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第三章惯用加工方法综述切削机床可分为12大类，惯用机床及加工方法有以下几个：机床加工方法刀具主运动进给运动加工范围加工精度车床车削车刀工件旋转刀具移动回转表面等IT8~IT77R6.3~1.6钻床钻削麻花钻头钻头旋转钻头轴向移动孔＜IT10Ra>12.5nm刨床刨削刨刀刨刀往复直线运动工件间歇移动平面、槽、成形面IT8~IT7Ra6.3~1.6铣床铣削铣刀铣刀旋转工件移动平面、槽、齿轮、成形面IT8~IT7Ra6.3~1.6磨床磨削砂轮砂轮高速旋转工件旋转纵向、横向、移动、砂轮纵向移动平面、内外圆IT7~IT6Ra0.008~0.1nm第1页下面分别介绍各种加工方法特点，加工范围及应用。

第一节惯用切削加工方法在车床上对工件进行切削加工，主要用于加工回转体另件：如：内外圆柱、圆锥面、切断面、切槽、切断、滚花、车螺纹、车成形面、钻孔、镗孔、扩孔、铰孔等。惯用车床有：普通车床、六角车床、立式车床和数控车床等。第2页一、车削加工范围：（主运动：工件旋转；进给运动：刀具移动）第3页1．工件绕同一固定轴线旋转，易于确保工件各表面位置精度。2．切削过程比较平稳、生产率高。切削过程是连续（与刨铣比）、无显著冲击力和惯性力，便于高速切削、生产率较高。3．刀具结构简单，价格廉价，刃磨、制造方便。4．车床较铣床、磨床价格廉价。6．适合于有色金属精加工。IT6~IT5Ra0.1~0.4二、加工特点：5、车削加工应用范围很广，

第4页三、车削加工应用：主要用于加工各种回转体零件。1）轴类、套类、盘类零件2）长轴类零件第5页3）不规则外形零件第6页四、车削加工精度：车削加工可分为粗车、半精车和精车：粗车：加工精度IT12~IT11，表面粗糙度Ra25~12.5µｍ半精车：加工精度IT10~IT9，表面粗糙度Ra6.3~3.2µｍ精车：加工精度IT8~IT7，表面粗糙度Ra1.6~0.8µｍ精细车有色金属：加工精度IT6~IT5，表面粗糙度Ra0.1~0.4µｍ精车有色金属表面粗糙度可达Ra0.8~0.4µｍ五、惯用车削工艺：第7页第二节钻削和镗削加工特点及应用孔是零件基本表面之一。孔加工方法有钻孔和镗孔。钻孔普通在钻床上进行，也能够在车床和铣床上加工。镗孔普通在镗床进行，也能够在车床和铣床上加工。一、钻削及其工艺特点：1、钻床：惯用钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床台式钻床用于加工直径不超出12㎜小孔，立式钻床惯用有最大加工直径为25㎜、35㎜、50㎜等几个。摇臂钻床用于加工直径小于50㎜、或有多孔大中型工件，如箱体类多孔零件。大批量生产，广泛使用钻模、多轴钻、组合机床第8页钻孔工具：麻花钻头。2、麻花钻头特点：①钻头工作部分细而长，又有二个较深螺旋排屑槽，所以，钻头刚度、强度差，切削力过大时轻易弯曲。②中心横刃处呈很大负角，产生很大轴向力。

③有两个对称切削刃，这二个刃极难磨成对称，轻易产生较大附加力，产生偏斜。④切屑只能经过排屑槽排出，与其它加工方法相比，排屑、传热困难。

所以，3、钻削加工有以下特点：1）因为上述①、②、③原因，钻削加工时轻易“引偏”，即在切削力作用下，因为钻头刚度很差，导向性不好，很轻易弯曲，引发孔径扩大、孔轴偏斜、孔径不圆等。第9页在实际加工中，往往采取以下办法来降低“引偏”：

2）排屑困难，切屑轻易划伤已加工表面，影响表面粗糙度。

3）切削热传出困难切屑传出工件传出刀具传出50~80%10~40%10%28%52%14.5%车削钻削（1）先用小顶角钻头预钻锥形定心坑，然后用所需钻头钻孔。（2）用钻套作为钻头导向。（3）刃磨时尽可能使钻头两个主切削刃对称。第10页二、钻削加工应用

1）加工精度较低，表面粗糙(＜IT10,Ra在12.5以上），生产率也较低。2）普通用于精度要求不一样螺钉孔、油孔，以及内螺纹攻丝前底孔加工。对于精度要求较高孔，钻削加工只能作为预加工孔，然后用扩孔和铰孔进行半精加工和精加工。3）在成批大量生产中，为了确保加工精度、提升生产率、降低加工成本，广泛采取钻模、多轴钻或组合机床进行孔加工。

三、扩孔与铰孔扩孔：用扩孔钻对已经有孔进行扩大加工。铰孔：对已加工孔用铰刀进行精加工。第11页1、扩孔加工特点：1）扩孔钻没有横刃，防止了横刃引发不良影响。2）扩孔钻有切削部分和导向部分，孔轴线位置不易偏离。3）切削深度较钻孔时小，切屑窄，排屑轻易，不易划伤加工表面。4）排屑槽浅，扩孔钻刚度，强度较钻头大。5）刀齿多（3－4个），导向性好，切削平稳，生产率高。扩孔加工精度较钻孔高，可达IT10~IT9Ra=3.2~6.3。所以，普通孔径＞30mm大孔，往往采取先钻孔（直径为孔径0.5～0.7倍），再扩孔，效率更高。2．铰孔加工特点：

1）刀齿多2）铰刀有切削部分和修光部分，表面质量好3）铰孔加工余量小粗铰：0.15~0.35mm；精铰：0.05~0.15mm切削速度低所以，铰孔时切削力小，切削热低，工件变形小所以加工精度高，表面光洁，普通作为精加工。加工精度可达IT9~IT7，Ra可达0.4~1.6。第12页四、镗孔

用镗刀对已经有孔进行再加工称为镗孔。

1．加工精度：普通精度IT8~IT7Ra0.8~1.6精镗IT7~IT6Ra0.2~0.82．应用：

普通回转体零件孔在车床上车孔。车孔工件转，镗孔刀具转。

箱体类零件孔或孔系惯用镗床加工。

3．镗刀：镗孔用镗刀有单刀镗刀和多刃镗力。1）单刃镗刀：①单刃镗刀结构简单，使用方便，利用性广，灵活性大。②能够较正原有孔轴线位置偏差。③切削量小，只有一个刃参加切削，且刀杆刚度，强度低，所以生产率较扩孔铰孔低。适合用于单件，小批量生产。第13页2）多刃镗刀镗孔：（浮动镗刀）

①镗孔时镗刀片在垂直于镗杆轴线方向上自由滑动，两个切削刃位置可自动平衡其位置，可消除镗杆偏斜和安装误差，所以加工精度高。②两个切削刃同时切削，生产率较高。③刀具成本较高。

单刃镗刀镗孔浮动镗刀镗孔①生产率一个切削刃，生产率低二个切削刃，生产率高②刀具成本低高③工艺性较正孔轴线作用操作灵活，适应性广两刃可浮动，消除刀具安装设置应用：单件小批量批量，精加工箱体，直径大孔第14页第三节刨削和拉削加工刨削加工是加工零件平面和沟槽主要加工方法。

一、刨床：牛头刨床 龙门刨床 插床（立式牛头刨床）主运动：刨刀往复直线移动工件往复直线移动刀具往复垂直上下移动进给运动：工件间歇移动 刨刀间歇移动工件间歇纵向横向和回转运动刨削长度＜1m ＞1~20m应用中小件大件单件、小批量批量、几个件一块刨加工内表面（键槽），多边形孔（直线孔），尤其是加工盲孔或有障碍台肩内表面。第15页二、刨削加工：主要应用：平面（水平面、侧面、斜面）；

三、刨削加工特点：1）刨床结构简单,价格廉价,调整、操作方便，通用性好；2）刨刀形状简单、制造、刃磨、安装方便

3）生产率较低（刨削加工是单刃单行程加工，切削速度低）①刨刀返回行程不进行切削，增加辅助时间to↑②刨刀切入切出时产生冲击、振动、换向频繁，限制了切削速度提升Vc↓③刨刀是单刃刀具其它：齿条、齿轮、花键、成形面等。槽（直角槽、燕尾槽、T形槽）；第16页4）但龙门刨床：行程由几米到几十米，能够把许多工件组装起一块刨削，生产率反而高。5）刨削加工精度刨削加工普通精度可达：IT8~IT7Ra=1.6μm粗刨：IT12~IT11Ra25~12.5μm半精刨：IT10~IT9Ra6.3~3.2μm精刨：IT8~IT7Ra3.2~1.6μm宽刀精刨（龙门）：平面度0.02/1000，Ra=0.4~0.8μm四、拉削加工：利用多齿拉刀，逐齿依次从工件表面上拉切下一层很薄金属层称为拉削加工，拉削加工用机床称为拉床。

第17页拉削加工特点：1）加工精度高，表面粗糙度值很小，普通可达IT8~IT7，Ra0.4~0.8。原因：拉刀有较准部分，起校准、修光加工表面作用，切削速度低v<18m/min，切削深度小，切削过程平稳。2）生产率高：拉刀有很多刀齿同时参加切削；切削刃长，后一个刀齿高出前一个刀齿，一次行程可同时完成粗—半精—精加工，大大缩短了基本工工艺时间和辅助工艺时间。3）加工范围较广：可加工各种形状通孔，平面、成形面、各种成型槽。4）拉床结构简单、操作方便。拉床只有一个主运动，即拉刀直线运动、进给运动是利用前后刀齿高低实现。若刀具所受力不是拉力而是推力，则称为推削，推削加工普通在压力机上进行推削加工。第18页

5）拉刀价格贵、形状复杂、精度和表面质量要求很高，所以制造成本高。但因为拉削速度慢，刀具磨损慢，寿命长。

6）拉削加工应用：（1）成批、大量生产中加工复合型面。（2）单件小批生产中加工一些精度较高、形状特殊用其它方法加工困难成形表面。第19页

第四节铣削加工铣削加工：是加工平面主要方法，还应用于加工各种沟槽、成型表面和螺纹、齿轮等。

立式铣床：刀杆呈垂直状态一、铣床种类：卧式铣床：刀杆呈水平状态铣床龙门铣床：类似于龙门刨床，有3－4个同时加工铣头。工具铣床各种专用铣床第20页二、铣刀：端面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀、圆柱铣刀、角度铣刀、键槽铣刀等。不一样铣床和不一样加工表面应选取不一样铣刀。

三、铣削加工工艺特点：

2）刀齿散热条件好：刀齿在离开工件切削表面一段时间里，得到一定冷却作用（不象车刀刀刃一直参加切削）。1）生产率高：①铣刀属多齿刀具，几个刀齿同时参加加工，切削刃长。②铣削主运动是刀具旋转，(比刨床高）属高速切削）。第21页3）轻易产生冲击与振动；刀具磨损比较严重。

4）铣床和铣刀较车床、车刀价格高、结构相对复杂。5）铣削加工精度：粗铣：IT12~IT11Ra25~12.5μm半精铣：IT10~IT9Ra6.3~3.2μm精铣：IT8~IT7Ra3.2~1.6μm四、铣削方式：有周铣和端铣1．周铣：用圆柱铣刀圆周刀齿加工平面称周铣法，周铣又可分为顺铣和逆铣两种。顺铣：在切削部位刀齿旋转方向与工件进给方向相同时称顺铣。逆铣：在切削部位刀齿旋转方向与工件进给方向相反时称逆铣。①刀齿切入切出时产生振动和冲击（共性）②切削过程中，各个刀齿在不一样位置切削层厚度不一样，切削力是改变，切削过程不平稳，产生振动。第22页1）切削层厚度改变0→ap最大ap最大→0切削早期，产生挤压滑行刀具与工件间磨擦力加大，刀具加紧磨损，表面质量下降.2）切削力：

粗加工时，刀齿先接触硬皮，刀齿磨损严重。有上抬工件作用，轻易引发工件松动和振动有下压工件作用，减小振动，工件夹持稳定

②水平分力：与f相同，因为切削力忽大忽小改变，且螺杆与螺母间存在有间隙，轻易产生工件连同工作台下丝杠一起向前窜动。①径向切削分力与f方向相反，使带开工作台运动螺母紧压螺杆齿形右侧（间隙在左侧），不会出现工件向前窜动第23页所以，顺铣与逆铣各有优缺点。以刀具磨损、工件表面质量和工件夹紧稳定性考虑采取顺铣为宜。但从加工过程中预防工件窜动现象，尤其在使用较旧机床进行粗加工时，选取逆铣比较合理。当前在生产中，多数采取逆铣法。2．端铣法：用端面铣刀端面刀齿加工平面方法称为端铣。依据铣刀与工件相对位置不一样，端铣又分为对称端铣和不对称端铣法。刀齿切入宽度大于切出宽度时称为不对称逆铣法；刀齿切入宽度小于切出宽度时称为不对称顺铣法。第24页3．周铣与端铣比较：

端铣周铣1）刀具系统刚度：端铣刀直接安装在主轴端部，悬伸长度小，刚度好圆柱铣刀安装在细长刀轴上，刚度差2）刀具材料和形式：通常装硬质合金刀片焊接式高速钢制造，整体式，刀具形状复杂3）刀具磨损：切入切出削层厚度不为0，无挤压、滑行等磨擦现象逆铣时切削层厚度0－ap最大，刀齿与工件有挤压，滑行现象，刀具磨损严重4）加工精度：端铣同时工作刀齿数与切削宽度相关，与切削层厚度无关，有较多刀齿同时工作，切削过程较平稳，还能够利用修光刀齿修光已加工表面，表面粗糙度很好周铣同时参加工作刀齿数与切削加工余量相关（普通有1－2个刀齿），且切削层厚度0－ap改变,切入切出时产生挤压、滑行、影响表面质量。所以，因为端铣法刀具系统刚度大，多数采取硬质合金刀具磨损情况较周铣好，切削过程较平稳，可采取高速切削，以提升生产率，当前在平面铣削中，大多采取端铣。但周铣法适用性较广，可采取各种成形刀具铣削各种沟槽，齿轮和成形表面等，生产中也惯用。第25页五、铣削加工应用：

1）铣平面：端铣、周铣

2）铣槽：V形槽、T形槽、燕尾槽、直槽、圆弧槽等3）成形表面4）齿轮（分度头）、花键槽、离合器等

第26页铣削加工与刨削加工比较：

铣削加工刨削加工1）机床结构复杂，价格高结构简单，价格低2）刀具结构较复杂，种类多价格较高多齿刀具结构简单，种类少价格廉价单刃刀具3）应用范围平面、侧面、斜面沟槽、成形面齿轮、花键、应用广平面、侧面、斜面沟槽、成形面以加工平面为主4）生产率高低（龙门刨除外）5）加工精度IT8~IT7Ra=1.6~6.3μmIT8~IT7Ra=1.6~6.3μm第27页第五节磨削加工一、磨削基础知识及磨削过程用砂轮或其它磨具加工工件称磨削加工。磨床：平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、工具磨床等各种第28页1．砂轮：

砂轮：磨料＋结合剂——烧结成多孔性物体磨料：含有高硬度、高耐磨性和高耐热性细小颗粒。主要磨料有氧化物系列（比如，刚玉类“Al2O3”）、碳化物系列（SiC）和超硬磨料等三大类。磨料负担磨削任务，必须含有很高硬度、耐热、一定韧性，以及在切削过程中能受力破碎形成尖锐刃口等性能。刚玉类（Al2O3）磨料适合用于韧性材料磨削；碳化物系列（SiC）适合用于脆性材料和硬质合金刀具磨削。

结合剂：有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合剂等。结合剂种类将影响砂轮强度、韧性、耐热性、成形性和自锐性等。陶瓷结合剂适合用于外圆、内圆、平面和各种成形表面磨削；树脂结合剂和橡胶结合剂适合用于制成各种切割用薄片砂轮。因为磨料、结合剂和制造工艺不一样，砂轮性能差异很大，对磨削效果、生产率和经济性有很大影响。

砂轮特征是指磨料种类、粒度大小、硬度、结合剂、结构组织、形状和砂轮尺寸等指标。

第29页砂轮特征包含：磨料负担着切削工作。必须尖锐并具备高硬度、耐磨性、耐热性和一定韧性。粒度磨料颗粒大小程度普通情况下，粗磨时选取颗粒大磨粒，精磨时选取颗粒较小磨料。砂轮是一个多孔性材料，孔隙能够容纳切屑、存贮切削液。结合剂结合剂种类将影响砂轮强度、韧性、耐热性、成形性和自锐性等。硬度区分砂轮硬度和磨料硬度这两个不一样概念。砂轮硬度是指砂轮表面上磨粒在外力作用下脱落难易程度。加工硬金属时，选取软砂轮。加工软金属时，选取硬砂轮。

组织形状及尺寸等。第30页

2．磨削过程：磨粒磨削过程实际上是切削、刻划、滑擦三种作用综合。1）第一阶段——滑擦：开始砂轮表面磨粒从工件表面滑擦而过、产生弹性变形，此时无切削工作。2）第二阶段——刻划：磨粒切入工件表面表层，刻划出沟痕，并形成隆起，此时也无切削动作。3）第三阶段——切削：切削层厚度增大到某一临界值时，开始切下切屑。

第31页

砂轮表面每一个磨粒相当于一把尖锐刀具。磨削过程是无数微小刀齿，同时地参加切削过程。

磨削过程中砂轮表面磨粒改变情况

（开始）砂轮表面突出锋锐磨粒参加切削磨粒变钝切削力大于磨粒强度极限

切削力大于磨粒间结协力

磨粒破碎或整块从砂轮表面脱落，露出里面新磨粒，继续进行磨削

继续进行磨削

砂轮这种自行推陈出新，保持“本身锋锐”性能称为砂轮自锐性。第32页由于砂轮这种自锐性，一方面破碎磨粒会堵塞孔隙，其次随机脱落磨粒引起砂轮尺寸精度下降，所以，经一段磨削砂轮需要重新修整，以保证其加工精度。三、磨削加工工艺特点：1）磨削加工属于精加工、尺寸精度高，表面粗糙度值小。一般磨削精度可达IT7-IT6，Ra值为0.2-0.8um。①磨床制造精度高，刚性好，稳定性好。②有微量进给机构，进给量可以很微小。

机床立铣车床平面磨外圆磨精磨外圆磨内圆磨进给刻度值（mm）0.050.020.010.0050.0020.002③切削速度很高：外圆磨：Vc=30~50m/s高速磨：Vc＞50m/s④砂轮磨削时，相当于无数微小刀齿同时参加磨削，磨粒刃口圆弧半径rn较小（比如46#白刚玉磨粒rn≈0.006~0.012mm，而普通车刀rn≈0.012~0.032mm）每个磨粒切削深度和进给量都很小，所以，加工表面残留面主动微小。2）磨削过程中，砂轮含有自锐作用，有利于进行强力连续磨削，以提升磨削加工生产率。

第33页3）背向磨削力（Fp）大：磨削过程中，因为切削深度很小，砂轮与工件表面接触面大，使背磨削力（径向分力）Fp比主磨削力Fc大，普通Fp=（1.5~3）Fc。而且工件材料塑性愈小，Fp/Fc比值愈大。工件材料碳钢淬硬钢铸铁Fp/Fc1.6~1.81.9~2.62.7~3.2因为背向磨削力大，在此力方向上机床、夹具、工件、刀具组成工艺系统刚度要求高，假如较差会造成工艺系统变形，影响工件加工精度。普通在最终几次走刀时，要少吃刀或不吃刀，方便逐步消除因为变形而产生加工误差。但降低生产率。4）磨削温度高①切削速度高，较普通加工高出10~20倍，切削热多。②磨削过程中，砂轮与工件表面接触面大，且挤压，滑擦、摩擦严重，切削热多。③砂轮本身传热性能很差，短时间内切削热传不出去。磨削过程切削温度很高，高达800~1000℃。所以，磨削中应大量采取切削液。切削液除冷却、润滑作用外，还能够冲洗砂轮，确保磨削正常运行，提升砂轮耐用度和工件加工质量。磨削加工用切削液普通用苏打水、乳化液等。磨削铸铁、青铜等脆性材料时，普通不加切削液。第34页四、磨削应用与发展：1、工件材料：铸铁、碳钢、合金钢、淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等，但不宜磨削塑性大有色金属材料。2、磨削加工表面：①外圆磨削：磨外圆柱面（外圆磨床上磨削）②孔磨削：磨内圆柱面（内圆磨床上磨削）③平面磨削：磨平面（平面磨床上）除外：还能够磨成形表面、齿轮齿形、螺纹、刀具刃磨等