2传统切削加工方法

2传统切削加工方法2.1车削加工

应用：主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面，圆锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些车床可以加工螺纹面。运动：车床的主运动是工件的旋转运动

车床的进给运动则由刀具的直线移动完成的。2.1.1车床类型3.分类：车床种类繁多，按其用途和结构的不同，主要分为：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。2.1.2车削加工范围车床用途1.车内圆面2.车外圆面4车圆锥的方法车圆锥方法：

转动小滑板法偏移尾座法仿形法宽刃刀车削法铰内圆锥法在数控车床上车圆锥法车圆锥的方法一、转动小滑板法原理：把小滑板按工件的圆锥半角转动一个相应的角度，采用小滑板进给方式，使车刀的运动轨迹与所要车削的圆锥素线平行。转动小滑板法车内圆锥车外圆锥二、宽刃刀车削法倒角C0.5—C1—C2—C3原理：把主切削刃与主轴轴线夹角调整到与工件的圆锥半角相等后，采用横向进给的方法加工出外圆锥面。用于成批大量生产较短的内外锥面。三、偏移尾座法

原理：把尾座向里（用于车正外圆锥面）或向外（用于车倒外圆锥面）横向移动一段距离S后，使工件回转轴线与车床主轴轴线相交，并使其夹角等于圆锥半角。由于床鞍是沿平行于主轴轴线的进给方向移动，工件就形成了一个圆锥体。三、仿形法

1、原理：

如图4—8所示。当床鞍做纵向移时，滑块就沿着靠模板斜面滑动，由于中滑板与滑块是刚性连接的，中滑板便沿着靠模板斜面做横向进给，车刀就合成斜进给运动。小滑板转90°，以代替中滑板横向进给。图4-82、仿形法的特点：

1）圆锥锥度准确，生产率高。

2）圆锥表面质量好。

3）靠模调整角度范围较小。

一般适用于车削圆锥半角α/2<12°的工件。注意：小滑板转过90°，以代替中滑板横向进给。五、车成形面有些工件表面的素线不是直线，而是一些曲线，如手轮、手柄和圆球等，如图所示，这类表面称为成形面。车球体加工方法：双手控制法、成形法、仿形法a）单球手柄b）三球手柄C）摇手柄§4-4车成形面的方法和质量分析一、双手控制法两种方法：1、左手中滑板+右手小滑板2、床鞍（自动）+中滑板（手动）方法1小滑板不能连续进给，劳动强度大；多用方法2来完成成形面的加工。单件小批量适用范围：例：双手控制法车削单球手柄刀具选用

车削时，为了使每次进给切削时过渡圆滑，需采用主切削刃呈圆弧形的车刀，如下图所示。二、成形法成形法：是用成形车刀对工件进行加工的方法。成形刀：切削刃的形状与工件成形面的轮廓形状同的车刀，又称为样板刀。适宜加工：数量多、轴向尺寸较小的成形面。1.成形车刀的种类（1）整体式成形车刀刃磨：手工刃磨（精度要求不高的成形面）。工具磨床刃磨（精度要求较高的成形面）。适用范围：车削简单成形面a）b）整体式高速钢成形车刀（2）棱形成形刀组成：刀头和弹性刀柄刃磨：工具磨床上刃磨特点：加工精度高，使用寿命长(棱形车刀磨损后，只需刃磨前面),制造复杂。适用范围：较大直径的成形面。棱形成形刀棱形成形刀的使用（3）圆轮成形刀组成：刀头和刀柄特点：允许重磨多次，易制造。适用范围：车削直径较小的成形面。圆轮成形刀a）b）圆轮成形刀的使用左图中a）主切削刃与圆轮中心等高。图中b）主切削刃低于圆轮中心。式中：H—刃口低于中心的距离（mm）;D—圆形成形刀直径（mm）;α—成形刀背后角，一般为6°～10°三、仿形法仿形法：刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法。特点：加工质量好，生产效率高适用范围：质量要求较高，批量大。车削加工的精度范围车削特点车削过程是连续的,而且切削面积不变,切削力变化小,可采用高速切削和强力切削,生产率高.车刀是各种刀具中最简单的一种,车刀费用低.车削除了加工外圆面,还可一次装夹下同时加工其它表面,如内圆面,端面,切槽.因此易保证各面间的位置精度.车削适于加工各种材料,如钢铁,铸铁,有色金属,和非金属材料(有机玻璃，橡胶）.但难以加工硬度很高的淬火材料(如HRC30以上的淬火钢件).车球体2.2钻削加工1.孔是各类机械零件中的基本表面，如轴承孔，定位孔，油孔，气孔等。孔的技术要求尺寸精度包括孔的直径和深度的尺寸精度形状精度包括孔的圆度、圆柱度及轴线的直线度位置精度指孔与孔或孔与外圆表面的同轴度，孔与孔或孔与其它表面间的尺寸精度、平行度和垂直度等。表面质量包括表面粗糙度、表面层的加工硬化和金相组织变化等。常见孔2.孔的分类1)紧固孔和辅助孔：如螺钉孔，螺栓过孔。气孔和油孔。要求不高。精度为IT12－11，表面粗糙度Ra为12.5-6.3μm。2)回转体零件轴心孔：一般是轴与孔配合，要求较高，IT8-6，Ra为1.6～0.4μm。3)箱体支架类零件轴承孔：除本身精度要求高外，同时孔与孔或面间位置精度高，孔的加工方法及其特点孔的加工方法有很多，常用：钻，扩，铰，镗，拉，磨，研磨，珩磨一钻孔：在钻床上，用钻头旋转钻削孔，是孔加工的最常用方法,钻孔属于粗加工。钻削的加工精度:一般只能达到IT10，表面粗糙度一般为12.5μm.钻孔可在车床，钻床或镗床上进行在车床上钻孔，步骤如下：1）车端面，定中心。2）装夹钻头，3）调整尾座。4）开车进行钻削。开始时进给要慢，使钻头准确地钻入。钻削时切削速度不应过大，以免钻头剧烈磨损。钻削过程中应经常退出钻头排屑。钻削碳素钢时，须加切削液，孔将钻通时，应减慢进给速度，以防折断钻头。孔钻通后，先退钻头，后停车

麻花钻：由工作部分、颈部和柄部组成。是常见的孔加工刀具。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。钻削特点：精度低，粗糙度大，容易产生孔径扩大、轴线歪斜和明显的圆度误差等缺陷。生产率低由于钻削产生的切削热较多，且切削液热较多，且切削液难以注入到切削部位，所以切削温度高，限制了切削速度的提高。合理选择钻孔方式钻孔两种方式：1.钻头旋转，工件不转（如，钻床上，镗床，铣床上）缺点：由于钻头偏斜，造成被加工孔的轴线偏斜。2.工件旋转，钻头不转（如，车床上）缺点：由于钻头偏斜，造成被加工孔的孔径变化形成锥度或腰鼓形误差，因此，钻小孔或深孔：为防止轴线偏斜，采用工件旋转，钻头不转方式此外，还可先钻一锥形坑，起导向作用。a.钻中心孔b.钻孔二扩孔用扩孔钻扩大已有孔（锻出、铸出或钻出的孔）的方法。扩孔属于半精加工，其尺寸公差等级可达IT10～IT9，表面粗糙度Ra值可达6.3～3.2μm。a.扩孔扩孔钻:

常用作铰孔或磨床前的预加工扩孔以及毛坯孔的扩大,作半精加工，在成批或大量生产时应用较广。扩孔的加工精度可达IT10-IT11,Ra可达6.3-3.2μm.扩孔特点:①切削刃不必自外圆延续到中心，避免了横刃及其硬度的不良影响;②由于ap小，容屑槽可作得较窄较浅，故钻心较粗，增加刀具刚度;③扩空钻的刀齿数较多，生产率高，导向性较好，切削较平稳;

④扩孔的加工质量比钻孔高三铰孔用铰刀对孔进行最后精加工的方法。铰孔属于精加工，尺寸公差等级可达IT9～IT7，表面粗糙度Ra值可达1.6～0.8μm。扩孔、铰孔时，钻头、铰刀一般顺着原底孔的轴线，无法提高孔的位置精度。铰孔特点:刀具刚性好,导向性好,铰削余量少,切削力小,Vc低,切削热少,即减少了工件的发热和变形,可用于精加工。另外,钻,扩,铰只能保证孔本身的精度,而不能保证孔间距离的尺寸精度.此时可利用夹具或用镗孔夹来保证。铰刀:

用于对孔进行半精加工和精加工，加工精度可达IT6-IT8.Ra可达1.6-0.4μm。

a.机用铰刀：用于在机床上铰孔,常用高速钢制造,有锥柄和直柄两种型式。

b.手用铰刀：常为整体式结构。直柄方头,结构简单。手工操作,使用方便。

铰刀的工作部分可分为切削部分和修光部分。

四镗孔镗孔是用镗刀对已经钻出，铸出，锻出的孔进一步加工，是最常用的孔加工方法。镗孔可在镗床上或车床上进行。在镗床上镗孔时，镗刀基本与车刀相同，不同之处是工件不动，镗刀在旋转。a.镗孔

镗床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。如箱体上的孔，还可以进行铣削，钻孔，扩孔，铰孔等工作。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。3.运动分析：主运动为镗刀的旋转运动，进给运动为镗刀或工件的移动。

镗孔由镗刀伸进孔内进行切削。如图；镗刀的特点是刀杆细而长，刀头小。镗孔能较好地保证同轴度，常作为孔的粗加工，半精加工和精加工方法。镗孔的方法步骤如下：1）选择和安装镗刀；镗通孔应采用通孔镗刀，不通孔用不通孔镗刀。伸出刀架的长度应尽量小，以保证刀杆刚度。刀杆中心线应大致平行于纵向进给方向；2）镗孔时不易散热，且镗刀刚度较小，又难以加切削液，所以切削用量应比车外圆时小镗孔；粗镗时，先试切，调整切深，必须注意镗刀横向进给方向与外圆车削时方向相反；精镗时，精镗孔时切深和进给量应更小。当孔径接近最后尺寸时，应以很小的切深重复镗几次，消除孔的锥度。

镗刀:

a.单刃镗刀

b.多刃镗刀①两端都有切削刃,工作时可消除径向力对镗杆的影响,工件的孔径尺寸与精度由镗刀径向尺寸保证。②多采用浮动连接结构,可减少镗刀块安装误差及镗杆径向跳动所引起的加工误差。③孔的加工精度可达IT6-IT7,Ra达0.8μm。镗孔可以校正孔的位置。镗孔可分为：粗镗精度IT10—IT9，Ra6.3—3.2mm半精镗精度IT9—IT8，Ra1.6—0.8mm精镗精度IT7—IT6，Ra0,4—0.2mm镗孔方法：在车床上镗孔：工件旋转为主运动，适于加工回转体零件的轴心孔。在镗床上镗孔：镗刀旋转为主运动，适于加工箱体，支架等大中形零件的孔加工。特点：镗削靠多次走刀可校正孔的轴线偏斜。镗孔适应性强。镗刀制造简单，费用低。镗削生产率低。镗削可加工钢，铁，有色金属，但不宜加工淬火钢和硬度较高的材料。拉孔a.拉孔拉削是一种高生产率的加工方法，精度可达IT7，粗糙度达0.8-0.4um拉刀：一种加工精度和切削效率都比较高的多齿刀具，广泛应用于大批量生产中,可加工各种内，外表面。可分为内拉刀和外拉刀。拉孔时，必须先在工件上加工出通孔，并以工件端面为支承面。拉削只适于加工短孔，当长度超过孔径3－5倍时，不宜采用拉削，盲孔，阶梯孔及薄壁件的孔不采用拉削。拉刀的组成如图；其切削部分由一系列高度依次增加的刀齿构成，切削时，拉刀相对工件作直线移动，拉刀的每一个刀齿依次从工件上切下一层材料，当全部刀齿通过后，即完成了工件的切削。由此可见，拉削的主运动为拉刀的移动，进给运动由拉刀切削齿递增的齿升量替代，如图

拉削特点1.拉削速度低，切削厚度小，切削过程平稳，又有校正齿校正，精度高，表面粗糙度低2.拉刀一次行程即可全部完成加工，生产率高3.不能纠正孔的位置偏差。4.对前道工序要求不高，钻孔或粗镗后就可拉削加工。5.拉刀成本高。因此适于大批量生产。2.4刨削平面刨床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。刨削特点:①机床刀具简单,适应性好

②生产率较低

③加工精度较低⑴牛头刨床⑴牛头刨床:因其滑枕刀架形似"牛头"而得名。

刨削加工的主运动为刨刀的直线运动，刨削为单向加工，向前为加工行程，返回为空程。刨刀每次返回后，工件作横向的间歇移动是进给运动。

a.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。b.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.c.应用:主要适用于中小零件的加工，单件,小批量生产或机修车间,在大批量生产中被铣床代替。

d.主参数:最大刨削长度⑵龙门刨床

⑵龙门刨床

a.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.

b.运动分析:主运动为工作台的往复直线运动

c.主参数:最大刨削宽度各种形式刨刀刨刀的几何形状与车刀相似，由于是间歇性切削，刨刀要承受较大的冲击力，所以刨刀刀杆的截面积比车刀的大。在刨削较硬的材料（如铸件）时，常将刨刀刀杆做成弓形，防止损坏已加工表面或刀头折断。

刨削件刨削装夹方式刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动。因此，刨削速度不可能太高，生产率较低。刨削按其加工精度和表面粗糙度为分为：粗刨，精度可达IT13—IT11，粗糙度为Ra50—12.5μm；精刨：其精度可达IT8—IT7，粗糙度为Ra6.3—1.6μm。刨平面示范宽刃精刨：在精刨的基础上，在使用带有宽而平直的刃口的刨刀加工。精度可达IT7，粗糙度为Ra1.6－0.4μm。是一种有效的平面精加工方法为了保证加工质量，必须采取以下措施;刨床要有足够的精度,刚度刀具要有足够的刚度工件在精刨以前需进行时效处理以消除内应力加工余量切削用量要适当适当采用切削液插削插削是一种与刨削相似的加工方法，插削机床叫插床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,及垂直面。如内孔中键槽及多边形孔等,有时也用于加工成形内表面。2.6铣削铣削平面是平面加工的主要加工方法之一，铣削分为：粗铣精铣有色金属的高速铣削铣床铣床在机械加工设备中仅次于车床，约占机床总数的25%。卧式铣床（X6125）立式铣床X5030铣削主要方式：周铣：是用铣刀圆周上的切削刃铣削工件，铣刀的回转轴线与被加工平面平行。常用铣刀为圆柱铣刀。端铣：是用铣刀端面的切削刃铣削工件，铣刀的回转轴线与被加工平面垂直。常用铣刀为端铣刀。比较：端铣质量好端铣生产率高周铣适应性好端铣刀的副切削刃能起修光作用，同事端铣同时参加切削的刀齿较多，切削力变化小，切削平稳，振动小端铣刀易于采用硬质合金镶齿结构，并且刀盘直径一般较大，刀杆短而粗，刚性好，所以能进行高速切削。便于用多种结构形式的铣刀来铣削各种平面、台阶面和沟槽周铣－－ab端铣－－ab平面铣削有;周铣和端铣两种方式。周铣又分为逆铣和顺铣，逆铣指铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反，而顺铣则方向相同

端铣分为对称铣;

不对称铣(1)逆铣和顺铣刀齿与工件间摩摩擦力小，刀具

擦力大，加速刀具磨损，不易磨损、

不易产生加工硬化易产生加工硬化上提工件，对薄而长工件不利压向工件，减小了工件振动

的可能性

v与进给反向，使丝杠始终压v与进给同向，会造成窜动现.铣削的应用：（1）加工平面；（2）加工各种沟槽和成形面；（3）还可以进行分度工作。公差等级一般为IT9～IT8；表面粗糙度Ra值一般为6.3～1.6µm带孔铣刀带柄铣刀铣平面铣斜面铣沟槽铣削的特点和应用铣削的特点：适应性好；铣削的生产率较高；加工质量较好设备和刀具费用低铣削时易产生振动。2.7磨削加工磨削是一种精加工方法。可加工高硬度材料。可加工各种表面。磨床

磨床是用磨料磨具(砂轮,砂带,油石和研磨料)为工具进行切削加工的机床。广泛用于零件的精加工,尤其是淬硬钢件,高硬度特殊材料及非金属材料(如陶瓷)的精加工。磨床种类很多,其主要类型有:外圆磨床,内圆磨床,平面磨床,工具磨床，刀具和刃具磨床及各种专门化磨床.如曲轴磨床、凸轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。。此外还有珩磨机,研磨机和超精加工机床等。1、外圆磨床

主要用于磨削内,外圆柱和圆锥表面,也能磨阶梯轴的轴肩和端面,可获得IT6-IT7及精度Ra在1.25--0.08μm之间。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。

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。万能外圆磨床外观图床身横向进给手柄脚踏操作板尾座横向进给机构砂轮架内圆磨具工作台头架二、磨具的特性及其选用2.砂轮的特性及选用主要起切削作用主要起粘接作用主要起容屑和冷却作用砂轮由磨料、结合剂及气孔组成。砂轮特性决定于磨料,粒度,结合剂,硬度,组织及形状尺寸。三、磨削过程1.砂轮工作表面的形貌特征1）磨粒在砂轮工作表面上是随机分布的；2）每一颗磨粒的形状和大小都是不规则的。一、磨削加工特点（1）加工余量少，加工精度高。一般磨削可获得

IT5～7级精度，表面粗糙度可达Ra0.2～1.6um。各种表面：内外圆表面、圆锥面、平面、齿面、螺旋面各种材料：普通塑性材料、铸件等脆材、淬硬钢、硬质合金、宝石等高硬度难切削材料。（2）磨削加工范围广（3）磨削速度高、耗能多，切削效率低，磨削温度高，工件表面易产生烧伤、残余应力等缺陷。（4）砂轮有一定的自锐性。磨削加工类型与运动常用的磨削方法：

外圆磨削平面磨削内圆磨削成型磨削无心外圆磨削1、外圆磨削

主运动——砂轮旋转进给运动——工件旋转、移动吃刀运动——砂轮、工件的相对径向移动工艺范围：圆柱面、圆锥面、轴肩端面、球面、特殊形状回转面1、外圆磨削

外圆磨削按不同的进给方向分为纵磨海参和横磨法。纵磨法：磨外圆时，工件同时作圆周进给和沿轴向作纵向进给，每单行程或往复行程终了，砂轮作周期的横向进给。（磨削力小，散热条件好，运用广泛）横磨法：磨外圆时，工件不作纵向进给，砂轮以缓慢的速度连续或断续地沿工件径向作横向进给。（砂轮宽度大于磨削宽度，适于成形磨削，一次行程完成磨削加