机械加工设备刀具培训课件

机械加工工艺基础机械加工工艺基础1索引切削加工的基础知识金属切削机床零件表面的加工方案索引切削加工的基础知识金属切削机床零件表面的加工方案2第一章切削加工的基础知识第一章31.1钳工与机械加工钳工：通过工人手持工具进行切削加工。机械加工：采用不同的机床（如车床、铣床、刨床、磨床、钻床等）对工件进行切削加工。1.1钳工与机械加工钳工：通过工人手持工具进行切削加工。42.零件表面质量的概念

零件几何参数：宏观几何参数：包括：尺寸、形状、位置等要素。

微观几何参数：指：微观表面粗糙程度。2.零件表面质量的概念零件几何参数：52.1加工精度加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、形状、位置等参数同理论参数的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a.尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。b.形状精度：零件形状与理想形状接近程度。c.位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的准确度。2.1加工精度加工精度：指零件经切削加62.1加工精度国家标准规定：常用的精度等级分为20级，分别用IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。数字越大，精度越低。其中IT5-IT13常用。高精度：IT5、IT6通常由磨削加工获得。中等精度：IT7-IT10通常由精车、铣、刨获得。低精度：IT11-IT13通常由粗车、铣、刨、钻等加工方法获得。2.1加工精度国家标准规定：常用的精度72.1.1尺寸精度Φ250-0.04

零件尺寸要素的误差大小。

问：精度的高低与哪两个因素有关？

基本尺寸和公差大小。2.1.1尺寸精度Φ250零件尺寸要素的误82.1.2形状精度

Φ25轴加工后可能产生的形状误差0－0.0132.1.2形状精度Φ25轴92.1.2形状精度指零件上实际要素的形状与理想形状相符合的程度；国家标准规定了六类形状公差（见下表）形状精度的标注：框格分为2格，箭头指向待表达的表面，数字表示允许误差的大小，单位为毫米。2.1.2形状精度指零件上实际要素的形状与理想形状102.1.3位置精度指零件的实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的准确度。圆圈中的英文字母表示基准，框格分3格，箭头指向待表达的表面2.1.3位置精度指零件的实际要素（点、线、面）11精度等级尺寸精度范围Ra值范围（μm）相应的加工方法低精度IT13～IT1125～12.5粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等中等精度IT10～IT96.3～3.2半精车、半精镗、半精铣、半精刨、扩孔等IT8～IT71.6～0.8精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗铰等高精度IT7～IT60.8～0.2精磨、精铰等特别精密精度IT5～IT2Ra＜0.2研磨、珩磨、超精加工、抛光等零件精度等级及其相应的加工方法精度等级尺寸精度范围Ra值范围相应的加工方法低精度IT13～122.2表面粗糙度表面粗糙度：零件微观表面高低不平的程度。

产生的原因：

1）切削时刀具与工件相对运动产生的磨擦；

2）机床、刀具和工件在加工时的振动；

3）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹；

4）加工时零件表面发生塑性变形。

2.2表面粗糙度表面粗糙度：零件微观表面高低不132.2表面粗糙度

表面粗糙度对零件质量的影响：

零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大，主要有以下几个方面：

1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快；

2)表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在装配时，可使微小凸峰挤平，有效过盈量减少，使配合件强度降低；

3）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质，且不易清除，造成表面腐蚀；

4）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，以致产生裂纹而造成零件断裂。2.2表面粗糙度表面粗糙度对零件质量的影142.2表面粗糙度

评定参数：常用的是轮廓算术平均偏差Ra2.2表面粗糙度

评定参数：常用的是轮廓算术152.2表面粗糙度Rah1h2h3…hn2.2表面粗糙度Rah1h2h3…162.2表面粗糙度国家标准规定：表面粗糙度分为14个等级，分别用表示，数字越大，表面越粗糙。表面粗糙度符号上的数值Ra,单位是微米（μm）。Ra第一系列：0.012、0.025、0.050、0.100、0.20、0.40、0.80、1.6、3.2、6.3、12.5、25、50、1002.2表面粗糙度Ra第一系列：0.012、0.172.2表面粗糙度

表面粗糙度符号的意义及应用

符号

符号说明

意义及应用基本符号单独使用无意义基本符号上加一短划线表示表面粗糙度是用去除法获得基本符号内加一小圆表示表面粗糙度是用不去除材料的方法获得

符号上加Ra值用去除材料方法获得的表面，Ra的最大允许值为3.2µm2.2表面粗糙度

表面粗糙度符号的意义及应用182.3常见加工方法的Ra表面特征加工方法Ra(微米)表面特征粗车粗镗50

可见明显刀痕粗铣粗刨25

可见刀痕钻孔12.5

微见刀痕精铣精刨半精车6.3

可见加工痕迹3.2

微见加工痕迹精车1.6

看不清加工痕迹粗磨0.8

可辨加工痕迹方向精磨0.4

微辨加工痕迹方向精密加工0.1-0.012

只能按表面光泽辩识2.3常见加工方法的Ra表面特征加工方法Ra(微米)表面19表面微观特性Ra加工方法应用举例粗糙可见微见刀痕>10粗车、粗铣、毛锉、锯断倒角、钻孔、键槽底面半光表面微见加工痕迹5--10车、铣、钻、镗、粗铰普通配合表面，退刀槽微见加工痕迹2.5-5车、铣、镗、拉、磨配合无要求的表面看不清加工痕迹1.25-2.5车、铣、镗、拉、磨齿轮的工作面、箱体镗孔表面光表面可辨加工痕迹方向0.63-1.25车、镗、铣、磨、精铰圆柱销、导轨面微辩加工痕迹方向0.32-0.63精铰、精镗、磨高精度导轨面、重要配合面不可辨加工痕迹方向0.16-0.32精磨、研磨、超精加工精密机床主轴及光表面暗、亮光泽面<0.16精磨、研磨、抛光量规、气缸等注：当Ra=0.80时，普通的车、铣已经难以加工表面微观特性Ra加工方法应用举例粗糙可见微见刀痕>10粗车、202.4零件的加工精度与表面粗糙度的关系精度：宏观几何参数的误差表面粗糙度：微观几何参数的误差加工精度高，必须采用一系列的高精度的加工方法，而经过高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表面粗糙度低，零件必须采用一系列的降低表面粗糙度的加工方法，而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度的加工方法。实例：各种机床上的手柄：表面粗糙度非常低，但精度不高。零件的加工精度与表面粗糙度的关系如何？提问2.4零件的加工精度与表面粗糙度的关系精度：宏观几何参数的误21

机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平面和成型面基本表面主要由如下的加工方法获得3.切削运动与切削用量机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）22

要完成零件表面的切削加工，刀具和工件应具备形成表面的基本运动，即切削运动切削运动：刀具和工件的相对运动切削运动分为主运动和进给运动主运动：提供切削可能性的运动。主运动只有一个进给运动：提供连续切削可能性的运动。进给运动可以有多个3.1切削运动要完成零件表面的切削加工，刀具和工件应具备形成表233.1切削运动机床名称主运动进给运动卧式车床工件旋转运动车刀纵向、横向、斜向直线移动钻床钻头旋转运动钻头轴向移动卧铣、立铣铣刀旋转运动工件纵向、横向、斜向直线移动牛头刨床刨刀往复运动工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向间歇移动龙门刨床工件往复运动刨刀横向、垂向、斜向间歇移动外圆磨床砂轮高速旋转工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动内圆磨床砂轮高速旋转工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动平面磨床砂轮高速旋转工件往复移动，砂轮横向、垂向移动机床的切削运动3.1切削运动机床名称主运动进给运动卧式车床工件旋转运动车243.2切削用量切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度,用V表示，单位为m/s

进给量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，用f表示，车、钻和铣削时单位为mm/r背吃刀量:

已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，用ap表示，单位为mm，如下图：3.2切削用量切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量253.2.1车削切削速度、背吃刀量的计算V:切削速度d:工件直径n:工件转速背吃刀量：切削速度：dmax:待加工表面直径dmin:已加工表面直径ap:背吃刀量3.2.1车削切削速度、背吃刀量的计算V:切削速度背吃刀量：263.3切削用量的合理选择问题(1)粗加工按ap－f－v的顺序选择

a、粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多余金属，只留后续工序的加工余量，所以应根据毛坯尺寸首先选择ap

b、粗加工不必考虑表面粗糙度，在ap确定后，选取大的f，减少走刀时间

c、ap和f确定后，在机床功率和刀具耐用度允许的前提下选择v(2)精加工按v

－f－ap的顺序选择

精加工的主要目的是保证产品质量和降低零件的表面粗糙度。因此首先应选择尽可能高的v，然后选择达到表面粗糙度要求的f，最后再根据精加工余量决定ap3.3切削用量的合理选择问题(1)粗加工按ap－f－v的顺27

4.切削刀具

刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能主要取决于两个因素：即刀具材料和刀具的几何角度4.1刀具材料应具备如下五个基本特性：1.高硬度：HRC>60以上;2.高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不破坏；3.高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，热硬性用热硬温度表示；4.良好的耐磨性；5.良好的工艺性和经济性；4.切削刀具刀具性能的好坏也是直接影28碳素工具钢：如T7、T8、T9…T13等。适合于制造简单的手工工具，如锉刀、锯条等；合金工具钢：在碳素工具钢中加入少量的钨、铬、锰、硅等元素，耐热性较低，如9SiCr等，适合于制造低速成型刀具，如丝锥；高速钢：含较多的钨、铬、钒等合金元素、常用的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。适合于制造中速精加工刀具；硬质合金：成分由WC、TiC和Co组成，采用烧结方法获得4.1.1常用的刀具材料碳素工具钢：如T7、T8、T9…T13等。适合于制造简单的手294.1.1常用的刀具材料

常用的硬质合金有：

钨钴钛类（牌号YT）硬质合金：适合于加工钢等塑性材料，其代号有YT5、YT15、YT30等，粗加工用YT5,精加工用YT30;

钨钴类（牌号YG）硬质合金：适合于加工铸铁、青铜等脆性材料，其代号有YG3、YG6、YG8等，粗加工用YG8，精加工用YG3。4.1.1常用的刀具材料

常用的硬质合金有：304.1.2其它刀具材料

陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种：Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐热性，其主要缺点是抗弯强度低，冲击韧性很差，不能承受较大的冲击载荷。

金刚石：它分三种天然单晶金刚石刀具整体人造聚晶金刚石刀具金刚石复合刀片

立方氧化硼：由软的立方氧化硼在高温高压下加入催化剂转变而成4.1.2其它刀具材料陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种：Al31种类硬度HRC抗弯强度GPa热硬性℃工艺性能用途碳素工具钢60-652.16200-250热成型手工刀具合金工具钢60-652.35300-400同上低速刀具高速钢63-701.9-4.4600-700同上中速刀具硬质合金89-931.0-2.2800-1000烧结成型高速刀具陶瓷材料91-950.4-0.91100-1200同上连续精加工刀具常用的刀具材料种类硬度HRC抗弯强度GPa热硬性工艺性能用途碳素32

各种多齿刀具或复杂刀具，就其一个刀齿而言，都相当于一把车刀。车刀分为切削部分和夹持部分，切削部分由三个刀面组成：前刀面、主后刀面、副后刀面。前刀面和主后刀面的交线叫主切削刃前刀面和副后刀面的交线叫副切削刃两条切削刃的交点叫刀尖，但刀尖并非绝对尖锐

为了研究刀具的几何角度，建立三个辅助平面：基面：通过主切削刃上的某一点，与该点切削速度方向垂直的平面。切削平面：通过主切削刃上的某一点，与该点加工表面相切的平面。正交平面：通过主切削刃上的某一点，与主切削刃在基面上的投影垂直的平面4.2刀具的几何角度(车刀的基本形状)各种多齿刀具或复杂刀具，就其一个刀齿而言，都相33前角γ。：在正交平面中，前刀面与基面之间的夹角；后角α。：在正交平面中，主后刀面与切削平面之间的夹角；主偏角Kr

：在基面上，主切削刃的投影与进给方向的夹角。副偏角Kr’

：在基面上，副切削刃的投影与进给反方向的夹角。刃倾角λs4.2.1车刀的几何角度前角γ。：在正交平面中，前刀面与基面之间的夹角；4.2.1344.2.2前角的正与负

一般加工韧性材料，应取较大的前角；加工脆性材料，应取较小的前角；前角的取值范围常在-5°~+25°之间。4.2.2前角的正与负354.2.3刃倾角λs刃倾角λs：在切削平面中，主切削刃与基面之间的夹角。

它主要影响刀头的强度和排屑方向。一般取λs=－10°~+10°,粗加工时常取负值，增加刀头强度；精加工时常取正值，避免切屑擦伤已加工表面。

4.2.3刃倾角λs刃倾角λs：在切削平面中，主切削刃与基364.2.4刃倾角λs的正与负

当刀尖在主切削刃上最高点时，λs为正值，反之为负值。

4.2.4刃倾角λs的正与负当刀尖在374.3刀具角度的合理选择问题原则：粗加工时，为了提高切削效率，切削力会较大，因此强度要高；精加工时，切削力较小，为了保证零件质量因此刀具较锋利。粗加工：前角、后角均小，强度高精加工：前角、后角均大，刀具锋利主偏角：车台阶轴：取90度既车外圆又车端面，取45度副偏角：为降低表面粗糙度，取小值：一般为：

5-15度刃倾角：粗加工常取负值，精加工取正值4.3刀具角度的合理选择问题原则：粗加工时，为了38

麻花钻由工作部分、颈部和柄部组成，工作部分又包括导向部分和切削部分4.4麻花钻的基本形状麻花钻由工作部分、颈部和柄部组成，工作部分又包括39螺旋角β：刃带切线与钻头轴线的夹角,一般β=18-30度；前角：γ。后角：αf顶角2Φ：

两个主切削刃在垂直钻头轴线平面上投影的夹角，通常2Φ=116-120度之间；横刃斜角ψ：它是横刃与主切削刃在钻头垂直轴线平面上投影的夹角。通常为47-55度；4.4.1麻花钻的主要几何角度螺旋角β：刃带切线与钻头轴线的夹角,一般β=18-30度；440砂轮：是磨削加工的刀具，它是由磨料和结合剂烧结而成的。磨料：磨料是砂轮的主要组成因素，担负切削作用，所以磨料有很高的硬度。粒度：是指磨料颗粒的大小。结合剂：结合剂起粘结磨粒的作用。硬度：指砂轮上的磨粒脱落的难以程度。4.5砂轮的材料及形状砂轮：是磨削加工的刀具，它是由磨料和结合剂烧结而成的。4.541系别名称代号特性适合于磨削刚玉棕刚玉A

硬度高，韧性好，价廉碳钢、可锻铸铁、青铜白刚玉WA硬度稍低，锋利淬火钢、高速钢碳化硅黑碳化硅C锋利，导热性好铸铁、黄铜绿碳化硅GC硬度高，导热好硬质合金、宝石超硬材料金刚石D硬度最高，韧性差硬质合金、宝石、陶瓷等立方氮化硼CBN硬度仅次于金刚石，韧性略好。不锈钢、高矾高速钢4.5.1常用的磨料的特性及用途系别名称代号特性适合于磨削刚棕刚玉A硬度42砂轮名称代号断面简图基本用途平行砂轮P用途广泛、各种磨床双斜边PSX1用于精磨齿轮、螺纹双面凹PSA外圆磨、刀具磨薄片砂轮PB切断和开槽筒形砂轮N立式平面磨削杯形砂轮B端面刀具磨碗形砂轮BW刀具磨、导轨磨4.5.2砂轮的形状、代号及用途砂轮名称代号断面简图基本用途平行砂轮P用途广泛、各种磨床双斜435.刀具磨损和刀具耐用度刀具经过一定时间的使用后，由于摩擦和切削热的作用，使刀具变钝，切削温度上升，影响加工精度和表面质量，因此必须及时刃磨。刀具耐用度是刀具从开始切削至达到磨损限度为止的切削时间。例：硬质合金焊接刀具的耐用度规定为60分钟。5.刀具磨损和刀具耐用度刀具经过一定时间的使用后，由于摩擦和44刀具使用磨钝刃磨刀具包括：三种磨损形式与三个磨损阶段5.1刀具的使用过程刀具使用磨钝刃磨刀具包括：三种磨损形式与三个磨损阶段5.145

金属切削过程是指从工件表面切除一层多余的金属，从而形成切屑的过程：

1.金属在刀具前刀面的作用下，受到挤压产生弹性变形。

2.应力逐渐变大，产生塑性变形—滑移。

3.应力达到强度极限，剪切滑移被挤裂形成切屑。

4.切离。1弹性变形2塑性变形3挤裂切屑6.金属的切削过程金属切削过程是指从工件表面切除一层多余的金属46常见的切屑有如下三种：a.带状切屑：用大前角刀具、高切削速度、小进给量加工塑性材料时出现。形成带状切屑时，切削力平稳，表面光洁，但切屑连续不断，不安全或容易刮伤已加工表面。b.节状切屑：用低切削速度，大进给量加工中等硬度的钢材时出现。形成这种切屑时，金属经弹性变形、塑性变形、挤裂和切离阶段，是典型的切削过程，但切削力波动大，工件表面粗糙。c.崩碎切屑：加工铸铁、黄铜等脆性材料时出现，形成这种切屑时，切削热和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨损。6.1金属的切屑类型常见的切屑有如下三种：6.1金属的切屑类型47

6.2积屑瘤积屑瘤：当切屑沿前刀面流出时，与前刀面接触的切屑底层受到摩擦阻力，速度变慢，形成滞流层，于是，金属粘附在切削刃附近，形成了积屑瘤。积屑瘤的影响：1、保护切削刃，粗加工时，希望产生积屑瘤2、本身不断形成和脱落，会引起振动，影响工件表面粗糙度，精加工不希望产生积屑瘤。6.2积屑瘤积屑瘤：当切屑沿前刀面流出时，与前486.3切削力1、切向力（切削力）Fz：总切削力在主运动方向上的正投影，其大小约占总切削力的95~99%,是三个分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是机床动力、重要零件的强度和刚度设计和校核的主要依据；2、轴向力（进给力）Fx:

总切削力在进给方向上的正投影，其大小约占总切削力的1~5%,它是设计和验算机床进给机构必须的参数；3、径向力（背向力）Fy:

总切削力在垂直工作平面上的分力，它作用在工件刚性较差的方向，容易使工件变形，同时引起振动，影响加工精度。所以加工刚性较差的工件（如细长轴）时，应该力求减少切削力。6.3切削力1、切向力（切削力）Fz：总切削力在主496.3切削力Fy切削力Fr的方向如左下图：可以沿三个方向分解为：1.切向力Fz2.轴向力Fx3.径向力Fy6.3切削力Fy切削力Fr的方向如左下图：可以沿三个506.3切削力主偏角影响径向力的分配：6.3切削力主偏角影响径向力的分配：51

6.4切削热切削热产生原因：

1.切屑变形；

2.工件与刀具的摩擦；

切削热传出途径：

a.由切屑带走，带走越多越有利；

b.由周围空气和冷却介质带走，同样带走越多越有利；

c.传入工件，使工件温度升高，引起工件变形，产生误差；

d.传入刀具，使刀具温度升高。刀具硬度降低，磨损加快。6.4切削热切削热产生原因：526.5降低切削温度的措施1.减少切削热的产生：包括选择合理的刀具几何角度和切削用量，比如适当增大刀具的前角以减少切屑变形，选用大的背吃刀量和小的进给量。2.改善散热条件：包括使用冷却液等各种冷却措施；冷却液一般有：

水溶液：比热大，导热性好，但不能起润滑作用，如苏打水，苏打用于防锈。用于粗磨。

切削油：如矿物油；比热小，但有润滑作用。

乳化液：具有良好的流动性和导热性，它由乳化油加水稀释而成，应用最广泛。6.5降低切削温度的措施1.减少切削热的产生：包括选择合53第二章金属切削机床返回索引第二章返回索引54

1、机床的类型

金属切削机床是用来对工件进行加工的机器，故称为“工作母机”，习惯上称机床。

按加工性质和所用刀具分类：分为车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床等12大类；按精度分类：分为普通精度、精密和高精度三种；按重量分类：分为一般机床、大型机床和重型机床。机床的型号：如：C6136表示…1、机床的类型金属切削552、机床的基本结构1.主传动部件：用来实现机床主运动；2.进给传动部件：主要用来实现机床进给运动；3.工件安装装置：用来安装工件；4.刀具安装装置：用来安装刀具；5.支承件：用来支承和连接机床各零部件，是机床的基础构件；6.机床动力部件：为机床提供动力。2、机床的基本结构1.主传动部件：用来实现机床主运动；563、机床的传动

机床的传动有机械、液压、气动、电气等多种形势，最常见的是机械传动和液压传动。机械传动包括皮带传动、齿轮传动、涡轮蜗杆传动、齿轮齿条传动和丝杆螺母传动3、机床的传动机床的传动有机械、液压、573.1皮带传动

皮带传动是靠胶带与带轮之间的磨擦作用，将主动皮带轮的转动传递到另一个被动皮带轮上去的。皮带传动的优点是传动平稳、轴间距较大，结构简单、制造维修方便，过载时皮带打滑。不易引起机器损坏；其缺点是不能保证精确的传动比，且磨擦损失大，传动效率较低。3.1皮带传动皮带传动是靠胶带与583.1皮带传动

如果考虑皮带与皮带轮之间的滑动，其传动比为：

i=(d1/d2)ε=(n2/n1)ε

式中：d1—

主动皮带轮的直径d2—

被动皮带轮的直径

n1—

主动皮带轮的转速n2—

被动皮带轮的转速ε—

滑动系数，约为0.983.1皮带传动如果考虑皮带与皮带轮之间的滑动，其传593.2齿轮传动

齿轮传动是目前机床中应用最多的一种传动方式，这种传动方式种类多，如直齿、斜齿、人字齿、圆弧齿轮传动等，最常见的是直齿圆柱齿轮。设：z1和n1分别为主动轮的齿数和转速

z2和n2分别为被动轮的齿数和转速传动比i=(z1/z2)=(n2/n1)

3.2齿轮传动齿轮传动是目前机床中603.3涡轮、蜗杆传动

采用这种方式，只能由蜗杆带动蜗轮传动，其传动的优点是：可获得较大的降速比，传动平稳、噪音小，结构紧凑。其缺点是传动效率低，并需要良好的润滑条件

3.3涡轮、蜗杆传动采用这种方式613.4齿轮、齿条传动

齿轮齿条传动机构可将旋转运动转变为直线运动（当齿轮为主动轮时），也可将直线运动转变为旋转运动（当齿条为主动件时），在实际运用中，以前者居多。齿轮齿条传动的效率很高，但制造精度不高时，传动的平稳性和准确性较差。

3.4齿轮、齿条传动齿轮齿条传动机构623.5丝杆、螺母传动

丝杆、螺母传动可使旋转运动变成直线运动，例如在车床上车螺纹时，丝杆旋转，合上开合螺母后，刀架便作纵向运动。其传动的优点是工作平稳，无噪音，其缺点是传动效率较低。

3.5丝杆、螺母传动丝杆、螺母传动可634、机床的变速机构

在一般的通用机床上通过变速机构实现接近理想值的切削速度。变换机床转速的主要装置是机床的齿轮箱，齿轮箱变速机构的形式多样，最常见的为滑动齿轮变速机构和离合器式齿轮变速机构4、机床的变速机构在一般的通用机床上通644.1滑动齿轮变速机构

带长键的从动轴Ⅱ上装有滑动齿轮z2,z4,z6,通过手柄上的拨叉可使它们分别与固定在主动轴Ⅰ上的齿轮z1,z3,z5相啮合，其传动比

i1=z1/z2

i2=z3/z4i3=z5/z6

轴Ⅱ的转速分别为：n2=i1n1或n2=i2n1或

n2=i3n1

（式中n1为轴Ⅰ的转速,n2为轴Ⅱ的转速）

4.1滑动齿轮变速机构带长键的654.2离合器式齿轮变速机构

从动轴Ⅱ两端空套有齿轮z2和z4，它们分别与固定在主动轴Ⅰ上的齿轮z1和z3啮合。轴Ⅱ中部带有键3，并装有压嵌式离合器4。当手柄左移或右移离合器时，离合器的爪1与齿轮z2啮合或爪2与齿轮z4啮合，这样轴Ⅱ可得到两种不同的转速，其传动比是：i1=z1/z2

i2=z3/z44.2离合器式齿轮变速机构从动轴Ⅱ两665、车床的基本结构主电机及变速机构挂轮箱床头箱进给箱卡盘中心架溜板箱尾架丝杆光杆5、车床的基本结构主电机及变速机构挂轮箱床头箱进给箱卡盘675.1车床的主传动5.1车床的主传动68车削的进给量如果工件的转速加快，进给量是否会变化？答：所谓进给量，是指主轴转一圈（一个工作循环）、刀架沿进给方向移动的距离，只要进给箱的挂轮手柄没有调整，主轴到进给箱的传动比没有变化，进给量就不会发生变化。车削的进给量如果工件的转速加快，进给量是否会变化？695.1.1车床的传动框图5.1.1车床的传动框图70

5.2车削的加工范围

车削是以加工回转体为主要加工目的。在车床上可以加工：外圆、端面、锥度、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕弹簧等。5.2车削的加工范围车削是以加工回71

5.3车削的工艺特点粗加工：经济精度可达到IT10，表面粗糙度在25-12.5之间;

精加工：经济精度可达IT7左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6之间。2.易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几个不同的表面，避免安装误差。3.刀具简单，制造、刃磨和安装方便，容易选用合理的几何形状和角度，有利于提高生产率。4.应用范围广泛，几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及端面，均可以用车削方法达到要求。5.可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工（有色金属的高精度零件不适合采用磨削）5.3车削的工艺特点粗加工：经济精度可达到IT10，表面726铣削加工主轴箱主轴横溜板工作台升降台底座6.1立式铣床的基本结构6铣削加工主轴箱主轴横溜板工作台升降台底座6.1立式铣床736.2铣削的主要加工范围6.2铣削的主要加工范围746.3铣床的分度加工功能分度头手柄工件铣刀卡盘尾架扇形夹1.分度头手柄与卡盘中心轴之间的传动比为40：1，即手柄转40圈，卡盘或工件转1圈。2.孔圈和扇形夹的张开角度用于非整数圈的定位孔圈6.3铣床的分度加工功能分度头手柄工件铣刀卡盘尾架扇形夹175问题：今欲在铣床上加工一个12等分的零件，分度手柄应转多少圈，用分度盘的哪个孔圈，扇形夹应张开多少个孔距？（已知：分度盘孔圈孔数有：24、25、28、30、37）解：因为主轴上固定有齿数为40的蜗轮，它与单头蜗杆相啮合。当分度手柄转一圈的同时，主轴(工件)转动了1/40转即

设工件等分数为Z，则每次分度时，工件应转过1/Z，因此手柄转数

根据题中已知条件，可选孔圈数24、扇形夹张开孔距为8孔，可选孔圈数30，扇形夹张开孔距为10孔6.3铣床的分度加工功能问题：今欲在铣床上加工一个12等分的零件，分度手柄应转多少圈766.4逆铣和顺铣逆铣：铣刀旋向（或铣削力）与进给方向相反顺铣：铣刀旋向与进给方向一致FFVV6.4逆铣和顺铣逆铣：铣刀旋向（或铣削力）与进给方向相反77齿轮的种类和用途齿轮的种类和用途786.5铣削的工艺特点1.铣削加工的精度可达IT10-IT7，表面粗糙度可达6.3-1.6左右2.生产效率高，铣刀是多刀齿刀具，铣削时有几个刀齿同时参加切削，主运动是刀具的旋转，所以铣削的生产效率比刨削高。3.容易产生振动，铣刀的刀齿切入和切出时产生振动，加工过程中切削面积和切削力变化较大。4.刀齿的散热条件较好，在刀具旋转过程的不切削时间内，刀具可以得到一定的冷却。5.与刨床相比，铣床价格高，适用于批量生产。6.5铣削的工艺特点1.铣削加工的精度可达IT10-IT797.刨（插）削加工刨床主要有牛头刨床和龙门刨床两种牛头刨床:刨刀的直线往复运动是主运动，工件在刨刀返回行程将结束时作横向进给运动。牛头刨床主要用于加工中小型零件龙门刨床:工作台往复运动，横梁上的刀架可以水平或垂直运动龙门刨床主要用于加工大型零件7.刨（插）削加工刨床主要有牛头刨床和龙门刨床两种牛头刨床807.1

牛头刨床的摆杆机构牛头刨床的摆杆机构摆杆齿轮带动摇杆左右摆动，摇杆带动滑枕做往复运动。摆杆机构的特点：返回行程比工作行程时间快。7.1牛头刨床的摆杆机构牛头刨床的摆杆机构817.2刨削加工的范围7.2刨削加工的范围823.1插削加工插床又称立式刨床，其运动原理与牛头刨床相似，主要用于孔内表面加工，如方孔、多边形孔、键槽等的加工。工件在工作台上可做纵向、横向和回转的运动，滑枕做上下往复运动。3.1插削加工插床又称立式刨床，其运动原理与牛头刨床837.3插削主要加工范围7.3插削主要加工范围847.4刨削加工的工艺特点1.加工精度通常为：精刨：IT7-IT10，粗糙度Ra为6.3-1.6之间。2.通用性好，刨床简单、价格低、调整和操作简便，刨刀形状简单，制造、刃磨方便。3.生产率一般比较低，主运动为往复直线运动，返回行程不参加切削。4.适用于单件小批生产。7.4刨削加工的工艺特点1.加工精度通常为：精刨：IT7858.钻削加工

钻床包括台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。如图：工件直径≤12mm的孔一般使用台式钻床加工，孔径<50mm的中小型零件在立式钻床上加工，大型工件上的孔在摇臂钻床上加工。

钻夹头是钻孔的常用夹具，一般用于孔径较小(≤

12mm)的工件，大直径的零件用锥度套筒装入钻轴。对精度要求高，粗糙度低的零件钻孔后还必须进行精加工。8.钻削加工钻床包括台式钻床、立式钻床和摇臂钻床86钻削加工的范围钻削加工的范围87

8.1扩孔

用扩孔钻对已经钻出或铸出、锻出的孔进行扩大和提高精度的加工，称为扩孔。扩孔钻如下图所示。其结构与麻花钻相似，但切削刃有34个，前端是平的，无横刃，螺旋槽较浅，钻头刚度好。扩孔余量小，切削比较平稳，所以扩孔精度比钻孔高。其尺寸公差等级可达IT10IT9，表面粗糙度Ra值可达6.33.2m。扩孔可作为终加工，也可作为铰孔前的预加工。

8.1扩孔用扩孔钻对已经钻出或铸出、锻出的888.2铰孔

铰刀有手用铰刀和机用铰刀两种(图a)。手用铰刀为直柄，工作部分较长。机用铰刀多为锥柄，可装在钻床、车床或镗床上铰孔。铰刀的工作部分由切削部分和修光部分组成。切削部分呈锥形，担负切削工作。修光部分起导向和修光作用。铰刀有612个切削刃，制造精度高，心部直径较大，刚度和导向性好。铰孔余量小，切削平稳。铰孔尺寸公差等级可达IT8IT6，表面粗糙度Ra值达1.60.4m。手铰孔时，用铰杆转动铰刀并轻压进给(图b)。铰刀不能倒转，否则铰刀与孔壁之间易挤住切屑，造成孔壁划伤或刀刃崩裂

铰孔适用于加工精度高、直径不大孔的终加工。手铰时，切削速度低，切削力小，不受机床振动等影响，加工质量比机铰好，但生产率低。8.2铰孔铰刀有手用铰刀和机用铰刀两种(89

镗削一般是指在镗床上进行的切削加工。图为常用的卧式镗床。由床身、立柱、主轴箱、尾架和工作台等部分组成。镗床的主轴能作旋转主运动和轴向进给运动。安装工件的工作台可以实现纵向、横向进给运动，并可回转一定的角度。主轴箱可沿立柱导轨作上下运动。尾架可沿床身导轨水平移动，其上的镗杆支承也可与主轴箱同时上下运动。8.3镗削加工镗削一般是指在镗床上进行的切削加工。图为常用的卧式镗908.4镗孔加工的工艺特点1.镗床主要用于加工大型工件或形状复杂工件上的孔和孔系。例如变速箱、发动机缸体等。2.镗孔尺寸公差等级可达IT8IT7，表面粗糙度值一般为1.6～0.8m。3.镗孔可以校正孔原有的轴线偏差或位置偏差。镗刀的形状8.4镗孔加工的工艺特点1.镗床主要用于加工大型工件或形918.5钻削的工艺特点1.钻削属于低精度（IT11-IT13）和高表面粗糙度的(Ra50-12.5)加工方法2.容易产生“引偏”，是加工过程中由于钻头弯曲产生孔径扩大、孔不圆等缺陷。原因是刀具呈细长状，刚性较差。3.排屑困难，钻孔在半封闭的状态下进行，切下来的切屑沿刀具两侧的螺旋槽上升，容易与已经加工出的表面发生摩擦和挤压，刮伤已加工表面，降低表面质量4.切削热不容易传散，切削液难以传到切削区。限制切削速度的提高8.5钻削的工艺特点1.钻削属于低精度（IT11-IT13929.磨削加工磨削加工的机床是磨床，刀具是砂轮磨削加工可以磨削外圆、孔和平面，磨削加工的夹具通常有电磁吸盘、三爪卡盘、顶尖等右图是磨床的液压传动原理图9.磨削加工磨削加工的机床是磨床，刀具是砂轮93

磨床包括外圆磨、内圆磨、无心磨等几种，下图是万能外圆磨床的图形。

M1432A万能外圆磨床(M—磨床；14—万能外圆磨床；32—最大磨削直径的1/10，即最大磨削直径为320mm；A—性能和结构上经过一次重大改进)。

9.1磨床类型磨床包括外圆磨、内圆磨、无心磨等几种，下图是万能外圆磨949.2磨削的工艺特点1.磨削的精度高，IT6-IT5，粗糙度低，Ra0.8-0.2，砂轮表面有极多的切削刃同时参加切削。2.可以加工一些难以加工的材料。如淬火钢、高速钢以及毛坯的清理。3.切削速度高（30m/s以上）切削温度高（1000℃以上）。使用冷却液。4.砂轮有自锐作用，这是其它刀具所不具备的。即磨粒不断脱落，新的磨粒又是锋利的。5.磨削力的径向分力较大，因此，在达到尺寸以后，还要进行多次无进给磨削。9.2磨削的工艺特点1.磨削的精度高，IT6-IT5，粗糙度9510.齿轮加工概述

齿轮应用广泛。常见的有圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗杆蜗轮等。其中以渐开线圆柱齿轮应用最广。圆柱齿轮中，齿向平行于轴线的称直齿轮；齿向呈螺旋线形状的称斜齿轮。其齿廓曲线通常采用渐开线。为了保证齿轮的传动质量，对齿轮加工提出下列要求：

(1)传动运动的准确性为保证齿轮传动速比的准确性，应要求齿轮一转内转角误差不超过允许值。为此，在齿轮加工中，分齿应均匀。

(2)传动的平稳性所谓传动平稳，是指振动和噪音小，冲击要小。因此，应限制局部齿形的制造误差，以限制瞬时速比的变动量。

(3)载荷分布的均匀性为避免造成齿面应力集中，局部磨损，影响使用寿命。10.齿轮加工概述齿轮应用广泛。常见的有圆柱齿轮、96

(4)齿侧间隙指齿轮副在工作状态下，非工作齿面间应有一定的间隙，以补偿齿轮的加工和安装误差，补偿热变形，保证齿轮能自由回转和贮存润滑油。齿侧间隙是由工作条件确定的。制造时，通过控制齿轮齿厚来获得。为了适应机械产品不同的需要，我国将渐开线圆柱齿轮分为12个精度等级(GBl0095一88)，精度由高至低依次为112级。在一般机械中，以7、8级的齿轮应用最广。齿轮加工分齿坯加工和齿面加工两个阶段，而齿面加工是整个齿轮加工的关键。下面着重介绍渐开线齿面的切削加工。齿面加工按其加工原理分为成形法和展成法两类。若刀刃形状与被切齿轮齿槽的形状相符，齿面由成形刀具直接切出时，称成形法，例如铣齿等。若齿面是根据齿轮的啮合原理来形成的，称展成法，例如滚齿、插齿等。(4)齿侧间隙指齿轮副在工作状态下，非工作齿面间应有9710.1齿轮加工之铣齿轮

铣齿通常是利用成型刀具（如齿轮铣刀）以及分度盘来进行加工。通过铣削加工的齿轮通常精度不高，这是由于分度盘的精度不高导致的。铣齿适用于加工单件小批量低精度的齿轮。通常铣齿成本较低，生产率较低。

图为在卧式万能铣床上铣直齿轮的示意图。齿坯安装在铣床的分度头上，铣刀旋转作主运动，工作台带动齿坯作直线进给运动。每铣完一个齿槽后，工件退回，进行分度，再铣下一个齿槽。重复进行上述过程，直至铣出全部齿面为止。10.1齿轮加工之铣齿轮铣齿通常是利用成型刀9810.2齿轮加工之插齿原理和插齿

插齿加工是用插齿刀在插齿机上加工齿轮的，它是按一对圆柱齿轮的啮合原理进行的。如图：一个是工件，另一个是刀具（插齿刀采用高速钢制造），在刀具上磨出前角和后角度，工件和刀具之间按传动比做纯滚动旋转，插齿刀同时再做上下往复运动，可在工件上插出齿轮来。插齿过程中：插齿刀与工件之间必须维持严格的啮合关系，这种运动称为分齿运动10.2齿轮加工之插齿原理和插齿插齿加工是用99齿轮加工之插齿原理和插齿

插齿运动的主运动是刀具的上下往复运动，进给运动包括分齿运动（展成运动）、径向进给运动，让刀运动。让刀运动的作用是：避免刀具在返回时，刀齿的后刀面与工件发生摩擦。齿轮加工之插齿原理和插齿插齿运动的主运动是刀10010.3齿轮加工之滚齿原理和滚齿

滚刀形状类似蜗杆，其加工过程与蜗杆蜗轮的啮合过程相似。为了形成切削刃和容屑槽，滚刀在垂直螺旋线方向等分地开出若干刀槽，并经过铲背、淬火和前、后刀面的刃磨，其刃形又近似于齿条齿形。滚齿时，每个齿形都是由滚刀在旋转中依次对齿坯切削的若干条切削刃包络而成的(图)。当滚刀与齿坯进行强制啮合运动时，就在齿坯上切出了渐开线齿形。10.3齿轮加工之滚齿原理和滚齿滚刀形状类似蜗杆，其加101齿轮加工之滚齿原理和滚齿

主运动即滚刀的旋转运动，展成运动即滚刀与齿坯之间的啮合运动，两者应准确地保持齿轮啮合传动比关系。设滚刃的头数为K(通常K=1)，被加工齿轮的齿数为Z，则滚刀每转一转，齿坯应沿啮合运动方向转K个齿，即转K／Z转。垂直进给运动为了切出整个齿宽上的齿形，滚刀须沿齿坯轴线方向作连续进给运动。齿轮加工之滚齿原理和滚齿主运动即滚刀的旋转运动，102第三章零件表面的加工方案返回索引第三章返回索引103

零件是由多个表面组成的，每一个表面又可以用多种加工方法获得。因此，应该对零件的结构特点、形状大小、技术要求、材料性能、生产批量、设备现状以及经济性等多方面进行分析，选择合适的加工方法。将多种加工方法按照一定的加工顺序链接起来，依次对各个表面进行加工，多种加工方法的有机组合成为加工方案。加工方案是拟订工艺过程的基础。零件是由多个表面组成的，每一个表1041.外圆表面的加工方案公差等级表面粗糙度Ra(m)加工方案适用范围IT13IT115012.5粗车适用于淬火钢外的各种金属IT10IT86.33.2粗车—半精车IT8IT71.60.8粗车—半精车—精车IT6IT50.80.2粗车—半精车—精车—精细车主要用于要求高的有色金属IT8IT70.80.4粗车—半精车—磨削

适用于除有色金属外的各种金属，特别是淬火钢IT7IT60.40.1粗车—半精车—粗磨—精磨IT5IT30.10.025粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨1.外圆表面的加工方案公差等级表面粗糙度Ra(m)加工方1052.平面的加工方案公差等级表面粗糙度加工方案适用范围IT12IT102512.5粗车轴、套、盘类等零件未淬火的端面IT9IT76.30.8粗车—半精车—精车IT10IT86.31.6粗刨（铣）—精刨（铣）用于不淬硬的平面IT7IT60.80.1粗刨（铣）—精刨（铣）—刮研IT7IT60.40.05粗刨（铣）—精刨（铣）—粗磨—精磨用于高精度低粗糙度的平面2.平面的加工方案公差等级表面粗糙度加工方案适用范围IT121063.孔的加工方案公差等级表面粗糙度加工方案适用范围IT13IT115012.5钻

加工除淬火钢外各种金属实心毛坯上较小的孔IT10IT96.33.2钻—扩IT8IT76.33.2钻—扩IT7IT60.40.2钻—扩—机铰—手铰IT13IT1012.56.3粗镗

除淬火钢外各种金属，毛坯有铸出孔或锻出孔IT9IT83.21.6粗镗—精镗IT8IT71.60.8粗镗—半精镗—精镗IT7IT60.80.4粗镗—半精镗—精镗—精细镗IT7IT60.20.1粗镗—半精镗—粗磨—精磨主要用于淬火钢，但不宜用于有色金属3.孔的加工方案公差等级表面粗糙度加工方案适用范围IT11074.油缸的加工方案4.油缸的加工方案1085.螺纹的加工方法

螺纹的结构简单、形式多样、传动稳定、连接可靠、调整迅速准确、装拆方便、成本低廉，在机械行业中应用广泛。5.螺纹的加工方法螺纹的结构简单、形式1095.1螺纹的种类和用途螺纹按其用途分为联接螺纹和传动螺纹1、联接螺纹：主要起联接和调整的作用（1）普通螺纹：牙形角为60º，又分为粗牙螺纹和细牙螺纹两种，代号为M。（2）管螺纹：牙形角为55º，常用于水管、气管、油管等防泄露要求的场合。5.1螺纹的种类和用途螺纹按其用途分为联接螺纹和传动螺纹1105.1螺纹的种类和用途2、传动螺纹：主要用于传递运动和动力。

(1)梯形螺纹：牙形角为30º，牙形为等腰梯形，代号为Tr，它是传动螺纹的主要形式，如机床丝杠等。5.1螺纹的种类和用途2、传动螺纹：主要用于传递运动和动力1115.1螺纹的种类和用途（2）矩形螺纹：主要用于力的传递，其特点是传动效率较其它螺纹高，但强度较低、对中准确性较差，特别是磨损后轴向和径向的间隙较大，因此应用受到了一定的限制。5.1螺纹的种类和用途（2）矩形螺纹：主要用于力的传递，其1125.1螺纹的种类和用途(3)锯齿形螺纹：其牙形为锯齿形，代号为B。它只用于承受单向压力，由于它的传动效率及强度比梯形螺纹高，常用于螺旋压力机及水压机等单向受力机构。5.1螺纹的种类和用途(3)锯齿形螺纹：其牙形为锯齿1135.1螺纹的种类和用途（4）模数螺纹：即蜗杆蜗轮螺纹，其牙形角为40º，它具有传动比大、结构紧凑、传动平稳、自锁性能好等特点，主要用于减速装置。

5.1螺纹的种类和用途（4）模数螺纹：即蜗杆蜗轮螺纹，其牙1145.2螺纹的加工1、车螺纹：其特点是通过车床机构的调整，能方便地车出不同螺距、不同直径、不同线数和不同牙形的螺纹，适合于单件小批量生产。5.2螺纹的加工1、车螺纹：其特点是通过车床机构的调整，1155.2螺纹的加工2、攻螺纹和套螺纹:

攻螺纹是用丝锥在工件的光孔内加工出内螺纹的方法，如下图左。套螺纹是用板牙在工件光轴上加工出螺纹的方法，如下图右。5.2螺纹的加工2、攻螺纹和套螺纹:1165.2螺纹的加工

攻螺纹和套螺纹的特点是特别适宜于小尺寸的螺纹加工，对于特别小的螺纹，攻螺纹和套螺纹几乎是其它方法不能代替的。攻螺纹和套螺纹的另一特点是操作十分灵活，特别适宜于成批大量箱体类零件上小螺纹的加工。5.2螺纹的加工攻螺纹和套螺纹的1175.2螺纹的加工3、铣螺纹、磨螺纹和滚压螺纹

（1）铣螺纹：是在专用的螺纹铣床上进行，也可在万能卧式铣床上进行。铣螺纹比车螺纹的加工精度略低、表面粗糙度略大，但铣螺纹的生产率高，适宜于大批大量螺纹生产的粗加工和半精加工。（2）磨螺纹：是在专用的螺纹磨床上进行，主要是对需要热处理（硬度较高和精度要求高）的螺纹进行精加工，一般需要磨削的螺纹是经过车螺纹或铣螺纹等半精加工后才进行的。5.2螺纹的加工3、铣螺纹、磨螺纹和滚压螺纹1185.2螺纹的加工

（3）滚压螺纹：是使坯料在滚压工具的压力下产生塑性变形，强制压制出相应的螺纹，滚压方式主要有两种：

A.搓螺纹：是在搓丝机上进行，利用搓丝机压出来的螺纹精度高，可达5级，表面粗糙度为Ra1.6~0.8，目前市场上购买的螺钉、螺栓等螺纹零件大都是由搓丝机生产出来的。

B.滚螺纹：是在专用的滚压螺纹机上进行的，被滚压出来的螺纹精度可达3级，表面粗糙度为Ra0.8~0.2，其优点是大大提高了螺纹的抗拉强度、抗剪强度和疲劳强度，且生产率很高，缺点是需要贵重的专用设备，对坯料精度要求较高，而且只能滚压外螺纹。5.2螺纹的加工（3）滚压螺纹：是使坯料在滚压工具的压1196.典型零件的工艺过程

我们对轴类、盘类以及箱体类零件进行工艺过程分析6.典型零件的工艺过程我们对轴类、盘1206.1轴类零件

轴类零件按其结构特点可分为光轴、阶梯轴、空心轴、曲轴等，其主要表面为外圆面、轴肩和端面，某些轴类零件还有内圆面、键槽、退刀槽、螺纹等其它表面。外圆面主要用于安装轴承和轮系（带轮、齿轮、链轮等），轴肩的作用是使上述零件在轴上轴向定位。轴类零件通过轴上安装的零件起支承、传递运动和扭矩的作用。6.1轴类零件轴类零件按其结构特点1216.1轴类零件6.1轴类零件1226.1轴类零件1）技术要求本零件的轴颈Φ24和Φ16分别装在箱体的两个孔中，轴通过螺纹M10和孔Φ10紧固在箱体上，轴上Φ20h6处是用来安装滚动轴承的，轴承上装有齿轮，轴中间对称地加工出相距22的两个平行平面，是为了卡扳手而设计的。

2）工艺分析

①毛坯选择：由于轴受力不大，主要是支承齿轮，所以可直接选用不经锻造的45钢。

6.1轴类零件1）技术要求1236.1轴类零件

②定位基准的选择

A.以圆钢外圆面为粗基准，粗车端面并钻中心孔；

B.为保证外圆面的位置精度，以轴两端的中心孔为定位精基准，这样满足了基准重合和基准统一的原则；

C.调质处理后，以外圆面定位，精车两端面并修整中心孔；

D.以修整的两中心孔作为半精车和磨削的定位精基准，满足了互为基准的原则。

③制订机械加工工艺过程6.1轴类零件②定位基准的选择124

单件小批量生产机床某轴的工艺过程单件小批量生产机床某轴的工艺过程125

126机械加工设备刀具培训课件127机械加工设备刀具培训课件128机械加工工艺基础机械加工工艺基础129索引切削加工的基础知识金属切削机床零件表面的加工方案索引切削加工的基础知识金属切削机床零件表面的加工方案130第一章切削加工的基础知识第一章1311.1钳工与机械加工钳工：通过工人手持工具进行切削加工。机械加工：采用不同的机床（如车床、铣床、刨床、磨床、钻床等）对工件进行切削加工。1.1钳工与机械加工钳工：通过工人手持工具进行切削加工。1322.零件表面质量的概念

零件几何参数：宏观几何参数：包括：尺寸、形状、位置等要素。

微观几何参数：指：微观表面粗糙程度。2.零件表面质量的概念零件几何参数：1332.1加工精度加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、形状、位置等参数同理论参数的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a.尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。b.形状精度：零件形状与理想形状接近程度。c.位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的准确度。2.1加工精度加工精度：指零件经切削加1342.1加工精度国家标准规定：常用的精度等级分为20级，分别用IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。数字越大，精度越低。其中IT5-IT13常用。高精度：IT5、IT6通常由磨削加工获得。中等精度：IT7-IT10通常由精车、铣、刨获得。低精度：IT11-IT13通常由粗车、铣、刨、钻等加工方法获得。2.1加工精度国家标准规定：常用的精度1352.1.1尺寸精度Φ250-0.04

零件尺寸要素的误差大小。

问：精度的高低与哪两个因素有关？

基本尺寸和公差大小。2.1.1尺寸精度Φ250零件尺寸要素的误1362.1.2形状精度

Φ25轴加工后可能产生的形状误差0－0.0132.1.2形状精度Φ25轴1372.1.2形状精度指零件上实际要素的形状与理想形状相符合的程度；国家标准规定了六类形状公差（见下表）形状精度的标注：框格分为2格，箭头指向待表达的表面，数字表示允许误差的大小，单位为毫米。2.1.2形状精度指零件上实际要素的形状与理想形状1382.1.3位置精度指零件的实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的准确度。圆圈中的英文字母表示基准，框格分3格，箭头指向待表达的表面2.1.3位置精度指零件的实际要素（点、线、面）139精度等级尺寸精度范围Ra值范围（μm）相应的加工方法低精度IT13～IT1125～12.5粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等中等精度IT10～IT96.3～3.2半精车、半精镗、半精铣、半精刨、扩孔等IT8～IT71.6～0.8精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗铰等高精度IT7～IT60.8～0.2精磨、精铰等特别精密精度IT5～IT2Ra＜0.2研磨、珩磨、超精加工、抛光等零件精度等级及其相应的加工方法精度等级尺寸精度范围Ra值范围相应的加工方法低精度IT13～1402.2表面粗糙度表面粗糙度：零件微观表面高低不平的程度。

产生的原因：

1）切削时刀具与工件相对运动产生的磨擦；

2）机床、刀具和工件在加工时的振动；

3）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹；

4）加工时零件表面发生塑性变形。

2.2表面粗糙度表面粗糙度：零件微观表面高低不1412.2表面粗糙度

表面粗糙度对零件质量的影响：

零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大，主要有以下几个方面：

1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快；

2)表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在装配时，可使微小凸峰挤平，有效过盈量减少，使配合件强度降低；

3）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质，且不易清除，造成表面腐蚀；

4）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，以致产生裂纹而造成零件断裂。2.2表面粗糙度表面粗糙度对零件质量的影1422.2表面粗糙度

评定参数：常用的是轮廓算术平均偏差Ra2.2表面粗糙度

评定参数：常用的是轮廓算术1432.2表面粗糙度Rah1h2h3…hn2.2表面粗糙度Rah1h2h3…1442.2表面粗糙度国家标准规定：表面粗糙度分为14个等级，分别用表示，数字越大，表面越粗糙。表面粗糙度符号上的数值Ra,单位是微米（μm）。Ra第一系列：0.012、0.025、0.050、0.100、0.20、0.40、0.80、1.6、3.2、6.3、12.5、25、50、1002.2表面粗糙度Ra第一系列：0.012、0.1452.2表面粗糙度

表面粗糙度符号的意义及应用

符号

符号说明

意义及应用基本符号单独使用无意义基本符号上加一短划线表示表面粗糙度是用去除法获得基本符号内加一小圆表示表面粗糙度是用不去除材料的方法获得

符号上加Ra值用去除材料方法获得的表面，Ra的最大允许值为3.2µm2.2表面粗糙度

表面粗糙度符号的意义及应用1462.3常见加工方法的Ra表面特征加工方法Ra(微米)表面特征粗车粗镗50

可见明显刀痕粗铣粗刨25

可见刀痕钻孔12.5

微见刀痕精铣精刨半精车6.3

可见加工痕迹3.2

微见加工痕迹精车1.6

看不清加工痕迹粗磨0.8

可辨加工痕迹方向精磨0.4

微辨加工痕迹方向精密加工0.1-0.012

只能按表面光泽辩识2.3常见加工方法的Ra表面特征加工方法Ra(微米)表面147表面微观特性Ra加工方法应用举例粗糙可见微见刀痕>10粗车、粗铣、毛锉、锯断倒角、钻孔、键槽底面半光表面微见加工痕迹5--10车、铣、钻、镗、粗铰普通配合表面，退刀槽微见加工痕迹2.5-5车、铣、镗、拉、磨配合无要求的表面看不清加工痕迹1.25-2.5车、铣、镗、拉、磨齿轮的工作面、箱体镗孔表面光表面可辨加工痕迹方向0.63-1.25车、镗、铣、磨、精铰圆柱销、导轨面微辩加工痕迹方向0.32-0.63精铰、精镗、磨高精度导轨面、重要配合面不可辨加工痕迹方向0.16-0.32精磨、研磨、超精加工精密机床主轴及光表面暗、亮光泽面<0.16精磨、研磨、抛光量规、气缸等注：当Ra=0.80时，普通的车、铣已经难以加工表面微观特性Ra加工方法应用举例粗糙可见微见刀痕>10粗车、1482.4零件的加工精度与表面粗糙度的关系精度：宏观几何参数的误差表面粗糙度：微观几何参数的误差加工精度高，必须采用一系列的高精度的加工方法，而经过高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表面粗糙度低，零件必须采用一系列的降低表面粗糙度的加工方法，而低