第11章金屬切削加工基礎(chǔ)

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.1金屬切削加工金屬切削加工是利用刀具切除金屬毛坯上的多余材料，獲得符合規(guī)定技術(shù)要求的機(jī)械零件的加工方法。11.1.1切削運(yùn)動與切削要素1.切削運(yùn)動為實(shí)現(xiàn)切削加工，刀具與工件之間必須有相對運(yùn)動，切削運(yùn)動可分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。

圖11.1切削加工的主要方式a)車削；b)鉆削；c)銑削；d)刨削；e)外圓磨削1-待加工表面；2-過渡表面；3-已加工表面?-主運(yùn)動；Ⅱ-進(jìn)給運(yùn)動第11章金屬切削加工基礎(chǔ)

2.切削用量要素(1)切削速度刀具切削刃選定點(diǎn)相對于工件主運(yùn)動的瞬時(shí)速度，用符號“vc”來表示，單位為m／s。(2)進(jìn)給量刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對于工件的位移量。它可用工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具的位移量來表述和度量，并用符號“f”表示，單位為mm/r。(3)背吃刀量工件上已加工表面與待加工表面之間的垂直距離，用符號“ap”表示，單位為mm。圖11.2車削時(shí)的切削要素

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.1.2金屬切削刀具1.刀具材料刀具要承受強(qiáng)摩擦、高壓、高溫，沖擊和振動，刀具材料的性能要求較高，包括高硬度和耐磨性；足夠的強(qiáng)度和韌性；高的熱硬性（在高溫下保持切削所需的硬度）、耐磨性、強(qiáng)度；良好工藝性和導(dǎo)熱性等。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)2.刀具切削部分的幾何形狀（1）車刀的組成如圖11.3所示，車刀的切削部分為刀頭，它由三面(前面、主后面、副后面)、二刃（主切削刃、副切削刃)、一尖(刀尖)組成。

圖11.3車刀的組成

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)切削刃是刀具上擬作切削用的刃，切削刃有主切削刃和副切削刃之分，如圖11.4所示。

圖11.4刀具的切削刃

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為了確定各刀面和切削刃的空間位置，需要建立三個(gè)相互垂直的輔助平面。外圓車刀的輔助平面和角度，如圖11.5所示。

圖11-5外圓車刀的輔助平面和角度a)輔助平面；b)角度第11章金屬切削加工基礎(chǔ)（2）輔助平面①基面通過主切削刃上選定點(diǎn)，并垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。車刀的基面平行于刀桿底面。②切削平面通過主切削刃上選定點(diǎn)，與工件加工表面相切，且垂直于該點(diǎn)基面的平面。③正交平面通過主切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面和切削平面的平面。在一般情況下，基面是過工件軸線的水平面，切削平面是過主切削刃的鉛垂面，正交平面是垂直于基面和切削平面的鉛垂剖面。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)（3）車刀的幾何角度車刀的主要幾何角度有前角γ0、主后角α0、主偏角kγ、副偏角k’γ和刃傾角λs等，如圖11-5所示。①前角γ0前面與基面夾角，反映前刀面的傾斜程度。②主后角α0主后刀面與切削平面夾角。③主偏角k’γ主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向之間的夾角。④副偏角k‘γ副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給相反方向之間的夾角。⑤刃傾角λs：主切削刃與基面之間的夾角。刃傾角對排屑方向的影響，如圖11．6所示。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11-6刃傾角及其對排屑方向的影響第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.1.3金屬切削過程1.切屑的形成及種類（1）切屑的形成在切削塑性材料的過程中，切屑的形成如圖11.7所示。圖11.7切屑形成過程a)彈性變形；b)塑性變形；c)擠裂

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)（2）切屑的種類由于工件材料及加工條件的不同，形成形成的切屑形態(tài)也不相同。常見的切屑種類大致有帶狀切屑、節(jié)狀切屑、粒狀切屑、崩碎切屑四種，如圖11.8所示。

圖11-8切屑形成過程a)帶狀切屑；b)節(jié)狀切屑；c)粒狀切屑；d)崩碎切屑

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)2.切削液為避免切削溫度過高，一是要減少切削變形，如合理選擇切削用量和刀具角度件的加工性能等；二是減少摩擦，加強(qiáng)散熱，如采用切削液。切削液作用：冷卻、潤滑、防銹、清洗。常用的切削液可分三大類：水溶液、乳化液和油類。切削液的使用范圍：工件：切削鋼等塑性材料，需要用切削液，切削鑄鐵，青銅等脆性材料不用切削液。刀具：高速鋼用切削液，硬質(zhì)合金不用。硬質(zhì)合金刀具使用切削液時(shí)需充分連續(xù)。加工方法：鉆，鉸孔，攻螺紋，成形刀具，齒輪刀具，磨削等需要切削液。加工要求：粗加工，需要冷卻切削液；精加工需要潤滑切削液。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)3.刀具磨損與車刀的刃磨（1）刀具的磨損。刀具磨損的主要原因?yàn)闄C(jī)械磨損和熱效應(yīng)兩種。影響刀具磨損的主要因素有工件材料的力學(xué)性能、工件毛坯表面的狀況、刀具材料性能、刀具幾何形狀、切削用量、切削液等。（2）車刀的刃磨車刀用鈍后，必須重新刃磨，以恢復(fù)車刀原來的形狀和角度。車刀一般是在砂輪機(jī)上手工刃磨，也可在工具磨床上刃磨。刃磨高速鋼車刀一般選用白剛玉（氧化鋁）砂輪，刃磨硬質(zhì)合金車刀一般選用綠色碳化硅砂輪。車刀刃磨的步驟如圖11.9所示。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.9車刀的刃磨a)磨前刀面；b)磨主后刀面；c)磨副后刀面；d)磨刀尖圓弧第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.2金屬切削機(jī)床的基本知識11.2.1機(jī)床的分類和編號常用的通用金屬切削機(jī)床有：車床、鉆床、刨床、銑床和鏜床等，型號如下：CA6140X6130M1432ACK6132等(1)機(jī)床代號（第一個(gè)字母，我國目前有十二大類，）。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)(2)通用特性代號（第二位字母，見下表）。表11.2機(jī)床特性及代號

通用特性高精度精密自動半自動數(shù)控加工中心自動換刀仿行輕型加重型簡式代號GMZBKHFQCJ讀音高密自半控?fù)Q仿輕重簡第11章金屬切削加工基礎(chǔ)類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨插床拉床特種加工機(jī)床切斷機(jī)床其它機(jī)床代號CZTM2M3MYSXBLDGQ讀音車鉆鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉電割其表11.1機(jī)床類別及代號(3)機(jī)床組別和型別代號（兩位數(shù)字，前一位是組別，后一位是系別。見下表）0123456789Ⅰ車床C儀表車床單軸自動車床多軸自動、半自動車床回輪、轉(zhuǎn)塔車床曲軸及凸輪軸車床立式車床落地及臥式車床仿形及多刀車床輪、軸、錠、輥及鏟齒車床其它車床0123456789落地車床臥式車床馬鞍車床無絲杠車床卡盤車床球面車床表11.3機(jī)床的類、組、系、劃分表（摘錄）第11章金屬切削加工基礎(chǔ)(4)機(jī)床主參數(shù)代號（在組、系別代號之后，需折算。見下表）。表11.4常見機(jī)床的主要參數(shù)及其折算系數(shù)機(jī)床名稱主參數(shù)名稱主參數(shù)折算系數(shù)臥式車床床身上最大回轉(zhuǎn)直徑1/10搖臂鉆床最大鉆孔直徑1/1臥式坐標(biāo)鏜床工作臺面寬度1/10外圓磨床最大磨削直徑1/10立式升降臺銑床工作臺面寬度1/10臥式升降臺銑床工作臺面寬度1/10龍門刨床最大刨削寬度1/100牛頭刨床最大刨削長度1/10第11章金屬切削加工基礎(chǔ)(5)機(jī)床重大改進(jìn)序號若有改進(jìn)，則按改進(jìn)順序?qū)⑵湫蛱枌懺跈C(jī)床型號末尾。例如：第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.2.2機(jī)床的基本傳動方法1.機(jī)床上常用的傳動副(1)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳動副帶傳動、齒輪傳動、蝸桿蝸輪傳動。(2)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動的傳動副齒條傳動、絲杠螺母傳動等。2.傳動鏈將上述傳動副組合起來，即成為傳動鏈。傳動鏈的傳動比等于鏈中各傳動副之傳動比的乘積。3.機(jī)床的變速機(jī)構(gòu)機(jī)床常用的變速機(jī)構(gòu)，如圖11.10所示。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.10機(jī)床常用變速機(jī)構(gòu)a)塔輪變速機(jī)構(gòu)；b)滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)；c)牙嵌式離合器變速機(jī)構(gòu)第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.3車削加工車削加工主要適用于加工各種回轉(zhuǎn)面。因機(jī)械零件中回轉(zhuǎn)面用得最多，因此車削加工是切削加工中應(yīng)用最廣的一種加工。11.3.1車床的組成車床的主要組成部件如圖所示，有床身、主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾座等。加工時(shí)，工件由主軸帶動作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動；刀具安裝在刀架上可作縱向或橫向進(jìn)給運(yùn)動。普通車床是車床中應(yīng)用最廣的一種，常用的型號有C6132型臥式車床，主參數(shù)為最大加工直徑320mm，如圖11.11所示。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.11臥式車床的基本結(jié)構(gòu)及運(yùn)動1—主軸箱；2—夾盤；3—刀架；4—后頂尖；5—尾座；6—床身7—光杠；8—絲杠；9—溜板箱；10—底座；11—進(jìn)給箱第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.3.2工件在車床上的安裝工件的安裝方式需依據(jù)工件的形狀和尺寸而定，常用的安裝方法如圖11.12所示。1.卡盤或花盤安裝三爪卡盤如圖11.12所示，用于長度與直徑比小于4的工件。其中，三爪自定心卡盤用于圓形和六角形工件及棒料，能自動定心，安裝方便。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.12三爪卡盤結(jié)構(gòu)第11章金屬切削加工基礎(chǔ)四爪卡盤的外形如圖11.13（a）所示。

圖11.13四爪卡盤及其找正(a)外形；(b)劃線找正；(c)用百分表找正

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花盤用于形狀不規(guī)則無法用卡盤裝夾的工件，例如支架類工件，安裝時(shí)用角鐵和螺釘?shù)葕A持在花盤上如圖11.14。圖11.14用花盤安裝工件第11章金屬切削加工基礎(chǔ)2.使用頂尖安裝長徑比大于4的軸類工件，可采用夾、頂或兩端頂。用頂尖安裝時(shí)，工件端面需先用中心鉆鉆出中心孔。對于長度與直徑比大于10的細(xì)長軸類工件，還需使用中心架或跟刀架。中心架及其使用，如圖11.15所示。

圖11.15中心架及其使用(a)中心架；(b)中心架使用第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.16跟刀架及其使用(a)二爪跟刀架；(b)三爪跟刀架；(c)跟刀架的使用第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.3.3車床的加工范圍如圖11.l7所示。圖11.l7車床上能完成的主要工作(a)車端面；(b)車外圓；(c)車外錐面；(d)車槽、切斷；(e)車孔；(f)車內(nèi)槽;(g)鉆中心孔；(h)鉆孔；(i)鉸孔；(j)锪孔；(k)車外螺紋；(l)車內(nèi)螺紋；(m)攻螺紋；(n)車成形面；(o)滾花第11章金屬切削加工基礎(chǔ)常用車刀的頭部形式，如圖11.18所示。

圖11.18常用的幾種車刀a)45°外圓車刀；b)75°外圓車刀；c)左偏刀；d)右偏刀；e)鏜孔刀；f)切斷刀；g)螺紋刀；h)樣板刀第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.3.4粗車與精車1.粗車粗車用來去除毛坯表皮，對精度要求不高的表面，可作為最終加工，一般粗車常作為精加工的準(zhǔn)備工序。粗車的公差等級為IT13～I(xiàn)Tll，表面粗糙度Ra值為50～2.5μm。粗車時(shí)，背吃刀量ap為3～12mm，一般為提高生產(chǎn)率ap就等于單邊車削余量。進(jìn)給量f的常用范圍是0.3～lmm／r。車中碳鋼時(shí)，切削速度取50～70mm／min，車鑄鐵時(shí)，切削速度取20～50mm／min。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)2.精車精車是使零件達(dá)到圖樣規(guī)定的精度和表面粗糙度要求，半精車則作為粗車和精車之間的過渡。半精車的公差等級為IT10～I(xiàn)T9，表面粗糙度Ra值為6.3～3.2μm;精車的公差等級為IT8～I(xiàn)T7，表面粗糙度Ra值為1.6～0.8μm。一般半精車ap取1～2mm，f取0.2～0.5mm／r；精車ap取0.05～0.8mm，f取0.10～0.3mm／r。在選擇切削速度時(shí)，精車一般有高速精車和低速精車。高速精車是采用硬質(zhì)合金車刀在v≥100m／min下進(jìn)行的精車。低速精車主要是采用高速鋼寬刃精車刀在v=2～12mm／min進(jìn)行的精車。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.3.5車削加工的工藝特點(diǎn)1.易于保證各加工表面的位置精度2.適合于有色金屬零件的精加工3.生產(chǎn)率較高4.生產(chǎn)成本低第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.4鉆、削加工11.4.1鉆削加工在鉆床上進(jìn)行切削加工稱為鉆削。在鉆床上可進(jìn)行的工作為：鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋、锪孔、锪端面等，如圖11.19所示。圖11.19鉆床所能完成的工作a)鉆孔；b)擴(kuò)孔；c)鉸孔；d)攻螺紋；e)锪錐孔；f)锪圓柱孔；g)锪端面

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1.鉆床鉆削加工時(shí)，刀具旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動，同時(shí)沿軸向移動作進(jìn)給運(yùn)動，生產(chǎn)中常用的有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床三種。圖11.20臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床第11章金屬切削加工基礎(chǔ)2.鉆孔（1）麻花鉆麻花鉆是最常用的鉆孔刀具。麻花鉆的結(jié)構(gòu)如圖11.21所示．它由柄部、頸部和工作部分組成。

圖11.21麻花鉆的組成第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.22麻花鉆的切削部分第11章金屬切削加工基礎(chǔ)（2）鉆頭的安裝當(dāng)柄部為錐柄時(shí)可直接裝入機(jī)床的主軸錐孔內(nèi)；為直柄時(shí)需要用鉆夾頭安裝，如圖11.23所示。

圖11.23鉆頭的安裝第11章金屬切削加工基礎(chǔ)

3.擴(kuò)孔與鉸孔中等尺寸以下較精密的孔，常采用“鉆—擴(kuò)—鉸”工藝方案。（1）擴(kuò)孔擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對工件上已有孔進(jìn)行加工擴(kuò)大孔徑，提高孔加工質(zhì)量。（2）鉸孔鉸孔是用鉸刀從工件孔壁上切除微量金屬，提高孔尺寸精度和減小粗糙度值的加工方法。是在擴(kuò)孔或半精鏜孔后進(jìn)行的一種精加工。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.4.2鏜削加工在鏜床上進(jìn)行切削加工稱為鏜削。刀具旋轉(zhuǎn)切削主運(yùn)動，刀具或工件作軸向進(jìn)給運(yùn)動。鏜床按結(jié)構(gòu)和用途可分為臥式、落地、坐標(biāo)、金剛鏜床等。例如圖11.24所示，T68型臥式鏜床，其主參數(shù)為鏜軸直徑80mm；圖11.24臥式鏜床第11章金屬切削加工基礎(chǔ)

鏜床上可以鏜孔、鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔，銑平面、端面，鏜削內(nèi)螺紋等。鏜床的主要工作如圖11.25所示。圖11.25鏜床的主要工作

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)鏜桿受工件孔徑限制，孔徑較小時(shí)，剛性較差不宜采用太大的切削用量，加工中通過調(diào)刀來達(dá)到孔徑精度，生產(chǎn)率較低。鏜刀如圖11.26所示，結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，單件、小批生產(chǎn)中，鏜孔是較經(jīng)濟(jì)的孔加工方法之一，直徑在100mm以上的大孔，鏜孔幾乎是唯一的精加工方法。大批量生產(chǎn)為減少調(diào)刀，可采用鏜模板，以提高生產(chǎn)率。

圖11.26車床用鏜刀第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.5刨、插、拉削和銑削加工11.5.1刨、插、拉削加工1.刨削加工（1）刨床刨削中，刀具對工件的相對往復(fù)直線運(yùn)動為主運(yùn)動，工件相對刀具在垂直于主運(yùn)動方向的間歇運(yùn)動為進(jìn)給運(yùn)動，刨削是在牛頭刨床或龍門刨床上進(jìn)行的。前者適于加工中、小型工件，B6065型牛頭刨床、其主參數(shù)為最大刨削長度650mm；后者適于加工大型工件或同時(shí)加工多件中、小型工件，如圖11.27所示。B2010A型龍門刨床，其主參數(shù)為最大刨削寬度1000mm，其最大刨削長度為4000mm，如圖11.28所示。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.27B6065型牛頭刨床1-工作臺;2-刀架;3-滑枕;4-床身;5-擺桿機(jī)構(gòu);6-變速機(jī)構(gòu);7-進(jìn)刀機(jī)構(gòu);8-橫梁;9-行程位置調(diào)整手柄;10-行程長度調(diào)整方榫

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.28B2010A龍門刨床第11章金屬切削加工基礎(chǔ)（2）刨刀及其用途刨刀形狀類似車刀，分為平面刨刀、偏刀、切刀、角度刀和樣板刀等。用于加工平面、垂直面、斜面、直槽、V型槽、燕尾槽，T型槽、成形面。刨刀及其用途，如圖11.29所示。圖11.29刨刀及其用途a)刨水平面；b)刨垂直面；c)刨斜面；d)刨燕尾槽；e)刨直槽；f)刨T型槽第11章金屬切削加工基礎(chǔ)2.插削加工插削加工在插床上進(jìn)行，如圖11.30所示?；驹砼c刨削加工相同，不同的是插刀對工件作垂直往復(fù)直線主運(yùn)動，也稱為立式刨床。圖11.30插床1-滑床；2-刀架；3工作臺；4-床身；5-底座

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)3.拉削加工拉削加工在拉床上進(jìn)行，如圖11.31所示?？捎脕砑庸じ鞣N截面形狀的通孔、直線或曲線形狀的外表面。

圖11.31拉床第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.32圓孔拉刀圖11.33平面拉削示意圖第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.5.2銑削加工平面、溝槽及臺階加工除采用刨削以外，更多地是采用銑削加工。1.銑床與銑刀銑削加工時(shí)，銑刀旋轉(zhuǎn)切削工件，為主運(yùn)動，工件裝夾在工作臺上,可前后、上下、左右作直線運(yùn)動或復(fù)合曲線運(yùn)動，為進(jìn)給運(yùn)動。常用銑床有X6132型臥式萬能升降臺銑床（舊型號為X62W），其主參數(shù)為工作臺寬度320mm，如圖11.34所示。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.34X6132型臥式銑床1-床身;2-電動機(jī);3-主軸變速機(jī)構(gòu);4-主軸;5-橫梁;6-刀桿,7-吊架,8-縱向工作臺,9-轉(zhuǎn)臺,10-橫向工作臺,11-升降臺第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.35龍門銑床第11章金屬切削加工基礎(chǔ)2.周銑和端銑銑削方式按所用銑刀不同分為周銑和端銑，如圖11.36所示。3.逆銑與順銑周銑時(shí)，當(dāng)銑刀上切削刀齒的運(yùn)動方向與工件的進(jìn)給方向相同時(shí)稱為順銑，如圖11.37所示。圖11.36周銑與端銑圖11.37順銑與逆銑第11章金屬切削加工基礎(chǔ)逆銑時(shí)，每個(gè)刀齒的切削厚度均是從零逐漸增大，使得開始切削階段刀齒在工件表面上打滑、擠壓，惡化了表面質(zhì)量且使刀齒容易磨損。而順銑時(shí)，刀齒從最大切削厚度開始切削，避免了上述打滑現(xiàn)象，可獲得較好的表面質(zhì)量，當(dāng)工件表面無硬皮時(shí)也提高了刀具的使用壽命。

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)順銑時(shí)水平切削分力與工作臺的移動方向一致，有使傳動絲杠和螺母的工作側(cè)面脫離的趨勢。由于銑刀的線速度比工作臺的移動速度大得多，切削力又是變化的，所以刀齒經(jīng)常會將工件和工作臺一起拉動一個(gè)距離。這個(gè)距離就是絲杠與螺母之間的間隙。工作臺的這種突然竄動，使切削不平穩(wěn)，影響工件的表面質(zhì)量，甚至發(fā)生打刀現(xiàn)象。所以，只有在銑床的縱向絲杠裝有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，將間隙調(diào)整到刻度盤一小格左右時(shí)，且切削力不大的場合才能使用順銑。因此一般情況下逆銑比順銑用得多。精銑時(shí)，銑削力較小，為提高加工質(zhì)量和刀具耐用度，多采用順銑。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.6磨削加工11.6.1磨削概述用砂輪或其它磨具加工工件表面的工藝過程，稱為磨削加工。通常把使用砂輪加工的機(jī)床稱為磨床。磨床可分為外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、無心磨床、螺紋磨床和齒輪磨床等。磨削時(shí)，砂輪的旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，工件的移動和轉(zhuǎn)動為進(jìn)給運(yùn)動。常用的磨床有：M1432A型萬能外圓磨床，其主參數(shù)為最大磨削直徑320mm，如圖11.38所示。M7120A型平面磨床，其主參數(shù)為工作臺工作面寬度200mm，如圖11.39所示。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.38M1432A型萬能外圓磨床第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.39M7120A型平面磨床1－驅(qū)動工作臺手輪；2－磨頭；3－滑板；4－橫向進(jìn)給手輪；5－砂輪修整器；6－立柱；7－行程擋板；8－工作臺；9－垂直進(jìn)給手輪；10－床身第11章金屬切削加工基礎(chǔ)磨削的加工范圍很廣，可加工各種外圓、內(nèi)孔、平面和成形面（螺紋、齒輪、花鍵等）。磨削的主要工作范圍，如圖11.40所示。圖11.40磨削的主要工作第11章金屬切削加工基礎(chǔ)

磨削過程是形狀各異的磨粒在高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中，對工件表面進(jìn)行切削、擠壓、滑擦以及拋光的綜合作用，如圖11.41所示。圖11.41砂輪及磨削第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.6.2砂輪1.砂輪的特性要素砂輪的切削性能由磨粒材料（磨料）、粒度、硬度、結(jié)合劑、組織、形狀和尺寸等六項(xiàng)因素決定。（1）磨料磨料即砂輪中的硬質(zhì)顆粒，它擔(dān)負(fù)主要切削工作。磨料必須有很高的硬度、耐磨性、耐熱性和韌性，還要具有比較鋒利的形狀，才能切下切屑。常用的磨料分為剛玉類、碳化物類和高磨硬料類。各種磨料的代號及主要用途見表11.5。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)名稱剛玉類碳化物類高磨硬料類棕剛玉白剛玉鉻剛玉黑碳化硅綠碳化硅立方碳化硅碳化硼立方碳化硼人造金剛石原代號GZGBGGTHTLTFTPJLDJR新代號AWAPAGCSCSCBCDL主要用途加工碳鋼合金鋼加工淬硬鋼高速鋼刀具成型磨削加工鑄鐵黃銅加工硬質(zhì)合金高硬度材料、高精度加工表11.5磨料的代號及主要用途第11章金屬切削加工基礎(chǔ)（2）粒度粒度是指磨料顆粒的大小。粒度又分磨粒和微粉兩組。（3）結(jié)合劑砂輪中用來粘結(jié)磨料的物質(zhì)稱為結(jié)合劑。（4）硬度砂輪的硬度是指在磨削力的作用下，磨料從砂輪表面脫落的難易程度。（5）組織砂輪的組織是指砂輪的松緊程度，即磨料在砂輪中所占的體積比例。組織共分0～14號，號碼越大越疏松。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)（6）形狀和尺寸為了適應(yīng)不同類型的磨床和各種工件，砂輪有很多形狀和尺寸規(guī)格，砂輪的形狀用代號表示。砂輪的基本特性參數(shù)一般印在砂輪的端面上。其代號次序是：形狀－尺寸－磨料－粒度－硬度－組織－結(jié)合劑－最高工作線速度。例如：PSA400×100×127A60L5B25雙面凹砂輪外徑×厚度×孔徑棕剛玉60＃中軟2號5號組織樹脂結(jié)合劑v＜25m／s第11章金屬切削加工基礎(chǔ)

2.砂輪的修整由于磨削過程中砂輪不可能時(shí)時(shí)具有自銳性，且磨屑和碎磨粒會堵塞砂輪的空隙。再者，由于砂輪表面的磨料脫落不均勻，致使砂輪喪失外形精度。因此需要修整砂輪，去除表層磨料，以恢復(fù)砂輪的切削能力與外形精度。修整砂輪常用金剛石筆，它由大顆粒金剛石鑲焊在刀桿尖端制成。修整過程相當(dāng)于用金剛石車刀切削砂輪外圓。修整時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的磨削條件，選擇不同的修整用量。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.6.3磨削的特點(diǎn)1.能加工硬度很高的材料2.能加工出精度高、表面粗糙度值很細(xì)的表面磨削尺寸精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T5，表面粗糙度Ra為0.8～0.2μm。3.磨削溫度高4.磨削的徑向分力大第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.7常用量具的使用與維護(hù)零件是否符合圖紙要求，需要用測量工具進(jìn)行測量，這些測量工具簡稱為量具。由于零件有各種不同形狀，它們的精度要求也不一樣，因此，就有不同的量具。量具的種類很多，除簡易量具外，常用的有以下幾種。11.7.1游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺（圖11.42）是一種中等精度的量具，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，應(yīng)用廣泛，可測量外表面、內(nèi)表面和深度等。游標(biāo)卡尺的精度有0.01mm、0.05mm和0.02mm三級。

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.42游標(biāo)卡尺及其讀數(shù)示例

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法可分以下三步(圖11.42，卡尺精度為0.02mm）；（1）在尺身上讀出游標(biāo)零線所指尺寸的整數(shù)值，圖11.42（c）中為23mm。（2）在游標(biāo)上找出與尺身刻度線重合的那條刻度線，將其格數(shù)乘以精度值，圖中為12×0.02mm＝0.24mm。（3）將以上兩部分相加即為最后讀數(shù)，圖中為23mm＋0.24mm＝23.24mm。

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)使用游標(biāo)卡尺測量工件時(shí)，應(yīng)使卡腳逐漸與工件靠近，輕微接觸，不得用力緊卡工件。游標(biāo)卡尺必須放正不能歪斜。游標(biāo)卡尺僅用于測量已加工的光滑表面，不能用來測量粗糙表面和毛坯。游標(biāo)量具其種類很多，除游標(biāo)卡尺外，還有游標(biāo)高度尺、游標(biāo)深度尺等，如圖11.43所示，其構(gòu)造和原理與游標(biāo)卡尺基本相同。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)

11.7.2千分尺千分尺測量精度為0.01mm。按其用途可分為外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺、深度千分尺、杠桿千分尺等?，F(xiàn)以外徑千分尺為例子以介紹，其結(jié)構(gòu)如圖11.44(a）所示，其讀數(shù)方法也分三步，如圖11.44(b)、（c）。（1）讀出固定套筒上露出的最后一條刻線的刻度數(shù)，注意應(yīng)精確到0.5mm。圖(b)中為7.5rnm，圖?中為7mm。（2）讀出活動套筒上與固定套筒軸向刻度中線所對準(zhǔn)那條刻度線的刻度數(shù)，然后乘以0.01mm。圖(b)中為0.39mm，圖(c)中為0.35mm。

第11章金屬切削加工基礎(chǔ)（3）將以上兩部分相加即為最后讀數(shù)。用千分尺測量時(shí)，當(dāng)測量螺桿快要接觸工件時(shí)，必須使用棘輪，當(dāng)棘輪發(fā)出“嘎嘎”打滑聲時(shí)應(yīng)停止轉(zhuǎn)動。另外，還有一種指針千分尺。測量時(shí)，零件的尺寸由指針指示出來。第11章金屬切削加工基礎(chǔ)圖11.43游標(biāo)高度尺和游標(biāo)深度尺圖11.44外徑千分尺及其讀數(shù)示例1—砧座；2—測微螺桿；3—棘輪；4—活動套筒（微分筒）；5—固定套筒第11章金屬切削加工基礎(chǔ)11.7.3百分表百分表是一種比較量具，它只能測出相對數(shù)值，不能測出絕對數(shù)值。即不能直接測出工件具體的尺寸，只能測出兩尺寸間的差值。百分表的結(jié)構(gòu)如圖11.45所示。使用時(shí)，百分表應(yīng)裝在專用表架上，并保證測量桿與被測表面垂直。測