第2章金属切削机床及各种加工方法1

1、 机械工程学院 机械制造基础2l 按加工性质和加工刀具共分按加工性质和加工刀具共分12类（表类（表2.1）l l 按照机床通用性（万能程度）按照机床通用性（万能程度） （1）通用机床（万能机床）：）通用机床（万能机床）： （2）专门化机床（专能机床）：）专门化机床（专能机床）： （3）专用机床：）专用机床：2.1 金属切削机床的分类、型号及传动金属切削机床的分类、型号及传动2.1.1 金属切削机床的分类金属切削机床的分类 l l 按照加工精度：按照加工精度： l l 按照自动化程度：手动、机动、半自动、自动按照自动化程度：手动、机动、半自动、自动机械工程学院 机械制造基础3新型机床介绍新型机床

2、介绍l 按加工性质和加工刀具共分按加工性质和加工刀具共分12类（表类（表2.1）l l 按照机床通用性（万能程度）按照机床通用性（万能程度） （1）通用机床（万能机床）：）通用机床（万能机床）： （2）专门化机床（专能机床）：）专门化机床（专能机床）： （3）专用机床：）专用机床：2.1 金属切削机床的分类、型号及传动金属切削机床的分类、型号及传动2.1.1 金属切削机床的分类金属切削机床的分类 l l 按照加工精度：按照加工精度： l l 按照自动化程度：手动、机动、半自动、自动按照自动化程度：手动、机动、半自动、自动机械工程学院 机械制造基础4机械工程学院 机械制造基础5并联机床并联机床

3、并联机床并联机床(Parallel Machine Tools)，又称并联结构机床，又称并联结构机床(Parallel Structured Machine Tools)、虚拟轴机床、虚拟轴机床(Virtual Axis Machine Tools) 是基于空间并联机构是基于空间并联机构Stewart平台原理开发的，是并联机器人机构与机床结合平台原理开发的，是并联机器人机构与机床结合的产物，是空间机构学、机械制造、数控技术、计算机的产物，是空间机构学、机械制造、数控技术、计算机软硬技术和软硬技术和CAD/CAM技术高度结合的高科技产品。技术高度结合的高科技产品。它它克服了传统机床串联机构刀具只

4、能沿固定导轨进给、刀克服了传统机床串联机构刀具只能沿固定导轨进给、刀具作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固具作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种有缺陷，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工。功能，更能满足复杂特种零件的加工。自其自其1994年在美年在美国芝加哥机床展上首次面世即被誉为是国芝加哥机床展上首次面世即被誉为是“21世纪的机世纪的机床床”，成为机床家族中最有生命力的新成员。，成为机床家族中最有生命力的新成员。 机械工程学院 机械制造基础6并联机床并联机床 整体而言，传统的串联机构机床

5、，是属于数学简单而机构整体而言，传统的串联机构机床，是属于数学简单而机构复杂的机床，而相对的，并联机构机床则机构简单而数学复杂的机床，而相对的，并联机构机床则机构简单而数学复杂，整个平台的运动牵涉到相当庞大的数学运算，因此复杂，整个平台的运动牵涉到相当庞大的数学运算，因此虚拟轴并联机床是一种知识密集型机构。虚拟轴并联机床是一种知识密集型机构。这种新型机床完这种新型机床完全打破了传统机床结构的概念，抛弃了固定导轨的刀具导全打破了传统机床结构的概念，抛弃了固定导轨的刀具导向方式，采用了多杆并联机构驱动，大大提高了机床的刚向方式，采用了多杆并联机构驱动，大大提高了机床的刚度，使加工精度和加工质量都有

6、较大的改进。另外，由于度，使加工精度和加工质量都有较大的改进。另外，由于其进给速度的提高，从而使高速、超高速加工更容易实现。其进给速度的提高，从而使高速、超高速加工更容易实现。由于这种机床具有高刚度、高承载能力、高速度、高精度由于这种机床具有高刚度、高承载能力、高速度、高精度以及重量轻、机械结构简单、制造成本低、标准化程度高以及重量轻、机械结构简单、制造成本低、标准化程度高等优点，在许多领域都得到了成功的应用，因此受到学术等优点，在许多领域都得到了成功的应用，因此受到学术界的广泛关注。界的广泛关注。由并联、串联同时组成的混联式数控机床，由并联、串联同时组成的混联式数控机床，不但具有并联机床的优

7、点，而且在使用上更具实用价值。不但具有并联机床的优点，而且在使用上更具实用价值。机械工程学院 机械制造基础7机械工程学院 机械制造基础8机械工程学院 机械制造基础9五轴机床五轴机床机械工程学院 机械制造基础10五轴机床五轴机床机械工程学院 机械制造基础112.1.2 金属切削机床的型号金属切削机床的型号l l 国产机床型号：（国产机床型号：（代表字母，代表字母，代表数字）代表数字）类别类别代号代号 （特性代号）（特性代号） 组别组别代号代号 型别型别代号代号 主参数（主参数（主轴数）主轴数） （重大改进）（重大改进） （）（）（）XK6030AC6140C6 20M1432C21406机械工程

8、学院 机械制造基础12l l 基本构件：基本构件：主传动部件主传动部件进给运动部件进给运动部件动力源动力源刀具安装装置刀具安装装置工件安装装置工件安装装置支承件支承件2.1.3 机床的基本构造机床的基本构造2.1.4 机床的基本传动类型机床的基本传动类型 机床的基本传动类型有机械、液压、气动、电伺服机床的基本传动类型有机械、液压、气动、电伺服等。最常用的有机械传动和液压传动。等。最常用的有机械传动和液压传动。机械工程学院 机械制造基础13传动副及符号l l 机械传动：机械工程学院 机械制造基础14机械传动传动比：机械传动传动比：被主被主主被DDZZnni 积积所所有有被被动动齿齿轮轮齿齿数数连

9、连乘乘积积所所有有主主动动齿齿轮轮齿齿数数连连乘乘总总 i传动链传动链：从输入到输出方向，由若干传动副依次组合起来从输入到输出方向，由若干传动副依次组合起来的传动系统。的传动系统。传动系统图：传动系统图：用国家标准规定的符号表示的传动系统。用国家标准规定的符号表示的传动系统。传动结构式：传动结构式：按传动链次序用传动轴号和传动副的结构参按传动链次序用传动轴号和传动副的结构参数表示的传动关系式。数表示的传动关系式。传动平衡式：传动平衡式：用数字表达式排列的方程式来表示传动链用数字表达式排列的方程式来表示传动链“末端件末端件”（起始和终了传动件）之间的传动关系。（起始和终了传动件）之间的传动关系。

10、传动级数：传动级数：传动系统输出转速不同个数。传动系统输出转速不同个数。机械工程学院 机械制造基础15XXXXXXXXXIIIIIIIVVvfd1=100d2=300n电=1450rpmz1=30z2=65z3=26z4=72z5=20z6=60z7=20 m=2传动结构式：传动结构式：齿齿条条电电/765432121zVzzIVzzIIIzzIIddIn 765432121mzzzzzzzddnvf 电电例例传动平衡式：传动平衡式：机械工程学院 机械制造基础16 （1） 滑移齿轮变速滑移齿轮变速XXIIIZ1Z2Z3Z4XXIIIZ1Z2Z3Z4 4231ZZZZ传动结构式：传动结构式：-

11、- 机床中常用的变速机构：机床中常用的变速机构：机械工程学院 机械制造基础17IIIZ1Z2Z3Z4XXIIIZ1Z2Z3Z4XX 4231ZZZZ传动结构式：传动结构式：- - （2） 离合器变速离合器变速机械工程学院 机械制造基础18XXX X XXXX X Xd6d7d8d9d10IIId1d2d3d4d5XXX X XIZ1Z2Z3Z4Z5IIZ6传动结构式：传动结构式：- - - - 10594837261dddddddddd 6564636261ZZZZZZZZZZ（3） 塔轮变速塔轮变速机械工程学院 机械制造基础1924485224362639273026212726522652

12、26XIIXIXIIIXIIXIXXXX XXIII26525226-XI)(26395226-XII36272421522648302427-XI 机床传动系统的分析方法：机床传动系统的分析方法：“抓两头，连中间抓两头，连中间 ”机械工程学院 机械制造基础20C616车床传动系统机械工程学院 机械制造基础21IVVZ1=24Z3=60Z5=24Z4=24Z2=60Z6=60M2M1 VZZMZZMZZZZMZZIV2114322134165例例机械工程学院 机械制造基础22fP=12xxxxxxxxxxxxnr=1450rpmd=150IIIIII1545d=3004515363628za=

13、24zc=24zd=120zb=10824127进给运动：进给运动： （主轴）（主轴）电机电机IIIII 45154515300150 ）丝杠（丝杠（主轴）（主轴）1212724120241082428363636 PIII例例 主运动：主运动： 机械工程学院 机械制造基础23丝杠螺母进给：丝杠螺母进给：（S为丝杠导程）为丝杠导程）齿轮齿条进给：齿轮齿条进给： （m为末级齿轮模数）为末级齿轮模数）12127241202410824283636361fsif丝主.1末末主mzif.1进给量计算进给量计算 ：机械工程学院 机械制造基础24作业作业机械工程学院 机械制造基础25机械工程学院 机械制造

14、基础26 液压系统的主要组成部分：液压系统的主要组成部分： 动力源动力源 速度控制回路速度控制回路 压力控制回路压力控制回路 方向控制回路方向控制回路 执行机构执行机构 液压附件液压附件l l 机床的液压传动简介机床的液压传动简介机械工程学院 机械制造基础272.2 车削加工车削加工 外圆表面是轴类、盘类、套类零件的主要表外圆表面是轴类、盘类、套类零件的主要表面或辅助表面、外圆表面的加工方法很多，常面或辅助表面、外圆表面的加工方法很多，常用的机械切削方法有车削、磨削等。用的机械切削方法有车削、磨削等。2.2.1 车削加工范围车削加工范围 在车床上利用工件旋转，刀具相对移动来加在车床上利用工件旋

15、转，刀具相对移动来加工工件的。工工件的。l 车削的方法车削的方法l 工件的装夹工件的装夹l 车床车床2.2.2 车削加工机床车削加工机床机械工程学院 机械制造基础28 （1） 易于保证各外圆表面及其它表面间的位置精度易于保证各外圆表面及其它表面间的位置精度 (2) 粗车：精度粗车：精度IT13IT11、表面粗糙度、表面粗糙度Ra5012.5m； 半精车：精度半精车：精度IT10IT9、表面粗糙度、表面粗糙度Ra 6.33.2m 精车：精度精车：精度IT8IT6、表面粗糙度、表面粗糙度Ra1.60.8m （3） 适合于有色金属零件的精加工适合于有色金属零件的精加工 （4） 切削过程平稳、切削效率

16、高切削过程平稳、切削效率高 （5）刀具简单，适应性广）刀具简单，适应性广l l 车削的工艺特点车削的工艺特点:机械工程学院 机械制造基础29l l 车外圆和端面车外圆和端面l l 切断和车槽切断和车槽l l 车内孔车内孔机械工程学院 机械制造基础30l l 车削锥面车削锥面1）转动小滑板（小刀架）转动小滑板（小刀架）：转过角度等于锥度斜角，：转过角度等于锥度斜角，手动进给小滑板。适合于加工大而短的内外锥度。手动进给小滑板。适合于加工大而短的内外锥度。2）偏移尾座）偏移尾座：偏移距离：偏移距离S=L(D-d)/2l，大拖板自动进，大拖板自动进给。适合于加工小而长的外锥度。给。适合于加工小而长的外

17、锥度。3）靠模法）靠模法：靠模连在中拖板上，大拖板自动进给，精：靠模连在中拖板上，大拖板自动进给，精度高、效率高。适合于批量加工小而长的外锥度，度高、效率高。适合于批量加工小而长的外锥度，也可加工成型面也可加工成型面。4）成形刀具法）成形刀具法：成形刀具作横向进给，精度高、效率：成形刀具作横向进给，精度高、效率高。适合于批量加工短锥度，也可加工短的成型面高。适合于批量加工短锥度，也可加工短的成型面。机械工程学院 机械制造基础31尖刀车削螺纹尖刀车削螺纹 特点：精度高，适应性广（可以加工各种牙形、左特点：精度高，适应性广（可以加工各种牙形、左右旋、内外螺纹），但效率低。右旋、内外螺纹），但效率低

18、。l l 刀具前刀面上牙形角要与螺纹的牙形角吻合，刀尖刀具前刀面上牙形角要与螺纹的牙形角吻合，刀尖与机床中心等高，刀杆与主轴轴线垂直（用样板校与机床中心等高，刀杆与主轴轴线垂直（用样板校对）对）l 吃刀的方法径向或斜向。吃刀的方法径向或斜向。 l l 车削螺纹车削螺纹机械工程学院 机械制造基础322.3.2 铣床：铣床：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、数控铣床等。铣床、数控铣床等。2.3 铣削、刨削和拉削铣削、刨削和拉削 2.3.4 铣削工艺特点：铣削工艺特点：（1） 生产率较高生产率较高（2） 刀齿散热条件较好刀齿散热条件较好（3） 切削过程不平

19、稳切削过程不平稳（4） 铣削加工精度铣削加工精度IT98，Ra6.31.6m；高速铣精度；高速铣精度IT76，Ra1.60.4m 2.3.1 铣削加工范围铣削加工范围 2.3.3 铣削加工刀具铣削加工刀具立铣刀、盘铣刀、三面刃铣刀、立铣刀、盘铣刀、三面刃铣刀、键槽铣刀、锯片铣刀等。键槽铣刀、锯片铣刀等。平面、直槽、平面、直槽、T形槽、燕尾槽、形槽、燕尾槽、三维内外形状等三维内外形状等机械工程学院 机械制造基础33l l 铣削方式铣削方式（1） 周铣法：用圆周齿进行铣削加工周铣法：用圆周齿进行铣削加工逆铣顺铣 逆铣逆铣顺铣顺铣切削运动切削运动切削方向与进给方向相反切削方向与进给方向相反切削方向与

20、进给方向相同切削方向与进给方向相同切削厚度切削厚度由由0最大最大由最大由最大0刀具磨损刀具磨损初期有滑擦，磨损快初期有滑擦，磨损快刀齿易切入，寿命长刀齿易切入，寿命长作用力作用力垂直分力使工件上抬，不垂直分力使工件上抬，不利于夹紧工件；利于夹紧工件；水平分力与进给反向，消水平分力与进给反向，消除了丝杠间隙，进给平稳除了丝杠间隙，进给平稳垂直分力使工件下压，有垂直分力使工件下压，有利于夹紧工件；利于夹紧工件；水平分力与进给同向，由水平分力与进给同向，由于丝杠间隙，工作台会前于丝杠间隙，工作台会前窜，造成啃刀或打刀。窜，造成啃刀或打刀。表面质量表面质量表面粗糙表面粗糙表面光洁表面光洁使用情况使用情

21、况常用常用 无间隙进给机床采用无间隙进给机床采用 机械工程学院 机械制造基础34（2）端铣法）端铣法 ：用端面齿进行铣削加工用端面齿进行铣削加工 端铣法刀杆刚性好，可大用量切削，效率较周铣高；端铣法刀杆刚性好，可大用量切削，效率较周铣高； 端铣时有多个切削刃同时切削，切削平稳性好，周铣端铣时有多个切削刃同时切削，切削平稳性好，周铣只有一个到两个齿切削，切削平稳性较差，加工质量比只有一个到两个齿切削，切削平稳性较差，加工质量比端铣低一个等级；端铣低一个等级； 端铣刀齿有修光过渡刃和副刀刃，加工质量较好；端铣刀齿有修光过渡刃和副刀刃，加工质量较好； 端铣刀结构简单，可镶嵌硬质合金刀片，周铣刀结构端

22、铣刀结构简单，可镶嵌硬质合金刀片，周铣刀结构复杂；复杂； 端铣适应性较差，一般用于加工大平面，周铣适应性端铣适应性较差，一般用于加工大平面，周铣适应性较好，可以加工平面、各种沟槽等。较好，可以加工平面、各种沟槽等。机械工程学院 机械制造基础35l l 铣削中的分度铣削中的分度当铣削四方、六方、齿形离合器、齿轮和多齿刀具当铣削四方、六方、齿形离合器、齿轮和多齿刀具的容屑槽时，每铣过一个表面后，需要将工件转动一的容屑槽时，每铣过一个表面后，需要将工件转动一定角度，再铣另一表面，这种工作称为定角度，再铣另一表面，这种工作称为分度分度，分度使，分度使用铣床的附件用铣床的附件分度头分度头进行。进行。万能

23、分度头万能分度头分度盘分度分度盘分度机械工程学院 机械制造基础36l 盘形或指形铣刀铣螺纹盘形或指形铣刀铣螺纹 用于加工大导程螺纹，效率较高。用于加工大导程螺纹，效率较高。l 梳形螺纹铣刀铣螺纹梳形螺纹铣刀铣螺纹 用于批量加工小螺距较短的螺纹，效率较高。用于批量加工小螺距较短的螺纹，效率较高。l l 铣削螺纹铣削螺纹机械工程学院 机械制造基础372.3.5 刨削加工刨削加工l l 刨削的工艺特点：刨削的工艺特点： （1） 精度低精度低IT9IT8，Ra6.31.6m； （2） 效率低；效率低； （3） 刀具结构简单刀具结构简单l l 宽刃精刨：宽刃精刨：加工表面粗糙度加工表面粗糙度Ra1.60

24、.4m ，直线度不，直线度不大于大于0.02mm/1m， 可代替刮研或磨削，以保证平面贴合可代替刮研或磨削，以保证平面贴合度，常用于导轨面、结合面的精加工度，常用于导轨面、结合面的精加工l 刨削机床：刨削机床：牛头刨床加工，龙门刨床加工牛头刨床加工，龙门刨床加工l l 刨削运动与加工范围：刨削运动与加工范围：加工平面、直通沟槽和成型面加工平面、直通沟槽和成型面等。等。 机械工程学院 机械制造基础38l l 插削加工：插削加工：插削方法：插削方法：立式刨削立式刨削插削应用：插削应用：常用于内孔直槽或外形的加工。常用于内孔直槽或外形的加工。插削机床：插削机床：插床插床机械工程学院 机械制造基础39

25、2.3.6 拉削加工拉削加工1）拉削运动与加工范围：）拉削运动与加工范围：可以加工各种截面形状的内可以加工各种截面形状的内外表面，但不能加工薄壁零件及轴向尺寸太大的零件。外表面，但不能加工薄壁零件及轴向尺寸太大的零件。 4）拉孔的特点：）拉孔的特点： l 拉削速度低，切削量小，拉削平稳，刀具磨损慢，加拉削速度低，切削量小，拉削平稳，刀具磨损慢，加工精度高，表面质量好工精度高，表面质量好 l 拉削精度拉削精度IT7IT6，Ra0.80.4m l 拉削刀具结构复杂，制造困难，成本高，拉削效率拉削刀具结构复杂，制造困难，成本高，拉削效率高，一般用于批量生产高，一般用于批量生产 l 拉孔加工要求工件安

26、装采用浮动式结构，不夹紧，防拉孔加工要求工件安装采用浮动式结构，不夹紧，防止孔中心与拉刀中心不重合，而破坏拉刀。止孔中心与拉刀中心不重合，而破坏拉刀。 3）拉刀：）拉刀：其截面形状为加工孔的轴向端面形状，它把总其截面形状为加工孔的轴向端面形状，它把总的切削量分散到拉刀的各个刀齿上。的切削量分散到拉刀的各个刀齿上。2）拉床）拉床机械工程学院 机械制造基础402.4.2 钻床钻床2.4 钻削与镗削加工钻削与镗削加工2.4.1 钻削运动与加工范围钻削运动与加工范围钻床加工可用于：钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等。钻床加工可用于：钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等。机械工程学院 机械制造基础41 麻花钻的角度：麻花钻的

27、角度： 前角前角0为正交平面内前刀面与基面的夹角，由于钻头的前刀面为正交平面内前刀面与基面的夹角，由于钻头的前刀面为螺旋面，故越靠近中心，前角越小，横刃为负前角。为螺旋面，故越靠近中心，前角越小，横刃为负前角。 侧后角侧后角为轴向圆柱剖面内后刀面与切削平面的夹角为轴向圆柱剖面内后刀面与切削平面的夹角 。故越靠。故越靠近中心，后角越大。近中心，后角越大。 顶角顶角2两主切削刃在中心截面上投影的夹角。标准钻头顶角为两主切削刃在中心截面上投影的夹角。标准钻头顶角为118。 横刃斜角横刃斜角 主切削刃与横刃在钻头端面上投影的夹角。主切削刃与横刃在钻头端面上投影的夹角。 螺旋角螺旋角 最外缘螺旋线切线与

28、轴线的夹角最外缘螺旋线切线与轴线的夹角2.4.3 钻头、锪钻、铰刀和丝锥钻头、锪钻、铰刀和丝锥（1）麻花钻：）麻花钻：直柄麻花钻（直柄麻花钻（0.520） 锥柄麻花钻（锥柄麻花钻（880） 钻头材料：钻头材料： 钻头一般为高速钢材料。钻头一般为高速钢材料。 钻头结构：钻头结构：三条切削刃，前刀面（螺旋面）、后刀面等三条切削刃，前刀面（螺旋面）、后刀面等机械工程学院 机械制造基础42（2）扩孔钻：）扩孔钻：扩孔钻（多齿，刚性好）扩孔钻（多齿，刚性好） 通常也可用麻花钻（麻花钻的横刃不切削）通常也可用麻花钻（麻花钻的横刃不切削）（3）锪钻）锪钻（4）铰刀：）铰刀：手动铰刀（锥度小而长手动铰刀（锥度

29、小而长150） 机用铰刀（锥度较短机用铰刀（锥度较短1080）（5）丝锥：）丝锥：手动和机用手动和机用机械工程学院 机械制造基础43（1） 钻孔钻孔 钻孔的特点钻孔的特点v钻头刚性差，易引偏；钻头刚性差，易引偏；v 钻孔排屑困难，切屑挤压、摩擦已加工表面，表面钻孔排屑困难，切屑挤压、摩擦已加工表面，表面质量差，钻孔精度质量差，钻孔精度IT13IT11，Ra为为5012.5mv钻孔加工生产效率低钻孔加工生产效率低防止钻头引偏的措施：防止钻头引偏的措施： 钻头切削刃要对称钻头切削刃要对称; 先加工平面，防止表面不平而引偏；先加工平面，防止表面不平而引偏； 用短而粗的钻头先钻一引孔；用短而粗的钻头先

30、钻一引孔； 采用小进给，减小轴向力；采用小进给，减小轴向力； 使用钻套引导，合理使用切削液。使用钻套引导，合理使用切削液。2.4.4 钻床加工工艺特点钻床加工工艺特点机械工程学院 机械制造基础44钻孔用于所有实体零件上孔粗加工，孔径钻孔用于所有实体零件上孔粗加工，孔径0.550，一般超过一般超过30的孔分次钻孔，先用的孔分次钻孔，先用0.70.8D的钻头钻孔，的钻头钻孔，再扩孔。再扩孔。钻孔一般用于软材料零件的加工，不适合硬材料零件钻孔一般用于软材料零件的加工，不适合硬材料零件孔的加工。（特殊情况可用合金钻头钻淬硬材料）孔的加工。（特殊情况可用合金钻头钻淬硬材料）钻孔方式：钻孔方式：1）回转并

31、轴向进给（如钻床、铣床、镗床等钻孔），）回转并轴向进给（如钻床、铣床、镗床等钻孔），钻孔时易出现孔的偏斜；钻孔时易出现孔的偏斜；2）工件回转，钻头轴向进给（如车床等钻孔），钻孔）工件回转，钻头轴向进给（如车床等钻孔），钻孔时孔径会变化，形成锥度、鼓形等。时孔径会变化，形成锥度、鼓形等。 钻孔的应用钻孔的应用深孔钻削：深孔钻削：L/D5的孔，通常采用深孔钻钻孔的孔，通常采用深孔钻钻孔机械工程学院 机械制造基础45 扩孔的特点扩孔的特点： 加工精度加工精度IT10IT9，Ra6.33.2m； 扩孔钻头的切削刃短，无横刃，切削条件好；扩孔钻头的切削刃短，无横刃，切削条件好； 扩孔加工余量小，容屑槽较

32、浅，钻头刚性好，扩孔加工余量小，容屑槽较浅，钻头刚性好， 可大进给高速切削，效率高；可大进给高速切削，效率高； 钻头有多个切削刃，导向性好，切削平稳，可校正毛钻头有多个切削刃，导向性好，切削平稳，可校正毛坯孔轴线偏斜。坯孔轴线偏斜。扩孔的应用：扩孔的应用： 用于小孔基础上的孔径扩大，一般孔径小于用于小孔基础上的孔径扩大，一般孔径小于80 用于半精加工低硬度材料的孔用于半精加工低硬度材料的孔（2） 扩孔扩孔机械工程学院 机械制造基础46（3）铰孔）铰孔铰孔的特点：铰孔的特点： 铰孔余量小（粗铰铰孔余量小（粗铰0.150.35mm），切削速度低，切），切削速度低，切削力小，发热少，铰刀导向性好，切

33、削平稳，加工质量削力小，发热少，铰刀导向性好，切削平稳，加工质量好；好； 加工精度加工精度IT87，Ra1.60.4m； 铰孔的适应性较差，一把铰刀只能加工一种尺寸精度铰孔的适应性较差，一把铰刀只能加工一种尺寸精度的孔，不宜加工非标孔、台阶孔、盲孔、非连续表面的孔，不宜加工非标孔、台阶孔、盲孔、非连续表面（如轴向有键槽等），不能加工硬材料工件；（如轴向有键槽等），不能加工硬材料工件； 铰孔可纠正孔的形状误差，不能纠正位置误差。铰孔可纠正孔的形状误差，不能纠正位置误差。铰孔的应用：铰孔的应用： 铰孔用于软材料零件孔的精加工，不能加工硬材料；铰孔用于软材料零件孔的精加工，不能加工硬材料；铰孔孔径铰

34、孔孔径180机械工程学院 机械制造基础47（4）攻螺纹）攻螺纹攻螺纹一般用于直径较小的内螺纹加工，精攻螺纹一般用于直径较小的内螺纹加工，精度较低，可用于单件生产，也可用于批量生产。度较低，可用于单件生产，也可用于批量生产。攻螺纹前先要钻螺纹底孔：攻螺纹前先要钻螺纹底孔： 塑性材料底孔直径：塑性材料底孔直径：d=D-P 脆性材料底孔直径：脆性材料底孔直径：d=D-(1.051.1)P机械工程学院 机械制造基础48l 镗孔精度镗孔精度u 普通机床镗孔精度普通机床镗孔精度IT8IT7，Ra1.60.8muu 坐标镗床镗孔精度坐标镗床镗孔精度IT7IT6，Ra0.04m 3. 镗孔工艺特点镗孔工艺特点

35、l 镗刀：镗刀：单刃镗刀；浮动镗刀；单刃镗刀；浮动镗刀； 可调镗排；万能镗排。可调镗排；万能镗排。1. 镗床：镗床：卧式镗床、坐标镗床、镗铣削中心等卧式镗床、坐标镗床、镗铣削中心等2.4.5 镗削加工镗削加工2. 镗削运动与加工范围镗削运动与加工范围主运动为镗刀旋转，进给运动为镗刀轴向进给或工件主运动为镗刀旋转，进给运动为镗刀轴向进给或工件轴向进给轴向进给机械工程学院 机械制造基础49l l 镗孔加工特点镗孔加工特点 1）单刃镗刀镗孔特点）单刃镗刀镗孔特点 适应性广，灵活，但对操作工人技术水平要求较高；适应性广，灵活，但对操作工人技术水平要求较高； 可以校正原有孔的轴线位置偏差；可以校正原有孔

36、的轴线位置偏差； 生产率较低，镗杆刚性差，单刃切削，调整时间长，生产率较低，镗杆刚性差，单刃切削，调整时间长，一般用于单件、小批量生产。一般用于单件、小批量生产。2） 浮动镗刀镗孔特点浮动镗刀镗孔特点 加工质量高，浮动可减少刀杆、刀具安装偏差；加工质量高，浮动可减少刀杆、刀具安装偏差； 生产效率高，双刃切削，操作方便；生产效率高，双刃切削，操作方便； 刀具结构复杂，对刀具刃磨要求较高，刃口要对称，刀具结构复杂，对刀具刃磨要求较高，刃口要对称，一般用于较大孔径的批量生产。一般用于较大孔径的批量生产。机械工程学院 机械制造基础502.5 磨削加工磨削加工（1）磨料磨料：刚玉类（：刚玉类（Al2O3

37、，包括棕刚玉、白刚玉等），包括棕刚玉、白刚玉等） 碳化硅类（碳化硅类（SiC，包括黑色碳化硅、绿色碳化硅），包括黑色碳化硅、绿色碳化硅） 高硬度磨料（立方氮化硼高硬度磨料（立方氮化硼CBN、金刚石等）、金刚石等）（2）磨料粒度磨料粒度：砂轮越粗效率越高，但加工表面质量差。：砂轮越粗效率越高，但加工表面质量差。 粗加工和磨软材料时选粗砂轮，精加工及磨硬材料时选细砂轮。粗加工和磨软材料时选粗砂轮，精加工及磨硬材料时选细砂轮。（3）结合剂结合剂：陶瓷、树脂、橡胶及金属结合剂等：陶瓷、树脂、橡胶及金属结合剂等（4）硬度硬度：指砂轮磨料脱落的难易程度：指砂轮磨料脱落的难易程度 加工硬材料用软砂轮，加工软

38、材料用硬砂轮。加工硬材料用软砂轮，加工软材料用硬砂轮。（5）组织组织：磨料、结合剂与气孔的比例：磨料、结合剂与气孔的比例 加工软材料用疏松的砂轮（防止砂轮堵塞）加工软材料用疏松的砂轮（防止砂轮堵塞）（6）形状形状、尺寸与特性代号：、尺寸与特性代号： GB 80 ZR1 A P 3004 磨料（白刚玉）磨料（白刚玉） 粒度粒度 硬度硬度 结合剂（陶瓷）结合剂（陶瓷） 形状（平）形状（平） 尺寸尺寸2.5.1 砂轮砂轮机械工程学院 机械制造基础512.5.2 磨削类型与运动磨削类型与运动 磨削类型与运动磨削类型与运动1）内外圆磨削）内外圆磨削2）平面磨削）平面磨削3）型面磨削）型面磨削4）砂带磨削

39、）砂带磨削机械工程学院 机械制造基础52（1）砂轮磨粒小而多，一次切削量小，精度高）砂轮磨粒小而多，一次切削量小，精度高IT7IT6、表面粗糙度小表面粗糙度小Ra 0.20.8m （2）磨削温度高）磨削温度高（3）砂轮有自锐作用（磨粒有自锐性、磨钝磨粒的脱落）砂轮有自锐作用（磨粒有自锐性、磨钝磨粒的脱落（4）磨削加工的工件材料范围广）磨削加工的工件材料范围广 可以加工高硬度的材料，但不能加工塑性较大的软可以加工高硬度的材料，但不能加工塑性较大的软材料，如有色金属紫铜、铝合金等。材料，如有色金属紫铜、铝合金等。l l 磨削的工艺特点磨削的工艺特点l l 磨削过程：磨削过程：切削、刻划和摩擦抛光作

40、用的综合。切削、刻划和摩擦抛光作用的综合。机械工程学院 机械制造基础532.5.3 外圆磨削加工工艺外圆磨削加工工艺1) 外圆磨床外圆磨床机械工程学院 机械制造基础54l l 外圆磨削工艺方法外圆磨削工艺方法 纵磨法：纵磨法：加工时径向力小，加工质量好，但效率低，加工时径向力小，加工质量好，但效率低，且对前道工序要求较高（必须经过半精车或精车）。且对前道工序要求较高（必须经过半精车或精车）。 用于加工细长工件，但见小批量生产。用于加工细长工件，但见小批量生产。机械工程学院 机械制造基础55l l 外圆磨削工艺方法外圆磨削工艺方法 横磨法：横磨法：加工时径向力大，加工质量略差，效率高。加工时径向

41、力大，加工质量略差，效率高。 用于批量生产短而粗刚性较好且加工面较短的工件。用于批量生产短而粗刚性较好且加工面较短的工件。机械工程学院 机械制造基础56 深磨法：深磨法：一次磨削量大，加工时径向力大，加工质量略一次磨削量大，加工时径向力大，加工质量略差，效率高。用于批量生产短而粗刚性较好的工件。差，效率高。用于批量生产短而粗刚性较好的工件。l l 外圆磨削工艺方法外圆磨削工艺方法机械工程学院 机械制造基础57l l 外圆磨削工艺方法外圆磨削工艺方法机械工程学院 机械制造基础581）无心磨削原理：）无心磨削原理：一次磨削完成，加工质量好一次磨削完成，加工质量好IT6IT5,Ra0.80.2m，效

42、率高。用于批量生产光轴、销轴和套，效率高。用于批量生产光轴、销轴和套，工件外圆表面不允许有阶梯、轴向通槽。工件外圆表面不允许有阶梯、轴向通槽。2.5.4 无心磨削加工工艺无心磨削加工工艺2）无心磨床）无心磨床机械工程学院 机械制造基础592.5.5 内圆磨削内圆磨削 2）磨孔方法）磨孔方法 （1）纵磨法：）纵磨法：要求砂轮加长杆的刚性要好，磨削时要求砂轮加长杆的刚性要好，磨削时超越工件口距离为砂轮宽度的超越工件口距离为砂轮宽度的1/31/2，否则会出现加，否则会出现加工误差。工误差。（a）超越距离太短）超越距离太短 （b）超越距离太长）超越距离太长1）内圆磨床）内圆磨床机械工程学院 机械制造基

43、础60 （2）横磨法）横磨法 （3）无心内圆磨削：）无心内圆磨削：适用于薄壁大圆孔适用于薄壁大圆孔 （4）坐标磨削）坐标磨削机械工程学院 机械制造基础61 3）磨孔的特点：）磨孔的特点： 砂轮轴长，刚性差，易变形、振动，加工质量差砂轮轴长，刚性差，易变形、振动，加工质量差 磨削内孔精度磨削内孔精度IT8IT6，Ra0.80.4m 砂轮直径小，线速度低，磨削效率低砂轮直径小，线速度低，磨削效率低 砂轮直径小，磨料切削次数多，磨损快砂轮直径小，磨料切削次数多，磨损快 切削温度较高，冷却条件差切削温度较高，冷却条件差 排屑困难，易堵塞砂轮排屑困难，易堵塞砂轮 适应性好，可以加工硬材料，盲孔、阶梯孔等

44、适应性好，可以加工硬材料，盲孔、阶梯孔等机械工程学院 机械制造基础622.5.6 平面磨削加工工艺平面磨削加工工艺 l l周磨：周磨：卧轴矩台，精度高卧轴矩台，精度高IT7IT6，表面质量好，表面质量好Ra1.60.4m，用于精加工。，用于精加工。 l l 端磨：端磨：立轴圆台，加工精度低，表面质量差，但效率立轴圆台，加工精度低，表面质量差，但效率高，用于粗加工代替铣、刨。高，用于粗加工代替铣、刨。l l 平面磨削工件装夹平面磨削工件装夹机械工程学院 机械制造基础632.5.7 螺纹的磨削加工螺纹的磨削加工l l 单线砂轮磨削单线砂轮磨削 ：适应性好，但效率低。：适应性好，但效率低。l l 多

45、线砂轮磨削：用于磨削小螺距螺纹，效率高。多线砂轮磨削：用于磨削小螺距螺纹，效率高。l l 无心磨削无心磨削磨削小螺距螺纹时，一般不需要进行粗加工。磨削小螺距螺纹时，一般不需要进行粗加工。机械工程学院 机械制造基础642.6 光整加工光整加工2.6.1 研磨研磨(P207)（1） 研磨方法研磨方法 研磨工具研磨工具（常用铸铁材料）：研磨工具材料要求硬度（常用铸铁材料）：研磨工具材料要求硬度较低，能包容异物，耐磨性好。常用材料为铸铁。较低，能包容异物，耐磨性好。常用材料为铸铁。 研磨剂研磨剂：为磨粒与调和剂的调和物。：为磨粒与调和剂的调和物。 通常磨粒有刚玉、碳化硅、金刚砂等，调和剂为机油通常磨粒

46、有刚玉、碳化硅、金刚砂等，调和剂为机油与红丹粉混合物。与红丹粉混合物。（2）研磨加工范围）研磨加工范围外圆、内孔、平面、球面等外圆、内孔、平面、球面等机械工程学院 机械制造基础65（3） 研磨的特点研磨的特点 （a） 速度低、压力小，加工精度达速度低、压力小，加工精度达IT6IT4、表面粗、表面粗糙度最小达糙度最小达Ra 0.10.008m。 （b）切削余量小，通常为）切削余量小，通常为0.0050.05mm，要求前道工，要求前道工序精度高，表面质量好。序精度高，表面质量好。 （c）可以纠正形状误差，但不能改变位置误差。）可以纠正形状误差，但不能改变位置误差。 （d）适应性广，可用于各种材料、

47、不同批量的工件加）适应性广，可用于各种材料、不同批量的工件加工。工。机械工程学院 机械制造基础662.6.2 珩磨珩磨(P213) 珩磨余量珩磨余量0.020.15mm，精度达，精度达IT6IT5，Ra0.2 0.025m；用于；用于151500mm孔的批量光整加工及深孔加孔的批量光整加工及深孔加工；加工效率高。工；加工效率高。 为了降低表面粗糙为了降低表面粗糙度，珩磨表面形成的度，珩磨表面形成的是不重复的交叉网纹。是不重复的交叉网纹。粗磨粗磨2为为4060精磨精磨2为为1545机械工程学院 机械制造基础672.7 齿轮的齿形加工齿轮的齿形加工(P227)2.7.1 铣齿铣齿 铣齿加工的特点：

48、成本低，精度低，效率低。铣齿加工的特点：成本低，精度低，效率低。 铣齿加工适用：单件小批量生产、修配精度较低的齿轮。铣齿加工适用：单件小批量生产、修配精度较低的齿轮。机械工程学院 机械制造基础682.7.2 展成法加工齿形展成法加工齿形l 滚齿：滚齿：利用齿轮齿条啮合的原理，加工齿轮的齿形面为刀齿利用齿轮齿条啮合的原理，加工齿轮的齿形面为刀齿面运动轨迹的包络线。用于加工直齿、螺旋齿圆柱外齿轮及蜗轮等。面运动轨迹的包络线。用于加工直齿、螺旋齿圆柱外齿轮及蜗轮等。 精度精度IT8IT7l 插齿：插齿：利用齿轮啮合的原理，加工齿轮的齿形面为刀齿面运利用齿轮啮合的原理，加工齿轮的齿形面为刀齿面运动轨迹

49、的包络线。用于加工直齿圆柱内、外齿轮及齿条等。动轨迹的包络线。用于加工直齿圆柱内、外齿轮及齿条等。机械工程学院 机械制造基础69l 磨齿磨齿成形法磨齿：成形砂轮磨削，与盘铣刀铣齿相同。成形法磨齿：成形砂轮磨削，与盘铣刀铣齿相同。展成法磨齿：利用齿轮齿条啮合原理。展成法磨齿：利用齿轮齿条啮合原理。2.7.3 齿轮精加工方法齿轮精加工方法l 剃齿：剃齿：利用齿轮啮合时齿面间的相互滑动，对齿面进行加工。利用齿轮啮合时齿面间的相互滑动，对齿面进行加工。加工时齿坯与剃齿刀直接啮合，不需要外加传动于齿坯，可以在原加工时齿坯与剃齿刀直接啮合，不需要外加传动于齿坯，可以在原齿轮精度基础上提高一个精度等级。一般用于软齿面齿轮加工。齿轮精度基础上提高一个精度等级。一般用于软齿面齿轮加工。l 珩齿：珩齿：利用齿轮啮合时齿面间的相互滑动，对齿面进行加工。利用齿轮啮合时齿面间的相互滑动，对齿面进行加工。加工时齿坯与珩齿轮直接啮合，不需要外加传动于齿坯，可以在原加工时齿坯与珩齿轮直接啮合，不需要外加传动于齿坯，可以在原齿轮精度基础上提高一个精度等级。一般用于硬齿面