第7章機械加工主要內容：金屬切削加工基礎知識金屬切削加工機床常用切削加工方法典型表面加工方案及選擇機械加工工藝過程切削加工：是指利用切削刀具將金屬坯料上多余材料切除，以獲得所需要的尺寸、形狀、位置精度和表面質量的加工方法。鉗工：工人手持工具進行切削加工。常用方法有劃線、鋸削、銼削、鉆削等。分類機械加工：工人操作機床完成切削加工過程。如車削、銑削、刨削、磨削、鏜削等。7.1金屬切削加工基礎知識

主要內容：金屬切削過程工件材料的切削加工性加工質量和切削用量的選擇切削運動切削刀具加工表面和切削用量7.1金屬切削加工基礎知識

一、切削運動

定義：指機床為實現切削加工，刀具與工件之間所必須具有的相對運動。按作用的不同可分：

1.主運動：切下切屑所必需的最基本、最主要的運動。特點：在整個運動系統中，速度最高、消耗功率最大。主運動只有一個。2.進給運動：特點：速度低、消耗的功率小。進給運動可以有一個或多個。保證加工連續進行所需要的運動。舉例：主運動和進給運動可以由工件完成，也可以由刀具來完成；二者的合成就是實際的切削運動。常見機床上的切削運動見教材表7-1一、切削運動

機械零件上常見的表面形狀平面圓柱面特殊表面成型表面圓錐面二、加工表面和切削用量

71.待加工表面：工件上待切除的表面。切削中，逐漸減小直到全部被切去。2.已加工表面：工件上經刀具切削后產生的新表面。切削中逐漸擴大。3.過渡表面：工件上切削刃正在切削的表面。介于待加工表面和已加工表面之間。車內圓（孔）（一）工件上的三個表面

1.切削速度vc

在單位時間內，工件或刀具沿主運動方向的相對位移。當主運動為旋轉運動時

式中：n——主運動轉速（r/min）；

D——刀具或工件的最大直徑（mm）。當主運動為往復運動時，式中：L——往復運動行程長度，mm；

nr——主運動在單位時間的往復次數，str/min。

平均速度

（二）切削用量

2.進給量f

指在主運動的一個循環內，刀具相對于工件在進給運動方向上的位移量。

式中：z——多齒刀具的齒數；

n

——刀具的轉速（r/s或r/min)。

單位時間的進給量——

進給速度，用vf

表示。

（二）切削用量

3.背吃刀量ap

，又稱切削深度

（二）切削用量

vc、f、ap構成切削用量三要素，是影響工件加工質量、刀具磨損和生產率的重要因素，應合理選擇。

金屬的切除率Zw

：指單位時間內切除金屬的體積。

指在垂直于進給方向上測量的主切削刃切入工件的深度

。通常為工件上已加工表面與待加工表面之間的垂直距離。外圓車削時，Zw生產率刀具材料刀具角度刀具結構評估刀具切削性能的三要素切削刀具：切削刀具是完成切削加工的重要工具，其作用是從工件上切除多余材料。刀具的切削性能是影響加工生產率、質量和成本的主要因素，決定著機床性能的發揮。7.1金屬切削加工基礎知識

三、刀具材料

（1）高的硬度和耐磨性（2）足夠的強度和韌性（3）較高的熱硬性（4）良好的工藝性能（5）導熱性好（6）化學穩定性好且成本低刀具材料應具備的基本性能13常用刀具材料及其選用常用刀具材料的種類YT類（鎢鈦鈷類硬質合金）YG類（鎢鈷類硬質合金）YW類（鎢鈦鈮（鉭）鈷類硬質合金）陶瓷金剛石立方氮化硼硬質合金超硬刀具材料涂層刀具工具鋼高速鋼碳素工具鋼低合金工具鋼熱硬性差，僅用于手工工具三、刀具材料

14（一）高速鋼1.成分：wC＝0.75%～1.5％，合金元素：W、Mo、Cr、V等2.性能：硬度高（≥63HRC），熱硬性好，工作溫度達600℃

；耐磨性高；韌性好，比硬質合金高幾十倍抗彎強度高，抗沖擊，為一般硬質合金的2～3倍；可加工性好，熱處理變形小，易刃磨。3.應用：適于制造各類刀具，特別是形狀復雜的刀具，如銑刀、鉆頭、拉刀、螺紋刀具、成形刀具和齒輪刀具等。

齒輪盤形銑刀154.高速鋼的分類按制造工藝分按切削性能分普通高速鋼高性能高速鋼熔煉高速鋼粉末冶金高速鋼涂層高速鋼按基本化學成份分鎢系鉬系16（1）普通高速鋼

是切削硬度在250HBＷ～280HBＷ以下的大部分結構鋼和鑄鐵的基本刀具材料。切削普通鋼料時，切削速度一般不能高于40m/min～60m/min。

典型牌號：

W18Cr4V（簡稱W18）：綜合性能較好，在600℃時硬度為48.5HRC，適于制造精加工刀具和形狀復雜刀具，如鉆頭、絲錐、拉刀、成形車刀和齒輪刀具等。W6Mo5Cr4V2（簡稱M2）：抗彎強度和韌性比W18高，熱塑性好，適于制作尺寸較大和承受較大沖擊的刀具，以及熱成型刀具（如制作熱軋鉆頭）。（2）高性能高速鋼

普通高速鋼中C％V％＋Co、Al等元素熔煉而成。特點：熱硬性好，在650℃時，硬度仍接近60HRC；應用：適于加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、鈦合金、高強度鋼等難加工材料，并制作形狀復雜刀具。典型牌號：

W2Mo9Cr4VCo8（M42）：綜合性能好，易刃磨，常溫硬度接近70HRC，600℃為55HRC，因含Co多，較貴。

W6Mo5Cr4V2Al（501）：501鋼中含Al無Co，比M42

便宜，但刃磨性稍差。18（3）粉末冶金高速鋼制備方法：先用高壓氣體（氬氣或氮氣）將鋼水霧化成粉末后，再經過熱壓和鍛軋成材。特點：與熔煉高速鋼相比，

①有效地解決了熔煉高速鋼組織中的碳化物共晶偏析問題，組織細小均勻；②韌性好，硬度高，耐磨性提高20～30％，刃磨性好；③熱處理變形?。ù慊鹱冃沃挥腥蹮掍摰?/3～1/2）；④質量穩定，刀具壽命較高。應用：可切削各種難加工材料，特別適于制作各種精密刀

具和形狀復雜的刀具。高速鋼的鑄態組織粗大碳化物19（二）硬質合金金屬碳化物粉末，如WC、TiC、TaC、NbC等金屬粘結劑，如Co、Ni、Mo等高壓成型高溫燒結粉末冶金制品高熔點、高硬度硬質合金刀片201.硬質合金的性能特點硬度很高，耐磨性好，常溫硬度89～93HRA；熱硬性好，工作溫度可達800～1000℃，允許的切削速度可達100～300m/min；③刀具壽命高，比高速鋼高幾倍～幾十倍。④缺點：抗彎強度低，沖擊韌性差，加工困難。

硬質合金多制作成各種形狀刀片，焊接或直接夾固在刀體上使用；還不能完全代替高速鋼。21YG類—鎢鈷類硬質合金：WC＋Co

常用牌號：YG3、YG6、YG8YT類—鎢鈦鈷類硬質合金：WC＋TiC＋Co

常用牌號：YT5、YT15、YT30YW類—鎢鈦鉭(鈮)鈷類：YT類＋TaC（NbC）常用牌號：YW1、YW2。2.硬質合金的分類ISO國際標準化組織YG類YT類YW類我國P類K類M類22合金中，wCo↑

抗彎強度越高↑

韌性越好↑合金中加入TiC、TaC或NbC，使硬度↑熱硬性↑

抗彎強度↓導熱系數↓，并隨其含量增加而下降。3.含鈷量及碳化物對硬質合金性能的影響

所以，YT類比YG類合金，硬度、熱硬性高，但強度和韌性要差，導熱系數要小；YW類合金的綜合性能好。

應用：應用廣泛，主要的刀具材料之一。例如，大多數

車刀；硬質合金銑刀、拉刀、鉸刀也逐漸增多；尤其在數控機床和加工中心上使用的刀具。23（1）切削鑄鐵、青銅等脆性材料時，宜選用抗彎強度和韌性好的YG類，如YG3、YG8。（2）切削普通鋼料時，宜選用YT類和YW類。4.硬質合金的選用（3）切削高溫合金、不銹鋼等難加工材料時，應選用YG

或YW類合金。（4）精加工時，宜選用含鈷少、硬度高的硬質合金，如YG3（鑄鐵精加工）、YT30（鋼件精加工）。粗加工時，宜選用含鈷多、抗彎強度大的合金，如YG8（鑄鐵粗加工）、YT5（鋼件粗加工）。（5）YW類合金綜合切削性能好，可用于各種金屬材料的切削加工，有通用硬質合金之稱，如YW1、YW2。24（三）涂層刀具材料硬質合金或高速鋼基體＋TiC、TiN或Al2O3涂層

涂層硬質合金刀片的壽命至少可提高1～3倍；涂層高速鋼刀具的壽命可提高2～10倍。應用：使用中不用磨刃，生產率高；可用于鋼料、鑄鐵的半精加工

及負荷較輕的粗加工；但不能用于加工高溫合金、不銹鋼

及鈦合金。選用：

對會產生劇烈磨損的刀具，采用TiC涂層較好；在容易產生粘結的條件下，采用TiN涂層較好；在高速切削產生大量熱量的場合，采用Al2O3涂層為好。25（四）陶瓷刀具材料2.性能：與硬質合金相比，（1）硬度(91～95HRA)和熱硬性更高，在1200℃溫度下仍能切削；（2）耐磨性、化學惰性好，摩擦系數小，抗粘結和擴散磨損能力強，能以更高的速度切削;（3）可切削難加工的高硬度材料;（4）主要缺點：脆性大，抗沖擊韌性差，抗彎強度低。1.分類：主要有Al2O3、Si3N4

兩類26（五）超硬刀具材料1.天然金剛石：自然界最硬的材料，耐磨性極好，刃口鋒利，切削刃的鈍圓半徑可達0.01μm。因價格昂貴，主要用于高速、精密加工，如激光反射鏡、感光鼓、多面鏡、磁盤等的加工。2.聚晶金剛石：由金剛石微粉在高溫高壓下聚合而成，硬度比天然金剛石略低（6500～8000HK），價格便宜，焊接方便，可磨削性好，已成為金剛石刀具主要材料。

金剛石刀具不適于加工鋼和鑄鐵。3.聚晶立方氮化硼（CBN）：由單晶立方氮化硼微粉在高溫高壓下聚合而成。硬度為3000～4500HV，耐熱性達1200℃，化學惰性很好，在1000℃的溫度下不與鐵、鎳和鈷等金屬發生化學反應。主要用于加工淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金及噴焊材料等。用于高精度銑削時可以代替磨削加工。27高性能高速鋼，在加工高硬度材料或精密加工時，才考慮選用超硬材料。

應當指出，加工一般材料大量使用的仍是普通高速鋼及硬質合金，只有在加工難加工材料時，才考慮選用新牌號合金或小結刀具的組成切削部分夾持部分四、刀具角度

29（一）車刀的組成切削刀具的種類繁多，但其切削部分的幾何形狀和參數具有共性外圓車刀是最基本、最典型的切削刀具；其它各類刀具可以看作是車刀的演變和組合；在確定刀具切削部分幾何形狀的一般述語時，常以普通外圓車刀為代表。30

外圓車刀切削部分的組成（3－2－1）三面：前刀面：刀具上切屑流過的表面主后刀面：刀具上與過渡表面相對的表面副后刀面：刀具上與已加工表面相對的表面兩刃：一刀尖:主切削刃：前刀面與主后刀面的交線副切削刃：前刀面與副后刀面的交線刀尖：主切削刃與副切削刃的交點。31（二）刀具標注角度參考系（正交平面參考系）

刀具標注角度參考系是在某些假定條件下建立的。以車削為例，假定：（1）車削時，切削刃上選定點與工件軸線等高（2）主運動方向與刀桿底面垂直（3）進給運動方向與刀桿中心線垂直。構成刀具標注角度參考系有：基面Pr切削平面Ps正交平面Po三個輔助平面32正交平面參考系（Pr－Ps－Po

）主切削刃主后刀面前刀面副切削刃正交平面PoA（1）基面Pr：通過切削刃選定點與主運動方向垂直的平面。通常基面與刀具底面平行。切削平面Ps基面Pr車刀標注角度參考系輔助平面（Pr－Ps－Po

）（2）切削平面Ps：通過切削刃選定點與主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。（3）正交平面Po：通過切削刃選定點垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面。33（三）車刀的標注角度

指在刀具設計圖樣上標注的角度，是刀具制造、刃磨和測量的依據。車刀的標注角度主要有：前角后角主偏角副偏角刃傾角車刀的主要標注角度341.前角

在正交平面PO中測量，是基面Pr與前刀面之間的夾角，有正負。（1）作用：主要影響切削難易程度。前角↑刀具鋒利↑切削溫度↓切削輕快；前角過大，刀刃和刀尖強度↓散熱體積↓刀具壽命↓35（2）前角的選取原則①工件材料：塑性材料，前角大些；脆性材料，前角小些；強度、硬度低，前角可選大些，反之小些。②刀具材料：韌性好的，如高速鋼，前角可大些；硬質合金，脆性大，前角要選小些。③加工性質：精加工時，前角可選大些；粗加工時，前角選小些。舉例：用硬質合金車刀前角的取值范圍切削普通鋼件，取γO＝10～20°

切削灰鑄鐵，取γO＝5°～15°

切削鋁及鋁合金，取γO＝25°～35°

切削高強度鋼，取γO＝－5°～－10°362.后角

在正交平面PO內測量，是主后刀面與切削平面PS的夾角。（1）作用后角↑主后刀面與工件間的摩擦↓主后刀面的磨損↓②后角過大，刀頭強度↓散熱體積↓主后刀面的磨損↑37（2）后角的選擇原則①工件材料：材料的強度、硬度高，后角可選小些；反之，大些；②加工塑性材料時，后角可取大些；加工脆性材料時，后角取小些。③加工性質：粗加工及承受沖擊載荷的刀具，為了使刀刃有足夠強度，后角可選小些，一般為4°～6°；精加工時，背吃刀量較小，為保證加工表面質量，后角可選大一些，一般為8°～12°。383.主偏角（Pr）

在基面Pr內測量，是主切削刃在基面上投影與進給方向的夾角。（1）作用：κr的大小影響①刀具壽命。主偏角↓主切削刃參加切削的長度↑負荷↓，同時刀尖強度↑散熱面積↑刀具壽命↑。②

切削分力。κr↓徑向分力(背向力)↑，當切削剛性較弱的工件時，易引起工件變形和振動。如車削細長軸。394.副偏角

當ap、f、kr值相同時，↑殘留面積↓表面粗糙度↓（Pr）

在基面內測量，是副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向的夾角。（1）

作用：為減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩擦，防止切削時產生振動。影響刀尖強度和表面粗糙度。（2）選擇原則：主要根據表面粗糙度要求和系統的剛度。一般，粗加工時取大些，精加工取小些；系統剛度好時取較小些，剛度差時取較大些。40刃傾角PsPrPs5.刃傾角

在切削平面內測量，是主切削刃與基面的夾角。當刀尖是切削刃最高點時,

λs定為正值，反之為負值。（1）作用主要是影響切削的鋒利性、刀尖強度和切屑流出的方向。41（2）刃傾角的選擇原則粗加工時，為增強刀尖強度，λs常取負值；精加工時，為防止切屑劃傷已加工表面，λs常取正值。刃傾角對切屑流向的影響想一想：鉆通孔和盲孔時，切屑流向、鉆頭的刃傾角有沒有不同？

五、切削層幾何參數

1.切削層：工件上正被切削刃切削的那一層金屬,

即兩個相鄰過渡表面之間的那一層金屬。2.切削層參數：切削層的截面尺寸參數稱為切削層參數。包括：(1)切削厚度hD：垂直于過渡表面度量的切削層截面尺寸。(2)切削寬度bD：平行于過渡表面度量的切削層截面的尺寸。(3)切削面積AD:切削層在切削尺寸度量平面內的橫截面積。下面以車削外圓為例來說明:43vvfapkr:為主偏角，是刀具主切削刃與進給方向的夾角。fbDhDfapkr切削寬度切削厚度切削面積車削外圓時，切削層的幾何參數：kr44（1）切削厚度：hD＝fsinkr（mm）

hD

值的大小反映了切削刃單位長度上工作負荷的大小。（2）切削寬度：bD＝ap／sinkr

hD

值的大小影響刀具的散熱情況。（3）切削面積:

AD

＝hD

bD=apf

從上述公式可看出：hD、bD均與主偏角kr有關，但切削層面積AD只與hD、bD

或f、ap有關。bDhDfapkr六、金屬切削過程

什么是金屬切削過程？工件上多余的金屬層，通過切削加工被刀具切除成為切屑，從而獲得所需幾何形狀（已加工表面）的過程。在這一過程中，會產生哪些現象？切削變形、切屑、切削力、切削熱、切削溫度、刀具磨損、積屑瘤、已加工表面的加工硬化現象及殘余應力等。

兩個結果：形成了切屑和已加工表面46（一）切屑的形成和種類1.切屑的形成過程刀具繼續切入，切應力增大，達到其屈服強度時，產生剪切滑移的塑性變形；受刀具切削刃和前刀面的擠壓，產生彈性變形；被切削金屬層彈性變形塑性變形擠裂切離切屑刀具切入工件刀具再繼續切入，當切應力達到其斷裂強度時，金屬材料被擠裂；沿刀具前刀面流出形成切屑。472.切屑的收縮

切削層經塑性變形后，形成的切屑厚度增加，長度縮小，寬度基本不變，這種現象稱為切屑的收縮。即:oMlDhDlDhhDh刀具切屑

切屑的收縮程度可用切變形系數

表示：厚度變形系數長度變形系數切屑與切削層尺寸收縮系數

＝

h＝

l；反映了切屑變形程度和工件材料的塑性。483.切屑的種類

根據其形態特征可分成四大類型（見表7-3）粒狀切屑崩碎切屑帶狀切屑節狀切屑切屑刀具積屑瘤（楔形硬化粘附物）

（二）積屑瘤

1.什么是積屑瘤？

在低速切削塑性金屬材料時,常在刀具的前刀面刃口處粘結一些工件材料，形成一塊硬度很高的楔塊，稱之為積屑瘤。

2.積屑瘤的成因（1）一定溫度、壓力作用下，切屑底層與前刀面發生粘接；（2）粘接金屬嚴重塑性變形，產生加工硬化。形成滯流層—粘結—層層疊加—長大3.積屑瘤的形成過程50

有利方面：（1）保護刀刃，減少磨損；（2）增大前角，使切削輕快。

在粗加工時希望積屑瘤存在。不利方面：（3）影響加工精度，增大表面粗糙度。

精加工時，應避免積屑瘤產生。4.積屑瘤對切削加工的影響積屑瘤的“形成—長大—脫落”是一個周期性的動態過程，會引起切削力的波動和切削過程的不穩定。51（1）對塑性好的材料，采用正火或調質處理，硬度↑塑性↓；（2）控制切削速度，避開中速區；（3）增大前角，減小進給量和背吃刀量，以減小接觸區的壓力；（4）采用潤滑性能良好的切削液，減小摩擦和切削熱的產生。5.積屑瘤的控制主要因素工件材料:工件塑性好時，易產生；切削速度:

切削速度很低（小于0.1m/s）或很高（大于1.5m/s）時，均不會產生。控制措施：52課堂練習：

圖示中刀具前面產生積屑瘤，請標出積屑瘤前角和切削厚度的增量。（三）切削力和切削功率

1.切削力的來源

（1）切屑和工件表層金屬的彈性和塑性變形所產生的抗力；（2）刀具與切屑、工件表面間的摩擦力。2.切削合力的分解

切削合力F

分解為三個相互垂直的分力：主切削力（切向力）Fc背向力（徑向力）Fp進給力（軸向力）Ff54（1）主切削力（切向力）Fc

垂直于基面，與切削速度方向一致。作用：是計算切削和設計機床、刀具、夾具強度的主要依據。機床功率的90％以上都消耗在主切削力上。（2）背向力（徑向力）Fp

在基面內，與進給方向垂直。作用：車外圓或磨外圓時，不做功，但能使工件變形或引起振動影響加工精度和表面質量。

尤其是在加工剛度小的工件時，如細長軸的加工，會產生腰鼓形。長度與直徑之比大于2055（3）進給力（軸向力）Ff在基面內，與進給方向相平行。作用：設計和校核進給機構強度的參數。三個分力相互垂直，通常主切削力最大，背向力和進給力小些。3.影響切削力的因素

強度高↑加工硬化傾向大↑切削力↑（1）工件材料：（2）切削用量:切削速度v對切削力影響復雜（圖7-13）。背吃刀量和進給量↑，切削力↑。（3）其他：刀具幾何角度、刀具材料、切削液、等。564.切削力和切削功率的計算

影響因素多，很復雜。為簡化計算，常用單位切削力計算切削力的大小。（1）單位切削力p

指單位切削面積上所需要的主切削力的大小，用p表示。式中:Fc

—主切削力（N）；

AD—單位切削面積（mm2），AD＝ap

f57式中:Fc

——主切削力，（N）；

vc

——切削速度，（m/s）。

（2）切削功率指三個切削分力消耗功率的總和，用Pc表示。機床電機功率：式中:η為機床傳動效率，通常η=0.75～0.85

。

（教材211頁例題）（四）切削熱和切削溫度

1.切削熱的來源和傳導工件切屑刀具

切削熱的來源與傳導切削層金屬的彈塑性變形產生的熱刀具與工件、刀具與切屑摩擦產生的熱主要兩個來源：傳導主要由切屑工件刀具周圍介質（切削液、空氣)大部分熱量傳入工件和由切屑帶走。592.切削溫度及分布（1）切削塑性材料前刀面靠近刀尖處溫度最高。（2）切削脆性材料后刀面靠近刀尖處溫度最高。

車削時，根據切屑的顏色，可大致判斷切削溫度。

顏色越深，切削溫度越高。

前刀面磨損后刀面磨損低碳易切鋼車削603.控制切削溫度措施①盡量減少切削熱的產生；②設法使切削熱傳導出去。兩個途徑原則：應首先選用盡可能大ap，其次f，最后選用合適vc,以在提高金屬切除率的同時，降低切削溫度，延長刀具壽命。（1）合理選擇切削用量。切削用量，切削溫度

（2）提高工件材料和刀具材料的導熱性。（3）調整工件材料的強度和硬度。（5）正確使用切削液。生產中常用且有效的方法。（4）合理選擇刀具角度。前角，主偏角，切削溫度

614.切削液

在切削過程中，正確地選擇和使用切削液，對降低切削溫度，減小刀具磨損，提高生產率和加工質量有著重要的意義。（2）種類（1）作用：冷卻、潤滑、防銹、洗滌與排屑。水溶液：水+防銹劑等，呈透明狀。乳化液：乳化油+水，呈乳白色，應用最廣泛。切削油：礦物油，潤滑作用。（3）選用粗加工：以冷卻為主，如水溶液、低濃度的乳化液等。精加工：以潤滑為主，如高濃度的乳化液、切削油等。（五）刀具磨損和刀具壽命1.刀具磨損的形式—三種形式（1）前刀面磨損—月牙洼磨損形成條件：以較大vc、ap加工塑性材料。形式：前刀面上出現凹窩—月牙洼。影響：削弱刀刃強度，降低加工質量。（2）后刀面磨損形式：出現后角等于零的磨損面。形成條件：以較小vc、

ap加工塑性材料，或加工脆性材料時。影響：切削力↑,切削溫度↑,產生振動，降低加工質量。（3）前、后刀面磨損：加工塑性材料時，經常出現?？梢?，切削塑性材料比切削脆性材料對刀具的磨損要大。63

刀具磨損過程初期磨損后刀面磨損量VB正常磨損急劇磨損切削時間

常取后刀面最大允許磨損量VB。磨鈍標準：2.刀具的磨損過程

刀具磨損到一定程度，刀刃變鈍，摩擦加劇，切削力和切削溫度迅速升高，刀具磨損急劇增加，失去正常切削能力。應避免。（1）初期磨損階段

新刃磨的刀刃較鋒利，前、后刀面也較為粗糙，這一階段的磨損很快，磨損量較小，一般為0.05～0.1mm。（2）正常磨損階段（3）急劇磨損階段

磨損量增加較緩慢且均勻，此階段的時間較長，為正常磨損。643.刀具壽命（1）磨鈍標準：指刀具主后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達到的最大值，用VB表示。

（2）刀具壽命：指一把刃磨好的刀具從開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止所經歷的凈切削時間，用T

表示，單位min。（3）刀具壽命與切削用量的關系

例如，用YT15硬質合金車刀切削Ｒm＝637MPa的碳鋼時，切削用量與刀具壽命的關系為：

可見，vc影響最大，其次f，ap影響最小。刀具壽命系數刀具壽命長，刀具磨損速度慢；反之，刀具磨損速度快。

七、加工質量和切削用量的選擇1.機械零件的加工質量

評定指標加工精度表面質量尺寸精度形狀精度位置精度表面粗糙度表層加工硬化程度和深度表層殘余應力性質與大小66（1）加工精度

一般零件只規定尺寸精度，對精度要求較高的零件，除了規定尺寸精度外，還要規定形狀和位置精度。符合程度越高，加工精度越高加工后的實際幾何參數值理想值符合程度加工誤差：指實際值與理想值之間偏離的程度。加工誤差的大小表示加工精度的高低。兩者聯系：精度越高，誤差越??；精度越低，誤差就越大。提高加工精度，即降低加工誤差。三個指標：尺寸精度、形狀精度、位置精度671）尺寸精度：如長度、高度、寬度、直徑等加工后的實際尺寸理想尺寸符合程度

表示方法：尺寸公差—最大極限尺寸與最小極限尺寸之差尺寸公差愈小，尺寸精度越高。

國標中，將確定尺寸精度的標準公差等級分為20級，用IT表示。IT01IT0IT1……………..IT17IT18精度降低，公差值加大公差與偏差：公差表示制造精度的要求，反映的是加工的難易程度；偏差表示與基本尺寸偏離的程度，影響配合松緊。表公差等級所需的加工方法及其應用

經濟精度：一般，尺寸精度越高，加工工序越復雜，加工費用愈高。設計零件時，應在保證使用性能和尺寸要求的前提下，選用較低級別的公差等級，加工方法上用車削達到的，不用磨削工序。69

2）形位精度

如直線度、圓度、平面度、平行度、同軸度等。

指零件上點、線、面要素的實際位置相對于理想位置的準確程度；

表示方法：形位公差（幾何公差）。（見表）

經濟精度：一般，零件的精度越高，即公差值越小，加工工藝越復雜，加工成本越高。在選擇零件的加工精度時，應在滿足零件使用功能的條件下，盡可能采用較低一級的等級。70（2）表面質量指零件加工后表面層的狀態。

1）表面粗糙度：指加工表面的微觀幾何形狀誤差。常用參數是輪廓算術平均偏差，用Ra

表示，單位μm。

表面粗糙度對零件使用性能的影響耐磨性：Ra

值↓，耐磨性↑耐腐蝕性：Ra值↑，耐腐蝕性↓疲勞強度：Ra值↓，疲勞強度↑配合性能：Ra值影響很大。對間隙配合，Ra值↑磨損↑，原有配全性質破壞；對過盈配合，Ra值↑壓裝時過盈量↓，配合強度↓712）表層加工硬化切削加工中，金屬變形程度↑加工硬化↑硬化層深度↑加工硬化對零件加工質量的影響有利：加工硬化可提高工件表層的強度、硬度和耐磨性不利：①為進一步加工帶來困難，刀具磨損加劇；②硬化層過深，導致表面層剝落，疲勞強度降低。已加工表面表層金屬硬度高于里層金屬硬度的現象。

加工表面嚴重變形層內金屬晶格拉長、擠緊、扭曲、碎裂，使表層組織硬化，強度硬度提高。加工硬化產生原因72

硬化程度式中H——硬化層顯微硬度（HV）；

H0——基體顯微硬度（HV）。

硬化層深度指硬化層深入基體的距離Δhd（μm）加工硬化的度量減小切削變形。提高切速，加大前角，減小刃口半徑等減小摩擦。如加大后角，提高刀具刃磨質量等。進行適當的熱處理。加工硬化的控制733）殘余應力

指在未施加任何外力的情況下，材料內部保持平衡而存在的應力。殘余應力的種類及影響殘余拉應力，易使加工表面產生裂紋，降低零件疲勞強度。殘余壓應力，有利于提高零件疲勞強度。殘余應力分布不均，會使工件發生變形，影響形狀和尺寸精度。74熱塑變形效應：表層張應力，里層壓應力；里層金屬彈性恢復：若里層金屬產生壓縮變形，則彈性恢復后表層得到壓應力，里層為張應力；表層金屬相變：若切削區溫度超過相變溫度，冷卻后表層產生組織應力。

實際應力狀態是上述各因素影響的綜合結果?？刂魄邢鬟^程：盡可能減小殘余應力。時效處理：最大限度減小殘余應力。表層產生殘余壓應力：采用滾壓、噴丸等方法。殘余應力產生原因殘余應力的控制75（1）切削用量與加工生產率的關系以車外圓為例，其基本工藝時間可用下式表示：切削用量v↑、

f↑、ap↑，tm↓、生產率↑。加工一個零件所需的總切削時間（2）切削用量的選用原則粗加工：取較大f、ap

，vc

盡可能大。精加工：一般取較大vc

，較小f、ap，以保證加工質量。2.切削用量的選擇76（3）切削用量的合理選擇（傳統方法）

1）確定背吃刀量ap盡可能一次切除全部余量。余量過大時可分2次走刀，第一次走刀的切削深度取單邊余量的2/3～3/4。2）確定進給量

f粗切時，根據工藝系統強度和剛度確定（計算或查表）精切時，根據加工表面粗糙度要求確定（計算或查表）3）確定切削速度

vc根據規定的刀具耐用度確定切削速度vc

八、工件材料的切削加工性指材料進行切削加工的難易程度，是材料的主要工藝性能之一。1.衡量指標（1）材料的相對加工性Kr各種材料的與正火態45鋼的之比值。把正火態45鋼的作為基準，寫為材料具有良好的切削加工性；材料的切削加工性較差。則：Kr

材料的切削加工性（2）刀具壽命T。在相同切削條件下加工不同材料時，刀具壽命T越長，材料的切削加工性越好。（3）一定刀具壽命下的切削速度vcT。

vcT越高，工件材料的切削加工性越好。（4）已加工表面質量。精加工時，常以此為標準。（5）切削力。（6）切屑的控制或斷屑的難易切屑容易控制或易于斷屑的材料，可加工性好；反之則差。在自動機床或自動線上加工時，常以此為衡量指標。在相同切削條件下，切削力小的材料，可加工性好；反之則差。在粗加工中，當機床剛性或動力不足時，常以此為衡量指標。792.改善材料可加工性的途徑（1）進行適當的熱處理，獲得不同金相組織，調整硬度,

改善切削加工性能。例如：對低碳鋼，機加工前進行正火；高碳的滾動軸承鋼、工模具鋼，機加工前球化退火。（2）調整化學成分。在不影響材料使用性能的前提下，加入適量的硫、磷、鉛或鈣等“易切削鋼”易切削鋼加工時，切削力小，易斷屑，刀具使用壽命長，表面質量好。80（1）有色金屬

有色金屬（如鋁及鋁合金、銅及銅合金等），通常屬于易切削材料。（2）鑄鐵

一般，鑄鐵的可加工性較碳鋼好。各種鑄鐵可加工性的好壞，主要取決于石墨的存在形式和基體組織的影響。例如：灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵中，石墨分別呈片狀、團絮狀和球狀，因此它們的強度依次提高，可加工性隨之變差。，3.常用金屬材料的可加工性81（3）碳鋼普通碳素鋼的切削加工性主要取決于鋼中碳的含量。低碳鋼硬度低、塑性和韌性高，切削變形大，切削溫度高，斷屑困難，故加工性較差。高碳鋼的硬度高、塑性低、導熱性差，故切削力大，切削溫度高，刀具耐用度低，加工性也差。相對而言，中碳鋼的切削加工性較好。，在碳鋼中加入一定合金元素，如Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等，使鋼的機械性能提高，但加工性變差。（4）合金工具鋼827.2金屬切削加工機床機床傳動由哪幾部分組成?機床常用傳動副及其特點?傳動比計算？機床的變速是如何實現的？變速機構有幾種？普通機床和數控機床變速有何不同？機床機械傳動系統分析及轉速計算問題引導：83數控車床數控銑床車床是利用切削加工的方法將金屬毛坯加工成機器零件的工藝裝備，是加工機器的機器。機床:84一、機床型號及編制方法1.機床分類及代號

按機床工作原理劃分為車床、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、鋸床和其它機床等11類，其代號見教材表7-9。2．機床通用型號的表示方法3.機床通用特性代號和結構特性代號4.專用機床的型號表示方法5.機床自動線代號及其型號表示方法85一、機床型號及編制方法例1：CA6140類別代號（車床類）組別代號（臥式車床組）系別代號（普通車床系）主參數代號（床身上最大回轉直徑400mm）結構性代號（A結構）舉例：86一、機床型號及編制方法M

M

7

1

32

AM：類別代號（磨床類）M：通用特性代號（精密）7：組別代號（平面及端面磨床組）1：系別代號（臥軸矩臺平面磨床系）A：重大改進順序號（第一次重大改進）例2：32：主參數代號（工作臺面寬度320mm）87一、機床型號及編制方法THM6350/JCST：類別代號（鏜床類）M：通用特性代號（精密）6：組別代號（臥式銑鏜床組）3：系別代號（臥式銑鏜床系）JCS：企業代號（北京機床研究所）例3：50：主參數代號（工作臺面寬度500mm）H：結構性代號（加工中心）88一、機床的型號及編制方法Z：類別代號（鉆床類）3：組別代號（搖臂鉆床組）0：系別代號（搖臂鉆床系）40：主參數代號（最大鉆孔直徑40mm）X46:第二主參數（最大跨距1600mm）S2：企業代號（沈陽第二機床廠）

Z

3

0

40

X46

/S2

例4：89二、機床的傳動1.動力源：提供運動和動力，是機床執行件的來源2.傳動件：將運動和動力傳遞給執行件3.執行件：夾持刀具、工件，并實現運動（一）機床傳動的組成（二）機床的常用機械傳動副機床的傳動是由許多傳動副組合而成的。皮帶－帶輪齒輪－齒輪蝸輪－蝸桿齒輪－齒條絲杠－螺母等常用機械傳動副90什么是傳動副的傳動比？從動軸轉速主動軸轉速是指從動軸轉速與主動軸轉速之比。表達式：91利用皮帶—帶輪間的摩擦作用，將主動輪的轉動傳到從動輪上。皮帶傳動有平皮帶、三角皮帶、圓皮帶。機床上多用三角帶傳動。傳動比：從動輪轉速主動輪轉速主動輪直徑從動輪直徑滑動系數1.帶傳動（皮帶—帶輪）

特點

優點：傳動平穩，結構簡單，可用于較大距離的軸間傳動；

缺點：易打滑，傳動比不準確，傳動效率低。92是目前機床上應用最多的一種傳動方式。

傳動比:主動齒輪齒數從動齒輪齒數特點

優點：結構緊湊，傳動比準確；傳遞扭矩大，傳動效率高。缺點：當齒輪的制造精度不高時，噪音大，工作不夠平穩。（要求齒面硬度要高）2.齒輪傳動（齒輪—齒輪）933.蝸桿蝸輪傳動蝸桿為主動，蝸輪為從動。傳動比:蝸輪齒數蝸桿的螺紋頭數蝸輪轉速蝸桿轉速特點：

優點：可獲得較大降速比，傳動平穩，噪音小，結構緊湊。常用于減速機構。

缺點：傳動效率低，需要良好的潤滑。944.齒輪齒條傳動將齒輪的旋轉運動變成齒條的直線運動時，齒輪為主動；將齒條的直線運動變成齒輪的旋轉運動時，齒條為主動。

若齒輪轉速為n，則齒條的直線移動速度為：

（mm／min）式中z—齒輪的齒數；n—齒輪的轉速；

m—齒輪的模數；p—齒條的齒距。

特點：傳動效率很高，但制造精度不高時，傳動的平穩性和準確性差。955.絲杠螺母傳動

是將旋轉運動變為直線運動的傳動副。傳動特點：傳動平穩，無噪音，可達到高的傳動精度，傳動效率低。

螺母沿軸線移動速度為：式中P—螺距，mm；

n—絲杠轉速，r/min；K—多線絲杠的線數。絲杠螺母傳動簡圖符號96

總傳動比等于各傳動副傳動比的乘積。將某些傳動副組合起來，即成為一個傳動系統，稱為傳動鏈。若已知主動軸的轉速n1，則傳動鏈中任一根軸的轉速都可以確定。推算？）傳動鏈圖例（三）傳動鏈及其傳動比97（四）機床常用的變速機構兩種變速機構：無級變速和有級變速。通用機床中的變速機構多采用有級變速機構;數控機床為無級變速。

有級變速機構有：塔輪、滑動齒輪和離合器變速機構。1.塔輪變速機構

皮帶定長，通過皮帶在帶輪上的位置變換進行變速。特點：結構簡單，運動平穩；但皮帶變換位置時需要停機。常用于小型臺鉆上。982.滑動齒輪變速機構通過改變滑動齒輪的位置進行變速。特點：結構緊湊，傳動效率高，但須停機變速。常用于各種主軸箱內。傳動鏈表達式：獲得3級轉速。993.離合器變速機構利用離合器進行變速。優點：離合器移動方便，齒輪不移動，傳動平穩，傳動比準確。缺點：齒輪處于常嚙合狀態，磨損大，效率低。常用于重型機械變速箱中。傳動鏈表達式：獲得2級轉速。100三、機床的傳動系統車床常用傳動件的簡圖符號（一）

機床的組成及作用（略）101以C6132臥式車床為例，分析機床的傳動系統。（二）臥式車床的傳動系統電動機傳動件主軸刀具運動、動力分析方法：根據加工表面的形狀確定機床所需要的運動，以及實現這些運動的動力源、執行件和傳動鏈；找到傳動鏈所聯系的兩個端件—首端件、末端件；按照運動傳遞順序，由首端件向末端件依次分析各傳動軸之間的傳動結構和運動傳遞關系，查明該傳動鏈的傳動路線以及變速、換向、接通和斷開的工作原理。主軸箱溜板箱進給箱變速箱C6132臥式車床傳動系統圖C6132臥式車床傳動系統框圖電動機變速箱主軸箱主軸卡盤工件作旋轉運動進給箱交換齒輪、換向齒輪絲杠溜板箱拖板刀架車螺紋（車刀作精確速比的縱向直線移動）光杠溜板箱拖板刀架齒輪齒條絲杠螺母車刀縱向進給車刀橫向進給1.主運動傳動鏈：電動機→卡盤主運動傳動鏈：電動機→卡盤主運動傳動路線圖示主軸轉速的計算：主運動傳動路線表達式：—Ⅲ——Ⅳ—離合器M1左移—Ⅴ——主軸Ⅵ電動機(1440r/min)—Ⅰ——Ⅱ—共有12級轉速1072.進給運動傳動鏈溜板箱（1）進給運動傳動鏈——進給箱進給箱（2）進給運動分析——溜板箱進給傳動結構式見教材主要內容：車削加工的特點及應用鉆削與鏜削加工的特點及應用刨削與拉削加工的特點及應用銑削加工的特點及應用磨削加工機理、特點及應用7.3常用金屬切削加工方法

問題引導：1.車床上工件的安裝方法？2.車削加工的工藝特點？3.車床上能完成哪些工作？4.車削細長軸時應注意什么問題？5.車床上鉆孔與鏜床上鏜孔有何不同？一、車削加工（一）成形原理1.車削：利用工件的旋轉運動和刀具的直線運動來加工工件的切削加工方法。2.工作運動主運動——工件旋轉進給運動——刀具的縱向或橫向運動3.成形原理以刀具進給運動的軌跡作母線，繞車床的回轉軸線旋轉而形成的表面。車削適宜于各種回轉體表面的加工。內孔車刀常用車刀類型：外圓車刀端面車刀（外、內）切斷刀左偏對稱右偏車削加工的零件舉例：（二）安裝方法3.安裝：指工件從定位到夾緊的整個過程。正確的安裝是保證工件加工精度的重要條件。安裝方法要根據工件的形狀、尺寸、加工精度要求以及加工批量等選擇。安裝的兩個含義：定位和夾緊1.定位：在加工前，使工件在機床工作臺或夾具上占據正確的位置，這個過程稱為定位。2.夾緊：工件定位后，將工件固定使其在加工過程中保持定位位置不變，這個過程稱為夾緊。（1）三爪卡盤安裝

分正爪和反爪。工件直徑太大不能用正爪夾緊，用反爪。特點及應用：能自動定心，使用方便，安裝效率高；可保證一次裝夾各加工表面間位置精度，定位精度低；夾緊力較小，只適用于中小型規則工件的裝夾。用三爪卡盤安裝工件的幾種方式（2）四爪卡盤安裝

四個卡爪互不相關，可單獨調整。特點及應用：夾緊力大，不能自動定心，裝夾時需對工件進行校正。用于裝夾毛坯、形狀不規則的工件或較重的工件。

（a）四爪卡盤（b）百分表校正百分表找正，使工件回轉中心與車床主軸中心對齊（3）用花盤安裝

花盤上有幾條狹長的通槽，用以安插螺栓，將工件或其它附件（如角鐵、彎板）緊固在花盤上。應用：用于外形復雜和不規則的工件安裝。但需校正工件，同時要加配重，以防止回轉時由于不平衡而產生振動。在花盤上用彎板安裝工件在花盤上安裝零件（4）雙頂尖安裝用雙頂尖安裝火車曲軸

用頂尖、卡箍、撥盤安裝工件。特點：利用工件兩端中心孔作為定位基準，保證在多次安裝中所加工的各回轉面間的同軸度。應用：特別適于需經過多次裝夾或工序較多的軸類零件。（5）心軸安裝用心軸裝夾工件時，對工件的內孔精度要求較高(IT7~IT6)應用：用于同軸度和垂直度等位置精度要求較高的盤套類零件。錐度心軸：錐度為1:2000～1:5000，靠摩擦力固緊，裝卸方便，對中準確，但不能承受較大的切削力。多用于精加工盤套類零件。圓柱心軸：定心準確度比錐度心軸差，夾緊力較大，對工件兩端面與內孔的垂直度要求比較高，以免當螺母擰緊時，心軸彎曲變形?？擅浶妮S：靠脹套的彈性變形產生的力來緊固工件，既定心又夾緊，夾緊力比錐度心軸大，但定位精度比錐度心軸低。（5）心軸安裝（6）中心架和跟刀架

加工細長軸時，為防止軸受到徑向力而產生彎曲變形，往往附加中心架或跟刀架來解決。應用：中心架可用于長軸的外圓、端面及內孔的加工。跟刀架多用于加工細長軸。其作用是平衡切削力，

增強工件剛度，減小工件彎曲。（三）車削加工的工藝特點（1）易保證軸、盤套等類零件加工表面間的位置精度。

例如：利用前后頂尖安裝工件，回轉軸線是兩頂尖的中心連線。車端面時，橫溜板與軸線垂直，保證了零件端面與軸線的垂直度。（2）切削過程較平穩，生產率高，應用廣泛。車削避免了慣性力與沖擊力，允許采用較大的切削用量，提高生產率。（3）刀具簡單。車刀只有一個主切削刃，制造、刃磨和安裝均較方便。

在車床上完成的工作主要有：

加工內外圓柱面、圓錐面、螺紋、成型面、端面、溝槽、切斷、滾花等。（四）車削的應用常用于加工各種回轉表面，尺寸精度可達IT7～IT6

表面粗糙度Ra值可達1.6μm～0.8μm

1.車外圓分類粗車半精車精車切削用量ap大

參數介于二者之間；用于精度要求高、工藝過程復雜的零件。很小f較大很小v低高速或低速刀具角度γo小大αo小大λs負正加工質量精度IT13~IT11IT10~IT9IT8~IT6Ra(μm)25~12.56.3~3.21.6~0.8細長軸的車削

存在問題：剛性差，切削過程中易產生彈性彎曲變形，加工出的工件呈腰鼓形。頂尖安裝，配合中心架或跟刀架附加支承，提高細長軸的剛度。采用主偏角kr=900的偏刀，減小背向力Fp。采用較小的背吃刀量，降低Fp。為保證質量，應采取的措施：用中心架支承車削細長軸

提示：車床上車孔的精度比車外圓低，可達IT7，Ra1.6～0.8μm。只能保證孔本身的尺寸精度，不能保證位置精度。當零件上需加工若干個有相互位置精度要求的孔時，需在鏜床上鏜孔。用內圓車刀，擴大孔直徑，提高加工精度和表面質量。

車通孔車盲孔車臺階孔車槽車內凹槽

kr=450～700

kr>900

kr＝9002.車孔（內圓）3.車端平面彎頭刀車端面，可采用較大背吃刀量，切削順利，表面光潔，大小平面均可車削。90°右偏刀從外向各中心進給車端面，適于車削尺寸較小端面或一般臺肩端面。90°右偏刀從中心向外進給車端面，適宜車削中心帶孔的端面或一般的臺肩端面。左偏刀車端面，刀頭強度較好適宜車削較大平面，尤其是鑄件或鍛件的大平面。4.車錐面特點：操作簡單；能加工各種錐度的內、外圓錐面；受小溜板行程限制，不能車太長錐面。小溜板只能手動進給，錐面的粗糙度難以控制。應用：適于單件或小批生產。（1）小滑板轉位法

松開小溜板上的緊固螺釘，使小溜板轉過半錐角；擰緊螺釘后，轉動小溜板手柄，車刀沿斜向進給，車出圓錐面。（2）偏移尾座法特點：車削較長的圓錐面，并能自動進給，Ra值比小拖板旋轉法小。應用：受到尾部偏移量的限制，只能加工小錐度外錐面。將尾座帶動頂尖橫向偏移距離S，使安裝在兩頂尖間的工件回轉軸線與主軸軸線成半錐角。車刀作縱向進給，車出的回轉體母線與回轉體中心線成斜角，形成圓錐面。（3）寬刀法特點：方便、迅速，能加工任意角度的內、外錐面。切削力大，易振動。應用：車削短錐面，且要求加工系統剛性要好，適用于批量生產。

利用主切削刃橫向進給直接車出圓錐面。切削刃的長度要略長于圓錐母線長度；切削刃與工件回轉中心線成半錐角。（4）靠模法

用于大批量生產。特點：靠模法加工進給平穩，工件的表面質量好，生產效率高，

可以加工長的圓錐面。

靠模裝置的底座固定在床身的后面，底座上裝有錐度靠模板。松開緊固螺釘，靠模板可以繞定位銷釘旋轉，與工件的軸線成一定的斜角?？磕Ｉ系幕瑝K可以沿靠?；瑒樱瑝K通過連接板與拖板連接在一起。當大拖板作縱向自動進給時，滑塊就沿著靠?；瑒?，從而使車刀的運動平行于靠模板，車出所需的圓錐面。主要內容：鉆孔的工藝特點及應用擴孔和鉸孔的工藝特點及應用鏜孔加工的工藝特點及應用二、鉆削和鏜孔加工

用鉆頭在實體零件上加工孔的方法。2.加工精度：IT13~IT113.表面粗糙度：Ra=25~12.5um4.刀具：麻花鉆（一）鉆孔5.設備：鉆床(或車床、鏜床、銑床)鉆床臺式鉆床立式鉆床搖臂鉆床減小摩擦面積保持鉆孔方向螺旋槽的表面兩個主后刀面的交線兩個，主后刀面與前刀面的交線1.工作運動主運動：鉆頭的旋轉進給運動：鉆頭的軸向移動6.鉆削用量進給量f：鉆頭每轉一轉沿進給方向移動的距離。背吃刀量

：鉆削速度：

式中D——鉆頭直徑

n——鉆頭或工件的轉速（1）容易產生“引偏”原因：鉆頭剛度不足；切削刃不對稱，導向作用差；鉆頭橫刃長，軸向力大，定心作用差；工件材料性能不均勻，工作平面不平等。7.鉆孔的工藝問題“引偏”方式①軸線歪斜：鉆床上鉆孔→鉆頭旋轉②孔徑擴大：車床上鉆孔→工件旋轉（2）加工質量較差。原因：

①排屑困難，易使鉆頭卡死、甚至折斷；②散熱條件差，且切削液難以進入，刀具磨損嚴重。解決辦法

（1）工藝措施。刃磨時，使兩主切削刃對稱；打樣沖眼或預鉆定心坑;利用鉆模夾具為鉆頭導向。（2）改進鉆頭結構。（a）小型，d＜15mm（b）中型，d＝15～40mm（c）大型，d＞40mm（a）（b）（c）圓弧刃分屑槽8.鉆削的應用鉆孔主要用于粗加工。例如：螺釘孔、油孔、內螺紋底孔等。單件小批量生產中、小型工件上的小孔（D<13mm），常用臺式鉆床加工。中、小型工件上較大的孔（D<50mm），常用立式鉆床加工。大型工件上的孔，則采用搖臂鉆床加工。回轉體工件上的孔，多在車床上加工。（二）擴孔

用擴孔鉆對工件上已有的孔進行擴大加工，擴大直徑，提高精度。擴孔鉆的特點，與鉆頭比：刀齒多（3～4個齒）；不存在橫刃，軸向力小；加工余量小0.5～4mm，排屑容易。定徑刀具擴孔屬于孔的半精加工IT10～IT9Ra6.3～3.2μm背吃刀量：（二）擴孔擴展：當鉆削直徑dw＞30mm的孔時，為了減小鉆削力及扭矩，提高孔的質量，一般先用(0.5～0.7)dw

大小的鉆頭鉆出底孔，再用擴孔鉆進行擴孔，則可較好地保證孔的加工精度和控制表面粗糙度，且生產率比直接用大鉆頭一次鉆出時還要高。手鉸機鉸（三）鉸孔用鉸刀對工件上已有的孔進行精加工。1.鉸削過程的實質

鉸削過程不完全是一個切削過程，而是包括切削、刮削、擠壓、熨平和摩擦等效應的一個綜合作用過程。2.工藝特點：與鉆孔比加工余量小，切屑易排出，切削熱少。粗鉸0.15~0.5mm，精鉸0.05~0.15mm。刀齒多6～12個，導向作用好，切削平穩，且具有修光作用。鉸刀無橫刃，軸向力小。加工質量好，精度高。

IT9～IT7，Ra1.6～0.4μm，手鉸IT6

擴孔與鉸孔的應用提示“鉆孔—擴孔—鉸孔”工藝只能保證孔本身的尺寸精度，不保證孔間的尺寸精度和位置精度。對于孔間的尺寸精度和同軸度、平行度等位置精度需要用夾具或在鏜床上鏜孔來保證。擴孔常作為孔的半精加工；鉸孔常作為精加工，安排在擴孔之后進行，加工未淬火、直徑不大、精度要求高的孔。典型加工路線：鉆孔—擴孔—鉸孔（四）鏜孔用鏜刀對已有的孔進一步加工。1.設備：鏜床;

2.工作運動：鏜刀旋轉作主運動;工件或鏜刀作進給運動。3.刀具：鏜刀單刃鏜：適應性廣、靈活性大可校正原有孔的軸線和位置偏差生產率低多刃鏜：加工質量高不能校正孔的軸線

和位置偏差生產率高刀具成本高加工精度：一般精度IT8—IT7，高精度IT7—IT6（1）鏜床能在工件的一次安裝中，完成粗加工→半精加工→精加工等多工序的加工。（2）鏜孔精度可達IT8～IT7，Ra1.6～0.8μm；孔間距精度可達±0.04～±0.02μm。（3）加工范圍廣泛，既能保證孔的尺寸精度，又能保證位置精度。（4）鏜床和鏜刀調整較為復雜，操作技術要求高，生產率低。4.工藝特點及應用應用：主要用于箱體、機座、支架等零件上的孔與孔系的加工。刨削加工的工藝特點及應用

刨削、插削和拉削都是刀具相對于工件作直線運動的加工方法。插削加工可看作立式刨床加工。主要內容：三、刨削和插削加工

（一）刨削加工用刨刀相對工件作直線往復運動進行切削加工的方法。是加工平面和溝槽的主要的方法之一。1.工作運動主運動－往復直線運動進給運動－間歇運動2.刀具：刨刀平面刨刀偏刀切刀刨平面3.設備：刨床牛頭刨床龍門刨床主運動：滑枕帶動刨刀的直線往復運動；進給運動：工作臺帶動工件的橫向間歇運動；應用：中小型工件的加工。（1）牛頭刨床進給運動：刨刀沿橫梁和立柱的間歇運動；應用：大型工件的加工，特別是加工長而窄的平面時，效率高，如導軌面、溝槽。

（2）龍門刨床：主運動：工作臺帶動工件的直線往復運動；生產率低；成本低，通用性好，在單件修配中應用廣；加工精度較低：IT9～IT7，Ra1.6～6.3μm；在加工窄長平面時，將多個裝夾在一起同時加工，生產效率并不比銑削低。4.工藝特點

單件、小批、修理中；加工平面、溝槽（V形、T形、燕尾、直槽）成形面、等。5.應用改進：用寬刃刨刀提高加工精度（二）插削1.設備：插床—立式牛頭刨床與刨削相同之處：主運動都是直線運動；不同之處：插削加工的是垂直裝夾的表面。2.工作運動主運動：插刀的上下往復運動進給運動：工件隨工作臺的間歇移動加工工件的內表面，以及各種垂直槽，如鍵槽、方孔、花鍵槽等；適于單件、小批量生產。3.應用各種盤類零件內鍵槽的加工多用插削。主要內容：銑床和銑刀的類型銑削方式銑削的工藝特點及應用

四、銑削加工

（一）銑床和銑刀的類型

銑削加工是在銑床上用銑刀進行切削加工的工藝方法;是加工平面和溝槽的最主要方法。1.銑床：按運動形式分臥式銑床立式銑床（1）臥式銑床

圖示為臥式萬能銑床。特點：主軸水平，工件固定在工作臺頂面上，主要用于加工平面和窄槽。（2）立式銑床特點：主軸與工作臺面垂直，安裝主軸的部分稱為立銑頭。與臥銑相比：立銑加工范圍廣，生產率高，易操作，使用更廣泛?？杉庸て矫妗⑿泵?、溝槽、臺階、齒輪等。（3）龍門銑床應用：加工大型工件上的平面和溝槽或同時加工多個中小型工件，生產率較高，多應用于成批大量生產。

大型高效通用銑床。其外形呈框架式，工作臺只作縱向移動，橫向和垂直進給由銑頭在龍門框架上運動完成。2.銑刀分類：按安裝方式帶孔銑刀帶柄銑刀按用途分平面銑刀溝槽銑刀成形銑刀各種銑刀圓柱形銑刀面銑刀立銑刀三面刃銑刀角度銑刀鋸片銑刀

是一種多刃刀具，主要用于平面、臺階、溝槽和各種成形面的加工。（1）平面銑刀：用于加工平面端銑刀：在立式銑床上加工平面，軸線垂直被加工表面，刀齒為硬質合金，生產率高。主切削刃分布于圓錐或圓柱表面，端切削刃為副切削刃。圓柱銑刀：在臥式銑床上加工平面，軸線平行加工表面，刀具為高速鋼，主要加工較窄的平面。齒形有：螺旋形齒和直齒，螺旋形刀齒切削平穩。（2）溝槽銑刀立銑刀：帶柄，刀齒分布在圓柱面和端面上，圓柱面上的切削刃為主切削刃，端面上的為副切削刃，刀齒為螺旋形，保證切削的平穩性。多用于各種溝槽、小平面、臺階面、成形面的加工。圓盤銑刀：帶孔或帶柄，刀齒分布于圓柱面上，可以加工不同寬度的溝槽、小平面和臺階等。

（3）溝槽銑刀鍵槽銑刀：既像立銑刀又像鉆頭，只有兩個刀齒，利用軸向進給向工件鉆孔，再沿鍵槽方向運動銑出鍵槽的全長。重磨時，只磨端刃。端面切削刃為主切削刃，圓周上的刃為副切削刃。

用于封閉鍵槽的加工。銑鍵槽角度銑刀：帶孔或帶柄。用于銑削溝槽和斜面，如燕尾槽上的角度。有單角度銑刀、雙角度銑刀、T型銑刀。銑燕尾槽（3）溝槽銑刀（4）成形銑刀

加工成型表面，刀齒廓形根據被加工的輪廓形狀來確定。

用于加工中心的還有一類是模具銑刀，屬于立銑刀類，主要用于加工模具型腔或凸模成形表面。成形銑刀銑齒銑螺紋銑鉆頭（二）銑削方式銑削加工中最基本和應用最多的工作是平面銑削。常用的加工刀具是圓柱銑刀和端銑刀兩種。

生產中，根據具體條件選擇合理的銑削方式，可進一步保證加工質量