金属工艺学 邓文英（全套课件下）

金属工艺学下册

（第一章，第一节）下册需要完成的任务围绕切削加工这个大主题，学习（1）切削加工原理（2）切削机床（3）传统的切削加工方法和工艺过程（4）了解精密加工、特种加工方法和现代制造技术。（5）掌握典型表面的加工（6）切削加工工艺规程的制定（7）零件的结构工艺性第一章切削加工的基本知识本章的主要内容：一、切削运动及切削要素（零件典型表面、切削用量、切削层几个参数）二、刀具及刀具材料（刀具材料、刀具标注角度、工作角度、刀具磨损、刀具耐用度等）三、金属切削过程中的各种物理现象（切屑形成、积屑瘤、切削力、切削功率，切削热、切削温度）四、围绕切削加工的主要经济指标（产品质量、生产率、经济性），合理选择切削用量、切削液。

五、材料切削加工性的概念和衡量指标，及改善的主要途径。

第一节切削运动和切削要素一、零件的加工表面及切削运动任何一种机电产品都是由许多零件组成，每一个零件的几何形状虽不同，但分析起来主要由三种典型表面构成：即内、外圆柱面，平面，成形面等。

1．不同表面的形成：母线 轨迹 内、外圆柱表面直线 圆 作旋转运动所形成的表面平面直线 直线作平移运动所形成的表面成形表面曲线 圆或直线作旋转或平移运动所形成的表面

2．切削运动：刀具与工件之间的相对运动称为切削运动。按其功能的不同，切削运动分为主运动和进给运动。主运动：消耗功率最大进给运动：与主运动配合，可以保持切削的连续进行，以形成零件的几何表面。

总结：常用机床的主运动与进给运动：

车削

铣削

刨削

平面磨削主运动：工件旋转

刀具旋转

滑枕带刀具往

砂轮旋转运动复直线移动进给运动：刀具运动

工件移动

工件间歇移动

工作台移动

砂轮移动

切削运动有旋转的、直线的、曲线的、连续的和间歇的等运动形式。工件加工表面以车削为例，工件在车削过程中有三个不断变化着的表面

待加工表面—即将被切除金属层的表面

已加工表面—已经切去一部分金属而形成的新表面

加工表面—切削刃正在切削的表面二、切削用量三要素：切削用量是用来衡量切削运动的大小。在一般的切削过程中，包括切削速度、进给量和背吃刀量三要素。切削用量的变化对零件加工质量和生产率有十分重要的影响。

1）切削速度Vc：在单位时间内，工件与刀具沿主运动方向相对移动的距离。以车削加工为例（主运动为旋转运动）：

d：工件（或刀具）直径（mm）n：工件（或刀具）转速（r/s或r/min）刨削加工为例（主运动为往复直线运动）L----往复行程长度，mmnr----主运动每秒或每分钟的往复次数，st/s或st/min

2）进给量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位移

f(mm/r)如车削加工：工件每转一转，刀具相对工件的位移

mm/r。牛头刨床：刀具每走一个行程，在进给方向上相对于工件的位移，mm/st对于多齿刀具加工时，进给运动的瞬时速度称为进给速度，即

（每转的位移×每秒多少转）

（每齿进给量fz×刀具齿数z×每秒多少转）

(mm/s或mm/min)

3）背吃刀量(切削深度)ap

(mm)：切削加工时，待加表面与已加工表面间的垂直距离(mm)，也就是垂直于进给运动方向上主切削刃切入工件的深度。

dw：待加工表面

dm：已加工表面在切削层尺寸平面中，垂直于进给方向测量的切削层尺寸。

三、切削层的几何参数：切削层：工件上被刀具切削刃切除的那一层材料，它是在垂直于含切削速度的平面内测量。切削层公称厚度：（即相邻加工表面间的距离）

切削层公称宽度：（沿主切削刃上度量的切削层尺寸）

切削层公称横截面积：讨论：在AD不变时：当kr变小，则增大，减少，这时，单位长度切削刃上承受切削力减少，切屑变薄，散热效果好，但切削的径向分力增大；当kr变大，则情况正相反。作业：画出端铣平面的切削层参数。第二节

刀具材料及刀具结构一、刀具材料：在切削加工时，刀具材料要在高温条件下承受较大的切削力、摩擦、冲击、振动。为了保证零件的加工精度和刀具的耐用性，刀具材料必须具有特殊的综合性能。1）刀具材料的主要性能要求：

①较高硬度（大于HRC60以上）；

②足够强度和韧性（承受切削力，冲击、振动、不变形等）；

③较好的耐磨性（抵抗磨损，耐用）；

④较高的耐热性（在高温下保持较高的硬度及其它性能）；

⑤较好的工艺性（便于制造成各种成刀具形）；

⑥成本低，来源广；2）常用刀具材料：手工刀具的刀具材料：碳素工具钢（T10A含C0.7~1.2%的优质钢）和合金工具钢（9SiCr，即碳素工具钢中加入Cr、w、Mn、Si）机加工用刀具材料：高速钢（W18Cr4V）和硬质合金（YG、YT）等。高速钢和硬质合金性能比较高速钢是含W、Cr、V等合金元素较多的合金工具钢。它的硬度、耐磨性和耐热性低于硬质合金，但强度和韧性却高于硬质合金，工艺性能较硬质合金好，而且价格比较便宜。广泛地应用于制造形状较为复杂的各种刀具。硬质合金是以高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TiC）作基体，以金属Co等作粘结剂，用粉末冶金的方法制成的一种合金。其硬度高，耐磨性好，耐高温，允许的切削速度比高速钢高数倍，但强度、韧性和工艺性不如高速钢。常制成各种形式的刀片。国产硬质合金材料（YG、YT）一般分为两大类：钨钴类（YG）和钨钛钴类（YT）。钨钴类（YG类：WC+CO

），主要牌号有：

YG3、YG6、YG8，其中数字为CO的百分含量，含CO少，材质较脆，但较耐磨。YG类刀具切塑性材料时，耐磨性差，适用于加工铸铁，青铜等脆性材料。钨钛钴类（YT类：WC＋TiC＋CO

），主要牌号有：YT5、YT15、YT30，其中数字为TiC的百分含量，TiC含量多，韧性差，但耐磨，耐高温。YT类刀具适用于加工钢件。除外：陶瓷材料（Al2O3），人造金刚石，改性硬质合金和改性高速钢材料等。这些刀具材料具有更好耐高温，耐磨和高硬度特点。

常用刀具材料的基本性能和代表牌号见表1-13）常用刀具种类常用刀具种类切刀孔加工刀具拉刀铣刀螺纹刀具齿轮刀具磨具二．刀具角度1.切削部分的组成刀具种类繁多，形状复杂，但却有共同特征，都具有楔形的切削部分车刀是最简单的刀具，其它刀具则可认为是车刀的演变和组合.以车刀为例，学习刀具切削部分的几何参数刀具切削部分的组成车刀：刀杆和刀头两部分车刀的切削部分：前刀面Aγ—切屑沿其流出的刀面主后刀面Aα—与工件加工面相对的刀面副后刀面Aα’—与工件已加工面相对的刀面主切削刃—前刀面与主后刀面的交线，它完成主要切削工作副切削刃—前刀面与副后刀面的交线，它配合主刀刃最终形成已加工表面

刀尖（过渡刃）—主刀刃与副刀刃的交点刀尖形式a)实际交点b)曲线刃c)直线刃2.车刀切削部分的主要角度参考系定义刀具几何角度的参照平面系，以确定刀面和刀刃的空间位置正交剖面系通过刀刃某选定点基面Pr—通过刀刃某选定点x，与主运动假定方向相垂直的平面切削平面Ps—通过刀刃某选定点x，与刀刃相切且垂直于基面的平面正交平面（主剖面）Po—通过刀刃某选定点x，同时垂直于基面与切削平面的平面通过副刀刃上任选点Pr’

、P’s、P’o

刀具标注角度画刀具图及磨刀时掌握的角度，是假定条件下的切削角度，以便于刀具的设计与制造假定运动条件不考虑进给运动的大小假定安装条件规定刀具的刃磨和安装基准面垂直于切削平面或平行于基面，同时规定刀杆的中心线同进给运动方向垂直前角γо后角αо主偏角кr副偏角кr’副后角αo刃倾角λS

1）前角r0：在主剖面中测量，前刀面与基面之间的夹角，r0<0、=0、>0。其大小影响：刀具锋利强度、刀具强度、散热条件、磨损及耐用度，前角大，切削刃锋利，切屑变形小，切削力小，切削热小，但切削刃强度下降，散热差，刀具耐用度下降；前角小，切削刃强度高，散热条件好，刀具耐用度提高，但切削刃变钝，切屑变形大，切削力大。确定前角大小的原则：锐字当先，锐中求固。一般情况，硬质合金刀具切削结构钢材料时，前角：粗加工取10—18度；精加工取13—20度。硬质合金刀具切削铸铁材料时，粗加工取10—15度；精加工取5—10度。

因此，一般加工硬材料或粗加工时取较小的后角；加工较软材料或精加工时取较大的后角。一般情况，粗加工取6-8度；精加工取8-12度。2）后角αо

：在主剖面中测量，主后刀面与切削平面之间的夹角。

其大小影响：主后刀面与工件磨擦、刀具强度、刀具锋利强度等。

后角大，摩擦小，切削刃锋利，但切削刃强度下降，散热差，刀具耐用度下降；后角小，切削刃强度高，散热条件好，刀具耐用度提高，但刀具摩擦加剧。

3）主偏角kr：在基面中测量，主切削刃与进给方向之夹角。

其大小影响：切削层形状，切削力的分布，散热条件，刀具耐用度和表面粗糙度。3、主偏角及副偏角：

1）主偏角主要影响切削层的形状、表面粗糙度和切削分力的大小；3．刀具的工作角度：以上介绍的是刀具的标注角度，但在切削过程中刀具的实际切削角度会因为装刀的准确度变化而偏离刀具标注角度。4）副偏角：在基面上测量，副切削刃与进给反方向的夹角。

其大小亦影响副切刃，副后刀面与已加工表面之间的摩擦，以及加工面的表面粗糙度Ra值。1）刀尖高度对前后角影响（车外圆为例）

2）车刀偏斜对主副编角影响：

刀具安装位置对工作角度的影响

进给运动对工作角度的影响4．刀具结构：整体式、焊接式、机夹式几种。

第三节

金属切削过程

1.切屑形成过程及切屑种类

2.积屑瘤；

3.切削力和切削功率；

4.切削热和切削温度

5.刀具磨损及耐用度第三节

金属切削过程3.1金属切屑的形成过程及切屑的种类1．切屑的形成过程材料在刀具及切削力作用下，经过弹性变形→塑性变形(OA-0B)→被挤裂(切断）。ＢＡ工件刀具Ｏυ

在切削过程中，被切金属层在前刀面的推动作用下产生剪应力，当剪应力达到并超过工作材料的屈服极限时，被切金属层将沿着某一方向产生剪切滑移变形而逐渐累积在前刀面上，随着切削运动的进行，这层累积物将连续不断的沿前刀面流出，从而形成了被切除的切屑金属切削层的变形金属切削层的三个变形区第一变形区从OA线开始发生塑性变形，到OD线晶粒的剪切滑移基本完成第二变形区切屑沿刀具前面排出时，进一步受到前面的挤压和摩擦，使靠近前面处的金属纤维化，其方向基本上和前面相平行第三变形区已加工面受到切削刃钝圆部分与刀具后面的挤压和摩擦，产生变形与回弹，造成纤维化与加工硬化三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力比较集中而复杂，金属的被切削层就在此处与工件母体材料分离，大部分变成切屑，很小的一部分留在已加工表面上ＡＢＣＤＥ切削层刀具工件ⅠⅢⅡＯ金属切削层的变形4第一变形区内金属的剪切变形主要特征沿滑移线的剪切变形，以及随之产生的加工硬化工件原材料的晶粒AB变成A’B’受到切应力时，晶格内的晶面就发生滑移，就是剪切面方向晶粒伸长方向即金属纤维化的方向A”B”纤维化方向与剪切面方向不重合，夹角ψ金属切削层的变形5第一变形区内金属的剪切变形晶粒伸长方向即金属纤维化的方向纤维化方向与剪切面方向不重合，夹角ψ剪切面在一般切削速度范围内，宽度仅约0.2~0.02mm，OM剪切角剪切面和切削速度方向的夹角φ塑性金属的切削过程模拟示意图剪切角φ对于同一工件材料，用同样的刀具，切削同样大小的切削层，当切削速度高时，φ较大，剪切面积变小，切削比较省力，说明切屑变形较小。须用某种方法来表示切削变形程度变形系数ξ〉1

切屑厚度与切削层厚度之比ξa

切削层长度与切屑长度之比ξL在金属切削过程中，经过塑性变形的切屑，其外形与原切削层不同，其切屑层的厚度ach要大于切削层厚度ac，而切屑层的长度Lch要小于切削层Lc，这种现象称为切屑收缩。变形系数对切削力、切削温度及表面粗糙度Ra都有重要的影响。

变形系数愈大，则切削力愈大、切削温度愈高，表面愈粗糙。增大前角，或降低材料塑性，可减小变形系数§。

2．切屑种类：带状切屑、节状切屑，崩碎切屑等多种带状切屑节状切屑崩碎切屑不同的切屑种类对切削力平稳性，表面粗糙度，机床振动和生产安全性均有影响。带状切屑：切削塑性材料时采用大前角，较高的切削速度和较小的进给量容易形成带状切屑。形成带状切屑时，切削力平稳，加工表面光洁，但不安全。节状切屑：当采用较低的切削速度和较大的进给量容易形成节状切屑。形成节状切屑时，切削力波动大，产生振动，加工表面粗糙。崩碎切屑：切削铸铁、青铜等脆性材料时容易形成崩碎切屑。形成崩碎切屑时刀尖磨损严重，产生振动，影响加工表面质量。切屑形状应通过改变切削条件、刀具角度和材料性能来获得所需要的切屑，以保证加工的胜利进行。形成条件影响名称简图形态变形带状，底面光滑，背面呈毛茸状节状，底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状粒状不规则块状颗粒剪切滑移尚未达到断裂程度局部剪切应力达到断裂强度剪切应力完全达到断裂强度未经塑性变形即被挤裂加工塑性材料，切削速度较高，进给量较小，刀具前角较大加工塑性材料，切削速度较低，进给量较大，刀具前角较小工件材料硬度较高，韧性较低，切削速度较低加工硬脆材料，刀具前角较小切削过程平稳，表面粗糙度小，妨碍切削工作，应设法断屑切削过程欠平稳，表面粗糙度欠佳切削力波动较大，切削过程不平稳，表面粗糙度不佳切削力波动大，有冲击，表面粗糙度恶劣，易崩刀带状切屑挤裂切屑单元切屑崩碎切屑表3-1切屑类型及形成条件切屑类型带状切屑Real挤裂切屑Real单元切屑Real崩碎切屑Real图3-6切屑形态照片

切屑的类型及控制2国际标准化组织的切屑分类法

切屑的类型及控制3切屑的控制采取适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断，使形成“可接受”的良好屑形“不可接受”的切屑划伤工件的已加工表面，使表面粗糙度恶化划伤机床，卡在机床运动副之间造成刀具的早期破损甚至影响操作者的安全衡量切屑可控性的主要标准不妨碍正常的加工不影响操作者的安全易于清理、存放和搬运切屑控制措施前刀面上磨制断屑槽或使用压块式断屑槽可转位刀具切屑的类型及控制5切屑的类型（按外形，影响切屑处理和运输）带状屑高速切削塑性金属，一般应力求避免C形屑

车削一般碳钢和合金钢时，采用带卷屑槽的车刀时易得，较好长紧卷屑

普通车床上较好发条状卷屑

重型机床上较好宝塔状卷屑

自动机或自动线上较好螺卷屑

车削脆性材料较好崩碎屑

3.2积屑瘤在一定范围的切速下，切削塑性金属材料时，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，即为积屑瘤。（1）积屑瘤的形成：高温高压下，由于摩擦力而阻留在前刀面上部分切屑转化而成。（第二变形区的变形和摩擦）（2）积屑瘤对切削过程的影响

①其硬度高于工件材料，可代替切削刃起切削作用，有保护刀刃作用。（2）积屑瘤的产生会对切削加工过程产生重要影响：②积屑瘤可增大前角，使刀具更锋利。③改变了实际切削深度和切削厚度，影响尺寸精度。④导致切削力变化、引起振动。⑤影响工件表面粗糙度。因此，由①＋②，在粗加工时希望有积屑瘤存在。由③＋④＋⑤，在精加工时不希望生成积屑瘤。（3）控制积屑瘤生成的方法：

1）通过热处理等方法降低工件材料的塑性

2）控制切削速度。例如：中碳钢V＜5m/min，不易生成

V＝5―50m/min易生成

V＞100m/min不易生成

3）加冷却液，降低切削温度，减少磨损等减少生成积屑瘤。3.3切削力

和切削功率一.切削力

切削加工时刀具使切削层形成切屑需要克服的阻力

切削时刀具需克服来自工件和切屑两方面的力，即工件材料被切过程中所发生的弹性变形和塑性变形的抗力，以及切屑对刀具前刀面的摩擦力和加工表面对刀具后刀面的摩擦力1）切削力的产生：工件材料的变形抗力

工艺系统变形→精度

刀具与工件磨擦力

切削力

切削热→精度，刀具与切屑磨擦力

表面粗糙

切削力是机床、刀具和工艺装备的设计的依据。

2）切削力的分解：总切削力Fr可分解为x、y、z三个分为：

①Fz（主切削力：切削速度方向分力占Fr的80～

90%，占消耗总功率90%以上。也称切削力或切向力Fz是设计机床动力、主传动系统零件强度和刚度的主要依据。②Fx（进给拉力）：Fr在进给方向分力。也称进给力或轴向力

Fx方向也做功，但占总功率的1～5%。是设计计算进给系统的主要依据。③Fy（切深抗力）：Fr在切深方向的分力。也称背向力、径向力

Fy方向不做功，但Fy的大小直接影响工件刚度，引起变形振动，影响加工精度。总切削力Fr与三个分力的关系：

公式中：CFz—与工件材料和刀具材料等有关的系数；ap

—切削深度；f—进给量；xfz

,

yFZ―指数；KFZ―切削条件有关的修正系数。切削力可运用理论公式和经验公式进行估量。下图为车削时的切削力及切削功率计算3）切削力的估算：生产中常用单位切削力p来估算切削力大小，即单位切削面积（1cm2）所需的主切削力Fz，即一般情况，xfz>yFZ，因此，在切削用量中，切削深度对Fz的影响最大的，其次是f。

(4)影响切削力的因素

切削力来源于工件材料的弹塑性变形及刀具与切屑、工件表面的摩擦，因此凡是影响切削过程中材料的变形及摩擦的因素都影响切削力。影响因素主要为：工件材料；切削用量；刀具几何参数；其他因素。

二.切削功率：切削功率应该是三个切削分力消耗率的总和，但Fy不作功，Fx消耗功率小，所以一般只考虑主切削力消耗的功率，即

或

1．切削热的产生及传出：

产生：1）切屑变形

2）刀具与切屑磨损

产生切削热和切削温度

3）刀具与工件磨损传出：切屑传出

工件传出

刀具传出

周围介质传出

50~80% 10~40% 3~9% 1%

2．切削温度及影响因素：切削温度指切削区平均温度3.4切削热和切削温度切削温度的分布刀具前刀面温度较高其次是切屑底层工件表面温度最低各点处温度不等最高温度在前刀面上离切削刃一定距离处切削热经验公式：影响因素：

1）切削用量：V影响最大，f其次,ap最小

2）工件材料：强度、硬度大、切削热大温度↑导热性好→温度↓

3）刀具材料及角度，导热性好→温度↓

刀具前角大，主偏角变小→温度↓3.5刀具磨损及耐用度

1.刀具磨损形式前刀面磨损切削塑性材料时产生连续切屑与前刀面发生剧烈摩擦而引起月牙洼磨损后刀面磨损无论切削塑性或脆性材料，后刀面总会磨损前后刀面同时磨损或边界磨损切削塑性金属时经常发生2.刀具磨损过程初期磨损阶段AB段正常磨损阶段BC段急剧磨损阶段CD段

刀具刃磨最佳时机：应选在正常磨损后期，急剧磨损之前最好。这样，既能保证加工质量，又能节约刀具材料。3.刀具磨钝标准

刀具磨钝达一定限度就不能继续作用，而应进行重磨，这个磨损限度成为刀具的磨钝标准。一般以后刀面磨损值VB达到一定数值作为磨钝标准硬质合金车刀的磨钝标准4.刀具寿命：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。5.刀具耐用度

刀具在不变的切削条件下从开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的总切削时间，成为刀具耐用度，以T表示

在切削用量中，切削速度影响最大切削用量↑，切削温度↑，加快刀具磨损，其中切削速度（V）影响最大。2）刀具材料：耐磨，导热性好的刀具，减少刀具磨损。3）刀具角度，加大前角，切削力小，减少磨损。4）加冷却液：起冷却和润滑作用，减少刀具磨损。6．影响刀具磨损的因素：1）切削用量对刀具耐用度的影响用硬质合金车刀车削中碳钢时，刀具耐用度T的经验公式第四节切削加工技术经济简析一、切削加工的主要技术经济指标：技术与经济是社会进行物质生产的二个方面，它们是既联系密切、又互相制约、互相促进的两个不同范畴。评价一个方案的好与不好，往往要用技术经济效果E这个指标来衡量。技术经济效果E：是实施技术方案时，输出的使用价值V（效果）与输入的劳动耗费C之比值，即使用价值V是指生产活动制造出来的劳动成果，包括质量与数量。劳动耗费C是指生产过程中占用的劳动量、材料、动力、工具、设备等。

在切削加工过程中，主要的技术经济指标：产品质量、生产率、经济性。1．产品质量：包括零件加工后的精度和表面质量。精度：尺寸精度、形状精度、位置精度表面质量：表面粗糙度、表面加工硬化程度及深度，表面残余应力的性质、大小。1）精度：零件加工后的尺寸、形状等实际值与绝对准确的理论值之间差异程度。①尺寸精度：零件表面本身的尺寸精度或表面间的尺寸精度，用尺寸公差表示。标准公差分20级，IT01，IT0，IT1，……IT18

其中IT01～IT13为配合公差，其余为非配合公差②形状精度和位置精度：零件表面与理论表面之间在形状上接近的程度，称为形状精度。如圆柱度、圆度、平面度。零件表面、轴线或对称平面之间的实际位置与理论位置接近的程度，称为形状精度。如同轴度、平行度、垂直度等。形状公差和位置公差一般称为形位公差。选用加工精度的原则：在加工过程中，影响加工精度的因素很多，同一种加工方法，不同的人操作，其加工精度也有差别。通常说某种加工方法可以达到的加工精度是指使用普通机床，在正常操作下可以达到的精度，称为经济精度。在设计零件加工精度时，应根据零件尺寸的重要性和本厂的具体条件合理选择，即在保证技术要求的前提下，选用较低的精度等级。

2）表面质量：是指已加工零件表面质量，包括表面粗糙度、表层加工硬化程度及深度，表层残余应力面性质和大小等。

①表面粗糙度：已加工表面上具有较小间距和微小峰谷的不平度，称为加工表面的粗糙度。零件间的配合性质，耐磨性和耐腐蚀性与表面粗糙度有密切关系，它将直接影响产品的使用寿命和使用性能。根据GB／T1301－1995标准，表面粗糙度等级分14个级别：Ra（µm）≤

502512.56.3 3.21.60.8 0.40.20.10.050.0250.0120.008例如：表面粗糙度选用原则：零件表面尺寸精度越高，其形状精度位置精度也越高，表面粗糙度的值越小。

②加工硬化：在切削力作用下，工件表面材料受前刀面和后刀面的挤压摩擦，表层晶粒发生很大变形扭曲，造成工件表层材料的硬度比原硬度高，称为加工硬化。由于加工硬化会使材料的疲劳强度和耐磨性下降。③表层残余应力：在切削力和切削热的作用下，工件表层金属存在残余应力，甚至裂纹，应力的不均匀分布造成工件变形，降低尺寸精度和形位精度等。因此，对于重要零件，除控制其表面粗糙度外，还应控制其加工硬化的程度和深度，以及表层残余应力的性质（正应力，负应力）和大小。消除加工硬化和残余应力的方法，除了控制切削工艺参数外，通常采用热处理方法解决。2．生产率：生产率：单位时间内生产零件的数量表示生产率，即：生产率：生产一个零件所需的总时间。在机床上加工一个零件所用的时间应包括三个部分，即基本工艺时间、辅助时间、其他时间，即

基本工艺时间：加工一个零件所需的总切削时间;

其他时间：擦洗机床、清理环境等时间。

所以，生产率

要提高生产率，即需减少辅助时间

：除切削时间外的与切削直接有关的时间，包括调整机床、装卸刀具、刃磨刀具，安装找正工件、检验等。3．经济性：

切削加工方案应使产品在保证其使用要求的前提下制造成本最低。产品制造成本应包括所有消耗费用的总和，即原材料费用、工资费用、设备费用（维护、保养、折旧）、工卡量具刀具费用和企业管理费用等。

车削外圆表面的基本工艺时间的计算零件加工总长度：L=Lw+L1+L2进给速度:切削次数：转速：式中：每个零件的切削加工费用；

M：单位时间分担的全厂开支，包括工人工资、设备、刀具的折旧及管

理费用，（实际上是全厂的工时费用）。

T：刀具耐用度：刀具刃磨一次的费用因此，提高产品的经济性的具体途径：

①减少，可提高生产率RO②节约全厂开支，降低全厂的工时费用

③降低刀具成本和提高刃具的耐用度

总之：加强企业管理，提高生产效率是降低产品制造成本的关键。

一个零件切削加工的费用应包括工时成本和刀具成本两部分。即切削加工最优的技术经济效果是指在可能的条件下，以最低的成本高效率地加工出质量合格的零件。

二、切削用量的合理选择：

1．切削用量对加工质量的影响

1)ap

增大

,f增大,则切削力增大，工件变形大，冲击振动大,精度和Ra下降。

2)Vc增大，则对切削力影响不大，可防止积屑瘤，但切削热增加，刀具磨损加快，加工硬化和表面残余应力增大。因此，采用低ap,

低f,高Vc，有利于表面质量的提高（精加工）。

2．对生产率的影响

1）切削加工时基本工艺时间的计算：切削速度

切削次数：

可见切削用量对切削时间的影响是相同的。

零件加工总长度：L=Lw+L1+L2（切入长度为L1,切出长度为L2）(min)(mm)

3切削用量对刀具耐用度的影响：硬质合金加工中碳钢时：

从上式可见，Vc对刀具耐用度影响最大，其次是进给量f，ap最小

总之：1.切削用量的选择顺序，首先选尽可能大的ap，其次选尽可能大的f，最后选尽可能大的Vc2.粗、精加工时切削用量的选择一般粗加工时：取较大的ap和f，

Vc不太高；

精加工时：取较小的ap和f，较高的Vc。

四、切削液的合理使用：

1．切削液作用：冷却、润滑2．切削液种类：

3．切削液的选用：

粗加工：为提高生产率、采用高进给量（f）和高切削深度（ap），所以切削力和切削热都大，应选用水基冷却液，以加大冷却强度。精加工：为保证加工质量、减小刀具磨损，应选用润滑效果好的油基冷却液。加工钢材：一般用乳化液，硫化切削液；加工铜有色：一般不用含硫化物的切削油，以防止工件腐蚀；加工

脆性材料：一般不用切削液，以免粉末状切屑污染机床；但在低速精加工时：一般用煤油切削液，以提高工件表面粗糙度Ra；高速钢刀具（耐热，耐用度低）可选用切削液；硬质合金刀具（耐热、耐用度高）一般不选用切削液。五、材料切削加工性能切削加工性是指材料切削加工的难易程度。常用以下几个指标来衡量材料切削加工性的好坏。①一定刀具耐用度T下的切削速度VT

在一定的刀具耐用度T下，切削某种材料所允许的切削速度VT，称为一定刀具耐用度T下的切削速度VT

。VT

越高，材料的切削性能越好。若取刀具的耐用度T＝60min，则VT记为V60②材料的相对加工性Kr

各种材料的V60与45号正火钢的V60之比值，称为相对加工性Kr。记为材料的相对加工性Kr分为8级，当Kr＞1，说明它比45号正火钢切削性能好③已加工表面质量：容易获得好的表面加工质量的材料，其加工性好。④切屑的控制或断屑的难易。切屑容易控制的材料，其加工性好。⑤切削力：在相同的切削条件下，切削力小的材料，其加工性好。

复习题1、什么是切削运动？2、什么是切削用量?会计算切削用量三要素。*3、切削层参数与切削用量之间的关系*4、切削加工常用刀具材料的种类及其代表牌号和性能。5、比较目前切削加工中应用最广泛的两种刀具材料。6、会分析刀具的标注角度（定义及作用）。7、刀具工作时的角度8、刀具结构8、切削收缩现象9、三种典型切屑及形成条件10、积屑瘤的形成机理，即对切削加工的影响*11、积屑瘤的控制。12、切削力的分解与计算的目的13、切削热的来源与传出14、刀具磨损形式和过程15、刀具寿命和刀具耐用度的概念16、刀具磨损的最佳时机17、切削加工的主要技术经济指标18、会计算基本工艺时间*19、切削用量的选择原则20、切削液的作用和种类21、衡量材料切削加工性的好坏的指标实习解决1、各类机床具体的切削运动2、常用刀具材料的应用3、刀具的组成、刀具结构4、第二章金属切削机床的基本知识

本章主要介绍机床的类型、基本构造和机床的传动一、机床的类型及基本结构：1．机床类型：

按加工性质和使用刀具，机床分为12大类，如：车床、铣床、刨床、钻床、磨床、拉床、锯床、特种机床、镗床、齿轮加工机床、螺纹加工机床等。按加工精度分：普通机床、精密机床和高精度机床。按重量分：仪表机床、中小型机床、大型机床（10－30t）、重型机床（30－100t）、超重型机床（＞100t）按自动化程度不同分：普通机床和数控机床2．机床的结构：

尽管机床的种类繁多，外形、布局和构造各不相同，但归纳起来，它们都由主传动部件、进给传动部件、工件安装装置、刀具安装装置、支承件六个主要部分组成。因为车床、铣床、刨床、钻床、磨床是五种最基本的机床，所以以他们为例进行说明。见图2-1，~2-51）主传动部件：以实现机床的主运动，例如：车床、铣床、钻床主轴箱，刨床的变速箱，磨床的磨头。2）进给传动部件；以实现机床的进给运动，如：车床的进给箱和溜板箱，铣床、钻床、刨床的进给箱或进给机构，磨床的液压传动装置。3）工件安装装置：以安装工件，如：卡盘、尾架、工作台等。4）刀具安装装置：以安装刀具，如：车床、刨床的刀架，立式铣床、钻床的主轴，卧式铣床的刀轴，磨床磨头的砂轮轴。5）支承件：用来支撑和连接机床的各部分，是机床的基础构件。如各类机床的床身、立柱、底座、横梁等。6）动力源：电机。第二节 机床的传动机床传动有机械、液压、气动和电气等，这一节我们主要讲述机械传动和液压传动。一.机床的机械传动1．用来传递运动和动力的装置——机床上常用的传动副（或定比传动机构）及其传动关系传动比是指从动轴与主动轴的转速之比，通常用从动轴的转速(n2)比上主动轴的转速(n1)，用字符i=n2/n1表示。机床上常用的传动副有带传动、齿轮传动、蜗杆传动、齿轮齿条传动和螺杆传动等（见P34表2-1）。下面学习常用的传动副的传动特点和传动比的计算。机床上的常用传动副1）带传动：（转动→转动）

带传动比：主动轮直径与从动轮直径之比。若带传动的滑动系数为q(ε)一般q＝0.98特点：传动平稳，过载可滑，结构简单，便于维护，轴间距大。但；摩擦损失大，传动比不准确，传动效率低。2)齿轮传动:（转动→转动）特点：结构紧凑，传动比准确，传动效率高。但：噪声、振动大，结构、制造相对复杂。已知Z1,Z2,Z3,Z4,n1,求n2，n3同理：传动齿轮末级转速＝第一级转速

3）蜗杆传动：蜗杆为主动件，转速，螺纹头数K

蜗轮为从动件，转速，齿数为的Z2则：特点：降速比大，传动平稳，无噪声，结构紧凑。但：传动效率低，需要良好润滑条件。所以，n2=(n1*K)/Z2已知分度头为单头蜗杆，蜗轮Z=40，当工件每转60°（被分成60份）时计算手柄转动角度若工件被分成36份时，计算手柄每次转速n1。即当工件转30°时，手柄的转速（2/3）*360=240°所以，n1=(n2*Z2)/K=(1/60)*40/1

=40/60=2/3因为，n2=1/60,K=1,Z2=40,

4）齿轮齿条传动：主动：齿轮;从动：齿条齿条齿距，m:齿轮齿条模数特点：①齿轮齿条传动可以实现由旋转运动与直线运动的转换，即齿轮（主）→齿条（从）旋转→直线齿条（主）→齿轮（从）直线→旋转②效率较高，但平稳性、准确性较差5）螺杆（丝杠螺母）传动：（旋转→直线传动）螺杆（丝杆）旋转、螺母不转，它们之间沿轴线方向相对移动。若螺杆转速为n，单头螺杆螺距为p，则，多头螺杆的头数为K，则特点：传动平稳、传动精度较高，振动、噪声小，但传动效率低。2.常用的变速机构1．用来改变机床转速的机构——常用的变速机构：一是滑移齿轮变速机构，二是离合器式齿轮变速机构。见课件传动链是用来表示传动件从首端向末端传递动力的状态，它是由若干传动副按一定方法依次组合起来的。传动链的表示形式如下——I———Ⅱ——

3.C6132卧式车床的传动系统C6132机床的机械传动系统框图4．机械传动的组成：①定比传动结构：带传动，齿轮传动，蜗杆蜗轮传动等机构②变速传动机构：滑移齿轮变速机构和离合器式齿轮变速机构③换向机构：④操纵机构：手柄手轮、杠杆、凸轮、按钮、滑块等。实现机床变速、换向、启动、的机构⑤箱体及其他机构4．机械传动的特点：1）传动比准确，适合于定比传动。2）实现回转传动的结构简单，能传动较大扭矩3）故障排除、维修方便4）噪声、振动大，实现无级变速机构复杂、成本高适用于速度不太高的有级变速机构。三、机床的液压传动1．磨床的液压传动3．液压传动的特点：1）易于实现无级变速（大范围内实现）2）传动平稳，自动防止过载，可频繁换向动作3）便于实现电液联合控制、实现自动化，能很方便地实现远程控制4）机件在油中工作，润滑好，寿命长5）油有可压缩性，且容易泄漏，不适用于定比传动6）液压件一般加工精度要求高，结构较为复杂。7）工作过程中有较大的能量损失，效率低8）对油温变化比较敏感，性能受温度的影响较大。例题：请画出下图系统的传动系统图，并计算此状态下传动系统的转速。N2=n1*i1=1440*100/150=960(940.8)r/minN3=n2*i2=960*50/20=2400(2352)r/minN4=n3*i3=2400*30/25=2880(2822.4)r/minN5=n4*i4=2880*1/40=72(70.56)r/min1/40Ⅰ100/150ⅡⅢ

30/4050/2040/3020/5030/2520/35ⅣⅤ第三节自动机床和数控机床简介一．自动机床和数控机床简介二、数控机床

1、数控机床加工的基本原理

2、数控机床的种类

3、数控机床加工的特点和应用

4、加工中心一、自动机床采用各种自动控制装置，实现机床自动加工的机床。自动机床控制方式分为机械程序、油液程序、电程序、数字程序。图2-16为机械程序控制的自动车床。这类机床适合于大批大量地生产形状不太复杂的零件。自动生产单件、小批量，特别是高精度、复杂型面零件的加工，普遍采用数控机床。二、数控机床1、数控机床：是用数控装置或计算机进行程序控制的一种高效能自动化机床。2、数控机床的基本工作过程网络传输2、数控机床的基本工作过程编写程序 按照零件加工的技术要求和工艺要求，用规定的代码和程序格式编写零件的加工程序。输入程序 将加工程序手工输入到数控系统，或通过数控系统上串口或并口接受计算机发来的数控程序（NC代码）。翻译程序 首先由数控系统将NC代码翻译为机器码。机器码是一种由“0”和“1”组成的二进制文件，其内包含了NC程序的各种指令信息，如主轴及工作台的平动或转动信息、冷却液开关和换刀等辅助信息。再由数控系统将机器码转换为控制电机运动以及其他辅助处理的信号。控制指令的传输 上述信息只有传送到相应的执行元器件中才能获得所需要的动作。执行部件运动，完成零件的加工3、数控机床的分类1、按照机床运动的控制轨迹分类点位控制、直线控制、轮廓控制2、按伺服控制方式分类开环控制和闭环控制

3、按加工方法分类4、按数控系统的功能水平分类3、按加工方法分类（1）金属切削类数控机床如数控车床、加工中心、数控钻床、数控磨床、数控镗床等。（2）金属成型类数控机床如数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机等。（3）数控特种加工机床如数控线切割机床、数控电火花成型机床、数控激光切割机等。（4）其他类型的数控机床如数控对刀仪、数控三坐标测量机等。4、按照数控系统的功能水平不同，通常把数控系统分为低（经济型）、中（普及型）、高（全功能）三类。

1。数控机床工作原理（1）根据零件图进行程序设计。（2）按规定代码编程序单。（3）制作穿孔低带。（4）光电读带机，把电脉冲输入数控装置。（5）数控装置输往伺服驱动机构。（6）伺服驱动机构带动机床各运动部件。2。特点及用途（1）具有高度柔性，准备时间短。（2）显著减少辅助时间，机床利用率高。（3）生产率高。（4）可加工复杂表面。（5）加工精度高。一、数控机床的组成数控机床一般由数控系统、伺服系统、位置反馈系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成显示器操作面板接口主控制系统接口PLC数控系统强电控制柜机床本体伺服驱动反馈系统伺服电机插补电源辅助装置过载与限位保护排屑装置液压系统润滑系统切削液装置APCATC数控机床加工的特点和应用数控机床与传统机床相比，主要特点如下：第四节柔性制造系统和计算机辅助制造概述

一、机械制造系统二、柔性制造系统FMS的概念FMS的基本类型及应用柔性制造系统单元（FMC）柔性制造系统（FMS）柔性自动生产线（FTL）三、计算机集成制造系统复习题1、机床的基本结构2、机械传动比的计算3、会写传动链的结构式。4、机床机械传动的主要组成部分5、常见的变速机构6、机床液压传动的主要组成部分7、比较机械传动与液压传动的优缺点8、数控机床的组成9、数控机床的分类10、数控机床加工的特点和应用11、什么是制造系统？列举出几种现代集成制造系统。12、常见的自动化加工系统有哪些？13、什么是CIM？14、从系统各功能角度考虑，一般认为CIMS是由四个功能分系统和两个支撑系统组成，它们分别是什么？实习中解决1、机床的类型及其牌号2、具体机床的组成3、第三节切削加工自动化生产简介一、自动半自动机床普通机床是人操纵，生产率低，质量不稳。自动机床控制方式分为机械程序、油液程序、电程序、数字程序。二、切削加工自动线1、自动线的组成2、自动线的类型：刚性自动线：加工对象是单一、不可变，一台故障，全线停产。柔性自动线：加工对象可变，全线不一定有统一节拍，机床间有储料装置发展很快。刚性生产线分为：（1）通用机床自动线：自动半自动机床。（2）组合机床自动线：组合机床联成。（3）专用机床自动线：自动化专用机床联成。（4）转子机床自动线：转子机床通过转子联成。第三章常用加工方法综述切削机床可分为12大类，常用机床及加工方法有以下几种：机床加工方法刀具主运动进给运动加工范围加工精度车床车削车刀工件旋转刀具移动回转表面等IT8~IT77R6.3~1.6钻床钻削麻花钻头钻头旋转钻头轴向移动孔＜IT10Ra>12.5nm刨床刨削刨刀刨刀往复直线运动工件间歇移动平面、槽、成形面IT8~IT7Ra6.3~1.6铣床铣削铣刀铣刀旋转工件移动平面、槽、齿轮、成形面IT8~IT7Ra6.3~1.6磨床磨削砂轮砂轮高速旋转工件旋转纵向、横向、移动、砂轮纵向移动平面、内外圆IT7~IT6Ra0.008~0.1nm下面分别介绍各种加工方法的特点，加工范围及应用。第一节车削加工在车床上对工件进行切削加工，主要用于加工回转体另件：如：内外圆柱、圆锥面、切断面、切槽、切断、滚花、车螺纹、车成形面、钻孔、镗孔、扩孔、铰孔等。常用车床有：普通车床、六角车床、立式车床和数控车床等。一、车削加工范围：（主运动：工件旋转；进给运动：刀具移动）1．工件绕同一固定轴线旋转，易于保证工件各表面的位置精度。2．切削过程比较平稳、生产率高。切削过程是连续的（与刨铣比）、无明显的冲击力和惯性力，便于高速切削、生产率较高。3．刀具结构简单，价格便宜，刃磨、制造方便。4．车床较铣床、磨床价格便宜。6．适合于有色金属的精加工。

IT6~IT5Ra0.1~0.4二、加工特点：5、车削加工应用范围很广，

三、车削加工应用：主要用于加工各种回转体零件。1）轴类、套类、盘类零件2）长轴类零件3）不规则外形零件四、车削加工精度：车削加工可分为粗车、半精车和精车：粗车：加工精度IT12~IT11，表面粗糙度Ra25~12.5µｍ半精车：加工精度IT10~IT9，表面粗糙度Ra6.3~3.2µｍ精车：加工精度IT8~IT7，表面粗糙度

Ra1.6~0.8µｍ精细车有色金属：加工精度IT6~IT5，表面粗糙度Ra0.1~0.4µｍ精车有色金属表面粗糙度可达Ra0.8~0.4µｍ五、常用车削工艺：第二节钻削和镗削加工特点及应用孔是零件的基本表面之一。孔加工方法有钻孔和镗孔。钻孔一般在钻床上进行，也可以在车床和铣床上加工。镗孔一般在镗床进行，也可以在车床和铣床上加工。一、钻削及其工艺特点：

1、钻床：常用钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床台式钻床用于加工直径不超过12㎜的小孔，立式钻床常用的有最大加工直径为25㎜、35㎜、50㎜等几种。摇臂钻床用于加工直径不大于50㎜、或有多孔的大中型工件，如箱体类多孔零件。大批量生产，广泛使用钻模、多轴钻、组合机床钻孔的工具：麻花钻头。2、麻花钻头特点：①钻头工作部分细而长，又有二个较深的螺旋排屑槽，因此，钻头刚度、强度差，切削力过大时容易弯曲。②中心横刃处呈很大的负角，产生很大的轴向力。

③有两个对称的切削刃，这二个刃很难磨成对称，容易产生较大的附加力，产生偏斜。④切屑只能通过排屑槽排出，与其它加工方法相比，排屑、传热困难。

因此，3、钻削加工有如下特点：1）由于上述①、②、③原因，钻削加工时容易“引偏”，即在切削力作用下，由于钻头刚度很差，导向性不好，很容易弯曲，引起孔径扩大、孔轴偏斜、孔径不圆等。在实际加工中，往往采取以下措施来减少“引偏”：

2）排屑困难，切屑容易划伤已加工表面，影响表面粗糙度。

3）切削热传出困难切屑传出工件传出刀具传出50~80%10~40%10%28%52%14.5%车削钻削（1）先用小顶角钻头预钻锥形定心坑，然后用所需钻头钻孔。（2）用钻套作为钻头导向。（3）刃磨时尽量使钻头的两个主切削刃对称。二、钻削加工的应用

1）加工精度较低，表面粗糙

(＜IT10,Ra在12.5以上），生产率也较低。

2）一般用于精度要求不同的螺钉孔、油孔，以及内螺纹攻丝前的底孔加工。对于精度要求较高的孔，钻削加工只能作为预加工孔，然后用扩孔和铰孔进行半精加工和精加工。

3）在成批大量生产中，为了保证加工精度、提高生产率、降低加工成本，广泛采用钻模、多轴钻或组合机床进行孔加工。

三、扩孔与铰孔扩孔：用扩孔钻对已有的孔进行扩大加工。铰孔：对已加工的孔用铰刀进行精加工。1、扩孔加工的特点：1）扩孔钻没有横刃，避免了横刃引起的不良影响。2）扩孔钻有切削部分的和导向部分，孔的轴线位置不易偏离。3）切削深度较钻孔时小，切屑窄，排屑容易，不易划伤加工表面。4）排屑槽浅，扩孔钻的刚度，强度较钻头大。5）刀齿多（3－4个），导向性好，切削平稳，生产率高。扩孔加工精度较钻孔高，可达IT10~IT9Ra=3.2~6.3。因此，一般孔径＞30mm的大孔，往往采用先钻孔（直径为孔径的0.5～0.7倍），再扩孔，效率更高。2．铰孔加工特点：

1）刀齿多2）铰刀有切削部分和修光部分，表面质量好3）铰孔加工余量小粗铰：0.15~0.35mm；精铰：0.05~0.15mm

切削速度低因此，铰孔时切削力小，切削热低，工件变形小所以加工精度高，表面光洁，一般作为精加工。加工精度可达IT9~IT7，Ra可达0.4~1.6。四、镗孔

用镗刀对已有的孔进行再加工称为镗孔。

1．加工精度：一般精度IT8~IT7Ra0.8~1.6

精镗IT7~IT6Ra0.2~0.82．应用：

一般回转体零件的孔在车床上车孔。车孔工件转，镗孔刀具转。

箱体类零件的孔或孔系常用镗床加工。

3．镗刀：镗孔用镗刀有单刀镗刀和多刃镗力。1）单刃镗刀：①单刃镗刀结构简单，使用方便，运用性广，灵活性大。②可以较正原有孔轴线的位置偏差。③切削量小，只有一个刃参加切削，且刀杆刚度，强度低，所以生产率较扩孔铰孔低。适用于单件，小批量生产。2）多刃镗刀镗孔：（浮动镗刀）

①镗孔时镗刀片在垂直于镗杆轴线方向上自由滑动，两个切削刃位置可自动平衡其位置，可消除镗杆偏斜和安装误差，因此加工精度高。②两个切削刃同时切削，生产率较高。③刀具成本较高。

单刃镗刀镗孔浮动镗刀镗孔①生产率一个切削刃，生产率低二个切削刃，生产率高②刀具成本低高③工艺性较正孔轴线作用操作灵活，适应性广两刃可浮动，消除刀具安装设置应用：单件小批量批量，精加工箱体，直径大的孔第三节刨削和拉削加工刨削加工是加工零件平面和沟槽的主要加工方法。

一、刨床：牛头刨床 龙门刨床 插床（立式牛头刨床）主运动：刨刀往复直线移动工件往复直线移动刀具往复垂直上下移动进给运动：工件间歇移动 刨刀间歇移动工件间歇纵向横向和回转运动刨削长度＜1m ＞1~20m应用中小件大件单件、小批量批量、几个件一块刨加工内表面（键槽），多边形孔（直线孔），特别是加工盲孔或有障碍台肩的内表面。二、刨削加工：主要应用：平面（水平面、侧面、斜面）；

三、刨削加工特点：1）刨床结构简单,价格便宜,调整、操作方便，通用性好；2）刨刀形状简单、制造、刃磨、安装方便

3）生产率较低（刨削加工是单刃单行程加工，切削速度低）①刨刀返回行程不进行切削，增加辅助时间to↑②刨刀切入切出时产生冲击、振动、换向频繁，限制了切削速度的提高Vc↓③刨刀是单刃刀具其它：齿条、齿轮、花键、成形面等。槽（直角槽、燕尾槽、T形槽）；4）但龙门刨床：行程由几米到几十米，可以把许多工件组装起一块刨削，生产率反而高。5）刨削加工精度刨削加工一般精度可达：IT8~IT7Ra=1.6μm

粗刨：IT12~IT11Ra25~12.5μm半精刨：IT10~IT9Ra6.3~3.2μm精刨：IT8~IT7Ra3.2~1.6μm宽刀精刨（龙门）：平面度0.02/1000，Ra=0.4~0.8μm四、拉削加工：利用多齿拉刀，逐齿依次从工件表面上拉切下一层很薄的金属层称为拉削加工，拉削加工用的机床称为拉床。

拉削加工的特点：1）加工精度高，表面粗糙度值很小，一般可达IT8~IT7，Ra0.4~0.8。原因：拉刀有较准部分，起校准、修光加工表面作用，切削速度低v<18m/min，切削深度小，切削过程平稳。2）生产率高：拉刀有很多刀齿同时参加切削；切削刃长，后一个刀齿高出前一个刀齿，一次行程可同时完成粗—半精—精加工，大大缩短了基本工工艺时间和辅助工艺时间。3）加工范围较广：可加工各种形状的通孔，平面、成形面、各种成型槽。4）拉床结构简单、操作方便。拉床只有一个主运动，即拉刀直线运动、进给运动是利用前后刀齿的高低实现的。若刀具所受的力不是拉力而是推力，则称为推削，推削加工一般在压力机上进行推削加工。

5）拉刀价格贵、形状复杂、精度和表面质量要求很高，所以制造成本高。但由于拉削速度慢，刀具磨损慢，寿命长。

6）拉削加工应用：（1）成批、大量生产中加工复合型面。（2）单件小批生产中加工某些精度较高、形状特殊的用其他方法加工困难的成形表面。

第四节铣削加工铣削加工：是加工平面的主要方法，还应用于加工各种沟槽、成型表面和螺纹、齿轮等。

立式铣床：刀杆呈垂直状态一、铣床种类：卧式铣床：刀杆呈水平状态铣床龙门铣床：类似于龙门刨床，有3－4个同时加工的铣头。工具铣床各种专用铣床二、铣刀：端面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀、圆柱铣刀、角度铣刀、键槽铣刀等。不同的铣床和不同的加工表面应选用不同铣刀。

三、铣削加工工艺特点：

2）刀齿散热条件好：刀齿在离开工件切削表面一段时间里，得到一定的冷却作用（不象车刀刀刃一直参与切削）。1）生产率高：①铣刀属多齿刀具，几个刀齿同时参与加工，切削刃长。②铣削主运动是刀具旋转，(比刨床高）属高速切削）。3）容易产生冲击与振动；刀具磨损比较严重。

4）铣床和铣刀较车床、车刀价格高、结构相对复杂。5）铣削加工精度：粗铣：IT12~IT11Ra25~12.5μm半精铣：IT10~IT9Ra6.3~3.2μm精铣：IT8~IT7Ra3.2~1.6μm四、铣削方式：有周铣和端铣1．周铣：用圆柱铣刀的圆周刀齿加工平面称周铣法，周铣又可分为顺铣和逆铣两种。顺铣：在切削部位刀齿的旋转方向与工件进给方向相同时称顺铣。逆铣：在切削部位刀齿的旋转方向与工件进给方向相反时称逆铣。①刀齿切入切出时产生振动和冲击（共性）②切削过程中，各个刀齿在不同位置切削层厚度不同，切削力是变化的，切削过程不平稳，产生振动。1）切削层厚度变化0→ap最大ap最大→0切削初期，产生挤压滑行刀具与工件间磨擦力加大，刀具加快磨损，表面质量下降.2）切削力：

粗加工时，刀齿先接触硬皮，刀齿磨损严重。有上抬工件的作用，容易引起工件松动和振动有下压工件作用，减小振动，工件夹持稳定

②水平分力：与f相同，由于切削力忽大忽小变化，且螺杆与螺母间存在有间隙，容易产生工件连同工作台下的丝杠一起向前窜动。①径向切削分力与f方向相反，使带动工作台运动的螺母紧压螺杆齿形的右侧（间隙在左侧），不会出现工件向前窜动因此，顺铣与逆铣各有优缺点。以刀具磨损、工件表面质量和工件夹紧的稳定性考虑采用顺铣为宜。但从加工过程中防止工件窜动现象，尤其在使用较旧机床进行粗加工时，选用逆铣比较合理。目前在生产中，多数采用逆铣法。2．端铣法：用端面铣刀的端面刀齿加工平面的方法称为端铣。根据铣刀与工件相对位置的不同，端铣又分为对称端铣和不对称端铣法。刀齿切入宽度大于切出宽度时称为不对称逆铣法；刀齿切入宽度小于切出宽度时称为不对称顺铣法。3．周铣与端铣的比较：

端铣周铣1）刀具系统刚度：端铣刀直接安装在主轴端部，悬伸长度小，刚度好圆柱铣刀安装在细长刀轴上，刚度差2）刀具材料和形式：通常装硬质合金刀片的焊接式高速钢制造，整体式，刀具形状复杂3）刀具磨损：切入切出削层厚度不为0，无挤压、滑行等磨擦现象逆铣时切削层厚度0－ap最大，刀齿与工件有挤压，滑行现象，刀具磨损严重4）加工精度：端铣同时工作的刀齿数与切削宽度有关，与切削层厚度无关，有较多刀齿同时工作，切削过程较平稳，还可以利用修光刀齿修光已加工表面，表面粗糙度较好周铣同时参加工作刀齿数与切削的加工余量有关（一般有1－2个刀齿），且切削层厚度0－ap变化,切入切出时产生挤压、滑行、影响表面质量。因此，由于端铣法刀具系统刚度大，多数采用硬质合金刀具磨损状况较周铣好，切削过程较平稳，可采用高速切削，以提高生产率，目前在平面铣削中，大多采用端铣。但周铣法适用性较广，可采用多种成形刀具铣削各种沟槽，齿轮和成形表面等，生产中也常用。五、铣削加工的应用：

1）铣平面：端铣、周铣

2）铣槽：V形槽、T形槽、燕尾槽、直槽、圆弧槽等3）成形表面4）齿轮（分度头）、花键槽、离合器等

铣削加工与刨削加工比较：

铣削加工刨削加工1）机床结构复杂，价格高结构简单，价格低2）刀具结构较复杂，种类多价格较高多齿刀具结构简单，种类少价格便宜单刃刀具3）应用范围平面、侧面、斜面沟槽、成形面齿轮、花键、应用广平面、侧面、斜面沟槽、成形面以加工平面为主4）生产率高低（龙门刨除外）5）加工精度IT8~IT7Ra=1.6~6.3μmIT8~IT7Ra=1.6~6.3μm第五节磨削加工一、磨削的基础知识及磨削过程用砂轮或其它磨具加工工件称磨削加工。磨床：平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、工具磨床等多种1．砂轮：