第六章切削加工

1、第六章第六章 固態(tài)材料的質(zhì)量減少工藝固態(tài)材料的質(zhì)量減少工藝 切削加工和特種加工切削加工和特種加工金屬切削加工：金屬切削加工：鉗工：手持工具鉗工：手持工具 劃線、鋸、銼、刮、鉆孔劃線、鋸、銼、刮、鉆孔機(jī)械加工：操作機(jī)械機(jī)械加工：操作機(jī)械 車、銑車、銑 、刨、磨、鏜、刨、磨、鏜尺寸精度：尺寸精度：IT01IT01、IT0IT0、IT1IT18IT1IT18形狀精度：形狀精度：O O、/O/O/位置精度：位置精度：/加工質(zhì)量加工質(zhì)量加工精度加工精度表面粗糙度表面粗糙度表表6-1表表6-2 公差等級公差等級 在基本尺寸至500mm內(nèi)，規(guī)定有20個精度，等級依次為：依次為： IT01 IT0 IT1IT

2、18 等級等級 高高 低低 IT7 稱為低于稱為低于IT7級級 公差值公差值 小小 大大 IT7稱為稱為 高于高于IT7級級 即公差等級相同，尺寸的精確程度相同（同一公即公差等級相同，尺寸的精確程度相同（同一公差等級（例如差等級（例如IT7）對所有基本尺寸的一組公差被）對所有基本尺寸的一組公差被認(rèn)為具有同等精確程度）。認(rèn)為具有同等精確程度）。 1.成形運(yùn)動成形運(yùn)動 要形成發(fā)生線，需要刀具與工件作相要形成發(fā)生線，需要刀具與工件作相對運(yùn)動，這種形成發(fā)生線即形成被加工表對運(yùn)動，這種形成發(fā)生線即形成被加工表面的運(yùn)動，成為表面成形運(yùn)動，簡稱成形面的運(yùn)動，成為表面成形運(yùn)動，簡稱成形運(yùn)動。運(yùn)動。成形運(yùn)動：主

3、運(yùn)動成形運(yùn)動：主運(yùn)動 進(jìn)給運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動二、切削運(yùn)動和切削用量二、切削運(yùn)動和切削用量主運(yùn)動 是機(jī)床上形成切削速度并消耗大部分切削是機(jī)床上形成切削速度并消耗大部分切削動力的運(yùn)動，是必不可少的成形運(yùn)動。可動力的運(yùn)動，是必不可少的成形運(yùn)動。可由工件或刀具來實(shí)現(xiàn)。由工件或刀具來實(shí)現(xiàn)。 主運(yùn)動只有一個、速度最高、消主運(yùn)動只有一個、速度最高、消耗功率最大耗功率最大進(jìn)給運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動 進(jìn)給運(yùn)動是配合主運(yùn)動維持切削加工連進(jìn)給運(yùn)動是配合主運(yùn)動維持切削加工連續(xù)不斷進(jìn)行的運(yùn)動?？煞譃闄M向進(jìn)給、橫續(xù)不斷進(jìn)行的運(yùn)動?？煞譃闄M向進(jìn)給、橫向進(jìn)給、圓周進(jìn)給等。向進(jìn)給、圓周進(jìn)給等。 進(jìn)給運(yùn)動可以不止一個、速度較小、消耗功進(jìn)給運(yùn)動可

4、以不止一個、速度較小、消耗功率較小率較小 2.2.輔助運(yùn)動輔助運(yùn)動 1 1）各種空行程運(yùn)動）各種空行程運(yùn)動 2 2）切入運(yùn)動，刀具相對工件切入一定深）切入運(yùn)動，刀具相對工件切入一定深度。度。 3 3）分度運(yùn)動）分度運(yùn)動 4 4）操縱和控制運(yùn)動，如啟動、停止、變）操縱和控制運(yùn)動，如啟動、停止、變速、工件的夾緊、松開及換刀速、工件的夾緊、松開及換刀加工表面與切削要素 1.三個加工表面 待加工表面 已加工表面 過渡表面2.切削用量 切削要素包括切削用量和切削層參數(shù) （1）切削用量 切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量（切削深度），又稱為切削用量三要素。 1）切削速度vc切削加工時，切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的主

5、運(yùn)動速度（m/s),常用最大切削速度代表刀具的切削速度。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動： 1000ndvwc式中 nr 主運(yùn)動每秒鐘往復(fù)次數(shù)（str/s）； l 往復(fù)運(yùn)動行程長度（mm）。v = 2Lnr /1000往復(fù)運(yùn)動： 主運(yùn)動每轉(zhuǎn)一圈或每一行程時，刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向上主運(yùn)動每轉(zhuǎn)一圈或每一行程時，刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對于工件的位移量，單位相對于工件的位移量，單位mm/r(用于車削、鏜削）或用于車削、鏜削）或mm/行程（用于刨削、磨削）行程（用于刨削、磨削）也可以用進(jìn)給速度也可以用進(jìn)給速度vf表示（單位表示（單位mm/s)或每齒進(jìn)給量或每齒進(jìn)給量fz表表示，單位（示，單位（mm/齒）用于銑刀、鉸刀等多刃刀具。

6、齒）用于銑刀、鉸刀等多刃刀具。 Vf=nf=nzfz2）進(jìn)給量f對于外圓車削，背吃刀量為工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離（mm）。 ap=(dw-dm)/23 3）背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度）a ap p 鉆孔時鉆孔時 ap = dm/2 62 切削刀具切削刀具一、刀具的幾何形狀一、刀具的幾何形狀外圓車刀切削部分的組成：三面、兩刃、一尖。外圓車刀切削部分的組成：三面、兩刃、一尖。2.2.22.2.2刀具切削部分構(gòu)造刀具切削部分構(gòu)造刀具的基本要求：刀具的基本要求：1 1）合適的幾何角度）合適的幾何角度2 2） 刀具材料的切削性能，對工件具有一定的切削刀具材料的切削性能，對工件

7、具有一定的切削能力。能力。金屬切削加工：金屬切削加工：利用刀具切除毛坯上多余的金利用刀具切除毛坯上多余的金屬層（加工余量）以獲得所需的表面精度和屬層（加工余量）以獲得所需的表面精度和質(zhì)量的加工方法。質(zhì)量的加工方法。刀具切削部分的組成刀具切削部分的組成前刀面：前刀面：切削時刀具上切切削時刀具上切屑流出的表面屑流出的表面主后刀面：主后刀面：與工件上加工與工件上加工表面相對的表面。表面相對的表面。副后刀面：與工件上已加副后刀面：與工件上已加工表面相對的表面工表面相對的表面主切削刃：主切削刃：前刀面與主后前刀面與主后刀面的交線。擔(dān)負(fù)主要切刀面的交線。擔(dān)負(fù)主要切削工作。削工作。副切削刃：副切削刃：前刀面

8、與副后前刀面與副后表面的交線。表面的交線。 刀尖：刀尖：主切削刃和副切削主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃。它刃連接處的一段刀刃。它可以是小的直線段或圓弧?？梢允切〉闹本€段或圓弧。三面二刃一尖三面二刃一尖刨刀、銑刀、鉆頭等其他刀具可視為車刀的演變或組合圖 各種刀具切削部分的形狀二、刀具材料二、刀具材料1對刀具材料的性能要求：對刀具材料的性能要求：（1）較高的硬度。）較高的硬度。（2）良好的耐磨性。）良好的耐磨性。（3）良好的耐熱性。）良好的耐熱性。（4）足夠的強(qiáng)度和韌性。）足夠的強(qiáng)度和韌性。（5）良好的工藝性。）良好的工藝性。2常用刀具材料的性能和用途常用刀具材料的性能和用途（1）碳素工具鋼）

9、碳素工具鋼 制造切削速度低的簡單手動工具制造切削速度低的簡單手動工具（2）合金工具鋼）合金工具鋼 制造低速加工和要求熱處理變形小的刀具制造低速加工和要求熱處理變形小的刀具（3）金屬陶瓷和金剛石）金屬陶瓷和金剛石 目前主要用于難加工材料的精加工目前主要用于難加工材料的精加工 在近代切削加工中，高速鋼和硬質(zhì)合金互相補(bǔ)充，成為應(yīng)在近代切削加工中，高速鋼和硬質(zhì)合金互相補(bǔ)充，成為應(yīng)用最廣泛的刀具付料。用最廣泛的刀具付料。高速鋼是一種加入了較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。 特點(diǎn)：1）強(qiáng)度高，抗彎強(qiáng)度為硬質(zhì)合金的23倍；2）韌性高，比硬質(zhì)合金高幾十倍；3)允許的切削速度為30-50m/min（

10、0.5-1.08m/s）4）硬度62-70HRC，且有較好的耐熱性540650；5）工藝性能好，能鍛造，易磨出利刃。 應(yīng)用：常用于制造各種復(fù)雜刀具（如鉆頭、絲錐、銑刀、拉刀、成型刀具、齒輪刀具等）。（5 5）硬質(zhì)合金）硬質(zhì)合金 用具有高硬度和高熔點(diǎn)的WC、TiC等金屬粉末，以Co、Ni作為粘結(jié)劑，用粉末冶金法制得的合金。 特點(diǎn)：硬度高、耐高溫、許用切削速度是高速鋼的6倍，但強(qiáng)度和韌性差。 適用制造形狀簡單的高速切削刀片鎢鈷類硬質(zhì)合金（YG） 鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金（YT）WCWC、CoCo。常用牌號：。常用牌號：YG3YG3、YG6YG6、YG8YG8等，數(shù)字等，數(shù)字CoCo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)加工

11、鑄鐵、青銅、非鐵金屬及其合金等脆性材料加工鑄鐵、青銅、非鐵金屬及其合金等脆性材料WCWC、TiCTiC、CoCo。YT5YT5、YT15YT15、YT30YT30，數(shù)字?jǐn)?shù)字TiC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般適用于加工鋼件，但不宜加工不銹鋼和鈦合金。一般適用于加工鋼件，但不宜加工不銹鋼和鈦合金。鈦鎢鉭鈷（YW）WCWC、TiCTiC、CoCo再加入再加入TaCTaC或或NbCNbC。改善綜合性能，通用硬質(zhì)合金。改善綜合性能，通用硬質(zhì)合金涂層刀具 在高速鋼或硬質(zhì)合金基體上涂覆一層難熔金屬化合物，如TiC、TiN、Al2O3等 涂層刀具表面硬度高、耐磨性好。6.3 切削加工的工藝特點(diǎn)切削加工的工藝特點(diǎn)一

12、、零件表面的形成一、零件表面的形成包絡(luò)法包絡(luò)法：被加工：被加工工件表面形狀是工件表面形狀是由切削刃連續(xù)位由切削刃連續(xù)位置的包絡(luò)線形成置的包絡(luò)線形成的。的。刀具切削刃刀具切削刃的形狀與工件表的形狀與工件表面的形狀沒有直面的形狀沒有直接關(guān)系。接關(guān)系。成形法成形法：被加工被加工工件表面形狀是工件表面形狀是由刀具切削刃的由刀具切削刃的形狀復(fù)印形成的。形狀復(fù)印形成的。成形法加工時，成形法加工時，工件表面的加工工件表面的加工精度取決于刀具精度取決于刀具的精度。的精度。 二、切削過程二、切削過程 1切屑的形成及其類型切屑的形成及其類型由于工件材料性質(zhì)、刀具由于工件材料性質(zhì)、刀具角度、切削用量的不同，角度、切

13、削用量的不同，切削過程中的變形情況也切削過程中的變形情況也就不同，因而產(chǎn)生了不同就不同，因而產(chǎn)生了不同類型的切屑。類型的切屑。(1)帶狀切屑帶狀切屑 (2)崩碎切屑崩碎切屑 (3)擠裂切屑擠裂切屑 1、帶狀切屑、帶狀切屑 帶狀切屑帶狀切屑 最常見的屑型之一最常見的屑型之一（圖片）（圖片）。 外形特征：外形特征：它的內(nèi)表面是光滑的，外表面是毛茸它的內(nèi)表面是光滑的，外表面是毛茸茸的。茸的。 形成條件：形成條件： 一般加工塑性金屬材料，當(dāng)切削厚度一般加工塑性金屬材料，當(dāng)切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大時，會得到較小、切削速度較高、刀具前角較大時，會得到此類切屑。此類切屑。 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)：切削過程

14、平穩(wěn)，切削力波動較小，已點(diǎn)：切削過程平穩(wěn)，切削力波動較小，已加工表面粗糙度較小。加工表面粗糙度較小。 缺缺 點(diǎn)：切屑纏繞在刀具或工件上影響加工過點(diǎn)：切屑纏繞在刀具或工件上影響加工過程。程。帶狀切屑Real擠裂切屑Real2.擠裂切屑擠裂切屑 又名節(jié)狀切屑又名節(jié)狀切屑(圖圖3-15b) 外形特征：外形特征：切屑接觸面有裂紋，外表面是鋸齒形切屑接觸面有裂紋，外表面是鋸齒形形成條件：形成條件：這類切屑之所以呈鋸齒形，是由于它這類切屑之所以呈鋸齒形，是由于它的第一變形區(qū)較寬，在剪切滑移過程中滑移量較的第一變形區(qū)較寬，在剪切滑移過程中滑移量較大。大。大多在低速、大進(jìn)給、切削厚度較大、刀具大多在低速、大進(jìn)

15、給、切削厚度較大、刀具前角較小時產(chǎn)生。前角較小時產(chǎn)生。3.崩碎切屑切削脆性金屬切削脆性金屬(鑄鐵鑄鐵)時，常見的呈不規(guī)則細(xì)粒狀的切屑，時，常見的呈不規(guī)則細(xì)粒狀的切屑，加工表面凸凹不平。產(chǎn)生這種切屑會使切削過程不平穩(wěn)，加工表面凸凹不平。產(chǎn)生這種切屑會使切削過程不平穩(wěn)，易損壞刀具，也有損于機(jī)床，使已加工表面粗糙。工件材易損壞刀具，也有損于機(jī)床，使已加工表面粗糙。工件材料越是脆硬、切削厚度越大、進(jìn)給量越大則越容易產(chǎn)生這料越是脆硬、切削厚度越大、進(jìn)給量越大則越容易產(chǎn)生這種切屑種切屑(圖圖3-15d) 。崩碎切屑Real4.崩碎切屑切削脆性金屬切削脆性金屬(鑄鐵鑄鐵)時，常見的呈不規(guī)則時，常見的呈不規(guī)則

16、細(xì)粒狀的切屑，加工表面凸凹不平。產(chǎn)生細(xì)粒狀的切屑，加工表面凸凹不平。產(chǎn)生這種切屑會使切削過程不平穩(wěn)，易損壞刀這種切屑會使切削過程不平穩(wěn)，易損壞刀具，也有損于機(jī)床，使已加工表面粗糙。具，也有損于機(jī)床，使已加工表面粗糙。工件材料越是脆硬、切削厚度越大、進(jìn)給工件材料越是脆硬、切削厚度越大、進(jìn)給量越大則越容易產(chǎn)生這種切屑量越大則越容易產(chǎn)生這種切屑(圖圖3-15d) 。2切削力及切削功率一、一、切削力的來源及其分解切削力的來源及其分解1.切削力切削力切削力概念：切削力概念：金屬切削時，刀金屬切削時，刀具切削入工件，使被加工材料具切削入工件，使被加工材料發(fā)生變形并稱為切屑所需的力發(fā)生變形并稱為切屑所需的力

17、稱為切削力。稱為切削力。切削力的來源：切削力的來源： 切屑力來源愈三個方面： A. 克服被加工材料對彈性變形的抗力 B.克服被加工材料對塑性變形的抗力 C. 克服切屑對前刀面的摩擦力和刀具后刀面對過渡表面與已加工表面之間的摩擦力 也可以這么說：也可以這么說： 前刀面上的變前刀面上的變形抗力及摩擦形抗力及摩擦 后刀面上的變后刀面上的變形抗力及摩擦形抗力及摩擦 3.切削力的分解 總的合力總的合力F Fr r可分解為可分解為相互垂直的相互垂直的F Fc c、F Fp p、F Ff f FcFc切削力或切向切削力或切向力。力。 FfFf進(jìn)給力或軸向進(jìn)給力或軸向力。力。 FpFp切深抗力、或切深抗力、或

18、背向力、徑向力、吃背向力、徑向力、吃刀力。刀力。22222yxzNzrFFFFFF FzFz切削力或切向切削力或切向力。它切于過渡表面力。它切于過渡表面并與基面垂直。并與基面垂直。FzFz是是計(jì)算車刀強(qiáng)度，設(shè)計(jì)計(jì)算車刀強(qiáng)度，設(shè)計(jì)機(jī)床零件，確定機(jī)床機(jī)床零件，確定機(jī)床功率所必需的。功率所必需的。 FxFx進(jìn)給力或軸向進(jìn)給力或軸向力。處于基面內(nèi)并與力。處于基面內(nèi)并與工件軸線平行與進(jìn)給工件軸線平行與進(jìn)給方向相反的力。方向相反的力。 是設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，計(jì)是設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，計(jì)算車刀進(jìn)給功率所必算車刀進(jìn)給功率所必需的。需的。 Fx (0.10.6)FFx (0.10.6)Fz z FyFy它是處于基面內(nèi)并與它是

19、處于基面內(nèi)并與工件軸線垂直的力。工件軸線垂直的力。它用來它用來確定與工件加工精度有關(guān)的確定與工件加工精度有關(guān)的工件撓度，計(jì)算機(jī)床零件和工件撓度，計(jì)算機(jī)床零件和車刀強(qiáng)度，它與工件在切削車刀強(qiáng)度，它與工件在切削過程中產(chǎn)生的振動有關(guān)。過程中產(chǎn)生的振動有關(guān)。F Fy y(0.150.7)F(0.150.7)Fz,z,此力不做此力不做功功，但能使工件變形或產(chǎn)生，但能使工件變形或產(chǎn)生振動，對加工精度和已加工振動，對加工精度和已加工表面質(zhì)量影響較大。表面質(zhì)量影響較大。由實(shí)驗(yàn)得出如下關(guān)系：由實(shí)驗(yàn)得出如下關(guān)系：當(dāng)當(dāng)KrKr4545，ss0 0，oo1515時，時， FyFy(0.4(0.40.5) Fz0.5)

20、 Fz Fx Fx(0.3(0.30.4) Fz0.4) Fz Fr Fr(1.12(1.121.18) Fz1.18) FzFzFz在各分力中最大。在各分力中最大。（5）影響切削力的因素）影響切削力的因素 工件材料工件材料 刀具角度刀具角度 切削用量切削用量三、切削加工性三、切削加工性1.衡量切削加工性的指標(biāo)衡量切削加工性的指標(biāo) a 一定耐用度下的切削速度一定耐用度下的切削速度 VT b 相對加工性相對加工性 Kr, Kr=V60/( V60)j 以以45鋼為基準(zhǔn)鋼為基準(zhǔn) c 切削力、切削溫度、已加工表面質(zhì)量。切屑的控制，斷屑的切削力、切削溫度、已加工表面質(zhì)量。切屑的控制，斷屑的難易程度。難

21、易程度。工件材料的切削加工性主要決定于材料的物理、力學(xué)性能。工件材料的切削加工性主要決定于材料的物理、力學(xué)性能。 灰鑄鐵灰鑄鐵 切削加工性較好。切削加工性較好。 低碳鋼低碳鋼 切削加工性較差。切削加工性較差。 高碳鋼高碳鋼 切削加工性亦很差。切削加工性亦很差。 中碳鋼中碳鋼 其切削加工性比高碳鋼和低碳鋼都好。其切削加工性比高碳鋼和低碳鋼都好。鋁、銅合金鋁、銅合金 可切削性很好。但有些塑性太高的鋁、銅合金，加可切削性很好。但有些塑性太高的鋁、銅合金，加工時塑性變形很大，斷屑困難，表面質(zhì)量不易保證，可切削工時塑性變形很大，斷屑困難，表面質(zhì)量不易保證，可切削性亦差。性亦差。2.改善切削加工性的途徑改

22、善切削加工性的途徑 1)采用熱處理采用熱處理 高碳鋼、工具鋼高碳鋼、工具鋼球化退火，降低硬度。球化退火，降低硬度。 熱軋中碳鋼熱軋中碳鋼正火，組織與硬度均勻。正火，組織與硬度均勻。 低碳鋼低碳鋼正火、降低塑性，提高硬度。正火、降低塑性，提高硬度。 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)。 鑄鐵件鑄鐵件切削加工前退火，降低表層硬度，消除內(nèi)應(yīng)切削加工前退火，降低表層硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。力。 2)調(diào)整材料的化學(xué)成份調(diào)整材料的化學(xué)成份 例如，在鋼中加少量的硫、鉛、磷等元素，形成金屬例如，在鋼中加少量的硫、鉛、磷等元素，形成金屬夾雜物夾雜物(如如MnS)，在鋼中彌散分布，使之容易斷屑，刀具，在鋼中彌散分布，使

23、之容易斷屑，刀具磨損減輕，加工表面質(zhì)量好，這類鋼稱為易切削鋼。磨損減輕，加工表面質(zhì)量好，這類鋼稱為易切削鋼。CA6140類別（車床類）類別（車床類）結(jié)構(gòu)特性（結(jié)構(gòu)不同）結(jié)構(gòu)特性（結(jié)構(gòu)不同）組別（落地及臥式車床組）組別（落地及臥式車床組）系別（普通車床系）系別（普通車床系）主參數(shù)（最大車削直徑主參數(shù)（最大車削直徑400mm）64切削工藝切削工藝一、車削一、車削1.車床的組成車床的組成 CA6140機(jī)床布局 臥式車床主要加工軸類和直徑不太大的盤、套類零件，故采用臥式布局。主軸水平安裝，刀具在水平面內(nèi)作縱、橫向進(jìn)給運(yùn)動。車 床主軸箱主軸箱進(jìn)給箱進(jìn)給箱溜板箱溜板箱尾座尾座床身床身掛掛輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)刀架刀

24、架床腿床腿光杠光杠絲杠絲杠溜板箱和進(jìn)給箱的功用 進(jìn)給箱的功用是變換被加工螺紋的種類和導(dǎo)程，以及獲得各種機(jī)動進(jìn)給量。 溜板箱的功用是將絲杠或光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行運(yùn)動并帶動刀架進(jìn)給，控制刀架運(yùn)動的接通、斷開和換向，機(jī)床過載時控制刀架自動停止進(jìn)給，手動操作刀架時實(shí)現(xiàn)快速移動。 溜板箱的組成：縱、橫向機(jī)動進(jìn)給和快速移動的操作機(jī)構(gòu)，開合螺母及操作機(jī)構(gòu)、互鎖機(jī)構(gòu)、超越離合器和安全離合器等。3車削的工藝特點(diǎn)車削的工藝特點(diǎn)（1）易于保證各加工面件的同軸度、垂直度、平行度等。）易于保證各加工面件的同軸度、垂直度、平行度等。（2）生產(chǎn)率較高，表面質(zhì)量好。）生產(chǎn)率較高，表面質(zhì)量好。（3）對工件材質(zhì)、加工要求

25、的適用性強(qiáng)。）對工件材質(zhì)、加工要求的適用性強(qiáng)。4.車床的加工范圍車床的加工范圍回轉(zhuǎn)表面：回轉(zhuǎn)表面：車外圓、內(nèi)孔、端面、外錐面、車槽、切斷、車螺紋，鉆車外圓、內(nèi)孔、端面、外錐面、車槽、切斷、車螺紋，鉆孔，鉸孔孔，鉸孔注意車床加工共同點(diǎn)：注意車床加工共同點(diǎn)：主運(yùn)動主運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動回轉(zhuǎn)表面回轉(zhuǎn)表面圖圖 車刀的類型與用途車刀的類型與用途1 1 45 45彎頭車刀彎頭車刀 2 29090外圓車刀外圓車刀 3 3 外螺紋車刀外螺紋車刀 4 47575外圓車刀外圓車刀 5 5 成形車刀成形車刀 6 69090左切外圓車刀左切外圓車刀 7 7 割槽刀割槽刀 8 8 內(nèi)孔槽刀內(nèi)孔槽刀 9 9 內(nèi)螺紋車刀內(nèi)

26、螺紋車刀 1010 盲孔鏜刀盲孔鏜刀 1111 通孔鏜刀通孔鏜刀常用車刀車刀的結(jié)構(gòu)a)整體式 b)焊接式 c)機(jī)夾重磨式 d)可轉(zhuǎn)位式三、鉆削加工三、鉆削加工鉆、擴(kuò)、鉸、鏜加工都屬于孔加工方法，另外還有拉孔、磨孔鉆、擴(kuò)、鉸、鏜加工都屬于孔加工方法，另外還有拉孔、磨孔屬于孔的精加工。屬于孔的精加工。1鉆孔鉆孔鉆孔是用鉆頭在鉆孔是用鉆頭在實(shí)體材料上加工實(shí)體材料上加工孔孔。鉆孔屬粗加工，可達(dá)到的尺。鉆孔屬粗加工，可達(dá)到的尺寸公差等級為寸公差等級為IT11，表面粗糙度，表面粗糙度Ra值一般為值一般為12.5um。麻花鉆組成：柄部頸部工作部分切削部分承擔(dān)切削導(dǎo)向部分引導(dǎo)鉆頭為提高鉆孔的精度和效率 修磨成

27、“群鉆”1)麻花鉆：兩個主切削刃、兩上副切削刃、一個橫刃麻花鉆：兩個主切削刃、兩上副切削刃、一個橫刃2)鉆孔的工藝特點(diǎn)鉆孔的工藝特點(diǎn)（1）容易產(chǎn)生）容易產(chǎn)生“引偏引偏”，產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因：麻花鉆細(xì)長麻花鉆細(xì)長鉆頭僅有兩條很窄的棱鉆頭僅有兩條很窄的棱邊與孔壁接觸，接觸剛度邊與孔壁接觸，接觸剛度和導(dǎo)向作用很差。和導(dǎo)向作用很差。鉆頭橫刃產(chǎn)生的軸向力鉆頭橫刃產(chǎn)生的軸向力很大。很大。鉆頭有兩個主切削刃。鉆頭有兩個主切削刃。（2）排屑困難。）排屑困難。（3）切削熱不易傳散。）切削熱不易傳散。工件吸收的熱量約占工件吸收的熱量約占52.5%，鉆頭約，鉆頭約占占14.5%，切屑約占，切屑約占28%，而介質(zhì)

28、僅，而介質(zhì)僅占占5%左右。左右。減小減小“引偏引偏”產(chǎn)生采產(chǎn)生采取的措施取的措施：預(yù)鉆錐形定心孔。預(yù)鉆錐形定心孔。用鉆套為鉆頭導(dǎo)向。用鉆套為鉆頭導(dǎo)向。刃磨時，盡量把鉆刃磨時，盡量把鉆頭的兩個主切削刃刃頭的兩個主切削刃刃磨得對稱一致。磨得對稱一致。q改進(jìn)方法改進(jìn)方法群鉆群鉆: :3)鉆孔機(jī)床的選擇鉆孔機(jī)床的選擇臺式鉆床：單件小批生產(chǎn)，中小型工件上的小孔。臺式鉆床：單件小批生產(chǎn)，中小型工件上的小孔。立式鉆床：中小型工件上直徑較大的孔。立式鉆床：中小型工件上直徑較大的孔。搖臂鉆床：大中型工件上的孔。搖臂鉆床：大中型工件上的孔?；剞D(zhuǎn)體工件上的孔：多在車床上加工?；剞D(zhuǎn)體工件上的孔：多在車床上加工。在成批

29、和大量生產(chǎn)中：鉆模、多軸鉆或組合機(jī)床進(jìn)行孔的加在成批和大量生產(chǎn)中：鉆模、多軸鉆或組合機(jī)床進(jìn)行孔的加工。工。六、鉆床：臺鉆、立鉆、搖臂鉆1.臺式鉆床 鉆孔16以下，適用于加工小型零件各種孔。鉆床鉆床2.立式鉆床 典型型號典型型號Z35 可手動、機(jī)可手動、機(jī)動進(jìn)給動進(jìn)給 適用于單件適用于單件小批加工小小批加工小型零件各種型零件各種孔。孔。3. 搖臂鉆床搖臂鉆床 典型型號典型型號Z3040。適用于加工大、中型工件。適用于加工大、中型工件。萬向搖臂鉆床搖臂和主軸箱可萬向搖臂鉆床搖臂和主軸箱可以回轉(zhuǎn)或傾斜，使主軸可在空以回轉(zhuǎn)或傾斜，使主軸可在空間任意方向都可以進(jìn)行鉆削，間任意方向都可以進(jìn)行鉆削，適用于重

30、型機(jī)器，機(jī)車車輛，適用于重型機(jī)器，機(jī)車車輛，船舶和鍋爐等制造業(yè)中加工大船舶和鍋爐等制造業(yè)中加工大型工件。型工件。車式搖臂鉆床的底座有車輪，車式搖臂鉆床的底座有車輪，可以在軌道上移動，適用于橋可以在軌道上移動，適用于橋梁和機(jī)床等行業(yè)窄長形工件的梁和機(jī)床等行業(yè)窄長形工件的孔加工。孔加工。搖臂鉆搖臂鉆2.擴(kuò)孔擴(kuò)孔擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對工件上已有的孔進(jìn)行擴(kuò)大加工，提高孔擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對工件上已有的孔進(jìn)行擴(kuò)大加工，提高孔的精度和減小表面粗糙度的精度和減小表面粗糙度Ra值。擴(kuò)孔的公差等級為值。擴(kuò)孔的公差等級為IT10IT9，表面粗糙度，表面粗糙度Ra值為值為6.33.2um，屬于半精加工。，屬于半精加工。擴(kuò)孔鉆

31、與麻花鉆在結(jié)構(gòu)上相比有以下特點(diǎn)：擴(kuò)孔鉆與麻花鉆在結(jié)構(gòu)上相比有以下特點(diǎn)：1)剛性較好。剛性較好。2)導(dǎo)向性較好。導(dǎo)向性較好。3)切削條件較好。切削條件較好。在一定程度上可校正原孔軸線的偏斜。在一定程度上可校正原孔軸線的偏斜。3、鉸孔、鉸孔鉸孔是在擴(kuò)孔或半精鏜的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是孔的精加工方鉸孔是在擴(kuò)孔或半精鏜的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是孔的精加工方法。公差等級為法。公差等級為IT8IT6，表面粗糙度，表面粗糙度Ra值為值為1.60.4um。提高工件的尺寸精度和形狀精度，但不能提高孔的提高工件的尺寸精度和形狀精度，但不能提高孔的位置精度。位置精度。鉆一擴(kuò)一鉸鉆一擴(kuò)一鉸是生產(chǎn)中典型的孔加工方案。是生產(chǎn)中典型的孔

32、加工方案。 四、鏜孔四、鏜孔鏜孔是位置精度要求嚴(yán)格的箱體上的孔系加工，可在車床、鏜孔是位置精度要求嚴(yán)格的箱體上的孔系加工，可在車床、鏜床或銑床上進(jìn)行。鏜孔可分粗鏜、半精鏜和精鏜。鏜床或銑床上進(jìn)行。鏜孔可分粗鏜、半精鏜和精鏜。鏜削視頻另外孔加工還有拉孔、磨孔另外孔加工還有拉孔、磨孔磨孔是孔的精加工方法，尺寸公差等級：磨孔是孔的精加工方法，尺寸公差等級：IT8IT6， Ra：1.60.4um。磨孔主要用于不宜或無法進(jìn)行鏜削、鉸削或拉削的磨孔主要用于不宜或無法進(jìn)行鏜削、鉸削或拉削的高精度的孔以及淬硬孔的精加工。高精度的孔以及淬硬孔的精加工。拉孔是孔進(jìn)行精加工，尺寸公差等級為拉孔是孔進(jìn)行精加工，尺寸公

33、差等級為IT8 IT7，Ra值為值為0.80.4um。五、 拉削 拉孔是孔進(jìn)行精加工，尺拉孔是孔進(jìn)行精加工，尺寸公差等級為寸公差等級為IT8 IT7，Ra值為值為0.80.4um。 孔加工：鉆擴(kuò)拉（10 100） 拉床是用拉刀進(jìn)行加工的機(jī)床。拉床用于大批量加工通孔、拉床是用拉刀進(jìn)行加工的機(jī)床。拉床用于大批量加工通孔、平面及成形表面。平面及成形表面。 只有主運(yùn)動，沒有進(jìn)給運(yùn)動。只有主運(yùn)動，沒有進(jìn)給運(yùn)動。 拉床的主運(yùn)動通常是由液壓驅(qū)動的拉床的主運(yùn)動通常是由液壓驅(qū)動的1、適合拉削表面2、拉床與拉刀拉床與拉刀五、刨削五、刨削刨削加工的尺寸公差等級一般為刨削加工的尺寸公差等級一般為IT9IT7，Ra值為

34、值為6.31.6um。用寬刀進(jìn)行精刨，表面粗糙度。用寬刀進(jìn)行精刨，表面粗糙度Ra值為值為1.60.8um。牛頭刨床是由滑枕帶著刀架作直牛頭刨床是由滑枕帶著刀架作直線往復(fù)運(yùn)動線往復(fù)運(yùn)動龍門刨床由工作臺帶著工件通過龍門刨床由工作臺帶著工件通過龍門框架作直線往復(fù)運(yùn)動龍門框架作直線往復(fù)運(yùn)動刨削加工的特點(diǎn)刨削加工的特點(diǎn)1.1.加工精度低加工精度低: :只能采用中低速切削只能采用中低速切削, ,易積屑瘤易積屑瘤2.2.生產(chǎn)效率低生產(chǎn)效率低: :窄長平面多采用刨削加工窄長平面多采用刨削加工3.3.加工成本低加工成本低: :刨床、刨刀結(jié)構(gòu)簡單，刨床的調(diào)刨床、刨刀結(jié)構(gòu)簡單，刨床的調(diào)整和刨刀的刃磨比較方便。整和刨

35、刀的刃磨比較方便。在大批量生產(chǎn)中，刨削已逐漸被銑削和拉削代在大批量生產(chǎn)中，刨削已逐漸被銑削和拉削代替。替。六、銑削六、銑削銑削加工公差等級可達(dá)銑削加工公差等級可達(dá)IT9IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra值可達(dá)值可達(dá)6.31.6um。1.加工表面：加工表面：銑床可以加工各種銑床可以加工各種平面平面、臺階臺階、溝溝槽槽、螺旋面螺旋面等。等。2.2.使用刀具：使用刀具：主要有圓柱銑刀、端銑刀、盤銑刀、主要有圓柱銑刀、端銑刀、盤銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀等。立銑刀、鍵槽銑刀等。3.3.主運(yùn)動：主運(yùn)動：銑刀的回轉(zhuǎn)運(yùn)動銑刀的回轉(zhuǎn)運(yùn)動 進(jìn)給運(yùn)動：進(jìn)給運(yùn)動：工件的直線運(yùn)動工件的直線運(yùn)動六、銑削六、銑削銑削加工公差

36、等級可達(dá)銑削加工公差等級可達(dá)IT9IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra值可達(dá)值可達(dá)6.31.6um。銑刀旋轉(zhuǎn)為銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動主運(yùn)動，工件或銑刀的移動為，工件或銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動。 可加工平面、臺階面、溝槽、成形面等，多刃切削效率高可加工平面、臺階面、溝槽、成形面等，多刃切削效率高銑削平面的工藝特點(diǎn)銑削平面的工藝特點(diǎn)：(1)(1)銑刀是多齒刀具，切削過程不平穩(wěn)，容易產(chǎn)生銑刀是多齒刀具，切削過程不平穩(wěn)，容易產(chǎn)生振動，振動，RaRa較大。較大。(2)(2)刀齒的散熱條件好。但切入和切出有熱和力的刀齒的散熱條件好。但切入和切出有熱和力的沖擊，加速刀具的磨損，甚至引起硬質(zhì)合金刀片沖擊，加速刀具

37、的磨損，甚至引起硬質(zhì)合金刀片的碎裂。的碎裂。(3)(3)銑削加工的應(yīng)用范圍廣。銑削加工的應(yīng)用范圍廣。(4)(4)銑平面比刨平面的生產(chǎn)率高。銑平面比刨平面的生產(chǎn)率高。萬能臥式升萬能臥式升降臺式銑床降臺式銑床床鞍底座床身懸梁主軸支架工作臺回轉(zhuǎn)盤升降臺nXY臥式升降臺銑床底座床身懸梁主軸支架工作臺床鞍升降臺立式升降臺式銑床升降臺立銑頭立銑頭主軸主軸工作臺工作臺床鞍圓臺銑床床身滑座圓工作臺立柱主軸箱龍門銑床床身工作臺水平銑頭橫梁垂直銑頭立柱頂梁立柱垂直銑頭水平銑頭七、磨削七、磨削七 磨削平面、外圓、內(nèi)孔精加工的主要手段，適用于淬平面、外圓、內(nèi)孔精加工的主要手段，適用于淬硬或不淬硬表面硬或不淬硬表面1.

38、1.經(jīng)濟(jì)精度：經(jīng)濟(jì)精度：IT6IT6 IT5IT5級級經(jīng)濟(jì)表面粗糙：經(jīng)濟(jì)表面粗糙：Ra0.8Ra0.80.10.12.2.使用刀具：使用刀具：磨料磨具磨料磨具（砂輪、砂帶、油石、研（砂輪、砂帶、油石、研磨料等）磨料等）3.3.磨床類型：磨床類型：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床等外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床等2.2.機(jī)床的典型加工方法機(jī)床的典型加工方法機(jī)床的主運(yùn)動：機(jī)床的主運(yùn)動：砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動：工件旋轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn) 工件縱向直線運(yùn)動（軸向進(jìn)給）工件縱向直線運(yùn)動（軸向進(jìn)給） 砂輪橫向進(jìn)給進(jìn)給砂輪橫向進(jìn)給進(jìn)給2.2.機(jī)床的典型加工方法機(jī)床的典型加工方法 縱磨法磨削外圓

39、柱面縱磨法磨削外圓柱面 縱磨法磨削小錐度長圓錐面縱磨法磨削小錐度長圓錐面 切入法磨削錐度較大短圓切入法磨削錐度較大短圓 內(nèi)圓磨具磨削內(nèi)圓柱內(nèi)圓磨具磨削內(nèi)圓柱/ /錐面錐面縱磨法縱磨法 橫磨法橫磨法 M1432A型萬能外圓磨床液壓控制箱液壓控制箱床身床身頭架頭架工作臺工作臺內(nèi)圓磨具內(nèi)圓磨具砂輪架砂輪架尾座尾座精密萬能外圓磨床平面磨床6.5特種加工（自學(xué)）特種加工（自學(xué)）不象機(jī)械加工那樣主要依靠機(jī)械能來切除被加工材料，而是直不象機(jī)械加工那樣主要依靠機(jī)械能來切除被加工材料，而是直接利用電能、化學(xué)能、光能及聲能等進(jìn)行加工。接利用電能、化學(xué)能、光能及聲能等進(jìn)行加工。利用能源：電能、化學(xué)能、光能及聲能等；

40、利用能源：電能、化學(xué)能、光能及聲能等；工具材料：硬度可以比工件材料的硬度低；工具材料：硬度可以比工件材料的硬度低；切削力：加工時一般沒有明顯的切削力；切削力：加工時一般沒有明顯的切削力；切削速度：加工去除工件材料的速度比切削加工低。切削速度：加工去除工件材料的速度比切削加工低。利用脈沖放電對導(dǎo)電材料的腐蝕作用去除材料，以獲得一定利用脈沖放電對導(dǎo)電材料的腐蝕作用去除材料，以獲得一定形狀和尺寸的一種加工方法。形狀和尺寸的一種加工方法。 1. 1. 解決各種難切削材料的加工問題解決各種難切削材料的加工問題 2. 2. 解決各種復(fù)雜表面的加工問題解決各種復(fù)雜表面的加工問題 3. 3. 解決各種超精或具

41、有特殊要求的零件解決各種超精或具有特殊要求的零件 的加工問題的加工問題6.5 特種加工v 特種加工的特點(diǎn)特種加工的特點(diǎn)1. 主要利用電能、電化學(xué)能、聲能、光主要利用電能、電化學(xué)能、聲能、光 能、熱能等去除材料，而不是主要依能、熱能等去除材料，而不是主要依 靠機(jī)械能靠機(jī)械能2. 工具硬度可以低于被加工材料的硬度工具硬度可以低于被加工材料的硬度3. 加工過程中工具和工件之間不存在顯加工過程中工具和工件之間不存在顯 著的切削力著的切削力加工原理加工原理1.工具與工件之間保持適當(dāng)間隙工具與工件之間保持適當(dāng)間隙 自動進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)2 2. .火花放電必須是脈沖性放電火花放電必須是脈沖性放電

42、 采用脈沖電源采用脈沖電源3 3. .在有一定絕緣性能的介質(zhì)中放電在有一定絕緣性能的介質(zhì)中放電 液體絕緣介質(zhì)液體絕緣介質(zhì) 兩極之間兩極之間火花放電火花放電電腐蝕電腐蝕去除材料去除材料創(chuàng)造創(chuàng)造條件：條件： 一一 電火花加工電火花加工電火花加工視頻電火花加工視頻 1工件 2脈沖電源 3自動進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng) 4工具 5工作液 6過濾器 7工作液泵 圖2-2 電火花加工原理示意圖3214567極性效應(yīng)極性效應(yīng)工件正極工件正極正極性加工正極性加工工件負(fù)極工件負(fù)極負(fù)極性加工負(fù)極性加工精加工精加工短脈沖短脈沖ti 80 s為充分利用極性效應(yīng)，一般都采用為充分利用極性效應(yīng)，一般都采用單向脈沖電源單向脈沖電源(a)

43、 電火花加工產(chǎn)品 (b) 線切割加工產(chǎn)品加工產(chǎn)品實(shí)例 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)1.1.適于難切削材料的加工適于難切削材料的加工 硬質(zhì)合金、淬火鋼等硬質(zhì)合金、淬火鋼等2.2.加工復(fù)雜形狀或特殊零件加工復(fù)雜形狀或特殊零件 應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大 局限性局限性1.1.主要加工金屬等導(dǎo)電材料主要加工金屬等導(dǎo)電材料2.2.加工速度較慢加工速度較慢3.3.有有電極損耗電極損耗，影響加工精度，影響加工精度電火花加工的特點(diǎn)及應(yīng)用電火花加工的特點(diǎn)及應(yīng)用電火花加工工藝方法分類電火花加工工藝方法分類類別類別工藝方法工藝方法特特 點(diǎn)點(diǎn)用用 途途備備 注注 1穿孔成形穿孔成形加工加工工具為成形電極工具為成形電極主要一個進(jìn)給

44、運(yùn)動主要一個進(jìn)給運(yùn)動型腔加工、沖模型腔加工、沖模擠壓模、異形孔擠壓模、異形孔約占電機(jī)床總數(shù)30% 2電火花電火花線線切割切割加工加工工具為線狀電極工具為線狀電極兩個進(jìn)給運(yùn)動兩個進(jìn)給運(yùn)動沖模、直紋面、沖模、直紋面、窄縫、下料窄縫、下料占總數(shù)60% 3內(nèi)孔、外內(nèi)孔、外圓成形磨圓成形磨相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、徑向軸向進(jìn)給運(yùn)動徑向軸向進(jìn)給運(yùn)動精密小孔、外圓精密小孔、外圓小模數(shù)滾刀小模數(shù)滾刀占總數(shù)3% 4同步共軛同步共軛回轉(zhuǎn)加工回轉(zhuǎn)加工均作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動均作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動且縱橫進(jìn)給且縱橫進(jìn)給精密螺紋、異形精密螺紋、異形齒輪、回轉(zhuǎn)表面齒輪、回轉(zhuǎn)表面占總數(shù)1% 5高速高速小孔小孔加工加工細(xì)管電極旋轉(zhuǎn)、細(xì)管電極旋轉(zhuǎn)、

45、穿孔速度極高穿孔速度極高深小孔、噴嘴、深小孔、噴嘴、穿絲孔穿絲孔占總數(shù)2% 6表面強(qiáng)化、表面強(qiáng)化、刻字刻字工具在工件上振動工具在工件上振動工具相對工件移動工具相對工件移動工具刃口強(qiáng)化、工具刃口強(qiáng)化、刻字刻字占總數(shù)2%3% 二二 電解加工電解加工電解加工原理電解加工原理 利用金屬在電解液中的電化學(xué)反應(yīng)（陽極溶解）利用金屬在電解液中的電化學(xué)反應(yīng)（陽極溶解） 將工件加工成形將工件加工成形 直流電源直流電源10 24V緩進(jìn)保持間隙緩進(jìn)保持間隙0.11mm電解液壓力電解液壓力 0.52 MPa1024V0.52MPa電解加工特點(diǎn)：電解加工特點(diǎn)：1）可加工任何硬度的金屬材料）可加工任何硬度的金屬材料2）加工葉片、鍛模等型面，加工易變形或）