制球头铣刀按曲面坐标值逐点加工。在编程时要考虑刀具半径坐标值逐点加工。在编程时要考虑刀具半径补偿，因为数控系统控制的是球头铣刀球心补偿，因为数控系统控制的是

31、球头铣刀球心位置，而成形面是球头铣刀切削刃运动的包位置，而成形面是球头铣刀切削刃运动的包络面。络面。n加工中心加工中心备有刀库，具有自动换刀功能，工件一次装夹后备有刀库，具有自动换刀功能，工件一次装夹后能够进行多工序加工的数控机床。能够进行多工序加工的数控机床。特点特点1）工序集中。）工序集中。2）备有刀库，能自动换刀。）备有刀库，能自动换刀。3）加工精度高，生产效率高。）加工精度高，生产效率高。4）一些加工中心具有自动转位工作台。）一些加工中心具有自动转位工作台。分类分类n按机床的形态按机床的形态立式加工中心立式加工中心 卧式加工中心卧式加工中心龙门式加工中心龙门式加工中心 万能加工中心万能

32、加工中心n按运动和同时控制的坐标轴数按运动和同时控制的坐标轴数三轴二联动三轴二联动 三轴三联动三轴三联动四轴三联动四轴三联动 五轴四联动五轴四联动图图1.55 加工中心加工中心1.3 特种加工方法与加工机床特种加工方法与加工机床n特种加工特种加工利用化学、物理及其复合方法，利用化学、物理及其复合方法，将电、声、光、热、磁等物理能量及化学能将电、声、光、热、磁等物理能量及化学能量，或其组合乃至与机械能组合，直接施加量，或其组合乃至与机械能组合，直接施加在零件被加工的部位上，使材料被去除、变在零件被加工的部位上，使材料被去除、变形及改变性能等。形及改变性能等。 n特种加工方法的分类（按能量形式和作

33、用原理）特种加工方法的分类（按能量形式和作用原理） 1）电能与热能作用方式：电火花成形与穿孔加工（）电能与热能作用方式：电火花成形与穿孔加工（EDM），），电火花线切割加工（电火花线切割加工（WEDM），），电子束加工（电子束加工（EBM），），等等离子体加工（离子体加工（PAM）。）。2）电能与化学能作用方式：电解加工（电能与化学能作用方式：电解加工（ECM），），电铸加工电铸加工（ECM）。3）电化学能与机械能作用方式：电解磨削（）电化学能与机械能作用方式：电解磨削（ECG），），电化学电化学机械光整加工。机械光整加工。4）声能与机械能作用方式：超声波加工（声能与机械能作用方式：超声波加工

34、（USM）。）。5）光能与热能作用方式：激光加工（光能与热能作用方式：激光加工（LBM）。）。6）电能与机械能作用方式：离子束加工（）电能与机械能作用方式：离子束加工（IM）。）。7）液流能与机械能作用方式：水射流切割（液流能与机械能作用方式：水射流切割（WJC），），磨料水磨料水喷射加工（喷射加工（AWJC）。n特种加工方法的特点特种加工方法的特点1）工具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬）工具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬度。度。2）可以直接利用电能、化学能、电化学能、声）可以直接利用电能、化学能、电化学能、声能、光能等能量对材料进行加工。能、光能等能量对材料进行加工。3）加工过程中的

35、机械力不明显，工件很少产生）加工过程中的机械力不明显，工件很少产生机械变形和热变形，有助于提高工件的加工精机械变形和热变形，有助于提高工件的加工精度和表面质量。度和表面质量。4）各种加工方法可以有选择地复合成新的工艺）各种加工方法可以有选择地复合成新的工艺方法，使生产效率大幅度地增长，加工精度也方法，使生产效率大幅度地增长，加工精度也相应提高。相应提高。5）每产生一种新的能源，就有可能产生一种新）每产生一种新的能源，就有可能产生一种新的特种加工方法。的特种加工方法。图图 1.56 电火花加工原理电火花加工原理1-床身床身 2-立柱立柱 3-工作台工作台 4-工件电极工件电极 5-工具电极工具电

36、极6-进给机构进给机构 7-工作液工作液 8-脉冲电源脉冲电源 9-工作液循环过滤系统工作液循环过滤系统 1.3.1 电火花加工（放电加工）电火花加工（放电加工）利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温，熔蚀工件材料实现加工。的高温，熔蚀工件材料实现加工。图图1.57 电火花线切割加工机床的工作原理电火花线切割加工机床的工作原理1-贮丝筒贮丝筒 2-工作台工作台X-Y向驱动电动机向驱动电动机3-导轮导轮 4-电极丝电极丝 5-工件工件 -脉冲电源脉冲电源n电火花加工的特点电火花加工的特点1）适合于加工用普通机械加工方法难以加工的）适合于加工用普

37、通机械加工方法难以加工的各种导电材料。材料的可加工性几乎与其机械各种导电材料。材料的可加工性几乎与其机械性能（硬度、脆性、热处理状况等）无关。性能（硬度、脆性、热处理状况等）无关。2）工具电极与工件之间没有接触式相对运动，）工具电极与工件之间没有接触式相对运动，加工时不存在宏观作用力，适用于低刚度工件加工时不存在宏观作用力，适用于低刚度工件和微细结构的加工。和微细结构的加工。3）工具电极不需要比工件材料硬，工具电极制）工具电极不需要比工件材料硬，工具电极制造比较容易。造比较容易。4）脉冲电极持续时间极短，材料被加工表面受）脉冲电极持续时间极短，材料被加工表面受热影响范围小。热影响范围小。5）生产效率低于机械加工。）生产效率低于机械加工。6）加工过程中电极有损耗，影响成形精度。）加工过程中电极有损耗，影响成形精度。图图1.58 电解加工原理电解加工原理1-直流电源直流电源 2-工件工件 3-工具电极工具电极 4-电解液电解液 5-进给机构进给机构1.3.2 电解加工电解加工利用金属在电解液中阳极溶解的电化学原理对工利用金属在电解液中阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工。件进行成形加工。n电解加工的特点电解加工的特点1）可加工难加工材料。）可加工难加工材料。2）加工效率较高。）加工效率较高。3）工具电极理论上无损耗，可长期使用。）工具电极理论上无损耗，可长期使用。4）加工