第三章機械加工基礎

1、12022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-28 n切削表面2022-3-282022-3-282022-3-282022-3-281000/dnv2ddamwpdw_待加工表面直徑dm_已加工表面直徑2022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-28刀具制造成一定的幾何角度，使其具有切削能力刀具制造成一定的幾何角度，使其具有切削能力前角 后角 主偏角 副偏角 刃傾角 2022-3-282022-3-282022-3-282022-3-28

2、2022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-28類別代號（磨床）通用特性和結構特性代號（高精度）組別代號（外圓磨床組）系別代號（萬能外圓磨床系）主參數(shù)（最大磨削直徑320mm)重大改進順序號（第一次重大改進）2022-3-28() () (.) ()/ ( ) - ( )C M 6 1 402 M B 1 4 32 A / S22022-3-28CA6140CA6140C車床（類代號）A 結構特性代號6 組代號（落地及臥式車床）1 系代號（普通落地及臥式車床）主參數(shù)（最大加工件回轉直徑400mm）C

3、2150C21506 6C車床（類代號）21多軸棒料自動車床（組系代號）50最大棒料直徑50mm（主參數(shù)）6 軸數(shù)為6（第二主參數(shù)）機床型號舉例機床型號舉例: : 2022-3-28MGB1432MGB1432M磨床（類代號）G高精度（通用特性代號）B半自動（通用特性代號）14萬能外圓磨床（組系代號）32最大磨削外徑320mm（主參數(shù)）XKA5032AXKA5032AX銑床（類代號）K 數(shù)控（通用特性代號）A（結構特性代號）50立式升降臺銑床（組系代號）32工作臺面寬度320mm（主參數(shù)）A 第一次重大改進（重大改進序號）2022-3-282022-3-282022-3-282022-3-28

4、2022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-28 2022-3-28立式車床2022-3-282022-3-28（一）齒輪加工方法（一）齒輪加工方法 按輪齒成形原理分兩大類：按輪齒成形原理分兩大類： 1.1.成形法成形法 加工精度和生產率較低，適于單件小批生產。加工精度和生產率較低，適于單件小批生產。 2.2.展成法展成法 加工精度和生產率較高，一把刀可加工相同模加工精度和生產率較高，一把刀可加工相同模數(shù)、相同壓力角的任何齒數(shù)的齒輪。數(shù)、相同壓力角的任何齒數(shù)的齒輪。 剃齒刀 （二）齒輪加工機床（二）齒輪加工機床 圓柱齒輪：滾齒機、插齒機等；圓柱齒輪：滾

5、齒機、插齒機等； 直齒錐齒輪：刨齒機、銑齒機、拉齒機直齒錐齒輪：刨齒機、銑齒機、拉齒機 ； 弧齒錐齒輪：銑齒機。弧齒錐齒輪：銑齒機。 精加工齒輪：剃齒機、珩齒機、磨齒機精加工齒輪：剃齒機、珩齒機、磨齒機銑齒滾齒插齒磨齒2022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-28 銑床系指主要用銑刀在工件上加工各種表面銑床系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機床。通常銑刀旋轉運動為主運動，工件的機床。通常銑刀旋轉運動為主運動，工件( (和和) )銑刀的移動為進給運動。銑刀的移動為進給運動。 銑床銑床可以加工平面、

6、溝槽、輪齒、螺紋和花可以加工平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，鍵軸，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。在機械制造和修理部門得到廣泛應用。 2022-3-282022-3-282022-3-28龍門刨床龍門刨床 刨床是用刨刀對加工工件的平面、溝槽或成形表面進行刨削的機床。 用刨床刨削窄長表面時具有較高的效率，它適用于中小批量生產和維修車間。 刨床主要有牛頭刨床、龍門刨床和單臂刨床。 2022-3-282022-3-28用拉刀加工工件各種內、外成形表面的機床，拉削時拉刀使被加工表面在一次走刀中成形，所以拉床的運動比較簡單，它

7、只有主運動，沒有進給運動。 切削時，拉刀作低速平穩(wěn)的直線運動，同時拉刀承受的切削力也很大，所以拉床的主運動通常是由液壓驅動的。拉刀或固定拉刀的滑座往往是由油缸的活塞桿帶動的。拉床主參數(shù)指額定拉力。 按加工表面不同，拉床可分為內拉床和外拉床。 2022-3-28 采用液壓傳動，工作平穩(wěn)，薄的切削層，高精度的拉刀，可獲得較高的精度（IT6IT8）和較小的粗糙度（0.11.6m）。 拉削時，每一刀齒只工作一次，拉刀的耐用度和使用壽命很高。拉刀所有刀齒通過后，即完成全部粗、精加工；所以生產率高。 2022-3-28用于加工通孔、平面及成形表面 2022-3-28 磨床是用砂輪作切削工具，對工件表面進磨

8、床是用砂輪作切削工具，對工件表面進行切削加工的精密加工的機床，其應用廣泛行切削加工的精密加工的機床，其應用廣泛 。 磨床磨床精加工精度精加工精度IT7IT7IT5IT5級，級，Ra0.8Ra0.80.040.04umum，也可粗加工，高速磨、強力磨；可磨也可粗加工，高速磨、強力磨；可磨普通材料，又可磨高硬度難加工材料；適應各普通材料，又可磨高硬度難加工材料；適應各種工件形狀、表面及生產批量。種工件形狀、表面及生產批量。 磨床種類：磨床種類：（1 1）外圓磨床：普通、萬能、無心外圓磨床等）外圓磨床：普通、萬能、無心外圓磨床等（2 2）內圓磨床：普通、無心、行星式內圓磨床等）內圓磨床：普通、無心、

9、行星式內圓磨床等（3 3）平面磨床：臥軸）平面磨床：臥軸( (立軸立軸) )矩臺矩臺( (圓臺圓臺) )平面磨床等平面磨床等（4 4）工具磨床：工具曲線磨床）工具磨床：工具曲線磨床 、鉆頭溝槽磨床等、鉆頭溝槽磨床等（5 5）刀具刃磨床：萬能工具磨床、拉刀、滾刀磨床等）刀具刃磨床：萬能工具磨床、拉刀、滾刀磨床等（6 6）專門化磨床：曲軸、花鍵軸）專門化磨床：曲軸、花鍵軸 、齒輪、螺紋磨床等、齒輪、螺紋磨床等（7 7）其它磨床：研磨機、珩磨機、拋光機等）其它磨床：研磨機、珩磨機、拋光機等2022-3-28 磨削時，以砂輪的高速旋轉做主運動，工件低速旋轉作圓周進給，同時作軸向進給，每次行程完后，砂輪

10、作橫向切深移動。 2022-3-282022-3-28周磨端磨2022-3-282022-3-282022-3-28 鉆床指主要用鉆頭在鉆床指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。工件上加工孔的機床。 根據用途和結構主要根據用途和結構主要分為以下幾類：分為以下幾類：(1)(1)立式鉆床立式鉆床 (2)(2)臺式鉆床臺式鉆床(3)(3)搖臂鉆床搖臂鉆床(4)(4)深孔鉆床深孔鉆床 (5)(5)中心孔鉆床中心孔鉆床 (6)(6)銑鉆床銑鉆床(7)(7)臥式鉆床臥式鉆床2022-3-28 鉆床的特點是工件固定不動，刀具做旋轉運動，鉆床的特點是工件固定不動，刀具做旋轉運動，并沿主軸方向進給，操作可以是手動，

11、也可以是機并沿主軸方向進給，操作可以是手動，也可以是機動。動。 鉆床加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更鉆床加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴、鉸孔、換特殊刀具，可擴、鉸孔、锪平面锪平面或進行攻絲等?；蜻M行攻絲等。2022-3-282022-3-282022-3-282022-3-28鏜床可分為：(1)臥式鏜床(2)坐標鏜床(3)精鏜床(4)深孔鏜床(5)落地鏜床(6)銑鏜床 鏜床系指主要用鏜刀在工件上加工已有預制孔鏜床系指主要用鏜刀在工件上加工已有預制孔的機床。的機床。 通常，鏜刀旋轉為主運動，鏜刀或工件的移動通常，鏜刀旋轉為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。為進給運動。

12、 它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關的其孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關的其他加工面的加工。他加工面的加工。 2022-3-282022-3-28 插床實際是一種立式刨床，在結構原理上與牛頭刨床同屬一類。插刀隨滑枕在垂直方向上的直線往復運動是主運動，工件沿縱向橫向及圓周三個方向分別所作的間歇運動是進給運動。 插床的生產效率較低，加工表面粗糙度Ra為6.3-1.6微米，加工面的垂直度為0.025/300毫米。插床的主參數(shù)是最大插削長度。 插床主要用途是：用于單件或小批量生產中加工內孔鍵槽或花鍵孔，也可以

13、加工平面、方孔或多邊形孔等，在批量生產中常被銑床或拉床代替。 2022-3-28零件的加工質量指標表面質量加工精度2022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-282022-3-28對刀誤差設計基準夾緊誤差定位基準定位誤差導軌誤差P圖7.1活塞銷孔精鏜工序中的原始誤差機床熱變形822022-3-28原原始始誤誤差差 加工前加工前的誤差的誤差 加工中加工中的誤差的誤差 加工后加工后的誤差的誤差 工藝系統(tǒng)靜誤差工藝系統(tǒng)靜誤差 加工原理誤差加工原理誤差 調整誤差調整誤差 工件裝夾誤差工件裝夾誤差 機床誤差機床誤差 夾具誤差夾具誤差 刀具制造誤差刀具制造誤差 工

14、藝系統(tǒng)受力變形工藝系統(tǒng)受力變形 工藝系統(tǒng)熱變形工藝系統(tǒng)熱變形 刀具磨損刀具磨損 內應力引起的變形內應力引起的變形 測量誤差測量誤差 工藝系統(tǒng)動誤差工藝系統(tǒng)動誤差 2022-3-282022-3-28RRORRO(a)(b)圖 7.2原 始 誤 差 與 加 工 誤 差 的 關 系ZYRZR22YR2022-3-28 2022-3-282022-3-282022-3-28 2022-3-28直 線 度直 線 度Y（ c ) 導 軌 扭 曲 所形 成 的 加 工 誤 差aaZ（ a ） 導 軌 在 垂 直 面內 的 直 線 度 誤 差( b ) 導 軌 在 水 平 面內 的 直 線 度 誤 差圖 7

15、 . 9 導 軌 的 直 線 度RRORRO(a)(b)圖 7.2原 始 誤 差 與 加 工 誤 差 的 關 系ZY2022-3-28直線度直線度Y（c)導軌扭曲所形成的加工誤差aaZ（a）導軌在垂直面內的直線度誤差(b)導軌在水平面內的直線度誤差圖7.9 導軌的直線度RRORRO( a )( b )圖 7 . 2 原 始 誤 差 與 加 工 誤 差 的 關 系ZY2022-3-28BHYR車床車床H/B=2/3H/B=2/3外圓磨床外圓磨床H/B=1H/B=1 這項誤差對加工精度的影響很大這項誤差對加工精度的影響很大2022-3-282022-3-28v v v 圖 7 . 3 機 床 主

16、軸 回 轉 軸 線 的 誤 差 形 式I - 理 想 回 轉 軸 線 I I - 實 際 回 轉 軸 線IIIIIIIII( a ) 純 徑 向 跳 動( b ) 純 軸 向 竄 動( c ) 純 角 度 擺 動2022-3-28xa(t)yzB(t)z(t)x(t)y(t)ooRR0(a)(b)xr主 軸 理 想 回 轉 軸 線主 軸 幾 何 軸 線 極 限 位 置幾 何 中 心主 軸 軸 心 和 幾 何 軸 線 的 位 置 變 動2022-3-28車削時純徑向跳動對加工精度的影響車削時純徑向跳動對加工精度的影響2022-3-28AAROm11，AcosO234ORsin(A+R）cos鏜孔

17、時純徑向跳動對加工精度的影響鏜孔時純徑向跳動對加工精度的影響2022-3-28主軸軸向竄動對端面加工精度的影響主軸軸向竄動對端面加工精度的影響2022-3-28主軸純角度擺動對鏜孔精度的影響主軸純角度擺動對鏜孔精度的影響2022-3-282022-3-28提高主軸回轉精度的措施提高主軸回轉精度的措施2022-3-282022-3-28。 2022-3-28減少傳動鏈誤差的措施減少傳動鏈誤差的措施2022-3-282022-3-282022-3-28a)a)溜板中的楔鐵溜板中的楔鐵 b)b)軸承套軸承套機床部件剛度的薄弱環(huán)節(jié)機床部件剛度的薄弱環(huán)節(jié) 21(a) 細長工件的變形(b) 粗短工件的變形

18、方向的尺寸已放大(工件形狀)加工示意圖力學模型F21F21(a) 細 長 工 件 的 變 形(b) 粗 短 工 件 的 變 形方 向 的 尺 寸 已 放 大(工 件 形 狀)加 工 示 意 圖力 學 模 型F21Fy鏜杠(a)內 圓 磨 床 加 工(c)(b)臥 式 鏜 床 加 工(工 件 進 給)圖 7.19 工 藝 系 統(tǒng) 受 力 位 置 變 化 時 的 變 形工件懸杠臂夾緊后鏜孔后放松后(c) 薄壁零件鏜孔1072022-3-28F1234(溜 板 相 對 于 床 身 的 位 移 )(大 刀 架 相 對 于 溜 板 的 位 移 )(小 刀 架 相 對 于 大 刀 架 的 位 移 )(刀

19、臺 相 對 于 小 刀 架 的 位 移 )(刀 臺 相 對 于 床 身 的 位 移 )床 身圖 7.14 部 件 受 力 變 形 和 各 組 成 零 件 受 力 變 形 間 的 關 系YYYYY2022-3-28YFjyg2022-3-28yzx2022-3-282022-3-281YF2YFgyjFY 2022-3-282022-3-281142022-3-28(b)萬能銑床的熱變形平面磨床的熱變形()(a)車床的熱變形(e)立式車床工作臺的熱變形雙端面磨床的熱變形)(由主軸箱和電動機來的熱流由前后軸承來的熱流由頭架來的熱流由砂輪架來的熱流由冷卻液來的熱流來的熱流由砂輪架由導軌面摩擦而產生的

20、熱流(b)萬能銑床的熱變形平面磨床的熱變形()(a)車床的熱變形(e)立式車床工作臺的熱變形雙端面磨床的熱變形)(由主軸箱和電動機來的熱流由前后軸承來的熱流由頭架來的熱流由砂輪架來的熱流由冷卻液來的熱流來的熱流由砂輪架由導軌面摩擦而產生的熱流(b)萬能銑床的熱變形平面磨床的熱變形()(a)車床的熱變形(e)立式車床工作臺的熱變形雙端面磨床的熱變形)(由主軸箱和電動機來的熱流由前后軸承來的熱流由頭架來的熱流由砂輪架來的熱流由冷卻液來的熱流來的熱流由砂輪架由導軌面摩擦而產生的熱流(b)萬能銑床的熱變形平面磨床的熱變形()(a)車床的熱變形(e)立式車床工作臺的熱變形雙端面磨床的熱變形)(由主軸箱和電動機來的熱流由前后軸承來的熱流由頭架來的熱流由砂輪架來的熱流由冷卻液來的熱流來的熱流由砂輪架由導軌面摩擦而產生的熱流(b