第6章机械零件表面加工课件

1、机械制造基础机械制造基础第第6 6章章 机械零件表面加工机械零件表面加工 机械零件尽管种类繁多，其结构复杂程度不一，但机械零件尽管种类繁多，其结构复杂程度不一，但其表面形状不外乎是几种基本形状的表面：平面、圆柱其表面形状不外乎是几种基本形状的表面：平面、圆柱面、圆锥面以及各种成形面。当零件精度和表面质量要面、圆锥面以及各种成形面。当零件精度和表面质量要求较高时，需要在机床上使用切削刀具或磨具切除多余求较高时，需要在机床上使用切削刀具或磨具切除多余材料，以获取几何形状、尺寸精度和表面粗糙度都符合材料，以获取几何形状、尺寸精度和表面粗糙度都符合要求的零件，由于各种机械零件形状、尺寸和表面质量要求的

2、零件，由于各种机械零件形状、尺寸和表面质量的不同，其切削加工方法和切削加工设备也就各不相同。的不同，其切削加工方法和切削加工设备也就各不相同。 6.1金属切削机床的基础知识金属切削机床的基础知识6.1.16.1.1机床的分类机床的分类 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的一种机器，金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的一种机器，人们习惯上称为机床。人们习惯上称为机床。 由于切削加工仍是机械制造过程中获取具有一定尺寸、形状和精度的由于切削加工仍是机械制造过程中获取具有一定尺寸、形状和精度的零件的主要加工方法，所以机床是机械制造系统中最重要的组成部分，它零件的主要加工

3、方法，所以机床是机械制造系统中最重要的组成部分，它为加工过程提供刀具与工件之间的相对位置和相对运动，为改变工件形状、为加工过程提供刀具与工件之间的相对位置和相对运动，为改变工件形状、质量提供能量。目前金属切削机床的品种和规格繁多，为便于区别、使用质量提供能量。目前金属切削机床的品种和规格繁多，为便于区别、使用和管理，需对机床进行分类。和管理，需对机床进行分类。车车床床钻钻床床镗镗床床磨磨床床齿轮加齿轮加工机床工机床螺纹加螺纹加工机床工机床铣铣床床刨刨床床拉拉床床锯锯床床其它其它机床机床按通用程度分：按通用程度分：通用、专门化、专用机床通用、专门化、专用机床按加工精度分：按加工精度分：普通、精密

4、、高精度机床普通、精密、高精度机床按自动化程度：按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：按机床质量分：仪表、中型、大型、重型机床仪表、中型、大型、重型机床根据国家标准根据国家标准GB/T15375-2008GB/T15375-2008，按加工性质和所用刀具的不同，机，按加工性质和所用刀具的不同，机床可分为床可分为1111大类：大类：此外，机床还可以按主要工作器官的数目进行分类，如：单刀机床、多此外，机床还可以按主要工作器官的数目进行分类，如：单刀机床、多刀机床、单轴机床、多轴机床等。目前，机床正在向数控化方向发展，而且刀机床、单轴机床、多轴机床等。目

5、前，机床正在向数控化方向发展，而且其功能也在不断增加。其功能也在不断增加。 6.1.26.1.2机床型号的编制方法机床型号的编制方法 根据根据GB/T15375-2008GB/T15375-2008金属切削机床型号编制方法金属切削机床型号编制方法规定，我国的机床规定，我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成，适用于各类通用机型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成，适用于各类通用机床和专用机床（组合机床除外）。床和专用机床（组合机床除外）。有有“（ ）”的代号或数字，当无内容时，则不表示，有内容时，则不带括号。的代号或数字，当无内容时，则不表示，有内容时，则不带括号。

6、有有“”符号者，为大写的汉语拼音字母。符号者，为大写的汉语拼音字母。有有“”符号者，为阿拉伯数字。符号者，为阿拉伯数字。有有“”符号者，为大写的汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼有之。符号者，为大写的汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼有之。（1 1）通用机床型号的编制方法）通用机床型号的编制方法1 1）机床的类代号）机床的类代号 用大写的汉语拼音字母表示，并按相应的汉字字意读音。当需要时，用大写的汉语拼音字母表示，并按相应的汉字字意读音。当需要时，每类又可分为若干分类，分类代号用阿拉伯数字表示，放在类代号之前，每类又可分为若干分类，分类代号用阿拉伯数字表示，放在类代号之前，但第一分类不予表

7、示。机床的类代号、分类代号及其读音见下表。但第一分类不予表示。机床的类代号、分类代号及其读音见下表。 类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨床磨床齿轮齿轮加工加工机床机床螺纹螺纹加工加工机床机床铣铣床床刨刨床床拉拉床床锯锯床床其它其它机床机床代代号号C CZ ZT TM M2M2M3M3MY YS SX XB BL LG GQ Q读读音音车车 钻钻 镗镗 磨磨2 2磨磨3 3磨磨牙牙丝丝铣铣 刨刨 拉拉割割其其2 2）机床的通用特性和结构特性代号）机床的通用特性和结构特性代号 通用特性代号位于类代号之后，用大写汉语拼音字母表示。通用特性代号位于类代号之后，用大写汉语拼音字母表示。 通用特性通用特性

8、代号代号通用特性通用特性代号代号高精度高精度G G自动换刀自动换刀H H精精 密密M M仿仿 形形F F自自 动动Z Z万万 能能W W半自动半自动B B轻轻 型型Q Q数字程序控制数字程序控制K K简简 式式J J当某种类型机床除有普通型外，还有某种通用特性时，则在类代号之后加上当某种类型机床除有普通型外，还有某种通用特性时，则在类代号之后加上相应特性代号。相应特性代号。如：如：“CK”CK”表示数控车床；如果同时具有两种通用特性时，则可按重要程度表示数控车床；如果同时具有两种通用特性时，则可按重要程度排列，用两个代号表示，如排列，用两个代号表示，如“MBG”MBG”表示半自动高精度磨床。表

9、示半自动高精度磨床。对于主参数相同，而结构、性能不同的机床，在型号种用结构特性区分。结对于主参数相同，而结构、性能不同的机床，在型号种用结构特性区分。结构特性代号在型号无统一含义，它只是在同类型机床中起区分结构、性能不构特性代号在型号无统一含义，它只是在同类型机床中起区分结构、性能不同的作用。当机床具有通用特性代号时，结构特性代号位于通用特性代号之同的作用。当机床具有通用特性代号时，结构特性代号位于通用特性代号之后，用大写汉语拼音字母表示。后，用大写汉语拼音字母表示。如：如：CA6140CA6140中的中的“A”A”和和CY6140CY6140中的中的“Y”Y”，均为结构特性代号，它们分别表，

10、均为结构特性代号，它们分别表示为沈阳第一机床厂和云南机床厂生产的基本型号的卧式车床。示为沈阳第一机床厂和云南机床厂生产的基本型号的卧式车床。 3 3）机床的组别、系别代号）机床的组别、系别代号 组、系代号用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系组、系代号用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别。每类机床按其结构性能及使用范围划分为用数字别。每类机床按其结构性能及使用范围划分为用数字0 09 9表示的表示的1010个组。个组。在同一组机床中，又按主参数相同、主要结构及布局型式相同划分为用数在同一组机床中，又按主参数相同、主要结构及布局型式相同划分为用数字字0 09 9表示的

11、表示的1010个系（组别、系别划分请查阅其它资料）。个系（组别、系别划分请查阅其它资料）。4 4）机床主参数、设计顺序号及第二主参数）机床主参数、设计顺序号及第二主参数 机床主参数是表示机床规格大小的一种尺寸参数。在机床型号中，用阿拉机床主参数是表示机床规格大小的一种尺寸参数。在机床型号中，用阿拉伯数字给出主参数的折算值，位于机床组、系代号之后。折算系数一般是伯数字给出主参数的折算值，位于机床组、系代号之后。折算系数一般是1/101/10或或1/1001/100，也有少数是，也有少数是1 1。某些通用机床某些通用机床, ,当无法用一个主参数表示时，则用设计顺序号来表示。当无法用一个主参数表示时

12、，则用设计顺序号来表示。第二主参数是对主参数的补充第二主参数是对主参数的补充, ,如最大工件长度、最大跨距、工作台工作如最大工件长度、最大跨距、工作台工作面长度等，第二主参数一般不予给出。面长度等，第二主参数一般不予给出。 例如，例如，CA6140CA6140型卧式机床中主参数的折算值为型卧式机床中主参数的折算值为4040（折算系数是（折算系数是1/101/10），其），其主参数表示在床身导轨面上能车削工件的最大回转直径为主参数表示在床身导轨面上能车削工件的最大回转直径为400mm400mm。 各类主要机床的主参数和折算系数各类主要机床的主参数和折算系数 机床机床主参数名称主参数名称折算系数折

13、算系数卧式车床卧式车床床身上最大回转直径床身上最大回转直径1/101/10立式车床立式车床最大车削直径最大车削直径1/1001/100摇臂钻床摇臂钻床最大钻孔直径最大钻孔直径1/11/1卧式镗床卧式镗床镗轴直径镗轴直径1/101/10坐标镗床坐标镗床工作台面宽度工作台面宽度1/101/10外圆磨床外圆磨床最大磨削直径最大磨削直径1/101/10内圆磨床内圆磨床最大磨削孔径最大磨削孔径1/101/10矩台平面磨床矩台平面磨床工作台面宽度工作台面宽度1/101/10齿轮加工机床齿轮加工机床最大工件直径最大工件直径1/101/10龙门铣床龙门铣床工作台面宽度工作台面宽度1/1001/100升降台铣床

14、升降台铣床工作台面宽度工作台面宽度1/101/10龙门刨床龙门刨床最大刨削宽度最大刨削宽度1/1001/100插床及牛头刨床插床及牛头刨床最大插削及刨削长度最大插削及刨削长度1/101/10拉床拉床额定拉力额定拉力( (吨吨) )1/11/15 5）机床的最大改进顺序号）机床的最大改进顺序号 当机床的性能及结构有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定当机床的性能及结构有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号尾部加重大改进顺序号，即汉语拼音字母时，在原机床型号尾部加重大改进顺序号，即汉语拼音字母A A、B B、CC。6 6）其它特性代号与企业代号）其它特性代号与企业代号 其它

15、特性代号用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可用来反映不其它特性代号用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可用来反映不同的数控系统；对于一般机床可用以反映同一型号机床的变型等。其它特性同的数控系统；对于一般机床可用以反映同一型号机床的变型等。其它特性代号可用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。企业代号与其它代号可用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。企业代号与其它特性代号表示方法相同，位于机床型号尾部，用特性代号表示方法相同，位于机床型号尾部，用“”与其它特性代号分开，与其它特性代号分开，读作读作“至至”。若机床型号中无其它特性代号，仅有企业代号时，则不加。若机床型号中无其它

16、特性代号，仅有企业代号时，则不加“”，企业代号直接写在，企业代号直接写在“/”/”后面。后面。 根据通用机床型号编制方法，举例如下：根据通用机床型号编制方法，举例如下：高精度万能外圆磨床高精度万能外圆磨床M M类别代号（磨床类）类别代号（磨床类）G G通用特性（高精度）通用特性（高精度）1 1组别代号（外圆磨床组）组别代号（外圆磨床组）4 4系别代号（万能外圆磨床系）系别代号（万能外圆磨床系）3232主参数（最大磨削直径主参数（最大磨削直径320mm320mm）A A重大改进顺序号（第一次重大改进）重大改进顺序号（第一次重大改进）MG1432AMG1432A（2 2）专用机床型号的编制方法）专

17、用机床型号的编制方法设计单位代号设计单位代号设计顺序号设计顺序号设计单位代号同通用机床型号中的企业代号。设计顺序号按各单位设计制设计单位代号同通用机床型号中的企业代号。设计顺序号按各单位设计制造专用机床的先后顺序排列。造专用机床的先后顺序排列。例如，例如，B1-015B1-015：表示北京第一机床厂设计制造的第：表示北京第一机床厂设计制造的第1515种专用机床。种专用机床。8.1.38.1.3零件表面的切削加工成形方法和机床的运动零件表面的切削加工成形方法和机床的运动（1 1）零件表面的切削加工成形方法）零件表面的切削加工成形方法 在切削加工过程中，机床在切削加工过程中，机床上的刀具和工件按一

18、定的规律上的刀具和工件按一定的规律作相对运动，通过刀具对工件作相对运动，通过刀具对工件毛坯的切削作用，切除毛坯上毛坯的切削作用，切除毛坯上多余金属，从而得到所要求的多余金属，从而得到所要求的零件表面形状。机械零件的任零件表面形状。机械零件的任何表面都可以看作是一条线何表面都可以看作是一条线（称为母线）沿另一条线（称（称为母线）沿另一条线（称为导线）运动的轨迹。为导线）运动的轨迹。 母线和导线统称为发生线。切削加工中发生线是由刀具的切削刃与母线和导线统称为发生线。切削加工中发生线是由刀具的切削刃与工件间的相对运动得到的。工件间的相对运动得到的。一般情况下，由切削刃本身或与工件相对运动配合形成一条

19、发生线一般情况下，由切削刃本身或与工件相对运动配合形成一条发生线（一般是母线），而另一条发生线则完全是由刀具和工件之间的相（一般是母线），而另一条发生线则完全是由刀具和工件之间的相对运动得到的。对运动得到的。 刀具和工件之间的相对运动都是由机床来提供。刀具和工件之间的相对运动都是由机床来提供。（2 2）机床的运动）机床的运动 机床在加工过程中，必须形成一定形状的发生线（母线和导线），才能获取机床在加工过程中，必须形成一定形状的发生线（母线和导线），才能获取所需的工件表面形状。因此，机床必须完成一定的运动，这种运动称为表面所需的工件表面形状。因此，机床必须完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动

20、。此外，还有多种辅助运动。成形运动。此外，还有多种辅助运动。1 1）表面成形运动）表面成形运动 按其组成情况不同，可分为简单成形按其组成情况不同，可分为简单成形运动和复合成形运动二种。运动和复合成形运动二种。如果一个独立的成形运动是单独的如果一个独立的成形运动是单独的旋转运动或直线运动构成的，则此成旋转运动或直线运动构成的，则此成形运动称为简单成形运动。形运动称为简单成形运动。例如，用车刀车削外圆柱时属于简单例如，用车刀车削外圆柱时属于简单成形运动。成形运动。 如果一个独立的成形运动，是由两如果一个独立的成形运动，是由两个以上的旋转运动或（和）直线运个以上的旋转运动或（和）直线运动，按某种确定

21、的运动关系组合而动，按某种确定的运动关系组合而成，则此成形运动称为复合成形运成，则此成形运动称为复合成形运动。动。例如，用螺纹车刀车削螺纹表面；例如，用螺纹车刀车削螺纹表面；用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮。用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮。成形运动中各单元运动根据其在切成形运动中各单元运动根据其在切削中所起的作用不同，又可为主运削中所起的作用不同，又可为主运动和进给运动动和进给运动 2 2）辅助运动）辅助运动 机床在加工过程中还需一系列辅助运动，其功能是实现机床的各种辅助动机床在加工过程中还需一系列辅助运动，其功能是实现机床的各种辅助动作，为表面成形运动创造条件。作，为表面成形运动创造条件。如进给运动前

22、后的快进和快退；如进给运动前后的快进和快退；调整刀具和工件之间正确相对位置的调位运动；调整刀具和工件之间正确相对位置的调位运动；切入运动；切入运动；分度运动；分度运动；工件夹紧、松开等操纵控制运动。工件夹紧、松开等操纵控制运动。6.1.46.1.4机床传动的基本组成和传动原理图机床传动的基本组成和传动原理图（1 1）机床传动的基本组成部分）机床传动的基本组成部分 机床的传动必须具备以下的三个基本部分：机床的传动必须具备以下的三个基本部分：运动源：运动源：为执行件提供动力和运动的装置。通常为电动机，如交流异步电动为执行件提供动力和运动的装置。通常为电动机，如交流异步电动机、直流电动机、直流和交流

23、伺服电动机、步进电动机、交流变频调速电动机、直流电动机、直流和交流伺服电动机、步进电动机、交流变频调速电动机等。机等。传动件：传动件：传递动力和运动的零件。如齿轮、链轮、带轮、丝杠、螺母等，除传递动力和运动的零件。如齿轮、链轮、带轮、丝杠、螺母等，除机械传动外，还有液压传动和电气传动元件等。机械传动外，还有液压传动和电气传动元件等。执行件：执行件：夹持刀具或工件执行运动的部件。常用执行件有主轴、刀架、工作夹持刀具或工件执行运动的部件。常用执行件有主轴、刀架、工作台等，是传递运动的末端件。台等，是传递运动的末端件。（2 2）机床的传动链）机床的传动链 为了在机床上得到所需要的运动，必须通过一系列

24、的传动件把运动源为了在机床上得到所需要的运动，必须通过一系列的传动件把运动源和执行件，或把执行件与执行件联系起来，以构成传动联系。构成一和执行件，或把执行件与执行件联系起来，以构成传动联系。构成一个传动联系的一系列传动件，称之传动链。个传动联系的一系列传动件，称之传动链。 根据传动链的性质，传动链可分为两类：根据传动链的性质，传动链可分为两类： 外联系传动链；外联系传动链；联系运动源与执行件的传动链，称为外联系传动链。它的联系运动源与执行件的传动链，称为外联系传动链。它的作用是使执行件得到予定速度的运动，并传递一定的动力。此外，还起执作用是使执行件得到予定速度的运动，并传递一定的动力。此外，还

25、起执行件变速、换向等作用。如卧式车床中，从主电动机到主轴之间的传动链，行件变速、换向等作用。如卧式车床中，从主电动机到主轴之间的传动链，就是典型的外联系传动链。就是典型的外联系传动链。内联系传动链：内联系传动链：联系两个执行件，以形成复合成形运动的传动链，称为内联系两个执行件，以形成复合成形运动的传动链，称为内联系传动链。它的作用是保证两个末端件之间的相对速度或相对位移保持联系传动链。它的作用是保证两个末端件之间的相对速度或相对位移保持严格的比例关系，以保证被加工表面的性质。如滚齿机的范成运动传动链严格的比例关系，以保证被加工表面的性质。如滚齿机的范成运动传动链也属于内联系传动链。也属于内联系

26、传动链。 （3 3）机床传动原理图）机床传动原理图 在机床的运动分析中，为了便于分析机床运动和传动联系，常用一些在机床的运动分析中，为了便于分析机床运动和传动联系，常用一些简明的符号来表示运动源与执行件、执行件与执行件之间的传动联系，简明的符号来表示运动源与执行件、执行件与执行件之间的传动联系，这就是传动原理图这就是传动原理图 传动原理常使用的部分符号传动原理常使用的部分符号 传动原理图表示了机床传传动原理图表示了机床传动的最基本特征。因此，用它动的最基本特征。因此，用它来分析、研究机床运动时，最来分析、研究机床运动时，最容易找出两种不同类型机床的容易找出两种不同类型机床的最根本区别，对于同一

27、类型机最根本区别，对于同一类型机床来说，不管它们具体结构有床来说，不管它们具体结构有何明显的差异，它们的传动原何明显的差异，它们的传动原理图却是完全相同的。理图却是完全相同的。卧式车床传动原理图卧式车床传动原理图6.1.56.1.5机床传动系统图和运动计算机床传动系统图和运动计算（1 1）机床传动系统图）机床传动系统图 机床的传动系统图是表示机床全部运动传动关系的示意图。机床的传动系统图是表示机床全部运动传动关系的示意图。 它比传动原理图更准确、更清楚、更全面地反映了机床的传动关系。在它比传动原理图更准确、更清楚、更全面地反映了机床的传动关系。在图中用简单的规定符号代表各种传动元件；图中用简单

28、的规定符号代表各种传动元件；机床的传动系统画在一个能反映机床外形和各主要部件相互位置的投影机床的传动系统画在一个能反映机床外形和各主要部件相互位置的投影面上，并尽可能绘制在机床外形的轮廓线内。图中的各传动元件是按照运面上，并尽可能绘制在机床外形的轮廓线内。图中的各传动元件是按照运动传递的先后顺序，以展开图的形式画出来的。该图只表示传动关系，并动传递的先后顺序，以展开图的形式画出来的。该图只表示传动关系，并不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。 （2 2）运动计算）运动计算 机床运动计算通常有两种情况：机床运动计算通常有两种情况：根据传动路线表达式提供的有关

29、数据，确定某些执行件的运动速度或位移根据传动路线表达式提供的有关数据，确定某些执行件的运动速度或位移量；量；根据执行件所需的运动速度、位移量，或有关执行件之间需要保持的运动根据执行件所需的运动速度、位移量，或有关执行件之间需要保持的运动关系，确定相应传动链中换置机构的传动比，以便进行调整。关系，确定相应传动链中换置机构的传动比，以便进行调整。6.2外圆表面加工外圆表面加工6.2.16.2.1外圆表面的加工方法外圆表面的加工方法 轴类、套类和盘类零件是具有外圆表面的典型零件。外圆表面常用的机械加轴类、套类和盘类零件是具有外圆表面的典型零件。外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工方法

30、。工方法有车削、磨削和各种光整加工方法。车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其经济精度来说，一般适车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其经济精度来说，一般适于作为外圆表面粗加工和半进精加工方法；于作为外圆表面粗加工和半进精加工方法；磨削加工是外圆表面主要精加工方法，特别适用于各种高硬度和淬火后零件磨削加工是外圆表面主要精加工方法，特别适用于各种高硬度和淬火后零件的精加工；的精加工；光整加工是精加工之后进行的超精密加工方法（如滚压、抛光、研磨等），光整加工是精加工之后进行的超精密加工方法（如滚压、抛光、研磨等），适用于某些精度和表面质量要求很高的零件。适用于某些精度和表面质量要求

31、很高的零件。由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成本各不由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成本各不相同，因此必须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加工出满足零件图纸上相同，因此必须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加工出满足零件图纸上要求的合格零件。下表为外圆表面各种加工方案和经济加工精度。要求的合格零件。下表为外圆表面各种加工方案和经济加工精度。 序号序号加工方法加工方法经济精度经济精度( (公差等级公差等级) )经济粗糙度经济粗糙度RaRa值值/m/m使用范围使用范围1 1粗车粗车IT13IT13IT11IT11505012

32、.512.5适用于淬火钢以适用于淬火钢以2 2粗车粗车- -半精车半精车IT10IT10IT8IT86.36.33.23.2外的其它金属外的其它金属3 3粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车IT8IT8IT7IT71.61.60.80.84 4粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车- -滚压滚压IT8IT8IT7IT70.20.20.02550.02555 5粗车粗车- -半精车半精车- -磨削磨削IT8IT8IT7IT70.80.80.40.4主要用于淬火钢主要用于淬火钢, ,6 6粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨IT7IT7IT6IT60.40.40.10.1也

33、可用于未淬火钢也可用于未淬火钢, ,7 7粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨- -超精加工超精加工( (或轮式超精磨或轮式超精磨) )IT5IT50.10.10.012 0.012 ( (或或Rz0.1)Rz0.1)但不适用于有色金但不适用于有色金属。属。8 8粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车- -精细车精细车( (金刚车金刚车) )T7T7IT6IT60.40.40.0250.025用于有色金属用于有色金属9 9粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨- -超精磨超精磨( (或镜面磨或镜面磨) )IT5IT5以上以上0.0250.0250.0060.

34、006( (或或Rz0.1)Rz0.1)极高精度的外圆加极高精度的外圆加1010粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨- -研磨研磨IT5IT5以上以上0.10.10.012 0.012 ( (或或Rz0.1)Rz0.1)工工6.2.26.2.2外圆表面的车削加工外圆表面的车削加工 （1 1）外圆车削的形式和加工精度）外圆车削的形式和加工精度车削外圆是一种最常见、最基本的车削方法，其主要形式如图所示。车削外圆是一种最常见、最基本的车削方法，其主要形式如图所示。车削外圆一般可划车削外圆一般可划分为荒车、粗车、半精分为荒车、粗车、半精车、精车和精细车，各车、精车和精细车，各种车削方

35、案所能达到的种车削方案所能达到的加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度各不相同，必须合理的各不相同，必须合理的选用。选用。 （2 2）外圆车削工件的装夹方法）外圆车削工件的装夹方法1 1）三爪卡盘）三爪卡盘 装夹特点：装夹特点：三个卡爪可同时移动三个卡爪可同时移动, ,自动定心自动定心, ,装夹迅速方便。装夹迅速方便。应用：应用：长径比小于长径比小于4 4，圆形、正三角形或正六边形等工件。其重复定位精，圆形、正三角形或正六边形等工件。其重复定位精度高、夹持范围大、夹紧力大、调整方便，应用比较广泛度高、夹持范围大、夹紧力大、调整方便，应用比较广泛 。2 2）四爪卡盘）四爪卡盘装夹特点：装夹特点

36、：四个卡爪都可单独移动四个卡爪都可单独移动, ,装夹工件需要找正；装夹工件需要找正；应用：应用：长径比小于长径比小于4 4，截面为方形、椭圆形的较大、较重的工件。，截面为方形、椭圆形的较大、较重的工件。3 3）花盘）花盘 装夹特点：装夹特点：盘面上多通槽和盘面上多通槽和T T形槽形槽, ,使用螺钉、压板装夹，装夹前需找正；使用螺钉、压板装夹，装夹前需找正；应用：应用：形状不规则的工件、孔或外圆与定位基面垂直的工件的加工。形状不规则的工件、孔或外圆与定位基面垂直的工件的加工。 4 4）双顶尖）双顶尖 装夹特点：装夹特点：定心准确，装定心准确，装夹稳定；夹稳定；应用：应用：长径比为长径比为4 41

37、515的实的实心轴类零件加工。心轴类零件加工。 5 5）双顶尖中心架）双顶尖中心架 装夹特点：装夹特点：支爪可调，增支爪可调，增加工件刚性；加工件刚性；应用：应用：长径比大于长径比大于1515的细的细长轴工件粗加工。长轴工件粗加工。 6 6）一夹一顶跟刀架）一夹一顶跟刀架 装夹特点：装夹特点：支爪随刀具一起运动，无接刀痕，可增加轴的刚度；支爪随刀具一起运动，无接刀痕，可增加轴的刚度；应用：应用：长径比大于长径比大于1515的细长轴工件半精加工、精加工。的细长轴工件半精加工、精加工。 7 7）心轴）心轴 装夹特点：装夹特点：能保证外圆、端面对内孔的位置精度；能保证外圆、端面对内孔的位置精度；应用

38、：应用：以孔为定位基准的套类零件的加工。以孔为定位基准的套类零件的加工。 （3 3）车刀的结构形式）车刀的结构形式 车刀按结构不同可分为：车刀按结构不同可分为：整体式整体式焊接式焊接式机夹重磨式机夹重磨式机夹可转位式机夹可转位式（4 4）外圆车刀的选择和装夹）外圆车刀的选择和装夹1 1）外圆车刀的选择）外圆车刀的选择 外圆车刀应根据外圆表面加工方案选择。粗车外圆要求外圆粗车刀强度高，外圆车刀应根据外圆表面加工方案选择。粗车外圆要求外圆粗车刀强度高，能在切削深度大或走刀速度快的情况下保持刀头坚固。精车外圆要求外圆能在切削深度大或走刀速度快的情况下保持刀头坚固。精车外圆要求外圆车刀刀刃锋利、光洁。

39、车刀刀刃锋利、光洁。主偏角主偏角7575外圆车刀刀头强度高，生产中常选用为外圆粗车刀；外圆车刀刀头强度高，生产中常选用为外圆粗车刀；主偏角主偏角4545弯头车刀，使用方便，还可以车端面和倒角，但因其副偏角大，弯头车刀，使用方便，还可以车端面和倒角，但因其副偏角大，工件表面加工粗糙，不适于精加工；工件表面加工粗糙，不适于精加工； 主偏角主偏角9090的外圆车刀可用粗车或精车，还可车削有垂直台阶的外圆和细的外圆车刀可用粗车或精车，还可车削有垂直台阶的外圆和细长轴。长轴。 2 2）车刀在刀架上的安装高度）车刀在刀架上的安装高度一般应使刀尖在与工件旋转轴线等高的地方安装时可用尾架顶尖作为标一般应使刀尖

40、在与工件旋转轴线等高的地方安装时可用尾架顶尖作为标准，或在工件端面车一印痕，就可知道轴线位置，把车刀调整安装好。准，或在工件端面车一印痕，就可知道轴线位置，把车刀调整安装好。车刀在刀架上的位置，一般应垂直于工件旋转轴线，否则会引起主偏角变车刀在刀架上的位置，一般应垂直于工件旋转轴线，否则会引起主偏角变化，还可能使刀尖扎入工件已加工表面或影响表面粗糙度质量。化，还可能使刀尖扎入工件已加工表面或影响表面粗糙度质量。（5 5）车床）车床1 1）车床的用途）车床的用途 车床主要用于加工零件的各种回转表面，如内外圆柱表面，内外圆锥表面，车床主要用于加工零件的各种回转表面，如内外圆柱表面，内外圆锥表面，成

41、形回转表面和回转体的端面等，有些车床还能车削螺纹表面。由于大多成形回转表面和回转体的端面等，有些车床还能车削螺纹表面。由于大多数机器零件都具有回转表面，并且大部分需要用车床来加工，因此，车床数机器零件都具有回转表面，并且大部分需要用车床来加工，因此，车床是一般机器制造厂中应用最广泛的一类机床，约占机床总数的是一般机器制造厂中应用最广泛的一类机床，约占机床总数的35%35%50%50%。在车床上，除使用车刀进行加工之外，还可以使用各种孔加工刀具（如钻在车床上，除使用车刀进行加工之外，还可以使用各种孔加工刀具（如钻头、铰刀、镗刀等）进行孔加工，或者使用螺纹刀具（丝锥、板牙）进行头、铰刀、镗刀等）进

42、行孔加工，或者使用螺纹刀具（丝锥、板牙）进行内、外螺纹加工。内、外螺纹加工。2 2）车床的运动）车床的运动 为形成工件加工表面形状，车床必须具备以下运动：为形成工件加工表面形状，车床必须具备以下运动： 工件的旋转运动：工件的旋转运动：是车床的主运动，其功用是使工件得到所需要的切削速是车床的主运动，其功用是使工件得到所需要的切削速度，其特点是速度较高，消耗功率较大。度，其特点是速度较高，消耗功率较大。刀具的直线移动：刀具的直线移动：是车床的进给运动，其功用是使毛坯上新的金属层被不是车床的进给运动，其功用是使毛坯上新的金属层被不断投入切削，以便切削出整个加工表面。断投入切削，以便切削出整个加工表面

43、。辅助运动：辅助运动：车床上切入运动以及刀架纵向或横向的快速运动，称为辅助运车床上切入运动以及刀架纵向或横向的快速运动，称为辅助运动，其功用是为表面成形运动创造条件，也是车床必不可少的运动。动，其功用是为表面成形运动创造条件，也是车床必不可少的运动。3 3）车床的分类）车床的分类 为适应不同的加工要求，车床分为很多种类。按其结构和用途不同，可分为适应不同的加工要求，车床分为很多种类。按其结构和用途不同，可分为：为：卧式车床、立式车床、转塔车床、回轮车床、落地车床、液压仿形及多刀卧式车床、立式车床、转塔车床、回轮车床、落地车床、液压仿形及多刀自动和半自动车床、各种专用车床（如曲轴车床、凸轮车床等

44、）、数控车自动和半自动车床、各种专用车床（如曲轴车床、凸轮车床等）、数控车床和车削加工中心等。床和车削加工中心等。（6 6）卧式车床）卧式车床1 1）卧式机床的工艺范围及其组成）卧式机床的工艺范围及其组成 卧式车床的工艺范围很广，能适用卧式车床的工艺范围很广，能适用于各种回转表面的加工，如车削内于各种回转表面的加工，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转面；车削端面及各种常用螺纹；转面；车削端面及各种常用螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花、攻螺纹和套螺纹等工作。其中花、攻螺纹和套螺纹等工作。其中CA6140CA6140型卧式车床

45、的通用性较强，型卧式车床的通用性较强，但卧式机床的结构复杂且自动化程但卧式机床的结构复杂且自动化程度低，加工过程中辅助时间较长，度低，加工过程中辅助时间较长，适用于单件、小批量生产及修理车适用于单件、小批量生产及修理车间。间。 2 2）机床的传动系统）机床的传动系统 6.2.36.2.3外圆表面的磨削加工外圆表面的磨削加工用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。 磨削加工是一种多刀多刃的高速切削方法，它适用于零件精加工和磨削加工是一种多刀多刃的高速切削方法，它适用于零件精加工和硬表面的加工。硬表面的加工。磨削的工艺范围很广，可

46、以划分为粗磨、精磨、细磨及镜面磨。磨削的工艺范围很广，可以划分为粗磨、精磨、细磨及镜面磨。 （1 1）砂轮的特性与选择）砂轮的特性与选择砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和培烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺等不经压坯、干燥和培烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺等不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状重要影响。砂轮的特性主要

47、是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定的。和尺寸等因素决定的。1 1）磨料）磨料 磨料是砂轮的主要组成成分，它应具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和磨料是砂轮的主要组成成分，它应具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和一定的韧性，以承受磨削时的切削热和切削力，同时还应具备锋利的尖角，一定的韧性，以承受磨削时的切削热和切削力，同时还应具备锋利的尖角，以利磨削金属。以利磨削金属。 常用磨料代号、特点及应用范围见下表。常用磨料代号、特点及应用范围见下表。常用磨料代号、特性及适用范围常用磨料代号、特性及适用范围 系别系别名称名称代号代号主要主要成分成分显微硬度显微硬度（HVHV）颜色颜色特性特性

48、适用范围适用范围氧化氧化物系物系棕刚玉棕刚玉A AAlAl2 2O O3 3 919196%96%2200220022802280棕褐色棕褐色硬度高，韧性好，硬度高，韧性好，价格便宜价格便宜磨削碳钢、合金钢、可锻磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜铸铁、硬青铜白刚玉白刚玉WAWAAlAl2 2O O3 3979799%99%2200220023002300白色白色硬度高于棕刚玉，硬度高于棕刚玉，磨粒锋利，韧性差磨粒锋利，韧性差磨削淬硬的碳钢、高速钢磨削淬硬的碳钢、高速钢碳化碳化物系物系黑碳化黑碳化硅硅C CSiCSiC95%95%2840284033203320黑色黑色带光泽带光泽硬度高于刚玉，

49、性硬度高于刚玉，性脆而锋利，有良好脆而锋利，有良好的导热性和导电性的导热性和导电性磨削铸铁、黄铜、铝及非磨削铸铁、黄铜、铝及非金属金属绿碳化绿碳化硅硅GCGCSiCSiC99%99%3280328034003400绿色绿色带光泽带光泽硬度和脆性高于黑硬度和脆性高于黑碳化硅，有良好的碳化硅，有良好的导热性和导电性导热性和导电性磨削硬质合金、宝石、磨削硬质合金、宝石、陶瓷、光学玻璃、不锈钢陶瓷、光学玻璃、不锈钢高硬高硬磨料磨料立方立方氮化硼氮化硼CBNCBN立方立方氮化硼氮化硼8000800090009000黑色黑色硬度仅次于金刚石，硬度仅次于金刚石，耐磨性和导电性好，耐磨性和导电性好，发热量小发

50、热量小磨削硬质合金、不锈钢、磨削硬质合金、不锈钢、高合金钢等难加工材料高合金钢等难加工材料人造人造金刚石金刚石MBDMBD碳结碳结晶体晶体1000010000乳白色乳白色硬度极高，韧性很硬度极高，韧性很差，价格昂贵差，价格昂贵磨削硬质合金、宝石、陶磨削硬质合金、宝石、陶瓷等高硬度材料瓷等高硬度材料2 2）粒度）粒度 粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。对于颗粒尺寸大于对于颗粒尺寸大于4040m m的磨料，称为磨粒。的磨料，称为磨粒。用筛选法分级，粒度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数表示。用筛选法分级，粒度号以磨粒通过的

51、筛网上每英寸长度内的孔眼数表示。如如60#60#的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长度上有的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长度上有6060孔眼的筛网。孔眼的筛网。对于颗粒尺寸小于对于颗粒尺寸小于4040m m的磨料，称为微粉。的磨料，称为微粉。用显微测量法分级，用用显微测量法分级，用W W和后面的数字表示粒度号，其和后面的数字表示粒度号，其W W后的数值代表微粉后的数值代表微粉的实际尺寸。如的实际尺寸。如W20W20表示微粉实际尺寸为表示微粉实际尺寸为2020m m。砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效率影响很大。磨粒粗，磨削深度砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效率影响很大。磨粒粗，磨削深度大

52、，生产率高，但表面粗糙度值大。反之，则磨削深度均匀，表面粗糙度值小。大，生产率高，但表面粗糙度值大。反之，则磨削深度均匀，表面粗糙度值小。所以粗磨时，一般选粗粒度，精磨时选细粒度。磨软金属时，多选用粗磨粒，所以粗磨时，一般选粗粒度，精磨时选细粒度。磨软金属时，多选用粗磨粒，磨削脆而硬材料时，则选用较细的磨粒。粒度的选用见下表。磨削脆而硬材料时，则选用较细的磨粒。粒度的选用见下表。 粒度号粒度号颗粒尺寸范围颗粒尺寸范围m m适用范围适用范围粒度号粒度号颗粒尺寸范围颗粒尺寸范围m m适用范围适用范围12123636200020001600 1600 500500400400粗磨、荒磨、粗磨、荒磨、

53、切断钢坯、切断钢坯、打磨毛刺打磨毛刺W40W40W20W20404028 28 20201414精磨精磨 、超精磨、超精磨 、螺纹磨、珩磨螺纹磨、珩磨46468080400400315 315 200200160160粗磨、粗磨、半精磨、精磨半精磨、精磨W14W14W10W10141410 10 10107 7精磨、精细磨、精磨、精细磨、超精磨、镜面磨超精磨、镜面磨100100280280165165125 125 50504040精磨、成形磨、精磨、成形磨、刀具刃磨、刀具刃磨、珩磨珩磨W7W7W3.5W3.57 75 5 3.5 3.52.52.5超精磨、镜面磨、超精磨、镜面磨、制作研磨剂等

54、制作研磨剂等3 3）结合剂）结合剂 结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。砂轮的强度、抗冲击性、结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及耐腐蚀性，主要取决于结合剂的种类和性质。常用结合剂的种类、耐热性及耐腐蚀性，主要取决于结合剂的种类和性质。常用结合剂的种类、性能及适用范围见下表。性能及适用范围见下表。 种类种类代号代号性性 能能用用 途途陶瓷陶瓷V V耐热性、耐腐蚀性好、气孔率耐热性、耐腐蚀性好、气孔率大、易保持轮廓、弹性差大、易保持轮廓、弹性差应用最广，适用于应用最广，适用于35m/s35m/s的各种成的各种成形磨削、磨齿轮、磨螺纹等形磨削、磨齿轮、磨螺纹等

55、树脂树脂B B强度高、弹性大、耐冲击、坚强度高、弹性大、耐冲击、坚固性和耐热性差、气孔率小固性和耐热性差、气孔率小适用于适用于50m/s50m/s的高速磨削，可制成的高速磨削，可制成薄片砂轮，用于磨槽、切割等薄片砂轮，用于磨槽、切割等橡胶橡胶R R强度和弹性更高、气孔率小、强度和弹性更高、气孔率小、耐热性差、磨粒易脱落耐热性差、磨粒易脱落适用于无心磨的砂轮和导轮、开槽和切适用于无心磨的砂轮和导轮、开槽和切割的薄片砂轮、抛光砂轮等割的薄片砂轮、抛光砂轮等金属金属M M韧性和成形性好、强度大、但韧性和成形性好、强度大、但自锐性差自锐性差可制造各种金刚石磨具可制造各种金刚石磨具4 4）硬度）硬度 砂

56、轮硬度是指砂轮工作时，磨粒在外力作用下脱落的难易程度。砂轮硬，砂轮硬度是指砂轮工作时，磨粒在外力作用下脱落的难易程度。砂轮硬，表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。砂轮的硬度等级见下表。表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。砂轮的硬度等级见下表。 砂轮的硬度与磨料的硬度是两个完全不同的概念。硬度相同的磨料可以制砂轮的硬度与磨料的硬度是两个完全不同的概念。硬度相同的磨料可以制硬度成不同的砂轮，砂轮的硬度主要决定于结合剂性质、数量和砂轮的制硬度成不同的砂轮，砂轮的硬度主要决定于结合剂性质、数量和砂轮的制造工艺。例如，结合剂与磨粒粘固程度越高，砂轮硬度越高。造工艺。例如，结合剂与磨粒粘固

57、程度越高，砂轮硬度越高。 砂轮硬度的选用原则是：砂轮硬度的选用原则是：工件材料硬，砂轮硬度应选用软一些，以便砂轮磨钝磨粒及时脱落，露出锋工件材料硬，砂轮硬度应选用软一些，以便砂轮磨钝磨粒及时脱落，露出锋利的新磨粒继续正常磨削；利的新磨粒继续正常磨削；工件材料软，因易于磨削，磨粒不易磨钝，砂轮应选硬一些。但对于有色金工件材料软，因易于磨削，磨粒不易磨钝，砂轮应选硬一些。但对于有色金属、橡胶、树脂等软材料磨削时，由于切屑容易堵塞砂轮，应选用较软砂轮。属、橡胶、树脂等软材料磨削时，由于切屑容易堵塞砂轮，应选用较软砂轮。粗磨时，应选用较软砂轮；粗磨时，应选用较软砂轮；而精磨、成形磨削时，应选用硬一些砂

58、轮，以保持砂轮的必要形状精度。而精磨、成形磨削时，应选用硬一些砂轮，以保持砂轮的必要形状精度。 机械加工中常用砂轮硬度等级为机械加工中常用砂轮硬度等级为H H至至N N（软（软2-2-中中2 2）。）。5 5）组织）组织 砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。通常以磨粒所占砂轮体积的百分比来分级。砂轮有三种组织状态：紧密、通常以磨粒所占砂轮体积的百分比来分级。砂轮有三种组织状态：紧密、中等、疏松；细分成中等、疏松；细分成0 01414中间，共中间，共1515级。组织号越小，磨粒所占比例越大，级。组织号越小

59、，磨粒所占比例越大，砂轮越紧密；反之，组织号越大，磨粒比例越小。砂轮越疏松。砂轮越紧密；反之，组织号越大，磨粒比例越小。砂轮越疏松。组织号组织号0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 910101111121213131414磨粒率磨粒率/%/%626260605858565654545252505048484646444442424040383836363434类别类别紧密紧密中等中等梳松梳松应用应用精磨、成形磨精磨、成形磨淬火工件、刀具淬火工件、刀具韧性大和硬度低的金属韧性大和硬度低的金属6 6）形状与尺寸）形状与尺寸 砂轮的形状和尺寸是根据磨床类型、加工方法及工件的加工

60、要求来确定砂轮的形状和尺寸是根据磨床类型、加工方法及工件的加工要求来确定的。的。常用砂轮的形状，有：常用砂轮的形状，有： 平形砂轮、双斜边砂轮、双面凹砂轮、杯形砂轮、碗形砂轮、平形砂轮、双斜边砂轮、双面凹砂轮、杯形砂轮、碗形砂轮、 碟形砂轮、薄片砂轮、筒形砂轮。碟形砂轮、薄片砂轮、筒形砂轮。常用砂轮形状、代号和用途常用砂轮形状、代号和用途砂轮名称砂轮名称型号型号简图简图主要用途主要用途平行砂轮平行砂轮1 1外圆磨、内圆磨、平面磨、外圆磨、内圆磨、平面磨、无心磨、工具无心磨、工具平行切割砂轮平行切割砂轮4141切断及切槽切断及切槽筒形砂轮筒形砂轮2 2端磨平面端磨平面碗形砂轮碗形砂轮1111刃磨