《机械制造基础》 自考 课件 第12章 切削加工方法

第12章切削加工方法本章要点112.1平面切削加工12.2回转体切削加工（车削）12.3孔切削加工

12.4齿轮加工12.5磨削加工12.6钳加工12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法212.1.1铣削1.铣削范围铣削一铣削是指使用旋转的多刃刀具切削工件，是高效率的加工方法。工作时刀具旋转（作主运动），工件移动（作进给运动），工件也可以固定，但此时般在铣床或镗床上进行，适于加工平面、沟槽、台阶、切断、型腔面、各种成形面（如花键、齿轮和螺纹）和模具的特殊形面等。端铣刀铣水平面端铣刀铣垂直面套式立铣刀铣水平面套式立铣刀铣垂直面圆柱铣刀铣水平面三面刃铣刀铣台阶面三面刃铣刀铣水平面三面刃铣刀铣直角槽立铣刀铣轴扁平面立铣刀铣垂直面12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法312.1.1铣削1.铣削范围端铣刀铣水平面端铣刀铣垂直面套式立铣刀铣水平面套式立铣刀铣垂直面圆柱铣刀铣水平面三面刃铣刀铣台阶面三面刃铣刀铣水平面三面刃铣刀铣直角槽立铣刀铣轴扁平面立铣刀铣垂直面铣削可分为粗铣、半精铣和精铣。在成批生产中，中小件加工大多采用铣削，大件加工则铣刨兼用，一般都是粗铣、精刨。而在单件小批生产中，特别是在一些重型机器制造厂中，刨平面仍被广泛采用。因为刨平面不能获得足够的切削速度，有色金属材料的平面加工几乎全部都用铣削。12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法412.1.1铣削2.铣削方式铣削方式是指铣削时铣刀相对于工件的运动和位置关系。铣平面时根据所用铣刀的类型（切削刃在铣刀上的分布：圆柱面和端平面）不同，可分为圆周铣削（周铣）和端面铣削（端铣）两种方式特点：用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件，铣刀的回转轴线与被加工表面平行机床：通常只在卧式铣床上进行表面质量：只有主刃参加切削，无副刃所以加工后的表面粗糙度较大用途：主轴刚性差，生产率较低，适于在中小批生产中铣削狭长的平面、键槽及某些成形表面和组合表面，并可在同一刀杆上安装几把刀具同时加工几个表面，适用性好（1）周铣12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法512.1.1铣削2.铣削方式周铣又分为顺铣和逆铣两种，顺铣是指主运动（铣刀旋转）速度方向与进给运动（工件移动）方向相同的铣削，而逆铣时铣刀的旋转方向和切削的进给方向是相反的。切入切出情况：铣刀刀刃切入工件时，切屑厚度最大，逐渐减小到0。后刀面与已加工表面挤压、摩擦小，刀刃磨损慢，没有逆铣时的滑行，冷硬程度大为减轻，已加工表面质量较高，刀具寿命也比逆铣高。但刀齿切入时冲击大。工作台丝杠螺母间的接触情况：水平分力Ff与工作台进给方向相同，当工作台进给丝杠与螺母间隙较大，工作台易出现轴向窜动。导致刀齿折断，刀轴弯曲，工件与夹具产生位移甚至机床损坏（1）周铣-顺铣12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法612.1.1铣削2.铣削方式工件装夹可靠性：铣刀对工件作用力Fc在垂直方向分力FN始终向下，对工件起压紧作用，切削平稳，适于不易夹紧或细长薄板形工件刀具磨损情况：刀刃从工件外表面切入，工件表层硬皮和杂质易使刀具磨损和损坏（1）周铣-顺铣12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法712.1.1铣削2.铣削方式（1）周铣-逆铣切入切出情况：工作台丝杠螺母间的接触情况：切屑厚度从0到最大，因刀刃不能刃磨绝对锋利，故开始时不能立即切入工件，存在对工件挤压与摩擦。工件出现加工硬化，降低表面质量。此外，刀齿磨损快耐用度降低，但无冲击。工作台丝杠螺母间的接触情况：Ff与工作台进给方向相反，工作台不会窜动。12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法812.1.1铣削2.铣削方式（1）周铣-逆铣工件装夹可靠性：垂直分力FN向上，工件需较大的夹紧力。工件在该方向易产生振动，对工件夹紧不利刀具磨损情况：刀刃沿已加工表面切入工件，工件的表面硬皮和杂质对刀刃影响小12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法912.1.1铣削2.铣削方式（1）周铣-顺铣与逆铣对比切入切出情况工作台丝杠螺母间的接触情况工件装夹可靠性刀具磨损情况顺铣时铣刀寿命比逆铣高2~3倍，加工表面也比较好顺铣时，若丝杠螺母间有间隙，则会使工作台窜动，进给不均，易打刀顺铣时工件夹紧比逆铣可靠顺铣刀具磨损较大12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法1012.1.1铣削2.铣削方式名称：端铣特点：用铣刀端面上的切削刃来铣削工件，铣刀的回转轴线与被加工表面垂直机床：端铣一般在立式铣床上进行，也可在其他形式的铣床上进行表面质量：主刃副刃同时参加切削，且副刃有修光作用，所以加工后的表面粗糙度较小用途：主轴刚性好，面铣刀易于采用硬质合金可转位刀片，因而所用切削用量大，生产率较高，适于在大批大量生产中铣削宽大平面（2）端铣12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法1112.1.1铣削2.铣削方式（2）端铣端铣法是用面铣刀端面的刀齿来进行铣削的方法，根据铣刀中心与工件加工表面中心的位置关系，可分为对称铣削、不对称顺铣和不对称逆铣。a）对称铣削b）不对称逆铣c）不对称顺铣端铣法的不同形式12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法1212.1.1铣削2.铣削方式（2）端铣端铣法是用面铣刀端面的刀齿来进行铣削的方法，根据铣刀中心与工件加工表面中心的位置关系，可分为对称铣削、不对称顺铣和不对称逆铣。1）对称铣削铣削时铣刀轴线与工件铣削宽度对称中心线重合的铣削方式。切入和切出的切削层厚度相同且最小，有较大的平均切削厚度。能避免铣刀切入时对工件表面的挤压、滑行，工件表面粗糙度均匀，铣刀寿命高。在精铣机床导轨面时可保证刀齿在加工表面冷硬层下铣削，能获得较高的表面质量。2）不对称铣削在不对称铣削中，若切入时的切削厚度小于切出时的切削厚度，称为不对称逆铣。切入时切削厚度小，切出时最大，减小了冲击，切削平稳，刀具寿命和加工表面质量得到提高。适用于切削普通碳钢和高强度低合金钢。若切入时切削厚度大于切出时的切削厚度，则称为不对称顺铣。不对称顺铣时，刀齿切入时厚度较大，切出时厚度较小。适用于切削强度低，塑性大的材料（如不锈钢、耐热合金钢等），可使切削速度提高40%~60%，并可减少硬质合金的热裂磨损。12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法1312.1.1铣削3.铣床铣床是用铣刀进行铣削的机床，它可加工平面、沟槽、齿轮、螺旋形表面及成形表面。它的切削速度较高，而且又是多刃连续切削，所以生产率较高铣床的主参数是工作台面的宽度。铣床的主要类型有：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、床身式铣床、龙门铣床等铣床的分类按其结构分类台式铣床：小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床悬臂式铣床：铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动滑枕式铣床：主轴装在滑枕上的铣床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动龙门铣床：床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工平面铣床：用于铣削平面和成型面的铣床，床身水平布置，通常工作台沿床身导轨纵向移动，主轴可轴向移动。它结构简单，生产效率高12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法1412.1.1铣削3.铣床铣床的分类按其结构分类仿形铣床：对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件升降台铣床：具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床，通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动摇臂铣床：摇臂装在床身顶部，铣头装在摇臂一端，摇臂可在水平面内回转和移动，铣头能在摇臂的端面上回转一定角度的铣床床身式铣床：工作台不能升降，可沿床身导轨作纵向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床专用铣床：例如，工具铣床用于铣削工具模具的铣床，加工精度高，加工形状复杂按其控制方式分类仿形铣床程序控制铣床数控铣床12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法1512.1.1铣削3.铣床铣床的分类按布局形式和适用范围分类升降台铣床：有万能式、卧式和立式几种，主要用于加工中小型零件，应用最广龙门铣床：包括龙门铣镗床、龙门铣刨床和双柱铣床，均用于加工大型零件单柱铣床：水平铣头可沿立柱导轨移动，工作台作纵向进给单臂铣床：立铣头可沿悬臂导轨水平移动，悬臂也可沿立柱导轨调整高度。单柱铣床和单臂铣床均用于加工大型零件仪表铣床：是一种小型的升降台铣床，用于加工仪器仪表和其他小型零件工具铣床：主要用于模具和工具制造，配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件，还可进行钻削、镗削和插削等加工。其他铣床还有键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等，它们都是为加工相应的工件而制造的专用铣床12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法1612.1.1铣削3.铣床（1）升降台铣床升降台铣床是铣床中的主要品种，有卧式升降台铣床、万能升降台铣床和立式升降台铣床三大类，适用于单件、小批及成批生产中加工小型零件。12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法1712.1.1铣削3.铣床（2）床身式铣床工作台不能升降，可沿床座导轨作纵向、横向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床。机床的竖直运动由安装在立柱上的主轴箱完成。这样做可以提高机床的刚度，以便采用较大的切削用量。此类机床常用于加工中等尺寸的零件。床身式铣床的工作台有圆形和矩形两类。双立轴圆形工作台铣床，主要用于粗铣和半精铣顶平面。工件安装在工作台的夹具内，圆形工作台作回转进给运动。工作台上可同时安装几套夹具，装卸工件时无须停止工作台转动，因而可实现连续加工。同时，主轴箱的两个主轴上可分别安装粗铣和半精铣的面铣刀，工件从铣刀下经过，即可完成粗铣和半精铣加工。这种机床的生产率较高，但需专用夹具装夹工件。它适用于成批或大量生产中铣削中、小型工件的顶平面。12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法1812.1.1铣削3.铣床（3）龙门铣床简称龙门铣，是具有门式框架和卧式长床身的铣床。龙门铣床具有足够的刚性，操作方便，结构简单，可以用多把铣刀同时加工表面，加工精度和生产效率都比较高，适用于在成批和大量生产中加工大型工件的平面和斜面。数控龙门铣床还可加工空间曲面和一些特型零件。12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法1912.1.1铣削4.铣刀铣刀型式圆柱形铣刀特点：用于卧式铣床上加工平面，刀齿分布在铣刀的圆周上，按齿形分为直齿和螺旋齿两种，按齿数分粗齿和细齿两种，螺旋齿粗齿铣刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大，用于粗加工，细齿铣刀用于精加工。铣刀是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具，工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量，主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法2012.1.1铣削4.铣刀铣刀型式面铣刀特点：又称盘铣刀，用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面，端面和圆周上均有刀齿，也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式3种12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法2112.1.1铣削4.铣刀铣刀型式立铣刀特点：用于加工沟槽和台阶面等，刀齿在圆周和端面上，工作时不能沿轴向进给，当立铣刀上有通过中心的端齿时，可轴向进给12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法2212.1.1铣削4.铣刀铣刀型式三面刃铣刀特点：圆周表面有主切削刃，两侧面有副切削刃，改善了切削条件，提高了切削效率和减小表面粗糙度。用于铣削定值尺寸的凹槽，也可铣削一般凹槽、台阶面、侧面12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法2312.1.1铣削4.铣刀铣刀型式角度铣刀特点：用于铣出一定成型角度的平面，或加工相应角度的槽，有单角（只用一个侧面刃的角度铣刀）和双角铣刀两种12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法2412.1.1铣削4.铣刀铣刀型式锯片铣刀特点：用于加工深槽和切断工件，其圆周上有较多的刀齿，为了减少铣切时的摩擦，刀齿两侧有15′~1°的副偏角12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法2512.1.1铣削4.铣刀铣刀型式其他铣刀特点：键槽铣刀、燕尾槽铣刀、T形槽铣刀和各种成形铣刀等12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法2612.1.2刨削刨削加工是用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法，主要用于零件的外形加工。刨平面的方法a）牛头刨床刨水平面b）牛头刨床刨垂直面c）牛头刨床刨斜面12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法2712.1.2刨削刨平面的方法d）龙门刨床刨水平面e）龙门刨床刨垂直面f）龙门刨床刨斜面12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法2812.1.2刨削刨槽的方法a）牛头刨床刨直角槽b）牛头刨床刨V形槽c）牛头刨床刨T形槽d）牛头刨床刨燕尾槽12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法2912.1.2刨削刨槽的方法e）龙门创床刨直角槽f）龙门刨床刨V形槽g）龙门刨床刨T形槽h）龙门刨床刨燕尾槽12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法3012.1.2刨削（1）机床和刀具的结构较简单，通用性较好。刨削主要用于加工平面，机座、箱体、床身等零件上的平面常采用刨削，也可用于加工槽、花键、母线为直线的成形面等。特别是牛头刨床，在单件修配中应用仍很广泛。（2）生产率较低。由于刨削回程不进行切削，加工不是连续进行的，冲击较严重；另外，刨削时常用单刃刨刀切削，刨削用量也较低，故刨削加工生产率较低，一般仅用于单件小批生产。但在龙门刨床上加工狭长平面时，可进行多件或多刀加工，生产率有所提高。（3）刨削的加工公差等级一般可达IT8~IT7，表面粗糙度可控制在Ra6.3~1.6μm。刨削加工可保证一定的相互位置精度，故常用龙门刨床来加工箱体和导轨的平面。当在龙门刨床上采用较大的进给量进行平面的宽刃精刨时，平面度公差可达0.02mm/1000mm，表面粗糙度可控制在Ral.6~0.8μm之间。1.刨削加工特点12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法3112.1.2刨削2.刨床（1）牛头刨床牛头刨床是一种作直线往复运动的刨床，滑枕带着刨刀，因滑枕前端的刀架形似牛头而得名。牛头刨床主要用中小型牛头刨床的主运动大多采用曲柄摇杆机构传动，故滑枕的移动速度是不均匀的。大型牛头刨床多采用液压传动，滑枕基本上是匀速运动。牛头刨床适用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和沟槽。牛头刨床的主参数是最大刨削长度。12.1平面切削加工机械制造基础第12章切削加工方法3212.1.2刨削2.刨床（2）龙门刨床龙门刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作台上装夹多个零件同时加工。龙门刨床的工作台带着工件通过门式框架作直线往复运动，空行程速度大于工作行程速度。横梁上一般装有两个垂直刀架，刀架滑座可在垂直面内回转一个角度，并可沿横梁作横向进给运动。龙门刨床主要用于中、小批量生产及修理车间，加工大平面，特别是长而窄的平面；也可在工作台上安装几个中、小型零件，同时切削。12.2回转体切削加工（车削）机械制造基础第12章切削加工方法33车削主要用于加工各种回转表面，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转面，也可以车削端面、车削螺纹，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等工作。1.车削的加工范围车削是外圆表面的主要加工方法。车削时，工件装夹在车床主轴上作回转运动，刀具沿一定轨迹作直线或曲线运动，刀尖相对工件运动同时切除一定的工件材料，从而形成相应的工件表面。轴类、套类和盘类零件是具有外圆表面的典型零件，外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工方法。a）45°弯头车刀车外圆

b）右偏刀车外圆

c）左偏刀车外圆

d）车外槽12.2回转体切削加工（车削）机械制造基础第12章切削加工方法341.车削的加工范围e）车通孔f）右盲孔g）车台阶孔h）车内槽i）45°弯头刀车端面j）弯头刀车端面k）右偏刀车端面l）左偏刀车端面m）宽刀法车锥面12.2回转体切削加工（车削）机械制造基础第12章切削加工方法351.车削的加工范围n）小滑板转位法车锥面o）尾座偏移法车锥面p）靠模法车锥面12.2回转体切削加工（车削）机械制造基础第12章切削加工方法362.车床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、螺纹面等。若使用孔加工刀具（如钻头、铰刀等），还可加工相应内表面。车床的特征是：工件随主轴作旋转运动（主运动），车刀作移动（进给运动）。车床是目前机械制造业中使用最广泛的一类金属切削机床，占金属切削机床总台数的20%~30%。它的类型很多，按其用途和结构的不同，可分为以下几类（1）卧式车床万能性好，加工范围广，是基本的和应用最广的车床。（2）立式车床主轴是竖直的，主要用来加工轴向尺寸较小而径向尺寸相对较大且形状较复杂的大型或者重型盘类零件。立式车床的主要结构特点是主轴呈垂直布置，且工作台直径较大。工作台台面呈水平布置，故装夹、校正笨重的工件都比较方便。立式车床有单柱、双柱立式车床两种。单柱立式车床和双柱立式车床12.2回转体切削加工（车削）机械制造基础第12章切削加工方法372.车床（3）转塔式车床也叫六角车床，其主要由床身、床头箱、方刀架及溜板箱等组成。在床身尾座处安装有可沿床身导轨作纵向移动同时可实现转位的多工位刀架（一般是六角刀架），既能加工外圆又能加工孔。在加工工件前，需预先调好刀具，刀架每旋转60°，便可转换1把刀具。工件加工过程中，多工位刀架周期性转位，其上刀具依次进行工件切削加工。转塔式车床在成批生产以及加工形状较复杂的工件时，其生产效率高于卧式车床。由于刀具安装较多，适用于加工形状较复杂的小型回转类工件。a）转塔式车床b）多工位刀架12.2回转体切削加工（车削）机械制造基础第12章切削加工方法382.车床（4）自动车床和半自动车床。自动车床调整好后能自动完成预定的工作循环，并能自动重复。半自动车床虽具有自动工作循环，但装卸工件和重新开动机床仍需由人工操作。（5）仿形车床仿形车床。能按照样板或样件的轮廓自动车削出形状和尺寸相同的工件。仿形车床适于在大批量生产中加工圆锥形、阶梯形及成形回转面工件。（6）专门化车床为某类特定零件的加工而专门设计制造的，如凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床等。12.2回转体切削加工（车削）机械制造基础第12章切削加工方法393.车刀车刀是金属切削加工中应用最广泛的一种刀具。可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔，也可用于切槽和切断等常用的车刀1-45°外圆车刀、端面车刀；2-90°正切外圆车刀；3-外螺纹车刀；4-70°外圆车刀；5-成形车刀；6-90°反切外圆车刀；7-切断车刀、车槽车刀；8-内孔车槽车刀；9-内螺纹车刀；10-95°内孔车刀；11-75°内孔车刀12.2回转体切削加工（车削）机械制造基础第12章切削加工方法403.车刀车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀车刀的结构a）整体式车刀b）焊接式车刀c）机夹式车刀12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法4112.3.1钻、扩、铰孔1.钻孔钻孔是在实心材料上加工孔的第一个工序，是孔从无到有的过程钻孔主要用于加工质量要求不高的孔，例如螺栓孔、螺纹底孔、油孔等。对于加工精度和表面质量要求较高的孔，则应在后续加工中通过扩孔、铰孔、镗孔、磨孔和珩磨孔来达到。常用的钻孔刀具有麻花钻、中心钻、深孔钻等。钻孔工艺a）钻床钻孔b）立铣钻孔c）车床钻孔d）铣镗床钻孔12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法4212.3.1钻、扩、铰孔1.钻孔钻孔工艺钻孔加工有两种方式。一种是钻头旋转，工件不动，例如在钻床、铣床上钻孔。用这种方式钻孔时，由于钻头切削刃不对称且钻头刚性不足容易引偏，导致被加工孔的轴线偏斜或不直，但孔的直径基本不变。因此，在成批和批量生产时常用钻套来引导钻头，在单件小批生产时可用小顶角钻头预钻锥形孔，然后再进行钻孔。第二种是钻头不动，工件旋转，例如在车床上钻孔。这种方式的特点是钻头引偏导致孔的直径变化，产生圆柱度误差，但孔的轴线仍是直线，且与工件回转轴线一致。解决的途径可采用钻套导向，也可以设置钻头中心稳定结构。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法4312.3.1钻、扩、铰孔2.扩孔钻孔、锪孔工艺扩孔是在工件上已经存在预制孔的基础上，进一步切除余量，用扩孔钻扩大孔径的切削加工方法。扩孔可用扩孔钻或麻花钻等扩孔刀具扩大工件的孔径，常作为孔的半精加工，也普遍用作铰孔前的预加工。扩孔加工的公差等级一般为IT10~IT9级，表面粗糙度为Ra12.5~6.3μm。扩孔常用于直径小于Φ100mm孔的加工。在钻直径较大的孔时（D>30mm），常先用小钻头（直径为孔径的0.5~0.7倍）预钻孔，然后再用相应尺寸的扩孔钻扩孔，这样可以提高孔的加工质量和生产效率。锪孔是特殊形式的扩孔，用于在钻孔孔口表面用锪削方法加工出倒棱、孔的端面或沉孔。锪孔有以下几种形式：锪圆柱形沉孔、锪锥形沉孔和锪凸台平面。锪钻的前端常带有导向柱，用已加工孔导向。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法4412.3.1钻、扩、铰孔2.扩孔钻孔、锪孔工艺a）扩孔钻扩孔钻床钻孔b）麻花钻扩孔c）锪圆柱形沉孔d）锪平底盲沉孔12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法4512.3.1钻、扩、铰孔3.铰孔用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和表面质量的工序称为铰孔。铰孔是孔的精加工方法之一，在生产中应用很广。对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济实用的加工方法。铰孔余量对铰孔质量的影响很大，余量太大，铰刀的负荷大，切削刃很快被磨钝，不易获得光洁的加工表面，尺寸公差也不易保证；余量太小，不能去掉上工序留下的刀痕，自然也就没有改善孔加工质量的作用。一般粗铰余量取为0.35~0.15mm，精铰取为0.15~0.05mm。铰孔通常采用较低的切削速度以避免产生积屑瘤。进给量的取值与被加工孔径有关，孔径越大，进给量取值越大。铰孔时必须用适当的切削液进行冷却、润滑和清洗，以防止产生积屑瘤并减少切屑在铰刀和孔壁上的黏附。铰孔生产率高，容易保证孔的精度；但铰孔不能校正孔轴线的位置误差，孔的位置精度应由前工序保证。铰孔不宜加工阶梯孔和盲孔。铰孔后可使孔的标准公差等级达到IT9~IT7级，表面粗糙度达到Ra3.2~0.8um。对于中等尺寸、精度要求较高的孔（例如IT7级精度孔），钻-扩-铰工艺是生产中常用的典型加工方案。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法4612.3.1钻、扩、铰孔4.钻床钻床的加工方法钻床主要用来加工一些尺寸不是很大、精度要求不是很高、外形较复杂、没有对称回转线的孔。主要功用为钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及凸台端面等。a）钻孔；b）扩孔；c）铰孔；d）攻螺纹；e）锪锥形沉孔；f）锪圆柱形沉孔；g）锪凸台平面12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法4712.3.1钻、扩、铰孔4.钻床（1）台式钻床机床主轴用电动机经一对塔轮以V带传动，刀具用主轴前端的夹头夹紧，通过齿轮齿条机构使主轴套筒作轴向进给。台式钻床只能加工较小工件上的孔，结构简单，体积小，使用方便，在机械加工和修理车间中应用广泛。钻床可分为台式钻床、立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床、中心孔钻床、坐标镗钻床、深孔钻床、铣钻床等8种。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法4812.3.1钻、扩、铰孔4.钻床（2）立式钻床主轴2的旋转运动是由电动机经变速箱4传动的。加工时，工件直接或通过夹具安装在工作台上，主轴既旋转又作轴向进给运动。进给箱3和工作台1可沿立柱5的导轨调整上下位置，以适应加工不同高度的工件。在立式钻床上，加工完一个孔后再加工另一个孔时，需要移动工件，使刀具与另一个孔对准，这对于大而重的工件操作很不方便，因此，立式钻床仅适用于在单件、小批量生产中加工中、小型零件。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法4912.3.1钻、扩、铰孔4.钻床（3）摇臂钻床通过摇臂绕立柱的转动和主轴箱在摇臂上的移动，使钻床的主轴可以找正工件的待加工孔的中心。找正后，应将内外立柱、摇臂与外立柱、主轴箱与摇臂之间的位置分别固定，再进行加工。工件可以安装在工作台底座上。摇臂钻床广泛地应用于在单件和中、小批量生产中加工大、中型零件。摇臂钻床的主参数是最大跨距。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法5012.3.1钻、扩、铰孔4.钻床（4）深孔钻床深孔钻床是专门化机床，专门用于加工深孔（孔的长度大于其直径的5倍以上），机床通常呈卧式的布局，因为被加工孔较深，而且工件往往又较长，为了便于排屑及避免机床过于高大及减少孔中心线的偏斜，加工时通常由工件的转动来实现主运动，深孔钻头并不转动，只作直线的进给运动。在深孔钻床中备有冷却液输送装置及周期退刀排屑装置。深孔钻床的主参数是最大钻孔深度。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法5112.3.1钻、扩、铰孔5.孔加工刀具（1）麻花钻标准麻花钻，其带螺旋槽的刀体前端为切削部分，承担主要切削工作，后端为导向部分，起引导钻头的作用，也是切削部分的后备部分，刀柄有直柄和锥柄两种，起与机床连接的作用。孔加工刀具一般可分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上已有孔进行再加工用的刀具，常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。标准麻花钻的切削部分由两条主切削刃和一条横刃构成，最主要的缺点是横刃和钻心处的负前角大，切削条件不利，切削刃长、螺旋槽排屑不畅。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法5212.3.1钻、扩、铰孔5.孔加工刀具（2）中心钻用于加工轴类等零件端面上中心孔，在结构上与麻花钻类似，排屑槽一般为直槽，中心钻有A型（不带护锥的中心钻）和B型（带护锥的中心钻）两种结构。钻孔之前，钻中心孔的主要作用是有利于钻头导向，防止钻孔偏斜。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法5312.3.1钻、扩、铰孔5.孔加工刀具（3）深孔钻是进行深孔加工的刀具。深孔刀具的关键技术是要有较好的冷却润滑、合理的排屑结构以及导向措施。深孔钻按排屑方式分为外排屑和内排屑两类。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法5412.3.1钻、扩、铰孔5.孔加工刀具（4）扩孔钻一般用于孔的半精加工或终加工，用于铰或磨前的预加工或毛坯孔的扩大，有3到4个刃带，无横刃，前角和后角沿切削刃的变化小，加工时导向效果好，轴向抗力小，切削条件优于钻孔。（5）铰刀具有直刃或螺旋刃的旋转精加工刀具，用于中、小尺寸孔的半精加工和精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。可以手动操作或安装在钻床上工作。用来加工圆柱形孔的铰刀比较常用。用来加工锥形孔的铰刀是锥形铰刀，比较少用。按使用情况来看有手用铰刀和机用铰刀，机用铰刀又可分为直柄铰刀和锥柄铰刀，手用的则是直柄型的。铰刀铰刀由柄部、颈部和工作部分组成，工作部分包括切削部分和校准部分，切削部分用于切除加工余量；校准部分起导向、校准与修光作用。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法5512.3.1钻、扩、铰孔5.孔加工刀具（5）铰刀12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法5612.3.1钻、扩、铰孔5.孔加工刀具（6）锪钻即埋头钻，也叫倒角刀、倒角钻、划窝钻、倒角器，主要用于加工各种埋头螺钉沉孔、锥孔、凸台、孔口去毛刺、倒角等。一般要有引导孔、才可以后续的加工。a）带导柱平底锪钻b）带导柱90°锥面锪钻c）不带导柱锥面锪钻d）端面锪钻12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法5712.3.2镗削镗削是一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的内径切削工艺，其应用范围一般从半粗加工到精加工，所用刀具通常为单刃镗刀（称为镗杆）。镗削工艺范围镗削一般在镗床、加工中心和组合机床上进行，主要用于加工箱体、支架和机座等工件上的圆柱孔、螺纹孔、孔内沟槽和端面；当采用特殊附件时，也可加工内外球面、锥孔等。a）悬臂安装单刃镗刀镗孔b）悬臂安装c）两端支撑安装单刃镗刀镗孔d）浮动镗刀镗孔e）平旋盘镗大孔f）平旋盘加工外圆g）平旋盘加工端面h）端铣刀加工端面12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法58镗孔可以在镗床、车床、铣床等机床上进行，具有机动灵活的优点。在单件或成批生产中，镗孔是经济易行的方法。在大批大量生产中，为提高效率，常使用镗模。（1）工件回转工件回转，刀具作进给运动在车床上镗孔大都属这一方式。工件安装在镗床主轴上，工作台带动镗刀作进给运动。其工艺特点是：加工后孔的轴心线与工件的回转轴线致，孔的圆度主要取决于机床主轴的回转精度，孔的轴向几何形状误差主要取决于刀具进给方向相对于工件回转轴线的位置精度。这种镗孔方式适于加工与外圆表面有同轴度要求的孔。1.镗孔方式a）镗圆柱孔b）镗锥孔12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法59（2）刀具回转，工件作进给运动在镗床上镗孔即为这种方式。镗刀安装在镗床主轴上，工作台带动工件作进给运动。其工艺特点是：易于保证工件孔与孔、孔与平面间的位置精度。镗杆的变形对孔的轴向形状精度无影响，工作台进给方向的偏斜或不直会使孔轴线产生位置误差。1.镗孔方式12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法60（2）刀具回转，工件作进给运动为了提高镗孔精度，常采用镗模来进行镗削。镗杆支撑在镗模的两个导向套中，减少了镗杆的变形。镗杆与机床主轴采用浮动连接，主轴只传递扭矩，镗孔精度由镗模来保证。当工件随着镗模向右进给时，镗刀与支撑套的距离是变化的，如果用普通单刃镗刀会使工件产生轴向形状误差；若改用双刃浮动镗刀，则径向力可相互抵消，从而避免轴向误差。1.镗孔方式12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法61（1）卧式镗床加工范围很广，除镗孔外，还可以车端面、车外圆、车螺纹、车沟槽、铣平面、铣成形表面及钻孔等。对于体积较大的复杂的箱体类零件，卧式镗床能在一次安装中完成各种孔和箱体表面的加工，且能较好地保证其尺寸精度和形状位置精度。2.镗床镗床类机床的主要工作是用镗刀进行镗孔。此外，还可进行钻孔、铣平面和车削等工作。镗床主要可分为卧式镗床、坐标镗床以及金刚镗床等。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法62（2）坐标镗床主要用在尺寸精度和位置精度都要求很高的孔及孔系的加工中，还可进行钻孔、扩孔、铰孔、铣削、精密刻线和精密划线等工作，也可作孔距和轮廓尺寸的精密测量。它的特点是：主要零部件的制造精度和装配精度都很高，而且还具有良好的刚性和抗振性；坐标镗床适于在工具车间加工钻模、镗模和量具等，也用在生产车间加工精密工件，是一种用途较广泛的高精度机床。坐标镗床可分为单柱式坐标镗床、双柱式坐标镗床和卧式坐标镗床。2.镗床12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法63（3）金刚镗床一种高速精密镗床，具有较高的几何精度和刚度，主轴短而粗，由电机经V带直接带动而作高速旋转，进行镗削。主轴支承常用精密的角接触球轴承或静压滑动轴承，高速旋转零件须经精确平衡。进给机构的运动平稳，保证工作台能作平稳低速进给运动。金刚镗床的种类很多，按其布局形式可以分为单面、双面和多面的金刚镗床；按其主轴的位置可以分为立式、卧式和倾斜式金刚镗床；按其主轴的数量可以分为单轴、双轴和多轴金刚镗床。2.镗床12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法64（1）单刃镗刀3.镗刀有一个或两个切削部分，专门用于对已有的孔进行粗加工、半精加工或精加工，可在镗床、车床或铣床上使用。因装夹方式的不同，柄部有方柄、莫氏锥柄和7：24锥柄等多种形式。一般分为单刃镗刀和多刃镗刀两大类。（2）双刃镗刀双刃镗刀有两个分布在中心两侧同时切削的刀齿，由于切削时产生的径向力互相平衡，可加大切削用量，生产效率高。双刃镗刀按刀片在镗杆上浮动与否分为浮动镗刀和定装镗刀。浮动镗刀适用于孔的精加工，它实际上相当于铰刀，能镗削出尺寸精度高和表面光洁的孔，但不能修正孔的直线性偏差。为了提高重磨次数，浮动镗刀常制成可调结构。单刃镗刀12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法6512.3.3孔的拉削拉刀是一种多齿刀具，沿着拉刀运动方向刀齿逐渐增加，从而一层层地从工件上切下余量，并获得较高的尺寸精度和较好的表面质量。拉孔过程只有沿拉刀轴向的运动，没有进给运动。在拉刀轴线方向，齿升量是从大到小阶梯式递减，从而完成粗拉、半精拉、精拉。孔的最终精度则由拉刀最后几个校准刀齿来保证。1.拉削特点和拉削过程拉孔是在拉床上用拉刀对孔进行精加工的一种方法。拉削过程12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法6612.3.3孔的拉削拉削效率和加工精度都比较高，应用很广泛。拉削加工不但能加工孔，还可以通过改变拉刀的形状来加工多种内外表面。1.拉削特点和拉削过程拉孔是在拉床上用拉刀对孔进行精加工的一种方法。圆孔；正方形孔；六边形孔；三角形花键孔；矩形键槽；矩形花键孔；内齿轮平面；组合凸半圆；半圆弧面；组合面；榫槽；叶片榫头；齿轮轮齿12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法6712.3.3孔的拉削拉削可分为粗拉和精拉，拉削加工一般在一次行程中完成粗、精加工，生产率很高。粗拉的尺寸公差为IT8~IT7，Ra为1.6~0.8μm；精拉为IT7~IT6，Ra为0.8~0.4μm；刀具制造复杂，费用较高。拉削圆孔如图12-36所示。拉削的孔径一般为8~125mm，孔的长径比一般不超过5。拉前一般不需要精确的预加工，钻削或粗镗后即可拉削。若工件端面与孔轴线不垂直，则将端面贴靠在拉床的球面垫圈上，在拉削力的作用下，工件连同球面垫圈一起略为转动，使孔的轴线自动调节到与拉刀轴线方向一致，可避免拉刀折断。1.拉削特点和拉削过程拉孔是在拉床上用拉刀对孔进行精加工的一种方法。

拉削圆孔的方法12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法6812.3.3孔的拉削2.拉床拉床有内拉床和外拉床两类，有卧式的，也有立式的。a）连续式外拉床b）立式内拉床c）立式外拉床d）卧式内拉床12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法6912.3.3孔的拉削3.拉刀拉刀是一种高生产率、高精度的多齿刀具，常用于成批和大量生产中加工圆孔、花键孔、键槽、平面和成形表面等，生产率很高。拉刀按加工表面部位的不同，分为内拉刀和外拉刀；按工作时受力方式的不同，分为拉刀和推刀。推刀常用于校准热处理后的型孔。普通圆孔拉刀的结构组成为：柄部，用以夹持拉刀和传递动力；颈部，起连接作用；过渡锥，将拉刀前导部引入工件；前导部，起引导作用，防止拉刀歪斜；切削齿，完成切削工作，由粗切齿和精切齿组成；校准齿，起修光和校准作用，并作为精切齿的后备齿；后导部，用于支承工件，防止刀齿切离前因工件下垂而损坏加工表面和刀齿；后托柄用于承托拉刀。12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法7012.3.4孔的插削插削是利用插刀在竖直方向上相对工件做往复直线运动，工件做径向或横向进给运动，加工沟槽和异型孔的切削加工方法。插削表面举例a）孔内单键槽b）花键孔c）方孔d）五边形孔e）扇形齿轮12.3孔切削加工机械制造基础第12章切削加工方法7112.3.4孔的插削插床实质上是立式刨床，其所加工的表面与基面垂直。插刀随滑枕在垂直方向上的直线往复运动是主运动，工件沿纵向横向及圆周三个方向分别所作的间歇运动是进给运动。插削主要用来加工各种垂直的槽，如键槽、花键槽等，特别是盘状零件内孔的键槽。有时也用来加工多边形孔，如四方孔、六方孔。在插床上加工内表面，比在刨床上方便得多。插床主要用在单件小批生产中加工尺寸和重量都较小的中小型工件。12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法7212.4.1滚齿加工1.

直齿加工过程的运动分析为了形成齿廓表面，机床需作表面成形运动，包括形成母线和导线的运动。母线是渐开线曲线，由展成运动实现；导线为平行于齿长方向的直线，由滚刀架轴向进给运动来实现。（1）展成运动滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合的表面成形运动，可被分解为两个部分，即滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动B12。B11和B12之间需要有一个内联系传动链，这个传动链应能保持B11和B12之间严格的传动比关系，即滚刀每转一转，齿坯就转过K个齿（K为滚刀头数）。12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法7312.4.1滚齿加工1.

直齿加工过程的运动分析（2）主运动电动机的运动传给滚刀，使滚刀产生所需要的旋转运动，属于外联系传动链。传动链为：电动机-1-2-uv-3-4滚刀，称为主运动传动链。传动链中的换置机构uv用于调整渐开线齿廓的成形速度，以适应滚刀直径、滚刀材料、工件材料、硬度以及加工质量要求等变化。（3）进给运动滚刀作平行于工件轴线方向的轴向进给运动。它的传动链是：工件-7-8-uf-9-10-刀架升降丝杠，为外联系传动链，称为进给传动链。传动链中的换置机构uf用于调整进给量大小和进给方向，以适应加工不同工件表面粗糙度的要求。12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法7412.4.1滚齿加工2.斜齿加工过程的运动分析斜齿圆柱齿轮齿形与直齿圆柱齿轮齿形的区别在于其导线不是直线，而是螺旋线。因此，加工斜齿圆柱齿轮时，垂直进给运动应是一个复合的螺旋运动。这个螺旋运动由两个独立的简单运动合成：刀架的垂直进给运动A21和工件的附加转动B22。此时，工件要同时完成B12和B22两个转动，这就需要合成，因此，采用合成机构。滚切斜齿圆柱齿轮的两个成形运动都各需要一条内联系传动链和一条外联系传动链。展成运动传动链与滚切直齿圆柱齿轮相同。产生螺旋运动的外联系进给传动链也与切削直齿圆柱齿轮时相同，但这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，用来连接刀架移动A21和工件的附加转动B22。这条内联系传动链是：刀架驱动丝杠-12-13-uy-14-15-合成，与展成传动链合成后，通过6-7-ux-8-9再驱动工件按B12和B22的合成结果转动。传动链中换置机构uy用于适应工件螺旋线导程T和螺旋角β的变化。12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法7512.4.1滚齿加工3.

Y3150E型滚齿机12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法7612.4.2齿轮的其他加工方式插齿加工是按展成法加工的，展成运动为插齿刀和工件的相对转动，可被分解为两个部分：插齿刀的旋转B11和工件的旋转B12。插齿刀的上下往复运动A2是一个简单的成形运动，用以形成轮齿齿面的导线直线，这个运动是主运动。插斜齿时，应该用斜齿插齿刀，插齿刀的螺旋倾角与工件的相同，但旋向相反，插齿刀主轴在一个专用的螺旋导轨上移动。1.

插齿加工插齿的加工原理为一对圆柱齿轮的啮合，其中一个是工件，另一个是齿轮形刀具（插齿刀。插齿刀的模数和压力角与被加工齿轮相同。12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法7712.4.2齿轮的其他加工方式剃齿加工时，剃齿刀安装在剃齿机主轴上，被剃削的齿轮安装在工作台的心轴上，主轴与心轴交错成一角度，形成螺旋齿轮啮合状态，剃齿机主轴带动剃齿刀旋转，剃齿刀再带动工件齿轮旋转，实现剃齿运动。剃齿的主要限制条件是剃齿刀不能加工淬硬齿轮，要求齿轮齿面的硬度要低于35HRC，所以，在工厂常规的齿轮齿部加工工艺过程中，剃齿在滚齿或插齿之后、热处理之前进行。剃齿刀使用寿命长，剃齿生产率高，剃齿机结构简单、调整方便，所以，剃齿加工得以广泛应用。2.剃齿加工剃齿是根据一对轴线交叉的斜齿轮啮合时，沿齿向有相对滑动而建立的一种加工方法。12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法7812.4.2齿轮的其他加工方式根据珩磨轮形状和啮合方式的不同，珩齿可分为外啮合齿轮形珩齿、内啮合齿轮形珩齿和蜗杆形珩齿。目前生产中主要采用内、外齿轮形珩齿由于重叠系数高，内啮合珩齿有较强的热处理变形纠正能力。具有齿面表面粗糙度低和传动时噪声低等优点，在许多场合代替磨齿，成为齿轮加工的最后一道工序。其缺点是内啮合珩齿机床较贵，珩轮修整困难，多用于大批量生产。3.珩齿加工珩齿的加工方式与剃齿相同，珩轮形状也与圆柱形剃齿刀相似，但珩轮的金属基体的齿面上浇铸了一层以树脂作为结合剂的磨料。a）外啮合珩齿b）内啮合珩齿12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法7912.4.2齿轮的其他加工方式4.磨齿加工磨齿常用于对淬硬的齿轮进行齿廓的精加工，但有时也用于直接在齿坯上磨出轮齿。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。磨齿通常分为成形法磨齿和展成法磨齿两大类。（1）成形法磨齿成形法砂轮截面的形状修整得与齿谷的形状相同。砂轮是根据专用的样板，由修正机构修正的。样板根据所磨齿轮的模数、齿数以及压力角等参数专门制造，所以这种磨齿机的工作精度相当高。它适用于在大批量生产中磨削大模数的齿轮。a）磨削外啮合齿轮b）磨削内啮合齿轮12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法8012.4.2齿轮的其他加工方式4.磨齿加工（2）展成法磨齿展成法磨齿有连续磨齿和分度磨齿两大类。1）连续磨齿展成法连续磨削的磨齿机，其工作原理与滚齿机相似，砂轮为蜗杆形，称为蜗杆砂轮磨齿机。蜗杆形砂轮相当于滚刀，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，以磨削直线圆柱齿轮的轮齿。如果作倾斜运动，就可磨削斜齿圆柱齿轮。蜗杆砂轮展成法连续磨削12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法8112.4.2齿轮的其他加工方式4.磨齿加工（2）展成法磨齿2）分度磨齿这类磨齿机根据砂轮形状又可分为蝶形砂轮型、大平面砂轮型和锥形砂轮型3种，它们的工作原理相同，都是利用齿条和齿轮的啮合原理，用砂轮代替齿条来磨削齿轮的。齿条的齿廓是直线，其形状简单，易于保证砂轮的修整精度。加工时，被切齿轮在想象中的齿条上滚动，每往复滚动一次，完成一个或两个齿面的磨削。因此需多次分度，才能磨完全部齿面。a）蝶形砂轮型b）大平面砂轮型c）锥形砂轮型12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法8212.4.2齿轮的其他加工方式5.齿轮刀具齿轮刀具是用于切削齿轮齿形的刀具。齿轮刀具按其工作原理，分为成形法齿轮刀具和展成法齿轮刀具两大类。（1）成形法齿轮刀具成形法齿轮刀具切削刃的廓形与被切齿轮齿槽的廓形相同或相似。常用的有盘形齿轮铣刀和指状齿轮铣刀。a）盘形齿轮铣刀b）指状齿轮铣刀12.4齿轮加工机械制造基础第12章切削加工方法8312.4.2齿轮的其他加工方式5.齿轮刀具（2）展成法齿轮刀具展成法齿轮刀具是利用齿轮的啮合原理进行齿轮加工的刀具。加工时，刀具本身就相当于一个齿轮，它与被切齿轮做无侧隙啮合，工件齿形由刀具切削刃在展成过程中逐渐切削包络而成。常用的有插齿刀、齿轮滚刀和剃齿刀等。选用插齿刀和齿轮滚刀时，应注意：刀具基本参数（模数、齿形角、齿顶高系数等）应与被加工齿轮相同；刀具精度等级应与被加工齿轮要求的精度等级相当；刀具旋向应尽可能与被加工齿轮的旋向相同；滚切直齿轮时，一般用左旋齿刀。a）碗形直齿插齿刀b）锥柄直齿插齿刀c）滚齿刀d）剃齿刀12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法8412.5.1平面磨削由于砂轮的工作面不同，通常有两种磨削方法：一种是用砂轮的周边进行磨削，砂轮主轴为水平位置，称为卧轴式；另一种是用砂轮的端面进行磨削，砂轮主轴为垂直布置，称为立轴式。1.平面磨削方式a）卧轴矩台b）立轴矩台c）卧轴圆台d）立轴圆台12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法8512.5.1平面磨削平面磨床工作台的形状有矩形和圆形两种。因此，根据工作台的形状和砂轮主轴布置方式的不同组合，可把普通平面磨床分为卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、立轴圆台平面磨床和卧轴圆台平面磨床，目前应用范围较广的是卧轴矩台平面磨床和立轴圆台平面磨床。2.平面磨床12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法8612.5.2外圆磨削1.外圆磨削方式磨削是外圆表面精加工的主要方法，它既能加工淬火的黑色金属零件，也可以加工不淬火的黑色金属和有色金属零件。（1）外圆表面的中心磨削中心磨削法是在外圆磨床上，采用工件的两顶尖定位进行磨削的方法，可分为纵磨、横磨和复合磨。此外，还可对端面进行磨削。1）纵磨也就是纵向进给磨削，砂轮旋转是主运动，工件除了旋转（圆周进给运动nw）外，还和工作台一起纵向往复运动，完成轴向进给fa。工件每往复一次（或每单行程）后，砂轮向工件作径向进给fr，磨削余量在多次往复行程中磨去。纵磨法磨削深度小、磨削力小、散热条件好，磨削精度较高，表面粗糙度较小，但由于工作行程次数多，生产率较低。它适于在单件小批生产中磨削较长的外圆表面。纵磨法12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法8712.5.2外圆磨削1.外圆磨削方式（1）外圆表面的中心磨削2）横磨也就是横向进给磨削，又称切入磨削。其砂轮宽度大于磨削宽度，砂轮旋转是主运动，工件作圆周进给运动nw，砂轮相对工件作连续或断续的径向进给运动fr，直到磨去全部余量。横磨法生产效率高，但加工精度低，表面粗糙度较大。它适于在大批大量生产中加工刚性较好的工件外圆表面。横磨法12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法8812.5.2外圆磨削1.外圆磨削方式（1）外圆表面的中心磨削3）复合磨法对于刚性较好的长轴外圆表面，可以先用横磨法分段粗磨外圆表面的全长，相邻各段留5~15mm重合区域，最后用纵磨法进行精磨，此法即为复合磨法。复合磨法兼有横磨法的高生产率和纵磨法加工质量较好的优点。在万能外圆磨床上，可利用砂轮的端面来磨削工件的台肩面和端平面。磨削开始前，应让砂轮端面缓慢地靠拢工件的待磨表面，磨削过程中，要求工件的轴向进给量fa也很小。这是因为砂轮端面的刚性很差，基本上不能承受较大的轴向力，所以，最好的办法是使用砂轮的外圆锥面来磨削工件的端面，此时，工作台应该扳动一较大角度。12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法8912.5.2外圆磨削1.外圆磨削方式（2）外圆表面的无心磨削法磨削时工件放在砂轮与导轮之间的托板上，不用中心孔支承，故称为无心磨削。工件由导轮的摩擦力带动作圆周进给，工件的线速度基本上与导轮的线速度相等，改变导轮的速度，便可以调节工件的圆周进给速度。磨削砂轮转速很高，所以在磨削砂轮与工件之间有很高的相对速度，即切削速度。无心磨削时砂轮和工件的轴线总是水平放置的，而导轮的轴线通常要在垂直平面内倾斜一个角度α（α=1°~6°），其目的是使工件获得一定的轴向进给速度vf。无心磨削的生产效率高，容易实现工艺过程的自动化，但所能加工的零件具有一定的局限性，不能磨削带长键槽和平面的圆柱表面。无心磨削示意图12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法9012.5.2外圆磨削2.外圆磨床（1）万能外圆磨床外圆磨床又可分为万能外圆磨床、普通外圆磨床、无心外圆磨床、宽砂轮外圆磨床和端面外圆磨床等。12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法9112.5.2外圆磨削2.外圆磨床（1）万能外圆磨床万能外圆磨床的几种典型加工方式，a为以顶尖支承工件，磨削外圆柱面；b为上工作台调整一个角度磨削长锥面；c为砂轮架偏转，以横磨法磨削短圆锥面；d为头架偏转磨削锥孔。a）b）c）d）12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法9212.5.2外圆磨削2.外圆磨床（2）普通外圆磨床普通外圆磨床的头架和砂轮架均不能绕其垂直轴线调整角度，头架主轴也不能转动，没有内圆磨具。普通外圆磨床的工艺范围较窄，只能磨削外圆柱面和锥度较小的外圆锥面。但由于其主要部件的结构层次少，刚性好，可采用较大的磨削用量，因此生产率较高，同时也易于保证磨削质量。12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法9312.5.2外圆磨削2.外圆磨床（3）无心外圆磨床无心外圆磨床没有头架和尾架，而是由托板和导轮支持工件，用砂轮进行磨削。它是由磨削砂轮，调整轮和工件支架三个机构构成，其中磨削砂轮实际担任磨削的工作，调整轮控制工件的旋转，并使工件发生进刀速度，工件支架在磨削时支撑工件。无心外圆磨床生产率较高。多用于大量生产，易于实现自动化。12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法9412.5.3内孔磨削磨孔是指用直径较小的砂轮加工圆柱孔、圆锥孔、孔端面和特殊形状内孔表面的方法。1.内圆表面磨削方法a）b）c）d）e）f）内圆表面磨削方法12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法9512.5.3内孔磨削磨孔的方式有中心内圆磨削、无心内圆磨削。中心内圆磨削是在普通内圆磨床或万能外圆磨床上进行。无心内圆磨削是在无心内圆磨床上进行的，被加工工件多为薄壁件，不宜用夹盘夹紧，工件的内外圆同轴度要求较高。其工艺特点是精度高，要求机床具有高精度、高的自动化程度和高的生产率，以适应大批大量生产。内圆磨削的特点：1）受工件内孔尺寸的限制，砂轮直径小，转速也不是很高，因此内孔磨削的表面粗糙度较大；2）砂轮轴的直径小，悬出长，刚性差，变形和振动大，不宜采用较大的磨削深度与进给量，故生产效率较低；3）磨削接触区面积较大，磨削热大，工件易烧伤；4）冷却条件差，排屑困难，砂轮易堵塞。所以，砂轮磨损较快，需要经常修整和更换，增加了辅助时间。1.内圆表面磨削方法12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法9612.5.3内孔磨削磨床的主要部件为床身。床身是磨床的基础支承件、在它的上面装有砂轮架、工作台、头架、尾座及横向滑鞍等部件。头架用于安装及夹持工件并带动工件旋转，头架在水平面内可逆时针方向转90°。内圆磨具用于支承磨内孔的砂轮主轴，内圆磨具主轴由单独的电动机驱动。砂轮架用于支承并传动高速旋转的砂轮主轴。内圆磨床生产率较低，但由于通用性较好，被广泛用于单件小批生产车间、工具车间和机修车间。1.内圆磨床在内圆磨床上可磨削各种轴类和套筒类工件的内圆柱面、内圆锥面以及台阶轴端面等。12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法9712.5.4磨具磨具分为三种类型：固结磨具、柔性磨具和游离磨料。固结磨具是用结合剂将磨粒结合成形（通常为回转体，称为砂轮）。柔性磨具是用弹性更大的结合剂把磨料黏结于可变形的基体上制成的，如砂带、砂纸。游离磨料是将离散的磨粒直接用于磨削，常用于研磨或抛光。砂轮是一种用磨料和结合剂混合经压坯、干燥、焙烧而制成的，疏松的盘状、轮状等各种形状的固结磨具。它具有五个主要特性：（1）磨料：常见的磨料有刚玉类、碳化物类、立方氮化硼类和金刚石类。（2）粒度：即磨粒的尺寸。（3）结合剂：一般砂轮用陶瓷作为结合剂。（4）组织：砂轮中结合剂、磨粒和气孔三部分的比例。（5）硬度：是指磨粒在磨削时从砂轮上脱落的难易程度。磨削所用的工具是磨具。磨具中起切削作用的是具有高硬度的磨粒。12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法9812.5.4磨具砂轮工作一段时间之后需要修整，砂轮修整一般有车削、用金刚石滚轮、磨削和滚轧等方法。（1）车削修整法以单颗粒金刚石（或以细碎金刚石制成的金刚笔、金刚石修整块）作为刀具车削砂轮，是应用最普遍的修整方法。（2）金刚石滚轮修整法采用电镀或粉末冶金等方法把大量金刚石颗粒镶嵌在钢质滚轮表面制成的金刚石滚轮，以一定转速旋转（借以降低滚轮与砂轮的相对速度），对高速旋转的砂轮表面产生磨削和辗压作用，使砂轮获得与滚轮型面吻合的锋利工作表面。砂轮修整器金刚石滚轮12.5磨削加工机械制造基础第12章切削加工方法9912.5.4磨具（3）砂轮磨削修整法采用低速回转的超硬级碳化硅砂轮与高速旋转的砂轮对磨，以达到修整的目的。（4）滚轧修整法采用硬质合金圆盘、一组由波浪形圆盘或带槽的淬硬钢片套装而成的滚轮，与砂轮对滚和挤压进行修整。滚轮一般装在修整夹具上手动操作，修整效率高，适于粗磨砂轮的修整。砂轮修整以后，要进行二次动平衡检查，避免因为动平衡出问题而造成使用人员在施工过程出现工业事故。对于金属结合剂的超硬磨料砂轮，如立方氮化硼类和金刚石（一般为人造金刚石）类砂轮，可采用电解在线修整技术（ELID