机械加工设备与典型刀具

机械加工设备与典型刀具第1页/共166页

金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，是制造机器的机器，故又称“工作母机”或“工具机”，习惯简称机床。金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所承担的工作量约占机器总制造工作量的40%-60%。①机床型号的编制方法、机床运动分析、传动链与传动原理图；②CA6140型普通车床的的传动系统和主要机构，以及常用的车刀；③孔加工机床的种类和常用的孔加工刀具；④各种磨床的工作原理和砂轮的组成；⑤齿轮加工的方法,滚齿机滚切直齿圆柱齿轮的传动原理,磨齿机的工作原理,常用的齿轮加工刀具。刨床与插齿、铣床与铣刀及组合机床等简单介绍。

本章提要

第2页/共166页

车床第3页/共166页

铣

床

第4页/共166页

磨床第5页/共166页

钻

床

第6页/共166页

齿轮加工——铣削过程第7页/共166页齿轮加工——插齿过程第8页/共166页齿轮加工——滚齿过程第9页/共166页齿轮加工——拉削过程第10页/共166页2.1金属切削机床的基本知识2.2车床2.3钻床与镗床2.4铣床与刨床2.5齿轮加工机床2.6其他机床2.7典型刀具第11页/共166页一、金属切削机床的分类与型号编制——分类按机床的加工性质与所用的刀具分12大类车床C、钻床Z、镗床T、磨床M、齿轮加工机床Y(牙)、螺纹加工机床S(丝)、铣床X、刨齿床B、拉床L、特种加工机床D(电)、锯床G(割)和其他机床Q。在每一类机床中，按工艺规范、布局形式和结构等，分为若干组，每一组又细分为若干系列。第一节金属切削机床的基本知识第12页/共166页通用机床

工艺范围很宽，可完成多种类型零件不同工序的加工，如卧式车床、万能外圆磨床及摇臂钻床等。通用性较强，结构复杂，适用单件小批生产。专门化机床

工艺范围较窄，它是为加工某一类（或几类）零件或某一道工序而专门设计和制造的，如铲齿车床、曲轴车床等。专用机床

工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造的，如大量生产的汽车零件所用的各种钻、镗组合机床，机床主轴箱专用镗床。生产率高、自动化程度高，适用成批及大量生产。

一、金属切削机床的分类与型号编制——分类按应用范围/通用性程度第一节金属切削机床的基本知识第13页/共166页通用机床的型号编制(GB15375—2008)

一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制第一节金属切削机床的基本知识(△)O(O)△△△(×△)(O)/(◎)(-◎)——企业代号

——其他特性代号

——重大改进序号

——主轴数或第二参数

——主参数或设计顺序号

——系别代号

——组别代号

——通用特性、结构特性代号

——类别代号

——分类代号Δ——阿拉伯数字；O——大写字母第14页/共166页机床的类别代号用该类机床名称汉语拼音的第一个字母表示一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制第一节金属切削机床的基本知识

M:内、外圆磨床；2M:深孔或者平面类的磨床；3M:轴承、滚子、钢球类的磨床。第15页/共166页(机床的特性代号)

用汉语拼音字母表示

通用特性代号一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制第一节金属切削机床的基本知识通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心(自动换刀)轻型加重型简式或经济型仿型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHQCJFRXS读音高密自半控换轻重简仿柔显速分通用特性和结构特性第16页/共166页机床的组别、系别代号用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别，每类机床划分为10个组，用数字0-9表示。每个组又可分为若干个系。机床主参数、(设计顺序号和第二主参数)反映机床加工性能的主要数据。主参数和第二主参数用阿拉伯数字给出主参数的折算值（1/10或1/100）一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制第一节金属切削机床的基本知识例如：C6落地及卧式车床

C5立式车床，

其中，C51单柱立式车床、C52双柱立式车床第17页/共166页机床名称主参数名称折算系数卧式车床立式车床摇臂钻床卧式镗床坐标镗床外圆磨床内圆磨床矩台平面磨床齿轮加工机床龙门铣床升降台铣床龙门刨床插床及牛头刨床拉床床身上最大回转直径最大车削直径最大钻孔直径镗轴直径工作台面宽度最大磨削直径最大磨削孔径工作台面宽度最大工件直径工作台面宽度工作台面宽度最大刨削宽度最大插削及刨削长度额定拉力（吨）1／101／1001／11／101／101／101／101／101／101／1001／101／1001／101／1各类主要机床的主参数和折算系数一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制第一节金属切削机床的基本知识第18页/共166页例如：CA6140型卧式车床的代号意义一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制第一节金属切削机床的基本知识CA6140主参数直径:400mm系别：卧式车床组：落地及卧式车床组车床结构特性：有别于C6140第19页/共166页一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制第一节金属切削机床的基本知识

XKA5032AX铣床（类代号）

K数控（通用特性代号）

A（结构特性代号）

50立式升降台铣床（组系代号）

32工作台面宽度320mm（主参数）

A第一次重大改进（重大改进序号）

MGB1432M磨床（类代号）

G高精度（通用特性代号）

B半自动（通用特性代号）

14万能外圆磨床（组系代号）

32最大磨削外径320mm（主参数）

C2150×6C车床（类代号）

21多轴棒料自动车床（组系代号）

50最大棒料直径500mm（主参数）

6轴数为6（第二主参数）第20页/共166页专用机床：设计顺序号设计单位代号B1—015第15种专用机床（铣床）北京第一机床厂一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制第一节金属切削机床的基本知识第21页/共166页空行程运动：进给前后的快速运动和各种调位运动。包括进刀、退刀、回程、转位和调位等。切入运动：用于保证被加工表面获得所需要的尺寸。分度运动：加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为使表面成形运动得以周期地继续进行的运动。操纵及控制运动：操纵离合器、改变速度、进给量等二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识1、机床的运动分类——表面成形运动与辅助运动第22页/共166页

分析路线：根据机床上加工的各种表面和使用刀具类型，分析得到这些表面的方法和所需的运动。在此基础上，分析为了实现这些运动机床所必需具备的传动联系，实现这些传动的机构以及机床运动的调整方法。

表面—运动—传动—机构—调整方法二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识第23页/共166页1、机床的传动联系为了实现加工过程中所需要的各种运动，机床必须具备3个基本部分。

执行件

执行件是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，其任务是装夹刀具和工件，直接带动他们完成一定形式的运动，并保证其运动轨迹的准确性。

运动源

运动源是提供动力的装置。二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识

表面—运动—传动—机构—调整方法第24页/共166页1、机床的传动联系为了实现加工过程中所需要的各种运动，机床必须具备3个基本部分。传动装置

把动力源的运动和动力传递给执行机构，或将运动由一个执行机构传递到另一个执行机构，以保持二个运动之间的准确关系。传动装置还可以变换运动的方向、速度及运动的类别，如将旋转运动变为直线运动。传动装置通常按其所采用的传动介质不同，可分为机械传动、液压传动、电气传动和气压传动等形式。二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识

表面—运动—传动—机构—调整方法第25页/共166页为了在机床上得到需要的运动，通常用一系列的传动件把执行件和动力源（例如把主轴和电动机），或者把执行件和执行件（例如把主轴和刀架）连接起来，以构成传动联系。构成一个传动联系的一系列传动件，称为传动链。二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识2、机床的传动链

表面—运动—传动—机构—调整方法第26页/共166页外联系传动链联系动力源与执行机构之间的传动链。它使执行件获得一定的速度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工表面的形状和精度。因此，外联系传动链中可以有摩擦传动等传动比不准确的传动副。二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识2、机床的传动链

表面—运动—传动—机构—调整方法第27页/共166页内联系传动链

联系复合运动之内的各个运动分量，所联系的执行件之间的相对运动有严格的要求，用来保证发生线的性质。它决定着加工表面的形状和精度，对执行机构之间的相对运动有严格要求。因此，内联系传动链的传动比必须准确，不应有摩擦传动或瞬时传动比变化的传动副（如皮带传动和链传动）。二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识2、机床的传动链

表面—运动—传动—机构—调整方法第28页/共166页在考虑传动路线时，可先撇开具体机构，将上述各种机构分为定比传动机构和换置机构。

定比传动机构(传动比和传动方向不变)：如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等，称为定比传动机构；

换置机构(可根据加工要求变换传动比和传动方向）：如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识3、传动原理图

表面—运动—传动—机构—调整方法第29页/共166页二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识3、传动原理图

传动原理图：为了便于研究机床的传动联系,常用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来,这就是传动原理图。第30页/共166页二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识3、传动原理图卧式车床传动原理图第31页/共166页

在车削螺纹时，卧式车床有两条主要传动链。

外联系传动链：即从电动机—l—2—iv—3—4—主轴，为主运动传动链。它把电动机的动力和运动传递给主轴。传动链中iv为主轴变速及换向的换置机构。二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识3、传动原理图第32页/共166页

在车削螺纹时，卧式车床有两条主要传动链。

内联系传动链：主轴—4—5—if—6—7—丝杠—刀具，得到刀具和工件间的复合成形运动——螺旋运动。调整if即可得到不同的螺纹导程。二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识3、传动原理图第33页/共166页二、机床的传动联系及传动原理图第一节金属切削机床的基本知识3、传动原理图

在车削圆柱面时，卧式车床主轴的旋转和刀具的移动是两个独立的运动，车床应有两条外联系传动链。电动机—l—2—iv—3—4—主轴电动机—l—2—iv—3—4—5—if—6—7—丝杠—刀具。其中l—2—iv—3—4为公共段。第34页/共166页第二节车床一、车床的用途、工艺范围、运动及分类（一）车床的用途车床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、圆锥表面、成形回转表面和回转体的端面等，有些车床还能加工螺纹面。在金属切削加工中，由于大多数机械零件都具有回转表面，车床的通用性又较广，因此在一般机械制造厂中，车床的应用极为广泛，在金属机床中所占的比例最大，约占机床总量的20~35%。在所有车床中，卧式车床的应用最为广泛，占车床类机床的60%。第35页/共166页第二节车床一、车床的用途、工艺范围、运动及分类（二）卧式车床的工艺范围主要用于加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的各种回转表面。第36页/共166页表面成形运动：主运动是由工件的旋转运动实现的；进给运动则由刀具的直线移动完成的。

辅助运动：为了将毛坯加工到所需要的尺寸，车床还应有切入运动。有的还有刀架纵、横向的机动快移。重型车床还有尾架的机动快移等。第二节车床一、车床的用途、工艺范围、运动及分类（三）车床的运动第37页/共166页按用途和结构分为：卧式车床及落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，彷形车床及多刀车床，专门化车床。第二节车床一、车床的用途、工艺范围、运动及分类（四）车床的分类第38页/共166页第二节车床挂轮变速机构丝杠光杠二、CA6140型车床（一）CA6140型车床的总布局第39页/共166页第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第40页/共166页第二节车床车床必须具备下列运动：工件的旋转运动─主运动；刀具的直线移动─进给运动；为实现这些运动，机床的传动系统需要具备以下传动链：a)实现主运动的主传动链；b)实现纵向进给运动的纵向进给传动链；c)实现横向进给运动的横向进给传动链。二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第41页/共166页第二节车床传动系统图是表示实现机床全部运动的传动示意图。图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号代表，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。传动链的传动机构，按照运动传递或联系顺序依次排列，以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓中。二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第42页/共166页传动系统图画在一个能反映机床外形和各主要部件相互位置的平面上，并尽可能绘制在机床外形的轮廓线内。在传动系统图中，各传动元件是按照运动传递的先后顺序，以展开图的形式画出来的。该图只表示传动关系，不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第43页/共166页第二节车床反转第44页/共166页第二节车床M1双向多片式摩擦离合器M2-5齿式离合器M6-7双向离合器M8超越离合器第45页/共166页第二节车床第46页/共166页主运动分析：抓两端、连中间找首、末件：首件：电机——末件：主轴连中间，写出传动结构式：第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第47页/共166页第二节车床运动从轴II传往主轴的路线：

a.高速路线主轴VI上的滑移齿轮50向左移，使之与轴III上右端的齿轮63啮合，运动传至主轴得高转速。

b.低速路线主轴VI上的滑移齿轮50向右移，使之与齿式离合器M2啮合，轴III的运动经齿轮副传至轴IV，又经齿轮副传至轴V，再经齿轮副和齿式离合器传至主轴获得低转速。

运动经v带轮传动副传至轴I，压紧轴I上的多片摩擦离合器M1左部经齿轮副运动传至轴II，压紧右部经中间轮可获得相反方向的运动。二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第48页/共166页主轴的转速级数：由结构式：正转速级数为：2×3×(1+2×2)=30

级但：从Ⅲ轴～Ⅵ轴的5种传动比中有两级基本相等,50/50=51/50。故：实际级数为：2×3×(1+2×2-1)=24级反转速级数为：3×(1+2×2-1)=12

级第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第49页/共166页主轴转速（正转时）：第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第50页/共166页主轴转速（反转时）：第二节车床主轴反转通常不用于切削，而用于车削螺纹时，切削完后使车刀沿螺旋线退回，所以转速较高以节约辅助时间。二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第51页/共166页主轴转速之间通常是等比级数排列第二节车床系统的转速图二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第52页/共166页第二节车床相邻两水平线之间的间隔为lgφ,φ=1.26向上倾斜x格表示实际传动比为φx，下为φ-x二、CA6140型车床双联滑移齿轮三联滑移齿轮双联滑移齿轮先缓后急，先密后疏，降速比<1/4原理图——结构图——转速图第53页/共166页系统的转速图第二节车床二、CA6140型车床的传动系统

转速图由三个部分组成：

1)距离相等的一组竖线代表各轴。轴号写在上面。竖线间的距离不代表中心距。

2)距离相等的一组水平线代表各级转速。与各竖线的交点表示各轴的转速。由于分级变速机构的转速一般是按等比数列排列的，故转速采取对数坐标。相邻两水平线之间的间隔为lgφ(相邻两级转速之比(公比)φ=1.26)。图中略lg。

3)各轴之间的连线的倾斜方式代表了传动副的传动比，升速向上倾斜，降速向下倾斜。向上倾斜x格表示实际传动比为φx，下为φ-x第54页/共166页首件：主轴——末件：刀架计算位移：主轴转一转——刀架移动一个f进给运动传动链

第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第55页/共166页

连中间，写出传动结构式

CA6140车床共有64种纵向、横向进给量，分别由4种类型的传动路线来实现。即：正常进给量（32级）较大进给量（8级）加大进给量（16级）细进给量（8级）进给运动传动链

第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第56页/共166页基本组增倍组第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链

第57页/共166页可以车削左旋和右旋的米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹。此外还可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹。车削螺纹时传动链的运动平衡式为:

itl=S=uvuct1

i－从主轴到丝杠之间的总传动比；

tl－机床丝杠的导程，CA6140型车床为12mm；

S－被加工螺纹的导程（mm）。进给传动链的作用，在于能得到以上四种标准螺纹。改变传动比，即可得到不同标准的螺纹。不同标准的螺纹，只是导程不同而已。第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——车螺纹传动路线图

第58页/共166页－1－1.25－1.51.7522.252.5－33.544.555.56789101112行：等差数列列：等比数列第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹

标准米制螺纹导程第59页/共166页基本组增倍组第二节车床二、CA6140型车床

轴XV上的M3和M4脱开，M5接合车削米制螺纹

VI(主轴)—IX—X—XIII—XIV—XV——XVI—XVIII—XIX(丝杠)第60页/共166页车削米制螺纹传动链的传动路线表达式为i基i倍

轴XV上的M3和M4脱开，M5接合第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹

第61页/共166页轴ⅩⅣ～ⅩⅤ基本组的传动比：即这些传动比的分母相同，分子则除6.5和9.5以外，其余按等差数列排列，相当于米制螺纹导程标准的最后一行，这套变速机构称为基本组。第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹

－1－1.25－1.51.7522.252.5－33.544.555.56789101112第62页/共166页轴XVI(经XVII)

～XVIII间的变速机构可变换四种传动比，可以实现螺纹导程标准中行与行间的倍数关系，称为增倍组。增倍组的传动比：

基本组、增倍组和移换机构组成进给变速机构，和挂轮一起组成换置机构。第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹

－1－1.25－1.51.7522.252.5－33.544.555.56789101112第63页/共166页运动平衡式为:化简后，得：Sj最大为12，故能加工最大螺纹导程为S=12mm。若车削导程更大的螺纹，则将轴IX上的滑移齿轮58右移，与轴VIII上的齿轮26啮合，即为扩大导程的传动链。第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹

－1－1.25－1.51.7522.252.5－33.544.555.56789101112第64页/共166页第二节车床二、CA6140型车床车削米制螺纹(扩大导程)

VI(主轴)—V—IV—III——IXM2合上，主轴处于低速状态第65页/共166页车削扩大螺纹传动路线：(1)只能当M2合上，主轴处于低速状态时，才能用扩大导程；(2)导程扩大4倍或16倍时，主轴转速确定后，螺纹导程扩大的倍数也就确定了；(3)轴V-IV-Ⅲ之间，并不准确等于1，所以不能用扩大组。第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削扩大螺纹

第66页/共166页

模数螺纹主要是米制蜗杆，有时某些特殊丝杠的导程也是模数制的。米制蜗杆的齿距p=πm，所以模数螺纹的导程为：第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削模数螺纹

英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数（扣/in）表示。英制螺纹的导程Pα＝1/α。按下面的公式换算为毫米单位：进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削英制螺纹

第67页/共166页

径节螺纹主要是英制蜗杆，螺距大小以径节DP表示。英制蜗杆的轴向齿距即为径节螺纹的导程：

第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削径节螺纹

需要啮合齿式离合器M3、M4、M5，导程LI依靠调整挂轮的传动比u挂来实现，其运动平衡式为：进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削非标和精密螺纹

第68页/共166页基本组增倍组第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统第69页/共166页米、英制螺纹模数、径节螺纹公制、模数螺纹径节、英制螺纹非标准螺纹第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——车螺纹传动路线图第70页/共166页第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——纵向和横向进给传动第71页/共166页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/r纵向第二节车床第72页/共166页b.横向进给传动链

当横向机动进给与纵向进给的传动路线一致时，所得的横向进给量为纵向进给量的一半。

c.刀架快速移动

第二节车床二、CA6140型车床（二）CA6140车床的传动系统进给运动传动链——纵向和横向进给传动第73页/共166页2.1金属切削机床的基本知识2.2车床2.3钻床与镗床2.4铣床与刨床2.5齿轮加工机床2.6其他机床2.7典型刀具第74页/共166页第三节钻床与镗床

孔加工刀具按其用途可分为两大类。一类是从实体材料中加工出孔的刀具，如麻花钻、扁钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上的已有的孔进行再加工，如扩孔钻、锪钻、铰刀及镗刀等。

钻床和镗床都是孔加工机床。主要用于加工外形复杂，没有对称回转轴线工件上的孔。

第75页/共166页钻床通常用于加工尺寸较小，精度要求不高的孔。钻床的主要类型有台式、立式、摇臂、深孔钻床等。一、钻床第三节钻床与镗床第76页/共166页一、钻床第三节钻床与镗床(1)应用：钻床是用钻头在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较小，精度要求不太高的孔。可完成钻孔，扩孔，铰孔及攻螺纹等工作。(2)运动分析：工件固定，刀具作旋转主运动，同时沿轴向作进给运动。

第77页/共166页(3)钻床的主参数：最大钻孔直径。

(4)分类立式钻床，适用于中小工件的单件，小批量生产。摇臂钻床，适用于加工一些大而重的工件上的孔(工件不动，移动主轴)。台式钻床，小型钻床，常安装在台桌上，用来加工直径小于12mm的孔。深孔钻床，专门用来加工深孔（长径比大于5~10的孔）的专门化机床，如枪孔、炮筒孔和机床主轴及液压缸、模具上的顶杆孔等深孔，由主轴带动工件旋转实现主运动，特制的深孔钻头只作直线进给运动。一、钻床第三节钻床与镗床第78页/共166页(5)钻削特点“三差一大”。刚性差：两个大而深的排屑槽使刚性↙↙。导向性差：导向棱少且窄。切削条件差：排屑困难，不易散热。轴向力大：由于横刃的存在，产生较大的轴向力。

属于粗加工工序：经济精度：IT13~IT11，Ra25~12.5一、钻床第三节钻床与镗床第79页/共166页(1)应用：镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大，精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求较高的孔，还可以进行铣削，钻孔，扩孔，铰孔等工作。二、镗床第三节钻床与镗床第80页/共166页(2)镗削特点刀具结构简单,通用性大,可粗加工也可半精加工和精加工,适用批量较小的加工，镗孔质量取决于机床精度。二、镗床第三节钻床与镗床第81页/共166页(3)分类——卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床①卧式镗床既要完成粗加工(如粗镗、粗铣、钻孔等)，又要进行精加工(如精镗孔)，因此对镗床的主轴部件的精度、刚度有较高的要求。卧式镗床的主参数是镗轴直径。目前已主要被卧式加工中心所取代。1主轴箱2前立柱3主轴4平旋盘5工作台6上/下滑座7床身导轨8后支承套9后立柱二、镗床第三节钻床与镗床第82页/共166页②坐标镗床一种高精度的机床。其主要特点是具有坐标位置的精密测量装置；有良好的刚性和抗振性。它主要用来镗削精密孔（IT5级或更高），例如钻模、镗模上的精密孔。工艺范围：可以镗孔、钻孔、扩孔、铰孔以及精铣平面和沟槽，还可以进行精密刻线和划线以及进行孔距和直线尺寸的精密测量工作。坐标镗床的主要技术参数是工作台的宽度。二、镗床第三节钻床与镗床第83页/共166页③金刚镗床一种高速精密镗床，以前采用金刚石镗刀，现广泛使用硬质合金刀具。主要特点是主运动vc很高，ap和f很小，加工精度可达IT5—IT6，Ra达0.63—0.08μm。金刚镗床的主轴短而粗，刚度较高，传动平稳，能加工出低表面粗糙度和高精度孔。主要用于成批、大量生产。

二、镗床第三节钻床与镗床第84页/共166页铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高。第四节铣床与刨床一、铣床第85页/共166页(1)应用

加工表面,沟槽(键槽,T型槽,燕尾槽等)。多齿零件的齿槽(齿轮,链轮,棘轮,花键轴等),螺纹形表面及各种曲面。(2)铣削特点

每个刀齿不均匀,不连续切削,切入与切离时均会引起振动;铣削时切削层参数及切削力是变化的,也易引起振动,影响加工质量;同时参加切削的刀齿较多,生产率较高。第四节铣床与刨床一、铣床第86页/共166页第四节铣床与刨床一、铣床（一）铣削方式周铣是用圆柱形铣刀圆周上的刀齿对工件进行切削；端铣法是以端铣刀端面上的刀刃铣削工件表面。第87页/共166页（1）周铣

周铣有顺铣和逆铣两种方式。顺铣铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同。逆铣铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反。第四节铣床与刨床一、铣床（一）铣削方式ap从0到最大ap从最大到0第88页/共166页（1）周铣第四节铣床与刨床一、铣床（一）铣削方式固定螺母工作台丝杠一般铣床未设有消除工作台丝杠与螺母之间间隙的装置，所以在生产中仍多采用逆铣法第89页/共166页（2）端铣

端铣有对称铣与不对称逆铣、不对称顺铣三种方式。铣淬硬钢采用对称铣；铣碳钢和合金钢用不对称逆铣，减小切入冲击，提高刀具寿命；铣不锈钢和耐热合金用不对称顺铣，可减少硬质合金的剥落磨损，提高切削速度40％-60％。第四节铣床与刨床一、铣床（一）铣削方式切入时的切削厚度小于或大于切出时的厚度第90页/共166页第四节铣床与刨床一、铣床（一）铣削方式周铣法与端铣法的比较端铣的加工质量比周铣高。端铣同周铣相比，同时工作的刀齿数多、铣削过程平稳，端铣的切削厚度虽小，但不像周铣时切削厚度最小时为零，它改善了刀具后刀面与工件的摩擦状况，提高了刀具耐用度，并减小了表面粗糙度值，端铣刀的修光刃可修光已加工表面，使表面粗糙度值较小。端铣的生产率比周铣高。端铣的铣刀直接安装在铣床主轴端部，其刀具系统刚性好，同时刀齿可镶硬质合金刀片，易于采用大的切削用量进行强力切削和高速切削，使生产率和加工表面质量得到提高。端铣的适应性比周铣差。端铣一般只用于铣平面，而周铣可采用多种形式的铣刀加工平面、沟槽和成形面等，因此周铣的适应性强，生产中广泛使用。

第91页/共166页铣床分类卧式升降台铣床、立式升降台铣床，工件可在三个方向进行位置调整或作进给运动。龙门铣床，机床刚度高，可多刀同时加工多个工件或多个表面，生产率高。适于成批大量生产中加工大型工件上平面和沟槽或多件同时加工。工具铣床各种专门化铣床第四节铣床与刨床一、铣床（二）铣床的分类第92页/共166页卧式升降台铣床立式升降台铣床第四节铣床与刨床一、铣床（二）铣床的分类第93页/共166页

机床刚度高，可多刀同时加工多个工件或多个表面，生产率高。适于成批大量生产中加工大型工件上平面和沟槽或多件同时加工。卧铣头卧铣头立铣头立铣头第四节铣床与刨床一、铣床（二）铣床的分类第94页/共166页牛头刨床

①主运动:由滑枕沿床身导轨在水平方向作往复直线运动来实现；②特点:主运动速度不能太高(因为滑枕换向时有大的惯性力)，加之只能单刀加工,且在反向运动时不加工,所以牛头刨床效率和生产效率低；③应用:主要适用于单件,小批量生产或机修车间,在大批量生产中被铣床代替；④主参数:最大刨削长度。

机床、刀具简单，通用性好。

生产率低。运动不连续，有空程损失。冲击大，切削用量不可过大。

经济精度：IT8~IT7，Ra3.2~1.6用于刨削各种平面和沟槽，主要类型有牛头刨床和龙门刨床。第四节铣床与刨床二、刨床第95页/共166页牛头刨床第四节铣床与刨床二、刨床工作台刀架滑枕横梁床身第96页/共166页龙门刨床

①应用主要用于加工大型或重型零件上的各种平面,沟槽和各种导轨面;②运动分析主运动为工作台的往复直线运动;③主参数最大刨削宽度。龙门刨床第四节铣床与刨床二、刨床进给箱/横刀架进给箱/横刀架横梁两个立刀架立柱顶梁第97页/共166页

插床实质上是立式刨床。其主运动为滑枕带动插刀沿垂直方向作直线往复运动，主要用于加工工件的内表面,如内孔中键槽及多边形孔等,有时也用于加工成形内表面。第四节铣床与刨床三、插床第98页/共166页第五节齿轮加工机床

齿轮是现代机器和仪器中的重要零件；由于齿轮传动具有传动比准确、传力大、效率高、结构紧凑、可靠耐用等优点，齿轮传动的应用极为广泛，齿轮的需要量也日益增加；用来加工齿轮轮齿表面的机床，称为齿轮加工机床；齿轮加工机床是机械制造工业中的一种重要的技术装备。一、概述第99页/共166页⑴圆柱齿轮加工机床主要由滚齿机、插齿机、车齿机等。⑵锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿齿轮的铣齿机。⑶精加工齿轮齿面的机床有珩齿机、剃齿机和磨齿机等。⑷粗加工齿轮齿面的机床铣齿机,滚齿机,插齿机等。第五节齿轮加工机床一、概述第100页/共166页用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削齿轮。形成齿廓渐开线的方法是成形法。成形法加工齿轮时，刀具的齿形应与被加工齿轮的齿间(齿槽)形状相同。这时采用的刀具是盘状模数铣刀和指数模数铣刀，可以利用分度头在一般铣床上或用夹具在刨床上进行加工。用成形法加工齿轮，所需运动简单，不需要专门的机床，但生产率低，加工精度也低，对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具。适用于单件小批生产。齿轮的切削加工按其形成齿型的原理可分为成形法和展成法两类。第五节齿轮加工机床一、概述第101页/共166页范成法亦称为包络法或展成法，是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮的啮合副中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具与工件严格地按照相对运动关系啮合，则刀具切削刃在各瞬时位置的包络线就形成了工件的齿廓线。采用范成原理加工齿轮的机床如滚齿机、插齿机、磨齿机等等。第五节齿轮加工机床齿轮的切削加工按其形成齿型的原理可分为成形法和展成法两类。一、概述第102页/共166页

滚齿机主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮及蜗轮轮齿和花键；可以加工模数大于0.1到小于40的齿轮，加工齿轮的精度一般达7－9级；在使用超高精度滚刀和严格的工艺条件下也可加工5－6级精度的齿轮；（一）滚齿原理

滚齿加工是由一对交错轴斜齿轮啮合传动原理演变而来的。当滚刀与工件按确定的关系强制相对运动时，滚刀的切削刃便在工件上滚切出齿槽，形成渐开线齿面。第五节齿轮加工机床二、滚齿机第103页/共166页

用齿轮滚刀加工齿轮的过程，相当于一对螺旋齿轮啮合滚动过程。将其中的一个齿数减少到一个或几个，轮齿的螺旋角很大。开槽并铲背后，就形成了齿轮滚刀。当机床使滚刀和工件严格按一对螺旋齿轮的传动关系作相对旋转运动时，就可以在工件上连续不断地切出齿来。

成形运动是滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动(B11+B12)即为范成运动。为了得到所需的渐开线齿廓和齿轮齿数，滚齿时滚刀和工件之间必须保持严格的相对运动关系，即当滚刀转过1转时，工件应该相应地转K/Z转（K为滚刀头数，Z为工件齿数）。第五节齿轮加工机床（一）滚齿原理

B11B12二、滚齿机第104页/共166页滚刀的实质就是一斜齿圆柱齿轮。不过此斜齿圆柱齿轮的特点是：螺旋角很大（螺旋升角很小）；齿数很少；牙齿很长，绕了好多圈。这种变了样的斜齿圆柱齿轮就是蜗杆，将蜗杆开槽并铲背形成刀刃，就成为齿轮滚刀，滚刀的刀刃就在这个蜗杆的螺旋表面上。因为滚刀是按螺旋齿轮啮合的原理加工齿轮的，所以用渐开线滚刀（相当于渐开线斜齿轮）才能切出理论上正确的渐开线齿形。在生产实际中，由于渐开线滚刀制造困难，所以采用近似齿形的滚刀（如阿基米德滚刀等）代替。第五节齿轮加工机床（一）滚齿原理

二、滚齿机第105页/共166页滚切直齿圆柱齿轮其成形运动必须包括形成渐开线齿廓的范成运动和形成直线形齿线的运动。滚刀轴线与工件端面倾斜一个角度δ，以使滚刀刀齿方向与被切齿轮的齿槽方向一致。滚刀的旋转运动为主运动。加工直齿轮时，滚刀每转一转，工件转过一个齿或数个齿，以形成展成运动即圆周运动。为了要在齿轮的全齿宽上切出牙齿，滚刀还需有沿齿轮轴线方向的进给运动。切斜齿轮时，除了上述运动，还需给工件一个附加的转动。第五节齿轮加工机床（二）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

二、滚齿机第106页/共166页滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图范成运动传动链主运动传动链轴向进给运动传动链滚刀工件工件刀架第五节齿轮加工机床（二）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

滚切直齿圆柱齿轮传动原理图滚刀－4－5－ux-6－7－工件电动机－1－2－uv-3-4-滚刀工件—7—8—uf—9—10—刀架升降丝杠—刀架二、滚齿机第107页/共166页滚切直齿圆柱齿轮三条传动链，两个独立的成形运动。

①范成运动传动链

渐开线齿廓的形成，靠滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动B12组成复合运动

；属“内联系”传动链。它们的运动联系有严格的传动比要求，即滚刀转1转，工件应该相应地转过一个齿（当K=1，K为滚刀的头数）；②主运动传动链属“外联系”传动链。即从电动机通过传动件把运动和动力传至范成运动传动链；③轴向进给运动传动链

形成直线导线的运动是滚刀的旋转和滚刀（刀架）沿工件轴线方向的竖直进给运动。第五节齿轮加工机床（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

滚切直齿圆柱齿轮传动原理图二、滚齿机第108页/共166页

①范成运动传动链根据表面成形的运动分析，滚刀旋转和工件旋转既然是一个独立的复合成形运动，所以，在两执行件（滚刀和工作台）之间的传动联系，其性质属于“内联系”传动。它们之间的相对运动关系应有一个严格的传动比关系，即当滚刀转过一个齿时，工件应相应地转过一个齿。这个传动联系包括由点4至点5，点6至点7的固定传动比传动以及点5至点6传动比可变换的换置机构，属内联系传动链。滚刀－4－5－ux-6－7－工件。第五节齿轮加工机床（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

滚切直齿圆柱齿轮传动原理图二、滚齿机第109页/共166页

②主运动传动链要使滚刀和工件能实现范成运动，还需要接上动源，即从电动机通过传动件把运动和动力传至范成运动传动链。由点1至点4，属外联系传动链：电动机－1－2－uv-3-4-滚刀。其中换置机构iv用来调整范成运动速度的快慢。范成运动速度的大小，取决于滚刀材料及直径、工件材料、硬度、模数、精度和光洁度。

③轴向进给运动传动链

工件—7—8—uf—9—10—刀架升降丝杠—刀架，是外联系传动链。因为即使在瞬间发生传动比的变化，也仅仅影响刀架移动的快慢，而不影响发生线（直线）的形成。第五节齿轮加工机床（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

滚切直齿圆柱齿轮传动原理图二、滚齿机第110页/共166页

端面上齿廓是渐开线，沿齿轮的齿长方向是一条螺旋线，它与直齿圆柱齿轮的差别仅在于导线的形状不同：直齿圆柱齿轮为直线，而斜齿圆柱齿轮的导线为螺旋线。因此，加工斜齿圆柱齿轮时，进给运动是螺旋运动，是一个复合运动：滚刀架的直线运动A21和工作台的旋转运动B22。第五节齿轮加工机床（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图二、滚齿机第111页/共166页第五节齿轮加工机床（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图展成运动：滚刀架的旋转运动B11和工作台的旋转运动B22。进给运动是螺旋运动：滚刀架的直线运动A21和工作台的旋转运动B22。二、滚齿机第112页/共166页

展成运动的传动链和产生螺旋运动的外联系传动（进给运动传动链），都与切削直齿圆柱齿轮时相同。此时的进给运动是复合运动，还需一条产生螺旋线的内联系传动链。滚切时随着刀架的直线移动，工件要有一个附加转动，以保证刀架直线移动一个导程时，通过合成机构使工件得到的附加转动为一转。由于这个传动联系是通过合成机构的差动作用使工件的转速加快或减慢，一般称为差动传动链。如同车螺纹时刀架和主轴间的传动比有严格要求一样，这里刀架的轴向直线移动和工件的附加转动之间的传动比，同样要求严格、准确。因此，差动传动链的性质，属于“内联系”传动。第五节齿轮加工机床（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图二、滚齿机第113页/共166页刀架工作台

滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图主运动展成运动进给差动链第五节齿轮加工机床（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图二、滚齿机第114页/共166页主运动传动链电动机→主轴（滚刀）展成运动传动链滚刀转1r→工件转K/zr进给传动链工件转1r→刀架移动mm滚斜齿轮时的差动链刀架移动L→工件转±1r第五节齿轮加工机床（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图二、滚齿机第115页/共166页第六节其他机床一、磨床的应用范围用磨料或磨具作为对工件表面进行切削加工的机床，统称磨床。磨床可用于磨削内、外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面、齿面以及各种成形表面等，还可刃磨刀具。磨床通常用作精加工，对淬硬的零件和高硬度材料制品，磨床是主要的加工设备。磨床除了用作精加工外，也可用来进行高效的粗加工或一次完成粗、精加工。第116页/共166页第六节其他机床二、磨床的种类1、外圆磨床和万能磨床精度：IT6-IT7

表面粗糙度：Ra＝1.25-0.08外圆磨床的主要类型有：普通外圆磨床、万能外圆磨床，无心外圆磨床、宽砂轮外圆磨床和端面外圆磨床等

。主参数:最大磨削直径。第117页/共166页M1432A型万能外圆磨床外形图第六节其他机床床身头架内圆磨具砂轮架尾架滑鞍手轮工作台二、磨床的种类第118页/共166页第六节其他机床纵向磨削法纵向磨削法切入法成形-相切法二、磨床的种类第119页/共166页第六节其他机床2、无心外圆磨床二、磨床的种类第120页/共166页无心外圆磨床第六节其他机床二、磨床的种类第121页/共166页卧轴矩台式磨床立轴圆台式磨床第六节其他机床3、平面磨床二、磨床的种类第122页/共166页内圆磨床砂轮架安装在工作台上作纵向进给运动。两种磨床的横向进给运动都由砂轮架实现。工件头架都可绕垂直轴线调整角度，以便磨削锥孔。第六节其他机床4、内圆磨床二、磨床的种类第123页/共166页内圆磨床工件头架安装在工作台上，随工作台一起往复移动，完成纵向进给运动。第六节其他机床二、磨床的种类第124页/共166页

精整、光整加工是精加工后，从工件表面上不切除或切除极薄金属层，用以提高加工表面的尺寸和形状精度、减小表面粗糙度或用以强化表面的加工方法。光整加工第六节其他机床二、磨床的种类第125页/共166页光整加工第六节其他机床1、珩磨2、超精加工3、研磨4、抛光二、磨床的种类第126页/共166页渐开线花键拉刀圆孔四方拉刀

第六节其他机床三、拉床拉床是用拉刀进行加工的机床。拉床用于加工通孔、平面及成形表面。拉削时，拉刀使被加工表面在—次走刀中成形，所以拉床的运动比较简单，它只有主运动，没有进给运动。第127页/共166页渐开线花键拉刀圆孔四方拉刀

第六节其他机床拉削加工三、拉床第128页/共166页渐开线花键拉刀圆孔四方拉刀

第六节其他机床拉削加工拉削时，拉刀先穿过工件上已有的预制孔，将工件的端面靠在拉床的球面垫圈上，并将拉刀左端柄部插入拉刀夹头，拉刀夹头将拉刀从工件孔中拉过，由拉刀上一圈圈不同尺寸的刀齿，分别逐层地从工件孔壁上切除金属，而形成与拉刀最后的刀齿同形状的孔。三、拉床第129页/共166页渐开线花键拉刀圆孔四方拉刀

第六节其他机床拉削加工拉削的特点如下：1、拉削的生产率高。2、拉削可以获得较高的加工质量。精度可达IT8~IT7级，表面粗糙度Ra值为1.6~0.4μm。3、拉刀耐用度高，使用寿命长。切削速度低、切削厚度小，在每次拉削过程中，每个刀齿只切削1次，工作时间短，磨损慢，刀齿可重磨。4、拉削是属于封闭式切削，容屑、排屑和散热均较困难。5、拉刀制造复杂，成本高。一把拉刀只适用于加工一种规格尺寸的型孔或槽。拉削主要适用扩大批量生产和成批生产中。三、拉床第130页/共166页渐开线花键拉刀圆孔四方拉刀

第六节其他机床拉床分类拉床按用途可分为内拉床和外拉床，按机床布局可分为卧式、立式、链条式。拉床的主要参数是额定拉力，常见的为50~400KN，如L6120型卧式内拉床的额定拉力为200KN。卧式内拉床用于加工内表面，用以拉花键孔、键槽和精加工孔。三、拉床第131页/共166页第六节其他机床拉床分类立式内拉床可用拉刀加工工件的内表面。常用于在齿轮淬火后，校正花键孔的变形。三、拉床第132页/共166页第六节其他机床拉床分类立式外拉床常用于汽车拖拉机行业加工气缸体等零件的平面。三、拉床第133页/共166页第六节其他机床拉床分类连续式拉床常用于大批量生产中加工小型零件的外表面。三、拉床第134页/共166页2.1金属切削机床的基本知识2.2车床2.3钻床与镗床2.4铣床与刨床2.5齿轮加工机床2.6其他机床2.7典型刀具第135页/共166页第七节典型刀具一、车刀（一）车刀的分类按切削部分的材料不同，车刀可分为高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀等。按用途不同，车刀可分为端面车刀、外圆车刀、内孔车刀、切断车刀、螺纹车刀等。按切削刃的复杂程度不同分类，车刀可分为普通车刀和成形车刀。按结构不同，车刀可分为整体式车刀、焊接式车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片式车刀。第136页/共166页

车刀按结构分为整体车刀、焊接车刀、焊接装配式车刀、机夹车刀和可转位车刀。第七节典型刀具一、车刀（一）车刀的分类第137页/共166页整体车刀主要是高速钢车刀，截面为正方形或矩形，俗称“白钢刃”，适合小型车床或加工有色金属时使用。焊接车刀：在普通碳钢刀杆上按刀片几何形状开出槽，镶焊/钎焊硬质合金刀片，经过刃磨而成。适用于各类车刀，特别是小型刀具。

优点：结构简单、紧凑；制造、使用方便；根据需要刃磨，硬质合金可完全利用。

缺点是：切削性能取决于工人刃磨水平；刀杆不能重复使用、辅助时间长；焊接工艺不够合理时易产生热应力，应根据刀片的形状和尺寸开出刀槽。第七节典型刀具一、车刀（一）车刀的分类第138页/共166页焊接装配式车刀:将硬质合金刀片钎焊在小刀块上，再将小刀块装配到刀杆上。刃磨省力；刀杆可重复使用；主要用于重型车刀。机夹车刀将硬质合金刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上的车刀。

只有一个主切削刃，用钝后可重磨多次，刀杆可重复使用，方便刀具管理、结构简单。机夹重磨车刀适用于外圆、端面、切断、螺纹车刀等。第七节典型刀具一、车刀（一）车刀的分类第139页/共166页可转位车刀

是使用可转位刀片的机夹车刀。与普通机夹车刀不同点在于刀片为多边形，每一边都可作切削刃，用钝后只需将刀片转位，即可使新的切削刃投入工作。优点：刀具使用寿命长、生产效率高、有利于推广新技术、新工艺有利于降低刀具成本。第七节典型刀具一、车刀（一）车刀的分类第140页/共166页是加工回转体成形表面的专用工具，其切削刃形状是根据工件的廓形设计的。只要一次切削形成就能切出成形表面，操作简单，生产率较高，成形表面的精度与工人技术水平无关，主要取决于刀具切削刃的制造精度。它可以保证被加工工件表面形状和尺寸精度的一致性和互换性，加工精度可达IT9～IT10，表面粗糙度Ra6.3～3.2。可重磨次数多，使用寿命较长，但是刀具的设计和制造较复杂，成本较高，主要用在小型零件的大批量生产中。由于成形车刀的刀刃形状复杂，用硬质合金作为刀具材料时制造比较困难，因此多用高速钢作为刀具材料。第七节典型刀具一、车刀（二）成形车刀第141页/共166页

常见的孔加工刀具。一般用于实体材料上的粗加工。钻孔的尺寸精度为IT11--IT12，Ra为50-12.5μm。加工范围为0.1--80mm，以φ30mm以下时最常用。第七节典型刀具二、麻花钻第142页/共166页标准高速钢麻花钻由工作部分、颈部及柄部三部分组成。第七节典型刀具二、麻花钻（一）麻花钻的结构第143页/共166页工作部分分切削部分和导向部分。两个前刀面、两个后刀面、两个副后刀面、两个主刃、两个副刃、一个横刃。为了使钻头有足够的强度，麻花钻中心有一定的厚度，形成钻心，钻心直径(钻头直径的0.125～0.15倍)朝柄部方向递增。第七节典型刀具二、麻花钻（一）麻花钻的结构第144页/共166页工作部分麻花钻的两个刃瓣可以看作两把对称的车刀。其切削部分的构成为：

前刀面——螺旋槽的螺旋面；主后刀面——与工件过渡表面（孔底）相对的端部两曲面；

副后刀面——与工件的加工表面（孔壁）相对的两条棱边；

主切削刃——螺旋槽与主后刀面的两条交线；副切削刃——棱边与螺旋槽的两条交线；

横刃——两后刀面在钻芯处的交线。顶角2Φ=118o是两个主切削刃在与其平行的平面上的投影的夹角。与基面无关。横刃斜角φ=50~55o是在端面投影上横刃与主切削刃的夹角。判断后角是否刃磨合适。后角磨大，横刃斜角减小，横刃长度增大。50o~55o118o第七节典型刀具二、麻花钻（一）麻花钻的结构第145页/共166页柄部

装夹钻头和传递轴向力和扭矩。直径小于13mm时，常采用直柄（圆柱柄）；直径在13mm以上时，采用圆锥柄。颈部钻柄和工作部分的连接部分，并作为磨外径时砂轮退刀和打印标记处。第七节典型刀具二、麻花钻（一）麻花钻的结构第146页/共166页

钻头切削刃上各点的切削速度和基面基面：切削刃上任一点的基面，是通过该点且垂直于该点切削速度方向的平面。在钻削时，如果忽略进给运动，钻头就只有圆周运动，主切削刃上每一点都绕钻头轴线做圆周运动，它的速度方向就是该点所在圆的切线方向，如图点1的切削速度垂直于点1的半径方向。不难看出，切削刃上任一点的基面就是通过该点并包含钻头轴线的平面。由于切削刃上各点的切削速度方向不同，所以切削刃上各点的基面也就不同。第七节典型刀具二、麻花钻（二）麻花钻的几何参数基面Pr与切削平面Ps第147页/共166页切削平面：切削刃上任一点的切削平面是包含该点切削速度方向，而又切于该点加工表面的平面。切削刃上各点的切削平面与基面在空间相互垂直，并且其位置是变化的。第七节典型刀具二、麻花钻（二）麻花钻的几何参数基面Pr与切削平面Ps第148页/共166页前角γo：麻花钻的前角是正交平面内前刀面与基面间的夹角。由于主切削刃上各点的基面不同，所以主切削刃上各点的前角也是变化的，如图所示。前角的值从外缘到钻心附近大约由+30°减小到-30°，其切削条件很差。

切削平面基面正交平面进给剖面第七节典型刀具二、麻花钻（二）麻花钻的几何参数第149页/共166页后角αf：切削刃上任一点的后角，是该点的切削平面与后刀面之间的夹角。钻头后角不在主剖面内度量，而是在假定工作平面（进给剖面）内度量。在钻削过程中，实际起作用的是这个后角，同时测量也方便。后角从外缘到钻心逐渐增大。切削平面基面正交平面进给剖面第七节典型刀具二、麻花钻（二）麻花钻的几何参数第150页/共166页麻花钻沿主切削刃前角的值从外缘到钻心附近大约由+30°减小到-30°；后角从外缘到钻心逐渐增大。1-2：主切削刃位置；1-3：横刃位置第七节典型刀具二、麻花钻（二）麻花钻的几何参数第151页/共166页

标准麻花钻存在切削刃长、前角变化大（从外缘处的大约+30°逐渐减小到钻芯处的大约-30°)、螺旋槽排屑不畅、横刃部分切削条件很差(横刃前角约为-60°）等结构问题。生产中,为了提高钻孔的精度和效率,常将标准麻花钻按特定方式刃磨成“群钻”。其修磨特点为：将横刃磨窄、磨低，改善横刃处的切削条件,将靠近钻心附近的主刃修磨成一段顶角较大的内直刃及一段圆弧刃,以增大该段切削刃的前角。同时，对称的圆弧刃在钻削过程中起到定心及分屑作用；在外直刃上磨出分屑槽，改善断屑、排屑情况。经过综合修磨而成的群钻,切削性能显著提高。钻削时轴向力下降35%～50%,扭矩降低10%～30%刀具使用寿命提高3～5倍,生产率、加工精度都有显著提高。第七节典型刀具二、麻花钻（三）麻花钻切削部分结构的改进第152页/共166页

群钻是由前全国总工会主席倪志福同志呕心沥血在1953年发明的具有世界领先水平的先进麻花钻，是当时中国唯一有自主知识产权的小五金发明，在1986年荣获联合国世界知识产权组织发明金奖。群钻有三个响亮的名称

1、倪志