第二章 零件表面常规加工方法

1、第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法主讲人：于美杰主讲人：于美杰 副教授副教授 Tel：88396181 Email： 第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第二章 零件表面的常规加工方法本章基本要求本章基本要求n 不同类型表面，如外圆、内孔、平面及成形面，分别可以不同类型表面，如外圆、内孔、平面及成形面，分别可以采用哪些切削（或机加工）方法？采用哪些切削（或机加工）方法？n 各种加工方法的特点，如精度、批量、材质。各种加工方法的特点，如精度、批量、材质。n 不同加工方法所用的设备及刀具不同加工方法所用的设备及刀具第二章第二章 零件表面的常规加工方法零

2、件表面的常规加工方法第二章 目录v 第一节第一节 回转面的加工回转面的加工v 第二节第二节 平面的加工平面的加工v 第三节第三节 特形表面的加工特形表面的加工v 第一节第一节 车削车削v 第二节第二节 铣削铣削v 第三节第三节 刨削刨削v 第四节第四节 拉削拉削v 第五节第五节 钻削钻削v 第六节第六节 镗削镗削v 第七节第七节 磨削磨削v 第八节第八节 光整加工光整加工v 第九节第九节 特性表面的加工特性表面的加工v 第十节第十节 小结小结第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第一节 车削加工v卧式车床卧式车床单件小批生产中，各种轴、盘、套等类单件小批生产中，各种轴、盘、

3、套等类的中小型零件，多在卧式车床上加工的中小型零件，多在卧式车床上加工第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第一节 车削加工v立式车床立式车床大型圆盘类零件（如火车轮、大型齿轮大型圆盘类零件（如火车轮、大型齿轮的轮坯等）多用立式车床加工的轮坯等）多用立式车床加工第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第一节 车削加工v数控车床数控车床生产率要求高、变更频繁的中小型零件，生产率要求高、变更频繁的中小型零件，可选用数控车床加工可选用数控车床加工第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第一节 车削加工v车床的加工范围车床的加工范围n主运动：主运

4、动： 工件的工件的旋转旋转运动运动n进给运动：进给运动： 刀具的刀具的直线直线运动运动 粗车（粗车（IT13IT11）、半精车（）、半精车（IT10IT9） 、精车、精车（IT8IT7） 、精细车（、精细车（IT6IT5） n表面粗糙度：表面粗糙度： Ra=500.1mn适宜加工各种适宜加工各种回转体回转体表面表面第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第一节 车削加工v车床的加工范围车床的加工范围 （注意与车削加工范围的区别）（注意与车削加工范围的区别）第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第一节 车削加工v举例：举例：n车外圆车外圆n车端面车端面n车螺

5、纹车螺纹第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第一节 车削加工v车削的工艺特点车削的工艺特点n粗车和精车切削用量的选择粗车和精车切削用量的选择 背吃刀量背吃刀量 大大 进给量进给量 大大 切削速度切削速度 较低较低 前后角前后角 小小 刃倾角刃倾角 负负n工艺特点工艺特点 易于保证相互位置精度易于保证相互位置精度 刀具简单刀具简单 应用范围广应用范围广粗加工粗加工第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第二节 铣削加工v铣床分类铣床分类n卧式铣床卧式铣床n立式铣床立式铣床n龙门铣床龙门铣床铣削过程铣削过程大批量大批量单件、小批单件、小批单件、小批单件、小批

6、第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第二节 铣削加工v铣削的加工范围铣削的加工范围n主运动：铣刀的主运动：铣刀的旋转旋转运动运动n进给运动：工件的进给运动：工件的直线或曲线直线或曲线运动运动n加工精度：加工精度：IT9IT7n表面粗糙度：表面粗糙度：Ra= 6.3 1.6mn应用应用：主要加工平面、沟槽、成形面、切断主要加工平面、沟槽、成形面、切断第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第二节 铣削加工第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第二节 铣削加工v铣削方法铣削方法n周铣与端铣周铣与端铣加工适应性加工适应性: 端铣比周铣差端铣

7、比周铣差 （端铣多用于平面，周铣可用于多端铣多用于平面，周铣可用于多种表面种表面加工质量加工质量: 端铣比周铣高端铣比周铣高 （同时参加工作的刀齿多，切削平稳）（同时参加工作的刀齿多，切削平稳）加工效率加工效率: 端铣比周铣高端铣比周铣高 （刀具系统刚性高，可高速铣削）（刀具系统刚性高，可高速铣削）比 较第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第二节 铣削加工v 周铣包括：周铣包括：n顺铣与逆洗顺铣与逆洗顺铣刀具寿命长工件表面质量高水平分力使工作台窜动逆铣工件表面质量低刀具磨损严重垂直分力上抬工件，易引起振动对铣薄长件 第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方

8、法第二节 铣削加工v2.3 铣削方法铣削方法n顺铣与逆洗顺铣与逆洗丝杠螺母间隙对逆铣和顺铣的影响丝杠螺母间隙对逆铣和顺铣的影响第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第二节 铣削加工v铣削加工特点铣削加工特点n1、生产率较高生产率较高 ，适于，适于成批大量成批大量生产生产 多齿工作，旋转运动利于高速铣削多齿工作，旋转运动利于高速铣削n2、容易产生振动，容易产生振动，加工精度受限加工精度受限 由于多齿工作，每个齿切削厚度变化，切削力变由于多齿工作，每个齿切削厚度变化，切削力变化，切削过程不稳定，易产生振动化，切削过程不稳定，易产生振动n3、刀齿散热条件较好刀齿散热条件较好 多齿

9、工作，每个齿间歇工作，有冷却时间，散热多齿工作，每个齿间歇工作，有冷却时间，散热条件好，但切入切出时冲击可能引起刀片碎裂条件好，但切入切出时冲击可能引起刀片碎裂举例：举例：1. 盘状铣刀铣螺纹盘状铣刀铣螺纹第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第三节 刨削加工v 刨削的加工范围刨削的加工范围n主运动：刨刀或工件的主运动：刨刀或工件的往复往复运动运动n进给运动：工件或刨刀垂直于主运动的进给运动：工件或刨刀垂直于主运动的间歇间歇运动运动n表面粗糙度：表面粗糙度：Ra= 6.3 1.6m，直线度高，直线度高n应用：主要用于应用：主要用于加工平面，加工平面，也广泛用于加工各种也广泛

10、用于加工各种沟槽、沟槽、成形面成形面等。等。第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第三节 刨削加工刨削过程刨削过程第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第三节 刨削加工v刨床种类刨床种类刨床牛头刨床：适于加工中、小型零件。龙门刨床：适于加工大型零件。插床：主要加工工件内表面，如键槽、花键等。牛头刨床龙门刨床插床第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第三节 刨削加工v刨削的工艺特点刨削的工艺特点n1、通用性好、通用性好 可加工垂直、水平的平面，还可加工可加工垂直、水平的平面，还可加工T型槽、型槽、V型型槽，燕尾槽等。槽，燕尾槽等。n2、

11、生产率低生产率低 往复运动，有空行程，有冲击现象、限制了速度，往复运动，有空行程，有冲击现象、限制了速度，但对狭长表面生产效率不比铣削低。但对狭长表面生产效率不比铣削低。n3、 加工精度不高加工精度不高n4、一般只适于、一般只适于低速切削低速切削n5、加工成本低、加工成本低 刨刀简单、刃磨方便刨刀简单、刃磨方便第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第四节 拉削加工v拉削加工范围拉削加工范围n在预制孔基础上在预制孔基础上 主运动：拉刀直线运动主运动：拉刀直线运动n孔的深径比孔的深径比3 进给运动：前后刀齿的齿升量进给运动：前后刀齿的齿升量在钻削或粗镗后进行拉削（而钻削是在实体

12、上加工孔）在钻削或粗镗后进行拉削（而钻削是在实体上加工孔）第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第四节 拉削加工v拉床和拉刀拉床和拉刀头部头部颈部颈部前导部前导部切削部切削部校准部校准部尾部尾部后导部后导部第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第四节 拉削加工v拉削加工的特点拉削加工的特点n1、生产效率高生产效率高，粗，粗半精半精精，大批量生产精，大批量生产n2、加工质量高加工质量高，精度，精度 IT8 IT7 ， Ra 0.8 0.4mn3、拉刀价格昂贵，刃磨费用也高、拉刀价格昂贵，刃磨费用也高n4、加工范围广、加工范围广n5、不能拉台阶孔和盲孔不能拉

13、台阶孔和盲孔，可以拉外圆和平面，可以拉外圆和平面n6、适于、适于大批量生产大批量生产，不同尺寸不同孔形都需一种专，不同尺寸不同孔形都需一种专门拉刀门拉刀插削、拉削过程插削、拉削过程第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第五节 钻削加工v钻削加工范围钻削加工范围n在实体上加工孔在实体上加工孔n钻削加工包括：钻削加工包括：钻孔钻孔、扩孔扩孔、铰孔、等铰孔、等（a）钻孔（b）扩孔（c）铰孔（d）攻丝（e）锪锥孔（f）锪柱孔（g）锪反鱼眼坑（h）锪凸台活第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第五节 钻削加工v钻床钻床 （钻削还可在车床、铣床、镗床上进行）钻削还可

14、在车床、铣床、镗床上进行）第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第五节 钻削加工v钻孔钻孔n麻花钻麻花钻两个主切削刃两个主切削刃两个副切削刃两个副切削刃一个横刃一个横刃工作部分：工作部分： 切削部分切削部分 导向部分导向部分第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第五节 钻削加工n钻孔的工艺特点钻孔的工艺特点：（1）钻孔时钻头易产生钻孔时钻头易产生“引偏引偏”“引偏”方式 轴线引偏 刀具旋转 钻床上钻孔 孔径扩大 工件旋转 车床上钻孔“引偏”原因 横刃的存在 钻头的刚性和导向性差防止防止“引偏引偏”的措施：的措施： 预钻锥形定心坑； 用钻套为钻头导向； 刃

15、磨时，应尽量使两个主刀刃对称一致。孔径扩大或孔轴线孔径扩大或孔轴线偏移和不直的现象偏移和不直的现象第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第五节 钻削加工n钻孔的工艺特点钻孔的工艺特点 1、引偏引偏 2、排屑困难排屑困难： 使工件表面质量降低；使工件表面质量降低； 卡死、卡死、甚至折断钻头甚至折断钻头 3、散热条件差散热条件差：使刀具磨损，降低其强硬度：使刀具磨损，降低其强硬度 4、加工精度低加工精度低：IT11、Ra 12.5m 5、定尺寸刀具、定尺寸刀具n钻孔应用钻孔应用 粗加工粗加工第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第五节 钻削加工v扩孔扩孔n利

16、用扩孔钻对已有孔径进行扩大利用扩孔钻对已有孔径进行扩大n扩孔钻特点：排屑槽浅、刚度大、导向性好、扩孔钻特点：排屑槽浅、刚度大、导向性好、可校正可校正引偏引偏第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第五节 钻削加工n扩孔工艺特点扩孔工艺特点 切削余量较小切削余量较小 容易排屑、不易划伤孔壁容易排屑、不易划伤孔壁 加工精度加工精度IT109，Ra 6.33.2m 应用：应用：半精加工半精加工扩孔过程扩孔过程第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第五节 钻削加工v铰孔铰孔n利用铰刀对已有孔进行精加工的切削加工方法利用铰刀对已有孔进行精加工的切削加工方法n加工精度

17、：加工精度：IT9IT7，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=1.60.4mn铰孔铰孔只能提高孔的尺寸精度和形状精度，而不能提高只能提高孔的尺寸精度和形状精度，而不能提高孔的位置精度孔的位置精度（不能校正孔的空间位置）（不能校正孔的空间位置）n应用：精加工应用：精加工第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第六节 镗削加工v镗削加工范围镗削加工范围n用镗刀对已有的孔进行再加工用镗刀对已有的孔进行再加工n主运动：镗刀旋转；进给运动：工件或镗刀的运动主运动：镗刀旋转；进给运动：工件或镗刀的运动n回转体零件上的孔回转体零件上的孔在车床上加工；在车床上加工；n箱体类零件上的孔或孔系箱体类

18、零件上的孔或孔系在镗床上加工；在镗床上加工；n在镗床上除可加工孔或孔系外，还可加工平面、沟槽、在镗床上除可加工孔或孔系外，还可加工平面、沟槽、钻、扩铰孔等。钻、扩铰孔等。n对于对于大尺寸大尺寸的孔、内成形表面、内环槽，的孔、内成形表面、内环槽，镗孔镗孔是唯一是唯一的加工方法。的加工方法。n加工精度：加工精度： 一般镗：一般镗：IT8 IT7 ， Ra 1.6 0.8 精细镗：精细镗：IT7 IT6 ， Ra 0.8 0.2第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第六节 镗削加工v镗削工艺特点镗削工艺特点n适应性广：可在钻孔、铸孔、锻孔的基础上进行；适应性广：可在钻孔、铸孔、锻

19、孔的基础上进行；n可校正原有孔的轴线偏斜可校正原有孔的轴线偏斜；n易保证孔与孔之间、孔与基准面之间的易保证孔与孔之间、孔与基准面之间的尺寸精度尺寸精度和和位位置精度置精度；n细长镗刀刀杆刚度差细长镗刀刀杆刚度差 ，使加工精度和表面粗糙度受，使加工精度和表面粗糙度受影响；影响；n生产效率低生产效率低：小的背吃刀量和进给量，刀刃少；：小的背吃刀量和进给量，刀刃少；n工件的装夹次数少：一次安装即可完成由粗到精加工。工件的装夹次数少：一次安装即可完成由粗到精加工。镗削过程镗削过程第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第七节 磨削加工v磨削加工范围磨削加工范围n用砂轮作为刀具对工件进

20、行切削加工用砂轮作为刀具对工件进行切削加工n是零件是零件精加工精加工的主要方法之一的主要方法之一n加工精度：加工精度：IT7IT6，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=0.80.2mn高精度磨削：表面粗糙度高精度磨削：表面粗糙度Ra=0.10.008m万能外圆磨床结构示意图第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第七节 磨削加工第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第七节 磨削加工v砂轮砂轮n用结合剂把磨料（刚玉类、碳化硅类及高硬度磨料类）用结合剂把磨料（刚玉类、碳化硅类及高硬度磨料类）粘结起来，经压坯、干燥、熔烧、车整而成。有三个粘结起来，经压坯、干燥、熔烧

21、、车整而成。有三个基本要素：磨料、结合剂和孔隙。基本要素：磨料、结合剂和孔隙。n砂轮表面上的每一个磨粒都是一把微小刀齿砂轮表面上的每一个磨粒都是一把微小刀齿n具有自锐性：磨粒破碎或脱落，露出新的棱角或磨粒具有自锐性：磨粒破碎或脱落，露出新的棱角或磨粒v磨削方法：磨削方法：n包括包括外圆磨削外圆磨削、内孔磨削内孔磨削和和平面磨削平面磨削等。等。第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第七节 磨削加工v （1）外圆的磨削方法）外圆的磨削方法n有纵磨法和横磨法。有纵磨法和横磨法。n纵磨法纵磨法 散热好散热好 精度高精度高 生产效率低、小批量生产效率低、小批量 适于细长轴适于细长轴n

22、横磨法横磨法 散热差散热差 易弯曲变形易弯曲变形 精度低、大批量精度低、大批量 短粗件短粗件n混合磨法混合磨法主运动主运动进给进给运动运动第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法无心外圆磨床上磨削无心外圆磨床上磨削 （不用顶尖支撑）不用顶尖支撑）第七节 磨削加工1工件 2磨削轮 3托板 4导轮第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第七节 磨削加工v（2）内圆磨削）内圆磨削n磨孔一般仅用于淬硬工件孔的精加工磨孔一般仅用于淬硬工件孔的精加工。n与外圆磨相比较，内圆磨：与外圆磨相比较，内圆磨： 表面粗糙度大；表面粗糙度大； 生产率低。生产率低。 原因：砂轮轴的振

23、动原因：砂轮轴的振动三爪卡盘砂轮工件第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第七节 磨削加工v（3）平面磨削）平面磨削周磨：端磨：多用于加工质量要求较高的工件多用于加工质量要求不高的工件，或代替铣削作为精磨前的预加工接触面小接触面小效率低效率低接触面大接触面大工件温升大工件温升大第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第七节 磨削加工v磨削工艺特点磨削工艺特点n精度高、表面光洁度高精度高、表面光洁度高；n加工加工硬度高硬度高的材料；的材料；n不适用于有色金属的加工不适用于有色金属的加工，原因：磨屑会阻塞砂轮孔，原因：磨屑会阻塞砂轮孔隙，故隙，故采用精车代替采

24、用精车代替。n温度高温度高、易烧伤工件表面、易烧伤工件表面 使用冷却液使用冷却液 减少磨削用量减少磨削用量n应用：应用： 高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等难切高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等难切削材料；削材料； 铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料。铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料。第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第八节 表面的光整加工v光整加工方法光整加工方法n研磨研磨(lapping)：是把研磨剂放在研具与工件之间，在一：是把研磨剂放在研具与工件之间，在一定压力作用下研具与工件作复杂的相对运动，通过研磨定压力作用下研具与工件作复杂的相对运动，通过研磨剂的微

25、量切削及化学作用，去除工件表面的微小余量，剂的微量切削及化学作用，去除工件表面的微小余量，以提高尺寸精度、形状精度和降低表面粗糙度。以提高尺寸精度、形状精度和降低表面粗糙度。 n超级光磨超级光磨(superfinishing)：是用细粒度的油石，以较低：是用细粒度的油石，以较低的压力，在复杂的相对运动下，对工件表面进行光整加的压力，在复杂的相对运动下，对工件表面进行光整加工的方法。工的方法。n抛光抛光(polishing, buffing)：把抛光剂涂在抛光轮上，利把抛光剂涂在抛光轮上，利用抛光轮的高速旋转对工件进行光整加工的方法。用抛光轮的高速旋转对工件进行光整加工的方法。第二章第二章 零件

26、表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第九节 特形表面的加工v特形表面特形表面n指除简单几何表面以外的，但在机械零件上常见的面，指除简单几何表面以外的，但在机械零件上常见的面，如手柄、凸轮成形面、螺纹及齿形等。如手柄、凸轮成形面、螺纹及齿形等。v一、成形面的加工一、成形面的加工n成形面的加工方法：成形法和轨迹法成形面的加工方法：成形法和轨迹法成形法成形法 - 用成形刀具直接加工成形。用成形刀具直接加工成形。轨迹法轨迹法- 利用刀具与工件的相对运动轨迹利用刀具与工件的相对运动轨迹成形。（成形。（靠模法靠模法）第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第九节 特形表面的加工刀刃形

27、状与零件截面形状相同。铣刀铣成形面第二章第二章 零件表面的常规加工方法零件表面的常规加工方法第九节 特形表面的加工v二、螺纹的加工二、螺纹的加工n按用途螺纹分为按用途螺纹分为 （1）紧固螺纹）紧固螺纹- 用于紧固连接。螺纹牙型多数为用于紧固连接。螺纹牙型多数为三角形。三角形。 （2）传动螺纹）传动螺纹- 用于传递运动和动力，牙型为梯用于传递运动和动力，牙型为梯形和锯齿形。形和锯齿形。n螺纹加工方法：螺纹加工方法： 攻丝和套扣攻丝和套扣 - 用于加工精度要求不高的普通螺纹。用于加工精度要求不高的普通螺纹。 车螺纹车螺纹- 主要用于单件小批加工各种牙形的主要用于单件小批加工各种牙形的较大较大尺尺寸内、外螺纹。寸内、外螺纹。 铣螺纹铣螺纹- 批量生产时，广泛采用铣削法加工螺纹。批量生产时，广泛采用铣削法加