1、第九章 機械加工第一節 機械加工基礎知識第二節 機床的傳動方式 第四節 常見表面加工方法 第五節 典型零件的工藝過程返回第三節 常用加工方法 金屬切削加工：是通過刀具與工件的相對運動，從毛坯上切去多余的金屬，以獲得形狀、尺寸、加工精度和表面粗糙度都符合要求的零件的過程 。 金屬切削加工分為鉗工和機械加工兩大類。 機械加工是通過各種金屬切削機床對工件進行切削加工。其主要加工方法有車削、鉆削、銑削、刨削、磨削等。 鉗工一般是由工人手持工具完成的切削加工過程，其主要加工方法有劃線、鋸削、挫削、刮研、鉆孔、攻螺紋、套螺紋等，在機械制造、裝配和修理工作中具有重要作用。第一節 機械加工基礎知識一、加工精度

2、 加工精度：指零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀及相互位置）與理想零件幾何參數的符合程度。 加工誤差：指零件加工后的實際幾何參數與理想零件幾何參數的偏離程度。1、尺寸精度 尺寸精度指實際尺寸的制造準確度。零件的實際尺寸和規定的理論尺寸之差叫尺寸偏差，尺寸偏差的大小標志著尺寸精度的高低。國家標準將尺寸公差分成20級，即IT01,IT0,IT1IT18。 2、表面形狀精度 表面形狀精度是指零件實際表面的形狀和理想表面形狀相接近的程度。表面形狀精度的高低通過表面形狀誤差來決定，形狀誤差指零件的實際形狀和理想形狀之間的偏差。如直線度、平面度、圓度、圓柱度。3、位置精度 位置精度指零件表面（或軸心線）

3、的實際位置相對于公稱位置的準確程度。位置精度的高低用位置誤差的大小表示，位置誤差指零件表面（或軸心線）的實際位置的實際位置和理想位置之差。如平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對稱度、圓跳動、全跳動。 4、表面粗糙度 零件表面上具有較小間距的峰谷所組成的微觀幾何形狀特征，稱為表面粗糙度。表面粗糙度是在加工過程中由于刀具振動、刀具在加工表面摩擦、加工的理論誤差等原因形成的。它直接影響零件的配合性質、疲勞強度、耐摩性、抗腐蝕性、密封性等性能。圖9-1 輪廓算術平均偏差Ra輪廓算術平均偏差如圖9-1所示。二、切削運動與切削要素1、切削運動 切削運動是為了形成工件表面所必需的、刀具與工件之間的相對運動。1

4、）主運動：直接切除工件上的切削層，使之轉變為切屑的基本運動，一般切削加工中主運動只有一個。如圖9-2所示的I。2）進給運動：是使金屬層連續投入切削，從而加工出完整表面的運動，進給運動可以是一個或多個。如圖9-2所示的II。 切削過程中，主運動、進給運動合理的組合，便可以加工各種不同的工件表面。2、切削要素切削過程中，工件上形成三個表面，如圖9-3所示即：已加工表面，加工表面和待加工表面。圖9-3 車削加工工件上的表面 切削要素包括切削用量和切削層參數三個：（1）切削用量三要素：1）切削速度2）背吃刀量3）進給量1）切削速度 ：切削刃的選定點相對于工件主運動的瞬時速度。主運動是旋轉運動時，切削速

5、度計算公式如下： 式中 D工件加工表面或刀具某一點的回轉直徑（mm）； n工件或刀具的轉速（r/min）。 （m/s） 若主運動為往復直線運動(刨削等)，其往復行程的平均速度(ms)為： （m/s）式中 L往復運動行程長度(mm)， n主運動每分鐘往復次數(strmin)。 3）進給量 ：刀具在進給運動方向上相對工件的位移量。用刀具或工件每轉或每行程的位移量來表述。單位為mm/r或mm/str。 進給速度2）背吃刀量 ：指工件上待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，即刀刃切入工件的深度，也叫吃刀深度或切深，單位為mm。 外圓車削時 式中 D工件待加工表面的直徑(mm)； d工件已加工表面的直徑

6、(mm)。（2）切削層參數 切削層是指工件上正被刀具切削刃切削著的一層金屬。也就是相鄰的兩過渡表面之間所夾著的一層金屬，如圖9-4所示。1）切削層厚度 ：是相鄰兩過渡表面之間的垂直距離。2）切削寬度 ：是沿主切削刃測量的切削層尺寸。3）切削面積 ：切削層公稱橫截面積。車削和刨削時Ac=acaw圖9-4切外圓時的切削層要素 三、 切削刀具 刀具是金屬切削加工中不可缺少的重要工具之一，無論是普通機床，還是先進的數控機床和加工中心、以及柔性制造系統，都必須依靠刀具才能完成各種需要的切削加工。實際證明，刀具的更新可以成倍、數十倍地提高生產效率。 2、刀具切削部分的結構要素單刃刀具：車刀、刨刀；多刃刀具

7、：鉆頭、銑刀等；如圖9-5所示。1、刀具的分類切刀、孔加工刀具、拉刀、銑刀、螺紋刀具、齒輪刀具、磨具、其他刀具。 刀具切削部分總是近似地以外圓車刀的切削部分為基本形態，其它各類刀具可看成是它的演變和組合，車刀有刀體（夾持部分）與刀頭（切削部分）組成，刀具切削部分的結構要素如圖9-6所示，其定義和說明如下：1）前刀面 切屑沿其流出的表面；2）主后刀面 切削時與工件加工表面相對的面；3）副后刀面 切削時與工件已加工表面相對的面 ；圖9-6 車刀切削部分結構要素4）主切削刃S前刀面與主后刀面的交線；5）副切削刃S前刀面和副后刀面的交線；6）刀尖指主切削刃與副切削刃連接處。 3、刀具標注角度： 圖9-

8、7 車刀的參考系1）主剖面參考系：如圖9-7所示；基面 ：過主切削刃上的選定點，與切削速度垂直的平面；切削平面 ：過主切削刃上的選定點，并與該點加工面相切的平面；主剖面 ：過主切削刃選定點，與切削平面和基面都垂直的平面。2）刀具的標注角度：如圖9-8所示前角 ：在主剖面中測量，前刀面與基面（水平面）之間的夾角。后角 ：在主剖面中測量，后刀面與切削平面之間的夾角。主偏角 ：在基面中測量，主切削刃在基面上的投影與進給運動方向間的夾角。圖9-8 車刀的標注角度副偏角 ：在基面中測量，副切削平面在基面上的投影與進給運動反方向的夾角。刃傾角 ：在切削平面中測量，主切削刃與基面之間的夾角。4、刀具材料和刀

9、具結構：1）刀具材料應具備的性能 高的硬度和耐磨性：一般刀具的常溫硬度在62HRC以上，并要求較高的高溫硬度。 足夠的強度和韌性： 高的耐熱性：高溫下保持高硬度、高強度和高韌性的能力，并有良好的抗擴散、抗氧化能力。良好的工藝性：要求刀具材料有較好的可加工性、可磨削性和熱處理性。 好的導熱性和小的膨脹系數。2）刀具材料簡介： 刀具材料有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金、陶瓷、金剛石、立方氮化硼等。碳素工具鋼(如T10A、T12A)及合金工具鋼(如9SiCr、CrWMn)，因耐熱性較差，通常僅用于手工工具和切削速度較低的刀具。 高速鋼：高速鋼是加入了鎢（W）、鉬（Mo）、鉻（Cr）、釩（V

10、）等合金元素的高合金工具鋼。具有較高的硬度(8287HRA)和耐熱性(5506000C)，較高的強度和韌性，抗沖擊、振動的能力較強。 適用于制造各種形狀復雜刀具(如鉆頭、絲錐、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等)。常用的通用型高速鋼牌號為W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V。 硬質合金：是用高耐熱性和高耐磨性的金屬碳化物(如碳化鎢碳化鈦、碳化鉭等)與金屬粘結劑(鈷、鎢、鉬等)在高溫下燒結而成的粉末冶金材料，硬度可達8993HRA，切削溫度達8001000， 是當今主要的刀具材料之一，大多數車刀、端銑刀和部分立銑刀等均已采用硬質合金制造。但其抗彎強度低，不能承受較大的沖擊載荷。 金剛石：是目前已知的最硬

11、材料，硬度接近于10000HV（硬質合金為1300-1800HV）。能對陶瓷、硬質合金等高硬度耐磨材料進行切削加工，使用壽命極高，但金剛石的熱穩定性較差，因此不宜加工鋼鐵材料。 立方氮化硼（CBN）：硬度為80009000HV，僅次于金剛石。熱穩定性和化學惰性比金剛石好，可耐13001500的高溫。能以加工普通鋼和鑄鐵的切削速度切削淬硬鋼、冷硬鑄鐵和高溫合金等。 陶瓷 ：純氧化鋁Al2O3陶瓷、復合氧化鋁Al2O3TiC陶瓷、復合氮化硅Si3N4TiCCo陶瓷。有很高的高溫硬度，在1200時，硬度尚能達到80HRA，可用于加工鋼、鑄鐵，對于冷硬鑄鐵、淬硬鋼的車削和銑削特別有效，其使用壽命、加工

12、效率和已加工表面質量常高于硬質合金刀具。3）刀具的結構形式整體式：高速鋼材料的車刀、鉆頭等；焊接式：貴重刀具材料，如硬質合金等，如圖9-9所示機夾不重磨式：硬質合金刀片，如圖9-10所示。 圖9-9 焊接式車刀圖9-10 機夾不重磨車刀5、砂輪 砂輪是磨削主要工具，如圖9-11所示。是由磨料和結合劑經壓坯、干燥和焙燒而成的多孔體。砂輪的特性取決于磨料、粒度、硬度、組織、結合劑、形狀和尺寸等因素。 磨粒擔負著切削工作，應具有很高的硬度和鋒利的棱角，并有良好的耐熱性。常用的磨料有剛玉（AL2O3）、碳化硅、人造金剛石等。 粒度指磨料顆粒的大小，粗磨用粗粒度，精磨用細粒度。 砂輪的硬度是指磨削時在磨

13、削力的作用下，磨料從砂輪表面脫落的難易程度。 結合劑的作用是將磨粒粘結在一起，結合劑主要有陶瓷結合劑、樹脂結合劑和橡膠結合劑 。四、 金屬切削過程1、切屑的形成及其類型 金屬切削過程實質上是工件表層金屬受到刀具擠壓后，金屬層產生變形、擠裂而形成切屑的過程。由于工件材料性質和切削條件不同，會形成不同類型的切屑。常見的有帶狀、節狀和崩碎狀三種。1）帶狀切屑 ：如圖9-12所示，加工塑性材料（如低碳鋼、銅、鋁等）時，工件表層金屬受到刀具擠壓后產生塑性變形，在尚未完全擠裂之前，刀具又開始擠壓下一層金屬，形成連續不斷的切屑。切削過程平穩，切削力變化小，工件表面粗糙度值較小。但切屑連續不斷，妨礙工作，容易

14、發生事故，必須采取斷屑措施。 圖9-12 帶狀切屑2）節狀切屑：如圖9-13所示，切屑外表面有明顯的擠裂紋，裂紋較深，呈鋸齒形，內表面有不貫穿的裂紋。一般加工中等硬度鋼材時，切削速度較低，刀具前角較小，由于剪切滑移量較大，局部達到材料的斷裂強度而形成。由于切削力波動大，故工件表面粗糙。3）崩碎切屑：如圖9-14所示，切削脆性材料時，切削層金屬發生彈性變形后，不經過塑性變形就突然崩裂而形成崩碎切屑。此時切削力集中在主切削刃和刀尖附近，刀尖易磨損，易產生振動，切削力波動大，加工表面較粗糙。 圖9-13 節狀切屑圖9-14 崩碎切屑2、切削力 如圖9-15所示，在切屑形成過程中，切屑與刀具的前刀面之

15、間及切削表面與刀具的后刀面之間要發生摩擦，圖9-15 切削力的來源因此刀具在切削加工時必然要克服材料的變形抗力及前、后刀面上的摩擦阻力。這些作用在刀具上的所有力的合力稱為總切削力。切削力的分解：總切削力的方向、大小將隨工件材料的性質、切削用量的大小及刀具的幾何形狀的變化而變化，因此通常將其分解成幾個方向既定的分力，如圖9-16所示。1）主切削力（切向力） ：是主運動方向上的切削分力，消耗功率最多，是計算刀具強度、機床動力、機床、夾具強度和剛度的主要依據。2）進給力（軸向力） ：是作用在進給方向上的切削分力，是設計進給機構、計算刀具進給功率的依據。 圖9-16 切削力的分解 3）背向力（徑向力或

16、吃刀力） ：是作用在吃刀方向上的切削分力，與工件軸線垂直。它是確定與工件加工精度有關的工件撓度、切削過程的振動的力。如圖9-17所示，為車細長軸和磨內圓時產生的加工誤差。 3、切削功率 消耗在切削過程中的功率叫切削功率 ，單位是kW，它是 、 、 在切削過程中單位時間內所消耗的功的總和。在進行外圓車削時，因 方向沒有位移，故消耗功率為零。式中 Fz主切削力，單位為N； Fx進給力，單位為N； f 進給量，單位為mm/r； 切削速度，單位為m/s； n工件轉速，單位為r/s。 4、切削熱和切削溫度 切削過程中的切削熱和由它產生的切削溫度，直接影響刀具的磨損和壽命，并影響工件的加工精度和已加工表面

17、質量。（1）切削熱的產生和傳出 在切削加工中，切削變形與摩擦所消耗的能量幾乎全部轉換為熱能。三個發熱源如圖9-18所示。 產生的熱由切屑、刀具、工件和周圍介質傳導出去。影響熱傳導的主要因素是工件和刀具材料的熱導率、加工方式和周圍介質的狀況。 圖9-18 切削熱的產生和傳出（2）影響切削溫度的主要因素 1）切削用量：當、f、ap增大時，單位時間金屬切除量增多，變形和摩擦加劇，切削中消耗的功率增大，產生的熱量多。2）刀具幾何參數 ：前角增大，切削熱減小，使切削溫度降低；主偏角減小，使切削厚度減小，切削寬度增大，刀刃散熱條件得到改善，故切削溫度下降。 3）工件材料：當工件材料的強度、硬度、塑性增加時

18、，切削中消耗的功率增多，產生的熱多，使切削溫度升高。熱導率大時則熱量傳出多，使切削溫度降低。4）刀具磨損的影響：刀具后刀面磨損時，使刃前區塑性變形增加，刀具與工件間的磨擦加劇，均使切削溫度升高。在切削中使用切削液，可降低切削溫度。 5、刀具磨損及耐用度：1）刀具磨損，在切削過程中，由于刀具前、后刀面都處在摩擦力和切削熱的作用下，因而產生了磨損。如圖9-19所示。 當刀具磨損到一定程度時，切削力增大，切削溫度上升，甚至產生振動或發出不正常的響聲。同時工件尺寸可能超差，加工表面粗糙。此時，刀具必須重新刃磨或更換新刀。 圖9-19 車刀的磨損 2）刀具耐用度 刀具耐用度是指刀具新刃磨之后，從開始使用

19、起到刀具磨損至規定的磨損限度為止的實際切削時間。 在磨損限度已確定后，刀具壽命與磨損速度有關。磨損速度愈慢，刀具壽命愈高。為了提高刀具壽命，一般可從改善工件材料的可加工性、合理設計刀具的幾何參數、改進刀具材料的切削性能、采用性能優良的切削液及合理選擇切削用量等多方面著手。 在實際使用中，在使刀具壽命降低較少而又不影響生產率的前提下，應盡量選取較大的背吃刀量和較小的切削速度，使進給量大小適中。五、 工件材料的切削加工性概念 對工件材料進行切削加工的難易程度稱為材料的切削加工性。良好的切削加工性表現在：刀具的耐用度高、加工表面質量易保證、功率消耗低、斷屑問題易于解決等。 材料的切削加工性能主要取決

20、于其力學、物理性能。 工件材料的強度、硬度越高，切削力越大，切削溫度越高，刀具磨損越快，加工性越差； 工件材料的塑性、韌性越高，加工變形越大，加工硬化和刀具表面粘結現象越嚴重，斷屑越困難，越不易獲得好的表面質量，加工性越差； 導熱性好的材料，切削熱傳導快，切削區溫度低，故其可加工性好。 第二節 機床的傳動方式 機床中常見的傳動方式有帶傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、齒輪齒條傳動和絲桿螺母傳動等。如表9-1所示。 如圖9-20所示，為機床常用的換向機構。 思考題： 1、試解釋切削用量三要素？2、試說明車刀切削部分的結構要素？3、試說明切屑類型及其特點？第三節 常用加工方法一、 車削加工二 、 銑、

21、刨、拉、鉆、鏜、磨削加工 一、 車削加工 車削是指在車床上用車刀進行切削加工，其主運動是工件的旋轉運動，進給運動是刀具的移動，適合加工回轉表面。 1、普通車床的組成 車床是機械制造廠的主要加工設備，而普通車床占的比例最大，現以C6132普通車床為例，如圖9-21所示介紹其基本組成及作用： 主軸箱、變速箱、進給箱、溜板箱、尾架、床身和床腿、刀架、絲杠、光杠。2、C6132車床的傳動 車床傳動分為主運動傳動和進給運動傳動，傳動路線如下：電機主軸箱帶輪變速箱光杠工件轉動絲杠反向機構掛輪進給箱主軸溜板箱車刀縱橫移動刀架3、車床常用附件 車床常用附件主要有三爪卡盤、四爪卡盤、頂尖、中心架、跟刀架、花盤、

22、彎板等。 車床附件視頻（1）三爪卡盤：夾持圓形和正六邊形工件。自動定心，裝夾方便快速；夾緊力較小，定心精度不高，一般為0.050.15mm。如圖9-22所示。 三爪卡盤裝夾（2）四爪卡盤：四個爪不關聯，各通過絲桿調整。夾緊力較大，不能自動定心，安裝工件時需要進行找正。用于裝夾外形不規則工件或較大工件。如圖9-23所示。四爪卡盤裝夾（3）花盤：用于裝夾形狀復雜、無法在卡盤上安裝的工件。利用彎板、螺釘固定。不能自動定心，需要仔細找正并加平衡塊。如圖9-24所示。 花盤裝夾（4）頂尖：長軸類工件使用。定位精度高，多次安裝與調頭，仍能保持軸線位置。如圖9-25所示。 頂尖裝夾（5）心軸： 加工帶孔的盤

23、類工件的外圓和端面時采用，應與精加工的孔配合，可保證同軸度和垂直度的要求。如圖9-26所示。 4、車床的加工范圍 車削能加工的工件表面有內、外圓柱面、端面、圓錐面、成形面、溝槽、螺旋面等。如圖9-27所示。 車床加工 普通車削加工的經濟精度為IT8IT7，表面粗糙度為 精細車時達IT6IT5，表面粗糙度為 。 5、車削的工藝特點 （1）易于保證各加工面之間的位置精度 車削時，工件作主運動繞某一固定軸回轉，因此，各加工表面的位置精度容易控制和保證。（2）切削過程比較平穩 一般情況下車削過程是連續進行的，并且切削層的截面尺寸穩定不變，切削面積和切削力基本不變，故切削過程比銑削、刨削穩定。（3）生產

24、率高 車削過程平穩意味著可采用較高的切削速度。車刀夾持在刀架上剛度好，可采用較大的吃刀深度和進給量。允許高速切削和強力切削，有利于生產率的提高。（4）適用于有色金屬零件的精加工（5）應用范圍廣 車削適于多種材料、多種表面、多種尺寸和精度的加工。6、車床類型 常見車床類型有：普通車床、立式車床、六角車床、自動車床、仿形車床、數控車床、落地車床等 。（1）立式車床 如圖9-28所示。主要加工直徑大、長度短的工件，如大型帶輪、齒輪、飛輪等。 （2）六角車床 如圖9-29所示。成批生產中加工軸套、臺階軸及其他形狀復雜的工件。 （3）自動車床 如圖9-30所示為手表機芯零件加工凸輪自動車床。 車床類型視

25、頻1、銑削加工 銑削指在銑床上用銑刀加工工件的加工方法，銑削是平面加工的主要方法之一。銑削的主運動為銑刀的旋轉運動，進給運動為工件的直線運動。 （1）銑刀 銑刀由刀齒和刀體兩部分組成。刀齒分布在刀體圓周面上的銑刀稱為圓柱銑刀，它又分為直齒和螺旋齒兩種。端銑刀是用端面和圓周面上的刀刃進行切削的，它又分為整體式端銑刀和鑲齒式端銑刀，如圖9-31所示。 銑刀的每個刀齒都相當于一把車刀，其切削部分幾何角度及作用與車刀相同。 二、 銑、刨、拉、鉆、鏜、磨削加工（2）銑床 在現代機器制造中，銑床約占金屬切削機床總數的25左右。常用的銑床有臥式銑床、立式銑床兩種。臥式銑床又可分為萬能銑床和普通銑床，萬能銑床

26、的工作臺可以在一定角度內偏轉，普通臥式銑床則不能。如圖9-32所示的臥式銑床，如圖9-33的立式銑床，如圖9-34的龍門銑床。（3）銑削的加工范圍 銑床可以加工平面、斜面、各種溝槽、成型面和螺旋槽等，加工示意圖如圖935所示。 銑床棱形加工 銑削加工的經濟精度為IT9IT8，表面粗糙度 。采用高速精細銑削時達IT6，表面粗糙度為 。 銑床加工銑刀 組合銑刀的銑床加工（4）銑削工藝特點 1）生產率高。 銑削為多齒切削，沒有空行程，可采用較高的切削速度，故生產率比刨削等方法高得多。2）切削過程不平穩。 銑削是斷續切削過程，刀齒切入切出時受到的機械沖擊很大，易引起振動；銑削時總切削面積是一個變量，因

27、而銑削力也不斷變化，造成機床和刀具的振動。 3）刀齒冷卻條件較好。 由于刀齒間斷切削，工作時間短，在空氣中冷卻時間長，故散熱條件好，有利于提高銑刀的耐用度。 2、刨削加工 在刨床上用刨刀加工工件的方法稱為刨削。刨削主要用于加工各種平面和溝槽。刨削的主運動為刀具或工件的直線往復運動，切削工件的行程為工作行程，返回的行程為空行程。 刨削加工 （1）刨床1）牛頭刨床：工件較小時可采用牛頭刨床加工。牛頭刨床如圖9-36，主要部分名稱：滑枕、刀架、工作臺、床身、橫梁。主運動為滑枕的往復運動，進給運動由工作臺運動實現，刀具也可實現縱向進給。2）龍門刨床：如圖9-37所示，用于加工大型、重型工件上的各種平面

28、和溝槽，亦可多工件同時加工。主運動為工作臺帶著工件的往復運動，進給運動通過刀具運動實現。 （2）插床：插床其實就是一臺將滑枕立起來的刨床。如圖9-38所示。主要用于加工鍵槽，如圖9-39所示也可以用來加工孔內的平面或者成形表面。其主運動和進給運動與牛頭刨床相同。插床的工作臺處可以進行橫向、縱向運動外，一般還可以旋轉。 插床加工（3）刨削的加工范圍和工藝特點 刨削可加工各類平面和多種溝槽，如圖940所示。 刨刀為單刃刀具，回程時不切削，切削速度較低，生產率低。單刨床通用性強，常用于中小批量生產和修配加工。刨削的經濟加工精度為IT9IT8，粗糙度為 。最高加工精度可達IT6，表面粗糙度： 。 3、

29、拉削加工 在拉床上用拉刀加工工件稱為拉削。如圖9-41所示。拉刀的切削部分由一系列高度依次增加的刀齒組成，拉刀相對工件運動時，每一個刀齒依次切削下一層薄金屬，如圖9-42所示，當全部刀齒通過工件后，加工完成。圖9-42 平面拉削（1）拉刀： 拉刀 拉削加工（2）拉刀加工范圍和工藝特點： 可加工各種大小和截面形狀的通孔，也可以加工溝槽和平面，如圖9-43所示。拉床只有一個運動，結構簡單，一般由液壓驅動，工作平穩。拉削一次行程完成全部加工，效率極高。但拉刀價格昂貴，一把拉刀只能加工一種尺寸的表面，拉削一般僅用于大批量生產。 外拉削4、鉆床加工 鉆床主要用于加工中小型的孔。鉆床上鉆削時，刀具旋轉為主

30、運動，同時刀具沿直線進行進給運動；在車床上鉆孔時，工件旋轉，刀具進給。 鉆孔簡介（1）鉆床：主要有臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床。1）臺式鉆床：如圖9-44所示，加工小型工件，一般孔徑13mm。 臺式鉆床2）立式鉆床：如圖9-45所示，加工中小型工件，一般孔徑50mm，可自動走刀。 立式鉆床3）搖臂鉆床：如圖9-46所示，結構完善，操作方便。加工大中型工件，一般孔徑80mm。 搖臂鉆上孔加工（2）鉆床加工1）鉆孔：用鉆頭在實體材料上加工出孔。麻花鉆為鉆孔所用刀具，如圖9-47所示。 標準麻花鉆 鉆削時切削熱不易消散，切屑排除困難，故鉆孔只能作為粗加工，IT12級。2）擴孔：把工件上已有的孔擴大；

31、擴孔用的刀具為擴孔鉆。如圖9-48所示，擴孔鉆有較多切削刃，無橫刃，故加工質量比鉆孔高，IT10-IT9。 擴孔鉆和擴孔加工 3）鉸孔：孔的精加工工序，采用鉸刀加工，如圖9-49所示，尺寸精度可達IT8IT6。 鉸刀和鉸孔加工4）攻絲和套扣：采用絲錐（如圖9-50所示）和板牙（如圖9-51所示）加工內外螺紋的方法。 鉆床加工工藝如圖9-52所示。 5、鏜床加工 鏜床最主要的加工對象是孔，其不但可以加工大型的孔，而且能夠保證孔系的形狀、尺寸和位置精度。（1）鏜床： 如圖9-53所示，主運動為鏜刀回轉運動，進給運動為鏜桿的軸向運動，主軸箱的上下運動和工作臺的橫向、縱向移動。 臥式鏜床結構 鏜刀（2

32、）鏜床加工 ：鏜床上可進行的加工方式很多：鏜、鉆、擴、鉸；車端面、外圓、溝槽；銑平面等如圖9-54所示。 鏜床加工（3）鏜孔精度：加工精度可達IT6， ，位置精度較高。鏜孔精度關系 磨削為精加工工序，加工精度高（IT6IT5），表面粗糙度小。可加工特硬材料或淬火工件，適用于各種表面。主運動為砂輪的回轉運動，如圖9-55所示。 6、磨削加工（1）平面磨削：在平面磨床，如圖9-56所示上進行，進給運動為砂輪上下、前后，工作臺左右。工件一般用磁力直接安裝，如圖9-57所示。 平面磨削加工 2、外圓磨削：在普通外圓磨床、萬能外圓磨床、無心外圓磨床上進行磨削。磨外圓如圖9-58所示；無心磨如圖9-59所

33、示。外圓磨削無心磨（3）磨內圓： 可在普通內圓磨床，如圖9-60、萬能外圓磨床上進行，如圖9-61所示；工件作周向、橫向進給，砂輪作主運動和縱向進給。4、磨削的應用：能加工各種表面，包括外圓面、內孔、平面、花鍵、螺紋和齒形。 磨削應用第四節 常見表面加工方法 組成零件的各種典型表面，如外圓面、孔、平面、一般成形面、螺紋面、齒輪齒面等，不僅有一定的形狀和尺寸，而且還有一定的技術要求，如尺寸精度、形狀和位置精度、表面質量等。因而工件表面的加工過程，也就是逐步實現符合技術要求的過程。其加工方法和工藝的選配都應遵循以下兩個基本原則：（1）粗、精加工要分開。粗加工是切除大部分多余的材料，為精加工準備好條

34、件；精加工則是獲得符合技術要求的表面。 （2）要組合采用多種不同的加工方法。 一、外圓面的加工 外圓面是軸、圓盤、套筒類零件的主要或輔助表面，在零件的切削加工中占有很大的比重。 對外圓提出的技術要求，主要有：尺寸精度 、形狀精度、表面質量。 外圓面的加工主要采用車削和磨削兩種方法。要求精度高、粗糙度低時，還可能要用到光整加工的研磨、超精加工和拋光。 外圓面的加工方案如表9-2所示，可作為擬定實施方案的基本依據。二、孔加工 孔加工的技術要求，主要有：尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面質量。1、孔加工特點：孔的加工方案要比外圓面復雜得多，因為： 1）孔的類型很多，各種孔的功用不同，使得孔徑、長徑比

35、及技術要求各方面差異很大。2）加工外圓面的基本方法只有車削、磨削和光整加工幾種，而孔加工方法則有鉆、擴、鉸、鏜、拉、磨和光整加工等多種，每一種方法都有一定的應用范圍和局限性，因而在擬定加工方案時，要根據孔的尺寸、技術條件、零件材料以及生產條件等眾多因素作綜合考慮，才能選擇出合理的加工方法。 3）帶孔零件的結構和尺寸是多種多樣的，除回轉體零件外，還有大量其客觀存在類型的零件。相同的孔加工方法，又可在不同的機床上進行。因而在擬定方案時，還要根據具體情況才能選出合適的機床和裝夾方式。 2、孔加工機床，如圖9-62所示。3、孔加工的方案如表9-3所示。 三、平面加工 平面是盤形和板形零件的主要表面，也

36、是箱體類零件的重要表面之一。平面加工的技術要求，主要有：形狀精度、位置精度、表面質量。 按平面的結構和用途，可以將平面分為以下幾種類型：固定聯接平面、導向平面、端面、板形零件平面。 平面的加工方法較多，有車削、刨削、插削、拉削、銑削、磨削和光整加工的研磨及刮研等。 平面加工方案見表9-4。 四、成形表面的加工 成形表面按其幾何特征，一般可分為：回轉成形面、直線成形面、立體成形面。與其它表面類似，成形表面的技術要求也包括尺寸精度、形狀精度及位置精度和表面質量等。 一般的成形面，通常均可分別用車削、銑削、刨削、拉削或磨削等方法加工。 1、成形刀具加工成形面 采用成形刀具是指用切削刃的形狀與工件輪廓

37、形狀完全相同的刀具直接加工出成形面。加工時，刀具相對于工件作簡單的直線進給運動。例如用成形車刀車成形面 ，如圖9-63a，成形銑刀銑成形面 ，如圖9-63b。 簡單刀具加工成形面也就是利用普通刀具對工件特定的相對運動來加工成形面。加工時，刀具或工件的進給運動不止一個。它的控制方式，可以有手動控制，也可以用靠模或仿形裝置進行控制加工。 用靠模或仿形裝置進行加工見圖9-64。這種方法的加工精度高，生產率也高，但設備與靠模較復雜，成本高，主要用于成批生產中加工較高要求的成形面。 2、簡單刀具加工成形面 ： 3、成形面加工的工藝特點 1）回轉成形面較為簡單，常用車削加工。當精度和表面粗糙度要求較高時，

38、再進行磨削。2）直線成形面較復雜，外成形面的粗加工，可用銑削或刨削，精加工則要用磨削或研磨；內成形面的粗加工多用銑削或插削，精加工則由鉗工作修整，某些內成形面也可用磨削加工。3）立體成形面更加復雜。粗加工只能用銑削，精加工大多是由鉗工作修整、研磨或拋光。4、常用的成形面加工方法及其采用的機床、加工條件和適用范圍，見表9-5。 五、螺紋的加工 螺紋根據其用途的不同可分為兩大類：聯接螺紋、傳動螺紋；前者用于零件間的固定聯接，常用的普通螺紋和管螺紋等，螺紋牙型一般為三角形。后者用于傳遞動力、運動和位移，牙型一般為梯形、鋸齒形或方形，如機床絲杠的螺紋。 螺紋的加工方法很多。選擇螺紋的加工方法時，應考慮

39、工件的結構形狀、螺紋牙型、螺紋的尺寸和精度、工件材料、熱處理以及生產條件等多方面因素。常用的螺紋加工方法，包括可能達到的加工質量和適宜的生產條件，見表9-6。六、齒輪齒形的加工 齒輪是機器中傳遞運動和動力的重要零件。常用的齒輪有圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸輪等。圓柱的齒輪應用最廣，又可分為直齒、斜齒和人字齒齒輪，齒輪的齒廓有漸開線、擺線和圓弧等，但常用的是漸開線齒輪。這里主要介紹漸開線圓柱齒輪的加工。 根據齒輪傳動的特點和不同用途，對其精度提出以下三個組別的不同的要求：1）運動的準確性，或稱為第公差組。要求齒輪在一轉范圍內，最大的轉角誤差應限制在一定范圍內，以保證傳遞運動的準確性。2）傳動的平衡性，

40、或稱為第公差組。要求齒輪傳動的瞬時速比變化小，以免引起沖擊和噪聲。 3）載荷分布的均勻性，或稱為第公差組。要求齒輪嚙合時齒面接觸良好，以免引起載荷集中，造成齒面局部磨損，影響齒輪壽命。 圓柱齒輪的加工，按齒形的形成原理不同可分為兩大類：一類是成形法，即用與齒輪的齒槽形狀相符的成形刀具切出齒形，如銑齒、拉齒和成形磨齒等。另一類是展成法，也稱包絡法，齒輪刀具與工件按齒輪副的嚙合關系作對滾運動，工件的齒形由刀具切削刃包絡而成，如滾齒、插齒、剃齒等。1、銑齒：是利用成形齒輪銑刀在銑床上加工齒輪齒形的方法。如圖9-65所示。加工時，工件安裝在分度頭上，銑刀作旋轉主運動切削，工件作直線進給。加工完一個齒槽

41、后，對工件作分度轉位，再銑下一個齒槽。銑齒一般用于加工直齒、斜齒和人字圓柱齒輪及齒條等，僅適用于單件或小批量生產，或是維修中加工低精度的低速齒輪。 2、滾齒：是用滾刀在滾齒機上按展成原理來加工齒輪的方法，是齒輪的主要加工方法之一。 滾刀相當于一個齒數很少、螺旋角很大的螺旋齒輪，由于輪齒很長，繞軸線幾周，因而成為蝸桿狀。滾刀與待加工的齒輪相當于一對螺旋齒輪嚙合。如圖9-66，當滾刀繞自身軸線轉動時，相當于假想齒條作軸向移動，因而待加工的齒輪繞自身軸線作相應轉動。滾刀不停轉動，即可連續地切出齒輪齒形。由于齒條與同模數、不同齒數的漸開線齒輪都能正確嚙合，故用滾刀滾切同一模數、任何齒數的齒輪，都能獲得

42、所要求的齒形。 滾齒適用于生產各種批量的直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪，但不能加工內齒輪和相靠很近的多聯齒輪。 3、插齒：插齒也是展成法加工齒輪的一種方法，是根據齒輪的嚙合原理進行加工的。 根據齒輪嚙合原理，一個齒輪可以與同一模數的任何齒數的齒輪相嚙合。如果把其中一個齒輪的輪齒做出前角和后角以形成刀刃，就成為插齒刀。插齒刀和待加工的齒坯工件作強制的嚙合運動，并作上下往復切削，就能在齒坯上切出齒形來。如圖9-67所示。4、磨齒：磨齒是齒輪齒形精加工的主要方法，可加工淬硬和未淬硬的齒輪。磨齒的最大優點在于能糾正齒形預加工的各項誤差，所以加工精度比其它方法都高，精度一般可達64級，最高可達3級，表面粗糙度

43、Ra為0.80.2m。 磨齒加工按其原理也可以展成法和成形法兩種：如圖9-68所示。 5、齒輪常用加工方法，包括可能達到的加工質量、生產設備及其應用范圍列于表9-7。 第五節 典型零件的工藝過程一、工藝過程制定的意義和步驟 工藝過程：生產過程中，按一定順序逐漸改變生產對象的形狀（鑄造、鍛造等）、尺寸（機械加工）、位置（裝配）和性質（熱處理）使其成為預期產品的這部分主要過程稱為工藝過程。工藝規程：將工藝過程的各項內容寫成文件，用來指導生產，組織和管理生產，這些技術文件就是工藝規程。 工藝規程是指導生產的主要技術文件。按照工藝規程進行生產，才能保證達到產品質量、生產率和經濟性的要求。因此一切生產人

44、員都必須嚴格執行工藝規程。 制定工藝規程的步驟： 1）分析圖紙的技術要求；2）合理選擇毛坯；3）為各表面選擇加工方法；4）正確安排加工順序（含熱處理、輔助工序等）；5）選擇工藝基準和工序余量；6）填寫工藝文件。 二、典型零件的工藝路線 如圖9-69所示傳動軸，生產數量為5件，硬度220240HB、分析圖紙的技術要求 分析零件的整體尺寸，選擇合適的機床型號； 分析零件上所有的尺寸公差、形狀公差、位置公差和表面粗糙度，確定可以達到這些要求的加工方法； 研究零件的材料和熱處理要求，確定熱處理方法； 45 調質處理2、合理選擇毛坯 依據零件圖標記材料的種類和零件的生產批量確定毛坯形式。 型材3、為各表

45、面選擇加工方法 依據熱處理方式和毛坯種類及表面加工要求，確定各表面的加工方法。 粗車、半精車、粗銑、精銑、磨4、正確安排加工順序（含熱處理、輔助工序等） 確立合理的加工順序，注意熱處理工序的位置，并適當安排輔助工序 。5、選擇工藝基準和工序余量 依照配合表面間的位置精度要求，合理選擇精加工的定位基準。為保證精加工基準的定位精度，熱處理后應修研精基準。在確立的加工順序中加入與基準相關的工序。確定各工序的加工余量。 6、填寫工藝文件。其加工路線為：0 下料05 粗車（光兩端端面、打中心孔）10 粗車（E、M、G外圓、端面、切槽、倒角）15 掉頭粗車（其余外圓、端面、切槽、倒角）20 熱處理：調質2

46、5 鉗（修研頂尖孔）30 半精車35 掉頭半精車40 銑鍵槽45 磨思考題：1、車削加工的特點和車床配件。2、孔加工有那些方法，各有什么優缺點？3、論述成形面的加工方法。返回文檔圖9-2 各種切削加工的工作運動返回文檔圖9-5 刀具的切削部分返回文檔圖9-11 砂輪表面放大圖返回文檔 圖9-17 切削力對加工精度的影響 返回文檔表9-1 機械傳動方式及其符號返回文檔圖9-20 換向機構返回文檔圖9-21 C6132 普通車床的組成返回文檔圖9-22 三爪卡盤返回文檔圖9-23 四爪卡盤返回文檔圖9-24 花盤返回文檔圖9-25 頂尖安裝軸類零件返回文檔圖9-26 心軸安裝工件返回文檔圖9-27

47、 車床工作返回文檔圖9-28 立式車床返回文檔圖9-29 六角車床下一頁圖9-30 凸輪自動車床返回文檔圖9-30 凸輪自動車床返回文檔圖9-31 銑刀下一頁圖9-32 萬能臥式銑床返回文檔圖9-32 普通臥式銑床下一頁圖9-33 立式銑床返回文檔圖9-33 立式銑床返回文檔圖9-34 龍門銑床返回文檔圖9-35 銑床加工范圍下一頁圖9-36 牛頭刨床返回文檔圖9-36 牛頭刨床圖9-37 龍門刨床下一頁圖9-37 龍門刨床返回文檔圖9-38 插床返回文檔圖1-19 插削鍵槽示意圖返回文檔圖9-40 刨削加工范圍返回文檔圖9-41 拉削加工返回文檔圖9-43 適于拉削的典型表面圖9-44 臺式鉆床返回文檔圖9-45 立式鉆床返回文檔圖9-46 搖臂鉆床下一頁圖9-46 搖臂鉆床返回文檔返回文檔圖9-47 麻花鉆返回文檔圖9-48 擴孔鉆返回文檔圖9-49 鉸刀返回文檔圖9-50 絲錐返回文檔圖9-51 板牙返回文檔圖9-52 鉆床加工的幾種典型工藝返回文檔圖9-53 臥式鏜床返回文檔圖9-54 臥式鏜床工作返回文檔圖9-55 磨削加工返回文檔圖9-56 平面磨床返回文檔圖