中职《金属加工与实训-基础常识与技能训练》 第5章 金属冷加工基础(中) 云天课件

1、P.140全国中职机械类规划新教材（高教版）基础常识与技能训练 第5章 金属冷加工基础 （中）（第2版）金属加工与实训第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.140 钻床是孔加工机床。主要是对孔进行钻削加工，即用钻头、扩孔钻或铰刀等在工件上进行孔加工。钻床通常用来加工直径在 100mm 以内的孔。 台式钻床 摇臂钻床 立式钻床 钻床的种类很多，常用的有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床等，如图所示。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.140 1.钻床的功能和运动 钻床的主要功能是用钻头钻孔、扩孔或用丝锥攻螺纹。 通过钻头的主运动（回转运动）及其轴向进给运动完成孔加工过

2、程。钻削时，在钻床上一般是钻头作轴向进给运动，工件固定不动。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.140 2.钻床的组成 （1）台式钻床的组成 台式钻床主要由主轴、主轴架、立柱、工作台和机座等组成。 台式钻床体积小，移动方便，转速高（最低转速在 400r/min 以上），主轴的转速可通过改变V带在带轮上的位置来调节，主要用来钻削孔径在 12mm 以下（钻头用钻夹头装夹）的小型工件上的孔。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.140 2.钻床的组成 （2）立式钻床的组成 立式钻床主要由主轴、主轴箱、进给箱、立柱、工作台和低座等组成。电动机带动主轴变速箱使主轴获得所

3、需的转速。钻削时工件固定在工作台上不动，由主轴带动钻头一边旋转，一边向下进给进行钻削。 立式钻床适合于钻削孔径在 50mm 以下的中型工件上的孔。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.140 2.钻床的组成 （3）摇臂钻床的组成 摇臂钻床主要由主轴、主轴箱、摇臂、立柱、工作台和底座等组成。摇臂钻床有一个能绕立柱旋转并升降的摇臂，其上装有主轴箱，主轴箱可沿摇臂作水平运动。 钻孔时，工件装夹在工作台上，因此，摇臂钻床可很方便地调整钻头位置，而不需移动工件进行加工。 摇臂钻床适合于钻削大型或重型工件和多孔工件上的孔。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.141 3.钻

4、孔 钻孔是指用钻头在工件上加工孔的方法。钻孔属于孔的粗加工，加工精度在 IT3-IT10，表面粗糙度 Ra 为 12.5m 以上。为了得到精度较高的孔，钻孔后还可进一步进行扩孔、铰孔及磨孔等加工。 第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.141 3.钻孔 （1）钻头工作部分柄部切削部分导向部分(a)锥柄麻花钻颈部(b)直柄麻花钻 钻头是钻孔的主要刃具，通常用高速钢制造。其工作部分经热处理后淬硬至 60-65HRC，钻头形状和规格很多，麻花钻是最常用的钻头，如图 所示。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.141 3.钻孔 （2）钻头的装夹 钻头装夹方式主要有两种：

5、钻夹头装夹和钻套（或过渡套筒）装夹。钻夹头是用来夹持直柄钻头的工具，装夹时，先将钻头柄部放入钻夹头的卡爪内，然后用钻夹头扳手旋转外套夹紧钻头，第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.142 3.钻孔 （3）工件的装夹 在钻孔时由于钻头转速较高，切削力较大，工件装夹不良会影响钻孔的加工精度。如图a 所示为用手虎钳夹持小型工件；图 b 所示为在机床用平口钳上装夹工件；图 c 所示为用 V 形铁和压板装夹圆柱形工件；图 d 所示为用压板装夹工；图 e所示为用钻床夹具和压板装夹较大工件。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.142 3.钻孔 （4）调整钻床 一般根据钻头直

6、径和工件材料的硬度来选择钻床的主轴转速。钻较小孔时，主轴转速应较高；钻较大孔时，主轴转速应较低。工件材料硬度高时，主轴转速应低些，这样既可以提高钻头的使用寿命，还可以防止折断钻头。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.142 3.钻孔 （5）钻孔方法 2）钻较高精度的孔 钻孔精度和位置精度要求较高时，要先以孔中心的样冲眼为中心画出一个参考圆或方框，然后再把中心冲眼冲大。钻削时先钻一小坑，如果所钻小坑与参考圆不同心，误差较大，可用窄錾在偏斜相反方向凿几条槽再钻，这样就可逐步将偏斜部分矫正过来，如图 所示。 1）钻一般精度的孔 钻孔前可把孔中心处的样冲眼冲大一些，用麻花钻横刃直接对

7、准样冲眼即可进行钻削。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.142 3.钻孔 （5）钻孔方法 4）钻削切削液的选用 钻孔时为了降低切削温度，提高钻头的使用寿命和工件的加工质量，应选用适当的切削液。常用的切削液有乳化液、煤油和机油。 3）钻深孔 一般将深径比 3 的孔，称为深孔。钻深孔的问题主要是排屑困难和冷却不易，因此，在钻进深度达到直径的 3倍时，经常要退出麻花钻，这样可以把切屑带出，同时也使切削液能进入孔中起到冷却作用。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.143 4. 扩孔 扩孔一般用扩孔钻，也可用麻花钻（效果稍差）。扩孔钻有 34 条切削刃，无横刃，顶端

8、为平的，螺旋槽较浅，钻芯较粗实。因此，扩孔钻刚性好，不易变形，导向性能好。 对已有底孔进行扩大的加工方法称为扩孔。扩孔属于孔的半精加工，可以校正孔的轴线位置误差，并获得较正确的几何形状，其加工精度为 IT10IT9，表面粗糙度 Ra 值为 12.53.2m。扩孔加工余量为 0.54mm，可以作为精度要求一般的孔的最终加工，也可作为孔精加工前的预加工。第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.143 5. 铰孔 手铰操作时，两手用力要均匀，铰杠要放平，旋转速度要均匀、平稳。以防磨损铰刀刃口和损坏孔壁。机铰时，应对工件进行一次性装夹，选用较小的切削速度，以保证铰刀轴心线与钻孔轴心线一致

9、。 铰孔是指用铰刀铰削工件的孔壁以提高工件尺寸精度和表面质量的方法。铰孔加工精度可达 IT9IT7，表面粗糙度 Ra 值为 3.20.8m，但铰孔不能纠正孔原有的位置误差。铰刀分为手用铰刀和机用铰刀两大类，如图所示。 第二节 金属切削机床的分类及应用 二、钻床及其应用P.143 6. 孔加工的工艺特点及应用 钻孔属于孔的粗加工。钻头相对细长，刚度较差，导致孔的形状和位置误差较大。加工过程中钻头冷却、润滑和排屑困难，而且加工表面容易被切屑划伤，因此，钻孔加工质量相对其他加工方法低。 扩孔的工作条件比钻孔好，其加工质量也较高，属于孔的半精加工； 要进一步提高孔的精度，需用铰刀铰孔，铰孔属于孔的精加

10、工。 钻孔、扩孔、铰孔联合使用，是加工中、小孔的典型工艺。同时，在大批量生产中，为了提高生产率和加工精度，还可以使用钻模、多轴钻、组合机床等进行孔的加工。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.144 由于大多数机器零件都有回转体表面，因此车床是应用最广泛的机床。目前车床主要有卧式车床、立式车床、转塔车床、自动车床和半自动车床等，其中卧式车床应用最广泛。立式车床：C5116A转塔车床：C3163落地车床：C6022数控车床：CK6140卧式车床：C6140自动车床： ZC-75C-3 第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.144 1.车床的功能和运动 车床的基本功

11、能是加工各种回转体表面，如各类轴、圆盘、套筒等工件。车削工作范围如图所示。车削时工件旋转为主运动，车刀纵向移动和横向移动为进给运动。 (a) 车外圆 (b)车端面 (c)车锥面 (d) 切槽、切断 (e)切内槽 (f)钻中心孔 (g)钻孔 (h)镗孔 (i)铰孔 (j)车成形面 (k)车外螺纹 (l)滚花第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.144 2.车床的组成 如图所示为卧式车床外观示意图，主要由左右床腿、床身、主轴箱、进给箱、挂轮箱、小滑板、中滑板、床鞍、溜板箱、光杠、丝杠、刀架和尾座等部分构成。主轴箱：主轴变速，主轴输出挂轮箱： 把主轴运动传给进给箱进给箱： 走刀变速，

12、输出光杠和丝杠卡盘：装夹工件丝杠：车螺纹的传动轴尾座：装夹顶尖、钻头、铰刀等床身：支承安装车床其它部件，也是床鞍、尾座运动的导向部分光杠：自动走刀的传动轴刀架：安装车刀的装置溜板箱：带动刀架实现纵、横进给及车螺纹，溜板箱上装有中滑板和小滑板第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.145 3.车床的传动路线 车床的传动路线是指从电动机到机床主轴或刀架之间的运动路线。如图所示为 CA6140型卧式车床的传动路线图。 CA6140 型卧式车床有两条传动路线:一路是主运动传动，另一路是进给运动传动。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.146 3.车床的传动路线 （1）主

13、运动传动 主运动传动由电动机（1450m/min）开始经过带轮传递到主轴箱内，通过改变操纵手柄的位置，使主轴箱内不同的齿轮进行啮合，可使主轴获得 24 种正转速度和 12 种反转速度。然后主轴通过其上的卡盘带动工件旋转，使工件获得这些不同的转速。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.146 3.车床的传动路线 （2）进给运动传动 进给运动传动是由主轴至刀架间的传动路线实现的。从主轴开始通过换向、挂轮、进给箱和溜板箱的传动机构使刀架分别实现纵向进给、横向进给及车螺纹运动。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.146 机床附件是指随机床一道供应的附加装置，如各种通用

14、机床的夹具、靠模装置及分度头等利用这些附件可充分发挥机床的功能和加工效率，完成各种不同形状工件的加工。不同的机床有不同的附件，卧式车床常用的附件有卡盘、花盘、顶尖（死顶尖和活顶尖）、拨盘、鸡心夹头、中心架、跟刀架和心轴等。 4.车床附件及工件安装第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.146 4.车床附件及工件安装 （1）卡盘 三爪自定心卡盘 四爪单动卡盘 卡盘是应用最多的车床夹具，它是利用其背面法兰盘上的螺纹直接装在车床主轴上。卡盘分三爪自定心卡盘（左下图）和四爪单动卡盘（右下图）。 夹紧力较小，装夹工件方便、迅速，不需找正，具有较高的自动定心精度特别适合装夹轴类、盘类、套类等

15、对称性工件，但不适合装夹形状不规则的工件。 夹紧力大，其卡爪可以单独调整，因此，特别适合装夹形状不规则的工件。但装夹工件较慢，需要找正，而且找正的精度主要取决于操作人员的技术水平。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.147 4.车床附件及工件安装 （2）花盘 花盘安装在车床主轴上，花盘表面开设有通槽和 T 形槽，安装和装夹工件时，需用螺栓和压板来装夹工件。对于一些形状不规则的工件，不能使用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘装夹时，可使用花盘进行装夹。工件主要定位面垂直于主轴轴线工件主要定位面平行于主轴轴线第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.147 4.车床附件及工

16、件安装 （3）顶尖、拨盘和鸡心夹头 1）顶尖 通用顶尖按结构可分为死顶尖和活顶尖，如图 5-25 所示；按安装位置可分为前顶尖和后顶尖。前顶尖总是死顶尖，后顶尖可以是死顶尖，也可以是活顶尖。 后顶尖前顶尖（死）第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.147 4.车床附件及工件安装 （3）顶尖、拨盘和鸡心夹头 1）顶尖 加工细长的轴类工件时的第一种方法是“一夹一顶”，适合一次性装夹或粗加工，多次装夹时难以保证工件的定心精度 ； 第二种方法是“两顶尖”，“两顶尖”可用于多次装夹，并且不会影响工件的定心精度，适合于精加工。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.147 4

17、.车床附件及工件安装 （3）顶尖、拨盘和鸡心夹头 2）拨盘与鸡心夹头 拨盘与鸡心夹头的作用是当工件用两顶尖装夹时带动工件旋转。拨盘靠其上的螺纹旋装在车床主轴上，带动鸡心夹头旋转，鸡心夹头则依靠其上的紧固螺钉拧紧在工件上，并带动工件一起旋转。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.147 4.车床附件及工件安装 （4）中心架与跟刀架 在车削细长轴时，由于工件刚性差，在背向力及工件自重的作用下，工件会发生弯曲变形，产生振动，车削后会使工件形成两头细中间粗的“腰鼓” 形。为了防止这种现象的发生，常使用中心架或跟刀架作为辅助支承。 中心架固定在车床导轨上，由上下两部分组成，如图 所示。上

18、半部可以翻转，以便装入工件。中心架内有三个可以调节的径向支爪，支爪一般是铜质的。 跟刀架固定在床鞍(大拖板)上，并随床鞍一起移动，如图 5-29 所示。跟刀架有两个支爪车刀装在这两个支爪对面稍微靠前的位置，并依靠背向力及工件的自重作用使工件紧靠在两个支爪上。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.148 4.车床附件及工件安装 （5）心轴 当精加工盘套类零件时，常以工件的内孔作为定位基准，工件安装在心轴上，再把心轴装在两顶尖之间进行加工。这样做既可以保证工件内外圆加工的同轴度，又可以保证工件被加工端面与轴心线的垂直度。常用的心轴有圆锥体心轴、圆柱体心轴和胀力心轴等。第二节 金属切

19、削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.149 5. 车刀种类和车刀安装 常用车刀按用途和形状可分为偏刀、外圆车刀、弯头刀、端面车刀、切断刀、镗孔刀、成形车刀、螺纹车刀、沟槽车刀等，如图 所示。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.149 5. 车刀种类和车刀安装 车刀按其结构又可分为整体式、焊接式、机械重磨式和机夹可转位式等，如图所示。目前，在生产中应用最多的是焊接式硬质合金车刀和机夹可转位式（不重磨）硬质合金车刀。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.150 5. 车刀种类和车刀安装 （1）整体式车刀 （2）焊接式车刀 整体式车刀的刀头部分和刀杆部分均为同一

20、种材料 ，其材质一般是高速钢。 焊接式硬质合金 （或高速钢）车刀属于传统刀具，在普通车削加工中应用最广。它是在非合金钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用钎焊方式将硬质合金(或高速钢)刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。 第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.150 5. 车刀种类和车刀安装 （3）机夹可转位式车刀 机夹可转位式（不重磨）车刀由刀杆、刀片、刀垫和夹紧装置等部分组成，刀片形状为多边形，即多条切削刃，多个刀尖。 当刀片上其中一个刀尖和切削刃用钝后只需松开压紧装置，将刀片转位即可使新的刀尖和切削刃投入切削过程中而不须重新刃磨，从而大大缩短了换刀和

21、磨刀时间，提高了刀杆的利用率，节约了成本。目前，可转位式车刀作为一种新型刀具，在数控车削加工中应用较多。硬质合金可转位式(不重磨)车刀也是今后车刀发展的方向，其缺点是因为价格较高，所以初期投入成本较大。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.150 5. 车刀种类和车刀安装 车刀安装要求 车刀安装在刀架上，要注意：第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.150 6. 车削的工艺特点 车削是利用工件的旋转和刀具相对于工件的移动来加工工件的一种切削加工方法。与其它切削加工方法相比，车削的特点是： 第一，容易保证工件各个加工表面的位置精度；第二，所用刀具简单，制造、刃磨和

22、安装很方便，也可以根据具体需要灵活地选择不同材质的刀具及其几何角度； 第三，车削一般为连续切削，没有刀齿切入和切出的冲击，而且可以采用较高的切削速度，因此，切削过程平稳，生产率高；第四，车削适合于切削非铁金属、塑料、复合材料以及经过退火、正火、调质处理后的钢铁材料等。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.151 6. 车削的工艺特点 车削一般分为粗车、半精车、精车和精细车四个精度级别，不同的零件有不同的车削精度要求，车削过程中可根据实际需要选择相应的加工精度级别。 1）粗车 粗车属于低精度表面车削，其目的主要是迅速地切去毛坯的硬皮和大部分加工余量。因此，需要充分发挥刀具和机床的

23、切削能力以提高生产率。粗车加工精度为 IT13IT11 ，表面粗糙度为 Ra5012.5m。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.151 6. 车削的工艺特点 2）半精车 3）精车 半精车是在粗车基础上进行的，属于中等精度表面车削，一般需二次加工才能达到精度要求。半精车的加工精度为 I110IT9，表面粗糙度为 Ra6.33.2m。 精车是在半精车基础上进行的，属于较高精度外圆表面车削，其目的是满足工件的加工精度。精车时一般取较高的切削速度和较小的进给量与背吃刀量。精车加工精度为 IT8IT7，表面粗糙度为 Ra1.60.8m第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P

24、.151 6. 车削的工艺特点 4）精细车金刚石车刀 是在高精度车床上，在高切削速度、小进给量及小背吃刀量的条件下，使用经过仔细刃磨的人造金刚石或细颗粒硬质合金车刀进行的车削加工。加工精度为 IT6IT5，表面粗糙度为 Ra0.40.2 m，适合铝合金、铜合金等有色金属材料零件的超精加工。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.151 7. 各种表面的车削加工 利用卧式车床可以进行车外圆、车端面、车槽、切断、车台阶、车圆锥、车成形回转面、车螺纹等。 (a) 车外圆 (b)车端面 (c)车锥面 (d) 切槽、切断 (e)切内槽 (f)钻中心孔 (g)钻孔 (h)镗孔 (i)铰孔 (

25、j)车成形面 (k)车外螺纹 (l)滚花第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.151 7. 各种表面的车削加工 （1）车外圆 将工件车削成外圆柱面的方法称为车外圆，常见的外圆车刀及车外圆方法如图所示。车外圆时，长轴类工件一般用两顶尖装夹，短轴及盘套类工件常用卡盘装夹。 车削外圆的工艺步骤一般分为粗车、半精车、精车和精细车。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.151 7. 各种表面的车削加工 （2）车端面 对工件端面进行车削的方法称为车端面。车端面时常用偏刀或弯头车刀，如图所示车削时可由工件外向其中心切削，也可由工件中心向外切削。车刀安装时，刀尖应准确地对准工件

26、中心，以免车出的端面中心留有凸台。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.151 7. 各种表面的车削加工 （3）切槽 在工件表面上车削沟槽的方法称为车槽。车槽走刀方向与车端面相似。车窄槽时，车槽刀刀刃的宽度应与槽宽一致；车宽槽时，可用与车窄槽一样的车槽刀，依次横向进刀，切至接近槽深为止，留下少量的余量在纵向走刀时一次切除，使槽的宽度和深度达到要求，如图所示。 车槽时所用的切削速度和进给量都不宜太大。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.152 7. 各种表面的车削加工 （4）切断 将坯料或工件分成两段或若干段的车削方法称为切断。 切断操作要用切断刀，刀尖应与工件

27、轴线等高。切断过程中切削刀具要切入工件内部，排屑及散热条件较差，刀头易断。 常用的切断方法有直进法和左右借刀法两种，如图 所示。直进法用于切断铸铁等脆性材料，左右借刀法用于切断钢等塑性材料。切断时所用的切削速度和进给量都不宜太大。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.152 7. 各种表面的车削加工 （5）车台阶 车削台阶处外圆和端面的方法称为车台阶。车台阶一般使用主偏角Kr90 的偏刀，在车削台阶外圆的同时车出台阶端面。如果台阶高度小于 5mm，可用主偏角 Kr=90 的偏刀，一次走刀切出台阶，如图 所示；如果台阶高度大于 5mm，可用主偏角 Kr90 的偏刀，多次分层纵向进

28、给走刀切削，最后一次纵向进给切削完成后，车刀刀尖应紧贴台阶端面横向退出车出台阶，如图所示。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.153 7. 各种表面的车削加工 （6）车圆锥 将工件车削成圆锥表面的方法称为车圆锥。工件上的圆锥面是通过车刀相对于工件轴线斜向进给实现的。根据这一原理，常用的方法有小滑板转位法、偏移尾座法、靠模法和宽刀刃法等几种。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.153 7. 各种表面的车削加工 （6）车圆锥 1）小滑板转位法 如图所示，使小滑板绕转盘轴线转动一圆锥斜角 /2 后固定，然后用手转动小滑板手柄实现斜向进给。这种方法调整方便，操作简单

29、，但不能自动进给，加工后工件表面较粗糙。另外，小滑板丝杠的长度有限，多用于车削长度小于 100mm 的大锥度圆锥面。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.153 7. 各种表面的车削加工 （6）车圆锥 2）偏移尾座法 工件装夹在双顶尖之间，车削圆锥面时，尾架在机床导轨上横向调整，偏移一段距离 A，使工件旋转轴线与车刀纵向进给方向的夹角等于圆锥斜角( /2)，然后利用车刀纵向进给即可车出示。偏移尾架法能自动进给加工较长的圆锥面，但不能加工圆锥斜角 a/28 的工件。车削时，由于顶尖与工件的中心孔接触不良，工件不稳定，故常用球形顶尖来改善接触状况。第二节 金属切削机床的分类及应用

30、三、车床及其应用P.153 7. 各种表面的车削加工 （6）车圆锥 3）靠模法 加工时靠模（专用附件）安装在床身上，调整圆锥斜角(a2)。安装靠模时要卸下中滑板的丝杠与螺母，使中滑板能横向自由滑动，中滑板的接长杆用滑块铰链与靠模连接。 当床鞍纵向进绐时，中滑板带动刀架同时作纵向移动和横向移动，使车刀运动的方向平行于靠模，从而车削出所要求的圆锥面，如图 所示。用靠模法能加工较长的圆锥面，精度较高，并能实现自动进给，但不能加工圆锥斜角较大的圆锥面。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.153 7. 各种表面的车削加工 （6）车圆锥 4）宽刀刃法 如图 所示，使用与工件轴线成 m/2

31、 夹角的宽刃车刀加工较短的圆锥面(L=2025mm)，切时车刀作横向或纵向进给即可车出所需的圆锥面。较长的圆锥面不适合采用此法，因为容易引起振动，使加工表面产生波纹。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.154 7. 各种表面的车削加工 （7）车成形回转面 母线为曲线的回转表面称为成形回转面，如曲面手柄、圆球面等。这种表面的成形一般是由车刀的纵向进给与横向进给相互配合实现的，切削加工方法有双手控制法、成形刀法和靠模法。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.154 7. 各种表面的车削加工 （7）车成形回转面 1）双手控制法 双手控制法是用双手分别操作小滑板和中滑

32、板手柄，通过车刀的纵向和横向合成进给运动得到所需成形表面的加工方法，如图 5-44 所示。这种方法简单易行，但生产率低，对操作者的技术要求较高。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.154 7. 各种表面的车削加工 （7）车成形回转面 2）成形刀法 利用切削刀刃形状与工件成形面的母线形状相同的车刀进行切削加工的方法称为成形刀法。切削时车刀作横向进给就能加工出成形表面，这种切削加工方法操作简单，生产率高。但切削刀刃与工件的接触面大，容易引起工件振动。常用于成批生产，切削形状比较简单、轴向尺寸较小的成示。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.154 7. 各种表面的

33、车削加工 （7）车成形回转面 3）靠模法 靠模法与用靠模法车圆锥面的方法大体相同。不同的是把锥度靠模换上带有所需曲面槽的靠模，并且槽中曲面形状与被加工的成形表面形状相同，同时把滑块换成滚柱。用靠模法车成形面操作方便，生产率高，曲面形状准确，质量稳定，但加工的成形面的曲率不宜变化过大。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.155 7. 各种表面的车削加工 （8）车孔 车孔是利用车床对工件上的孔进行车削的加工方法，也称为镗孔。车孔时车孔刀作纵向进给运动，如图 所示。车孔与车外圆的方法基本相同，所不同的是吃刀、退刀时，转动手柄正好与车外圆时相反。车孔刀刀杆细，刀头小，刚性差，切削时易

34、变形，所以，背吃刀量及进 给量不能过大。车床孔加工的质量较钻床高，能够保证孔的轴线与端面垂直度的要求。第二节 金属切削机床的分类及应用 三、车床及其应用P.155 7. 各种表面的车削加工 （9）车螺纹 将工件表面车削成螺纹的方法称为车螺纹。车螺纹时，为了获得准确的螺距，必须用丝杠带动车刀进给，使工件每转一周车刀移动的距离等于工件的螺纹导程。车床主轴至丝杠的传动路线如图所示。更换交换齿轮或改变进给手柄位置，可车削出不同螺距的螺纹。 为了保证螺纹形状准确，螺纹车刀的形状必须与待加工螺纹的标准截面形状一致，安装车刀要严格对准工件的中心位置并垂直于工件的轴线，如图所示。螺纹车刀对刀与检验示意图第二节

35、 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.155 铣床是用铣刀进行加工的机床。铣床的种类很多，其中以卧式铣床、立式铣床及龙门铣床应用最广。 1.铣床的功能和运动 铣床的主要功能是铣削平面、沟槽及成形面等。铣削加工时，主运动是铣刀的旋转运动，进给运动是工件（或刀具）的移动。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.155 2.铣床的组成 它的主轴是水平的，与工作台平行。床身用来固定和支承铣床上的其他部件和结构；悬梁可沿床身的水平导轨移动；升降台可沿床身的垂直导轨上下移动；工作台用来安装工件、夹具、分度头等，工作台位于回转盘上，可沿回转盘上的导轨作纵向进给；床鞍位于升降台上的水平

36、导轨中，可带动工作台一起作横向进给；主轴为空心轴，用来安装铣刀刀杆并带动铣刀回转。工作台的纵向进给、横向进给及垂直进给可以自动完成也可以手动完成。 如图所示为 XW6132 型卧式万能升降台铣床。 第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.155 2.铣床的组成 如图所示为X5023立式升降台铣床。立式升降台铣床与卧式升降台铣床的主要区别在于它的主轴是直立的，并与工作台面相垂直。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.156 3. 铣削方法 铣削平面的方法主要有圆周铣削（或称周铣）和端面铣削（或称端铣）。圆周铣削是用铣刀圆周上的刀齿进行铣削的方法；端面铣削是用铣刀端面

37、上的刀齿进行铣削的方法。圆周铣削 端面铣削第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.156 3. 铣削方法 圆周铣削又分为逆铣和顺铣，如图所示。 逆铣 在铣削过程中，铣刀与工件已加工面的切点处，旋转铣刀切削刃的运动方向与工件进给方向相反的铣削。逆铣时，可消除顺铣产生的工作台窜动和扎刀现象，铣削平稳，表面质量较高，但铣刀磨损较大。 顺铣 在铣削过程中，铣刀与工件已加工面的切点处，旋转铣刀切削刃的运动方向与工件进给方向 相同的铣削。顺铣时，由于机床上的 丝杠与螺母一般存在间隙，在铣削时容易产生工作台窜动和扎刀现象。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.156 4. 铣刀

38、及分度头 （1）铣刀 铣刀是用于铣削加工的刀具 ，通常有几个刀齿，结构比较复杂，但不论多么复杂，每个刀齿都可看成是一把简单的车刀。加工平面用的铣刀主要有圆柱铣刀、端铣刀、立铣刀等；加工沟槽用的铣刀主要有立铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀、键槽铣刀等；加工成形面用的铣刀主要有角度铣刀、 T 形槽铣刀、燕尾槽铣刀、铣齿刀等。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.157 4. 铣刀及分度头 （2）分度头 分度头（如图）是铣床的重要附件，主要用于铣削多边形、花键、齿轮等工件。分度头由基座、回转体、主轴等组成。基座固定在工作台上，主轴可 顶尖主轴回转体随同回转体绕底座在 090 范围内旋转任意

39、角度。主轴前端锥孔内可裝顶尖，外部有螺纹用以装卡盘或拨 盘。回转体的侧面有分度盘，分度盘的两面设有许多均分度尺匀分布的小孔。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.157 5. 铣削加工 铣削的主要应用范围包括铣削平面、沟槽及成形面等，如图所示。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.157 5. 铣削加工 （1）铣水平面 铣水平面可使用圆柱铣刀在卧式铣床上铣削，也可使用端铣刀在立式铣床铣削。铣削时铣刀刀齿逐渐切入，切削力变化小，切削过程平稳，加工质量较高，如图所示。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.157 5. 铣削加工 （2）铣垂直面 加工较

40、小的垂直平面时，可用圆柱铣刀在立式铣床上铣削，也可用三面刃圆盘铣刀在卧式铣床上铣削。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.158 5. 铣削加工 （3）铣斜面 常用的铣斜面方法有三种 ： 将工件斜压在工作台上， 构成所需要的角度铣斜面。 旋转立铣头，把铣刀转一个所需要的角度铣斜面。 用角度铣刀铣斜面。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.158 5. 铣削加工 （4） 铣沟槽 沟槽是水平面与垂直面或斜面的组合。沟槽的形状很多，加工沟槽的铣刀也很多。加工沟槽实际上是正确选用铣刀，合理装夹工件的过程。 1）铣键槽 轴类零件的键槽如图 所示，常用形铁及螺钉压板将其裝夹

41、在铣床工作台上，用键槽铣刀在立式铣床上铣削。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.158 5. 铣削加工 （4）铣沟槽 2）铣 T 形槽 铣削 T 形槽的步骤如图 所示。第二节 金属切削机床的分类及应用 四、铣床及其应用P.158 6. 铣削工艺特点 铣削加工应用范围广泛，其加工质量不如车削加工质量高，精铣后尺寸公差等级可达 IT9IT7，表面粗糙度为Ra6.31.6m。由于铣床结构较复杂，铣刀制造和刃磨比较困难，所以铣削加工成本也较高。第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.159 数字控制是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行编程控制的一种方法，简称数控

42、（CNC）。利用数字控制方式，按照给定程序自动地进行加工的机床，称为数字控制机床，简称数控机床。 目前，一个国家数控机床的生产数量及应用程度，已成为衡量这个国家工业化程度和技术装备水平的重要标志之一，应用数控机床也是现代机械制造的发展趋势。 操作者根据零件图样和工艺要求，编制程序并输入到机床的数控装置或控制计算机中，控制工件和工具的相对运动，使机床加工出合格零件的方法，称为数控加工。数控加工不需要操作者直接操纵数控机床，但数控机床必须正确执行操作者的指令或意图。第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.159 1. 数控机床加工零件的基本原理 普通金属切削机床加工 数控机床加工

43、 是操作者根据图样的要求，手动或机动改变刀具与工件之间的运动参数（位置、速度等），利用刀具对工件进行切削加工，最终得到所需要的合格零件。 零件是把刀具与工件的运动坐标分割成一些最小位移量，由数控系统按照零件加工程序的要求，使坐标移动若干个最小位移量，实现刀具与工件的相对运动，从而完成对工件的加工。 实际上，两者的工艺流程基本上是相同的，但数控机床是通过数字信号控制零件和刀具实现相应的运动和位移，并进行相应的加工。第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.159 2. 数控机床的组成 数控机床组成数控系统组成及工作过程 程序载体 作用是存储按一定的格式和代码编制的零件加工程序。

44、输入装置 作用是将程序有关加工的信息输入 CNC 单元，程序输入方式有手动输入数控面板方式和计算机自动编程传入方式。 由程序载体、输入装置、 CNC 单元、伺服系统、位置反馈系统和机床机械部件组成。第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.159 CNC 单元（数控装置）由信息的输入、处理和输出三个部分组成。 CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统。 伺服系统 的作用是根据 CNC 单元传来的速度及位置指令驱动机床的进给运动部件，完成指令规定的运动。 数控机床的机械部分 包括主运动系统进给运动系统、辅助

45、部分(如液压、气动、冷却和润滑部分等)以及一些特殊部件，如储备刀具的刀库、自动换刀装置、自动托盘交换装置等。 位置反馈系统 分为伺服电动机的转角位移反馈和数控机床执行机构（工作台）)的位移反馈两种。运动部分通过传感器将上述角位移或直线位移转换成电信号，输送给 CNC 单元，与指令进行比较，并由 CNC 单元发出指令，纠正所产生的误差。 2. 数控机床的组成第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.159 2. 数控机床的组成 数控编程代码： 准备功能字 G 辅助功能字M 由字母 G 和其后的两位数字组成，从 C00 到 G99 共有 100 种，它命令数控机床作相应的操作。 在

46、数控加工程序中，1SO 标准规定使用五大功能代码（字），即：G、M、T、F、S等指令来描述工艺过程的各种操作和运动特征。 由 M 及其后的两位数字组成，从 M00 到 M99 也有 100 种，它表示数控机床的各种辅助动作及状态。 此外，还规定了进给速度功能字 F、主轴转速功能字 S、刀具选择和刀具补偿功能字 T 等。第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.159 2. 数控机床的组成 数控编程代码： 在数控加工程序中，1SO 标准规定使用五大功能代码，即：G、M、T、F、S等指令来描述工艺过程的各种操作和运动特征。 几种常用的 G 功能和 M 功能：第二节 金属切削机床的分

47、类及应用 五、数控机床及其应用P.159 2. 数控机床的组成 一个完整的加工程序由若干个程序段组成，而程序段是由一个或若干个字组成，每个字又由字母（地址）和数字组成。通常程序段格式的编写顺序是： N_ G _ X _ Y _ Z _ I _ J _ K _ F _ S _ T _ M _ 其中 ：N 为程序顺序号字，G 为准备功能字，X、 Y、 Z、 I、 J、K 等为尺寸功能字，F 为进给功能字，S 为主轴转速功能字，T 为刀具功能字，M 为辅助功能字。 例如，某加工部分程序如下（华中数控程序；省略程序顺序号）。第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.160 3. 数控机

48、床的分类 数控机床的品种和规格，其分类原则也有多种。 （1）按刀具（或工件）进给运动的轨迹进行分类 数控钻床点位控制数控机床 可分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床。 1）点位控制数控机床：如数控钻床等。 点位控制数控机床的特点是，只要求控制刀具或机床工作台从一点移动到另一点的准确定位，至于点与点之间移动的轨迹原则上不加控制，并且在移动过程中刀具不进行切削 。第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.161 3. 数控机床的分类 （1）按刀具（或工件）进给运动的轨迹进行分类 2）直线控制数控机床：如早期简易数控车床、数控专用组合机床等。 数控组合机床直线控制

49、数控机床 直线控制数控机床的特点是除了控制点与点之间的准确定位外，还要保证被控制的两个坐标点间移动的轨迹是一条直线，且在移动的过程中，刀具能按指定的进给速度进行切削，如图所示。 第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.161 3. 数控机床的分类 （1）按刀具（或工件）进给运动的轨迹进行分类 3）轮廓控制数控机床：如数控车床、数控铣床、数控加工中心等。 轮廓控制数控机床的特点是，能够对两个或两个以上坐标方向的同时运动进行严格地不间断控制，并且在运动过程中，刀具对工件表面连续进行切削，如图所示。轮廓控制数控机床不仅能控制移动部件从一个点准确地移动到另一个点，而且还能控制整个加工

50、过程每一点的速度与位移量，将零件加工成一定的轮廓形状。 数控加工中心轮廓控制数控机床数控车床第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.161 3. 数控机床的分类 （2）数控机床按工艺用途分类 1）普通数控机床：数控车床数控铣床数控滚齿机数控磨床 这类机床通常是普通机床的数控化，其自动化程度不够完美，刀具更换、工件装夹和工件检测仍需人工完成。 如数控车床、数控铣床、数控磨床等等，大都涵盖原有普通机床的类别 。 第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.161 3. 数控机床的分类 （2）数控机床按工艺用途分类 1）普通数控机床 数控车床 数控卧式车床数控立式车床

51、 是目前使用较广泛的数控机床，主要用于轴类和盘类回转体零件的自动加工，除能完成普通车床的加工范围外，特别适宜加工复杂形状的零件。在数控车床上由程序确定主轴转速和选定刀具，控制转塔刀架，并由刀具进行补偿。控制系统带有直线插补、圆弧插补和螺纹插补，可采用手工编程也可采用自动编程。第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.161 3. 数控机床的分类 （2）数控机床按工艺用途分类 1）普通数控机床 数控铣床数控立式铣床数控卧式铣床 主要用于各类形状较复杂的平面、曲面和壳体类零件的加工，如各类模具、样板、叶片、凸轮、连杆和箱体等。数控铣床还有半自动刀具安装及拆卸装置。第二节 金属切削机

52、床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.162 3. 数控机床的分类 （2）数控机床按工艺用途分类 2）数控加工中心卧式铣镗中心立式加工中心 数控加工中心是指带有刀库和自动换刀装置的数控机床。 数控加工中心将数控铣床、数控钻床和数控镗床的功能组合在一起，弥补了一台数控机床只能进行一种加工工艺的缺点。 加工中心具有刀库和自动换刀装置，工件在一次装夹后，可以对工件的大部分加工表面自动进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹等多种加工。避免多次装夹造成工件误差。刀库第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.162 4. 数控加工的工艺特点 1）数控加工采用数控编程发布加工指令，加工过程中控制精

53、确，具有误差补偿功能，因此，数控加工能达到比较高的加工精度。 2）数控加工生产率较高：能有效地减少机动时间和辅助时间。 3）工艺适应性很强。改变加工对象时，除装夹新的工件及更换刀具外，只需重新编制新的加工程序，并输入数控装置即可完成对新工件的加工。 4）能够减轻劳动强度，改善劳动条件和环境，便于实现现代化管理。数控车削中心第二节 金属切削机床的分类及应用 五、数控机床及其应用P.162 5. 数控机床的应用 数控机床（特别是高档型设备）主要应用于小批量生产结构比较复杂的零件、频繁改型的零件、模具生产、要求生产周期短的科研产品零件等。 另一方面，在一些较大批量的普通零件加工中，为提高生产效率，也

54、广泛使用了数控机床设备（特别是经济型数控机床）。 应该注意的是: 数控机床并不能完全替代普通机床，选用数控机床时，应该仔细核算加工成本，选择好何种档次的数控设备，从而获得更好的加工效益。第二节 金属切削机床的分类及应用 六、其它机床及其应用P.163 1. 刨床及其应用 （1）刨床及其应用 根据刀具与工件相对运动方向的不同，刨削分为水平刨削（刨床）和垂直刨削（插床）两种。刨床类机床主要有龙门 刨床、牛头刨床等。牛头刨床插床 刨床主要用于加工外表面。刨床的主要功能是用刨刀刨削平面和沟槽、成形表面。刨刀的直线往复运动为主运动工件的 间歇移动为进给运动。 第二节 金属切削机床的分类及应用 六、其它机

55、床及其应用P.163 1. 刨床及其应用 （2）刨床的组成 牛头刨床主要由床身、滑枕、刀架、横梁、工作台、进刀机构、变速机构等组成。滑枕带动刀架和刀具作直线往复主运动，工件台带动工件作间歇进给运动，横梁可沿床身上的垂直导轨移动，以调整切削刀具与工件在垂直方向上的相互位置，床身安装在底座上。第二节 金属切削机床的分类及应用 六、其它机床及其应用P.163 1. 刨床及其应用 （3）刨削加工 刨削是使刨刀相对于工件作水平直线往复运动的切削加工方法。刨削的主要加工范围是刨平面（如水平面、垂直面、斜面等）、刨沟槽（如直槽、 T 形槽、 形槽、燕尾槽等）和刨成形面，如图。第二节 金属切削机床的分类及应用

56、 六、其它机床及其应用P.163 1. 刨床及其应用 （3）刨削加工 1）工件安装 刨床工作台、机用平口虎钳。 （4）刨削的工艺特点 刨削加工可以获得公差等级为 IT9IT7、表面粗糙度为 Ra6.31.6m 的加工精度，加工成本低。但刨削加工生产率低，适应范围窄，多用于单件小批量生产和修配。 2）垂直面和斜面的刨削第二节 金属切削机床的分类及应用 六、其它机床及其应用P.164 2. 插床及其应用 （1）插床的功能和运动 插床主要用于加工键槽和花键槽等内表面。插床是由牛头刨床演变而来的，它与牛头刨床的主要区别在于其滑枕是直立的。插刀沿垂直方向作直线往复主运动，向下移动为工作行 刀架程，向上移

57、动为空行程；工件可以沿纵向、横向、圆周三个方向圆工作台作间歇进给运动。第二节 金属切削机床的分类及应用 六、其它机床及其应用P.164 2. 插床及其应用 （2）插床的组成 插床主要由床身、滑枕、刀架、圆工作台、上滑座、下滑座、分度装置、底座等组成。滑沈连同刀架作上下往复移动；工作台由下滑座、 上滑座及圆工作台组成；下滑座及上滑座可带动圆工作底座 上滑座台分别作横向进给及纵向进给；圆工作台可回转完成圆周进和进行圆周分度。第二节 金属切削机床的分类及应用 六、其它机床及其应用P.164 2. 插床及其应用 （3）插削的工艺特点 插刀的刚性较低，插削时有冲击，因而插削加工质量和生产效率较刨削低。插

58、削主要用于单件小批量加工的内表面零件，如孔的内键槽、方孔、多边形孔和花键孔等。第二节 金属切削机床的分类及应用 六、其它机床及其应用P.165 3. 磨床及其应用 磨床 磨削 磨床种类平面磨床外圆磨床 是用砂轮或其他磨具对工件进行磨削加工的机床。 是指用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。磨削加工可以看成用砂轮代替切削刀具的切削加工。 磨削是机械零件精密加工的主要方法之一，可以加工高硬度材料。磨削加工可以获得高精度和低粗糙度值的表面，一般情况下，它是机械加工的最后一道工序。 磨床的种类很多，目前生产中应用较多的是外圆磨床、平面磨床、内圆磨床、无心磨床、工具磨床及专门化磨床等。第二节 金

59、属切削机床的分类及应用 六、其它机床及其应用P.165 3. 磨床及其应用 （1）磨床的功能和运动 磨床的主要功能是用来磨削各种内外圆柱面、平面、成 形表面等，它是以砂轮回转主运动和各项进给运动作为成形运动的。图示为磨削外圆时的运动情况。 磨削运动 磨削主运动为砂轮的高速旋转运动; 进给运动有三种，分别是工件的圆周 工件进给运动、工件的纵向进给运动和砂轮的横向进给运动。第二节 金属切削机床的分类及应用 六、其它机床及其应用P.165 3. 磨床及其应用 （2）磨床的组成 1）外圆磨床 在外圆磨床中以普通外圆磨床和万能外圆磨床应用最 广。 普通外圆磨床 主要用于磨削外圆柱面、外圆锥面及台阶端面等

60、。它由砂轮架、头架、尾架、工作台及床身等组成，如图所示。 砂轮装在砂轮架主轴的前端，由主电机驱动作高速旋转主运动。工件装夹在头架及尾架的顶尖之间，由头架主轴带动其作圆周进给运动。头架与尾架均装在工作台上，工作台由液压传动系统带动，沿床身导轨作往复直线进给运动。砂轮架可以通过液压系统或横向进给手轮使砂轮机动或手动横向进给。为了磨削外圆锥面，工作台由上下两部分组成，上层工作台可在水平面内摆动8 。第二节 金属切削机床的分类及应用 六、其它机床及其应用P.165 3. 磨床及其应用 （2）磨床的组成 2）内圆磨床 内圆磨床用于磨削各种圆柱孔和圆锥孔，如图所示。 内圆磨床由头架、砂轮架、工作台、内磨头