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制造工艺技术,第5篇金属切削加工,第1章金属切削加工的基础知识1.1切削加工概述一、什么叫切削加工？1、定义：利用刀具从毛坯（或型材）上切除多余的材料，以便获得形状、尺寸、精度和表面质量等都符合要求的零件的加工过程。2、分类：切削加工机加工：车、钻、刨、铣、磨等钳工：锯、锉等,二、特点：1、加工质量高2、适应性强，加工范围广3、耗材较大4、设备价贵，成本高三、应用：极广泛1.2切削运动与切削要素一、零件表面分析：机器零件的形状虽很多，但主要由4种表面组成，即：外圆面、内圆面（孔）、平面、成形面,二、切削运动：1、定义：刀具与工件间相对运动。2、分类：1）主运动：切下切屑最基本的运动。通常，主运动的速度较高，消耗的切削功率也较大，主运动只有一个。2）进给运动：是使金属层不断投入切削，从而加工出完整表面所需的运动。进给运动可以是一个也可以是几个。切削运动的形式有旋转的，也有直线的，有连续的，也有间歇的。,三、切削用量（切削要素）：图5.1.4车削外圆的切削要素1、切削用量三要素1)切削速度v：如果主运动是旋转运动：V=dwn/100060（m/s）n代表工件转速，dw代表待加工表面直径如果主运动是直线运动，则以平均速度为切削速度V=2Lnr/100060（m/s），L代表往复运动行程长度（mm）nr代表主运动每分钟往复次数（str/min）,；,2）进给量f：工件或刀具运动在一个工作循环（或单位时间）内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移。例如：车削外圆时，工件每转一转，刀具所移动的距离，即为（每转）进给量f，单位为mm/r3）切削深度ap：待加工表面与已加工表面间的垂直距离，单位为mm，对于车外圆来说，ap=（dw-dm）/2（mm）,四、切削层的几何参数1切削宽度aw：沿主切削刃度量的切削层尺寸，单位为mm2切削厚度ac：两相邻加工表面间的垂直距离，单位为mm3切削面积AC：切削层在垂直切削速度截面内的面积，单位为mm2,1.3切削刀具刀具结构图5.1.5车刀的组成和形式（a）焊接式（b）整体式（c）机夹式,图5.1.6刨刀的结构图5.1.7钻头和镗刀的对比,图5.1.8铣刀和车刀的对比（a）三面刃铣刀（b）圆柱铣刀（c）端铣刀1.2.2刀具材料,一、刀具材料1、要求：“三高”，“三良好”，“一足够”“三高”：高硬度，大于HRC60高耐磨性高的红硬性“三良好”良好的导热性良好的稳定性良好的工艺性“一足够”足够的强度与韧性2、常用的刀材：(1)高速钢(2)硬质合金二、刀具的几何形状：1、组成：刀具刀杆-夹持切削部分-工作,切削部分：“三面二刃一尖”三面：前刀面：切屑流出的表面主后刀面：与加工表面对应的面副后刀面：与已加工表面对应的面二刃：主切削刃：前刀面与主后刀面的交线副切削刃：前刀面与副后刀面的交线一尖：主切削刃与副切削刃的交点2、刀具角度：1）辅助平面：三个,基面Pr：通过主切削刃上某一点，与该点切削速度方向垂直的平面切削平面Ps：通过主切削刃上某一点，与该点加工表面相切的平面主剖面Po：通过主切削刃上某一点，与主切削刃在基面上投影垂直的平面三个辅助平面互相垂直图5.1.9车刀的主剖面参考,图5.1.10车刀的主要角度2、刀具的标注角度1）前角o：定义：在主剖面中，前刀面与基面的夹角，根据前刀面和基面相对位置的不同，又可分为正前角，零角和负前角,前角的作用和选择：当取较大的前角时，切削刃锋利，切削轻快（即变形小，切削力小）。但当前角过大时，切削刃变弱，散热条件和受力状态变差，将使刀具磨损加快，耐用度降低，甚至崩刃损坏，反之，若取较小的前角，虽切削刃较强固，散热条件和受力状态较好，但切削刃变钝。2）后角o：定义：在主剖面中，主后刀面与切削平面的夹角后角的作用和选择：减小刀具后刀面与加工表面之间的磨擦，并配合前角调整切削刃的锋利与强固。粗车时：后角为68精车时：后角为812,3）主偏角r：定义：在基面上，主切削刃的投影与进给方向的夹角。作用和选择：影响切削层截面和形状的几何参数，影响切削分力的变化，另外，主偏角和副偏角一起影响已加工表面粗糙度。主偏角r比较大一般为45-90：4）副偏角r：定义：在基面上，副切削刃的投影与进给反方向的夹角。作用和选择：减小副切削刃和副后刀面与已加工表面磨擦的作用。粗车一般为：5-15精车一般为：055）刃倾角s：定义：在切削平面上，主切削刃与基面的夹角。刃倾角有正、负和零之分。作用和选择：影响切屑流出的方向，影响刀头强度与切削分力。一般s=10-5,图5.1.11主偏角对切削宽度和厚度的影响,图5.1.12主偏角对切深抗力的影响,图5.1.13副偏角对残留面积的影响,图5.1.14刃倾角对排屑方向的影响(a)s=0(b)s0(c)s0,3、刀具的工作角度1）定义：刀具在切削过程中的实际切削角度，叫刀具的工作角度。例如：刀尖高于工件的回转轴线，则工作前角roero图5.1.15车刀安装的高度对工作前、后角的影响（a）偏高（b）正常（c）偏低,图5.1.16刀杆安装偏斜对工作主、副偏角的影响图5.1.17进给运动对工作前、后角的影响,1.4金属的切削过程一、切削过程1、切削过程分析：刀具作用于工件材料弹变塑变断裂分离切屑加工表面图5.1.18塑性金属的切削变形情况,3、积屑瘤（1）什么叫积屑瘤？在一定范围的切速下切削塑性金属时，常发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬的金属，这一小块很硬的金属就叫积屑瘤。（2）积屑瘤的形成：当切屑沿刀具的前刀面流出时，与前刀面接触的切屑底层受到很大的摩擦阻力，致使这一层金属的流出速度减慢，形成一层很薄的“滞流层”。当前刀面对滞流层的摩擦阻力超过切屑材料的内部结合力时，就会有一部分粘附在切削刃附近，形成积屑瘤。（3）积屑瘤对切削加工的影响a积屑瘤的硬度比工件材料的硬度高，能代替切削刃进行切削，起到保护切削刃的作用。b增大了前角，使切削轻快，所以粗加工时，希望产生一定的积屑瘤。c影响加工精度和表面粗糙度，精加工时，应尽量避免积屑瘤的产生。,控制切削速度，尽量采用很低或很高的速度，避开中速区；使用润滑性能好的切削液，减少摩擦；将工件材料进行正火或调质处理，以提高其强度和硬度，降低塑性。,（4）减少积屑瘤措施,4切削力和切削功率(1)切削力的来源与分解总切削力：,图5.1.22切削力的来源图5.1.23车削力,（2）各切削分力的实际意义1)主切削力（切向力）Fz2)进给抗力（轴向力）Fx3)切深抗力（径向力）Fy(3)影响切削力的因素1)工件材料2)刀具的几何角度3)切削用量,(4)切削功率：应是三个切削分力消耗功率的总和。例如：车外圆时，可用下式计算切削功率：,（1）切削热的来源：切屑变形所产生的热，是切削热的主要来源切屑与刀具前刀面之间的摩擦所产生的热。工件与刀具后刀面之间的摩擦所产生的热。,（2）切削热的传出：切削热由切屑75%、工件20%、刀具4%和周围介质（空气)1%等传散出去,5切削热,(3)切削温度及其影响因素切削温度的高低受切削用量、工件材料、刀具材料等因素影响切削速度增加时，切削热也随之增加，进给量和切削深度增加时，切削力增加，切削热也会增加工件材料的影响：工件材料的强度及硬度愈高，切削中消耗的功也愈大，切削热产生的愈多工件材料导热性增加切削温度刀具几何参数的影响:前角o切削温度；主偏角r切削温度,6刀具的磨损(1)刀具磨损的形式与过程图5.1.26刀具磨损形式(a)后刀面磨损（b）前刀面磨损（c）前后刀面磨损,图5.1.27磨损过程（2）刀具耐用度,形式:刀具正常磨损时,按其发生的部位不同可分为三种形式,即:后刀面磨损,前刀面磨损,前刀面与后刀面同时磨损.过程：可分为三个阶段：第一阶段：称为初期磨损阶段第二阶段：称为正常磨损阶段第三阶段：称为急剧磨损阶段(2)刀具的耐用度：刀具由开始切削到磨钝为止的切削总时间，称为刀具的耐用度粗加工时，多以切削的时间（min）表示刀具耐用度。精加工时，常以走刀次数或加工零件个数表示刀具耐用度。,注意：刀具寿命与刀具耐用度的区别经过使用磨钝刃磨锋利若干个循环以后，刀具的切削部分便无法继续使用，而完全报废了。刀具从开始切削到完全报废，实际切削时间的总和称为刀具寿命。第2章常用加工方法综述2-1车削的工艺特点及应用一、工艺分析：1、运动：主运动：工件转动（连续）进给运动：刀具移动（纵向，横向）2、刀具：车刀（简单）3、设备：卧式车床，立式车床，自动车床，数控车床等,二、工艺特点：1、刀具简单，易制造2、切削过程比较平稳3、易于保证工件各加工面的位置精度4、适用于有色金属的精加工三、车削的应用1、车外圆：车外圆是最常见，最基本的一种车削方法，车外圆可分为粗车，半精车，精车。粗车的尺寸公差等级为IT13-IT11，表面粗糙度Ra为5012.5um半精车的尺寸公差等级为IT10-IT9，表面粗糙度Ra为6.33.2um精车的尺寸公差等级为IT7-IT6，表面粗糙度Ra为1.60.8um,2、车内圆柱面：孔加工可以在车床、钻床、镗床，拉床或磨床上进行，大孔和孔系则常在镗床上加工。若在实体材料上加工孔（多属于中、小尺寸的孔），必须先采用钻孔。若是对已经铸出或锻出的孔（多为中、大型孔）进行加工，则可直接采用扩孔或镗孔。车床镗孔：镗孔是用镗刀对工件上已经钻出，铸出或锻出的孔进一步加工，是常用的孔加工方法之一，镗孔可分为粗镗、半精镗、精镗。,车床镗孔车床镗孔能达到的尺寸精度和表面粗糙度图5.2.6镗孔的两种排屑方式（a）前排屑（b）后排屑,3、车成形面：在机械设备上常要应用一些具有回转成形面的零件，如圆球，受柄等。车削回转成形面的常用方法有：双手柄控制法，成形刀法和靠模法。双手柄控制法：在实习中实践过。成形刀法：成形刀法是用刀刃形状与成形面母线形状相吻合的成形刀进行车削的，加工时，车刀只作横向进给运动靠模法：滚柱与连接板连接，靠模曲线与成形面的母线相同。当大拖板做纵向移动时，滚柱在靠模板的曲线槽内移动，即可车出所需要的成形面。,车刀,1.车刀的种类（a）直头外圆车刀；（b）弯头车刀；（c）偏刀；（d）切槽或切断刀；（e）镗孔刀；（f）螺纹车刀；（g）成形车刀；,靠模法图5.2.10靠模法车成形面,4、车圆锥面：车圆锥面的方法有：小刀架转位法，偏移尾架法，靠模法和宽刀法。小刀架转位法在实习中实践过，宽刀法与成形刀法车成形面类似。5、车螺纹：采用螺纹车刀法或采用丝锥和圆板牙法。2-2钻孔、扩孔、铰孔、镗孔的工艺特点及应用一、钻孔：1、工艺分析：（1）运动：车床上钻孔：主运动：工件转动进给运动：钻头的轴向移动钻床上钻孔：主运动：钻头的转动进给运动：钻头的轴向移动,一、钻孔1)麻花钻图5.2.24麻花钻的结构,（2）刀具：麻花钻（3）常用的设备：台式钻床、立式钻床和摇臂钻床等。2、工艺特点：(1)刀具复杂，难制造，刚性差(2)排屑困难，热量散失不易(3)钻头容易引偏，质量差。防止引偏的方法：正确的刃磨：尽量把钻头的两个主切削刃磨得对称一致。使用钻套为钻头导向，以减少钻头弯曲变形造成的孔轴线偏斜和孔径扩大。预钻锥形定心坑,即:先用小顶角大直径短麻花钻,预先钻一个锥形坑,然后再用所需的钻头钻孔.(4)当孔径大于30mm时，一般要分两次钻出，第一次的钻孔直径为（0.50.7）D,第二次钻到所需孔径D(5)生产率较低,扩孔图5.2.30扩孔图5.2.31扩孔钻,3、工艺应用：(1)主要用于孔的粗加工,钻孔的尺寸精度等级为IT13IT11,表面粗糙度Ra为5012.5um台式钻床:适宜加工中小型零件上直径D13mm的孔立式钻床:适宜加工中小型零件上直径D50mm的孔摇臂钻床:适宜加工大型零件上直径D80mm的孔二、扩孔与铰孔：1、扩孔：(1)工艺分析：是用扩孔钻在工件上已经钻出，铸出或锻出孔的基础上做进一步加工，以扩大孔径，提高孔的精度，降低粗糙度。刀具：扩孔钻（刚度）(2)特点：质量，可达到半精加工，尺寸精度为IT10-IT9，表面粗糙度Ra为6.33.2um(3)应用：孔的半精加工,铰孔1)铰刀图5.2.32铰刀,2、铰孔：（1）工艺分析：是对半精加工孔进行的一种精加工。刀具：铰刀（2）特点：质量，精度可达：IT8-IT7，表面粗糙度Ra为1.60.4um（3）应用：孔的精加工钻孔-扩孔-铰孔（经常采用的典型工艺）（粗加工）（半精加工）（精加工）三、镗孔（1）工艺分析：用镗刀对已有的孔进行再加工，称为镗孔运动：车床上：主运动：工件转动进给运动：刀具移动镗床上：主运动：镗刀的高速旋转运动进给运动：刀具移动,刀具：镗刀似车刀，简单镗刀单刃镗刀多刃镗刀设备：镗床（2）工艺特点：刀具简单，制造和刃磨方便刀具刚性较差，因此速度受限制，生产率低应用范围广，可进行粗加工，也可进行半精加工和精加工。普通镗床镗孔精度可达：IT8-IT7，表面粗糙度Ra为1.60.8um。（3）工艺应用：镗床是一种万能性强，功能多的通用机床，既可加工单个孔，又可加工孔系，既能加工小直径的孔，又能加工大直径的孔，既能加工通孔，又能加工台阶孔。一般来说：回转体零件上的孔，多在车床上加工，而箱体类零件上的孔或孔系，则常用镗床加工。,2-3刨削与拉削一、刨削：1、工艺分析：刨削是平面加工的方法之一运动：牛头刨床：主运动：刀具的往返直线运动进给运动：工作台带动工件所做的移动龙门刨床：主运动：工作台带动工件所做的往返直线运动进给运动：刀具（刨刀）的移动刀具：刨刀设备：牛头刨床，龙门刨床2、工艺特点：刀具简单，设备简单，成本低加工精度低，质量低，粗刨后：精度可达：IT13-IT11，表面粗糙度Ra为12.5um精刨后：精度可达：IT9-IT7，表面粗糙度Ra为3.21.6um,2-3刨、插、拉削的工艺特点及应用刨削加工图5.2.43刨削的切削运动(a)牛头刨床的切削运动(b)龙门刨床的切削运动,图5.2.44牛头刨床加工(a)刨水平面(b)刨垂直面(c)刨斜面(d)侧直槽(e)刨V形槽(f)刨T形槽(g)刨燕尾槽(h)刨成形面,3、工艺应用：主要是平面加工，也可加工直槽，v形槽，T形槽，燕尾槽，成形面。二、插削：1、工艺：插床又称立式牛头刨床。2、应用：键槽，方孔，多边形孔等三、拉削：1、工艺分析：拉削加工在拉床上进行运动：主运动：拉刀的移动，没有进给运动刀具：拉刀，刚性，寿命设备：拉床,2、工艺特点：拉刀，成本高，但寿命长质量好生产率高适应性强，应用范围广，可加工平面，还可加工各种形状的通孔。精度可达：IT8-IT7，表面粗糙度Ra为1.60.4um3、应用：成批，大量生产,2.4铣削的工艺特点及应用概述:铣削是平面加工的主要方法之一。铣削可以在卧式铣床（简称卧铣）、立式铣床（简称立铣）、龙门铣床、工具铣床以及各种专用铣床上进行。,（a）端铣平面（b）周铣平面（c）立铣刀铣直槽（d）三面刃铣刀铣直槽（e）指键槽铣刀铣键槽（f）铣角度槽（g）铣燕尾槽（h）铣T形槽（i）立铣圆弧槽（j）铣螺旋槽（k）指状铣刀铣成型面（l）盘状铣刀铣成型面,一、工艺分析：1、运动：主运动：刀具高速旋转进给运动:工件随工作台的移动2、刀具：多齿刀具,间断工作,散热好,寿命长.3、常用设备：卧式铣床、立式铣床、龙门铣床4、铣削方式（1）端铣和周铣（2）顺铣和逆铣（1）端铣和周铣端铣:利用铣刀端部刀齿切削的，称为端铣。端铣的加工质量好，在大平面的铣削中目前大都采用端铣；周铣:利用铣刀圆周刀齿切削的，称为周铣。周铣的适应性较强，多用于小平面、各种沟槽和成形面的铣削。,（2）逆铣和顺铣当铣刀上与工件接触部分的线速度方向与工件的进给方向相反时称为逆铣。反之，称为顺铣。,图5.2.62逆铣和顺铣（a）逆铣（b）顺铣,（3）对称铣和不对称铣用端铣刀加工平面时，根据铣刀与工件相对位置的不同，有对称铣和不对称铣之分。对称铣：当工件与铣刀处于对称位置时称为对称铣。其适用于工件宽度接近于铣刀直径且铣刀齿较多的情况。不对称铣：当工件铣削宽度偏于端铣刀回转中心一侧时称为不对称铣削。采用不对称铣时，应保证切削厚度由小到大变化。这种方式适宜铣削较窄的工件。,二、铣削的工艺特点1、铣刀结构复杂，成本较高，但寿命长。2、铣削的切削过程不连续，容易引起冲击和振动，从而影响加工质量的提高。3、多齿切削，且每个刀齿间断轮流工作，可自然冷却，铣削生产率较高。4、铣削的方式多，铣刀种类多，加上一般铣床都配有附件（如：分度头等），故使铣削加工范围极为广泛。,三、铣削的应用：1、主要用于平面的半精加工，铣代刨，加工精度可达IT8-IT7，表面粗糙度Ra为1.66.3um2、可加工形面：平面（水平面，铅垂面，斜面），切断，各种沟槽，一般成形表面，螺旋槽。,2.5磨削的工艺特点及应用概述磨削是以磨具作为切削工具的加工方法。磨具的种类主要有：砂轮、油石、磨头、砂瓦、砂布、砂纸和研磨膏等，其中砂轮的应用最为普通。图5.2.67砂轮的结构与组织,一、磨削工艺分析：1、运动：主运动：砂轮的转动进给运动：（1）平面：工件随工作台的纵向移动砂轮的横向移动砂轮的铅垂移动（2）外圆：对于纵磨法：工件转动工件随工作台的纵向移动砂轮的横向进给对于横磨法：工件转动砂轮的横向进给（3）内圆：也分为：纵磨法，横磨法。同上,纵磨法横磨法,2、刀具：砂轮3、常用设备：平面磨床、外圆磨床、内圆磨床,4、过程：磨粒从工件表面滑擦而过，只有弹性变形而无切屑。磨粒切入工件表层，刻划出沟痕并形成隆起切削厚度增大到某一临界值，切下切屑。砂轮的磨削过程，实际上就是切削，刻划和滑擦三种作用的综合。砂轮的自锐性：砂轮的自行推陈出新，以保持自身锋锐的性能，称为“砂轮的自锐性”砂轮的硬度和磨料的硬度是两个不同的概念。砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。容易脱落的为软，反之为硬。同一种磨料可做成不同硬度的砂轮，这主要取决于结合剂的性能、份量以及砂轮的制造工艺。,二、磨削工艺特点：1、加工精度高、表面质量好粗磨可达IT8-IT7，Ra：0.80.4um精磨可达IT6-IT5，Ra：0.40.2um2、磨削径向分力大切削热大，影响工件的加工精度3、磨削温度高4、砂轮有自锐作用5、应大量使用切削液,三、磨削的应用磨削的应用十分广泛，不但可以磨削内外圆柱面、内外圆锥面、台肩端面、平面，还可以磨削螺纹、齿形、花键等成形面，如下图所示。磨削加工精度高，表面质量好，且可加工高硬度材料。磨床的种类很多，生产中应用最多的有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床和无心磨床等。外圆磨床有普通外圆磨床和万能外圆磨床之分。图5.2.71磨削的应用（a）磨外圆（b）磨内圆（c）磨平面（d）磨花键（e）磨螺纹（f）磨齿形,第三章典型表面加工分析3-1外圆面加工:一、外圆面的技术要求：1、精度：尺寸，形状，位置2、表面质量：Ra二、外圆面加工方法：1、方法：车削，磨削2、选择：原则：粗加工与精加工分开各种方法合理组合依工件要求：粗车（粗加工，一般件）粗车半精车（半精加工，较重要的件）粗车半精车磨削（精加工，重要的件）,3-2内圆表面加工:一、内圆表面的技术要求：1、精度：尺寸，形状，位置2、表面质量：Ra二、内圆表面加工方法：1、方法：钻孔，镗孔，铰孔，扩孔，磨孔，车孔，插孔2、选择对实体材料上的孔：依加工精度不同来安排，在IT10以下：钻孔IT9级孔：钻孔扩孔；钻孔镗孔（直径30mm）IT8级孔：钻孔扩孔铰孔；钻孔粗镗精镗淬火孔精度高：钻孔扩孔磨孔对铸、锻件上的孔：直径100mm镗孔磨孔,3-3平面加工一、技术要求：1、精度：形状，位置2、表面质量：Ra二、平面加工方法：1、方法：铣，刨，磨，车，拉，研磨,3-4成形面加工,3-5螺纹加工,3)无心磨削用无心磨床磨削，工件放在砂轮、导轮和托板之间。砂轮旋转起切削作用。导轮是磨粒极细的橡胶结合剂砂轮。两轮与托板组成V型定位面托住工件。导轮速度V导很低，一般为2030m/min，无切削能力，其轴线与工作砂轮轴线斜交角。V导分解成V工与V进，V工用以带动工件旋转，实现圆周进给；V进用以带动工件轴向移动，实现纵向进给。,图5.2.74无心磨削,(2)内圆磨削与外圆磨削相比，内圆磨有以下特点：1）精度较难控制内圆磨削时，砂轮与工件的接触面积大，发热量大，冷却条件又差，工件容易产生热变形，特别是砂轮轴刚性极差，易产生弯曲变形，造成内圆锥形误差。,图5.2.75磨削内圆,2）表面粗糙度Ra值比外圆磨削要大常用的机械传动的内圆磨头，转速一般不超过20000r/min，由于砂轮直径很小，圆周速度很难达到3050m/s。内圆磨削的粗糙度Ra值一般为1.60.4。3）生产率较低因为磨头砂轮直径小，磨耗快；排屑不畅，砂轮容易堵塞，需要经常修整或更换，使辅助时间增加。此外，减小磨削深度和增加光磨次数，也必然影响生产率。无论如何，内圆磨削毕竟还是孔的一种精加工方法。能校正孔的轴线偏斜，尤其是经过淬火的零件，通常还要采用内圆磨削。,(3)平面磨削平面磨削方法如图5.2.76所示，有卧轴圆周磨削和立轴端面磨削两种方式。圆周磨削是利用砂轮的圆周面进行磨削的，如图5.2.76（a）、（b）所示。砂轮与工件的接触面积小，磨削力小，磨削热少，冷却与排屑条件好，砂轮磨损均匀。故磨削的精度高、粗糙度低，磨削的两平面之间的尺寸精度等级可达IT6IT5，表面粗糙度Ra值为0.80.2，直线度可达0.020.03mm/m。卧轴矩形工作台平面磨床是最常用的，主要用来磨削齿轮等盘套零件的端面以及各种平形板条状的中小型零件。,图5.2.76平面磨削,端面磨削是利用砂轮的端面进行磨削的，如图5.2.76（c）、（d）所示。这种磨床功率较大，砂轮轴悬伸长度短，刚性好，可采用较大的磨削用量，生产率较高。但砂轮与工件的接触面积大，磨削热多，冷却与散热条件差，工件产生热变形大。此外，砂轮各点的圆周速度不同，砂轮磨损不均匀。因此，磨削精度较低，一般用来磨削精度不高的平面。,图5.2.76平面磨削,为了适当减小砂轮与工件的接触面积，改善冷却与排屑条件，生产中常用图5.2.77所示的镶块砂轮。,图5.2.77镶块砂轮,平面磨削常用电磁吸盘安装工件，操作简单，能很好地保证定位基面与加工表面之间的平行度要求。对于特殊零件，可借助于工具在电磁吸盘上安装；对于非磁性的薄片形零件，可采真空吸盘进行安装，如图5.2.78所示。,图5.2.78工件在平面磨床上的特殊安装方法,第2章常用加工方法综述,2.1车削的工艺特点及应用2.1.1车削加工图5.2.1.tif车床工作（a）车端面（b）车外圆（c）车外圆锥（d）切槽、切断（e）镗孔（f）切内槽（g）钻中心孔（h）钻孔（i）铰孔（j）锪锥孔（k）车外螺纹（l）车内螺纹（m）攻丝（n）车成型面（o）滚花,图5.2.2.tif车床的装夹方法2.1.2车削加工的工艺特点(1)适用范围广泛(2)容易保证零件加工表面的位置精度图5.2.3车削短轴和小套,(3)适宜有色金属零件的精加工(4)生产效率较高(5)生产成本较低2.1.3车削加工的应用(1)车外圆,图5.2.4粗车钢件90右偏刀图5.2.5精车钢件90右偏刀,图5.2.7车床上可镗削孔的结构类型(3)车成形面1)成形刀法,图5.2.8车床上加工削支架支承孔图5.2.9成形刀法车成形面,2)靠模法图5.2.10靠模法车成形面,(4)车圆锥面1)偏移尾架法图5.2.11偏移尾架法车锥面(5.2.1),图5.2.12靠模法车锥面2)靠模法,(5)车螺纹表5.2.2.tif几种常见螺纹的代号、牙型、螺距及主要用途(5.2.2)图5.2.13螺旋线的参数,图5.2.14单线螺纹和多线螺纹1)单线右旋螺纹的车削图5.2.15车削单线右旋三角螺纹,图5.2.16前角对牙型的影响图5.2.17.tif无进给箱螺纹车床传动系统图(5.2.3)(5.2.4),(5.2.5)(5.2.6)(5.2.7)(5.2.8)2)车左旋螺纹的特点图5.2.18左螺旋的车削运动,3)车多线螺纹的特点移动小刀架法图5.2.19用移动小刀架法分线旋转工件法,4)车大螺旋升角螺纹的特点图5.2.20加工多线螺纹图5.2.21螺旋升角对车刀侧刃用的拨盘副后角的影响,2.2钻床、镗床加工的特点及应用2.2.1钻床加工图5.2.22钻床加工(a)钻孔（b）扩孔（c）铰孔（d）攻丝（e）锪锥孔（f）锪柱孔（g）锪反鱼眼坑（h）锪凸台,图5.2.23钻床上工件的装夹方法(a)平口钳装夹（b）压板装夹（c）V型铁装夹（d）钻模装夹,(1)钻孔1)麻花钻图5.2.24麻花钻的结构,图5.2.25麻花钻的切削部分图5.2.26钻床和车床钻孔的比较（a）钻床钻孔（b）车床钻孔2)钻孔的工艺特点钻头容易引偏,钻孔易出现孔径扩大现象图5.2.27钻头的刃磨质量对孔径的影响(a)主切削刃对称（b）角度不对称（c）刃长不对称钻孔表面质量差,图5.2.28预钻引钻锥坑图5.2.29麻花钻的修磨,(2)扩孔图5.2.30扩孔图5.2.31扩孔钻,(3)铰孔1)铰刀图5.2.32铰刀,2)铰孔的工艺特点图5.2.33铰刀偏斜现象(4)锪孔和锪凸台,2.2.2镗床加工(1)卧式镗床图5.2.34.tif卧式镗床外形图1)主轴2)平旋盘图5.2.35平旋盘,3)前立柱和主轴箱4)工作台5)后立柱和尾架(2)镗刀1)单刃镗刀图5.2.36单刃镗刀2)浮动镗刀,图5.2.37浮动镗刀及其镗孔(a)浮动镗刀（b）浮动镗刀镗孔,(3)镗削加工应用图5.2.38镗床工作（a）钻孔（b）扩孔（c）铰孔（d）镗孔（e）镗内槽（f）车外圆（g）车端面（h）铣平面,1)镗孔图5.2.39在镗床上镗孔（a）镗孔（b）镗较深孔（c）镗同轴孔（d）镗大孔（e）镗平行孔（f）镗垂直孔,2)钻孔、扩孔及铰孔3)加工端面及铣平面和成形面图5.2.40镗床上加工端面及铣平面和成形面(a)加工端面(b)加工内环面(c)铣平面(d)铣成形面,4)镗内螺纹图5.2.41镗内螺纹(4)镗削的特点,图5.2.42在镗床上加工的各种孔系（a）平行孔系（b）同轴孔系（c）垂直孔系,2.3刨、插、拉削的工艺特点及应用2.3.1刨削加工图5.2.43刨削的切削运动(a)牛头刨床的切削运动(b)龙门刨床的切削运动,图5.2.44牛头刨床加工(a)刨水平面(b)刨垂直面(c)刨斜面(d)侧直槽(e)刨V形槽(f)刨T形槽(g)刨燕尾槽(h)刨成形面,(1)刨削的工艺特点(2)刨削的应用图5.2.45刨V形槽的方法,图5.2.46左、右燕尾偏刀图5.2.47刨燕尾槽的方法,2.3.2插削加工(1)插削加工及其特点图5.2.48插床工件图5.2.49插削孔内键槽,(2)插削的应用图5.2.50用百分表找正插刀2.3.3拉削加工图5.2.51多刃刨刀刨削示意,图5.2.52卧式拉床示意图,图5.2.53适宜拉削的型孔(1)拉刀,图5.2.54圆孔拉刀图5.2.55拉刀刀齿的几何形状1，2切削齿；3校正齿,(2)拉削的工艺特点(3)拉削的应用图5.2.56拉削圆孔,图5.2.57拉键槽的方法1拉刀;2垫片;3导向心轴;4工件,2.4铣削的工艺特点及应用图5.2.58.tif铣床主要工件(a)端铣平面（b）周铣平面（c）立铣刀铣直槽（d）三面刃铣刀铣直槽（e）指键槽铣刀铣键槽（f）铣角度槽（g）铣燕尾槽（h）铣T形槽（i）立铣圆弧槽（j）铣螺旋槽（k）指状铣刀铣成型面（l）盘状铣刀铣成型面图5.2.59.tif用分度头装夹工件,2.4.1铣削过程(1)铣削要素图5.2.60铣削要素,(5.2.9)(5.2.10)(2)铣削力图5.2.61铣削刀（a）端铣（b）周铣,(3)铣削方式图5.2.62逆铣和顺铣（a）逆铣（b）顺铣图5.2.63逆铣和顺铣对工作台运动平稳性的影响,2.4.2铣削的工艺特点2.4.3铣削加工应用1)铣平面图5.2.64铣平面,2)铣螺旋槽图5.2.65铣螺旋槽(5.2.11)(5.2.12)(5.2.13),图5.2.66铣右旋螺旋槽俯视示意图,2.5磨削的工艺特点及应用2.5.1砂轮图5.2.67砂轮的结构与组织1)磨料表5.2.3.tif常用磨料,2)粒度表5.2.4.tif磨料粒度号和颗粒尺寸3)结合剂表5.2.5.tif-续表常用结合剂4)硬度表5.2.6.tif常用砂轮硬度等级5)组织表5.2.7.tif砂轮组织分类及其选择6)形状与尺寸表5.2.8.tif常用砂轮形状、代号和用途,2.5.2磨削过程及磨削用量(1)磨削过程图5.2.68磨粒的磨削状态,(2)磨粒的切削厚度和磨削用量图5.2.69外圆磨切削厚度示意图2.5.3磨削的工艺特点1)加工精度高、表面质量好2)磨削径向分力大,图5.2.70磨削力3)磨削温度高4)加工硬化和残余应力倾向严重5)应大量使用切削液,2.5.4磨削的应用图5.2.71磨削的应用（a）磨外圆（b）磨内圆（c）磨平面（d）磨花键（e）磨螺纹（f）磨齿形,(1)外圆磨削1)纵磨法（图5.2.72）图5.2.72纵磨法图5.2.73横磨法2)横磨法3)无心磨削,图5.2.74无心磨削(2)内圆磨削图5.2.75磨削内圆,1)精度较难控制2)表面粗糙度Ra值比外圆磨削要大3)生产率较低(3)平面磨削图5.2.76平面磨削,图5.2.77镶块砂轮图5.2.78工件在平面磨床上的特殊安装方法,第3章机械加工工艺过程,3.1机械加工工艺的基础知识3.1.1工艺过程的有关概念(1)生产过程与工艺过程1)生产过程2)工艺过程3)工序(2)生产纲领与生产类型1)生产纲领2)生产类型,3.1.2工件的安装与定位1)工件的安装(1)安装的概念