项目2金属切削加工方法与设备01

1、沧州职业技术学院 电气系 郑春禄 教授Tel（微信）QQ 939777464项目要点p 机床型号p车削加工p铣削加工p钻削和镗削加工p磨削加工p圆柱齿轮加工p刨削和拉削加工教学目的：应全面掌握各种机床的应用范围，能正确选用机床、刀具及加工方法。金属切削机床，是采用切削加工、特种加工等方法将金属毛坯（或半成品）的多余金属去除，制成机械零件的一种机器。又称“工作母机”或“工具机” ，简称为机床。一、金属切削机床的分类类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨床磨床齿轮加齿轮加工机床工机床螺纹加螺纹加工机床工机床铣铣床床刨刨床床拉拉床床电加工电加工机床机床切断切断机床机床其它其它机

2、床机床代代号号C CZ ZT TM M2M2M3M3MY YS SX XB BL LD DG GQ Q读读音音车车 钻钻 镗镗 磨磨2 2磨磨3 3磨磨牙牙丝丝铣铣 刨刨 拉拉电电割割其其u按照机床工艺范围的宽窄(通用性程度)通用机床、专门化机床、专用机床u按照机床自动化程度手动、机动、半自动、自动机床u按照机床重量和尺寸仪表机床、中型、大型、重型机床u按照机床加工精度普通精度、精密精度、高精度u按照机床主要工作部件的多少单轴、多轴机床或单刀、多刀机床u按照工作原理多刀半自动车床、多轴自动车床、高精度外圆磨床按GB/T15375-2008金属切削机床型号编制方法规定 机床的型号是一个代号，用以

3、表示机床的类型、主要技术参数、使用及结构特性等。“（）”内的代号或数字，若无内容则不表示；若有内容时应不带括号；有“O”符号者为大写的汉语拼音字母；有“”符号者为阿拉伯数字二、机床型号的编制方法类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨床磨床齿轮加齿轮加工机床工机床螺纹加螺纹加工机床工机床铣铣床床刨刨床床拉拉床床电加工电加工机床机床切断切断机床机床其它其它机床机床代代号号CZTM2M3MYSXBLDGQ读读音音车车 钻钻 镗镗磨磨2磨磨3磨磨牙牙丝丝铣铣刨刨拉拉电电割割其其1.机床类、组、系的划分及其代号在一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。在同一组机床中主参数含义相同，刀具和工

4、件的相对运动特点基本相同，基本结构和布局形式相同，即划为同一系。 每类机床分10组(从09组)，每组又分10系(从09型)机床类别代号机床组、系别代号(表3-2金属切削机床的类、组划分)（1）通用特性代号通用特性代号通用特性代号高精度G轻 型Q精 密M加重型C自 动Z简 式J半自动B柔性加工单元R数字程序控制K数显X自动换刀H高速S仿 形F万 能W2. 机床的通用特性代号和结构特性代号(2)结构特性代号 区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O”不能用。例：CA6140型普通车床 3.主要参数代号和设计顺序号(表3-4常用机床组、系代号及

5、主参数)代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用 主参数的折算值（1/10或1/100）来表示。1折算系数为拉床以额定拉力为主参数的数的钻床以最大钻孔直径为主参数的自动机床以最大棒料直径为主参101折算系数为绝大多数镗床和磨床参数的立式和卧式铣床以工作台工件宽度为主机床数的绝大多数齿轮加工以最大工件直径为主参直径为主参数的车床以床身上最大工件回转1001折算系数为龙门铣床的主参数数大型的立式车床的主参对于多轴车床、多轴钻床等机床，其主轴数应以实际数值标于型号中主参数之后，并用“”分开，读作“乘”。第二个主参数一般不予表示，如有特殊情况，需在型号中表示时，应按一定手续审批。4.主轴数和

6、第二主参数的表示方法用字母“A、B、C ”表示，附机床型号末尾，以示区别。5.机床的重大改进顺序号6.其他特性代号及其表示方法其他特性代号主要用以反映各类机床的特性，如：对一般机床，可反映同一型号机床的变型；对于数控机床，可用来反映不同的控制系统等；对于加工中心可用来反映控制系统、自动交换主轴头、自动交换工作台等。其他特性代号在改进序号之后，用汉语拼音或阿拉伯数字表示，并用“”分开，读作“之”。企业代号包括机床生产厂和机床研究单位代号。用“一”与前面代号分开，读作“至”。7.企业代号及其表示方法 C A 6 1 4 0机床类别代号（车床类）机床类别代号（车床类）机床特性代号（结构特性）机床特性

7、代号（结构特性）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床系别代号（卧式车床系）机床系别代号（卧式车床系）机床主参数代号（最大车削直径机床主参数代号（最大车削直径400mm）例：例：C21506：最大棒料直径为50mm的六轴棒料自动车床MB8240/1：最大回转直径为400mm的半自动曲轴磨床的第一种变型T4163A：工作台面宽度为630mm的立式单柱坐标镗床，经过一次重大改进M7150A：工作台面宽度为500mm的卧式矩台平面磨床，经过一次重大改进车削加工：在车床上，工件旋转，车刀在平面内相对于工件做直线或曲线移动的切削形式。一、车削加工的特点工艺范围广生产率高加工

8、成本低加工精度范围大l荒车IT18IT15，Ra80ml粗车IT13IT11，Ra=3012.5ml半精车IT10IT8，Ra=6.33.2ml精车IT7IT8，Ra=1.60.8m高速精细加工是加工有色金属高精度回转表面的主要方法数控车床可加工出位置、形状精度要求很高的零件 车床的通用性好，可完成各种回转表面、回转体端面及螺纹面等表面加工，是一种应用最广泛的金属切削机床。车床的种类很多，按用途和结构的不同，主要分为以下几类：车床占机床总数的20%35%二、车床的种类1. 卧式车床 卧式车床是通用车床中应用最普遍、工艺范围最广泛的一种类型。但其自动化程度低，加工生产率低，加工质量受操作者的技术

9、水平影响较大。 2. 立式车床 3. 转塔车床4. 自动车床和半自动车床 5. 仿形车床 6. 专门化车床1. 卧式车床主轴箱刀架尾座床身溜板箱进给箱左床腿右床腿1.主轴箱主轴箱1固定在床身4左上部，其功能是支承主轴部件，并使主轴部件及工件以所需速度旋转。2.进给箱进给箱8固定在床身左端前壁。进给箱中装有变速装置，用以改变机动进给量或被加工螺纹的螺距。3.刀架部件刀架部件2装在床身4的导轨上，刀架部件可通过机动或手动使夹持在刀架上的刀具作纵向、横向或斜向进给运动。4.溜板箱溜板箱6安装在刀架部件底部。溜板箱通过光杠或丝杠接受自进给箱传来的运动，并将运动传给刀架部件，从而使刀架实现纵、横向进给或

10、车螺纹所需运动。5.尾座尾座3安装于床身尾座导轨上，可根据工件长度调整其纵向位置。尾座上可安装后顶尖以支承工件，也可安装孔加工刀具进行孔加工。6.床身床身4固定在左床腿7和右床腿5上，用以支承其他部件，并使它们保持准确的相对位置。 2. 立式车床单柱式立式车床当工件径向尺寸较大而轴向尺寸较小，且形状比较复杂的大型或重型零件，可立式车床加工。双柱式立式车床3. 马鞍车床是卧式车床基本型品种的一种变型车床。主要区别是在靠近主轴箱一端装有一段形似马鞍的可卸导轨，可使加工工件直径增大，扩大加工范围。主要用于设备较少，单件小批生产的小工厂及修理车间。转塔车床没有尾座和丝杠，在尾座的位置装有一个多工位的转

11、塔刀架，该刀架可以安装多把刀具，通过转塔转位可以使不同的刀具依次处于工作位置，对工件进行不同内容的加工。减少了反复装夹刀具的时间 4. 转塔式车床三、车床的附件通用夹具一般作为机床附件供应，有卡盘、拨盘、顶尖、花盘、中心架、跟刀架等。三爪卡盘四爪卡盘1. 三爪定心卡盘用于短棒料或盘类工件b) 正爪装夹 c) 反爪装夹 四爪卡盘优点是夹紧力大，但不能自动定心，需找正，适用于装夹毛坯、形状不规则的工件或较重的工件。 2. 四爪单动卡盘四爪单动卡盘用百分表找正 花盘上工件的装夹 花盘、角铁上装夹工件3. 花盘、弯板4. 顶尖、卡箍(鸡心夹头)、拨盘用于较长或加工工序较多的轴类工件 工件用装在主轴内的

12、顶尖和装在尾座中的顶尖支承，由拨盘、卡箍带动旋转。前顶尖随主轴一起转，后顶尖随或不随工件一起转动。随工件一起转动的顶尖称为活顶尖，不随工件转动的顶尖为固定顶尖。 P84 2-1 2-3作业较长或加工工序较多的轴类工件，常采用两顶尖安装。工件装夹在前后顶尖之间，由卡箍、拨盘带动旋转。前顶尖装在主轴上，和主轴一起旋转。后顶尖装在尾座上固定不动，有时亦可用鸡心夹头代替拨盘。5. 心轴车削中、小型的轴套、带轮、齿轮等工件时，一般可用已加工好的内孔为定位基准，并根据内孔配制一根合适的心轴，再将装好工件的心轴支顶在车床上，精加工套类工件的外圆、端面等。一般适应在批量加工工件时使用。用于形状复杂和同心要求较

13、高的套筒类零件6. 中心架和跟刀架车刀是完成车削加工所必需的工具。它直接参与从工件上切除余量的车削加工过程。车刀的性能取决于刀具的材料、结构和几何参数。刀具性能的优劣对车削加工的质量、生产率有决定性的影响。尤其是随着性能的提高，刀具的性能直接影响机床性能的发挥。根据使用性能的不同，车刀有不同的结构和材料。四、车刀按用途可分为：外圆车刀、端面车刀、切断刀、螺纹车刀等。按刀具材料有：高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀、金刚石车刀等。按结构可分为：整体式、焊接式、机夹式和可转位式等。车刀分类u按用途分：（1）直头外圆车刀；（2）弯头车刀；（3）偏刀；（4）切槽或切断刀；（5）镗孔刀；（6）螺纹车刀；

14、（7）成形车刀；整体式、焊接式、机械夹固式（重磨式、可转位式）u按结构分类按结构分类1. 硬质合金焊接式车刀结构简单、紧凑，抗振性能好，制造方便使用灵活。但刀片易产生应力和裂纹2. 硬质合金机夹式车刀机夹重磨式车刀避免焊接引起的缺陷，提高了刀具耐用度；刀杆可重复使用利用率较高。但结构复杂、不能完全避免由于刃磨而可能引起刀片的裂纹。可转位式车刀的组成：可转位刀杆、刀垫、刀片、夹紧机构切削性能好，辅助时间短，生产率高可转位式车刀1.不需刃磨，刀片材料能较好地保持原有力学性能、切削性能; 2.减少了刃磨、换刀、调刀所需的辅助时间，提高了生产效率。 3.可使用涂层刀片，提高刀具耐用度。刀片形状 可转位

15、式车刀的刀片有三角形、偏三角形、凸三角形、正方形、五角形和圆形等多种形状。使用时可根据需要按国家标准或制造厂家提供的产品样本选用。 外圆车削外圆车削 a)75直头刀直头刀 b)45弯头刀弯头刀 c)90偏刀偏刀五、车削加工方法(一)外圆车削u车外圆常用的车刀装夹车刀应注意下列事项：装夹车刀应注意下列事项：（1）车刀刀尖应与车床的主轴轴线等高，可根据尾座顶尖或工件轴线增减垫片厚度进行调整。（2）车刀刀柄应与车床主轴轴线相垂直。（3）车刀应尽可能伸出短些，一般不超过刀柄厚度的两倍。否则刀柄刚性减弱，易产生振动。（4）刀柄下面的垫片应平整并与刀架对齐,一般不得超过2片。（5）车刀装夹应稳固，压紧螺钉

16、应交替拧紧。（6）装夹好车刀后，应手动检查在工作行程中有无相互干涉或碰撞的可能。u工件装夹方式的选择 形状不规则、尺寸较大的单件或小批量毛坯工件 应当采用四爪单动卡盘装夹，当四爪单动卡盘上不便装夹时，可考虑在花盘或花盘角铁上装夹；中批以上生产中，应考虑采用专用夹具进行装夹。 对于车外圆后，尚需铣削、磨削等加工的较长的轴类或丝杠类工件 应当采用双顶尖装夹，并用拨盘、鸡心夹头配合。 对于较重的长轴类工件 粗车外圆时应采用一端用卡盘夹紧，另一端用顶尖的装夹方式。 对于已加工有内孔，且内孔与外圆有同轴度要求、长度较短的工件 可采用心轴进行装夹。 对于车削长径比较大、或需调头加工的长轴 可采用中心架装夹

17、。 对于切削余量较小且不允许调头加工的细长光轴精车 可采用跟刀架。 u外圆车削的步骤外圆车削可分粗车、半精车、精车。粗车时应在充分发挥刀具和机床的性能条件下，背吃刀量尽可能取得大些，尽可能在一次工作行程中车完粗加工余量。在精加工时，用试切法控制尺寸。切削时，仅靠刻度盘定切削时的背吃刀量，难以保证精度，在单件小批生产中，试切法是获得尺寸精度的常用方法。精车时，可采用硬质合金刀具高速精车，或者用高速钢宽刃刀具低速精车。粗车后需经调质或正火的工件，应考虑热处理变形对工件的影响，留出1.52.5mm余量。需磨削加工的工件，可不必精车，半精车时留出磨削余量即可。单件小批生产中对只需精车的工件，如果粗糙度

18、达不到要求，可适当的用砂布或锉刀抛光。开始车外圆前,应先车一刀端面,以便加工时确定长度方向尺寸。车阶梯轴时，应先加工较大直径外圆，后加工小直径外圆。(二) 圆锥面车削u小滑板转位法小滑板转位法当内外锥面的圆锥角度为时，将小刀架转位/2 就可以加工。 可以加工锥角为任意大小的内外圆锥面,但所加工圆锥面的长度受小滑板行程长度的限制，只能加工短锥面。且多为手动进给，故车削时进给量不均匀，表面质量较差。 圆锥圆锥144u尾座偏移法尾座偏移法自动进给车削较长的圆锥面；但尾座可偏移距离较小，中心孔顶尖配合不良，特别是当半圆锥角大于6后误差较大，尾座偏移量较大，使中心孔与顶尖的配合变坏，装夹不可靠。故一般用

19、于车削小锥度的长锥面。且精确调整尾座偏移量较费时，也不能加工锥孔。只能加工轴类工件或者安装在心轴上的盘套类工件的锥面。将工件或心轴装夹在前、后顶尖之间，把后顶尖向前或向后偏移一定距离S，使工件回转轴线与车床主轴轴线的夹角等于圆锥半角/2，即可自动走刀车削锥面。u靠模法靠模法靠模板是车床加工圆锥面的附件。在自动进给条件下车削锥体，能保证一批工件获得稳定一致的合格锥度。(三)螺纹加工u刀具的刃磨刀具的刃磨(1) 三角形螺纹车刀的刃磨车普通螺纹车刀的刀尖角应为60,车英制三角形刀尖角应为55,刀具背向前角p应等于零度，车刀的后角受螺纹螺旋升角的影响，两侧的后角应磨得不同，但螺距不大时可以相同。 高速

20、钢刀具低速车螺纹硬质合金车刀适用于高速切削螺纹磨刀是否正确可用样板检查。 高速钢螺纹车刀几何角度高速钢螺纹车刀几何角度 a) 粗车刀粗车刀 b) 精车刀精车刀 螺纹螺纹944(2) 矩形、梯形螺纹刀具的刃磨车螺纹时，因受进给运动的影响，切削平面和基面的位置发生变化，使工作时刀具的前角和后角不同，变化的程度取决于螺纹升角的大小。车刀两侧后角的变化车刀两侧工作后角一般为3 5。在车削时，螺旋升角会引起后角的变化。oL=(35)+oL=(35)-车刀两侧前角的变化螺纹车刀安装时，刀尖必须与工件螺纹轴线等高，刀尖角的平分线必须与工件的轴线垂直。螺纹车刀常用样板找正刀具位置，进行安装。u刀具的安装刀具的安装直进法 车削过程中，在车刀每次纵向进给后，车刀沿横向进刀，通过多次纵向进给与横向进刀完成车削工作。用该方法车削时，车刀两侧刃同时切削，容易产生扎刀现象，常用于切削小螺距的三角形螺纹。u螺纹的车削方法螺纹的车削方法 车螺纹时的进刀方法a) 直进法 b) 左右切削法 c) 斜进法 左右切削法 车削过程中，车刀除横向进刀外，还利用小滑板把车刀向左或向右微量进给，这样重复几次把螺纹车好。这种方法是使车刀单刃进行切削，受力得到改善，可获得粗糙度值较小的表面。粗车时，为操作方便，小滑板可向一个方向移动，而精车时必须使小滑板一次向左一次向右移动，以修光