第二章 金属切削加工方法与设备

第二章金属切削加工方法与设备目录1、金属切削机床基本知识2、外圆表面加工3、内圆面加工4、平面加工5、圆柱齿轮加工6、磨削加工1、金属切削机床基本知识一、机床的分类金属切削机床的品种和规格繁多。机床的传统分类方法，主要按加工性质和所用刀具进行分类。根据我国制定的机床型号编制方法，目前将机床分为11大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床及其他机床。每一类机床，按工艺范围、布局形式和结构等分为若干组，每一组细分为若干系列。同类型机床按应用范围又可分为以下几种。（1）普通机床，可用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但结构比较复杂。这种机床主要适用于单件小批生产，例如卧式车床、万能升降台铣床等。（2）专门化机床，它的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序，如曲轴车床、凸轮轴车床等。（3）专用机床，它的工艺范围最窄，只能用于加工某一种零件的某一道特定工序，适用于大批量生产。如加工机床主轴箱的专用镗床、加工车床导轨的专用磨床等，各种组合机床也属于专用机床。此外，同类型机床按工作精度又可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床，按自动化程度分为手动、机动、半自动和自动的机床，按质量与尺寸分为仪表机床、中型机床、大型机床（质量大于10t）、重型机床（质量大于30t）和超重机床（质量大于100t）；按机床主轴或刀架数目，又可分为单轴机床、多轴机床或单刀机床、多刀机床等。随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。现代机床正向数控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中，现代数控机床集中了越来越多的传统机床的功能，使得机床品种不是越分越细，而是趋向综合。二、机床型号的编制

机床的型号是赋予每种机床的一个代号，用来简明地表示机床的类型、通用特性和结构特性以及主要技术参数金属切削机床型号编制方法》（GB/T15375-1994）规定我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。图1-1GB/T15375-1994机床型号标准

其中：（1）有“（）”的代号或数字，当无内容时则不表示，若有内容则不带括号；（2）有“○”符号者，为大写的汉语拼音字母；（3）有“△”符号者，为阿拉伯数字；（4）有“”符号者，为大写的汉语拼音字母，或阿拉伯数字，或两者兼有之。在整个型号规定中，最重要的是：类代号、组代号、主参数以及通用特性代号和结构特性代号。（一）机床的类代号机床类别代号用汉语拼音大写字母表示。若每类有分类，在类别代号前用数字表示，但第一分类不予表示，例如磨床类分为M、2M、3M三个分类。机床类别代号如表1-1所示。1.车床：车床做进给直线运动的车刀对做旋转主运动的工件进行切削加工的机床。车床加工范围较广，主要有；车外圆、车端面、切槽、钻孔、镗孔、车锥面、车螺纹、车成形面、钻中心孔及滚花等。2.钻床：钻床的特点是加工中工件不动，而让刀具移动，将刀具中心对正待加工孔中心，并使刀具转动（主运动）、刀具移动（进给运动）来加工孔。钻床类机床的主要工作是用孔加工刀具进行各种类型的孔加工。主要用于钻孔和扩孔，也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及锪凸台端面。3.镗床：镗刀安装在主轴或平旋盘上；工件固定在工作台上，可以随工作台作纵向或横向运动。4.磨床：磨床是用磨具或磨料加工工件各种表面的精密加工机床，使用砂轮的机床称之为磨床。5.齿轮加工机床：齿轮加工机床是加工各种圆柱齿轮、锥齿轮和其他带齿零件齿部的机床。6.螺纹加工机床：螺纹加工机床是一种加工螺纹（包括蜗杆、滚刀等）型面的专门化机床。7.铣床：铣床是利铣刀在工件上加工各种表面的机床。铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。（二）特性代号：机床的特性代号分为通用特性代号和结构特性代号两类。通用特性代号机床通用特性代号如表1-2所示。表2-2通用特性代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心(自动换刀)仿形轻型加重型简式或经济型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHFQCJRXS读音高密自半控换仿轻重简柔显速2.结构特性代号：对主参数相同，但结构、性能不同的机床用结构特性代号予以区分，如A、D、E等。（三）机床的组系代号：同类机床因用途、性能、结构相近或有派生而分为若干组，如表1-3所示。

三、机床的运动及传动1、机床的运动机械零件上常见的各种表面，不论其形状如何复杂，都可以分解为几个基本表面的组合，如平面、圆柱面、圆锥面、螺旋面及各种成形表面等，这些表面都可以在各种金属切削机床上通过切削加工的方法获得。图2-1车削外圆柱表面所需运动（1）表面成形运动机床在切削过程中，使工件获得一定表面形状所必需的刀具和工件间的相对运动称为表面成形运动。图2-2车削成型表面（2）辅助运动除了表面成形运动以外，机床在加工过程中还需完成一系列其它的运动，即辅助运动。2、机床的传动（1）机床传动的组成为了实现加工过程中所需的各种运动、机床必须有执行件、运动源和传动装置三个基本部分。（2）机床的传动联系和传动链机床上为了得到所需的运动，需要通过一系列的传动件把执行件与运动源，或者把执行件与执行件之间联系起来，称为传动联系。传动链中包含两类传动机构：一类是传动比和传动方向不变的传动机构，称为定比传动机构，如定比齿轮副、丝杠螺母副、螺轮蜗副杆等。另一类是根据加工要求可以变换传动比和传动方向的传动机构，称为换置机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。根据传动联系的性质，也可将传动链分为以下两类。1）外联系传动链外联系传动链是联系运动源和执行件之间的传运链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求运动源和执行件之间有严格的传动比关系。2）内联系传动链当表面成形运动为复合的成形运动时，它是由保持严格的相对运动关系（如严格的传动比）的几个单元运动（旋转或直线运动）所组成的。（3）传动原理图如图2-3所示，用一些简单的符号来表明机床传动联系的示意图，称为传动原理图。图2-3车削圆柱螺纹3、外圆表面加工一、外圆表面常用加工方法外圆表面是回转体类零件（轴类、套类、盘类）的主要表面。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。二、外圆表面的车削加工1、外圆车削的工艺范围2、提高外圆表面车削生产率的措施三、细长轴加工长度与直径之比大于25的轴称为细长轴，（1）、改进工件的装夹方法在车削细长轴时，一般均采用一头夹和一头顶的装夹方法（2）、采用跟刀架：跟刀架为车床的通用附件，它用来在刀具切削点附近支承工件并与刀架溜板一起作纵向移动。（3）、采用反向进给（4）、合理选用车刀的几何形状：为减少径向切削力，宜选用较大主偏角；前刀面应磨出R=1.5~3mm的断屑槽，前角一般取0=15º~30º；刃倾角λs取正值，使切屑流向待加工表面；车刀表面粗糙度值要小，并经常保持切削刃锋利。（5）、合理选择切削用量车削细长轴时，切削用量应比普通轴类零件适当减小。五、车床

车床的种类很多，按其用途和结构不同，主要可分为卧式车床、立式车床、转搭车床、多刀半自动车床、仿形车麻烦及仿形半自动车床、单轴自动车床、多轴自动车床及多轴半自动车麻烦等。

1、CA6140车床（1）机床的主要技术参数在床身上最大加工直径/mm 400在刀架上最大加工直径/mm 210主轴可通过的最大棒料直径/mm 48最大加工长度/mm 65090014001900中心高/mm 205顶尖距/mm 750100015002000主轴内孔锥度 莫氏6号主轴转速范围/（r·min-1） 10~1400（24级）纵向进给量/（mm·r-1） 0.028~6.33（64级）横向进给量/（mm·r-1） 0.014~3.16（64级）加工米制螺纹/mm 1~192（44种）加工英制螺纹/（牙·英寸-1） 2~24（20种）加工模数螺纹/mm 0.25~48（39种）加工径节螺纹/（牙·英寸-1） 1~96（37种）主电动机功率/kW 7.5（2）机床的主要组成部件和功能图2-6为CA6140型卧式车床外观图。该车床的主要组成部件如下：

图2-6CA6140型卧式车床的外形1、11—床腿2—进给箱3—主轴箱4—床鞍5—中滑板6—刀架7—回转盘8—小滑板9—尾座10—床身12—光杠13—丝杆14—溜板箱2、其它常见车床简介1）马鞍车床马鞍车床是普通车床基型品种的一种变型车床2）立式车床立式车床主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小，且形状比较复杂的大型或重型零件，3）转塔式车床卧式车床的加工范围广，灵活性大，六、外圆磨削

1、工件的装夹在外圆磨床上，工件一般用两顶尖或卡盘装夹。（1）用两顶尖装夹工件这是外圆磨床最常用的装夹方法。这种方法的特点是装夹方便，定位精度高。2）用卡盘装夹工件在万能外圆磨床上，利用卡盘在一次装夹中磨削工件的内孔和外圆，可以保证内孔和外圆之间较高的同轴度。2、外圆磨削的方法（见图2-10）常用的外圆磨削方法有：纵向磨削法、切入磨削法、分段磨削法和深度磨削法等四种（1）纵向磨削法是最常用的磨削方法，（2）切入磨削法（3）分段磨削法（4）深度磨削法这是应用较多的一种方法七、外圆表面的精密加工1、高精度磨削高精度磨削的原理：砂轮表面每一颗磨粒就是一个切削刃（简称微刃）。这些微刃不可能在同一个圆周上，如图2-11a所示，图2-11磨粒的微刃及磨削中微刃的变化a）砂轮磨粒b）微刃c）微刃的变化2、研磨研磨是最早出现亦是最常用的一种光整加工方法。（1）、研磨原理研磨外圆时，使用的研具如图2-12所示，图2-12a是粗研套，孔内有油槽可储存研磨剂；图2-12b是精研套，孔内无油槽。1）机械切削作用，2）物理作用，磨粒与工件接触点局部压强非常大，因而瞬时产生高温、挤压等作用，形成平滑而粗糙度较细的表面。3）研磨液中加入硬脂酸或油酸，与工件表面的氧化物薄膜产生化学作用，使被研磨表面软化，提高研磨效果。（2）、研磨方法研磨方法可分为手工研磨与机械研磨两种。（3）、研磨特点研磨一般都在低速下进行，研磨过程塑性变形小、切削热小、表面变形层薄、运动复杂、可获得较小的表面精糙度值（Ra0.16~0.01m）。研磨可提高工件表面形状精度与尺寸精度，但是不能提高表面位置精度。研磨劳动量大，生产率低，一般加工余量为0.01~0.03mm。图2-12

外圆研具a）粗研具b）精研具图2-13研磨时磨粒的切削作用a）加工韧性材料b）加工脆性材料3、滚压加工（1）、滚压加工原理滚压加工是采用硬度比工件高的滚轮或滚珠（见图2-14），对半精加工后的零件表面在常温下加压，使受压点产生弹性变形及塑性变形。其结果不仅能降低表面粗糙度，而且能使表面的金属结构和性能发生变化，晶粒变细，并沿着变形最大的方向延伸（有时呈纤维状），表面留下有利的残余应力。图2-14滚压加工示意图a）滚轮滚压b）滚珠滚压（2）、滚压加工特点滚压加工与切削加工相比较有许多优点，常常取代部分切削加工，成为精密加工的一种方法，其特点如下：液压前的表面要清洁，直径方向加工余量为0.02~0.03mm，滚压要求前工序的表面精糙度Ra值不大于5m，滚压后的表面粗糙度Ra值为0.63~0.16m。2.3内圆面加工一、内圆面加工方法内圆面的加工方法，有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔和磨孔等。对于精度要求高的孔，最后还需经珩磨或研磨及滚压等精密加工。二、钻孔与扩孔1、概述用钻头在实体材料上加工内圆面的方法称为钻孔；用扩孔钻对已有的内圆面再加工的方法称为扩大孔。它们统称为钻削加工。单件、小批量生产的，中小型工件上的小孔（一般D<13mm），常用台式钻床加工；中小型工件上直径较大的孔（一般D<50mm），常用立式钻床加工；大中型工件上的孔，则采用摇臂钻床加工。回转体工件上的孔，多在车床上加工。在成批和大量生产中，为了保证加工精度、提高生产率和降低加工成本，广泛使用钻模、多轴钻或组合机床进行的加工。2、麻花钻（一）麻花钻的结构及几何角度（1）、麻花钻的结构麻花钻由工作部分、颈部及柄部三角部分组成（图2-15a）。1）工作部分2）刀柄3）颈部图2-15标准高速钢麻花钻（二）钻削要素钻削要素主要包括：（1）、钻削用量1）切削速度钻削时的切削速度指钻头外缘处的速度，即2)进给量、每齿进给量及进给速度钻头或工件每转一转，它们之间的轴向相对位移量称为进给量；3）背吃刀量对钻头而言，它就是钻头直径的一半（2）、切削层的截面尺寸钻削时切削层尺寸平面为过基点D的基面PD（图2-20a），图2-20b为此尺寸平面内的切削层的尺寸定义。1）切削厚度hD== 2）切削宽度3）切削面积（三）钻削力和功率在钻率过程中钻头受到工件的切削抗力的作用，和车削一样，刀刃和刀面受到的抗力可分解为三个互相垂直的分力，3、扩孔扩孔是用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工。它既可用作孔的最终加工，也可以作为铰孔或磨孔前的预加工，在成批或大量生产时应用较广。扩孔钻与麻花钻比较，其特点是没有横刃且齿数较多，刀体刚性好，因此生产率及加工质量均比用麻花钻钻孔时高。扩孔钻的结构形式有高速钢整体式（图2-18a）、镶齿套式（图2-18b及硬质合金可转位式（图2-18c）等。4、锪孔锪孔是用锪钻在已加工孔上锪各种沉头和锪孔端面的突出平面。图2-18扩孔钻四镗孔1、概述镗孔是常用的孔加工方法之一，其加工范围广泛。镗孔精度可以达到IT11~IT7级，甚至达到IT6级。表面粗糙度从µm~µm，甚至更小。根据工件的尺寸形状、技术要求及生产批量的不同，镗孔可以在镗床、车床、铣床、数控机床和组合机床上进行。图2-19卧式铣镗床上的主要工作a）、c）镗浅孔b）镗深孔d）镗同轴孔e）镗端面f）镗螺纹2、镗床镗床的主要工作是用镗刀进行镗孔。此外，还可以进行钻孔、铣平面和车削等工作。镗床的主要类型有卧式铣镗床、坐标镗床和金刚镗床。（1）卧式铣镗床卧式铣镗床的加工范围广泛（图2-19），尤其适合大型、复杂的箱体类零件上的孔的加工。除镗孔外，卧式铣镗床还可以加工端面、平面、外圆、螺纹及钻孔等。零件可在一次安装中完成许多表面的加工。卧式铣镗床的外形如图2-20所示。图2-20卧式镗铣床外形图1—后立柱2—后支架3—导轨4—下滑座5—上滑座6—工作台7—平旋盘8—镗杆9—前立柱10—主轴箱（2）坐标镗床坐标镗床是一种高精度机床，其主要特征是具有测量坐标位置的精密测量装置。这种机床的主要零部件的制造和装配精度很高，且具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）和位置精度要求很高的孔系（定位精度达0.002mm）。坐标镗床按其布局形式有立式单柱、立式双柱和卧式等主要类型。1)、立式单柱坐标镗床立式单柱坐标镗床见图2-21。图2-21立式单柱坐标镗床1—床身2—床鞍3—工作台4—立柱5—主轴箱2)、立式双柱坐标镗床立式双柱坐标镗床见图2-22。图2-22立式双柱坐标镗床1—横梁2—主轴箱3—立柱4—工作台5—床身3)、卧式坐标镗床卧式坐标镗床见图2-23。图2-23卧式双柱坐标镗床图2-24单刃镗刀1—横梁2—主轴箱3—立柱4—工作台5—床身3、镗刀镗刀的种类很多，一般可分为单刃镗与多刃镗刀两大类。1）单刃镗刀单刃镗刀结构简单，制造容易，通知性好，故使用较多。单刃镗刀一般均有尺寸调节装置。如图2-24所示。在精镗机床上常采用微调镗刀以提高调整精度（图2-25）2）双刃镗刀（图2-26）双刃镗刀两边都有切削刃，工作时可以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。图2-25微调镗刀图2-26双刃镗刀1—紧因螺2—精调螺母3—刀块1—刀块2—刀片3—调节螺钉4—刀片5—镗杆5—导向健4—斜面垫板5—紧固螺五、拉孔1拉孔的工艺特点及应用范围用拉刀对孔进行加工的方法称为拉孔（图2-27）。拉刀是一种高精度的多齿刀具。由于拉刀从头部向尾部方向其刀齿高度逐齿递增，通过拉刀与工件之间的相对运动，从而能够一层层地从工件上切下金属（图2-27）。。图2-27拉刀拉孔过程1—工件2—拉刀拉削只有主运动，拉床结构简单，操作方便。但拉刀构造比较复杂，制造成本高，因此一般多用于大量或成批生产时加工各种形状的通孔及平面，如图2-28所示图2-28拉削加工各种内表面a）圆孔b）三角形孔c）方孔d）键槽e）花键孔f）内齿轮g）平面h）表面沟槽i）燕尾槽2拉床拉床按结构形式可分为卧式和立式，按加工表面可分为内拉式和外拉式。其中，以卧式内拉床应用最普遍。图2-29所示为卧式内拉床的外形结构。图2-29卧式内拉床1—液压缸2—压力表3—工件4—拉刀5—活动支承六、铰孔1铰孔的工艺特点及应用范围用铰刀从未淬火工件的孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和降低表面粗糙度值的方法，称为铰孔。铰孔在生产中应用很广。由于铰刀的制造十分精确，加上铰削时切削余量小，切削厚度薄（精铰时仅为0.01~0.03mm），所以铰孔后公差等级一般为IT9~IT7，表面粗糙度为0.63µm<≤0.32µm。图2-30球面支承垫板1—固定支承板2—球面垫板3—工件4—拉刀铰孔有如下特点：1）铰刀加工适应性差。铰刀为定尺寸刀具，只能加工一种孔径和尺寸公差等级的孔；孔径、孔形受到一定限制，大直径孔、非标准孔径的孔、台阶孔及盲孔均不适宜于铰削加工。2）铰孔易保证尺寸和形状精度，但不能校正位置误差。铰刀作为定径精加工刀具，比精镗容易保证尺寸和形状精度，生产效率高，但铰孔不能校正孔轴线的偏斜，这是因为铰刀为浮动安装的缘故。孔轴线与其它基准要素间的位置精度，需由前道工序或后续工序保证。2铰刀（1）、铰刀的种类铰刀的种类较多，主要分为机用铰刀和手用铰刀两大类，如图2-31所示。图2-31铰刀a）机用直柄和锥柄铰刀b）机用套式铰刀c）手用直槽与螺纹槽铰刀d）锥孔的粗铰刀与精铰刀（2）、铰刀的结构及几何参数图2-32所示为手用铰刀，在各种铰刀中具有代表性。铰刀由工作部分、颈部及柄部三部分组成。工作部分主要由切削部分及校准部分构成，其中校准部分又分为圆柱部分与倒锥部分。图2-32铰刀的结构七磨孔与孔的精密加工1、磨孔用砂轮（或其它磨具）对工件内表面进行加工的方法称为磨孔。磨孔可以在内圆磨床上进行，也可以在万能外圆磨床上进行。磨孔的精度等级可达IT9-IT7；表面粗糙度为0.32µm<Ra≤5µm。（1）磨孔的工艺特点及应用范围内圆磨削与外圆磨削相比工作条件较差；虽然内圆磨削有以上缺点，但仍是一种常用的精加工孔的方法。特别对于淬硬的孔、断续表面的孔（带键槽或花键槽的孔）和长度很短的精密孔。（2）普通内圆磨床内圆磨床的主要类型有普通内圆磨床、无心内圆磨床和行星内圆磨床。普通内圆磨床是生产中应用最广的一种。磨削时，根据工件的形状的尺寸的不同，可采用纵磨法或切入磨法（见图2-35a、b）。有些普通内圆磨床上备有专门的端磨装置，可在工件一次装夹中磨削内孔和端面（见图2-35c﹑d），这样不仅容易保证内孔和端面的垂直度，而且生产效率较高。图2-35普通内圆磨床的磨削方法图2-36为普通内圆磨床外形圆。它主要由床身1、工作台2、头架3、磨轮架4和滑鞍5等组成。磨削时，磨轮轴的旋转运动为主运动，头架主轴带动工件的旋转运动为圆周进给运动，工作台带动头架完成纵向进给运动，横向进给运动由砂轮架沿滑鞍的横向移动来实现。图2-36普通内圆磨床1—床身2—工作台3—头架4—砂轮架5—滑鞍2、孔的精密加工当孔的加工精度和表面质量要求很高时，在精加工之后还需要对孔进行精密加工。常用的精密加工方法有珩磨、研磨和滚压等。（1）衍磨珩磨是利用装夹在珩磨头圆周上的若干条细磨粒油石，由胀开机构将油石沿径向撑开，使其压向工件孔壁；与此同时，使珩磨头作回转运动和直线往复运动（图2-37a）图2-37珩磨原理a）珩磨原理b）一根油石在双行程中切削轨迹的展开珩磨时用的工具叫珩磨头，其结构有很多种，图2-38为一种简单的珩磨头。图2-38珩磨头的结构1—螺母2—顶紧弹簧3—锥体4—顶销5—头体6—垫块7—石油8—弹簧卡箍（2）研磨研磨孔的原理与研磨外圆相同。研具用比工件软的材料（如低碳钢、铸铁、铜、巴氏合金等）制成。内孔研磨工艺特点1）尺寸精度可达IT6以上，表面精糙度Ra值0.16~0.01µm；2）孔的位置精度只能由前工序保证；3）生产率较低。研磨之前孔必须经过磨削、精铰或精镗等工序。（3）滚压滚压是用钢球或滚轮在一定压力下压向被加工表面，使之产生塑性变形，从而得到光整表面的一种精密加工方法。图2-39滚压加工示意图。滚压后的表面能够显著地提高工件的疲劳强度和使用寿命。图2-39滚压加工2.4平面加工一、平面加工方法平面是箱体、盘形体和板形件的主要表面之一。二、刨削与插削1、刨床与插床刨床类机床按其结构特征可分为牛头刨床、龙门刨床和插床。（1）牛头刨床牛头刨床主要由床身、滑枕、刀架、工作台、横梁等组成。如图2-40所示。因其滑枕和刀架形似牛头而得名。图2-40牛头刨床外形图1—工作台2—刀架3—滑枕4—床身5—变速手柄6—滑枕行程调节柄7—横向进给手柄8—横梁（2）龙门刨床图4-41为龙门刨床的外形图，因它有一个“龙门”式框架而得名。龙门刨床工作时，工件装夹在工作台9上，随工作台沿床身导轨作直线往复运动以实现切削过程的主运动。图2-41龙门刨床外形图1、8—侧刀架2—横梁3、7—立柱4—顶梁5、6—立刀架9—工作台10—床身（三）插床插床实质上是立式刨床，如图2-42所示。加工时，滑枕5带动刀具沿立柱导轨作直线往复运动，实现切削过程的主运动。图2-42插床外形图1—床身2—横滑板3—纵滑板4—圆工作台5—滑枕6—立柱图2-43常用刨刀及其应用a）平面刨刀b）台阶偏刀c）普通偏刀d）台阶偏刀e）角度刀f）切刀g）弯切刀h）割槽刀2、刨刀与插刀刨削所用的工具是刨刀，常用的刨刀有平面刨刀、偏刀、角度刀及成形刀等，如图2-43所示。图2-44直头刨刀和弯头刨刀a）直头刨刀b）弯头刨刀3、刨削加工的应用范围及工艺特点刨削主要用于加工平面和直槽。如果对机床进行适当的调整或使用专用夹具，还可用于加工齿条、齿轮、花键以及母线为直线的成形面等。刨削加工精度一般可达IT8~IT7，表面粗糙度Ra值可达6.3~1.6µm四铣削铣削是加工平面的一种主要方法，其加工范围与刨削基本相同。但因铣刀具是典型的多刃刀具，铣削时有几个刀齿同时参加切削，还可采用高速铣削，所以铣削的生产率一般比刨削高，在机械加工中所占比重比刨削大。1、铣床铣床的种类很多，根据它的结构型式和用途可分为：卧式升降台铣床（简称卧式铣床）、立式升降台铣床（简称立式铣床）、工具铣床和龙门铣床等。1）卧式升降台铣床老牌号卧式万能铣床是目前应用最广泛的一种铣床，如图2-45所示。床身2固定在底座上。图2-45X62W型铣床1—主轴变速机构2—床身3—主轴4—横梁5—刀杆支承6—工作台7—回转盘8—横滑板9—升降台10—进给变速机构老牌号型卧式万能铣床的主要技术参数：工作台面积（宽×长）320mm工作台最大纵向行程700mm工作台最大升降行程320mm工作台最大回转角度±45º主轴转速（18级）30~1500r/min主轴锥孔锥度7:24刀轴直径22、27、32mm加工表面平面度0.02/150mm图2-46立式升降台铣床图2-47X8126型万能工具铣床1—立铣头2—主轴3—工作台1—床身2—水平主轴头架3—插头附件4—悬梁4—床鞍5—升降台5—立铣头6—支架7—水平角度工作台8—工作台9—升降台（2）立式升降台铣床这类铣床与卧式升降台铣床的主要区别在于它的主轴是垂直安置的，可用各种面铣刀或立铣刀加工平面、斜面、沟槽、台阶、齿轮、凸轮以及封闭轮表面等。图2-46为立式升降台铣床的外形图，（3）工具铣床图2-47是X8126型万能工具铣床的外形图。机床的主要部件有床身1、水平主轴头架2、立铣头5、工作台8、升降台9。（4）龙门铣床龙门铣床由于床身两侧有立柱和横梁组成的门式框架而得名。如图2-48所示。加工时，工件固定在工作台上作直线进给运动。图2-48龙门铣床2、铣刀（1）、铣刀的种类通用规格的铣刀已标准化，一般均由专业工具厂生产。铣刀种类很多，按用途分类，常用铣刀有如下几种：1）圆柱铣刀如图2-49所示。螺旋形切削刃分布在圆柱表面，没有副切削刃，主要用于卧式铣床上铣平面。2）面铣刀如图2-50所示。其切削刃位于圆柱的端头，圆柱或圆柱面上的刃口为主切削刃，端面刀刃为副切削刃。3）立铣刀相当于带柄的、在轴端有副切削刃的小直径圆柱铣刀，4）三面刃铣也称盘铣刀，如图2-52所示。5）锯片铣刀如图2-53所示。6）键槽铣刀如图2-54所示，图2-49圆柱铣刀a）整体式b）镶齿式图2-50面铣刀a）整体式刀片b）镶焊接式硬质合金刀片c）机械夹固式可转位硬质合金刀片1—刀体2—定位座3—定位座夹板4—刀片夹板图2-51立铣刀图2-52三面刃铣刀a）直齿b）交错齿c）镶齿图2-53锯片铣刀图2-54键槽铣刀a）键槽铣刀b）半圆键槽铣刀图2-55特种铣刀a）、b）、c）角度铣刀d）、e）、f）成形铣刀g）T形槽铣刀h）燕尾槽铣刀i）指状铣刀（2）、铣刀的几何参数铣刀的种类、形状虽多，但都可以归纳为圆柱铣刀和面铣刀两种基本形式，每个刀齿可以看作是绕中心旋转的一把简单刀头。圆柱铣刀各部分名称及标注角度如图2-56所示，圆柱铣刀的主剖面是垂直于铣刀轴线的端剖面，切削平面是通过切削刃选定点的圆柱的切平面，因此刀齿的前角和后角都标注在端剖面上。图2-56圆柱铣刀的标注角度3、铣削方式（1）周铣和端铣用铣刀的圆周刀齿进行切削的称为周铣；用铣刀的端面齿加工垂直于铣刀轴线的表面称为端铣，如图2-58所示。周铣时，只有圆周刀刃进行铣削，已加工表面实际上是由无数浅的圆沟组成，表面实际上是由无数浅的圆沟组成，表面粗糙度较大，如图2-59所示。端铣时，同时参加切削的刀齿数较多，铣削过程中切削力变化比较小，铣削比较平稳；图2-58周铣和端铣—背吃刀量—侧吃刀量图2-59周铣和端铣表面特征a）周铣b）端铣2）切削力方向的影响逆铣时作用于工件上的垂直切削分力向上，有将工件从工作台上挑起的趋势，影响工件的夹紧，铣薄工件时影响更大。顺铣时作用于工件上的垂直切削分力向下，将工件压向工作台，对工件的夹紧有利。图2-60顺铣和逆铣

a）逆铣b）顺铣五平面的精密加工当平面加工尺寸公差在IT6~IT5，直线度在0.03~0.01以上，表面粗糙度值低于Ra0.8µm时，就属于平面的精密加工范围。常见的精密加工方法有：平面磨削、平面刮研、研磨平面及抛光等。图2-61平面磨削方式a）卧轴矩台平面磨床磨削b）卧轴圆台平面磨床磨削c）立轴圆台平面磨床磨削d）立轴矩台平面磨床磨削1、平面磨削平面磨削加工精度等级可达IT7~IT5，表面粗糙度Ra值为0.8~0.2µm。（1）、平面磨削方式常见的平面磨削方式有四种，如图2-61所示。图2-61a、b所示为利用砂轮的圆柱面进行磨削（即周磨）。图2-61c、d所示为利用砂轮的端面进行磨削（即端磨），其砂轮直径通常大于矩形工作台的宽度和圆形工作台的半径，所以无需横向进给。（2）、平面磨床图2-62所示为M7120A型平面磨床。该机床主要由床身10、工作台8、立柱6、滑板座3、砂轮架2及砂轮修整器5等部件组成。图2-62M7120A型平面磨床（3）、平面磨削的工艺特征及应用和外圆主要原因、内圆磨相比，平面磨床的工作运动简单，机床结构简单，加工系统刚性好，容易保证加工精度。2、平面刮研刮研是利用刮刀在工件表面刮去一层很薄金属的一种光整加工方法，一般在精刨之后进行的。刮研平面的直线度可达0.01mm/m，甚至可达0.005~0.0025mm/m，表面粗糙度值Ra值为0.8~0.1µm。（1）、平面刮研的方法刮研可分为粗刮研、细刮研和精刮研。（2）、平面刮研的工艺特点及应用3、平面研磨研磨也是平面光整加工方法之一。研磨后两平面间的尺寸精度可达IT5~IT4。表面粗糙度Ra值为0.4~0.025µm。小型平面研磨后，还可提高其形状精度。研磨常用来加工小型平板、平尺及块规的精密测量平面。在单件小批生产中常用于手工研磨，在大批量生产中则采用机器研磨。

4、平面抛光抛光是利用高速旋转的，涂有抛光膏的软质抛光轮对工件进行光整加工的方法。抛光轮用帆布、皮革、毛毡制成，工作时线速度达30~50m/s。根据被加工工件的材料在抛光轮上涂以不同的抛光膏。抛光膏中的硬脂酸使加工表面生成软胶的氧化膜，可加速抛光过程。2．5圆柱齿轮加工齿轮加工的关键是齿轮轮齿齿形的加工。由于齿轮的切削加工能得到较高的齿形精度，一、圆柱齿轮加工的特点和应用齿轮的加工方法很多，各有特点，但就齿轮加工的工作原理而言，只有成形法和展成法两类。二、滚齿加工滚齿是齿轮加工方法中应用最广泛的一种，因为它具有通用性好、生产效率高、加工质量好等优点，目前往往为工艺人员首选的齿轮加工方法。如图2-63所示为滚齿加工示意图。齿轮滚刀齿轮滚刀是一个蜗杆状刀具，在其圆周上等分地开有若干垂直于蜗杆螺旋线方向（或平行于滚刀轴线方向）的沟槽，如图2-69所示.图2-69齿轮滚刀三、插齿加工插齿主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加工不能滚齿加工的内齿轮和多联齿轮。1、插齿工件原理及所需运动插齿是按展成法原理加工齿轮的。插齿刀实质上是一个端面磨有前角，齿顶及齿侧均磨有后角的齿轮，如图2-70a所示。图2-70插齿原理a）插齿原理b）齿形曲线的形成2、Y5132插齿机（1）主要技术参数主参数为加工外齿轮最大分度圆直径/mm 320加工内齿轮最大外径/mm 500加工外齿轮最大宽度/mm 80加工内齿轮最大宽度/mm 50插齿刀双行程12级双速主电动机功率/kW、转速/（r﹒min-1）3/4、960/1440图2-71Y5132型插齿机外形图1—床身2—立柱3—刀架4—主轴5—工作台6—挡块支架7—工作台溜板四、磨齿加工磨齿加工主要用于对高精度齿轮或淬硬的齿轮进行齿形的精加工，齿轮的精度可达6级以上。按齿形的形成方法，磨齿也有成形法和展成法两种，但大多数磨齿均以展成法原理来加工齿轮。1、连续分度展成法磨齿原理连续分度展成法磨齿是利用蜗杆形砂轮来磨削齿轮轮齿，其工作原理和滚齿相同，如图2-72所示，其轴向进给运动一般由工件完成。

2、单齿分度展成法磨齿原理单齿分度展成法磨齿可根据砂轮形状不同有锥形砂轮磨齿和蝶形砂轮磨齿两种方法。它们的工作原理都是利用齿条和齿轮的啮合原理来磨削齿轮的。图2-72蜗杆砂轮磨齿工作原理锥形砂轮磨齿的方法是用锥形砂轮的两侧面来形成假想齿条一个齿的两齿侧来磨削齿轮的，如图2-73b所示。图2-73单齿展成法磨齿工作原理a）蝶彩砂轮磨齿原理b）锥形砂轮磨齿原理五、剃齿加工剃齿加工是对未经淬火的圆柱齿轮齿形进行精加工的方法之一。剃齿精度一般可达6~7级，表面粗糙度为Ra0.8~0.2µm。剃齿的生产率很高，在成批、大量生产中得到广泛的应用。剃齿加工在原理上也属于展成法。剃齿加工的展成运动相当于一对螺旋齿轮啮合。剃齿刀实质上是一个高精度的螺旋齿轮。在它的齿面上沿渐开线方向开出一些上的梳形槽，这些梳形槽侧面与齿面的交棱形成了切削刃，如图2-74a所示。剃齿加工时，工件装夹在机床上的两顶尖之间的心轴上，剃齿刀安装在机床主轴上并由主轴带动旋转，实现主运动。剃齿刀的轴线与工件轴线成一夹角β，工件在一定的啮合压力下被带动，与剃齿刀作无侧隙的自由啮合运动，如图2-74b所示。图2-74剃齿刀及剃齿原理a）剃齿刀b）剃齿工作原理六、珩齿加工珩齿加工是对淬硬齿形进行精加工的一种方法。它主要用于去除热处理后齿面上的氧化皮，减小轮齿表面粗糙度，从而降低齿轮传动的噪声。珩轮由轮坯及齿圈构成，如图2-75所示，轮坯为钢质，齿圈部分是用磨料（氧化铝、碳化硅）、合结剂（环氧树脂）和固化剂（乙二胺）浇注而成，结构与磨具相似，只是珩齿的切削速度远低于磨削，但大于剃削。图2-75珩轮结构2.6磨削加工一、磨削的特点与应用磨削加工的方式很多，如外圆磨削、无心外圆磨削、内孔磨削、平面磨削、成型磨削、螺纹磨削、齿轮磨削等，见图2-76，几乎各种表面都可用磨削进行加工，磨床是种类最为繁多的一种机床。图2-76磨削加工方式a）外圆磨削b）内孔磨削c）平面磨削d）成型磨削e）螺纹磨削f）齿轮磨削二、磨床磨床的种类很多，根据用途不同，1、M1432A型万能外圆磨床M1432A型万能磨床属于普通精度级，加工精度可达IT6~IT7，表面粗糙度在Raµm之间，它的万能性大，但磨削效率不高，自动化程度低，适用于工具车间、机修车间和单件小批量生产的车间使用。（1）机床主要技术参数外圆磨削直径/mm 8~320外圆最大磨削长度（三种规格）/mm 1000、1500、2000内孔磨削直径/mm 30~100内孔最大磨削长度/mm 125磨削工件最大质量/kg 150砂轮尺寸/mm

ф400×50×ф203砂轮转速/（r·min-1） 1670内圆砂轮转速/（r·min-1） 10000、15000头架主轴转速/（r·min-1） 6级25、50、80、112、160、224头架主轴转速/（m·min-1