机械工艺基础第五章 典型形面的加工课件

第五章典型形面的加工主要内容：

外圆、孔、平面和齿轮的加工第五章典型形面的加工主要内容：1形面形成的主要方法(1)轨迹法工件表面的发生线(母线和导线)均由轨迹运动生成。(2)成型法工件的一条发生线是通过刀刃的形状直接获得。形面形成的主要方法2轨迹法和成形法轨迹法和成形法3（3）相切法工件的一条发生线是通过刀刃运动轨迹的包络线。如图5-2(c)所示，刀刃（点1）作回转运动，其回转轴线按照一定的规律作轨迹运动3刀刃切削点运动轨迹的包络线形成发生线2。

(4)范成法其工件的一条发生线也是刀刃运动轨迹的包络线，且包络线需要通过刀具与工件之间的范成运动来生成。如图5-2(d)所示，刀具刀刃的形状为一条直线1，通过刀具的运动与工件的运动所组合而成的范成运动3，使切削刃1相对与工件的位置按确定的规律变化，形成共轭发生线2，共轭发生线2是切削线1的包络线。各种形式的齿轮，链轮大多数采用范成法加工。（3）相切法工件的一条发生线是通过刀刃运动轨迹的包络线。4相切法相切法5机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］6机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］7外圆（柱）面主要加工方法车削磨削车－铣(车铣加工视频/2分22秒）光整加工外圆（柱）面主要加工方法车削85.1.1车削能达到的经济精度:IT7（IT6），Ra1.6~3.2（Ra0.8~1.6）工艺特点：生产效率高刀具简单连续切削，加工过程平稳应用广泛，可以加工各种回转面5.1.1车削能达到的经济精度:9车削工艺范围1．粗车一般粗车加工精度可达到IT10~ITl3，表面粗糙Ra12.5~6.3μm。粗车外圆表面也可以作为不重要表面或次要表面的最终工序。2．半精车半精车的加工精度可达IT9~IT10，表面粗糙度为Ra3.2~6.3μm。外圆表面的半精车的主要目的是为零件的精加工做准备，也可以作为外圆表面的最终加工工序。3．精车精车的加工精度可达IT7~IT8，表面粗糙度为Ra0.8~3.2μm。外圆表面的精车可作为表面加工的最终工序或光整加工的预加工。车削工艺范围104．精细车精细车的加工精度可达IT6~IT7，表面粗糙度为Ra0.2~0.8μm，因此常作为终加工工序。对于小型有色金属零件，高速精细车是主要加工方法，并可获得比加工钢和铸铁更低的表面粗糙度值(Ra0.1~0.4μm)。精细车所使用的车床应具备较高的精度和刚度。4．精细车精细车的加工精度可达IT6~IT7，表面粗糙度11关于车削工艺说明教材没有系统讲，只讲了一个特例。

图5－7的刀具参数图5－8的刀具结构均无普遍意义关于车削工艺说明教材没有系统讲，只讲了一个特例。125.1.2外圆（柱）表面的磨削1，决定砂轮特性的5个主要因素：2，磨粒的磨削过程3，磨削工艺特点4，外圆磨削方法5.1.2外圆（柱）表面的磨削131决定砂轮特性的5个主要因素磨料粒度结合剂硬度组织1决定砂轮特性的5个主要因素磨料14砂轮的结构砂轮的结构15磨料的分类氧化铝类（刚玉类）碳化硅类超硬磨料类（金刚石、立方氮化硼）磨料的分类氧化铝类（刚玉类）16系列名称代号性能适用范围刚玉棕刚玉白刚玉铬刚玉AWAPA棕褐色,硬度低,韧性较好白色,较A硬度高,磨粒锋利,韧性差玫瑰红色，韧性比WA好磨削碳素钢、合金钢、可锻铸铁与青铜磨削淬硬的高碳刚、合金钢、高速钢，磨削薄壁零件、成形零件。磨削高速钢、不锈钢，成形磨削，刀具刃磨，高表面质量磨削碳化物黑碳化硅绿碳化硅CGC黑色带光泽，比刚玉类硬度高，导热性好，但韧性差绿色带光泽，较C硬度高，导热性好，韧性较差磨削铸铁，黄铜、耐火材料及非金属材料磨削硬质合金、宝石、光学玻璃超硬磨粒人造金刚石立方氮化硼DCBN白色、淡绿、黑色，硬度最高，耐热性较差棕褐色，硬度仅次于D，韧性较D好磨削硬质合金、宝石、光学玻璃陶瓷等高硬度材料磨削高性能高速钢、不锈钢，耐热钢几其他难加工材料磨料的类型及其用途系列名称代号性能适用范围刚棕刚玉A棕褐色,硬度低,韧性较好磨17类别粒度号适用范围磨粒8#10#12#14#16#20#22#24#荒磨30#36#40#46#一般磨削，加工表面粗糙度可达Ra0.8μm54#60#70#80#90#100#半精磨、粗磨和成形，加工表面粗糙度可达Ra0.8~0.16μm120#150#180#220#240#精磨、精密磨、超精磨、成形磨、刀具刃磨、珩磨微粉W63W50W40W28精磨、精密磨、超精磨、珩磨、螺纹磨W20W14W10W7W5W5W3.5W2.5W1.5W1.0W0.5超精密磨、镜面磨、精研，加工表面粗糙度可达Ra0.05~0.012μm粒度及其适用范围类别粒度号适用范围磨8#10#12#14#118名称代号特性适用范围陶瓷V耐热，耐油和耐酸、碱，强度较高，但性能较脆除薄片砂轮外，能制成各种砂轮树脂B强度高，富有弹性，具有一定抛光作用，耐热性较差，不耐酸碱荒磨砂轮，磨窄槽、切断用砂轮，高速砂轮，镜面磨砂轮橡胶R强度高，弹性更好，抛光作用好，耐热性差，不耐油和酸，易堵塞磨削轴承沟道砂轮，无心磨导轮，切割薄片砂轮，抛光砂轮结合剂及其选择名称代号特性适用范围陶瓷V耐热，耐油和耐酸、碱，强度较高，但19硬度及其选择等级超软软中软中中硬硬超硬代号DEFGHJKLMNPORSTY选择磨未淬硬钢选用L~N,磨淬火合金钢选用H~K，高表面质量磨削时选用K~L，刃磨硬质合金刀具选用H~J硬度及其选择等级超软软中软中中硬硬超硬代号DEFGHJKLM20组织号01234567891011121314磨粒率（%）626058565452504846444240383634用途成形磨削，精密磨削磨削淬火钢，刀具刃磨磨削韧性大而硬度不高的材料组织组织号01234567891011121314磨粒率（%）621砂轮选用1，磨钢料选刚玉类砂轮，磨铸铁，硬质合金及非金属材料等选碳化硅类砂轮2，磨硬材料选用软砂轮，磨软材料选较硬的砂轮3，精磨选细粒度的砂轮，粗磨粗粒度的砂轮4，磨软而韧的材料选较疏松的砂轮砂轮选用1，磨钢料选刚玉类砂轮，磨铸铁，硬质合金及非金属材料222磨粒的磨削过程3个阶段滑擦刻划切削

磨削过程和工艺参数（视频）2磨粒的磨削过程3个阶段233磨削工艺特点

1．精度高、表面粗糙度小

2．砂轮有自锐作用。3．磨削的径向磨削力Fy大Fy作用在工艺系统刚性较差的方向上。因此，加工刚性较差的工件时，应采取相应的措施。4．磨削温度高

磨削时切削速度高，再加上磨粒多为负前角，挤压和摩擦严重，产生的切削热多，加上砂轮的导热性很差，大量的磨削热在磨削区形成瞬时高温．容易造成工件表面烧伤和微裂纹。因此，磨削时应采用大量的切削液以降低磨削温度。3磨削工艺特点

1．精度高、表面粗糙度小244外圆磨削方法1）.中心磨削法中心磨削法是在外圆磨床上以工件的两顶尖孔定位进行外圆磨削。（1）纵向进给磨削法

（2）切入磨削法4外圆磨削方法1）.中心磨削法252）无心磨削法（1）贯穿磨削（纵磨）F5－13，P70（2）切入磨削（横磨）2）无心磨削法26磨削能达到的加工精度尺寸精度：IT4左右粗糙度：Ra0.2左右磨削能达到的加工精度275.1.3外圆表面的精加工及光整加工砂带磨珩磨研磨抛光可以达到很高的几何精度和很低的粗糙度5.1.3外圆表面的精加工及光整加工砂带磨285.2孔加工加工孔的常用工艺方法：钻－－－在无孔的毛坯加工出孔的唯一方法扩铰拉镗磨光整加工5.2孔加工加工孔的常用工艺方法：295.2.1钻孔

钻孔所用的刀具是各种钻头，钻头的类型主要有：

麻花钻

机夹可转位硬质合金钻头

深孔钻…………5.2.1钻孔钻孔所用的刀具是各种钻头，钻头30麻花钻的结构和参数麻花钻的结构和参数31机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］32标准麻花钻存在的问题：1，前角分布不合理2，横刃宽3，主刀刃太长标准麻花钻存在的问题：33解决的措施修磨横刃修磨前刀面修磨主刃解决的措施修磨横刃34机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］35群钻群钻36机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］37钻削工艺的特点1容易发生引偏钻削工艺的特点1容易发生引偏38解决引偏的措施(1)预钻锥形定心坑(2)用钻套为钻头导向(3)钻头的两个切削刃刃磨对称

解决引偏的措施(1)预钻锥形定心坑392．排屑困难

3．切削热不易传散

如用标准麻花钻，不加切削液钻钢料时，工件吸收的热量约占53％，钻头约占14％，切屑约占28％，而介质仅占左右5％。4．钻削的加工精度和粗糙度差2．排屑困难40钻削能达到的加工精度：尺寸精度：IT11～IT13表面粗糙度：Ra12.5～25

钻孔的适用范围：适合于粗加工钻削能达到的加工精度：41各种加工方法所能达到的精度各种加工方法所能达到的精度42重要通知请各班尽快与王老师联系本课程试验的时间安排。联系方式：姓名：王菊萍电话：62528238，87543877地点：东一楼东侧一楼重要通知请各班尽快与王老师联系本课程试验的时间安排。435.3平面的加工常用工艺方法：铣刨磨5.3平面的加工常用工艺方法：445.3.2铣平面

铣削的主要工艺特点铣削加工具有以下特点：(1)生产率较高铣刀是一种多刃刀具，铣削时有多个刀齿同时参加工作，总的切削宽度较大。铣削的主运动是铣刀的旋转，有利于采用高速铣削，所以铣削的生产率一般比刨削高。(2)容易产生冲击和振动

铣削过程是一个断续切削过程，铣刀的刀齿切入和切出时，由于同时工作刀齿数的增减而产生冲击和振动。当振动频率与机床固有频率一致时，将会发生共振，造成刀齿崩刃，甚至毁坏机床零部件。另外，每个刀齿的切削厚度是变化的(图5-40)，这就引起切削面积和切削力的变化，因此，铣削过程不平稳，容易产生振动。冲击和振动现象的存在，限制了铣削加工质量和生产率的进一步提高。5.3.2铣平面

45铣削时切削层厚度的变化圆柱铣刀端铣刀铣削时切削层厚度的变化46铣削方式——柱铣和面铣铣削方式——柱铣和面铣47比较内容柱铣端铣有无修光刃／工件表面质量无／差有／好刀杆刚度／切削震动小／大大／小同时参加切削的刀齿／切削平稳性少／差多／好易否镶嵌硬质合金刀片／刀具耐用度难／低易／高生产率／加工范围低／广高／较小柱铣和端铣的比较比较内容柱铣端铣有无修光刃／工件表面质量48顺铣和逆铣顺铣——刀具旋转切入方向与工件进给运动方向相同，切削厚度从大到小。逆铣——刀具旋转切入方向与工件进给运动方向相反，切削厚度从小到大。顺铣和逆铣顺铣——刀具旋转切入方向与工件进给运动方向相同，切49圆柱铣刀的顺铣和逆铣逆铣视频顺铣视频圆柱铣刀的顺铣和逆铣逆铣视频顺铣视频50端铣刀顺铣和逆铣端铣刀顺铣和逆铣51顺铣和逆铣的优缺点顺铣——表面质量较好，法向分力有利于工件的夹紧和定位，但是对螺母丝杆的间隙敏感。逆铣——表面质量稍差，法向分力不利于工件的夹紧和定位，但是对螺母丝杆的间隙不敏感。顺铣和逆铣的优缺点顺铣——表面质量较好，法向分力有利于工件的52铣削时的螺母丝杆间隙问题铣削时的螺母丝杆间隙问题53刨削平面刨削的主要特点：1，适用性广2，生产率低，（往复运动，速度低；单刀）适合单件小批生产

刨削视频刨削平面刨削的主要特点：54齿轮加工常用方法：成形法加工成形法加工齿轮.mpg插齿插齿.mpg滚齿滚齿.mpg剃齿、珩齿剃齿.mpg磨齿齿轮加工常用方法：55自学各种方法的特点，适用条件，能达到的精度自学各种方法的特点，适用条件，能达到的精度56特种加工特种加工57机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］58第五章典型形面的加工主要内容：

外圆、孔、平面和齿轮的加工第五章典型形面的加工主要内容：59形面形成的主要方法(1)轨迹法工件表面的发生线(母线和导线)均由轨迹运动生成。(2)成型法工件的一条发生线是通过刀刃的形状直接获得。形面形成的主要方法60轨迹法和成形法轨迹法和成形法61（3）相切法工件的一条发生线是通过刀刃运动轨迹的包络线。如图5-2(c)所示，刀刃（点1）作回转运动，其回转轴线按照一定的规律作轨迹运动3刀刃切削点运动轨迹的包络线形成发生线2。

(4)范成法其工件的一条发生线也是刀刃运动轨迹的包络线，且包络线需要通过刀具与工件之间的范成运动来生成。如图5-2(d)所示，刀具刀刃的形状为一条直线1，通过刀具的运动与工件的运动所组合而成的范成运动3，使切削刃1相对与工件的位置按确定的规律变化，形成共轭发生线2，共轭发生线2是切削线1的包络线。各种形式的齿轮，链轮大多数采用范成法加工。（3）相切法工件的一条发生线是通过刀刃运动轨迹的包络线。62相切法相切法63机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］64机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］65外圆（柱）面主要加工方法车削磨削车－铣(车铣加工视频/2分22秒）光整加工外圆（柱）面主要加工方法车削665.1.1车削能达到的经济精度:IT7（IT6），Ra1.6~3.2（Ra0.8~1.6）工艺特点：生产效率高刀具简单连续切削，加工过程平稳应用广泛，可以加工各种回转面5.1.1车削能达到的经济精度:67车削工艺范围1．粗车一般粗车加工精度可达到IT10~ITl3，表面粗糙Ra12.5~6.3μm。粗车外圆表面也可以作为不重要表面或次要表面的最终工序。2．半精车半精车的加工精度可达IT9~IT10，表面粗糙度为Ra3.2~6.3μm。外圆表面的半精车的主要目的是为零件的精加工做准备，也可以作为外圆表面的最终加工工序。3．精车精车的加工精度可达IT7~IT8，表面粗糙度为Ra0.8~3.2μm。外圆表面的精车可作为表面加工的最终工序或光整加工的预加工。车削工艺范围684．精细车精细车的加工精度可达IT6~IT7，表面粗糙度为Ra0.2~0.8μm，因此常作为终加工工序。对于小型有色金属零件，高速精细车是主要加工方法，并可获得比加工钢和铸铁更低的表面粗糙度值(Ra0.1~0.4μm)。精细车所使用的车床应具备较高的精度和刚度。4．精细车精细车的加工精度可达IT6~IT7，表面粗糙度69关于车削工艺说明教材没有系统讲，只讲了一个特例。

图5－7的刀具参数图5－8的刀具结构均无普遍意义关于车削工艺说明教材没有系统讲，只讲了一个特例。705.1.2外圆（柱）表面的磨削1，决定砂轮特性的5个主要因素：2，磨粒的磨削过程3，磨削工艺特点4，外圆磨削方法5.1.2外圆（柱）表面的磨削711决定砂轮特性的5个主要因素磨料粒度结合剂硬度组织1决定砂轮特性的5个主要因素磨料72砂轮的结构砂轮的结构73磨料的分类氧化铝类（刚玉类）碳化硅类超硬磨料类（金刚石、立方氮化硼）磨料的分类氧化铝类（刚玉类）74系列名称代号性能适用范围刚玉棕刚玉白刚玉铬刚玉AWAPA棕褐色,硬度低,韧性较好白色,较A硬度高,磨粒锋利,韧性差玫瑰红色，韧性比WA好磨削碳素钢、合金钢、可锻铸铁与青铜磨削淬硬的高碳刚、合金钢、高速钢，磨削薄壁零件、成形零件。磨削高速钢、不锈钢，成形磨削，刀具刃磨，高表面质量磨削碳化物黑碳化硅绿碳化硅CGC黑色带光泽，比刚玉类硬度高，导热性好，但韧性差绿色带光泽，较C硬度高，导热性好，韧性较差磨削铸铁，黄铜、耐火材料及非金属材料磨削硬质合金、宝石、光学玻璃超硬磨粒人造金刚石立方氮化硼DCBN白色、淡绿、黑色，硬度最高，耐热性较差棕褐色，硬度仅次于D，韧性较D好磨削硬质合金、宝石、光学玻璃陶瓷等高硬度材料磨削高性能高速钢、不锈钢，耐热钢几其他难加工材料磨料的类型及其用途系列名称代号性能适用范围刚棕刚玉A棕褐色,硬度低,韧性较好磨75类别粒度号适用范围磨粒8#10#12#14#16#20#22#24#荒磨30#36#40#46#一般磨削，加工表面粗糙度可达Ra0.8μm54#60#70#80#90#100#半精磨、粗磨和成形，加工表面粗糙度可达Ra0.8~0.16μm120#150#180#220#240#精磨、精密磨、超精磨、成形磨、刀具刃磨、珩磨微粉W63W50W40W28精磨、精密磨、超精磨、珩磨、螺纹磨W20W14W10W7W5W5W3.5W2.5W1.5W1.0W0.5超精密磨、镜面磨、精研，加工表面粗糙度可达Ra0.05~0.012μm粒度及其适用范围类别粒度号适用范围磨8#10#12#14#176名称代号特性适用范围陶瓷V耐热，耐油和耐酸、碱，强度较高，但性能较脆除薄片砂轮外，能制成各种砂轮树脂B强度高，富有弹性，具有一定抛光作用，耐热性较差，不耐酸碱荒磨砂轮，磨窄槽、切断用砂轮，高速砂轮，镜面磨砂轮橡胶R强度高，弹性更好，抛光作用好，耐热性差，不耐油和酸，易堵塞磨削轴承沟道砂轮，无心磨导轮，切割薄片砂轮，抛光砂轮结合剂及其选择名称代号特性适用范围陶瓷V耐热，耐油和耐酸、碱，强度较高，但77硬度及其选择等级超软软中软中中硬硬超硬代号DEFGHJKLMNPORSTY选择磨未淬硬钢选用L~N,磨淬火合金钢选用H~K，高表面质量磨削时选用K~L，刃磨硬质合金刀具选用H~J硬度及其选择等级超软软中软中中硬硬超硬代号DEFGHJKLM78组织号01234567891011121314磨粒率（%）626058565452504846444240383634用途成形磨削，精密磨削磨削淬火钢，刀具刃磨磨削韧性大而硬度不高的材料组织组织号01234567891011121314磨粒率（%）679砂轮选用1，磨钢料选刚玉类砂轮，磨铸铁，硬质合金及非金属材料等选碳化硅类砂轮2，磨硬材料选用软砂轮，磨软材料选较硬的砂轮3，精磨选细粒度的砂轮，粗磨粗粒度的砂轮4，磨软而韧的材料选较疏松的砂轮砂轮选用1，磨钢料选刚玉类砂轮，磨铸铁，硬质合金及非金属材料802磨粒的磨削过程3个阶段滑擦刻划切削

磨削过程和工艺参数（视频）2磨粒的磨削过程3个阶段813磨削工艺特点

1．精度高、表面粗糙度小

2．砂轮有自锐作用。3．磨削的径向磨削力Fy大Fy作用在工艺系统刚性较差的方向上。因此，加工刚性较差的工件时，应采取相应的措施。4．磨削温度高

磨削时切削速度高，再加上磨粒多为负前角，挤压和摩擦严重，产生的切削热多，加上砂轮的导热性很差，大量的磨削热在磨削区形成瞬时高温．容易造成工件表面烧伤和微裂纹。因此，磨削时应采用大量的切削液以降低磨削温度。3磨削工艺特点

1．精度高、表面粗糙度小824外圆磨削方法1）.中心磨削法中心磨削法是在外圆磨床上以工件的两顶尖孔定位进行外圆磨削。（1）纵向进给磨削法

（2）切入磨削法4外圆磨削方法1）.中心磨削法832）无心磨削法（1）贯穿磨削（纵磨）F5－13，P70（2）切入磨削（横磨）2）无心磨削法84磨削能达到的加工精度尺寸精度：IT4左右粗糙度：Ra0.2左右磨削能达到的加工精度855.1.3外圆表面的精加工及光整加工砂带磨珩磨研磨抛光可以达到很高的几何精度和很低的粗糙度5.1.3外圆表面的精加工及光整加工砂带磨865.2孔加工加工孔的常用工艺方法：钻－－－在无孔的毛坯加工出孔的唯一方法扩铰拉镗磨光整加工5.2孔加工加工孔的常用工艺方法：875.2.1钻孔

钻孔所用的刀具是各种钻头，钻头的类型主要有：

麻花钻

机夹可转位硬质合金钻头

深孔钻…………5.2.1钻孔钻孔所用的刀具是各种钻头，钻头88麻花钻的结构和参数麻花钻的结构和参数89机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］90标准麻花钻存在的问题：1，前角分布不合理2，横刃宽3，主刀刃太长标准麻花钻存在的问题：91解决的措施修磨横刃修磨前刀面修磨主刃解决的措施修磨横刃92机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］93群钻群钻94机械工艺基础第五章典型形面的加工［课件］95钻削工艺的特点1容易发生引偏钻削工艺的特点1容易发生引偏96解决引偏的措施(1)预钻锥形定心坑(2)用钻套为钻头导向(3)钻头的两个切削刃刃磨对称

解决引偏的措施(1)预钻锥形定心坑972．排屑困难

3．切削热不易传散

如用标准麻花钻，不加切削液钻钢料时，工件吸收的热量约占53％，钻头约占14％，切屑约占28％，而介质仅占左右5％。4．钻削的加工精度和粗糙度差2．排屑困难98钻削能达到的加工精度：尺寸精度：IT11～IT13表面粗糙度：Ra12.5～25

钻孔的适用范围：适合于粗加工钻削能达到的加工精度：99各种加工方法所能达到的精度各种加工方法所能达到的精度100重要通知请各班尽快与王老师联系本课程试验的时间安排。联系方式：姓名：王菊萍电话：62528238，87543877地点：东一楼东侧一楼重要通知请各班尽快与王老师联系本课程试验的时间安排。1015.3平面的加工常用工艺方法：铣刨磨5.3平面的加工常用工艺方法：1025.3.2铣平面

铣削的主要工艺特点铣削加工具有以下特点：(1)生产率较高铣刀是一种多刃刀具，铣削时有多个刀齿同时参加工作，总的切削宽度较大。铣削的主运动是铣刀的旋转，有利于采用高速铣削，所以铣削的生产率一般比刨削高