机械专业《机械加工工艺基础》多媒体课件

机械加工工艺基础

多媒体教学课件

中南大学工业制造技术训练中心邓曦明一.切削加工的基础知识二.各种切削机床三.基本表面的加工方案及工艺分析四.零件的结构工艺性五.数控加工的编程方法切削加工是利用刀具和工件的相对运动，刀具从毛坯或型材上切除多余的材料，以便获得精度和表面粗糙度均符合要求的零件的加工过程。切削加工分为机械加工和钳工。一、切削加工的基础知识9/21/202331.切削加工与机械加工2.零件质量的概念零件物理性能：如：导电、磁性等。零件化学性能：如：防腐性能等。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。9/21/202342.1加工精度加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、形状、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，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：表面、轴线或对称平面之间的理想位置与实际位置的误差大小。9/21/202359/21/202362.1加工精度（续）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、铣获得。低精度：IT11-IT13通常由粗车、铣、刨、钻等加工方法获得。2.1.1尺寸精度7Φ250-0.04零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。圆柱度误差2.1.2形状精度9/21/20238Φ250-0。04Φ25Φ24.96Φ24.96Φ252.1.2形状精度（续）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。2.1.3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2.2表面粗糙度表面粗糙度:零件微观表面高低不平的程度。国家标准规定：表面粗糙度分为14个等级，分别用表示表面粗糙度符号上的数值Ra,单位是微米（μm）。9/21/202311Ra2.2表面粗糙度(续)9/21/202312Rah1h2h3…hn2.2.1常见的加工方法的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微见刀痕精铣半精车6.3可见加工痕迹3.2微见加工痕迹精刨精车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0.1-0.2只能按表面光泽辩识2.3零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。9/21/202314零件的加工精度与表面粗`糙度的关系如何？机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平面和成型面。推理：只要能对这些基本表面进行加工，就可以加工出所有的机器零件。基本表面由如下的加工方法获得。3.主要切削加工方法刀具和工件的相对运动，称为切削运动；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；只有一个进给运动：提供连续切削可能性的运动；可以有多个。切削用量包括：切削速度：主运动的最大线速度，用V表示进给量：刀具在单位时间内或一个工作循环内移动的距离，用f表示背吃刀量：已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，用ap表示，如下图：3.1切削运动与切削参数3.1.1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切削用量的合理选择问题原则：既要高效率，也要高质量综上可知：切削速度高，加工质量较好背吃刀量小，加工质量较好，划分加工阶段，不同阶段侧重原则的一个方面。粗加工阶段：切削深度大，切削速度低。精加工阶段：切削深度小，切削速度高。两个阶段的进给量均取中间值。

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；碳素工具钢：含碳量在7‰-13‰之间，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铬、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：含较多的铬、铬、钒等合金元素、常用的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。适合于制造低速精加工刀具硬质合金：成分由WC、TiC和Co组成，采用烧结方法获得常用的硬质合金有：

YT类硬质合金：YT5、YT15、YT30，适合于加工钢的零件

YG类硬质合金：YG3、YG6、YG8，适合于加工铸铁、青铜零件

4.1.1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（续）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)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’刃倾角：λs4.2.1车刀的几何角度4.2.2刃倾角的正与负刃倾角λs，在切削平面中，主切削刃与基面之间的夹角。4.3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

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。4.3麻花钻的基本形状螺旋角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=116-118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；4.3.1麻花钻的主要几何角度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。4.4砂轮的材料及形状系别名称代号特性适合于磨削刚棕刚玉A硬度高，韧性好，价廉碳钢、可锻铸铁、青铜玉白刚玉WA硬度稍低，锋利淬火钢、高速钢碳化黑碳化硅C锋利，导热性好铸铁、黄铜硅绿碳化硅GC硬度高，导热好硬质合金、宝石超硬金刚石D硬度最高，韧性差硬质合金、宝石、陶瓷等材料立方氮化硼CBN硬度仅次于金刚石，韧性略好。不锈钢、高矾高速钢4.4.1常用的磨料的特性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4.4.2砂轮的形状、代号及用途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。9/21/202331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

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，回引起振动；影响工件表面粗糙度，精加工不希望产生积屑瘤；6.3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Fy

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。6.5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，选用大的切削深度和小的进给量。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。课间休息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”，习惯上称机床机床型号的命名：例：C6136表示…机床的基本结构：1.主传动部件2.进给传动部件3.工件安装装置4.刀具安装装置5.支撑件6.机床动力部件二、金属切削机床9/21/2023

1、

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

1.1车床的主传动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。1.1.1车床的传动框图1.1.2车床的传动链计算1.传动链上齿轮的匹配：匹配原则：相邻轴系能匹配的齿轮齿数和相等。（据此分清有几级转速）2.传动比计算：n1/n2=Z1/Z2n2/n3=Z3/Z4…（据此计算各级转速）Z1Z2Z3Z4n1n2n3车床的传动链计算(续)3.列传动方程Z1Z2Z3Z4n1n2n3Z5Z6Z3Z5Z2Z4Z6Z1…一二

1.2车削的加工范围

车床上以加工回转体为主要加工目的。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、绕弹簧等等。

1.3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）2铣削加工主轴箱主轴横溜板工作台升降台底座2.1立式铣床的基本结构铣削加工范围：平面沟槽成型表面切断2.1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

铣床的分度加工功能(续)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）答：

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n=40/Z=40/12=10/3=3又1/3；因此：分度手柄的圈数应为3的倍数，扇形夹张开的角度应为120度，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2.2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FFVV2.3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，在刀具旋转工程的不切削时间内，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。3.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。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。3.1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。3.2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。4.钻镗加工

钻床包括台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。如图：一般在工件直径<13mm，使用台式钻床，中小型<50mm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，一般用于直径较小的工件(<13mm)，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。

4.1扩孔钻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3

4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IT10

IT9，表面粗糙度Ra值可达6.3

3.2

m。扩孔可作为终加工，也可作为铰孔前的预加工。

4.2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6

12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IT8

IT6，表面粗糙度Ra值达1.6

0.4

m。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。

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。4.3镗孔加工4.4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IT8

IT7，表面粗糙度值一般为1.6～0.8

m。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4.5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的扩大、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5.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

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)。

5.1磨床类型5.2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。6.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(或称螺旋齿轮)。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。

(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1

12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(滚切法)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。续上页6.1齿轮加工之铣齿轮

铣齿通常是利用成型刀具（如齿轮铣刀、指状铣刀等）以及分度盘来进行加工。通过铣削加工出齿轮通常精度不高，这是由于分度盘的精度不高导致的。常用于单件小批生产低精度的齿轮。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。6.2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，另一个是一个成型的齿轮，称为刀具（插齿刀并采用高速钢制造），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齿轮加工之插齿原理和插齿(续)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。6.3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。齿轮加工之滚齿原理和滚齿(续)

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。课间休息三、基本表面的加工方案分析1.下料2.粗车3.焊接4.精车5.磨削6.钻孔生产过程中，直接改变毛坯形状、尺寸和性能，使之变为合格零件的过程，称为工艺过程。工艺过程由很多工序组成.工序是指在一个工作地点对一个或一组工件所连续完成的部分工艺过程。例：1.生产类型

按产量划分：1.单件小批生产：很少重复，重型机器和试制零件时通常是这种生产形式。2.成批生产：成批的制造某种零件，每隔一段时间又重复生产。如一般的机床制造厂的生产。3.大量生产：在大多数工作地点，经常重复进行同一种零件的某一工序生产，如汽车制造厂、轴承厂等的生产。制定生产工艺通常要根据生产类型来进行单件小批批量生产大量生产机床设备通用机床通用机床和部分专用机床广泛使用高效率的专用机床夹具通用夹具广泛使用专用夹具广泛采用高效率的专用夹具刀具量具通用刀具部分采用专用刀具和量具高效率的专用刀具和量具毛坯木模铸造和自由锻部分采用金属模铸造和模锻机器造型、压力铸造、模锻等对工人的技术要求需要技术熟练工人需要比较熟练的技术工人调整工要熟练，操作工技术要求不高1.1各种生产类型的要求和特征2.工件的安装直接安装法：工件直接安装在工作台或采用通用夹具（三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、平口钳、电磁吸盘等标准附件），有时要对工件进行划线找正。再行夹紧。专用夹具安装：工件安装在为其加工而专门设计的夹具中，无须找正，迅速保证工件对刀具和机床的准确定位。节约时间，生产效率高，但夹具的设计和制造需要一定的成本。3.夹具简介夹具是用来将待加工工件固定的装置。1.通用夹具：指一般已经标准化，不需特殊调整就可以用来装夹不同工件的刀具，如：三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、分度头、平口钳、电磁吸盘，通用夹具价格较低，使用范围广泛，但生产效率不如专用夹具。

2.专用夹具：是指为某一零件的加工而专门设计和制造的夹具，既可以保证加工精度，又提高生产效率，但夹具需要一定的投资。4.工艺规程的拟定A.工艺分析检查图纸做出修改审查材料审查零件的结构工艺性下一步…B.毛坯的选择及加工余量的确定4.1毛坯选择及加工余量的确定加工余量：为了加工出合格零件，必须从毛坯上切去一层金属，称加工余量。加工余量分为工序余量和总余量。某道工序切除的余量称为工序余量，各工序余量的和称总余量。工序余量的确定：决定工序余量的大小，是在保证加工质量的前提下，使余量尽可能的小。过大影响生产效率，过小不能切去工件表面的缺陷层。加工余量的确定可采用如下方法：1.根据生产经验估计2.查表：根据工艺手册查表3.计算法：可查阅“机制工艺学”有关内容。4.2定位基准的选择六点定位：任何一个未被约束的物体，在空间有六个自由度。而要使物体在空间有确定的位置，必须约束这六个自由度完全定位和不完全定位实际生产过程中六点有时并不完全定位加工沟槽，六点完全定位4.3工件的基准设计基准：既设计零件的基准如下图左、齿轮内孔、外圆和齿轮分度圆均以轴线为基准；而两端面是互为基准。下图右中，表面2和3及孔4的轴线的设计基准是表面1的。孔5的轴线的设计基准是孔4的轴线。工艺基准：在制造零件时所使用的基准，它又分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。下图左在加工时、轴线并不实际存在，所以内孔实际是加工外圆和左端面的定位基准。4.3.1定位基准的选择粗基准：毛坯表面的定位基准。

1.选取不加工的表面作粗基准；2.选取要求加工余量均匀的表面作为粗基准；3.选取余量和公差最小的表面作粗基准；4.选取光洁、平整、面积大的表面作粗基准；5.粗基准不应重复使用。精基准：以加工过的表面作为定位基准。1.基准重合原则；2.基准同一原则；3.选取精度较高、安装稳定可靠的表面作精基准。选择定位基准是为了保证工件的位置精度，因此，选择定位基准总是从有位置精度要求的表面开始进行选择的4.4工艺路线的制定确定加工方案：加工工序一般包括：切削加工工序、热处理工序、检验工序等。安排加工顺序：原则：“基面先行、粗精分开、先粗后精、先面后孔”(1)基面先行原则,零件加工时，必须选择合适的表面作为定位基面，以便正确安装工件。在第一道工序中，只能用毛坯面(未加工面)作为定位基面，在后续工序中，为了提高加工质量，应尽量采用加工过的表面为定位基面，显然，安排加工工序时，精基面应先加工。例如，轴类零件的加工多采用中心孔为精基准。因此，安排其加工工艺时，首先应安排车端面、钻中心孔工序。(2)粗精分开，先粗后精的原则零件加工质量要求高时，对精度要求高的表面，应划分加工阶段。一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段，精加工应放在最后进行。这样，有利于保证加工质量，有利于某些热处理工序的安排。精度。此外，先加工好平面，也便于平面上的孔加工。

5.编制工艺文件工艺文件包括：1.工艺过程卡片、2.加工工序卡片、3.加工工艺综合卡片。1用于单件小批生产。较粗略2用于大量生产。非常详细3用于成批生产。比较详细。

(3)先面后孔的原则

对于箱体、支架类等零件应先加工平面后加工孔。这是因为平面的轮廓平整，安放和定位稳定可靠。先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置

综上所述，一般机械加工的顺序是：先加工精基准

粗加工主要面(精度要求高的表面)

精加工主要面。次要表面的加工适当穿插在各阶段之间进行。

5.1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IT13

IT1150

12.5粗车适用于淬火钢外的各种金属IT10

IT86.3

3.2粗车—半精车IT8

IT71.6

0.8粗车—半精车—精车IT6

IT50.8

0.2粗车—半精车—精车—精细车主要用于要求高的有色金属IT8

IT70.8

0.4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IT7

IT60.4

0.1粗车—半精车—粗磨—精磨IT5

IT30.1

0.025粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨公差等级表面粗糙度加工方案适用范围IT12

IT1025

12.5粗车轴、套、盘类等零件未淬火的端面IT9

IT76.3

0.8粗车—半精车—精车IT10

IT86.3

1.6粗刨（铣）—精刨（铣）

用于不淬硬的平面IT7

IT60.8

0.1粗刨（铣）—精刨（铣）—刮研IT7

IT60.4

0.05粗刨（铣）—精刨（铣）—粗磨—精磨用于高精度低粗糙度的平面5.2平面的加工方案公差等级表面粗糙度加工方案适用范围IT13

IT1150

12.5钻

加工除淬火钢外各种金属实心毛坯上较小的孔IT10

IT96.3

3.2钻—扩IT8

IT71.6

3.2钻—扩—机铰IT7

IT60.4

0.2钻—扩—机铰—手铰IT13

IT1012.5

6.3粗镗

除淬火钢外各种金属，毛坯有铸出孔或锻出孔IT9

IT83.2

1.6粗镗—精镗IT8

IT71.6

0.8粗镗—半精镗—精镗IT7

IT60.8

0.4粗镗—半精镗—精镗—精细镗IT7

IT60.2

0.1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5.3孔的加工方案6.典型零件的工艺分析1.轴类零件工序号工序名称工序内容设备1车车端面、钻中心孔、车外圆、切槽、倒角车床2铣划键槽加工线，铣键槽，去毛刺铣床3磨磨外圆磨床四.零件的结构工艺性零件结构的工艺性是指这种结构的零件加工的难易程度。零件具有使用性和工艺性两种性质。评价零件设计好坏不应偏重使用性。工艺性的好坏是相对的。随着科学技术的进步，原来认为工艺性差的零件可能不再难于加工。例：1.1结构工艺性的一般原则a.便于安装和加工，即便于定位和可靠的夹紧。左图中的设计方案中，上表面需要加工，加工时必须安装在工作台上，由于底部是斜面而装夹不稳。1.1.1斜面钻孔斜面钻孔引起钻头偏斜或折断。1.1.2T型槽结构改进b.便于加工和测量。T形槽设计要考虑刀具的进入和退出。1.1.3钻孔空间考虑钻孔时的加工状况。钻夹头与工件不发生碰撞。1.1.4弯曲的孔避免弯曲的孔。1.1.5尺寸要素的统一尽量做到刀具规格统一，减少换刀，提高效率1.1.6退刀槽方便刀具退出。攻丝不能直到孔底盲孔形状1.2有利于保证相互位置精度图中a形状必须两次加工，b形状则可以一次加工出来，有利与保证位置精度要求1.3减少加工量图中左边的结构加工面较大，改为右边的结构则可以减少加工量，使加工时间缩短，降低成本1.4简化零件结构图a形状复杂，加工费时，图b形状简单，有利于减少成本。指出下图中结构工艺性问题并请加以改正课间休息五.数控加工程序的编写由于数字技术(Digitaltechnology)及控制技术的发展，数控机床应运而生，所谓数控机床，是指采用数字程序进行控制的机床。由于采用数控技术，在机床行业，许多在普通机床上无法完成的工艺内容得以实现。NC是Numericalcontrol（数控）的简称，早期的数控系统全靠数字电路实现，因此电路复杂，功能扩展困难，现代数控系统都已采用小型计算机或微型计算机来进行控制，大量采用集成电路，使得功能大大增强，称之为计算机数控系统（ComputerNumericalControl简称CNC），所以，NC已经成为一种通常的叫法，既指数控机床，也指数控机床的数字控制装置。1.1数控系统的组成现代数控机床一般由数控装置(NCunit)、伺服系统(servosystem)、位置测量与反馈系统(feedbacksystem)、辅助控制单元(accessorycontrolunit)和机床主机(mainengine)组成，下图是各组成部分的逻辑结构简图：接上页

数控装置是数控机床的核心，能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种功能；伺服系统是接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件，它包括主轴驱动单元（主要是速度控制）、进给驱动单元（主要有速度控制和位置控制）、主轴电机和进给电机等。位置测量与反馈系统由检测元件和相应电路组成，其作用是检测速度与位移，并将信息反馈给数控装置，形成闭环控制；但不一定每种数控机床都装备位置测量与反馈系统（图中虚线部分表示该模块不是基本配置），没有测量与反