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第二章机械加工设备与典型刀具第三节钻床与镗床第二章机械加工设备与典型刀具第三节钻床与镗床第三节钻床与镗床

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。

第三节钻床与镗床孔加工刀具按其用途可分为两大类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钻床通常用于加工尺寸较小，精度要求不高的孔。一、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。

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(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(3)钻床的主参数：最大钻孔直径。一、钻床第三节钻床(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(5)钻削特点“三差一大”。属于粗加工工序：一、钻床第三(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、镗床卧式镗床的主要加工方法(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(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(2)镗削特点二、镗床第三节钻床与镗床(3)分类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(3)分类1主轴箱2前立柱3主轴4平旋盘5工作台6上/下滑座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③金刚镗床一种高速精密镗床，以前采用金刚石镗刀，现广第二章机械加工设备与典型刀具第四节铣床与刨床第二章机械加工设备与典型刀具第四节铣床与刨床铣刀旋转为主运动，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(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(1)应用第四节铣床与刨床一、铣床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。第四节铣床与刨床一、铣床（一）铣削方式周铣是用圆柱形铣刀（1）周铣

周铣有顺铣和逆铣两种方式。第四节铣床与刨床一、铣床（一）铣削方式顺铣：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。（1）周铣周铣有顺铣和逆铣两种方式。第四节铣床与刨床一顺铣铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工作台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量突然增大，引起打刀。在铣削铸件或锻件等表面有硬度的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。

（一）铣削方式---周铣固定螺母工作台丝杠顺铣铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工作台进给丝杠逆铣逆铣时切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。逆铣时铣削力将工件上抬，易引起振动，这是不利之处。一般铣床未设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一、铣床（一）铣削方式---周铣逆铣逆铣时切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一（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；实践证明：铣不锈钢和耐热合金用不对称顺铣，可减少硬质合金的热裂磨损，提高切削速度40％-60％。一、铣床（一）铣削方式（2）端铣端铣有对称铣与不对称逆铣、不对称顺铣三种方式一、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。

一、铣床（一）铣削方式周铣法与端铣法的比较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做进给运动。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）铣床的分类铣床分类第四节铣床与刨床一、铣床（二）铣床的分类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）

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）铣床的分类机床刚度高，可多刀同时加工多个工件或多个表面，生

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、刨床机床、刀具简单，通用性好。生产率低。经济精度：IT8~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(因为滑枕换向时有很大的惯性力)，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。

牛头刨床

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龙门刨床龙门刨床二、刨床进给箱/横刀架进给箱/横刀架横梁两

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、插床插床实质上是立式刨床。第四节铣床与刨床三、插床第二章机械加工设备与典型刀具第五节齿轮加工机床第二章机械加工设备与典型刀具第五节齿轮加工机床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。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。(4)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⑴圆柱齿轮加工机床第五节齿轮加工机床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。形成齿廓渐开线展成法亦称为包络法或范成法，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。展成法亦称为包络法或范成法，是利用齿轮的啮合原理进行的，即把第五节齿轮加工机床一、滚齿机第五节齿轮加工机床一、滚齿机

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一、滚齿机滚齿机主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮及

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。将其中的一个齿轮的齿数减少到一个或几个，轮齿的螺旋倾角很大，就成了蜗杆。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）。一、滚齿机（一）滚齿原理

用齿轮滚刀加工齿轮的过程，相当于一对螺旋齿轮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、滚齿机（一）滚齿原理

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：螺第五节齿轮加工机床一、滚齿机

（二）滚齿机结构

第五节齿轮加工机床一、滚齿机（二）滚齿机结构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。一、滚齿机

（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

滚切直齿圆柱齿轮其成形运动必须包括形成渐开线齿廓的范成运动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一、滚齿机（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一、滚齿机（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滚切直齿圆柱齿轮三条传动链，两个独立的成形运动。第五节齿轮

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一、滚齿机（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①范成运动传动链第五节齿轮加工机床一、滚齿机（三）滚齿

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一、滚齿机（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②主运动传动链第五节齿轮加工机床一、滚齿机（三直齿齿轮滚刀的安装

因为滚齿应用了螺旋齿轮啮合原理，所以，滚齿时滚刀与齿坯两轴线的相对位置应相当于两个螺旋齿轮相啮合时轴线的相对位置，即滚刀的安装角δ必须使它的螺旋线方向准确地和被加工齿轮轮齿方向相一致。滚刀的安装角在数量上等于滚刀的螺旋升角δ=ω。右旋滚刀切削直齿齿轮左旋滚刀切削直齿齿轮第五节齿轮加工机床一、滚齿机（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理

直齿齿轮滚刀的安装因为滚齿应用了螺旋齿轮斜齿圆柱齿轮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一、滚齿机（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斜齿圆柱齿轮端面上齿廓是渐开线，沿齿轮的齿长方第五节齿轮加工机床一、滚齿机（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第五节齿轮加工机床一、滚齿机（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运

展成运动的传动链和产生螺旋运动的外联系传动链（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。一、滚齿机

（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的传动链和产生螺旋运动的外联系传动链（进刀架工作台

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一、滚齿机（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（一个齿或K个齿）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一、滚齿机（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主运动传动链第五节齿轮加工机床一、滚齿机（三）滚齿机加工

像滚切直齿圆柱齿轮一样，为了使滚刀的螺旋线方向和被加工齿轮的轮齿方向一致，加工前要调整滚刀的安装角δ。它不仅与滚刀的螺旋线方向及螺旋升角λo有关，而且还与被加工齿轮的螺旋线方向及螺旋角β有关。当滚刀与齿轮的螺旋线方向相反时，滚刀的安装角δ＝β＋λo；当两者方向相同时，δ＝β－λo第五节齿轮加工机床一、滚齿机（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像滚切直齿圆柱齿轮一样，为了使滚

用螺旋滚刀加工斜齿圆柱齿轮时，滚刀安装角的调整要保证滚刀在切削点处的螺旋线方向应与被加工齿轮齿槽方向一致。由于滚刀和工件的螺旋方向都有左、右方向之分，则它们之间共有四种不同的组合。滚刀安装角：

δ=β±ωβ—被加工齿轮螺旋角；ω—滚刀的螺旋升角。当被加工的斜齿轮与滚刀的螺旋线方向相反时取“+”号，方向相同时取“—”号。滚切斜齿轮时，应尽量采用与工件螺旋方向相同的滚刀，使滚刀安装角较小，有利于提高机床运动平稳性及加工精度。第五节齿轮加工机床一、滚齿机（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用螺旋滚刀加工斜齿圆柱齿轮时，滚刀安装角的调插齿机用于加工内啮合和外啮合的直齿、斜齿圆柱齿轮，尤其适用于加工内齿轮和外联齿轮，但插齿机不能加工蜗轮。插齿原理：插齿机的工作原理类似一对圆柱齿轮啮合，其中一个齿轮作为工件，另一个齿轮变为齿轮形的插齿刀具，它的模数和压力角与被加工齿轮相同，但每个齿的渐开线齿廓和齿顶上，都做成刀刃：一个顶刃和两个侧刃，且在端面磨有前角，齿顶及齿侧均磨有后角。插齿机是按展成法加工圆柱齿轮的。第五节齿轮加工机床二、插齿机插齿机用于加工内啮合和外啮合的直齿、斜齿圆柱齿轮，尤其适用于4～8圆周进给传动链1～4主传动链8～11展成传动链插齿机传动原理图注：偏心轮确定插齿刀每分钟上下往复的次数（速度）。让刀运动及径向切入运动不直接参与工件表面的形成过程，图中没有表示。第五节齿轮加工机床二、插齿机4～8圆周进给传动链1～4主传动链8～11展成传动链插齿插齿机的运动①插削主运动（插齿刀的往复插削运动）②范成运动③让刀运动插齿刀向上运动（空行程）时，为了避免擦伤工件齿面和减少刀具磨损，刀具和工件之间应该让开，使之产生一定间隙，而在插齿刀向下开始工作行程之前，应迅速恢复到原位，以便刀具进行下一次切削。④径向切入运动工件应该逐渐地移向插齿刀（或插齿刀移向工件），作径向切入运动。刀具切入工件至全齿深后，径向切入运动停止，然后工件再旋转一整转，便能加工出全部完整的齿廓。⑤圆周进给运动插齿刀转动的快慢决定了工件轮坯转动的快慢，同时也决定了插齿刀每次切削的负荷，所以插齿刀的转动称为圆周进给运动。圆周进给量的大小用插齿刀每次往复行程中，刀具在分度圆圆周上所转过的弧长表示。降低圆周进给量将会增加形成齿廓的刀刃切削次数，从而提高齿廓曲线精度。第五节齿轮加工机床二、插齿机插齿机的运动第五节齿轮加工机床二、插齿机

传动原理图中，仅表明成形运动。切入运动及让刀运动并不影响加工表面的成形，所以在传动原理图中没有表示出来。点8到11之间的传动为范成运动传动链。点4到8之间的传动为圆周进给传动链，这条传动链决定插齿刀和工件对滚的速度。由于插齿刀上下往复一次时，插齿刀本身转动的快慢，对形成渐开线齿廓精度有关。因此，圆周进给运动以插齿刀上下往复一次时插齿刀在节圆上所转过的弧长来表示。上面的两条传动链分别用来确定范成运动的轨迹和速度。由电动机点1至曲柄偏心盘点4之间的传动是机床的主运动传动链，由它确定插齿刀每分钟上下往复次数（速度）。第五节齿轮加工机床二、插齿机传动原理图中，仅表明成形运动。切入运动

磨齿机常用于对淬硬的齿轮进行齿廓的精加工；但也有用来直接在齿坯上磨出齿轮。由于磨齿能够纠正齿轮预加工的各项误差，因而加工精度较高。磨齿后，精度一般可达6级以上。

磨齿机有两大类：展成法磨齿和成形砂轮磨齿。第五节齿轮加工机床三、磨齿机磨齿机常用于对淬硬的齿轮进行齿廓的精加工；但也有成形法磨齿机的原理和运动第五节齿轮加工机床三、磨齿机在用成形法来磨削齿轮时，砂轮磨成齿槽的形状，磨齿时，砂轮高速旋转并沿工件轴线方向作往复运动。一个齿磨完后分度一次，再磨第二个齿。砂轮对工件的切入运动，由砂轮与安装工件的工作台作相对径向运动得到。成形法磨齿机的原理和运动第五节齿轮加工机床三、磨齿机在用成连续磨齿其工作原理与滚齿机相似，砂轮为蜗杆形。蜗杆形砂轮相对工件作展成运动，磨出渐开线；工件作轴向直线往复运动，以磨出轮齿；生产率高，修正砂轮麻烦，用于成批生产。分度磨齿砂轮有碟型、大平面型、锥形；利用齿条和齿轮啮合原理；齿条的齿廓是直线，形状简单，易于保证砂轮的修整精度；每往复滚动一次，完成一个或两个齿面的磨削，需多次分度才能磨完全部齿面。展成法磨齿机的原理和运动第五节齿轮加工机床三、磨齿机连续磨齿展成法磨齿机的原理和运动第五节齿轮加工机床三、磨齿锥形砂轮磨齿蜗杆砂轮磨齿双碟形砂轮磨齿展成法磨齿机的原理和运动第五节齿轮加工机床三、磨齿机大平面砂轮磨齿锥形砂轮磨齿蜗杆砂轮磨齿双碟形砂轮磨齿展成法磨齿机的原理和运

剃齿机是利用剃齿刀对未淬过火的直齿或斜齿圆柱齿轮进行剃削加工的机床。剃削加工属齿轮轮齿的表面精加工，它能提高齿轮的齿形精度和改善表面粗糙度。剃齿机工作原理1-剃齿刀，2-工件，3，4-工作台，5-升降台，7-支臂，8-板剃齿第五节齿轮加工机床四、其他齿轮加工机床剃齿机是利用剃齿刀对未淬过火的直齿或斜齿圆柱齿剃齿工作原理

剃齿刀1带动工件2旋转，工件装在两顶尖间的心轴上。工作台3和4作慢速往复运动，工作台每往返一次行程，升降台5作一次垂直进给运动。利用操纵箱，工作台到行程终点并开始返回行程时，剃齿刀带动工件亦反转。机床具有两个工作台3和4，这样的结构可以修整工件的齿形。

工作台3用摆轴与工作台4连接在一起，工作台3左端有支臂7，它的上部伸在板8的槽内，由于槽静止不动，并处于倾斜位置，因此工作台3每作一次往复运动，同时摆动一次，由此工件上的齿形可以修整成桶形。如果齿形不需要修整时，可以拆下工作台3，直接将支承工件的顶尖装在工作台4上。剃齿刀装在高精度的主轴上，它与工件心轴的夹角为δ。当工件2的螺旋角为φ2，剃齿刀的螺旋角为φ1，则安装角为δ=φ2-φ1。δ值一般为0°～15°。在剃削直齿圆柱齿轮时，取δ<15°。一般剃齿刀的螺旋角φ1=15°剃齿第五节齿轮加工机床四、其他齿轮加工机床剃齿工作原理剃齿刀1带动工件2旋转，工件装在两顶珩齿与剃齿的原理相同，只不过是不用剃齿刀，而用珩磨轮。珩磨轮是用磨料与环氧树脂等浇注或热压而成的具有很高齿形精度的斜齿圆柱齿轮。当它以很高的速度带动工件旋转时、就能在工件齿面上切除一层很薄的金属，使齿面粗糙度Ra值减小到0.4μm以下。珩齿的过程是磨削、研磨与抛光的综合过程。珩齿对齿形精度改善不大，主要是减小热处理后齿面的粗糙度。珩齿在珩齿机上进行，珩齿机与剃齿机近似，但转速高得多。珩齿第五节齿轮加工机床四、其他齿轮加工机床珩齿与剃齿的原理相同，只不过是不用剃齿刀，而用珩磨轮。珩磨轮研齿第五节齿轮加工机床四、其他齿轮加工机床研齿是齿轮的精整加工方法之一。研齿的精度主要取决于研齿前齿轮的精度和研磨轮的精度，并且仅能有效地提高齿面质量及稍微修正齿形、齿向误差，对其他精度改善不大，它主要用于没有磨齿机或不便磨齿时的淬硬齿面的精加工。被研齿轮安装在3个研磨轮之间，同时带动3个轻微制动的研磨轮做无间隙的自由啮合运动，并在啮合的齿面间加入研磨剂，利用齿面间的相对滑动，从齿面上切除一层极薄的金属。研磨直齿圆柱齿轮时，3个研磨轮中，一个是直齿圆柱齿轮，另两个是斜齿圆柱齿轮。为了在全齿宽上研磨齿面，工件还要沿其轴向做快速短行程的往复运动。研磨一定时间后，改变旋转方向，研磨另一齿面。研齿第五节齿轮加工机床四、其他齿轮加工机床研齿是齿轮的精整运动从轴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。

内容回顾—CA6140车床的主传动系统运动从轴II传往主轴的路线：内容回顾—CA6140车床的运动从轴II传往主轴的路线：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。内容回顾—CA6140车床的主传动系统运动从轴II传往主轴的路线：内容回顾—CA6140车床的内容回顾—CA6140车床主传动链转速图内容回顾—CA6140车床主传动链转速图顺铣铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同。铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工作台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量突然增大，引起打刀。在铣削铸件或锻件等表面有硬度的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。逆铣铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反。逆铣时切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。逆铣时铣削力将工件上抬，易引起振动，这是不利之处。内容回顾—铣削（周铣和端铣）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。铣削力的水平分力与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内容回顾—铣削（周铣和端铣）周铣有顺铣和逆铣两种方式一般铣床未设有消除工作台丝杠与螺母之间间隙的装置，所以在生产端铣有对称铣与不对称逆铣、不对称顺铣三种方式。

内容回顾—铣削（周铣和端铣）端铣有对称铣与不对称逆铣、不对称顺铣三种方式。内容回成形法是用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削齿轮。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。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。如在滚齿机、插齿机、磨齿机等上加工齿轮。

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。内容回顾—齿轮加工机床成形法是用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削齿轮。可以利第二章机械加工设备与典型刀具第六节其他机床第二章机械加工设备与典型刀具第六节其他机床第六节其他机床一、磨床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。第六节其他机床一、磨床磨床的应用范围磨床通常用作精加工，对磨床的种类第六节其他机床一、磨床1、外圆磨床和万能磨床精度：IT6~IT7

表面粗糙度：Ra1.25~0.08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。磨床的种类第六节其他机床一、磨床1、外圆磨床和万能磨床外圆M1432A型万能外圆磨床外形图第六节其他机床一、磨床床身头架内圆磨具砂轮架尾架滑鞍手轮工作台M1432A型万能外圆磨床外形图第六节其他机床一、磨床床身1、万能型外圆磨床

万能型外圆磨床加工各种典型表面时，机床各部件的相对位置关系和所需要的各种运动：

磨外圆砂轮的旋转运动N砂；磨内孔砂轮的旋转运动N内；工件旋转运动N周；工件纵向往复运动F纵；砂轮横向进给运动f横（往复纵磨时是周期的间歇运动；切入磨削时是连续进给运动）。此外，机床还有两个辅助运动：砂轮架的横向快速进退运动；尾架套筒的伸缩移动。磨床的种类第六节其他机床一、磨床1、万能型外圆磨床磨床的种类第六节其他机床一、磨床万能外圆磨床加工示意图第六节其他机床一、磨床纵向磨削法纵向磨削法切入法成形-相切法万能外圆磨床加工示意图第六节其他机床一、磨床纵向磨削法纵向无心外圆磨削的加工示意图2、无心外圆磨床一、磨床纵磨法横磨法无心外圆磨削的加工示意图2、无心外圆磨床一、磨床纵磨法横磨法2、无心外圆磨床工作原理①工件放在砂轮和导轨之间,由托板支撑进行磨削。而由工件的被磨削外圆面作为定位面；②导轮是用树脂或橡胶为粘结剂制成的刚玉砂轮，不起磨削作用，它与工件之间的磨擦系数较大，靠摩擦力带动工件旋转，实现圆周进给运动；③导轮的线速度在10～50m/min范围内。砂轮的转速很高，从而在砂轮和工件间形成很大的相对速度，即磨削速度；④为了避免磨削出棱圆形工件，工件的中心应高于磨削砂轮与导轮的中心连线（高出工件直径的15～25%），使工件和导轮、砂轮的接触相当于是在假想的V形槽中转动，工件的凸起部分和V形槽两侧的接触不可能对称，这样使工件在多次转动中，逐步磨圆。2、无心外圆磨床工作原理无心外圆磨床磨床的种类第六节其他机床一、磨床无心外圆磨床磨床的种类第六节其他机床一、磨床

无心外圆磨床与外圆磨床相比,具有以下优点:①生产率高(无须打中心空,且装夹省时),所以多用于成批生产和大量生产；②磨削表面尺寸精度,几何形状精度较高,表面粗糙度Ra小；

③能配上自动上料机构,实现自动化生产。磨床的种类第六节其他机床一、磨床2、无心外圆磨床无心外圆磨床与外圆磨床相比,具有以下优点:磨床的种类第六平面磨床用于磨削各种零件的平面。磨削方式端面磨削、周边磨削。①卧轴矩台式平面磨床：砂轮旋转n是主运动，工作台纵向往复(f1)和砂轮架横向进给(f2)，砂轮架竖直运动f3是切入运动；生产率低些,但加工精度较高,Ra较小,属于周边磨削；②立轴矩台式平面磨床：砂轮旋转n是主运动，矩形工作台纵向往复运动f1是进给运动，砂轮架间歇的竖直运动f2是切入运动；磨床的种类第六节其他机床一、磨床3、平面磨床平面磨床用于磨削各种零件的平面。磨床的种类第六节其他机床一③立轴圆台式平面磨床：砂轮旋转n是主运动，圆工作台转动f1是圆周进给运动，砂轮架间歇的竖直运动f2是切入运动；生产率高,但加工精度较低,Ra较大,属于端面磨削；④卧轴圆台式平面磨床：砂轮旋转n是主运动，圆工作台转动f1是圆周进给运动，砂轮架连续径向运动f2是径向进给运动，间歇的竖直运动f3是切入运动。此外，工作台的回转中心线可调整至倾斜位置，以便磨削锥面，例如磨削圆锯片的侧面。磨床的种类第六节其他机床一、磨床3、平面磨床③立轴圆台式平面磨床：砂轮旋转n是主运动，圆工作台转卧轴矩台式磨床立轴圆台式磨床第六节其他机床一、磨床卧轴矩台式磨床立轴圆台式磨床第六节其他机床一、磨床

砂轮端面磨削的平面磨床与用周边磨削的平面磨床相比较:

端面磨削的砂轮直径比较大，能一次磨出工件的全宽，磨削面积较大，生产率较高，但端面磨削时砂轮和工件表面是成弧形线或面接触，接触面积大，冷却困难，且磨屑不易排除，所以加工精度较低，表面粗糙度值较大。砂轮周边磨削，砂轮和工件接触面较小，发热量少，冷却和排屑条件较好，可获得较高的加工精度和较小的的表面粗糙度值。

磨床的种类第六节其他机床一、磨床3、平面磨床砂轮端面磨削的平面磨床与用周边磨削的平面磨床相比较:磨床圆台平面磨床与矩台平面磨床相比:

圆台式是连续进给，圆台式的生产率稍高些，而矩台式有换向时间损失。圆台式只适于磨削小零件和大直径的环形零件端面。不能磨削窄长零件。而矩台式可方便地磨削各种零件，包括直径小于矩台宽度的环形零件。

磨床的种类第六节其他机床一、磨床3、平面磨床圆台平面磨床与矩台平面磨床相比:磨床的种类第六节其他机床一用于磨圆柱孔和圆锥孔,主参数是最大磨削内孔直径。主要类型：普通内圆磨床、无心内圆磨床、行星内圆磨床及专用内圆磨床。砂轮主轴部件是内圆磨床的关键部分。磨床的种类第六节其他机床一、磨床4、内圆磨床用于磨圆柱孔和圆锥孔,主参数是最大磨削内孔直径。磨床的种类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。

4、内圆磨床第六节其他机床一、磨床内圆磨床砂轮架安装在工作台上，作纵向进给运动。内圆磨床工件头架安装在工作台上，可完成纵向进给运动。两种磨床的横向进给运动都由砂轮架实现。4、内圆磨

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一、磨床精整、光整加工是精加工后，从工件表面上不切除或切除极薄光整加工一、磨床珩磨的实质是低速磨削。经珩磨的加工表面无烧伤、裂纹，几乎没有变质层。经珩磨加工一般可使孔的形状精度和尺寸精度提高1级，但不能提高孔与其他孔或面之间的相互位置精度。珩磨时，径向槽中镶嵌有油石的珩磨头在被加工孔内一边作旋转运动，一边又沿轴向作住复运功，形成交叉而不重复的网纹，使得珩磨后的加工表面粗糙度很低。珩磨对机床精度要求不高，除使用珩磨机床外，也可用车床、镗床和钻床等改装而成。1、珩磨光整加工一、磨床珩磨的实质是低速磨削。经珩磨的加工表面无烧伤光整加工一、磨床2、超精加工超精加工的实质是低速微量磨削。把细粒度磨粒的油石，以一定的压力压在工件表面上，并使其高频率、小振幅的往复振动，实现对工件表面的切削作用。超精加工可以获得Ra为0.05-0.006μm的低表面粗糙度，也可减小某些几何形状误差，如圆度等。工件表面几乎不产生热损伤、变质层、塑性变形和机械缺陷，并且可以使工件表面具有残余压应力，提高工件表面的接触强度。工件表面的交叉网纹可以贮存润滑油，提高润滑效果，减少磨损和功率损耗。超精加工设备简单，不需要精确的成形运动，而且生产效率高，加工成本低。光整加工一、磨床2、超精加工超精加工的实质是低速微量磨削。把光整加工第六节其他机床一、磨床3、研磨研磨是用研具轻压在工件表面上，在研具与工件表面之间放入用磨料与油脂组成的研磨剂或研磨用的“软膏”，用人工或机械使研具和工件表面产生不规则的相对运动，实现研磨工作。研磨加工后，工件表面粗糙度Ra可达0.2~0.06μm，尺寸精度和几何形状精度可大度提高，尺寸误差1~3μm，圆度和圆柱度误差可小于1μm，但不能提高工件表面的相互位置精度。

光整加工第六节其他机床一、磨床3、研磨研磨是用研具轻压在工光整加工第六节其他机床一、磨床4、抛光最常用的抛光是抛光轮抛光。它是用敷有研磨剂的弹性抛光轮在高速旋转的条件下对工件进行软研磨，以降低工件表面粗糙度，获得光亮美观的表面。经抛光后的表面粗糙度Ra可达0.8~0.012μm。对于不规则的或小尺寸的零件，常采用滚桶抛光法。这种加工方法是将零件和磨料一起放在抛光桶内，转动滚桶，使零件和磨料作相对无规则的滑动，经过相互间的摩擦，可将工件表面抛得极光。还有一种液体抛光，是将带有磨料的混悬砂液，用压缩空气通过喷嘴以高速喷向工件表面，使工件得到抛光。这种方法主要用于采用其他光整加工方法难以加工的零件。光整加工第六节其他机床一、磨床4、抛光最常用的抛光是抛光轮渐开线花键拉刀第六节其他机床二、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一次走刀中成形，所以拉床的运动比较简单，它只有主运动，没有进给运动。渐开线花键拉刀第六节其他机床二、拉床拉床是用拉刀进行加工渐开线花键拉刀圆孔四方拉刀

第六节其他机床二、拉床拉削加工渐开线花键拉刀圆孔四方拉刀第六节其他机床二、拉床拉削加渐开线花键拉刀圆孔四方拉刀

二、拉床拉削加工拉削时，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。渐开线花键拉刀圆孔四方拉刀二、拉床拉削加工拉削时，拉刀先渐开线花键拉刀圆孔四方拉刀

二、拉床拉削的