机械制造中的加工方法市公开课一等奖省赛课获奖课件

第三章机械制造中加工方法及装备

机械制造中的加工方法第1页第一节概述机械制造中的加工方法第2页3.1.1机械制造中加工方法材料去除加工材料成形加工材料累积加工切削加工：利用切削刀具从工件上切除多出材料特种加工：指利用机械能以外其它能量直接去除材料如铸造、铸造、挤压、粉末冶金等加工利用微体积材料逐步叠加方式使零件成形，如电镀、化学镀、热喷涂等/10/103机械制造中的加工方法第3页3.1.2零件表面成形原理机械零件惯用表面形状零件惯用表面平面圆柱面特殊表面成型表面圆锥面/10/104机械制造中的加工方法第4页3.1.2零件表面成形原理机器零件上惯用各种经典表面/10/105机械制造中的加工方法第5页3.1.2零件表面成形原理零件表面形状零件表面能够看作是一条线（称为母线）沿另一条线（称为导线）运动轨迹。母线和导线统称为形成表面发生线旋转表面纵向表面特形表面/10/106机械制造中的加工方法第6页3.1.3机床基础知识组成工件轮廓几何表面导线导线导线导线母线导线母线母线母线母线母线母线导线导线导线/10/107机械制造中的加工方法第7页3.1.2零件表面成形原理相切法：刀具边旋转边作轨迹运动，刀具切削点运动轨迹包络线形成发生线。需要两个独立成形运动

轨迹法：以刀刃为切削点按一定轨迹运动而形成发生线。

需要一个独立成形运动成形法：刀刃为一条切削线，其形状与发生线相同。不需要成形运动展成法：刀刃为一条切削线，但形状与发生线不吻合，刀具与工件作展成运动，发生线是切削刃各瞬时位置包络线。需要一个独立成形运动

，刀工共同完成/10/108机械制造中的加工方法第8页3.1.3机床基本结构和传动机床基本结构动力源：为机床执行机构运动提供动力运动执行机构：机床执行运动部件传动机构：将机床动力源运动和动力传给运动执行机构，或将运动由一个执行机构传递到另一个执行机构，以保持两个运动之间准确传动关系控制系统：对机床运动进行控制，实现各运动之间准确协调支撑系统：机床机械本体，属于机床基础部分

/10/109机械制造中的加工方法第9页3.1.3机床基本结构和传动

车床/10/1010机械制造中的加工方法第10页3.1.3机床基本结构和传动铣

床/10/1011机械制造中的加工方法第11页3.1.3机床基本结构和传动磨床/10/1012机械制造中的加工方法第12页3.1.3机床基本结构和传动钻

床/10/1013机械制造中的加工方法第13页3.1.3机床基本结构和传动刨床/10/1014机械制造中的加工方法第14页3.1.3机床基本结构和传动立式数控铣床/10/1015机械制造中的加工方法第15页3.1.4机床分类按加工方式分12大类/10/1016机械制造中的加工方法第16页3.1.4机床分类按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度机床按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床按加工过程控制方式分：普通机床、数控机床、加工中心、柔性制造单元/10/1017机械制造中的加工方法第17页3.1.5金属切削机床型号编制一、通用机床型号编制（国家标准）

（△）

○

（○）

△

△

△

（Ⅹ△）（○）（）

其它特征代号重大改进次序主轴数或第二主参数主参数或设计次序号系代号组代号通用特征、结构特征代号类代号分类代号/10/1018机械制造中的加工方法第18页3.1.5金属切削机床型号编制一、通用机床型号编制（国家标准）

C

A

6

1

4

0

主参数(最大加工直径400mm)

系代号（卧式车床系）组代号（落地及卧式车床组）结构特征代号（结构不一样）类代号（车床）/10/1019机械制造中的加工方法第19页3.1.5金属切削机床型号编制一、通用机床型号编制（国家标准）

X

6

2

主参数（主轴直径20mm）组：卧式升降台铣床

铣床/10/1020机械制造中的加工方法第20页3.1.5金属切削机床型号编制一、通用机床型号编制（国家标准）

Y

3

1

50

E

重大改进序号主参数（最大工件直径500mm）系代号（1）组：滚齿机齿轮加工机床

/10/1021机械制造中的加工方法第21页3.1.5金属切削机床型号编制类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨床拉床电加工机床切断机床其它机床代号CZTM2M3MYSXBLDGQ读音车钻镗磨2磨3磨牙丝铣刨拉电割其机床类别代号/10/1022机械制造中的加工方法第22页3.1.5金属切削机床型号编制机床特征代号结构特征代号：用于区分主参数相同而结构不一样机床，在型号中用汉语拼音区分。通用特征代号已用字母及字母“I”、“O”不能用。例：CA6140型普通车床通用特征代号通用特征代号通用特征代号高精度G自动换刀H精密M仿形F自动Z万能W半自动B轻型Q数字程序控制K简式J/10/1023机械制造中的加工方法第23页3.1.5金属切削机床型号编制机床组别和系别代号主要参数代号机床重大改进序号

每类机床分10组（从0～9组），每组又分10系（从0～9型）

代表机床规格大小一个参数，用阿拉伯数字表示，惯用主参数折算值（1/10或1/100或1/1）来表示

用字母“A、B、C……”表示，附机床型号末尾，以示区分/10/1024机械制造中的加工方法第24页3.1.5金属切削机床型号编制例：/10/1025机械制造中的加工方法第25页3.1.5金属切削机床型号编制二、专用机床型号型号表示方法：

例

：

B1－3100北京第一机床厂第三组第100种专用机床（专用铣床）/10/1026机械制造中的加工方法第26页3.1.5金属切削机床型号编制三、组合机床及自动线型号组合机床及自动线分类代号分类代号大型组合机床U小型组合机床H自换刀数控组合机床K大型组合机床自动线UX小型组合机床自动线HX自换刀数控自动线KX/10/1027机械制造中的加工方法第27页第二节外圆表面加工机械制造中的加工方法第28页3.2.1外圆表面车削加工加工方法粗车：IT12～IT11，Ra：50～12.5μm半精车：IT10～IT9，Ra：6.3～3.2μm精车：IT8～IT6，Ra：1.6～0.8μm精细车：IT6～IT5，Ra：0.4～0.05μm

（切削用量：v＞2.6m/s，aP≤0.03～0.05mm，f＝0.02～0.2mm/r；刀具：金刚石；加工范围：小型有色金属零件或零件结构不宜磨削光整加工）/10/1029机械制造中的加工方法第29页3.2.1外圆表面车削加工提升外圆表面车削生产效率路径采取强力切削：强力切削是经过增大切削面积来提升生产效率采取高速切削：高速切削是经过提升切削速度来提升加工生产效率。切削速度提升除要求车床含有高转速外，主要受刀具材料限制采取多刀加工方法：/10/1030机械制造中的加工方法第30页3.2.1外圆表面车削加工车刀种类和用途按用途分：直头外圆车刀弯头车刀偏刀切槽或切断刀镗孔刀螺纹车刀成形车刀/10/1031机械制造中的加工方法第31页3.2.1外圆表面车削加工/10/1032机械制造中的加工方法第32页3.2.1外圆表面车削加工车床主要功效/10/1033机械制造中的加工方法第33页3.2.1外圆表面车削加工车刀结构形式整体车刀焊接车刀机械夹固式车刀/10/1034机械制造中的加工方法第34页3.2.1外圆表面车削加工

机夹可转位车刀是采取机械夹固方法将可转位刀片固定在刀体上/10/1035机械制造中的加工方法第35页3.2.1外圆表面车削加工

可转位车刀刀片夹固机构应满足夹紧可靠、装卸方便、定位准确等要求。惯用夹固机构：压孔式夹固机构上压式夹固机构刀片沉头螺钉刀垫刀体刀体螺钉刀片压板刀垫螺钉/10/1036机械制造中的加工方法第36页3.2.1外圆表面车削加工刀体刀垫刀片圆柱销压块螺钉/10/1037机械制造中的加工方法第37页3.2.1外圆表面车削加工可转位车刀机夹式刀具当代先进刀具/10/1038机械制造中的加工方法第38页3.2.1外圆表面车削加工当代先进刀具/10/1039机械制造中的加工方法第39页3.2.2车床/10/1040机械制造中的加工方法第40页3.2.2.1车床概述数量：占机床总数20%~35%加工范围：轴、盘套类零件、内外回转面、端面、螺纹面等运动特征：主运动为主轴带开工件作回转运动所用刀具：车刀、钻头、扩孔钻、绞刀、丝锥等车床种类：卧式、立式、转塔仿形、自动和半自动、专门化车床（曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床）加工精度：经济加工精度IT8~IT7,表面粗糙度Ra1.25~2.5/10/1041机械制造中的加工方法第41页3.2.2.1车床概述XZn图

卧式车床基本结构及运动1—主轴箱2—夹盘3—刀架4—后顶尖5—尾座6—床身7—光杠8—丝杠9—溜板箱10—底座11—进给箱普通车床/10/1042机械制造中的加工方法第42页3.2.2.1车床概述立式车床适于加工高度小于直径大型盘套类零件/10/1043机械制造中的加工方法第43页3.2.2.1车床概述转塔车床:六角车床适合用于成批加工形状复杂盘套类零件/10/1044机械制造中的加工方法第44页3.2.2.1车床概述结构特点：没有丝杠和尾座，而在床尾装有一个可纵向移动转塔刀架，其上可装多把刀，工作中周期性转位，次序地对工件进行加工。刀具行程由挡块控制，易确保精度，提升生产率。适用范围：成批加工形状复杂盘套类零件转塔车床:六角车床/10/1045机械制造中的加工方法第45页1.挡块限送料长度；2.双刀同时车外圆；3.车外圆及倒角；4.打中心孔；5.钻孔；6.套车外螺纹；7.前刀架刀切槽；8.前刀架刀倒角；9.前刀架刀滚花；10.切断刀切下工件/10/1046机械制造中的加工方法第46页3.2.2.1车床概述CM1107型精密单轴纵切自动车床机床用途：形状较复杂，精度要求高，一次成形小型轴类零件。用于成批大量生产钟表、仪器仪表行业。毛坯为棒料机床工作原理：送料、夹紧、放松、纵向和横向进给皆由分配轴上鼓轮或凸轮分别进行控制。分配轴转一转，完成一个工作循环/10/1047机械制造中的加工方法第47页3.2.2.2车床工作机理

/10/1048机械制造中的加工方法第48页3.2.2.3机床运动分析基本分析方法：表面—运动—传动—机构工件表面形式：圆柱面直线（母线）、圆（导线）圆锥面直线（母线）、圆（导线）平面直线或圆、直线（导线）成形面（如螺纹面、渐开线表面）型线、螺旋线或直线母线和导线统称为形成表面发生线因为刀刃形状和加工方法不一样，形成发生线方法也不一样，可归纳为四种：/10/1049机械制造中的加工方法第49页3.2.2.3机床运动分析相切法：刀具边旋转边作轨迹运动，刀具切削点运动轨迹包络线形成发生线。需要两个独立成形运动

轨迹法：以刀刃为切削点按一定轨迹运动而形成发生线。

需要一个独立成形运动成形法：刀刃为一条切削线，其形状与发生线相同。不需要成形运动展成法：刀刃为一条切削线，但形状与发生线不吻合，刀具与工件作展成运动，发生线是切削刃各瞬时位置包络线。需要一个独立成形运动

，刀工共同完成/10/1050机械制造中的加工方法第50页3.2.2.3机床运动分析表面成形所需运动即形成发生线所需运动—成形运动按组成情况不一样，可分为由单独旋转运动或直线运动组成

型线、螺旋线常需成型刀刃或几个简单运动组合，如由展成运动形成渐开线。由两个或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定运动关系组合而成复合成形运动：简单成形运动：/10/1051机械制造中的加工方法第51页3.2.2.3机床运动分析表面成形所需运动

辅助运动分度运动切入运动辅助运动进刀、退刀、回程和转位等操纵及控制运动操纵离合器、改变速度、进给量等

按作用情况不一样，可分为主运动：速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动进给运动：能够是一个或多个；能够是连续，也可是断续

成形运动是机床最基本运动/10/1052机械制造中的加工方法第52页3.2.2.4机床传动机床基本组成部分动力源

通常为电动机，包含交流电动机、直流电动机、伺服电动机、变频调速电机、步进电机等。传动件

把动力源动力和运动按要求传递给执行件或将运动由—个执行件传递到另一执行件零部件，如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等执行件

机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动零部件，如主轴、刀架、工作台等。/10/1053机械制造中的加工方法第53页3.2.2.4机床传动机床传动联络传动链：把动力源和执行件或执行件之间联络起来一系列传动件组成传动联络.传动链两端元件称为末端件，它能够是动力源或执行件按传动链性质不一样可分为：

外联络传动链：两个末端件之间不要求有严格传动比关系.如

车削时电机与主轴间传动链内联络传动链：两个末端件之间要求有严格传动比关系.如

车削螺纹主轴与刀架间传动链；滚切齿轮工件与滚刀间传动链；内联络传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动

/10/1054机械制造中的加工方法第54页传动链中通常包含两类传动机构

定比传动机构：传动比和传动方向固定不变传动机构，如：定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等换置机构依据加工要求可变换传动比和传动方向传动机构，如：挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构3.2.2.4机床传动/10/1055机械制造中的加工方法第55页3.2.2.4机床传动传动原理图和传动系统图传动原理图：为了便于研究机床传动原理,用一些简明符号把动力源、执行件之间传动联络表示出来示意图。并不表示实际传动机构种类和数量/10/1056机械制造中的加工方法第56页传动原理图和传动系统图传动系统图：表示机床全部运动传动关系示意图，用国家标准要求符号表示各种传动元件，并按照运动传递次序，画在能反应机床外形和各主要部件相互位置展开图中。只表示传动关系，而不表示各零件实际尺寸和位置3.2.2.4机床传动/10/1057机械制造中的加工方法第57页/10/1058机械制造中的加工方法第58页3.1.3机床基本结构和传动CA6140车床传动框图/10/1059机械制造中的加工方法第59页3.2.2.5CA6140机床传动CA6140传动系统图分析方法：抓两端，连中间/10/1060机械制造中的加工方法第60页主轴传动路线分析方法：抓两端，连中间/10/1061机械制造中的加工方法第61页CA6140型普通车床传动系统/10/1062机械制造中的加工方法第62页CA6140传动M1：双向多片摩擦离合器换向机构M2：齿式离合器滑移齿轮变速结构/10/1063机械制造中的加工方法第63页主轴正转靠左/10/1064机械制造中的加工方法第64页主轴反转靠右/10/1065机械制造中的加工方法第65页/10/1066机械制造中的加工方法第66页同向/10/1067机械制造中的加工方法第67页主轴正转快速（高速）靠左/10/1068机械制造中的加工方法第68页主轴反转快速靠右主轴反转快速（高速）/10/1069机械制造中的加工方法第69页主轴传动路线分析方法：抓两端，连中间主轴转速：运动平衡式为：n主＝n电d/D（1-ε)u12u23u36

主轴最高转速为：

n主＝1450×130/230（1-0.02)56/38×39/41×63/50≈1400r/min

主轴最低转速为：

n主＝1450×130/230（1-0.02)51/43×22/58×20/80×20/80×26/58≈10r/min/10/1070机械制造中的加工方法第70页CA6140主轴传动路线主轴转速级数

正转时2×3×(1+3)=6+18=24级反转时1×3×(1+3)=3+9=12级(M2脱开)(M2啮合)靠左靠右快速传动/10/1071机械制造中的加工方法第71页/10/1072机械制造中的加工方法第72页2.进给运动传动链(1)车削螺纹

主轴转1r—刀具移动Smm

运动平衡式1主轴×uS丝＝S5）车削非标准螺距及精密螺纹

离合器M3、M4、M5全部啮合,

螺纹导程靠调整挂轮传动比u挂来实现运动平衡式：导程：

S

=KP非

=1×58/58×33/33×u挂×12u挂=a/b

×c/d=

S/12=KP非/12螺纹3）车削英制螺纹导程为：Sa=KPa=K×25.4/a

运动平衡式：

Sm

=1×58/58×33/33×63/100×100/75

×1/u基

×36/25×u倍×12

=

4/7×25.4×u倍/u基

a=7K/4

×u基

/u倍（扣/英寸）4）车削径节螺纹（英制蜗杆）径节DP＝Z/D分

PDP=D分π/

Z=π/DP吋导程为：SDP=KPDP=Kπ/DP×25.4

mmSDP=1×58/58×33/33×64/100×100/97

×1/u基

×36/25×u倍×12

=

π/7×25.4×u倍/u基

mmDP=7Ku基

/u倍牙/英寸1）车削普通螺纹运动平衡式：

S

=1×58/58×33/33×63/100×100/75

×25/36×u基

×25/36×36/25×u倍×12

=

7u基

u倍可得8×4=32种导程值，符合标准只有20种，经过背轮可车24种大螺距螺纹2）车削模数螺纹（米制蜗杆）导程为：Sm=Kπm

运动平衡式：

Sm

=1×58/58×33/33×64/100×100/97

×25/36×u基

×25/36×36/25×u倍×12

=

7π/4

u基

u倍

m=7u基

u倍/(4K)/10/1073机械制造中的加工方法第73页脱开脱开啮合基本变速组2826/28,28/28,32/28,36/28,19/14,20/14,33/21,36/21

等差数列增倍变速组普通米制螺纹交换齿轮主轴方向决定螺纹旋向/10/1074机械制造中的加工方法第74页

1)纵向机动进给量①普通螺纹正常螺距路线，32种纵向进给量f纵=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×28/80×π×2.5×12=0.71u基u倍

mm/rf横=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×59/18×5mm/r②英螺纹常螺距8种较大③普螺纹扩大螺距机构

(6高速),8种细进给量④英螺大距16种大进量2)横向机动进给量

f横/f纵≈1/23)刀架快速移动

2600×13/29×……(2)机动进给传动链/10/1075机械制造中的加工方法第75页脱开M8、M9

:超越、安全离合器M6、M7:双向端齿离合器纵向进给：刀架左移向下/10/1076机械制造中的加工方法第76页脱开向上纵向进给：刀架右移M8、M9

:超越、安全离合器M6、M7:双向端齿离合器/10/1077机械制造中的加工方法第77页脱开向上横向进给：刀架向前移M8、M9

:超越、安全离合器M6、M7:双向端齿离合器/10/1078机械制造中的加工方法第78页脱开向下横向进给：刀架向后移M8、M9

:超越、安全离合器M6、M7:双向端齿离合器/10/1079机械制造中的加工方法第79页横向进给：刀架快速机动移动M8、M9

:安全离合器M6、M7:超越离合器/10/1080机械制造中的加工方法第80页/10/1081机械制造中的加工方法第81页3.2.2.5CA6140机床主要构件主轴箱

功效：支持主轴，并将动力经变速、传动机构传给主轴，使主