(機(jī)械制造基礎(chǔ)第三版)學(xué)習(xí)情境二軸類、箱體類零件的冷加工方法.ppt

1、機(jī)械制造基礎(chǔ) (第三版) 主編：陳強(qiáng) 張雙俠,學(xué)習(xí)情境二 軸類、箱體類零件的冷加工方法,任務(wù)1 刀具的認(rèn)識與切削現(xiàn)象分析,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.了解切削運動與切削用量。 2.掌握車刀結(jié)構(gòu)、組成。 3.常用刀具材料與加工適用范圍。 4.能夠進(jìn)行刀具選用與刃磨。 5.掌握切削加工中各種物理現(xiàn)象對加工的影響。 【情境導(dǎo)入】 同學(xué)們，大家了解圖2-1所示中這些車削常用刀具嗎？它們是又哪些部分組成？在加工中如何在相同條件下刀具使用壽命會最大？這些內(nèi)容是我們每一名學(xué)習(xí)車削加工知識的同學(xué)都必須要面臨的問題。機(jī)械產(chǎn)品由毛坯到成品的加工過程用什么樣的刀具、機(jī)床、怎樣操作才能加工出合格產(chǎn)品，這些問題同學(xué)們思考過嗎？加

2、工過程中伴隨刀具與機(jī)床會出現(xiàn)哪些加工現(xiàn)象？這些問題讓我們通過下面的學(xué)習(xí)來一起解決吧。,圖2-1 常用車刀,【任務(wù)描述】 獨立完成外圓車刀角度繪制，已知刀具主偏角r=450；副偏角r =100；前角o =150；后角o =50；刃傾角s=100，刀體厚度與寬度自定義。同時闡述車削加工過程中伴隨有哪些物理現(xiàn)象發(fā)生，對刀具壽命有何影響？對零件進(jìn)行簡單工藝分析，學(xué)會車刀角度的刃磨，并能獨立加工出合格產(chǎn)品，從而達(dá)到本任務(wù)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。 【任務(wù)分析】 此次任務(wù)是以外圓車刀為例，全面介紹車刀組成、角度、切削變形、切削力、切削溫度、刀具磨損等詳細(xì)內(nèi)容，以刀具角度繪制任務(wù)為載體引入相關(guān)知識點，重點掌握刀具幾何角度

3、等難點問題，為后續(xù)內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。 【相關(guān)知識】 2.1.1切削加工基本知識 1. 切削運動 為切除工件上多余的金屬層，加工過程中刀具與工件之間必須要有相對運動，這種相對運動就稱為切削運動。 （1）主運動 由機(jī)床或人力提供運動，使工件與刀具之間產(chǎn)生的主要相對運動。它是進(jìn)行切削的最基本的運動。主運動的特征是速度最高，消耗功率最多。,（2）進(jìn)給運動 進(jìn)給運動是為了使切削活動能夠連續(xù)或間斷地進(jìn)行下去所必須的運動。 （3）合成切削運動 當(dāng)主運動與進(jìn)給運動同時進(jìn)行時，刀具切削刃上某一點相對于工件的運動稱為合成切削運動，其大小與方向用合成速度向量ve 表示。,圖2-2 主運動與進(jìn)給運動,圖2-3 合成切削運

4、動,2. 加工表面與切削用量 （1）工件的加工表面 在切削加工過程中，工件上始終有三個不斷變化著的表面，如圖2-4所示。 待加工表面 即將被切去金屬層的表面。 過渡表面（也稱為加工表面）切削刃正在切削著的表面。 已加工表面 工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面。,圖2-4 工件上的表面,（2）切削用量 切削速度 切削速度vc是刀具切削刃上選定點相對于工件的主運動瞬時線速度，它表示在單位時間內(nèi)工件和刀具沿主運動方向相對移動的距離，單位是m/s或m/min。 vc =dn/1000 進(jìn)給量f 進(jìn)給量是刀具在進(jìn)給運動方向上相對于工件的位移量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表述和度量，其單位是mm/r或

5、mm/str。 背吃刀量ap 背吃刀量一般指工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離。 車外圓時: ap =（dw-dm）/2,圖2-5 切削用量,3. 切削層參數(shù) 刀具切削刃在一個進(jìn)給量的進(jìn)給中，從工件待加工表面上切下來的金屬層稱為切削層。切削層參數(shù)就是指這個切削層的截面尺寸，它決定了刀具所承受負(fù)荷的大小及切屑的尺寸大小，還影響切削力和刀具磨損、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率。如圖2-6所示，切削層尺寸可用以下三個參數(shù)表示: （1）切削層公稱厚度（hD） 是切削刃兩瞬時位置過渡表面間的距離。 （2）切削層公稱寬度（bD） 是沿過渡表面測量的切削層尺寸。 （3）切削層公稱橫截面面積（AD） 是切削層橫截面的

6、面積。,圖2-6 車外圓時切削層參數(shù),2.1.2 刀具幾何角度 1. 車刀的組成 以外圓車刀為例，車刀由刀柄和刀頭組成，如圖2-7所示。,圖2-7 車刀的組成,2. 刀具靜止參考系 （1）正交平面靜止參考系 正交平面靜止參考系由相互垂直的Pr、Ps、Po三個坐標(biāo)平面組成，如圖2-8所示。 （2）正交平面靜止參考系中刀具角度的定義與標(biāo)注（如圖2-9所示） 3. 刀具工作角度 （1）縱向進(jìn)給運動對刀具工作角度的影響 （2）橫向進(jìn)給運動對刀具工作角度的影響 （3）刀具安裝高、低的影響 （4）刀桿軸線不垂直于進(jìn)給運動方向的影響,圖2-8 正交平面靜止參考系,圖2-9 正交平面靜止參考系中刀具角度的定義

7、與標(biāo)注,圖2-12 縱向進(jìn)給運動對刀具工作角度的影響,圖2-13 橫向進(jìn)給運動對刀具工作角度的影響,圖2-14刀具安裝高、低對刀具工作角度的影響,圖2-15刀桿軸線不垂直于進(jìn)給運動方向的工作角度,2.1.3 金屬切削變形 1. 切削變形與變形系數(shù) （1）切削變形 切削層金屬形成切屑的過程就是在刀具的作用下發(fā)生變形的過程，切削過程中切削層金屬的變形大致可劃分為三個區(qū)域，如圖2-16所示。 第一變形區(qū) 從OA線開始發(fā)生塑性變形，到OM線金屬晶粒的剪切滑移基本完成。從OA線到OM線區(qū)域（圖中區(qū)）稱為第一變形區(qū)。OA稱作始滑移線，OM稱作終滑移線。在第一變形區(qū)內(nèi)，變形的主要特征就是沿滑移線的剪切變形，

8、以及隨之產(chǎn)生的加工硬化。 第二變形區(qū) 切屑沿前刀面排出時進(jìn)一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面處的金屬纖維化，基本上和前刀面平行。這一區(qū)域（圖中區(qū)）稱為第二變形區(qū)。 第三變形區(qū) 已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓和摩擦，造成表層金屬纖維化與加工硬化。這一區(qū)域（圖中區(qū)）稱為第三變形區(qū)。 （2）變形系數(shù) 切削層金屬經(jīng)過切削加工形成的切屑，其長度較切削層長度縮短，厚度較切削層厚度增加，說明切削層金屬發(fā)生了變形，總體呈現(xiàn)收縮趨勢。如圖2-17所示。 其變形程度的大小，可近似地用變形系數(shù)來衡量。變形系數(shù)等于切削層金屬的長度與切屑的長度之比，也等于切屑的厚度與切削層金屬的厚度之比，即 =l/l

9、c=hch/hD1,圖2-16 切削變形區(qū),圖2-17切削層金屬的變形,2. 切屑類型與積屑瘤 （1）切屑類型 切削金屬時，由于工件材料、刀具幾何角度、切削用量等差異，會出現(xiàn)四種不同形態(tài)的切屑，如圖2-18所示。觀察不同形態(tài)的切屑，便于分析切削過程，主動地控制切削條件，使切屑形態(tài)向著有利于生產(chǎn)的方向轉(zhuǎn)化。 帶狀切屑 切屑連續(xù)成較長的帶狀，底面光滑，背面無明顯裂紋，呈微小鋸齒形，如圖2-18（a）所示。一般加工塑性金屬，如加工低碳鋼、銅、鋁等材料時形成此類切屑，必要時需采取斷屑措施。 節(jié)狀切屑 切屑背面有較深的裂紋，呈較大的鋸齒形，如圖2-18（b）所示。這是由于剪切面上的局部剪切應(yīng)力達(dá)到材料強(qiáng)

10、度極限的結(jié)果。 粒狀切屑（單元切屑） 切削塑性材料時，若整個剪切面上的剪切應(yīng)力超過了材料斷裂強(qiáng)度，所產(chǎn)生的裂紋貫穿切屑斷面時，擠裂呈粒狀切屑，如圖2-18（c）所示。 崩碎切屑 切削鑄鐵、青銅等脆性材料時，切削層通常在彈性變形后未經(jīng)塑性變形，突然崩碎而成為碎粒狀切屑，如圖2-18（d）所示。,圖2-18 切屑的基本形態(tài),（2）積屑瘤 積屑瘤是在一定切削速度范圍內(nèi)，加工鋼材、有色金屬等塑性材料時，在切削刃附近的前刀面上會出現(xiàn)一塊高硬度的楔狀金屬，它包圍著切削刃，且覆蓋著部分前刀面，可代替切削刃對工件進(jìn)行切削加工，這塊硬度很高（硬度約為工件材料的23倍）的金屬稱為積屑瘤。 積屑瘤的產(chǎn)生與成長 在一

11、定的切削速度范圍內(nèi)，切屑底層與前刀面發(fā)生劇烈摩擦，使切屑底層流動緩慢，稱為滯留層。滯留層與前刀面發(fā)生粘結(jié)，隨著切削的進(jìn)行，滯留層不斷堆積，粘結(jié)越來越大，逐漸成長為積屑瘤，如圖2-19所示。產(chǎn)生積屑瘤的決定因素是切削溫度，加工硬化與粘結(jié)是形成積屑瘤的必要條件。,圖2-19 積屑瘤的產(chǎn)生與成長, 積屑瘤的脫落與消失 隨著切削速度的提高，切削溫度達(dá)到或超過500-600時，由于溫度高，加工硬化消失，金屬軟化，前刀面上的硬塊被切屑帶走，這樣積屑瘤便脫落或消失。 積屑瘤對切削過程的影響 增大刀具前角 影響刀具的壽命 增大切削厚度 降低工件表面質(zhì)量 控制積屑瘤的措施 降低工件材料的塑性減小刀具與切屑間的摩

12、擦系數(shù)，減少黏結(jié)，抑制積屑瘤的生長。 控制切削速度 當(dāng)切削速度控制為vc 100m/min的高切削速度時，前刀面不會產(chǎn)生積屑瘤。,2.1.4 切削力 1. 切削力的來源及分解 切削力主要來源于兩個方面：一是克服切屑形成過程中金屬產(chǎn)生彈、塑性變形的變形抗力所需要的力；二是克服切屑與刀具前刀面、工件表面與后刀面之間的摩擦阻力所需要的力。 總切削力可以分解為: （1）主切削力Fc 總切削力F在主運動方向上的分力，也稱切向力，與基面垂直。 是計算刀具強(qiáng)度、設(shè)計機(jī)床零件、確定機(jī)床功率的主要依據(jù)，消耗切削總功率的95%左右。 （2）進(jìn)給力Ff 總切削力F在進(jìn)給方向上的分力，也稱進(jìn)給抗力、走刀抗力或軸向力。

13、它作用在工件與機(jī)床剛性最差的方向上，使工件在水平面內(nèi)變形，影響加工精度，并易引起振動。它是校驗機(jī)床剛度的主要依據(jù)。 （3）背向力Fp總切削力F在垂直進(jìn)給方向上的分力，也稱徑向力或吃刀抗力。用來計算工藝系統(tǒng)剛度等。,圖2-21 總切削力及分力,2.1.5切削熱與切削溫度 1.切削熱的產(chǎn)生和傳導(dǎo),圖 2-22 切削熱的產(chǎn)生和傳導(dǎo),2.切削溫度,圖2-23切削溫度的分布,2.1.6 刀具磨損與刀具耐用度 1.刀具磨損的形式 （1）前刀面磨損 前刀面磨損是指在刀具前刀面上距切削刃一定距離處出現(xiàn)月牙洼的磨損現(xiàn)象，如圖2-24所示。 （2）后刀面磨損 指磨損的部位主要發(fā)生在后刀面。 （3）前、后刀面同時磨

14、損 當(dāng)切削塑性金屬時，如果切削厚度適中，則經(jīng)常會發(fā)生前刀面與后刀面同時磨損的磨損形式。,圖2-24 刀具磨損,2.刀具磨損過程 正常磨損情況下，刀具的磨損量隨切削時間的增加而逐漸擴(kuò)大。以后刀面磨損為例，其典型磨損過程大致分為三個階段，如圖2-25所示。,（1）初期磨損階段（圖示OA階段） 在刀具開始切削的短時間內(nèi)磨損較快。這是因為刀具在刃磨后，刀面的表面粗糙度值大，表層組織不耐磨所致。 （2）正常磨損階段（圖示AB階段） 隨著切削時間的增加，磨損量以較均勻的速度加大。這是由于刀具表面高低不平及不耐磨的表層已被磨去，形成一個穩(wěn)定區(qū)域，因而磨損速度較以前緩慢。但磨損量隨切削時間而逐漸增加。這一階段

15、也是刀具工作的有效階段。 （3）急劇磨損階段（圖示BC階段） 當(dāng)?shù)毒吣p量達(dá)到某一數(shù)值后，磨損急劇加速，繼而刀具損壞。這是由于切削時間過長，刀具磨損嚴(yán)重，切削溫度劇升，刀具強(qiáng)度、硬度降低所致。生產(chǎn)中為合理使用刀具并保證加工質(zhì)量，應(yīng)在這一階段到來之前就及時重磨刀具或更換新刀。,圖2-25刀具磨損過程,3.刀具磨損限度 刀具磨損限度是對刀具規(guī)定一個允許磨損量的最大值，或稱刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。刀具磨損限度一般規(guī)定在刀具后刀面上，以磨損量的平均值VB表示。這是因為刀具后刀面磨損便于測量，且對加工質(zhì)量影響大。 4.刀具的耐用度 刃磨好的刀具從開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止總的切削時間稱為刀具耐用度，用T表

16、示。也可用達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)前的切削路程長度或加工出的零件數(shù)來表示刀具的耐用度。 刀具耐用度是確定換刀時間的重要依據(jù)，也是衡量工件材料切削加工性和刀具切削性能優(yōu)劣以及刀具幾何參數(shù)和切削用量選擇是否合理的重要指標(biāo)。刀具耐用度與刀具壽命的概念不同。所謂刀具壽命，是指一把新刀從投入使用到報廢為止總的切削時間，它等于刀具耐用度乘以刃磨次數(shù)。,2.1.8切削液的合理選擇,1.切削液的作用 （1）潤滑作用 （2）冷卻作用 （3）清洗與防銹作用,2.切削液的種類 （1）水溶液 水溶液是以水為主要成分并加入防銹添加劑的切削液。由于水的熱導(dǎo)率、比熱和汽化熱較大，因此，水溶液主要起冷卻作用，同時由于其潤滑性能較差，所以

17、主要用于粗加工和普通磨削加工中。 （2）切削油 切削油是以礦物油為主要成分并加入一定的添加劑而構(gòu)成的切削液。切削油主要起潤滑作用。 （3）乳化液 乳化液是乳化油加95%98%水稀釋成的一種切削液。乳化油由礦物油、乳化劑配制而成。乳化劑可使礦物油與水乳化形成穩(wěn)定的切削液。,【任務(wù)實施】 已知刀具主偏角r=450；副偏角r =100；前角o =150；后角o =50；刃傾角s=100，刀體厚度與寬度自定義。以二維圖表示刀具各幾何角度，如圖2-30所示。,圖2-30 車刀幾何角度,任務(wù)2 階梯軸的車削加工 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.了解我國機(jī)床的分類與型號編制。 2.車削加工范圍、CA6140車床組成與結(jié)構(gòu)

18、。 3.掌握常用車刀結(jié)構(gòu)分類。 4.能夠進(jìn)行刀具選用與刃磨。 5.掌握階梯軸車削加工方法。 【情境導(dǎo)入】 在我們的日常生活中回轉(zhuǎn)類階梯軸隨處可見，如圖2-31所示。如變速箱中支撐齒輪的傳動軸、機(jī)床的各種主軸等，這些零件事如何加工車來的呢？加工過程中，除了我們學(xué)習(xí)過的刀具相關(guān)知識外，加工用車床也是我們接下來要學(xué)習(xí)的重要部分，只有這樣，才能通過刀具與機(jī)床加工出合格的產(chǎn)品。,圖2-31 階梯軸,【任務(wù)描述】 獨立完成如圖2-32所示階梯軸加工操作。企業(yè)加工中要分析毛坯材料，了解加工中所 涉及的加工表面，對零件進(jìn)行簡單工藝分析。學(xué)會車刀角度的刃磨，并能獨立加工出合格產(chǎn)品，從而達(dá)到本任務(wù)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。 【

19、任務(wù)分析】 此次任務(wù)是以CA6140外圓車床為例，全面介紹車床型號、組成、種類、車刀類型、刀具刃磨等相關(guān)知識，以階梯軸加工任務(wù)為載體引入相關(guān)知識點，重點掌握機(jī)床結(jié)構(gòu)等難點問題，為后續(xù)內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。通過分析零件圖，完成以下具體任務(wù)： 1認(rèn)識車刀，了解車刀的組成 2能正確選用車刀材料與刃磨車刀。 3階梯軸加工方法分析,圖2-32 加工用階梯軸,2.2.1 機(jī)床的分類和型號編制 1.機(jī)床的分類 我國機(jī)床的傳統(tǒng)分類方法主要是按加工性質(zhì)和所用刀具進(jìn)行分類，即將機(jī)床分為11大類:車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、鋸床、其他機(jī)床（含特種加工機(jī)床）。在每一類機(jī)床中，又按工

20、藝范圍、布局形式和結(jié)構(gòu)等分為若干組，每一組又細(xì)分為若干系列。,2.機(jī)床的型號編制方法,圖2-33 通用機(jī)床型號的表示方法,2.2.2 車削加工范圍與特點 1.車削加工范圍 主要用來加工各種回轉(zhuǎn)體表面以及回轉(zhuǎn)體的端面，還可進(jìn)行切斷、切槽、車螺紋、鉆孔、絞孔、擴(kuò)孔等工作。對車床進(jìn)行適當(dāng)改裝或使用其他附件和夾具，可加工形狀更為復(fù)雜的零件，還可實現(xiàn)鏜削、磨削、研磨、拋光、滾花、繞彈簧等加工。車削加工可以對鋼、鑄鐵、有色金屬及許多非金屬材料進(jìn)行加工。 2.車削加工特點 （1）率高、工藝范圍廣 （2）生產(chǎn)成本低 （3）高速細(xì)車是加工小型有色金屬零件的主要方法 （4）精度范圍大 2.2.3 普通車床 1.車

21、床的種類 車床主要可分為臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、馬鞍車床、多刀半自動車床、仿形車床及仿形半自動車床、單軸自動車床、多軸自動車床及多軸半自動車床等。此外，還有各種專門化車床，如凸輪軸車床、鏟齒車床、曲軸車床、高精度絲杠車床等。其中以普通臥式車床應(yīng)用最為廣泛。 2.CA6140普通型臥式車床 圖2-34所示為CA6140普通型臥式車床外觀圖。,圖2-34 CA6140普通型臥式車床外觀圖,2.2.4 車刀 車刀是用于數(shù)控車床、普通車床、轉(zhuǎn)塔車床和自動車床的刀具。它是生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的一種刀具。 1.車刀按用途分類 車刀按用途可分為外圓車刀、成形車刀、螺紋車刀等，如圖2-38所示。,圖2-3

22、8 車刀按用途分類,2.車刀按結(jié)構(gòu)分類 車刀按結(jié)構(gòu)可分為整體車刀、焊接車刀、機(jī)夾車刀、可轉(zhuǎn)位車刀和成形車刀等，如圖2-39所示。,圖2-39車刀按結(jié)構(gòu)分類,【任務(wù)實施】 完成圖示2-32所示階梯軸加工。綜合考慮材料與毛坯余量因素，制定工序安排如表2-3所示。 表2-3 階梯軸加工評分標(biāo)準(zhǔn),任務(wù)3 變速箱殼體的銑削加工 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.學(xué)習(xí)銑削加工范圍。 2.掌握常用銑床XA6132臥式萬能銑床和XA5032立式銑床操作。 3.能夠合理確定切削用量對表面進(jìn)行加工。 4.了解銑削加工方式。 5.能夠正確進(jìn)行銑刀安裝與調(diào)整，排除機(jī)床常見故障，安排零件銑削加工工藝。 6.能分析加工表面質(zhì)量。 【情境

23、導(dǎo)入】,圖2-41所示為銑削加工中一些典型零件，這些腔體類零件、凸臺、軸上的各種鍵槽是如何銑削出來的呢？用什么樣的刀具、機(jī)床、怎樣操作才能加工出合格產(chǎn)品，這些問題同學(xué)們思考過嗎？加工過程中伴隨刀具與機(jī)床會出現(xiàn)哪些加工現(xiàn)象？這些問題讓我們通過下面的學(xué)習(xí)來一起解決吧。,圖2-41 銑削典型零件,【任務(wù)分析】 如圖2-42所示零件，以臺階面銑削為任務(wù)載體，熟知常用銑床的操作，掌握銑削加工方式的分類與各自特點，能自主根據(jù)加工工件選擇相應(yīng)銑刀，能獨立進(jìn)行銑刀的安裝與調(diào)整。以臺階面銑削為載體引入相關(guān)知識點，通過分析零件圖，完成以下具體任務(wù)為后續(xù)內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。 1零件圖加工表面分析。 2認(rèn)識銑刀，了解銑削加

24、工方式 3能正確安裝銑刀。 4臺階面加工,圖2-42 銑削臺階面零件,【相關(guān)知識】 2.3.1 銑削加工特點與應(yīng)用 1.銑削加工特點 （1）生產(chǎn)率較高 銑刀是多刃刀具，銑削時有多個刀刃同時進(jìn)行切削，總的切削寬度較大。銑削的主運動是銑刀的旋轉(zhuǎn)，便于采用高速銑削，所以銑削的生產(chǎn)率較高。 （2）銑削過程不平穩(wěn) 銑刀的刀刃切入和切出會產(chǎn)生切削力沖擊，并引起同時工作刀刃數(shù)的變化;每個刀刃的切削厚度是變化的，這將使切削力發(fā)生波動。因此，銑削過程不平穩(wěn)，易產(chǎn)生振動。為保證銑削加工質(zhì)量，要求銑床在結(jié)構(gòu)上有較高的剛度和抗振性。 （3）散熱條件較好 銑刀刀刃間歇切削，可以得到一定的冷卻，因而散熱條件較好。但是，切

25、入和切出時溫度的變化、切削力的沖擊，將加速刀具的磨損，甚至可能引起硬質(zhì)合金刀片的碎裂。此外，銑床結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，銑刀的制造和刃磨比較困難。 2.銑削加工應(yīng)用 銑削主要對平面、臺階面、溝槽、成形表面、型腔表面、螺旋表面進(jìn)行切削加工，如圖2-43所示。,圖2-43 銑削加工應(yīng)用,2.3.2 銑削加工用量 1.銑削運動 由圖2-43可知，不論哪一種銑削加工，為完成銑削過程必須有以下運動: （1）主運動（vc） 銑刀的旋轉(zhuǎn); （2）進(jìn)給運動（vf） 工件隨工作臺緩慢的直線移動。 2.銑削用量 銑削時的銑削用量由銑削速度vc、進(jìn)給量f、背吃刀量（又稱銑削深度）ap和側(cè)吃刀量（又稱銑削寬度）ae四要素組成。

26、 （1）銑削速度vc 銑削速度即銑刀最大直徑處的線速度，可由下式計算: vc =dn/1000（m/min） （2）進(jìn)給量f 銑削時，工件在進(jìn)給運動方向上相對于刀具的移動量即為銑削時的進(jìn)給量。由于銑刀為多刃刀具，計算時按單位時間不同，有以下三種度量方法: 每齒進(jìn)給量fz，其單位為毫米每齒（mm/z）。 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f，其單位為毫米每轉(zhuǎn)（mm/r）。 每分鐘進(jìn)給量vf，又稱進(jìn)給速度，其單位為毫米每分鐘（mm/min）。 上述三者的關(guān)系為 vf =fn=fz zn（mm/min）,（3）背吃刀量（銑削深度）ap 如圖2-44所示，背吃刀量為平行于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸，單位為毫米。因周銑與端銑

27、時相對于工件的方位不同，故ap在圖中的標(biāo)示也有所不同。,圖2-44 銑削運動和銑削用量,2.3.3 銑削加工方式 1.圓柱銑刀銑削 圓柱銑刀銑削有逆銑和順銑兩種方式。如圖2-45所示，銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件的進(jìn)給方向相反時稱為逆銑，相同時稱為順銑。,圖2-45 逆銑與順銑,2.端銑刀銑削 用端銑刀銑削平面時，可分為三種不同的銑削方式，如圖2-46所示。,圖2-46 端銑的銑削方式,【任務(wù)實施】 完成圖示2-42所示臺階面銑削加工。準(zhǔn)備立式銑床，16立銑刀5把,10鉆頭5把(配相應(yīng)刀柄),百分表5個,磁性表座5個,25-50外徑千分尺5把;，游標(biāo)卡尺5把。 當(dāng)臺階面深度不大時，在刀具及機(jī)床

28、功率允許的前提下，可以一次完成臺階面銑削，刀具進(jìn)給路線如圖2-58所示。 如臺階底面及側(cè)面加工精度要求高時， 可在粗銑后留 0.31mm余量進(jìn)行精銑。,圖2-58 一次銑削臺階面的進(jìn)刀路線 （a）刀具到達(dá)臺階側(cè)面；（b）刀具到達(dá)臺階底面。,當(dāng)深度較大時，不能一次完成臺階面銑削時，可采取如圖2-59所示進(jìn)刀路線，在寬度方向分層銑削臺階面。但這種銑削方式存在“讓刀”現(xiàn)象，將影響臺階側(cè)面相對于底面的垂直度。,圖2-59 在寬度方向分層銑削臺階面的進(jìn)刀路線,任務(wù)4 零件的磨削加工 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 能夠根據(jù)零件選用砂輪 2. 能夠完成圓柱面、錐面、及臺階面的磨削 3.能夠獨立操作、排除機(jī)床常見故障，

29、分析加工中的各種物理現(xiàn)象。 【情境導(dǎo)入】 如圖2-60所示為日常生活中常見的齒輪，同學(xué)們知道嗎？為保證齒輪傳動過程中傳動平穩(wěn)、噪音小，每個齒輪的牙齒面都是要經(jīng)過磨削才能用于生產(chǎn)生活的，磨削用的砂輪怎么選用？選什么樣的磨床？如何裝夾找正工件？采用何種操作方法才能加工出合格產(chǎn)品呢？磨削過程是否使用磨削液？這些問題大家思考過嗎？讓我們通過下面的學(xué)習(xí)一起來解決吧。,圖2-60 磨削用齒輪,【任務(wù)分析】 磨削圖2-60所示齒輪，按齒形的形成方法，磨齒可分為成形法和展成法兩種。大多數(shù)磨齒均以展成法原理來加工。磨齒加工主要用于對高精度齒輪或淬硬的齒輪進(jìn)行齒形的精加工，齒輪的精度可達(dá)6級以上。 【相關(guān)知識】

30、2.4.1磨削加工特點及應(yīng)用 1.磨削加工特點 （1）加工精度高 （2）加工范圍廣，可以加工高硬度材料 （3）砂輪的自銳性 （4）磨削速度高，切削厚度小，徑向切削力大。 （5）磨削溫度高 2. 磨削加工的應(yīng)用 磨削加工的工藝范圍很廣，不僅能加工內(nèi)外圓柱面、錐面和平面，還能加工螺紋、花鍵軸、曲軸等特殊的成形面 2.4.2磨床種類 磨床的種類很多，主要有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床，還有專門用來磨削特定表面和工件的專門化磨床，如花鍵軸磨床、凸輪軸磨床、曲軸磨床等。大多數(shù)磨床以砂輪作切削工具，也有以柔性砂帶為切削工具的砂帶磨床，以油石和研磨劑為切削工具的精磨磨床等。,圖2-61 M1432

31、A型萬能外圓磨床的外形圖,圖2-62無心外圓磨床工作原理圖,圖2-63 普通內(nèi)圓磨床,圖2-64 普通內(nèi)圓磨床的磨削方法,圖2-65 無心內(nèi)圓磨削,圖2-66 行星內(nèi)圓磨削,圖2-67 平面磨床,圖2-68 工具磨床,2.4.3 砂輪 1.砂輪的特性 （1）磨料 磨料是制造砂輪的主要原料，它擔(dān)負(fù)著切削工作。因此，磨料必須鋒利，并具備高的硬度、良好的耐熱性和一定的韌性。常用磨料的名稱、代號、特性和用途見表2-4所示。,（2）粒度 粒度指磨料顆料的大小。粒度分磨粒與微粉兩組。磨粒用篩選法分類，它的粒度號以篩網(wǎng)上一英寸長度內(nèi)的孔眼數(shù)來表示。,（3）結(jié)合劑 砂輪中用以粘結(jié)磨料的物質(zhì)稱結(jié)合劑。,（4）組

32、織 砂輪的組織是指磨粒、結(jié)合劑和氣孔三者體積的比例關(guān)系，用來表示結(jié)構(gòu)緊密或疏松的程度。 （5）硬度 砂輪的硬度是指砂輪表面上的磨粒在磨削力作用下脫落的難易程度。砂輪的硬度軟，表示砂輪的磨粒容易脫落，砂輪的硬度硬，表示磨粒較難脫落。 （6）形狀和尺寸 根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)與磨削加工的需要，砂輪制成各種形狀與尺寸。 2.砂輪選用 （1）按工件材料及其熱處理方法選擇磨料 （2）按工件表面粗糙度和加工精度選擇粒度 （3）砂輪硬度的選擇 （4）結(jié)合劑的選擇 在絕大多數(shù)磨削工序中，一般采用陶瓷結(jié)合劑砂輪。 在荒磨和粗磨等沖擊較大的工序中，為避免工件發(fā)生燒傷和變形，常用樹脂結(jié)合劑。 切斷與開槽工序中常用樹脂結(jié)合劑或

33、橡膠結(jié)合劑。 【任務(wù)實施】 完成圖2-60所示齒輪牙的磨削加工，采用如下方法。 1.連續(xù)分度展成法磨齒原理,圖2-69 砂輪磨齒工作原理,2.單齒分度展成法磨齒原理 單齒分度展成法磨齒根據(jù)砂輪形狀不同有錐形砂輪磨齒和雙片碟形砂輪磨齒兩種方法，都是利用齒條和齒輪的嚙合原理來磨削齒輪的。磨齒時被加工齒輪每往復(fù)滾動一次，完成一個或兩個齒面的磨削，因此，須經(jīng)多次分度及加工才能完成全部輪齒齒面的加工。,圖2-70 單齒分度展成法磨齒原理,任務(wù)5 刨、鉆、鏜及拉削加工 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 了解刨削、鉆削、鏜削及拉削加工的工藝范圍；熟悉刨、鉆、鏜及拉削鉆床的結(jié)構(gòu)、種類、主要組成部件；機(jī)床的結(jié)構(gòu)、種類、主要組成部件

34、；了解鉆床和鏜床的操作要點。 【情境導(dǎo)入】 變速箱殼體加工，要經(jīng)過毛坯件刨削、組合機(jī)床群鉆削加工；對于方孔等不規(guī)則零件內(nèi)孔要經(jīng)過拉削等加工，讓我們一起學(xué)習(xí)刨削、鉆削、鏜削及拉削加工吧。 【任務(wù)分析】 如圖2-71所示變速箱殼體，如何由毛坯到成品的加工，安排加工工藝。重點掌握加工過程中涉及到的刨削、鉆等加工方法的應(yīng)用，全面了解常規(guī)機(jī)械加工設(shè)備使用與操作，熟悉這些設(shè)備加工范圍，為全面掌握機(jī)械加工方法奠定基礎(chǔ)。,圖2-71 變速箱殼體零件,【相關(guān)知識】 2.5.1刨床 1. 牛頭刨床,牛頭刨床是指刨刀安裝在滑枕的刀架上，作縱向往復(fù)運動的刨床。牛頭刨床的組成如圖2-72所示。,圖2-72 牛頭刨床 1

35、-工作臺；2-刀架；3-滑枕；4-行程位置調(diào)節(jié)手柄； 5-床身；6-擺桿機(jī)構(gòu)；7-變速手柄；8-行程長度調(diào)； 整方榫；9-進(jìn)給機(jī)構(gòu)；10-橫梁,2.龍門刨床 龍門刨床用于加工大型或重型零件上的各種平面、溝槽和各種導(dǎo)軌面（如棱形、V形導(dǎo)軌面），也可在工作臺上一次裝夾數(shù)個中小型零件進(jìn)行多件加工。龍門刨床是具有雙立柱和橫梁，工作臺沿床身導(dǎo)軌作縱向往復(fù)運動，立柱和橫梁上分別裝有可移動的側(cè)立架和垂直刀架的刨床，如圖2-73所示。,圖2-73 龍門刨床,3. 刨削方法 1 刨平面 2刨垂直面 3刨斜面 4刨T形槽 5刨燕尾槽 2.5.2 鉆床 鉆床是孔加工用機(jī)床，主要用來加工外形比較復(fù)雜、沒有對稱回轉(zhuǎn)軸線

36、的工件上的孔，如杠桿、蓋板、箱體和機(jī)架等零件上的各種孔。在鉆床上加工時，工件固定不動，刀具旋轉(zhuǎn)作主運動，同時沿軸向移動作進(jìn)給運動。鉆床可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋、锪沉頭孔和锪端面等工作。鉆床的加工方法及所需的運動如圖2-79所示。,a) b) c) d) e) f) 圖2-79 鉆削加工的范圍 a)鉆孔；b)擴(kuò)孔；c)鉸孔；d)攻螺紋；e)锪沉頭孔；f)锪端面,1.臺鉆 臺式鉆床簡稱臺鉆，是一種體積小巧，操作簡便，通常安裝在專用工作臺上使用的小型孔加工機(jī)床。臺式鉆床鉆孔直徑一般在13毫米以下，最大不超過16毫米。其主軸變速一般通過改變?nèi)菐г谒蛶л喩系奈恢脕韺崿F(xiàn)，主軸進(jìn)給靠手動操作。臺式

37、鉆床可安放在作業(yè)臺上，主軸垂直布置的小型鉆床，如圖2-80所示。 2.立式鉆床 主軸箱和工作臺安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。常用于機(jī)械制造和修配工廠加工中、小型工件的孔，加工前，須先調(diào)整工件在工作臺上的位置，使被加工孔中心線對準(zhǔn)刀具軸線。加工時，工件固定不動，主軸在套筒中旋轉(zhuǎn)并與套筒一起作軸向進(jìn)給。工作臺和主軸箱可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整位置，以適應(yīng)不同高度的工件。如圖2-81所示。,圖2-80 臺式鉆床 圖2-81 立式鉆床 1底座；2主軸；3變速箱；4手柄；5立柱 1底座；2工作臺；3主軸箱； 4立柱；5手柄,3.搖臂鉆床,搖臂鉆床是一種搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)和升降，通常主軸箱在搖臂上作水平移動的鉆床。搖臂鉆床能用移動刀具中的位置來對中，這給在單件及小批生產(chǎn)中，加工