第三章-金屬切削機床與刀具課件

大家好1

第三章金屬切削機床與刀具

金屬切削機床是用刀具切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器，它是制造機器的機器，所以又稱為“工作母機”，習慣上簡稱為機床。金屬切削機床誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有兩百多年了，隨著工業(yè)化的發(fā)展，機床品種越來越多，技術(shù)也越來越復(fù)雜。（1775約翰威爾金森）

23.1金屬切削機床的分類、型號與主要技術(shù)參數(shù)

一、機床的分類

機床主要是按加工方法和所用刀具進行分類，根據(jù)國家制定的機床型號編制方法，機床分為11大類：

車床，鉆床，鏜床，磨床，齒輪加工機床，螺紋加工機床，銑床，刨插床，拉床，鋸床和其他機床。在每一類機床中，又按工藝范圍，布局型式和結(jié)構(gòu)性能分為若干組，每一組又分為若干個系（系列）。3

除了上述基本分類方法外，還有其它分類方法：1.按照萬能性程度，機床可分為：

①通用機床：

這類機床的工藝范圍很寬，可以加工一定尺寸范圍內(nèi)的多種類型零件，完成多種多樣的工序。如:臥式車床，萬能升降臺銑床，萬能外圓磨床等。

②專門化機床：這類機床的工藝范圍較窄，只能用于加工不同尺寸的一類或幾類零件的一種（或幾種）特定工序。如，絲桿車床，凸輪軸車床等。

③專用機床：

這類機床的工藝范圍最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序。如，加工機床主軸箱體孔的專用鏜床，加工機床導(dǎo)軌的專用導(dǎo)軌磨床等。4

2.按照機床的工作精度，可分為普通精度機床，精密機床和高精度機床。

3.按照重量和尺寸，可分為儀表機床，中型機床（一般機床），大型機床（質(zhì)量大于10t），重型機床（質(zhì)量在30t以上）和超重型機床（質(zhì)量在100t以上）。

4.按照機床主要器官的數(shù)目，可分為單軸，多軸，單刀，多刀機床等。

5.按照自動化程度不同，可分為普通，半自動和自動機床。5二、機床的型號編制

機床的型號是機床產(chǎn)品的代號，用以表明機床的類型，通用和結(jié)構(gòu)特性，主要技術(shù)參數(shù)等。

GB/T15375-94《金屬切削機床型號編制方法》規(guī)定，我國的機床型號由漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字按一定規(guī)律組合而成。

1.通用機床的型號編制

1）通用機床型號的表示方法

6注：①有“()”的代號或數(shù)字，當無內(nèi)容時，不表示，若有內(nèi)容，則不帶擴號；

②有“○”符號者，為大寫的漢語拼音字母；

③有“△”符號者，為阿拉伯數(shù)字；④有“

”符號者，為大寫的漢語拼音字母或阿拉伯數(shù)字或兩者兼有之。784）結(jié)構(gòu)特性代號

為區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機床,在型號中用漢語拼音字分.

如:CA6140中的"A"5）機床的組別,系別代號

(或見書P90-91)

6）機床的主參數(shù),設(shè)計順序號和第二主參數(shù)

機床主參數(shù):代表機床規(guī)格的大小,在機床型號中,用數(shù)字給出主參數(shù)的折算數(shù)值(1/10或1/100)

設(shè)計順序號:當無法用一個主參數(shù)表示時,則在型號中用設(shè)計順序號表示.

第二主參數(shù):一般是主軸數(shù),最大跨距,最大工作長度,工作臺工作面長度等,它也用折算值表示.9組別類別0123456789車床C儀表車床單軸自動半自動車床多軸自動、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、輥、錠及鏟齒車床其他車床鉆床Z坐標鏜鉆床深孔鉆床搖臂鉆床臺式鉆床立式鉆床臥式鉆床銑鉆床中心孔鉆床鏜床T深孔鏜床坐標鏜床立式鏜床臥式銑鏜床精鏜床汽車、拖拉機修理用鏜床磨床M儀表磨床外圓磨床內(nèi)圓磨床砂輪機坐標磨床導(dǎo)軌磨床刀具刃磨床平面及端面磨床曲軸、凸輪軸、花鍵軸及軋輥磨床工具磨床2M超精機內(nèi)圓珩磨機外圓及其他珩磨機拋光機砂帶拋光及磨削機床刀具刃磨及研磨機床可轉(zhuǎn)位刀片磨削機床研磨機其他磨床3M球軸承套圈溝磨床滾子軸承套圈滾道磨床軸承套圈超精機葉片磨削機床滾子加工機床鋼球加工機床氣門、活塞及活塞環(huán)磨削機床汽車、拖拉機修磨機床通用機床類、組劃分表（之1）機床的型號編制10組別類別0123456789齒輪加工機床Y儀表齒輪加工機錐齒輪加工機滾齒及銑齒機剃齒及珩齒機插齒機花鍵軸銑床齒輪磨齒機其他齒輪加工機齒輪倒角及檢查機螺紋加工機床S套絲機攻絲機螺紋銑床螺紋磨床螺紋車床銑床X儀表銑床懸臂及滑枕銑床龍門銑床平面銑床仿形銑床立式升降臺銑床臥式升降臺銑床床身銑床工具銑床其他銑床刨插床B懸臂刨床龍門刨床插床牛頭刨床邊緣及摸具刨床其他刨床拉床L側(cè)拉床臥式外拉床連續(xù)拉床立式內(nèi)拉床臥式內(nèi)拉床立式外拉床鍵槽及螺紋拉床其他拉床鋸床G砂輪片鋸床臥式帶鋸床立式帶鋸床圓鋸床弓鋸床銼鋸床其他鋸床Q其他儀表機床管子加工機床木螺釘加工機刻線機切斷機通用機床類、組劃分表（之2）機床的型號編制11127）機床的重大改進順序號

當機床性能和結(jié)構(gòu)布局有重大改進時,在原機床型號尾部,加重大改進順序號A,B,C....等.8）其他特性代號:用以反映各類機床的特性，用數(shù)字或字母或阿拉伯數(shù)字來表示。9）企業(yè)代號:生產(chǎn)單位為機床廠時,由機床廠所在城市名稱的大寫漢語拼音字母及該廠在該城市建立的先后順序號,或機床廠名稱的大寫漢語拼音字母表示。

13142.專用機床的型號編制

1）專用機床型號表示方法專用機床的型號一般由設(shè)計單位代號和設(shè)計順序號組成，其表示方法為：152）設(shè)計單位代號包括機床生產(chǎn)廠和機床研究單位代號（位于型號之首），見金屬切削機床型號編制方法（GB/T15975-1994）附錄A。3）專用機床的設(shè)計順序號按該單位的設(shè)計順序號(從“001”起始)排列，位于設(shè)計單位代號之后，并用“－”隔開，讀作“至”。例如，北京第一機床廠設(shè)計制造的第100種專用機床為專用銑床。其型號為B1－100。16

3.2工件表面成形方法與機床運動分析一、工件表面形狀與成形方法(一)工件表面的構(gòu)成機械零件的表面形狀千變?nèi)f化，但大都是由幾種常見的表面組合而成的，如圖3.1，由這些表面組成各種類型的零件。這些表面都可以看成是由一根母線沿著導(dǎo)線運動而形成的。圖3.2表示了零件表面的成形過程。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線。

17圖3.1機械零件上常見的表面18圖3.2零件表面的形成19（二）常見工件表面的成形方法

機械加工中，工件表面是由工件與刀具之間的相對運動和刀具切削刃的形狀共同實現(xiàn)的。相同的表面，切削刃的不同，工件和刀具之間的相對運動也不相同，這是形成各種加工方法的基礎(chǔ)。有軌跡法、成形法、展成法、相切法等。見圖3.3。

1、軌跡法：指的是刀具切削刃與工件表面之間為近似點接觸，通過刀具與工件之間的相對運動，由刀具刀尖的運動軌跡來實現(xiàn)表面的成形。202、成形法：是指刀具切削刃與工件表面之間為線接觸，切削刃的形狀與形成工件表面的一條發(fā)生線完全相同，另一條發(fā)生線由刀具與工件的相對運動來實現(xiàn)。3、相切法:利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊做軌跡運動對工件進行加工的方法.4、展成法：是指對各種齒形表面進行加工時，刀具的切削刃與工件表面之間為線接觸，刀具與工件之間作展成運動（或稱嚙合運動），齒形表面的母線是切削刃各瞬時位置的的包絡(luò)線。21

圖3.3形成發(fā)生線所需的運動1－刀尖或切削刃；2－發(fā)生線；3－刀具軸線的運動軌跡22二、機床運動分析機床的運動:表面成形運動和輔助運動.

⑴表面成形運動:形成發(fā)生線的運動.

按組成情況不同,可分為:簡單成形運動和復(fù)合成形運動。

按作用情況不同,可分為:主運動和進給運動。

1、主運動：一般，主運動速度最高，消耗功率最大，通常只有一個主運動。例如，車削加工時，工件的回轉(zhuǎn)運動是主運動。2324

2、進給運動：進給運動與主運動配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工，根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進給運動可以是多個，也可以是一個；可以是連續(xù)的，也可以是步進的。

⑵輔助運動:實現(xiàn)機床的各種輔助動作,為表面成形創(chuàng)造條件。

切入運動、切出運動、調(diào)整運動、分度運動以及其他各種空行程運動。25三、機床的組成和傳動鏈

要實現(xiàn)加工過程所需的各種運動，機床必需具備以下三個主要組成部分：執(zhí)行機構(gòu)動力源傳動裝置1）執(zhí)行機構(gòu)

機床上最終實現(xiàn)所需運動的部件，如主軸、刀架、工作臺等，它們帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)或移動。2）動力源

機床上動力源—般采用交流異步電動機、步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機等。它們?yōu)闄C床執(zhí)行機構(gòu)的運動提供動力，以克服切削阻力及摩擦阻力。機床可以幾個運動共用一個動力源，也可以每個運動單獨使用一個動力源。2627

3）傳動裝置

把動力源的運動和動力傳遞給執(zhí)行機構(gòu)，或?qū)⑦\動由一個執(zhí)行機構(gòu)傳遞到另一個執(zhí)行機構(gòu)，以保持二個運動之間的準確關(guān)系。傳動裝置還可以變換運動的方向、速度及運動的類別。由動力源一傳動裝置一執(zhí)行件或執(zhí)行件一傳動裝置一執(zhí)行件構(gòu)成的傳動聯(lián)系，稱為傳動鏈。按傳動鏈的性質(zhì)不同可分為：①外聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系動力源與執(zhí)行機構(gòu)之間的傳動鏈。它使執(zhí)行件獲得一定的速度和運動方向，其傳動比的變化，只影響生產(chǎn)率或表面粗糙度，不影響加工表面的形狀和精度。因此，外聯(lián)系傳動鏈中可以有摩擦傳動等傳動比不準確的傳動副。（舉例）28

②內(nèi)聯(lián)系傳動鏈

聯(lián)系一個執(zhí)行機構(gòu)和另一個執(zhí)行機構(gòu)之間運動的傳動鏈。它決定著加工表面的形狀和精度，對執(zhí)行機構(gòu)之間的相對運動有嚴格要求。因此，內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的傳動比必須準確，不應(yīng)有摩擦傳動或瞬時傳動比變化的傳動副。傳動鏈中通常包含兩類傳動機構(gòu)：一類為:定比傳動機構(gòu)(傳動比和傳動方向不變)，如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等，稱為定比傳動機構(gòu)；另一類是換置機構(gòu)(可根據(jù)加工要求變換傳動比和傳動方向）：如掛輪變速機構(gòu)、滑移齒輪變速機構(gòu)、離合器換向機構(gòu)等。29

傳動原理圖:為了便于研究機床的傳動聯(lián)系,常用一些簡明的符號把傳動原理和傳動路線表示出來,這就是傳動原理圖.30

四、機床傳動系統(tǒng)圖它是表示實現(xiàn)機床全部運動的傳動示意圖。圖中將每條傳動鏈中的具體傳動機構(gòu)用簡單的規(guī)定符號（見國家標準GB4460－84機城制圖—機構(gòu)運動簡圖符號）表示，并標明齒輪和蝸輪的齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、絲杠導(dǎo)程、帶輪直徑、電動機功率和轉(zhuǎn)速等。在圖中，各傳動元件按照運動傳遞的先后順序依次排列，以展開圖形式畫在能反映主要部件相互位置的機床外形輪廓中。313.3車床與車刀一、車床

1.應(yīng)用：主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面，圓錐面及成形回轉(zhuǎn)表面）和回轉(zhuǎn)體的端面，有些車床可以加工螺紋面。

2.運動：車床的主運動是由工件的旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)的；車床的進給運動則由刀具的直線移動完成的。

3.分類：車床種類繁多，按其用途和結(jié)構(gòu)的不同，主要分為：臥式車床及落地車床，立式車床，轉(zhuǎn)塔車床，儀表車床，單軸自動和半自動車床，多軸自動和半自動車床，彷形車床及多刀車床，專門化車床。32（一）

CA6140型臥式車床

1.工藝范圍：很廣，它適用于加工各種軸類，套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如：內(nèi)圓柱面，圓錐面，環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面；端面及各種常用螺紋；還可以進行鉆孔，擴孔，鉸孔，和滾花等工藝.

2.臥式車床布局及主要級數(shù)性能由于臥式車床主要加工軸類和直徑不太大的盤套類零件，所以采用臥式布局其主要性能：33圖3.6臥式車床的典型加工工序34

CA6140機床布局

車床主軸箱進給箱溜板箱尾座床身掛輪機構(gòu)刀架床腿光杠絲杠35(2)CA6140機床布局及主要技術(shù)性能機床的主要技術(shù)性能：

床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑----------------------------------400mm最大工件長度--------------------------750；1000；1500；2000mm刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑----------------------------------210mm主軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)

24級---------------------------10～1400r/min

反轉(zhuǎn)

12級---------------------------14～1580r/min進給量：縱向

64級---------------------------0.028～6.33mm/r

橫向

64級---------------------------0.014～3.16mm/r車削螺紋范圍：米制螺紋

44種--------------------P=1～192mm

英制螺紋

20種--------------------α=2～24牙/in

模數(shù)螺紋

39種--------------------m=0.25～48mm

徑節(jié)螺紋

37種--------------------DP=1～96牙/in主電動機功率：-----------------------------------7.5kW車床363．臥式機床的傳動鏈⑴主運動傳動鏈主運動傳動鏈的兩末端件是主電動機與主軸，它的功用是把動力源(電動機)的運動及動力傳給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。1）主運動傳動路線主運動的動力源是電動機，執(zhí)行件是主軸。主運動傳動路線：37（2）進給運動傳動鏈

進給運動傳動鏈的兩個末端件分別是主軸和刀架，其作用是實現(xiàn)刀具縱向或橫向移動及變速與換向。它包括車螺紋進給運動傳動鏈和機動進給運動傳動鏈。38391）車螺紋進給運動傳動鏈

CA6140型普通車床可以車削米制、英制、模數(shù)和徑節(jié)四種螺紋。車削螺紋時，主軸與刀架之間必須保持嚴格的傳動比關(guān)系，即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架應(yīng)均勻地移動一個導(dǎo)程P。由此可列出車削螺紋傳動鏈的運動平衡方程式為：

1（主軸）*u*L絲=L工（4-2）式中u——從主軸到絲杠之間全部傳動副的總傳動比L絲——機床絲杠的導(dǎo)程，CA6140型車床＝12mm；L工——被加工工件的導(dǎo)程（mm）。40a）車削米制螺紋①車削米制螺紋的傳動路線41②車削米制螺紋的運動平衡式

由傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達式，可以列出車削米制螺紋的運動平衡式：將上式化簡可得：42

進給箱中的基本變速組uj

：雙軸滑移齒輪變速機構(gòu)，由軸ⅪV上的8個固定齒輪和和軸XV上的四個滑移齒輪組成，每個滑移齒輪可分別與鄰近的兩個固定齒輪相嚙合，共有8種不同的傳動比：

43

進給箱中的增倍變速組ub

：

由軸ⅩⅥ——軸ⅩⅧ間的三軸滑移齒輪機構(gòu)組成，可變換4種不同的傳動比：

把uj、ub的值代入上式，得到8×4=32種導(dǎo)程值，其中符合標準的有20種，見表4-5。

4445③擴大導(dǎo)程傳動路線從表4-5可以看出，此傳動路線能加工的最大螺紋導(dǎo)程是12mm。如果需車削導(dǎo)程大于12mm的米制螺紋，應(yīng)采用擴大導(dǎo)程傳動路線。

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而正常螺紋導(dǎo)程時，主軸Ⅵ到軸Ⅸ的傳動比為：

所以，通過擴大導(dǎo)程傳動路線可將正常螺紋導(dǎo)程擴大4倍或16倍。CA6140型車床車削大導(dǎo)程米制螺紋時，最大螺紋導(dǎo)程為

當主軸轉(zhuǎn)速為10-32r/min時，

當主軸轉(zhuǎn)速為40-125r/min時，擴大螺紋導(dǎo)程時，主軸Ⅵ到軸Ⅸ的傳動比為：47（3）機動進給運動傳動鏈機動進給傳動鏈主要是用來加工圓柱面和端面，為了減少螺紋傳動鏈絲杠及開合螺母磨損，保證螺紋傳動鏈的精度，機動進給是由光杠經(jīng)溜板箱傳動的。

1）縱向機動進給傳動鏈

CA6140型車床縱向機動進給量有64種。當運動由主軸經(jīng)正常導(dǎo)程的米制螺紋傳動路線時，可獲得正常進給量。這時的運動平衡式為：48將上式化簡可得：492）橫向機動進給傳動鏈由傳動系統(tǒng)圖分析可知，當橫向機動進給與縱向進給的傳動路線一致時，所得到的橫向進給量是縱向進給量的一半，橫向與縱向進給量的種數(shù)相同，都為64種。3）刀架快速機動移動為了縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率，CA6140型臥式車床的刀架可實現(xiàn)快速機動移動。刀架的縱向和橫向快速移動由快速移動電動機傳動，刀架快速右移的速度為：504.CA6140臥式車床的主要結(jié)構(gòu)

Ⅰ.主軸箱：車床的主要部件，其主要功能是支撐主軸，并實現(xiàn)其開，停換向，制動和變速；把進給運動從主軸傳向進給系統(tǒng)。

Ⅱ.溜板箱：將進給運動或快速移動由進給箱或快速移動電動機傳給溜板和刀架，使刀架實現(xiàn)縱，橫向或正，反向機動走刀或快速移動.51（二）其他車床

（1）立式車床（分單柱式和雙柱式）:一般用于加工直徑大，長度短且質(zhì)量較大的工件。立式的工作臺的臺面是水平面，主軸的軸心線垂直于臺面，工作的矯正，裝夾比較方便，工件和工作臺的重量均勻地作用在工作臺下面的圓導(dǎo)軌上。

（2）轉(zhuǎn)塔車床

除了由前刀架外，還有以個轉(zhuǎn)塔刀架。轉(zhuǎn)塔刀架由六個裝刀位置，可以沿床身導(dǎo)軌做縱向進給，每一個刀位加工完畢后，轉(zhuǎn)塔刀架快速返回，轉(zhuǎn)動60度。更換到下一個刀位進行加工。52圖4-5立式車床1－底座2－工作臺3－立柱4－垂直刀架5－橫梁6－垂直刀架進給箱7－側(cè)刀架8－側(cè)刀架進給箱9－頂梁5354二、

車刀

車刀是金屬加工切削中應(yīng)用最廣的刀具。車刀按結(jié)構(gòu)可分為：

（1）整體車刀

（2）焊接車刀：其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，刀具剛度好，抗振性能強，制造方便，使用靈活。其缺點是切削性能較低，刀桿不能重復(fù)利用，輔助時間長。（3）機夾車刀（4）可轉(zhuǎn)位車刀：使用可轉(zhuǎn)位刀片的機夾車刀。其優(yōu)點是刀具使用壽命長，生產(chǎn)效率高，有利于推廣新技術(shù)，新工藝，有利于降低刀具成本。（5）成形車刀：用在各類車床上加工內(nèi)，外回轉(zhuǎn)體成形表面，其刀形根據(jù)工件輪廓設(shè)計。該種車刀有平體，棱體，圓體三種型式。553.4孔加工機床與刀具一、鉆床

1.應(yīng)用：鉆床是用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較小，精度要求不太高的孔?？赏瓿摄@孔，擴孔，鉸孔及攻螺紋等工作。鉆床的加工方法及所需的運動如圖3-29所示。

2.運動分析：工件固定，刀具作旋轉(zhuǎn)主運動，同時沿軸向作進給運動。

3.鉆床的主參數(shù)：最大鉆孔直徑56574.分類：

a.立式鉆床：適用于中小工件的單件，小批量生產(chǎn)。58

b.搖臂鉆床：適用于加工一些大而重的工件上的孔（工件不動，移動主軸）

1－底座2－內(nèi)立柱3－外立柱4－絲杠5、6－電動機7－搖臂8－主軸箱9－主軸10－工作臺59

c.臺式鉆床：小型鉆床，常安裝在臺桌上，用來加工直徑<12mm的孔。

d.深孔鉆床及其他鉆床

5.鉆削特點：

刀具剛性差，排屑困難，切削熱不易排出二、鏜床

1.應(yīng)用：鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較大，精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求較高的孔。如箱體上的孔，還可以進行銑削，鉆孔，擴孔，鉸孔等工作。602.鏜削特點:刀具結(jié)構(gòu)簡單,通用性強,可粗加工也可半精加工和精加工,適用批量較小的加工，鏜孔質(zhì)量取決于機床精度.

3.運動分析：主運動為鏜刀的旋轉(zhuǎn)運動，進給運動為鏜刀或工件的移動。

4.分類：

a.臥式鏜床

b.坐標鏜床：是一種高精度的機床。主要特點：具有坐標位置的精密測量裝置。它主要用于鏜削尺寸、形狀及位置精度要求比較高的孔系，還能進行鉆孔、擴孔、鉸孔、锪端面、切槽、銑削等加工。

611－床身2－主軸箱3－前立柱4－主軸5－平旋盤6－工作臺7－上滑座8－下滑座9－導(dǎo)軌10－支承架11－后立柱62圖4-32臥式坐標鏜床1－下滑座2－上滑座3－工作臺4－主軸5－立柱6－主軸箱7－床身63

c.金剛鏜床：一種高速精密鏜床。主要特點：vc很高，ap和f很小，加工精度可達IT5-IT6。Ra達0.63-0.08μm。64三、孔加工刀具

一類是從實體材料中加工出孔的刀具，如：麻花鉆，扁鉆，中心鉆和深孔鉆等。另一類是對工件上已有孔進行再加工的刀具，常用的有擴孔鉆，鉸刀及鏜刀。

⑴麻花鉆：是常見的孔加工刀具。一般用于實體材料上的粗加工。鉆孔的尺寸精度為IT11--IT12，Ra為50-12.5μm。加工范圍為0.1-80mm,以φ30mm以下時最常用。

⑵中心鉆：用來加工各種軸類工件的中心孔

⑶深孔鉆:

用于加工孔深L與孔徑D之比L/D≥20-100的特殊深孔。在加工過程中,必須解決斷屑,排屑,冷卻潤滑和導(dǎo)向等問題.

656667

⑷擴孔鉆:

常用作鉸孔或磨孔前的預(yù)加工擴孔以及毛坯孔的擴大，作半精加工。在成批或大量生產(chǎn)時應(yīng)用較廣。擴孔的加工精度可達IT10-IT11。Ra可達6.3-3.2μm.

⑸鉸刀:

用于對孔進行半精加工和精加工，加工精度可達IT6-IT8，Ra可達1.6-0.4μm。

a.機用鉸刀:用于在機床上鉸孔,常用高速鋼制造,有錐柄和直柄兩種型式.

b.手用鉸刀:常為整體式結(jié)構(gòu)，直柄方頭，結(jié)構(gòu)簡單。手工操作，使用方便。68圖鉸刀的結(jié)構(gòu)6970

⑹鏜刀:

多用于箱體孔的粗,精加工.

a.單刃鏜刀

b.多刃鏜刀:①兩端都有切削刃,工作時可消除徑向力對鏜桿的影響,工件的孔徑尺寸與精度由鏜刀徑向尺寸保證。②多采用浮動連接結(jié)構(gòu),可減少鏜刀塊安裝誤差及鏜桿徑向跳動所引起的加工誤差。③孔的加工精度可達IT6-IT7,Ra達0.8μm。

⑺拉刀:一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具，廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中,可加工各種內(nèi)，外表面?？煞譃閮?nèi)拉刀和外拉刀。717273小結(jié)鉆削特點:刀具剛性差,排屑困難,切削熱不易排出擴孔特點:

①切削刃不必自外圓延續(xù)到中心，避免了橫刃及其引起的不良影響；②由于ap小,切屑窄,易排除;同時排屑槽可作得較小較淺,增加刀具剛度；③生產(chǎn)率高,導(dǎo)向性較好,切削較平穩(wěn)；④擴孔的加工質(zhì)量比鉆孔高。鉸孔特點:

刀具剛性好,導(dǎo)向性好,鉸削余量少,切削力小,Vc低,切削熱少,即減少了工件的發(fā)熱和變形,可用于精加工.

另外,鉆,擴,鉸只能保證孔本身的精度,而不能保證孔間距離的尺寸精度.此時可利用夾具或用鏜孔來保證.743.5刨床和插床一、刨床

用于刨削各種平面和溝槽，主要類型有牛頭刨床和龍門刨床。

刨削特點:①機床刀具簡單,通用性好

②生產(chǎn)率較低

③加工精度較低

⑴牛頭刨床:因其滑枕刀架形似"牛頭"而得名。7576

a.主運動:由滑枕沿床身導(dǎo)軌在水平方向作往復(fù)直線運動來實現(xiàn)。

b.特點:主運動速度不能太高(因為滑枕換向時有大的慣性力)，加之只能單刀加工,且在反向運動時不加工,所以牛頭刨床效益和生產(chǎn)效率低.

c.應(yīng)用:主要適用于單件,小批量生產(chǎn)或機修車間,在大批量生產(chǎn)中被銑床代替。

d.主參數(shù):最大刨削長度77⑵龍門刨床

a.應(yīng)用:主要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.

b.運動分析:主運動為工作臺的往復(fù)直線運動

c.主參數(shù):最大刨削寬度三、

插床

插床實質(zhì)上是立式刨床。其主運動為滑枕帶動插刀沿垂直方向作直線往復(fù)運動，主要用于加工工件的內(nèi)表面,如內(nèi)孔中鍵槽及多邊形孔等,有時也用于加工成形內(nèi)表面。7879803.6銑床和銑刀一、銑床銑床就是用銑刀進行切削加工的機床.

⑴應(yīng)用:加工表面(水平平面,垂直面等),溝槽(鍵槽,T型槽,燕尾槽等).多齒零件的齒槽(齒輪,鏈輪,棘輪,花鍵軸等),螺紋形表面(螺紋和螺旋槽)及各種曲面.

⑵銑削特點:

①每個刀齒不均勻,不連續(xù)切削,切入與切離時均會引起振動;

②銑削時切削層參數(shù)及切削力是變化的,也易引起振動,影響加工質(zhì)量;

③同時參加切削的刀齒較多,生產(chǎn)率較高.8182

⑶銑削方法:

①端銑:常用加工平面

②圓周銑削:

a.逆銑:銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進給方向相反,特點:提高刀具耐用度,降低工件Ra，保證工件夾持穩(wěn)固,易打刀.

b.順銑:銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進給方向相同.特點:加速刀具后刀面磨損,破壞工件表面Ra,使工件夾持不穩(wěn).⑷銑床分類:銑床可分為:臥式升降臺銑床;立式升降臺銑床;龍門銑床;工具銑床;各種專門化銑床.83

圖逆銑與順銑（a）逆銑（b）順銑84

圖臥式升降臺銑床１－床身２－懸梁３－主軸４－刀桿支架５－工作臺６－滑座７－升降臺８－底座85

圖立式升降臺銑床１－底座2—床身3—銑頭4—主軸5—工作臺6－滑座７－升降臺86

圖龍門銑床1－床身２、9－臥銑頭３－橫梁４、８－立銑頭５、７－立柱６－頂梁１０－工作臺87二、銑刀

銑刀是一種多刃回轉(zhuǎn)刀具。銑削時同時參加切削的切削刃較長，且無空行程，Vc也較高，所以生產(chǎn)率較高。(見書P93)

銑刀是一種應(yīng)用廣泛的多刃回轉(zhuǎn)刀具，其種類很多。按用途分有：1）加工平面用的，如圓柱平面銑刀、端銑刀等；2）加工溝槽用的，如立銑刀、T形槽銑刀和角度銑刀等；3）加工成形表面用的，如凸半圓和凹半圓銑刀和加工其它復(fù)雜成形表面用的銑刀。8889

3.7磨床與砂輪一、磨床

磨床是用磨料磨具(砂輪,砂帶,油石和研磨料)為工具進行切削加工的機床.廣泛用于零件的精加工,尤其是淬硬鋼件,高硬度特殊材料及非金屬材料(如陶瓷)的精加工。

磨床種類很多,其主要類型有:外圓磨床,內(nèi)圓磨床,平面磨床,工具磨床，刀具和刃具磨床及各種專門化磨床.此外還有珩磨機,研磨機和超精加工機床等。90

⑴外圓磨床:主要用于磨削內(nèi),外圓柱和圓錐表面,也能磨階梯軸的軸肩和端面,可獲得IT6-IT7精度及Ra在1.25--0.08μm之間.

主參數(shù):最大磨削直徑.

圖4-12為萬能外圓磨床各種典型表面加工時的情況。從圖可知，為了實現(xiàn)磨削加工，機床應(yīng)具有以下運動：①砂輪旋轉(zhuǎn)運動為磨削加工主運動，用轉(zhuǎn)速n1表示。②工件旋轉(zhuǎn)運動也是工件的圓周進給運動，用工件的轉(zhuǎn)速n2表示。③工件縱向往復(fù)運動為磨出工件全長，必須有工件沿砂輪軸向的進給運動，用f1表示

④砂輪橫向進給運動沿砂輪徑向的切人進給運動，用f2表示91圖M1432A型萬能外圓磨床１－床身２－頭架３－工作臺４－內(nèi)圓磨具５－砂輪架６－尾座７－滑鞍92圖4-12萬能外圓磨床上典型加工示意圖93

⑵無心外圓磨床:工件放在砂輪和導(dǎo)輪之間,由托板支撐進行磨削。無心外圓磨床與外圓磨床相比,具有以下優(yōu)點:①生產(chǎn)率高(無須打中心孔,且裝夾省時),所以多用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)②磨削表面尺寸精度,幾何形狀精度較高,Ra小③能配上自動上料機構(gòu),實現(xiàn)自動化生產(chǎn)圖4-14無心磨削工作原理１－磨削砂輪２－工件３－導(dǎo)輪４－托板94

⑶內(nèi)圓磨床:用于磨圓柱孔和圓錐孔,其主參數(shù)是最大磨削內(nèi)孔直徑。

⑷平面磨床:分為臥軸矩臺式磨床(生產(chǎn)率低些,但加工精度較高,Ra較小,屬于周邊磨削),立軸矩臺式磨床,立軸圓臺式磨床(生產(chǎn)率高,但加工精度較低,Ra較大,屬于端面磨削),臥軸圓臺式磨床。平面磨床用于磨削各種零件的平面，其磨削方式如圖4-15所示。二、砂輪

砂輪的特性主要由磨料,粒度,結(jié)合劑,硬度,組織，幾形狀尺寸等因素決定。95圖4-13普通內(nèi)圓磨床１－床身２－工作臺３－頭架４－砂輪架５－滑座96圖4-15平面磨床磨削方式97圖4-16臥軸矩臺式平面磨床１－工作臺２－砂輪架３－滑座４－立柱５－床身98

3.8齒輪加工機床與齒輪刀具一、齒輪加工機床

在金屬切削機床中,用來加工齒輪輪齒的機床稱為齒輪加工機床。

齒輪加工機床分為:

⑴圓柱齒輪加工機床（滾齒插齒）

⑵圓錐齒輪加工機床（刨齒銑齒拉齒）

⑶用來精加工齒輪齒面的機床（磨齒剃齒珩齒）99

二、齒輪加工方法

（一）成形法:是用與被加工齒輪齒槽形狀相同的成形刀具切削輪齒.①盤形齒輪銑刀:加工精度,生產(chǎn)率都較低,但結(jié)構(gòu)簡單,成本低。②指狀齒輪銑刀:加工模數(shù)較大齒輪.(m=10-100mm)。（二）范成法(包絡(luò)法或展成法):是利用齒輪的嚙合原理進行切削的,只需一把刀具就能加工出模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪,其加工精度和生產(chǎn)率比成形法高,因而應(yīng)用也最廣泛.100圖3-17成形法加工齒輪a)盤形齒輪銑刀加工齒輪b)指狀齒輪銑刀加工齒輪101

三、滾齒機滾齒機主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪及蝸輪。（一）滾齒原理滾齒加工是基于交錯軸斜齒輪嚙合傳動原理（圖3-18a），將其中的一個齒輪的齒數(shù)減少到幾個或一個，螺旋角β增大到很大，它就成了蝸桿（圖3-18b）。再將蝸桿開槽并鏟背，就成為齒輪滾刀（圖3-18c）（K/Z)。

滾齒時齒廓的成形方法是范成法102圖3-18滾齒原理103

（二）滾切直齒圓柱齒輪時機床的運動和傳動原理1、機床的運動分析用滾刀加工直齒圓柱齒輪必須具備以下兩個運動：一個是形成漸開線齒廓所需的范成運動，即滾刀旋轉(zhuǎn)運動和工件旋轉(zhuǎn)運動組成的復(fù)合運動（B11和B12）；另一個是切出整個齒寬所需的滾刀沿工件軸線的垂直進給運動（A2）。2、機床的傳動原理滾切直齒圓柱齒輪的傳動原理見圖3-19，完成滾切直齒圓柱齒輪，需以下傳動鏈：104①主運動傳動鏈：滾刀和動力源之間的傳動鏈稱為主運動傳動鏈（1－2－uv－3－4）。②范成運動傳動鏈：使?jié)L刀和工件之間實現(xiàn)范成運動的傳動鏈稱為范成運動傳動鏈（4－5－ux－6－7）。③軸向進給傳動鏈：滾刀沿工件軸線所作的垂