ch03机械制造中的加工方法及装备

机械制造中的加工方法及装备普通高等教育机电类“十三五”规划教材机械制造工艺与装备第三章01机械制造中的切削加工方法车削加工中，工件旋转，形成主切削运动。车削加工后形成的加工面是回转表面。车削加工方法也可以加工回转工件的端面（平面）。通过刀具相对工件实现不同的进给运动，可以获得不同的工件形状。当刀具沿平行于工件回转轴线的方向运动时，就形成内圆柱面、外圆柱面；当刀具沿与工件旋转轴线相交的斜线运动时，就形成锥面；在仿形车床或数控车床上，当刀具沿着一条曲线进给时，就形成一个特定的旋转曲面。采用成形车刀，横向进给时，也可以加工出旋转曲面。车削还可以加工螺纹面、端平面和偏心轴等。机械制造中的切削加工方法机械制造中的切削加工方法车削加工由车床来完成，如图3-1所示为卧式车床所能加工的典型表面。粗车是外圆粗加工最经济有效的方法。粗车半精车和精车的主要任务是保证零件所要求的加工精度和表面质量。半精车和精车精细车的特点是背吃刀量a，和进给量f取值极小，切削速度高达150~2000m/min。精细车机械制造中的切削加工方法铣削的主切削运动是刀具的旋转运动，工件本身不动，而是装夹在机床的工作台上完成进给运动。铣削刀具比较复杂，一般为多刃刀具。机械制造中的切削加工方法机械制造中的切削加工方法如图3-2所示，铣削加工的方法有端铣和周铣两种。机械制造中的切削加工方法如图3-3（a）所示，铣刀在切入工件处的切削速度v的方向与工件进给速度v的方向相反，称为逆铣。机械制造中的切削加工方法如图3-3（b）所示，顺铣是铣刀切削速度v与工件进给速度v两者方向相同的一种铣削方式。机械制造中的切削加工方法刨削加工由刨床来完成。图3-6所示为在牛头刨床上加工的平面和沟槽。机械制造中的切削加工方法在钻床上，用旋转的钻头钻削孔是常用的孔加工方法，钻头的旋转运动是主切削运动。如图3-7所示为典型的钻削加工方法。机械制造中的切削加工方法镗削是一种用刀具扩大孔或其他圆形轮廓的内径车削工艺，其应用范围一般从半精加工到精加工，所用刀具通常为单刃镗刀。图3-9所示为卧式镗床的主要加工方法。磨削加工以砂轮或其他磨具对工件进行加工，其主运动是砂轮的旋转运动。研磨是利用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的精密加工方法。珩磨是利用珩磨工具对工件表面施加一定的压力，珩磨工具同时做相对旋转和直线往复运动，切除工件上极小余量的一种精密加工方法。机械制造中的切削加工方法抛光是利用涂有抛光膏的软轮（抛光轮）高速旋转对工件进行微弱切削，从而降低工件表面粗糙度的一种精密加工方法。抛光超精加工是用极细磨料的油石，以恒定压力（0.05~0.5MPa）和复杂相对运动对工件进行微量切削，以降低工件表面粗糙度为目的的精密加工方法。超精加工机械制造中的切削加工方法齿形加工是整个齿轮加工的关键，齿形加工的方法很多，如热轧、冷挤、冲压、粉末冶金等，这些方法的加工精度都不高，常用的加工方法是切削加工。齿形的切削加工方法分两大类：成形法（又称仿形法）和展成法（又称范成法）。成形法所用的机床一般为普通铣床，用与齿轮齿槽形状完全相符的成形刀具加工出齿轮，还可以在刨床上用成形刨刀加工，在拉床上用拉刀也可以加工出齿轮。展成法加工齿面的常用机床有滚齿机、插齿机等。机械制造中的切削加工方法机械制造中的切削加工方法图3-21所示为汽车发动机曲轴的车铣复合加工。机械制造中的切削加工方法复合加工技术依托强大的设备功能，将多种加工工序合并在一起，不仅能够实现不同机械加工方法的复合加工，而且还能够实现机械加工方法与特种加工方法的复合加工。化学、电解、电火花和超声波等特种加工方法与切削、磨削加工方法组合而形成多种复合加工技术，如化学机械复合加工、电火花铣复合加工、电火花磨复合加工、电解在线修整砂轮磨削加工、超声振动辅助切削加工等。特种加工与机械加工复合加工02金属切削机床基础金属切削机床是制造机器的机器或工作母机，它是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，是机械加工的主要设备。其基本功能是为被切削的工件和使用的刀具提供必要的运动、动力和相对位置。金属切削机床基础表面成形运动用来形成被加工表面形状的运动称为表面成形运动。表面成形运动是机床的基本运动，它包括主运动和进给运动。辅助运动在加工过程中，加工工具与工件除工作运动以外的其他运动称为辅助运动。辅助运动可以实现机床的各种辅助动作。金属切削机床基础机床的工艺范围机床的工艺范围是指在机床上加工的工件类型和尺寸，能够加工完成何种工序，使用什么刀具等。不同的机床，有宽窄不同的工艺范围。机床的技术参数机床的主要技术参数包括尺寸参数、运动参数和动力参数。金属切削机床基础几何精度是指机床空载条件下，在不运动或运动速度较低时各主要部件的形状、相互位置和相对的精确程度。几何精度运动精度是指机床空载或以工作速度运行时，主要零部件的几何位置精度。运动精度定位精度是指机床的定位部件运动到达规定位置的精度。传动精度金属切削机床基础定位精度是指机床的定位部件运动到达规定位置的精度。定位精度加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的工作精度。工作精度在规定的工作时间内，保持机床所要求的精度，称为精度保持性。精度保持性金属切削机床基础金属切削机床基础机床是机械加工系统的主要组成部分。为适应不同的加工对象和加工要求，机床有许多品种和规格。为了便于区别、使用和管理，需要对机床加以分类，并编制型号。机床的分类金属切削机床基础各类主要机床的示意图如图3-22~图3-37所示。金属切削机床基础金属切削机床基础金属切削机床基础金属切削机床基础金属切削机床基础金属切削机床基础金属切削机床基础金属切削机床基础金属切削机床基础金属切削机床基础机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、性能和结构特点、主要技术参数等。我国的机床型号是按照国家标准GB/T15375-1994《金属切削机床型号编制方法》编制的。此标准规定机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按照一定的规律组成。通用机床的型号编制金属切削机床基础专用机床的型号由设计单位代号、组代号和设计顺序号组成。专用机床的型号编制03机床的结构和传动机床的结构和传动机床布局图3-38所示是CA6140型卧式车床的外形图。机床的结构和传动机床的传动系统图3-39所示为CA6140型卧式车床的传动系统原理框图。机床的结构和传动3.（1）传动路线图3-40所示为CA6140型卧式车床传动系统图。机床的结构和传动4.（1）螺纹进给传动链如图3-40所示，动力从主轴上齿轮58或皿轴上齿轮44传出，经过I~XI轴间的换向机构，传给挂轮箱。机床的结构和传动5.主轴箱的主要机构图3-42所示是CA6140型卧式车床主轴箱展开图。数控机床的结构数控机床是一种用数字化信号进行运动控制和加工过程控制的自动化机床，它能够按照机床规定的数字化代码，把各种机械位移量、工艺参数、辅助功能表示出来，经过数控系统的逻辑处理与运算，发出各种控制指令，实现要求的机械动作，自动完成零件加工任务。数控机床的主传动系统数控机床的