機械加工設(shè)備刀具培訓(xùn)課件

機械加工工藝基礎(chǔ)機械加工工藝基礎(chǔ)1索引切削加工的基礎(chǔ)知識金屬切削機床零件表面的加工方案索引切削加工的基礎(chǔ)知識金屬切削機床零件表面的加工方案2第一章切削加工的基礎(chǔ)知識第一章31.1鉗工與機械加工鉗工：通過工人手持工具進行切削加工。機械加工：采用不同的機床（如車床、銑床、刨床、磨床、鉆床等）對工件進行切削加工。1.1鉗工與機械加工鉗工：通過工人手持工具進行切削加工。42.零件表面質(zhì)量的概念

零件幾何參數(shù)：宏觀幾何參數(shù)：包括：尺寸、形狀、位置等要素。

微觀幾何參數(shù)：指：微觀表面粗糙程度。2.零件表面質(zhì)量的概念零件幾何參數(shù)：52.1加工精度加工精度：指零件經(jīng)切削加工后，其尺寸、形狀、位置等參數(shù)同理論參數(shù)的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a.尺寸精度：零件尺寸參數(shù)的準(zhǔn)確程度。b.形狀精度：零件形狀與理想形狀接近程度。c.位置精度：零件上實際要素（點、線、面）相對于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。2.1加工精度加工精度：指零件經(jīng)切削加62.1加工精度國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：常用的精度等級分為20級，分別用IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。數(shù)字越大，精度越低。其中IT5-IT13常用。高精度：IT5、IT6通常由磨削加工獲得。中等精度：IT7-IT10通常由精車、銑、刨獲得。低精度：IT11-IT13通常由粗車、銑、刨、鉆等加工方法獲得。2.1加工精度國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：常用的精度72.1.1尺寸精度Φ250-0.04

零件尺寸要素的誤差大小。

問：精度的高低與哪兩個因素有關(guān)？

基本尺寸和公差大小。2.1.1尺寸精度Φ250零件尺寸要素的誤82.1.2形狀精度

Φ25軸加工后可能產(chǎn)生的形狀誤差0－0.0132.1.2形狀精度Φ25軸92.1.2形狀精度指零件上實際要素的形狀與理想形狀相符合的程度；國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了六類形狀公差（見下表）形狀精度的標(biāo)注：框格分為2格，箭頭指向待表達的表面，數(shù)字表示允許誤差的大小，單位為毫米。2.1.2形狀精度指零件上實際要素的形狀與理想形狀102.1.3位置精度指零件的實際要素（點、線、面）相對于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。圓圈中的英文字母表示基準(zhǔn)，框格分3格，箭頭指向待表達的表面2.1.3位置精度指零件的實際要素（點、線、面）11精度等級尺寸精度范圍Ra值范圍（μm）相應(yīng)的加工方法低精度IT13～IT1125～12.5粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等中等精度IT10～IT96.3～3.2半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、擴孔等IT8～IT71.6～0.8精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗鉸等高精度IT7～IT60.8～0.2精磨、精鉸等特別精密精度IT5～IT2Ra＜0.2研磨、珩磨、超精加工、拋光等零件精度等級及其相應(yīng)的加工方法精度等級尺寸精度范圍Ra值范圍相應(yīng)的加工方法低精度IT13～122.2表面粗糙度表面粗糙度：零件微觀表面高低不平的程度。

產(chǎn)生的原因：

1）切削時刀具與工件相對運動產(chǎn)生的磨擦；

2）機床、刀具和工件在加工時的振動；

3）切削時從零件表面撕裂的切屑產(chǎn)生的痕跡；

4）加工時零件表面發(fā)生塑性變形。

2.2表面粗糙度表面粗糙度：零件微觀表面高低不132.2表面粗糙度

表面粗糙度對零件質(zhì)量的影響：

零件的表面粗糙度對機器零件的性能和使用壽命影響較大，主要有以下幾個方面：

1）零件表面粗糙，將使接觸面積減小，單位面積壓力加大，接觸變形加大，磨擦阻力增大，磨損加快；

2)表面粗糙度影響配合性質(zhì)。對于間隙配合，表面粗糙易磨損，造成間隙迅速加大；對于過盈配合，在裝配時，可使微小凸峰擠平，有效過盈量減少，使配合件強度降低；

3）零件表面粗糙，低谷處容易聚積腐蝕性物質(zhì)，且不易清除，造成表面腐蝕；

4）當(dāng)零件承受載荷時，凹谷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，以致產(chǎn)生裂紋而造成零件斷裂。2.2表面粗糙度表面粗糙度對零件質(zhì)量的影142.2表面粗糙度

評定參數(shù)：常用的是輪廓算術(shù)平均偏差Ra2.2表面粗糙度

評定參數(shù)：常用的是輪廓算術(shù)152.2表面粗糙度Rah1h2h3…h(huán)n2.2表面粗糙度Rah1h2h3…162.2表面粗糙度國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：表面粗糙度分為14個等級，分別用表示，數(shù)字越大，表面越粗糙。表面粗糙度符號上的數(shù)值Ra,單位是微米（μm）。Ra第一系列：0.012、0.025、0.050、0.100、0.20、0.40、0.80、1.6、3.2、6.3、12.5、25、50、1002.2表面粗糙度Ra第一系列：0.012、0.172.2表面粗糙度

表面粗糙度符號的意義及應(yīng)用

符號

符號說明

意義及應(yīng)用基本符號單獨使用無意義基本符號上加一短劃線表示表面粗糙度是用去除法獲得基本符號內(nèi)加一小圓表示表面粗糙度是用不去除材料的方法獲得

符號上加Ra值用去除材料方法獲得的表面，Ra的最大允許值為3.2μm2.2表面粗糙度

表面粗糙度符號的意義及應(yīng)用182.3常見加工方法的Ra表面特征加工方法Ra(微米)表面特征粗車粗鏜50

可見明顯刀痕粗銑粗刨25

可見刀痕鉆孔12.5

微見刀痕精銑精刨半精車6.3

可見加工痕跡3.2

微見加工痕跡精車1.6

看不清加工痕跡粗磨0.8

可辨加工痕跡方向精磨0.4

微辨加工痕跡方向精密加工0.1-0.012

只能按表面光澤辯識2.3常見加工方法的Ra表面特征加工方法Ra(微米)表面19表面微觀特性Ra加工方法應(yīng)用舉例粗糙可見微見刀痕>10粗車、粗銑、毛銼、鋸斷倒角、鉆孔、鍵槽底面半光表面微見加工痕跡5--10車、銑、鉆、鏜、粗鉸普通配合表面，退刀槽微見加工痕跡2.5-5車、銑、鏜、拉、磨配合無要求的表面看不清加工痕跡1.25-2.5車、銑、鏜、拉、磨齒輪的工作面、箱體鏜孔表面光表面可辨加工痕跡方向0.63-1.25車、鏜、銑、磨、精鉸圓柱銷、導(dǎo)軌面微辯加工痕跡方向0.32-0.63精鉸、精鏜、磨高精度導(dǎo)軌面、重要配合面不可辨加工痕跡方向0.16-0.32精磨、研磨、超精加工精密機床主軸及光表面暗、亮光澤面<0.16精磨、研磨、拋光量規(guī)、氣缸等注：當(dāng)Ra=0.80時，普通的車、銑已經(jīng)難以加工表面微觀特性Ra加工方法應(yīng)用舉例粗糙可見微見刀痕>10粗車、202.4零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系精度：宏觀幾何參數(shù)的誤差表面粗糙度：微觀幾何參數(shù)的誤差加工精度高，必須采用一系列的高精度的加工方法，而經(jīng)過高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表面粗糙度低，零件必須采用一系列的降低表面粗糙度的加工方法，而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度的加工方法。實例：各種機床上的手柄：表面粗糙度非常低，但精度不高。零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系如何？提問2.4零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系精度：宏觀幾何參數(shù)的誤21

機器零件的基本表面包括：外圓、內(nèi)圓（孔）、平面和成型面基本表面主要由如下的加工方法獲得3.切削運動與切削用量機器零件的基本表面包括：外圓、內(nèi)圓（孔）22

要完成零件表面的切削加工，刀具和工件應(yīng)具備形成表面的基本運動，即切削運動切削運動：刀具和工件的相對運動切削運動分為主運動和進給運動主運動：提供切削可能性的運動。主運動只有一個進給運動：提供連續(xù)切削可能性的運動。進給運動可以有多個3.1切削運動要完成零件表面的切削加工，刀具和工件應(yīng)具備形成表233.1切削運動機床名稱主運動進給運動臥式車床工件旋轉(zhuǎn)運動車刀縱向、橫向、斜向直線移動鉆床鉆頭旋轉(zhuǎn)運動鉆頭軸向移動臥銑、立銑銑刀旋轉(zhuǎn)運動工件縱向、橫向、斜向直線移動牛頭刨床刨刀往復(fù)運動工件橫向間歇移動或刨刀垂向、斜向間歇移動龍門刨床工件往復(fù)運動刨刀橫向、垂向、斜向間歇移動外圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動，同時工件往復(fù)移動，砂輪橫向移動內(nèi)圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動，同時工件往復(fù)移動，砂輪橫向移動平面磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)移動，砂輪橫向、垂向移動機床的切削運動3.1切削運動機床名稱主運動進給運動臥式車床工件旋轉(zhuǎn)運動車243.2切削用量切削用量包括切削速度、進給量和背吃刀量切削速度：切削刃上選定點相對于工件主運動的瞬時速度,用V表示，單位為m/s

進給量：刀具在進給運動方向上相對于工件的位移量，用f表示，車、鉆和銑削時單位為mm/r背吃刀量:

已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，用ap表示，單位為mm，如下圖：3.2切削用量切削用量包括切削速度、進給量和背吃刀量253.2.1車削切削速度、背吃刀量的計算V:切削速度d:工件直徑n:工件轉(zhuǎn)速背吃刀量：切削速度：dmax:待加工表面直徑dmin:已加工表面直徑ap:背吃刀量3.2.1車削切削速度、背吃刀量的計算V:切削速度背吃刀量：263.3切削用量的合理選擇問題(1)粗加工按ap－f－v的順序選擇

a、粗加工的主要目的是用最少的走刀次數(shù)盡快切除多余金屬，只留后續(xù)工序的加工余量，所以應(yīng)根據(jù)毛坯尺寸首先選擇ap

b、粗加工不必考慮表面粗糙度，在ap確定后，選取大的f，減少走刀時間

c、ap和f確定后，在機床功率和刀具耐用度允許的前提下選擇v(2)精加工按v

－f－ap的順序選擇

精加工的主要目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低零件的表面粗糙度。因此首先應(yīng)選擇盡可能高的v，然后選擇達到表面粗糙度要求的f，最后再根據(jù)精加工余量決定ap3.3切削用量的合理選擇問題(1)粗加工按ap－f－v的順27

4.切削刀具

刀具性能的好壞也是直接影響切削效果的一個重要因素，刀具性能主要取決于兩個因素：即刀具材料和刀具的幾何角度4.1刀具材料應(yīng)具備如下五個基本特性：1.高硬度：HRC>60以上;2.高的強度與韌性：保證能夠承受切削力的作用而不破壞；3.高的熱硬性：材料在高溫下仍然保持高硬度的性能，熱硬性用熱硬溫度表示；4.良好的耐磨性；5.良好的工藝性和經(jīng)濟性；4.切削刀具刀具性能的好壞也是直接影28碳素工具鋼：如T7、T8、T9…T13等。適合于制造簡單的手工工具，如銼刀、鋸條等；合金工具鋼：在碳素工具鋼中加入少量的鎢、鉻、錳、硅等元素，耐熱性較低，如9SiCr等，適合于制造低速成型刀具，如絲錐；高速鋼：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。適合于制造中速精加工刀具；硬質(zhì)合金：成分由WC、TiC和Co組成，采用燒結(jié)方法獲得4.1.1常用的刀具材料碳素工具鋼：如T7、T8、T9…T13等。適合于制造簡單的手294.1.1常用的刀具材料

常用的硬質(zhì)合金有：

鎢鈷鈦類（牌號YT）硬質(zhì)合金：適合于加工鋼等塑性材料，其代號有YT5、YT15、YT30等，粗加工用YT5,精加工用YT30;

鎢鈷類（牌號YG）硬質(zhì)合金：適合于加工鑄鐵、青銅等脆性材料，其代號有YG3、YG6、YG8等，粗加工用YG8，精加工用YG3。4.1.1常用的刀具材料

常用的硬質(zhì)合金有：304.1.2其它刀具材料

陶瓷：常用的刀具陶瓷有兩種：Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷。陶瓷刀具的最大特點是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐熱性，其主要缺點是抗彎強度低，沖擊韌性很差，不能承受較大的沖擊載荷。

金剛石：它分三種天然單晶金剛石刀具整體人造聚晶金剛石刀具金剛石復(fù)合刀片

立方氧化硼：由軟的立方氧化硼在高溫高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)變而成4.1.2其它刀具材料陶瓷：常用的刀具陶瓷有兩種：Al31種類硬度HRC抗彎強度GPa熱硬性℃工藝性能用途碳素工具鋼60-652.16200-250熱成型手工刀具合金工具鋼60-652.35300-400同上低速刀具高速鋼63-701.9-4.4600-700同上中速刀具硬質(zhì)合金89-931.0-2.2800-1000燒結(jié)成型高速刀具陶瓷材料91-950.4-0.91100-1200同上連續(xù)精加工刀具常用的刀具材料種類硬度HRC抗彎強度GPa熱硬性工藝性能用途碳素32

各種多齒刀具或復(fù)雜刀具，就其一個刀齒而言，都相當(dāng)于一把車刀。車刀分為切削部分和夾持部分，切削部分由三個刀面組成：前刀面、主后刀面、副后刀面。前刀面和主后刀面的交線叫主切削刃前刀面和副后刀面的交線叫副切削刃兩條切削刃的交點叫刀尖，但刀尖并非絕對尖銳

為了研究刀具的幾何角度，建立三個輔助平面：基面：通過主切削刃上的某一點，與該點切削速度方向垂直的平面。切削平面：通過主切削刃上的某一點，與該點加工表面相切的平面。正交平面：通過主切削刃上的某一點，與主切削刃在基面上的投影垂直的平面4.2刀具的幾何角度(車刀的基本形狀)各種多齒刀具或復(fù)雜刀具，就其一個刀齒而言，都相33前角γ。：在正交平面中，前刀面與基面之間的夾角；后角α。：在正交平面中，主后刀面與切削平面之間的夾角；主偏角Kr

：在基面上，主切削刃的投影與進給方向的夾角。副偏角Kr’

：在基面上，副切削刃的投影與進給反方向的夾角。刃傾角λs4.2.1車刀的幾何角度前角γ。：在正交平面中，前刀面與基面之間的夾角；4.2.1344.2.2前角的正與負

一般加工韌性材料，應(yīng)取較大的前角；加工脆性材料，應(yīng)取較小的前角；前角的取值范圍常在-5°~+25°之間。4.2.2前角的正與負354.2.3刃傾角λs刃傾角λs：在切削平面中，主切削刃與基面之間的夾角。

它主要影響刀頭的強度和排屑方向。一般取λs=－10°~+10°,粗加工時常取負值，增加刀頭強度；精加工時常取正值，避免切屑擦傷已加工表面。

4.2.3刃傾角λs刃傾角λs：在切削平面中，主切削刃與基364.2.4刃傾角λs的正與負

當(dāng)?shù)都庠谥髑邢魅猩献罡唿c時，λs為正值，反之為負值。

4.2.4刃傾角λs的正與負當(dāng)?shù)都庠?74.3刀具角度的合理選擇問題原則：粗加工時，為了提高切削效率，切削力會較大，因此強度要高；精加工時，切削力較小，為了保證零件質(zhì)量因此刀具較鋒利。粗加工：前角、后角均小，強度高精加工：前角、后角均大，刀具鋒利主偏角：車臺階軸：取90度既車外圓又車端面，取45度副偏角：為降低表面粗糙度，取小值：一般為：

5-15度刃傾角：粗加工常取負值，精加工取正值4.3刀具角度的合理選擇問題原則：粗加工時，為了38

麻花鉆由工作部分、頸部和柄部組成，工作部分又包括導(dǎo)向部分和切削部分4.4麻花鉆的基本形狀麻花鉆由工作部分、頸部和柄部組成，工作部分又包括39螺旋角β：刃帶切線與鉆頭軸線的夾角,一般β=18-30度；前角：γ。后角：αf頂角2Φ：

兩個主切削刃在垂直鉆頭軸線平面上投影的夾角，通常2Φ=116-120度之間；橫刃斜角ψ：它是橫刃與主切削刃在鉆頭垂直軸線平面上投影的夾角。通常為47-55度；4.4.1麻花鉆的主要幾何角度螺旋角β：刃帶切線與鉆頭軸線的夾角,一般β=18-30度；440砂輪：是磨削加工的刀具，它是由磨料和結(jié)合劑燒結(jié)而成的。磨料：磨料是砂輪的主要組成因素，擔(dān)負切削作用，所以磨料有很高的硬度。粒度：是指磨料顆粒的大小。結(jié)合劑：結(jié)合劑起粘結(jié)磨粒的作用。硬度：指砂輪上的磨粒脫落的難以程度。4.5砂輪的材料及形狀砂輪：是磨削加工的刀具，它是由磨料和結(jié)合劑燒結(jié)而成的。4.541系別名稱代號特性適合于磨削剛玉棕剛玉A

硬度高，韌性好，價廉碳鋼、可鍛鑄鐵、青銅白剛玉WA硬度稍低，鋒利淬火鋼、高速鋼碳化硅黑碳化硅C鋒利，導(dǎo)熱性好鑄鐵、黃銅綠碳化硅GC硬度高，導(dǎo)熱好硬質(zhì)合金、寶石超硬材料金剛石D硬度最高，韌性差硬質(zhì)合金、寶石、陶瓷等立方氮化硼CBN硬度僅次于金剛石，韌性略好。不銹鋼、高礬高速鋼4.5.1常用的磨料的特性及用途系別名稱代號特性適合于磨削剛棕剛玉A硬度42砂輪名稱代號斷面簡圖基本用途平行砂輪P用途廣泛、各種磨床雙斜邊PSX1用于精磨齒輪、螺紋雙面凹PSA外圓磨、刀具磨薄片砂輪PB切斷和開槽筒形砂輪N立式平面磨削杯形砂輪B端面刀具磨碗形砂輪BW刀具磨、導(dǎo)軌磨4.5.2砂輪的形狀、代號及用途砂輪名稱代號斷面簡圖基本用途平行砂輪P用途廣泛、各種磨床雙斜435.刀具磨損和刀具耐用度刀具經(jīng)過一定時間的使用后，由于摩擦和切削熱的作用，使刀具變鈍，切削溫度上升，影響加工精度和表面質(zhì)量，因此必須及時刃磨。刀具耐用度是刀具從開始切削至達到磨損限度為止的切削時間。例：硬質(zhì)合金焊接刀具的耐用度規(guī)定為60分鐘。5.刀具磨損和刀具耐用度刀具經(jīng)過一定時間的使用后，由于摩擦和44刀具使用磨鈍刃磨刀具包括：三種磨損形式與三個磨損階段5.1刀具的使用過程刀具使用磨鈍刃磨刀具包括：三種磨損形式與三個磨損階段5.145

金屬切削過程是指從工件表面切除一層多余的金屬，從而形成切屑的過程：

1.金屬在刀具前刀面的作用下，受到擠壓產(chǎn)生彈性變形。

2.應(yīng)力逐漸變大，產(chǎn)生塑性變形—滑移。

3.應(yīng)力達到強度極限，剪切滑移被擠裂形成切屑。

4.切離。1彈性變形2塑性變形3擠裂切屑6.金屬的切削過程金屬切削過程是指從工件表面切除一層多余的金屬46常見的切屑有如下三種：a.帶狀切屑：用大前角刀具、高切削速度、小進給量加工塑性材料時出現(xiàn)。形成帶狀切屑時，切削力平穩(wěn)，表面光潔，但切屑連續(xù)不斷，不安全或容易刮傷已加工表面。b.節(jié)狀切屑：用低切削速度，大進給量加工中等硬度的鋼材時出現(xiàn)。形成這種切屑時，金屬經(jīng)彈性變形、塑性變形、擠裂和切離階段，是典型的切削過程，但切削力波動大，工件表面粗糙。c.崩碎切屑：加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時出現(xiàn)，形成這種切屑時，切削熱和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨損。6.1金屬的切屑類型常見的切屑有如下三種：6.1金屬的切屑類型47

6.2積屑瘤積屑瘤：當(dāng)切屑沿前刀面流出時，與前刀面接觸的切屑底層受到摩擦阻力，速度變慢，形成滯流層，于是，金屬粘附在切削刃附近，形成了積屑瘤。積屑瘤的影響：1、保護切削刃，粗加工時，希望產(chǎn)生積屑瘤2、本身不斷形成和脫落，會引起振動，影響工件表面粗糙度，精加工不希望產(chǎn)生積屑瘤。6.2積屑瘤積屑瘤：當(dāng)切屑沿前刀面流出時，與前486.3切削力1、切向力（切削力）Fz：總切削力在主運動方向上的正投影，其大小約占總切削力的95~99%,是三個分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是機床動力、重要零件的強度和剛度設(shè)計和校核的主要依據(jù)；2、軸向力（進給力）Fx:

總切削力在進給方向上的正投影，其大小約占總切削力的1~5%,它是設(shè)計和驗算機床進給機構(gòu)必須的參數(shù)；3、徑向力（背向力）Fy:

總切削力在垂直工作平面上的分力，它作用在工件剛性較差的方向，容易使工件變形，同時引起振動，影響加工精度。所以加工剛性較差的工件（如細長軸）時，應(yīng)該力求減少切削力。6.3切削力1、切向力（切削力）Fz：總切削力在主496.3切削力Fy切削力Fr的方向如左下圖：可以沿三個方向分解為：1.切向力Fz2.軸向力Fx3.徑向力Fy6.3切削力Fy切削力Fr的方向如左下圖：可以沿三個506.3切削力主偏角影響徑向力的分配：6.3切削力主偏角影響徑向力的分配：51

6.4切削熱切削熱產(chǎn)生原因：

1.切屑變形；

2.工件與刀具的摩擦；

切削熱傳出途徑：

a.由切屑帶走，帶走越多越有利；

b.由周圍空氣和冷卻介質(zhì)帶走，同樣帶走越多越有利；

c.傳入工件，使工件溫度升高，引起工件變形，產(chǎn)生誤差；

d.傳入刀具，使刀具溫度升高。刀具硬度降低，磨損加快。6.4切削熱切削熱產(chǎn)生原因：526.5降低切削溫度的措施1.減少切削熱的產(chǎn)生：包括選擇合理的刀具幾何角度和切削用量，比如適當(dāng)增大刀具的前角以減少切屑變形，選用大的背吃刀量和小的進給量。2.改善散熱條件：包括使用冷卻液等各種冷卻措施；冷卻液一般有：

水溶液：比熱大，導(dǎo)熱性好，但不能起潤滑作用，如蘇打水，蘇打用于防銹。用于粗磨。

切削油：如礦物油；比熱小，但有潤滑作用。

乳化液：具有良好的流動性和導(dǎo)熱性，它由乳化油加水稀釋而成，應(yīng)用最廣泛。6.5降低切削溫度的措施1.減少切削熱的產(chǎn)生：包括選擇合53第二章金屬切削機床返回索引第二章返回索引54

1、機床的類型

金屬切削機床是用來對工件進行加工的機器，故稱為“工作母機”，習(xí)慣上稱機床。

按加工性質(zhì)和所用刀具分類：分為車床、銑床、鉆床、磨床、齒輪加工機床等12大類；按精度分類：分為普通精度、精密和高精度三種；按重量分類：分為一般機床、大型機床和重型機床。機床的型號：如：C6136表示…1、機床的類型金屬切削552、機床的基本結(jié)構(gòu)1.主傳動部件：用來實現(xiàn)機床主運動；2.進給傳動部件：主要用來實現(xiàn)機床進給運動；3.工件安裝裝置：用來安裝工件；4.刀具安裝裝置：用來安裝刀具；5.支承件：用來支承和連接機床各零部件，是機床的基礎(chǔ)構(gòu)件；6.機床動力部件：為機床提供動力。2、機床的基本結(jié)構(gòu)1.主傳動部件：用來實現(xiàn)機床主運動；563、機床的傳動

機床的傳動有機械、液壓、氣動、電氣等多種形勢，最常見的是機械傳動和液壓傳動。機械傳動包括皮帶傳動、齒輪傳動、渦輪蝸桿傳動、齒輪齒條傳動和絲桿螺母傳動3、機床的傳動機床的傳動有機械、液壓、573.1皮帶傳動

皮帶傳動是靠膠帶與帶輪之間的磨擦作用，將主動皮帶輪的轉(zhuǎn)動傳遞到另一個被動皮帶輪上去的。皮帶傳動的優(yōu)點是傳動平穩(wěn)、軸間距較大，結(jié)構(gòu)簡單、制造維修方便，過載時皮帶打滑。不易引起機器損壞；其缺點是不能保證精確的傳動比，且磨擦損失大，傳動效率較低。3.1皮帶傳動皮帶傳動是靠膠帶與583.1皮帶傳動

如果考慮皮帶與皮帶輪之間的滑動，其傳動比為：

i=(d1/d2)ε=(n2/n1)ε

式中：d1—

主動皮帶輪的直徑d2—

被動皮帶輪的直徑

n1—

主動皮帶輪的轉(zhuǎn)速n2—

被動皮帶輪的轉(zhuǎn)速ε—

滑動系數(shù)，約為0.983.1皮帶傳動如果考慮皮帶與皮帶輪之間的滑動，其傳593.2齒輪傳動

齒輪傳動是目前機床中應(yīng)用最多的一種傳動方式，這種傳動方式種類多，如直齒、斜齒、人字齒、圓弧齒輪傳動等，最常見的是直齒圓柱齒輪。設(shè)：z1和n1分別為主動輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速

z2和n2分別為被動輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速傳動比i=(z1/z2)=(n2/n1)

3.2齒輪傳動齒輪傳動是目前機床中603.3渦輪、蝸桿傳動

采用這種方式，只能由蝸桿帶動蝸輪傳動，其傳動的優(yōu)點是：可獲得較大的降速比，傳動平穩(wěn)、噪音小，結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點是傳動效率低，并需要良好的潤滑條件

3.3渦輪、蝸桿傳動采用這種方式613.4齒輪、齒條傳動

齒輪齒條傳動機構(gòu)可將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動（當(dāng)齒輪為主動輪時），也可將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動（當(dāng)齒條為主動件時），在實際運用中，以前者居多。齒輪齒條傳動的效率很高，但制造精度不高時，傳動的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性較差。

3.4齒輪、齒條傳動齒輪齒條傳動機構(gòu)623.5絲桿、螺母傳動

絲桿、螺母傳動可使旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動，例如在車床上車螺紋時，絲桿旋轉(zhuǎn)，合上開合螺母后，刀架便作縱向運動。其傳動的優(yōu)點是工作平穩(wěn)，無噪音，其缺點是傳動效率較低。

3.5絲桿、螺母傳動絲桿、螺母傳動可634、機床的變速機構(gòu)

在一般的通用機床上通過變速機構(gòu)實現(xiàn)接近理想值的切削速度。變換機床轉(zhuǎn)速的主要裝置是機床的齒輪箱，齒輪箱變速機構(gòu)的形式多樣，最常見的為滑動齒輪變速機構(gòu)和離合器式齒輪變速機構(gòu)4、機床的變速機構(gòu)在一般的通用機床上通644.1滑動齒輪變速機構(gòu)

帶長鍵的從動軸Ⅱ上裝有滑動齒輪z2,z4,z6,通過手柄上的撥叉可使它們分別與固定在主動軸Ⅰ上的齒輪z1,z3,z5相嚙合，其傳動比

i1=z1/z2

i2=z3/z4i3=z5/z6

軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速分別為：n2=i1n1或n2=i2n1或

n2=i3n1

（式中n1為軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速,n2為軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速）

4.1滑動齒輪變速機構(gòu)帶長鍵的654.2離合器式齒輪變速機構(gòu)

從動軸Ⅱ兩端空套有齒輪z2和z4，它們分別與固定在主動軸Ⅰ上的齒輪z1和z3嚙合。軸Ⅱ中部帶有鍵3，并裝有壓嵌式離合器4。當(dāng)手柄左移或右移離合器時，離合器的爪1與齒輪z2嚙合或爪2與齒輪z4嚙合，這樣軸Ⅱ可得到兩種不同的轉(zhuǎn)速，其傳動比是：i1=z1/z2

i2=z3/z44.2離合器式齒輪變速機構(gòu)從動軸Ⅱ兩665、車床的基本結(jié)構(gòu)主電機及變速機構(gòu)掛輪箱床頭箱進給箱卡盤中心架溜板箱尾架絲桿光桿5、車床的基本結(jié)構(gòu)主電機及變速機構(gòu)掛輪箱床頭箱進給箱卡盤675.1車床的主傳動5.1車床的主傳動68車削的進給量如果工件的轉(zhuǎn)速加快，進給量是否會變化？答：所謂進給量，是指主軸轉(zhuǎn)一圈（一個工作循環(huán)）、刀架沿進給方向移動的距離，只要進給箱的掛輪手柄沒有調(diào)整，主軸到進給箱的傳動比沒有變化，進給量就不會發(fā)生變化。車削的進給量如果工件的轉(zhuǎn)速加快，進給量是否會變化？695.1.1車床的傳動框圖5.1.1車床的傳動框圖70

5.2車削的加工范圍

車削是以加工回轉(zhuǎn)體為主要加工目的。在車床上可以加工：外圓、端面、錐度、鉆孔、鉆中心孔、鏜孔、鉸孔、切斷、切槽、滾花、車螺紋、車成型面、繞彈簧等。5.2車削的加工范圍車削是以加工回71

5.3車削的工藝特點粗加工：經(jīng)濟精度可達到IT10，表面粗糙度在25-12.5之間;

精加工：經(jīng)濟精度可達IT7左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6之間。2.易于保證相互位置精度要求。一次裝夾可加工幾個不同的表面，避免安裝誤差。3.刀具簡單，制造、刃磨和安裝方便，容易選用合理的幾何形狀和角度，有利于提高生產(chǎn)率。4.應(yīng)用范圍廣泛，幾乎所有繞定軸心旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外回轉(zhuǎn)體表面及端面，均可以用車削方法達到要求。5.可以用精細車的辦法實現(xiàn)有色金屬零件的高精度的加工（有色金屬的高精度零件不適合采用磨削）5.3車削的工藝特點粗加工：經(jīng)濟精度可達到IT10，表面726銑削加工主軸箱主軸橫溜板工作臺升降臺底座6.1立式銑床的基本結(jié)構(gòu)6銑削加工主軸箱主軸橫溜板工作臺升降臺底座6.1立式銑床736.2銑削的主要加工范圍6.2銑削的主要加工范圍746.3銑床的分度加工功能分度頭手柄工件銑刀卡盤尾架扇形夾1.分度頭手柄與卡盤中心軸之間的傳動比為40：1，即手柄轉(zhuǎn)40圈，卡盤或工件轉(zhuǎn)1圈。2.孔圈和扇形夾的張開角度用于非整數(shù)圈的定位孔圈6.3銑床的分度加工功能分度頭手柄工件銑刀卡盤尾架扇形夾175問題：今欲在銑床上加工一個12等分的零件，分度手柄應(yīng)轉(zhuǎn)多少圈，用分度盤的哪個孔圈，扇形夾應(yīng)張開多少個孔距？（已知：分度盤孔圈孔數(shù)有：24、25、28、30、37）解：因為主軸上固定有齒數(shù)為40的蝸輪，它與單頭蝸桿相嚙合。當(dāng)分度手柄轉(zhuǎn)一圈的同時，主軸(工件)轉(zhuǎn)動了1/40轉(zhuǎn)即

設(shè)工件等分?jǐn)?shù)為Z，則每次分度時，工件應(yīng)轉(zhuǎn)過1/Z，因此手柄轉(zhuǎn)數(shù)

根據(jù)題中已知條件，可選孔圈數(shù)24、扇形夾張開孔距為8孔，可選孔圈數(shù)30，扇形夾張開孔距為10孔6.3銑床的分度加工功能問題：今欲在銑床上加工一個12等分的零件，分度手柄應(yīng)轉(zhuǎn)多少圈766.4逆銑和順銑逆銑：銑刀旋向（或銑削力）與進給方向相反順銑：銑刀旋向與進給方向一致FFVV6.4逆銑和順銑逆銑：銑刀旋向（或銑削力）與進給方向相反77齒輪的種類和用途齒輪的種類和用途786.5銑削的工藝特點1.銑削加工的精度可達IT10-IT7，表面粗糙度可達6.3-1.6左右2.生產(chǎn)效率高，銑刀是多刀齒刀具，銑削時有幾個刀齒同時參加切削，主運動是刀具的旋轉(zhuǎn)，所以銑削的生產(chǎn)效率比刨削高。3.容易產(chǎn)生振動，銑刀的刀齒切入和切出時產(chǎn)生振動，加工過程中切削面積和切削力變化較大。4.刀齒的散熱條件較好，在刀具旋轉(zhuǎn)過程的不切削時間內(nèi)，刀具可以得到一定的冷卻。5.與刨床相比，銑床價格高，適用于批量生產(chǎn)。6.5銑削的工藝特點1.銑削加工的精度可達IT10-IT797.刨（插）削加工刨床主要有牛頭刨床和龍門刨床兩種牛頭刨床:刨刀的直線往復(fù)運動是主運動，工件在刨刀返回行程將結(jié)束時作橫向進給運動。牛頭刨床主要用于加工中小型零件龍門刨床:工作臺往復(fù)運動，橫梁上的刀架可以水平或垂直運動龍門刨床主要用于加工大型零件7.刨（插）削加工刨床主要有牛頭刨床和龍門刨床兩種牛頭刨床807.1

牛頭刨床的擺桿機構(gòu)牛頭刨床的擺桿機構(gòu)擺桿齒輪帶動搖桿左右擺動，搖桿帶動滑枕做往復(fù)運動。擺桿機構(gòu)的特點：返回行程比工作行程時間快。7.1牛頭刨床的擺桿機構(gòu)牛頭刨床的擺桿機構(gòu)817.2刨削加工的范圍7.2刨削加工的范圍823.1插削加工插床又稱立式刨床，其運動原理與牛頭刨床相似，主要用于孔內(nèi)表面加工，如方孔、多邊形孔、鍵槽等的加工。工件在工作臺上可做縱向、橫向和回轉(zhuǎn)的運動，滑枕做上下往復(fù)運動。3.1插削加工插床又稱立式刨床，其運動原理與牛頭刨床837.3插削主要加工范圍7.3插削主要加工范圍847.4刨削加工的工藝特點1.加工精度通常為：精刨：IT7-IT10，粗糙度Ra為6.3-1.6之間。2.通用性好，刨床簡單、價格低、調(diào)整和操作簡便，刨刀形狀簡單，制造、刃磨方便。3.生產(chǎn)率一般比較低，主運動為往復(fù)直線運動，返回行程不參加切削。4.適用于單件小批生產(chǎn)。7.4刨削加工的工藝特點1.加工精度通常為：精刨：IT7858.鉆削加工

鉆床包括臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。如圖：工件直徑≤12mm的孔一般使用臺式鉆床加工，孔徑<50mm的中小型零件在立式鉆床上加工，大型工件上的孔在搖臂鉆床上加工。

鉆夾頭是鉆孔的常用夾具，一般用于孔徑較小(≤

12mm)的工件，大直徑的零件用錐度套筒裝入鉆軸。對精度要求高，粗糙度低的零件鉆孔后還必須進行精加工。8.鉆削加工鉆床包括臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床86鉆削加工的范圍鉆削加工的范圍87

8.1擴孔

用擴孔鉆對已經(jīng)鉆出或鑄出、鍛出的孔進行擴大和提高精度的加工，稱為擴孔。擴孔鉆如下圖所示。其結(jié)構(gòu)與麻花鉆相似，但切削刃有34個，前端是平的，無橫刃，螺旋槽較淺，鉆頭剛度好。擴孔余量小，切削比較平穩(wěn)，所以擴孔精度比鉆孔高。其尺寸公差等級可達IT10IT9，表面粗糙度Ra值可達6.33.2m。擴孔可作為終加工，也可作為鉸孔前的預(yù)加工。

8.1擴孔用擴孔鉆對已經(jīng)鉆出或鑄出、鍛出的888.2鉸孔

鉸刀有手用鉸刀和機用鉸刀兩種(圖a)。手用鉸刀為直柄，工作部分較長。機用鉸刀多為錐柄，可裝在鉆床、車床或鏜床上鉸孔。鉸刀的工作部分由切削部分和修光部分組成。切削部分呈錐形，擔(dān)負切削工作。修光部分起導(dǎo)向和修光作用。鉸刀有612個切削刃，制造精度高，心部直徑較大，剛度和導(dǎo)向性好。鉸孔余量小，切削平穩(wěn)。鉸孔尺寸公差等級可達IT8IT6，表面粗糙度Ra值達1.60.4m。手鉸孔時，用鉸桿轉(zhuǎn)動鉸刀并輕壓進給(圖b)。鉸刀不能倒轉(zhuǎn)，否則鉸刀與孔壁之間易擠住切屑，造成孔壁劃傷或刀刃崩裂

鉸孔適用于加工精度高、直徑不大孔的終加工。手鉸時，切削速度低，切削力小，不受機床振動等影響，加工質(zhì)量比機鉸好，但生產(chǎn)率低。8.2鉸孔鉸刀有手用鉸刀和機用鉸刀兩種(89

鏜削一般是指在鏜床上進行的切削加工。圖為常用的臥式鏜床。由床身、立柱、主軸箱、尾架和工作臺等部分組成。鏜床的主軸能作旋轉(zhuǎn)主運動和軸向進給運動。安裝工件的工作臺可以實現(xiàn)縱向、橫向進給運動，并可回轉(zhuǎn)一定的角度。主軸箱可沿立柱導(dǎo)軌作上下運動。尾架可沿床身導(dǎo)軌水平移動，其上的鏜桿支承也可與主軸箱同時上下運動。8.3鏜削加工鏜削一般是指在鏜床上進行的切削加工。圖為常用的臥式鏜908.4鏜孔加工的工藝特點1.鏜床主要用于加工大型工件或形狀復(fù)雜工件上的孔和孔系。例如變速箱、發(fā)動機缸體等。2.鏜孔尺寸公差等級可達IT8IT7，表面粗糙度值一般為1.6～0.8m。3.鏜孔可以校正孔原有的軸線偏差或位置偏差。鏜刀的形狀8.4鏜孔加工的工藝特點1.鏜床主要用于加工大型工件或形918.5鉆削的工藝特點1.鉆削屬于低精度（IT11-IT13）和高表面粗糙度的(Ra50-12.5)加工方法2.容易產(chǎn)生“引偏”，是加工過程中由于鉆頭彎曲產(chǎn)生孔徑擴大、孔不圓等缺陷。原因是刀具呈細長狀，剛性較差。3.排屑困難，鉆孔在半封閉的狀態(tài)下進行，切下來的切屑沿刀具兩側(cè)的螺旋槽上升，容易與已經(jīng)加工出的表面發(fā)生摩擦和擠壓，刮傷已加工表面，降低表面質(zhì)量4.切削熱不容易傳散，切削液難以傳到切削區(qū)。限制切削速度的提高8.5鉆削的工藝特點1.鉆削屬于低精度（IT11-IT13929.磨削加工磨削加工的機床是磨床，刀具是砂輪磨削加工可以磨削外圓、孔和平面，磨削加工的夾具通常有電磁吸盤、三爪卡盤、頂尖等右圖是磨床的液壓傳動原理圖9.磨削加工磨削加工的機床是磨床，刀具是砂輪93

磨床包括外圓磨、內(nèi)圓磨、無心磨等幾種，下圖是萬能外圓磨床的圖形。

M1432A萬能外圓磨床(M—磨床；14—萬能外圓磨床；32—最大磨削直徑的1/10，即最大磨削直徑為320mm；A—性能和結(jié)構(gòu)上經(jīng)過一次重大改進)。

9.1磨床類型磨床包括外圓磨、內(nèi)圓磨、無心磨等幾種，下圖是萬能外圓磨949.2磨削的工藝特點1.磨削的精度高，IT6-IT5，粗糙度低，Ra0.8-0.2，砂輪表面有極多的切削刃同時參加切削。2.可以加工一些難以加工的材料。如淬火鋼、高速鋼以及毛坯的清理。3.切削速度高（30m/s以上）切削溫度高（1000℃以上）。使用冷卻液。4.砂輪有自銳作用，這是其它刀具所不具備的。即磨粒不斷脫落，新的磨粒又是鋒利的。5.磨削力的徑向分力較大，因此，在達到尺寸以后，還要進行多次無進給磨削。9.2磨削的工藝特點1.磨削的精度高，IT6-IT5，粗糙度9510.齒輪加工概述

齒輪應(yīng)用廣泛。常見的有圓柱齒輪、圓錐齒輪及蝸桿蝸輪等。其中以漸開線圓柱齒輪應(yīng)用最廣。圓柱齒輪中，齒向平行于軸線的稱直齒輪；齒向呈螺旋線形狀的稱斜齒輪。其齒廓曲線通常采用漸開線。為了保證齒輪的傳動質(zhì)量，對齒輪加工提出下列要求：

(1)傳動運動的準(zhǔn)確性為保證齒輪傳動速比的準(zhǔn)確性，應(yīng)要求齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差不超過允許值。為此，在齒輪加工中，分齒應(yīng)均勻。

(2)傳動的平穩(wěn)性所謂傳動平穩(wěn)，是指振動和噪音小，沖擊要小。因此，應(yīng)限制局部齒形的制造誤差，以限制瞬時速比的變動量。

(3)載荷分布的均勻性為避免造成齒面應(yīng)力集中，局部磨損，影響使用壽命。10.齒輪加工概述齒輪應(yīng)用廣泛。常見的有圓柱齒輪、96

(4)齒側(cè)間隙指齒輪副在工作狀態(tài)下，非工作齒面間應(yīng)有一定的間隙，以補償齒輪的加工和安裝誤差，補償熱變形，保證齒輪能自由回轉(zhuǎn)和貯存潤滑油。齒側(cè)間隙是由工作條件確定的。制造時，通過控制齒輪齒厚來獲得。為了適應(yīng)機械產(chǎn)品不同的需要，我國將漸開線圓柱齒輪分為12個精度等級(GBl0095一88)，精度由高至低依次為112級。在一般機械中，以7、8級的齒輪應(yīng)用最廣。齒輪加工分齒坯加工和齒面加工兩個階段，而齒面加工是整個齒輪加工的關(guān)鍵。下面著重介紹漸開線齒面的切削加工。齒面加工按其加工原理分為成形法和展成法兩類。若刀刃形狀與被切齒輪齒槽的形狀相符，齒面由成形刀具直接切出時，稱成形法，例如銑齒等。若齒面是根據(jù)齒輪的嚙合原理來形成的，稱展成法，例如滾齒、插齒等。(4)齒側(cè)間隙指齒輪副在工作狀態(tài)下，非工作齒面間應(yīng)有9710.1齒輪加工之銑齒輪

銑齒通常是利用成型刀具（如齒輪銑刀）以及分度盤來進行加工。通過銑削加工的齒輪通常精度不高，這是由于分度盤的精度不高導(dǎo)致的。銑齒適用于加工單件小批量低精度的齒輪。通常銑齒成本較低，生產(chǎn)率較低。

圖為在臥式萬能銑床上銑直齒輪的示意圖。齒坯安裝在銑床的分度頭上，銑刀旋轉(zhuǎn)作主運動，工作臺帶動齒坯作直線進給運動。每銑完一個齒槽后，工件退回，進行分度，再銑下一個齒槽。重復(fù)進行上述過程，直至銑出全部齒面為止。10.1齒輪加工之銑齒輪銑齒通常是利用成型刀9810.2齒輪加工之插齒原理和插齒

插齒加工是用插齒刀在插齒機上加工齒輪的，它是按一對圓柱齒輪的嚙合原理進行的。如圖：一個是工件，另一個是刀具（插齒刀采用高速鋼制造），在刀具上磨出前角和后角度，工件和刀具之間按傳動比做純滾動旋轉(zhuǎn)，插齒刀同時再做上下往復(fù)運動，可在工件上插出齒輪來。插齒過程中：插齒刀與工件之間必須維持嚴(yán)格的嚙合關(guān)系，這種運動稱為分齒運動10.2齒輪加工之插齒原理和插齒插齒加工是用99齒輪加工之插齒原理和插齒

插齒運動的主運動是刀具的上下往復(fù)運動，進給運動包括分齒運動（展成運動）、徑向進給運動，讓刀運動。讓刀運動的作用是：避免刀具在返回時，刀齒的后刀面與工件發(fā)生摩擦。齒輪加工之插齒原理和插齒插齒運動的主運動是刀10010.3齒輪加工之滾齒原理和滾齒

滾刀形狀類似蝸桿，其加工過程與蝸桿蝸輪的嚙合過程相似。為了形成切削刃和容屑槽，滾刀在垂直螺旋線方向等分地開出若干刀槽，并經(jīng)過鏟背、淬火和前、后刀面的刃磨，其刃形又近似于齒條齒形。滾齒時，每個齒形都是由滾刀在旋轉(zhuǎn)中依次對齒坯切削的若干條切削刃包絡(luò)而成的(圖)。當(dāng)滾刀與齒坯進行強制嚙合運動時，就在齒坯上切出了漸開線齒形。10.3齒輪加工之滾齒原理和滾齒滾刀形狀類似蝸桿，其加101齒輪加工之滾齒原理和滾齒

主運動即滾刀的旋轉(zhuǎn)運動，展成運動即滾刀與齒坯之間的嚙合運動，兩者應(yīng)準(zhǔn)確地保持齒輪嚙合傳動比關(guān)系。設(shè)滾刃的頭數(shù)為K(通常K=1)，被加工齒輪的齒數(shù)為Z，則滾刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，齒坯應(yīng)沿嚙合運動方向轉(zhuǎn)K個齒，即轉(zhuǎn)K／Z轉(zhuǎn)。垂直進給運動為了切出整個齒寬上的齒形，滾刀須沿齒坯軸線方向作連續(xù)進給運動。齒輪加工之滾齒原理和滾齒主運動即滾刀的旋轉(zhuǎn)運動，102第三章零件表面的加工方案返回索引第三章返回索引103

零件是由多個表面組成的，每一個表面又可以用多種加工方法獲得。因此，應(yīng)該對零件的結(jié)構(gòu)特點、形狀大小、技術(shù)要求、材料性能、生產(chǎn)批量、設(shè)備現(xiàn)狀以及經(jīng)濟性等多方面進行分析，選擇合適的加工方法。將多種加工方法按照一定的加工順序鏈接起來，依次對各個表面進行加工，多種加工方法的有機組合成為加工方案。加工方案是擬訂工藝過程的基礎(chǔ)。零件是由多個表面組成的，每一個表1041.外圓表面的加工方案公差等級表面粗糙度Ra(m)加工方案適用范圍IT13IT115012.5粗車適用于淬火鋼外的各種金屬IT10IT86.33.2粗車—半精車IT8IT71.60.8粗車—半精車—精車IT6IT50.80.2粗車—半精車—精車—精細車主要用于要求高的有色金屬IT8IT70.80.4粗車—半精車—磨削

適用于除有色金屬外的各種金屬，特別是淬火鋼IT7IT60.40.1粗車—半精車—粗磨—精磨IT5IT30.10.025粗車—半精車—粗磨—精磨—超精磨1.外圓表面的加工方案公差等級表面粗糙度Ra(m)加工方1052.平面的加工方案公差等級表面粗糙度加工方案適用范圍IT12IT102512.5粗車軸、套、盤類等零件未淬火的端面IT9IT76.30.8粗車—半精車—精車IT10IT86.31.6粗刨（銑）—精刨（銑）用于不淬硬的平面IT7IT60.80.1粗刨（銑）—精刨（銑）—刮研IT7IT60.40.05粗刨（銑）—精刨（銑）—粗磨—精磨用于高精度低粗糙度的平面2.平面的加工方案公差等級表面粗糙度加工方案適用范圍IT121063.孔的加工方案公差等級表面粗糙度加工方案適用范圍IT13IT115012.5鉆

加工除淬火鋼外各種金屬實心毛坯上較小的孔IT10IT96.33.2鉆—擴IT8IT76.33.2鉆—擴IT7IT60.40.2鉆—擴—機鉸—手鉸IT13IT1012.56.3粗鏜

除淬火鋼外各種金屬，毛坯有鑄出孔或鍛出孔IT9IT83.21.6粗鏜—精鏜IT8IT71.60.8粗鏜—半精鏜—精鏜IT7IT60.80.4粗鏜—半精鏜—精鏜—精細鏜IT7IT60.20.1粗鏜—半精鏜—粗磨—精磨主要用于淬火鋼，但不宜用于有色金屬3.孔的加工方案公差等級表面粗糙度加工方案適用范圍IT11074.油缸的加工方案4.油缸的加工方案1085.螺紋的加工方法

螺紋的結(jié)構(gòu)簡單、形式多樣、傳動穩(wěn)定、連接可靠、調(diào)整迅速準(zhǔn)確、裝拆方便、成本低廉，在機械行業(yè)中應(yīng)用廣泛。5.螺紋的加工方法螺紋的結(jié)構(gòu)簡單、形式1095.1螺紋的種類和用途螺紋按其用途分為聯(lián)接螺紋和傳動螺紋1、聯(lián)接螺紋：主要起聯(lián)接和調(diào)整的作用（1）普通螺紋：牙形角為60o，又分為粗牙螺紋和細牙螺紋兩種，代號為M。（2）管螺紋：牙形角為55o，常用于水管、氣管、油管等防泄露要求的場合。5.1螺紋的種類和用途螺紋按其用途分為聯(lián)接螺紋和傳動螺紋1105.1螺紋的種類和用途2、傳動螺紋：主要用于傳遞運動和動力。

(1)梯形螺紋：牙形角為30o，牙形為等腰梯形，代號為Tr，它是傳動螺紋的主要形式，如機床絲杠等。5.1螺紋的種類和用途2、傳動螺紋：主要用于傳遞運動和動力1115.1螺紋的種類和用途（2）矩形螺紋：主要用于力的傳遞，其特點是傳動效率較其它螺紋高，但強度較低、對中準(zhǔn)確性較差，特別是磨損后軸向和徑向的間隙較大，因此應(yīng)用受到了一定的限制。5.1螺紋的種類和用途（2）矩形螺紋：主要用于力的傳遞，其1125.1螺紋的種類和用途(3)鋸齒形螺紋：其牙形為鋸齒形，代號為B。它只用于承受單向壓力，由于它的傳動效率及強度比梯形螺紋高，常用于螺旋壓力機及水壓機等單向受力機構(gòu)。5.1螺紋的種類和用途(3)鋸齒形螺紋：其牙形為鋸齒1135.1螺紋的種類和用途（4）模數(shù)螺紋：即蝸桿蝸輪螺紋，其牙形角為40o，它具有傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、自鎖性能好等特點，主要用于減速裝置。

5.1螺紋的種類和用途（4）模數(shù)螺紋：即蝸桿蝸輪螺紋，其牙1145.2螺紋的加工1、車螺紋：其特點是通過車床機構(gòu)的調(diào)整，能方便地車出不同螺距、不同直徑、不同線數(shù)和不同牙形的螺紋，適合于單件小批量生產(chǎn)。5.2螺紋的加工1、車螺紋：其特點是通過車床機構(gòu)的調(diào)整，1155.2螺紋的加工2、攻螺紋和套螺紋:

攻螺紋是用絲錐在工件的光孔內(nèi)加工出內(nèi)螺紋的方法，如下圖左。套螺紋是用板牙在工件光軸上加工出螺紋的方法，如下圖右。5.2螺紋的加工2、攻螺紋和套螺紋:1165.2螺紋的加工

攻螺紋和套螺紋的特點是特別適宜于小尺寸的螺紋加工，對于特別小的螺紋，攻螺紋和套螺紋幾乎是其它方法不能代替的。攻螺紋和套螺紋的另一特點是操作十分靈活，特別適宜于成批大量箱體類零件上小螺紋的加工。5.2螺紋的加工攻螺紋和套螺紋的1175.2螺紋的加工3、銑螺紋、磨螺紋和滾壓螺紋

（1）銑螺紋：是在專用的螺紋銑床上進行，也可在萬能臥式銑床上進行。銑螺紋比車螺紋的加工精度略低、表面粗糙度略大，但銑螺紋的生產(chǎn)率高，適宜于大批大量螺紋生產(chǎn)的粗加工和半精加工。（2）磨螺紋：是在專用的螺紋磨床上進行，主要是對需要熱處理（硬度較高和精度要求高）的螺紋進行精加工，一般需要磨削的螺紋是經(jīng)過車螺紋或銑螺紋等半精加工后才進行的。5.2螺紋的加工3、銑螺紋、磨螺紋和滾壓螺紋1185.2螺紋的加工

（3）滾壓螺紋：是使坯料在滾壓工具的壓力下產(chǎn)生塑性變形，強制壓制出相應(yīng)的螺紋，滾壓方式主要有兩種：

A.搓螺紋：是在搓絲機上進行，利用搓絲機壓出來的螺紋精度高，可達5級，表面粗糙度為Ra1.6~0.8，目前市場上購買的螺釘、螺栓等螺紋零件大都是由搓絲機生產(chǎn)出來的。

B.滾螺紋：是在專用的滾壓螺紋機上進行的，被滾壓出來的螺紋精度可達3級，表面粗糙度為Ra0.8~0.2，其優(yōu)點是大大提高了螺紋的抗拉強度、抗剪強度和疲勞強度，且生產(chǎn)率很高，缺點是需要貴重的專用設(shè)備，對坯料精度要求較高，而且只能滾壓外螺紋。5.2螺紋的加工（3）滾壓螺紋：是使坯料在滾壓工具的壓1196.典型零件的工藝過程

我們對軸類、盤類以及箱體類零件進行工藝過程分析6.典型零件的工藝過程我們對軸類、盤1206.1軸類零件

軸類零件按其結(jié)構(gòu)特點可分為光軸、階梯軸、空心軸、曲軸等，其主要表面為外圓面、軸肩和端面，某些軸類零件還有內(nèi)圓面、鍵槽、退刀槽、螺紋等其它表面。外圓面主要用于安裝軸承和輪系（帶輪、齒輪、鏈輪等），軸肩的作用是使上述零件在軸上軸向定位。軸類零件通過軸上安裝的零件起支承、傳遞運動和扭矩的作用。6.1軸類零件軸類零件按其結(jié)構(gòu)特點1216.1軸類零件6.1軸類零件1226.1軸類零件1）技術(shù)要求本零件的軸頸Φ24和Φ16分別裝在箱體的兩個孔中，軸通過螺紋M10和孔Φ10緊固在箱體上，軸上Φ20h6處是用來安裝滾動軸承的，軸承上裝有齒輪，軸中間對稱地加工出相距22的兩個平行平面，是為了卡扳手而設(shè)計的。

2）工藝分析

①毛坯選擇：由于軸受力不大，主要是支承齒輪，所以可直接選用不經(jīng)鍛造的45鋼。

6.1軸類零件1）技術(shù)要求1236.1軸類零件

②定位基準(zhǔn)的選擇

A.以圓鋼外圓面為粗基準(zhǔn)，粗車端面并鉆中心孔；

B.為保證外圓面的位置精度，以軸兩端的中心孔為定位精基準(zhǔn)，這樣滿足了基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則；

C.調(diào)質(zhì)處理后，以外圓面定位，精車兩端面并修整中心孔；

D.以修整的兩中心孔作為半精車和磨削的定位精基準(zhǔn)，滿足了互為基準(zhǔn)的原則。

③制訂機械加工工藝過程6.1軸類零件②定位基準(zhǔn)的選擇124

單件小批量生產(chǎn)機床某軸的工藝過程單件小批量生產(chǎn)機床某軸的工藝過程125

126機械加工設(shè)備刀具培訓(xùn)課件127機械加工設(shè)備刀具培訓(xùn)課件128機械加工工藝基礎(chǔ)機械加工工藝基礎(chǔ)129索引切削加工的基礎(chǔ)知識金屬切削機床零件表面的加工方案索引切削加工的基礎(chǔ)知識金屬切削機床零件表面的加工方案130第一章切削加工的基礎(chǔ)知識第一章1311.1鉗工與機械加工鉗工：通過工人手持工具進行切削加工。機械加工：采用不同的機床（如車床、銑床、刨床、磨床、鉆床等）對工件進行切削加工。1.1鉗工與機械加工鉗工：通過工人手持工具進行切削加工。1322.零件表面質(zhì)量的概念

零件幾何參數(shù)：宏觀幾何參數(shù)：包括：尺寸、形狀、位置等要素。

微觀幾何參數(shù)：指：微觀表面粗糙程度。2.零件表面質(zhì)量的概念零件幾何參數(shù)：1332.1加工精度加工精度：指零件經(jīng)切削加工后，其尺寸、形狀、位置等參數(shù)同理論參數(shù)的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a.尺寸精度：零件尺寸參數(shù)的準(zhǔn)確程度。b.形狀精度：零件形狀與理想形狀接近程度。c.位置精度：零件上實際要素（點、線、面）相對于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。2.1加工精度加工精度：指零件經(jīng)切削加1342.1加工精度國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：常用的精度等級分為20級，分別用IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。數(shù)字越大，精度越低。其中IT5-IT13常用。高精度：IT5、IT6通常由磨削加工獲得。中等精度：IT7-IT10通常由精車、銑、刨獲得。低精度：IT11-IT13通常由粗車、銑、刨、鉆等加工方法獲得。2.1加工精度國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：常用的精度1352.1.1尺寸精度Φ250-0.04

零件尺寸要素的誤差大小。

問：精度的高低與哪兩個因素有關(guān)？

基本尺寸和公差大小。2.1.1尺寸精度Φ250零件尺寸要素的誤1362.1.2形狀精度

Φ25軸加工后可能產(chǎn)生的形狀誤差0－0.0132.1.2形狀精度Φ25軸1372.1.2形狀精度指零件上實際要素的形狀與理想形狀相符合的程度；國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了六類形狀公差（見下表）形狀精度的標(biāo)注：框格分為2格，箭頭指向待表達的表面，數(shù)字表示允許誤差的大小，單位為毫米。2.1.2形狀精度指零件上實際要素的形狀與理想形狀1382.1.3位置精度指零件的實際要素（點、線、面）相對于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。圓圈中的英文字母表示基準(zhǔn)，框格分3格，箭頭指向待表達的表面2.1.3位置精度指零件的實際要素（點、線、面）139精度等級尺寸精度范圍Ra值范圍（μm）相應(yīng)的加工方法低精度IT13～IT1125～12.5粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等中等精度IT10～IT96.3～3.2半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、擴孔等IT8～IT71.6～0.8精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗鉸等高精度IT7～IT60.8～0.2精磨、精鉸等特別精密精度IT5～IT2Ra＜0.2研磨、珩磨、超精加工、拋光等零件精度等級及其相應(yīng)的加工方法精度等級尺寸精度范圍Ra值范圍相應(yīng)的加工方法低精度IT13～1402.2表面粗糙度表面粗糙度：零件微觀表面高低不平的程度。

產(chǎn)生的原因：

1）切削時刀具與工件相對運動產(chǎn)生的磨擦；

2）機床、刀具和工件在加工時的振動；

3）切削時從零件表面撕裂的切屑產(chǎn)生的痕跡；

4）加工時零件表面發(fā)生塑性變形。

2.2表面粗糙度表面粗糙度：零件微觀表面高低不1412.2表面粗糙度

表面粗糙度對零件質(zhì)量的影響：

零件的表面粗糙度對機器零件的性能和使用壽命影響較大，主要有以下幾個方面：

1）零件表面粗糙，將使接觸面積減小，單位面積壓力加大，接觸變形加大，磨擦阻力增大，磨損加快；

2)表面粗糙度影響配合性質(zhì)。對于間隙配合，表面粗糙易磨損，造成間隙迅速加大；對于過盈配合，在裝配時，可使微小凸峰擠平，有效過盈量減少，使配合件強度降低；

3）零件表面粗糙，低谷處容易聚積腐蝕性物質(zhì)，且不易清除，造成表面腐蝕；

4）當(dāng)零件承受載荷時，凹谷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，以致產(chǎn)生裂紋而造成零件斷裂。2.2表面粗糙度表面粗糙度對零件質(zhì)量的影1422.2表面粗糙度

評定參數(shù)：常用的是輪廓算術(shù)平均偏差Ra2.2表面粗糙度

評定參數(shù)：常用的是輪廓算術(shù)1432.2表面粗糙度Rah1h2h3…h(huán)n2.2表面粗糙度Rah1h2h3…1442.2表面粗糙度國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：表面粗糙度分為14個等級，分別用表示，數(shù)字越大，表面越粗糙。表面粗糙度符號上的數(shù)值Ra,單位是微米（μm）。Ra第一系列：0.012、0.025、0.050、0.100、0.20、0.40、0.80、1.6、3.2、6.3、12.5、25、50、1002.2表面粗糙度Ra第一系列：0.012、0.1452.2表面粗糙度

表面粗糙度符號的意義及應(yīng)用

符號

符號說明

意義及應(yīng)用基本符號單獨使用無意義基本符號上加一短劃線表示表面粗糙度是用去除法獲得基本符號內(nèi)加一小圓表示表面粗糙度是用不去除材料的方法獲得

符號上加Ra值用去除材料方法獲得的表面，Ra的最大允許值為3.2μm2.2表面粗糙度

表面粗糙度符號的意義及應(yīng)用1462.3常見加工方法的Ra表面特征加工方法Ra(微米)表面特征粗車粗鏜50

可見明顯刀痕粗銑粗刨25

可見刀痕鉆孔12.5

微見刀痕精銑精刨半精車6.3

可見加工痕跡3.2

微見加工痕跡精車1.6

看不清加工痕跡粗磨0.8

可辨加工痕跡方向精磨0.4

微辨加工痕跡方向精密加工0.1-0.012

只能按表面光澤辯識2.3常見加工方法的Ra表面特征加工方法Ra(微米)表面147表面微觀特性Ra加工方法應(yīng)用舉例粗糙可見微見刀痕>10粗車、粗銑、毛銼、鋸斷倒角、鉆孔、鍵槽底面半光表面微見加工痕跡5--10車、銑、鉆、鏜、粗鉸普通配合表面，退刀槽微見加工痕跡2.5-5車、銑、鏜、拉、磨配合無要求的表面看不清加工痕跡1.25-2.5車、銑、鏜、拉、磨齒輪的工作面、箱體鏜孔表面光表面可辨加工痕跡方向0.63-1.25車、鏜、銑、磨、精鉸圓柱銷、導(dǎo)軌面微辯加工痕跡方向0.32-0.63精鉸、精鏜、磨高精度導(dǎo)軌面、重要配合面不可辨加工痕跡方向0.16-0.32精磨、研磨、超精加工精密機床主軸及光表面暗、亮光澤面<0.16精磨、研磨、拋光量規(guī)、氣缸等注：當(dāng)Ra=0.80時，普通的車、銑已經(jīng)難以加工表面微觀特性Ra加工方法應(yīng)用舉例粗糙可見微見刀痕>10粗車、1482.4零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系精度：宏觀幾何參數(shù)的誤差表面粗糙度：微觀幾何參數(shù)的誤差加工精度高，必須采用一系列的高精度的加工方法，而經(jīng)過高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表面粗糙度低，零件必須采用一系列的降低表面粗糙度的加工方法，而低