机械制造基础

1、第4章 轴类零件的加工 4.1 概述 4.1.1 轴类零件的功用和结构特点图4.1轴类零件 4.1.2 轴类零件的技术要求 1)尺寸精度和形状精度 2)位置精度 3)表面粗糙度 4.1.3 轴类零件的材料、毛坯及热处理 4.2 轴类零件外圆表面的车削加工 4.2.1 车削加工的特点及应用 1)工艺范围广 2)生产率高 3)车削加工精度范围广 图4.2 车削加工基本内容 4)有色金属的高速精细车削 5)生产成本低 4.2.2 刀具几何角度的合理选择 (1)前角与前刀面形状的选择 1)前角o的选择图4.3 o正或负时的受力情况(a)正前角 (b)负前角 2)倒棱的选择 3)带卷屑槽的前刀面形状 图

2、4.4 前刀面上的倒棱 图4.5 切削刃钝圆 图4.6 前刀面上卷屑槽的形状(a)直线圆弧形 (b)直线形 (c)全圆弧形 (2)主副后角的选择 1)主后角的选择 2)负后角的选择 (3)主、副偏角及刀尖形状的选择 1)主偏角的选择图4.7 后刀面的消振棱 图4.8 o对磨去量的影响 图4.9 切断刀的工作角度图4.10 切断刀的o 图4.11 带修光刃的刀具 2)副偏角r的选择 3)刀尖形状的选择 (4)刃倾角s的选择 4.2.3 切削用量的合理选择 (1)制订切削用量的原则 图4.12 刀尖的形状(a)直线形 (b)圆弧形 1)切削加工生产率 2)刀具耐用度 3)加工表面粗糙度 (2)切削

3、用量的确定方法 1)背吃刀量ap的选择 2)进给量f的选择 3)切削速度v的确定 切削速度v确定之后，机床转速n(r/min)为 n=1 000v/dW (4.2) 4.3 金属切削机床基本知识 4.3.1 机床的运动 (1)表面成形运动 (2)辅助运动 4.3.2 零件表面的切削加 工成形方法 4.3.3 机床的分类与型号编制 (1)机床的分类图4.13 车削圆柱表面所需的运动 图4.14 零件表面的成形1导线；2母线 根据通用性程度，同类机床又可划分为： 1)通用机床 2)专门化机床 3)专用机床 (2)机床的型号编制 1)通用机床的型号用下列方式表示： 其中，表示数字；表示大写的汉语拼音

4、字母，括号中表示可选项，无内容时不表示，有内容时不带括号。 2)专用机床的型号 4.3.4 机床的传动原理与传动系统 (1)机床的传动原理 1)机床传动系统的组成 2)机床的传动原理 图4.15 车螺纹时的传动原理图 (2)机床传动系统的运动计算 4.4 车床 4.4.1 CA6140型车床的特点及用途 4.4.2 CA6140型车床的主要组成部件 图4.16 卧式车床1主轴箱；2刀架；3尾座；4床身；5，10床腿；6光杆；7丝杆；8溜板箱；9进给箱；11挂轮变速机构 4.4.3 CA6140型车床的主要参数 4.4.4 CA6140型车床的传动系统及调整计算 (1)主运动传动链 (2)车螺纹

5、传动链 1)车标准螺纹 2)车大导程螺纹 3）车非标准及较精密螺纹 (3)纵向与横向进给传动链 1)运动经由车削常用米制螺纹传动路线传动。 2)运动经由车削常用英制螺纹传动路线传动。 3)运动经由扩大螺距机构及英制螺纹传动路线传动。 4)运动经由扩大螺距机构及米制螺纹传动路线传动。 (4)刀架的快速移动 4.4.5 车床的典型机构简介 (1)主轴组件图4.18 CA6140卧式车床主轴组件1，11，14螺母；2，10锁紧螺钉；3，6，12轴套；4，5，13轴承；7，8，9齿轮；15主轴图4.19 主轴前端结构1螺钉；2锁紧盘；3主轴；4卡盘座；5双头螺柱；6螺母 (2)双向多片式摩擦离合器图4

6、.20 双向多片式摩擦离合器1双联齿轮；2内摩擦片；3外摩擦片；4，7螺母；5压套；6长销；8齿轮；9拉杆；10滑套；11销轴；12摆块；13拨叉 (3)变速操纵机构图4.21 六级变速操纵机构1双联齿轮；2三联齿轮；3拨叉；4拨销；5曲柄；6盘状凸轮；7传动轴；8手柄；9链条；10圆销；11杠杆；12拨叉 (4)超越离合器图4.22 超越离合器1外环；2星形体；3滚子；4顶销；5弹簧 (5)纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构图4.23 机动进给操纵机构1，15手柄；2销；3，4，14轴；5弹簧销；6球头销；7，12杠杆；8推杆；9，13凸轮；10，11拨叉 4.5 轴类零件外圆磨削加工

7、4.5.1 磨削工艺特征及工艺范围 (1)磨削的工艺特征 1)精度高、表面粗糙度小 2)砂轮有自锐作用 3)可以磨削硬度很高的材料 4)磨削温度高 (2)磨削工艺的发展 1)高精度、小粗糙度磨削 2)高效磨削 4.5.2 外圆磨床的用途 4.5.3 M1432A型万能外圆磨床 (1)机床的组成和主要技术规格图4.24 M1432A型万能外圆磨床1床身；2头架；3工作台；4内磨装置；5砂轮架；6尾座；7脚踏操纵板 (2)机床的工作方法及所需的运动 图4.25 M1432A型万能外圆磨床典型加工示意图(a)纵磨法磨外圆柱面 (b)扳转工作台用纵磨法磨长圆锥面(c)扳转头架用纵磨法磨内圆锥面 (d)

8、扳转砂轮架用切入磨法磨短圆锥面图4.26 砂轮架(M1432A)1压盘；2，9轴承盖；3，7动压滑动轴承；4壳体；5砂轮主轴；6主电动机；8止推环；10推力球轴承；11弹簧；12调节螺钉；13带轮；14销；15刻度盘；16滑鞍；17定位轴销；18半螺母；19扇形轴瓦20球头螺钉；21螺套；22锁紧螺钉；23封口螺钉 (3)机床的主要部件结构 1)砂轮架 2)头架 根据不同的加工需要，头架主轴有下列3种工作方式： 1)工件支承在前、后顶尖上磨削： 2)用三爪自定心或四爪单动卡盘夹持工件磨削： 3)自磨主轴顶尖： 4.5.4 在无心外圆磨床上磨削外圆表面的方法图4.28 无心外圆磨削的加工示意图

9、图4.29 无心外圆磨削加工原理图图4.30 无心外圆磨削加工方法示意图(a)纵磨法 (b)横磨法1磨削砂轮；2导轮；3托板；4挡块；5工件 4.6 外圆表面的精密加工 4.6.1 研磨 (1)研磨原理 (2)研磨方法 1)手工研磨 图4.31 外圆研具(a)粗研具 (b)精研具 2)机械研磨 图4.32 行星齿轮研磨机1上研磨盘；1下研磨盘；2工件；3工件装夹盘；4内齿轮；5中心传动齿轮；n1研磨盘转速；n2工件转速；n3工件夹盘转速；n4内齿圈转速；n5中心传动齿轮转速 (3)嵌砂与无嵌砂研磨 1)嵌砂研磨 2)无嵌砂的研磨 (4)研具材料与研磨剂 4.6.2 超精加工 4.6.3 抛光

10、4.7 典型轴类零件加工工艺分析 4.7.1 主轴的功用及技术要求分析 1)支承轴颈 2)装夹表面 图4.33 超精加工 3)螺纹表面 4)轴向定位面 5)其他技术要求图4.34 CA6140型卧式车床主轴简图 4.7.2 主轴的机械加工工艺过程 4.7.3 主轴加工工艺分析 (1)定位基准的选择 (2)加工阶段的划分 (3)热处理工序的安排 (4)加工顺序的安排 (5)主轴锥孔的磨削图4.35 锥堵与锥套心轴(a)锥堵 (b)锥套心轴第5章 套筒类零件的加工 5.1 概述 5.1.1 套筒类零件的功用及结构特点图5.1 套筒类件的结构形式(a)，(b)滑动轴承 (c)钻套 (d) 轴承衬套

11、(e)气缸套 (f)液压缸 5.1.2 套筒类零件技术要求 1)内孔与外圆的精度要求 2)几何形状精度要求 3)位置精度要求 5.1.3 套筒类零件的材料、毛坯及热处理 5.1.4 套筒类零件的典型工艺路线 5.2 套筒类零件内孔表面的加工 5.2.1 套筒类零件的内孔表面的普通加工方法 (1)钻孔 (2)扩孔 (3)铰孔 为了保证铰孔时的加工质量，应注意如下几点： 1)合理选择铰削余量和切削规范 2)合理选择底孔 3)合理使用铰刀 4)正确选择切削液 (4)镗孔 (5)拉孔 (6)磨孔 (7)深孔加工 1)深孔加工的工艺特点 2)深孔钻削方式 3)冷却和排屑方式 图5.2 拉削过程 5.2.

12、2 套筒类零件的特种加工方法 5.3 孔的精密加工 5.3.1 高速精细镗 5.3.2 珩磨 (1)珩磨原理 (2)珩磨方法 (3)珩磨的特点 5.3.3 研磨 5.3.4 滚压图5.3 珩磨的成形运动及其切削轨迹(a)成形运动 (b)一根砂条在双行程中切削轨迹的展开1，2，3，4纹痕形成的顺序；网纹交角 5.4 套筒类零件加工设备及刀具 5.4.1 钻床 5.4.2 钻削用刀具 (1)麻花钻 1)麻花钻的结构 2)麻花钻的几何角度 图5.4 固定式研磨棒图5.5 Z5132型立式钻床1电动机；2立柱；3底座；4工作台；5主轴；6进给箱；7主轴箱图5.6 Z3040型摇臂钻床1底座；2内立柱；

13、3外立柱；4摇臂升降丝杆；5摇臂；6主轴箱；7主轴；8工作台图5.7 麻花钻的组成(a)麻花钻的组成 (b)切削部分1刃瓣；2棱边；3莫氏锥柄；4扁尾；5螺旋槽图5.8 麻花钻的几何角度 3)麻花钻的修磨 (2)深孔钻 1)外排屑深孔钻 图5.9 修磨双重刃图5.10 磨出分屑槽图5.11 修磨刃带 2)内排屑深孔钻 (3)扩孔钻 图5.12 外排屑深孔钻工作原理 图5.13 内排屑深孔钻(a)钻头结构 (b)工作原理 (4)铰刀图5.14 扩孔钻 图5.15 铰刀的结构图5.16 铰刀(a)机用直柄和锥柄铰刀 (b)机用套式铰刀 (c)手用直槽与螺旋槽铰刀 (d)锥孔用粗铰刀与精铰刀 5.4

14、.3 拉床及拉刀 1)拉床 2)拉刀 5.4.4 镗床及镗刀 1)卧式镗铣床 图 5.17 普通圆孔拉刀的构成图5.18 卧式镗铣床1主轴箱；2前立柱；3镗杆；4平旋盘；5工作台；6上滑座；7下滑座；8床身；9后支架；10后立柱 2)坐标镗床 3)镗刀 5.4.5 磨床及砂轮 5.5 典型套筒类零件的加工工艺分析 5.5.1 典型零件的工艺分析图5.19 微调镗刀1刀片；2镗刀杆；3导向键；4紧固螺钉；5精调螺钉；6刀块 (1)轴承套加工工艺分析 (2)液压缸加工工艺分析 图5.20 轴承套 图 5.21 液压缸简图 5.5.2 保证表面相互位置精度的方法及防止加工中工件变形的措施 (1)保证

15、表面相互位置精度的方法 (2)防止套类零件变形的工艺措施 1)将粗、精加工分开进行 2)减少夹紧力的影响 3)减小切削力对变形的影响 4)热处理放在粗加工和精加工之间 图5.22 第6章 箱体类零件的加工 6.1 概述 6.1.1 箱体类零件的功用和结构特点 各种箱体零件尽管形状各异、尺寸不一，但其结构均有以下主要特点： 1)形状复杂 2)体积较大 3)壁薄容易变形 4)有精度要求较高的孔和平面 图6.1 几种常见的箱体零件简图(a)组合机床主轴箱 (b)车床进给箱 (c)分离式减速器 (d)泵壳 6.1.2 箱体类零件的技术要求 1)孔径精度 2)孔与孔的位置精度 3)孔和平面的位置精度 4

16、)主要平面的精度 5)表面粗糙度 6.1.3 箱体类零件的材料、毛坯及热处理 6.1.4 箱体类零件的加工方法 6.2 平面加工 6.2.1 铣削加工及铣床图6.3 铣削加工的应用(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)铣槽刀铣键槽(f)铣角度槽(g)铣燕尾槽(h)铣T型槽(i)在圆形工作台上用立铣刀铣圆弧槽(j)铣螺旋槽(k)指状铣刀铣成形面(l)盘状铣刀铣成形面 (1)铣削原理 1)铣削要素vf=fn=afzn (6.2) 图6.4 铣削用量要素 图6.5 铣削切削层要素(a)圆柱形铣刀的切削厚度 (b)面铣刀的切削厚度acmax=afsin (6.4)a

17、cav=afaesinr/d (6.5)aw=ap/sinr (6.6) 铣刀的平均切削总面积可按下式计算： Acav=Zw/vc=apaevf/dn =apaeafzn/dn=apaeafz/d (6.7) 2)铣削力 铣削合力和分力 3)铣削方式 逆铣和顺铣 图6.6 螺旋齿圆柱铣刀切削层要素 图6.7 铣削力(a)圆柱形铣刀铣削力 (b)面铣刀铣削力 对称铣削与不对称铣削 (2)铣床 1)X6132铣床的主要部件和作用图6.8 圆周铣削方式(a)逆铣 (b)顺铣图6.9 铣削时工作台丝杆与螺母的间隙(a)逆铣 (b)顺铣图6.10 端铣的铣削方式(a)对称铣削 (b)不对称逆铣 (c)不

18、对称顺铣图6.11 X6132型卧式万能升降台铣床1床身；2横梁；3主轴；4工作台；5横向溜板；6刀杆支承；7升降台；8底座 2)X6132铣床的运动 3)铣床附件 4)立式铣床 图6.12 回转工作台1底座；2转台；3蜗杆轴；4手轮；5固定螺钉图6.13 立铣头 5)龙门铣床 图6.14 立式升降台铣床的外形图图6.15 龙门铣床外形图1床身；2水平铣头；3垂直铣头；4垂直柱；5横梁；6垂直铣头；7操纵箱；8水平铣头；9工作台 6.2.2 刨削加工及刨床 (1)刨刀 (2)刨削的工艺特点图6.16 刨削加工的应用(a)刨平面 (b)刨垂直面 (c)刨台阶面 (d)刨斜面(e)刨直槽 (f)切断 (g)刨T形槽 (h)刨成形面 (3)刨床 1)牛头刨床 2)龙门刨床 3)插床 图6.17 刨刀弯曲状况图6.18 宽刃精刨刀 图6.19 牛头刨床外形图1工作台；2刀架；3滑枕；4床身；5变速手柄；6滑枕行程调节柄；7横向进给手柄；8横梁图6.20 龙门刨床外形图1，8侧刀架；2横梁；3，7立柱；4顶梁；5，6立刀架；9工作台；10床身 6.2.3 平面磨削 1)卧轴矩台平面磨床 2)立轴矩台平面磨床 3)立轴圆台平面磨床 4)卧轴圆台平面磨床 图6.21 插床外形图1床身；2横滑板；3纵滑板；4圆工作台；5滑枕；6立柱图6.22 平面磨床加工示意图 6.3 平面的精密加工 6.