机械制造技术第04次课

本章内容第四章切削加工工艺基础切削加工概念与种类第一节切削加工概述一、金属切削加工的特点和方向二、切削运动与切削要素第二节金属切削刀具刀具材料/刀具几何参数第三节金属切削过程中的物理现象切屑/积屑瘤/切削力/切削热刀具磨损和刀具耐用度第四节普通刀具切削加工方法综述车削/钻削/镗削/铣削/刨削插削/拉削加工第五节磨削加工方法综述磨削过程/工艺特点/应用第六节精密加工方法综述研磨/珩磨/小粗糙度磨削超精加工/抛光第七节加工精度和表面质量机械加工精度/表面质量01/60第四章切削加工工艺基础种类：机加工(machining)：通过工人操纵机床来完成切削加工。车、铣、刨、磨、齿轮加工等钳加工(benchwork)：通过工人手持工具进行切削加工。划线、錾切、锯、锉、刮、研、钻孔和绞孔、攻丝、套扣等切削加工(cutting)是用刀具从毛坯(或型材)上切除多余的材料，以便获得形状、尺寸、精度和表面质量等都符合要求的零件的加工方法。barcastingforgingpartcuttingtooldrawing02/60第一节切削加工概述1、切削加工的特点可加工各种形状的型面尺寸公差等级范围：IT12~IT3Ra值范围：25~0.008µm一、金属切削加工的特点和发展方向2、切削加工的发展方向刀具材料朝着超硬材料方向发展，每分钟数千米速度数控机床、精密和超精密机床，加工精度达到纳米高精度、高效率、自动化、柔性化和智能化03/6004/60第一节切削加工概述主运动(primarymotion)

直接切除工件上的切削层，以形成工件新表面的基本运动称为主运动。速度最高、消耗功率最大。在切削运动中主运动只有一个。进给运动(feedmotion)

配合主运动不断把切削层投入切削以保持切削连续的运动称为进给运动。速度较低，消耗功率较少可能是连续性的，也可能是间歇性的有时仅一个，有时有几个合成切削运动(resultantcuttingmotion)

二、切削运动与切削要素1、切削运动图4—1车削运动和工件上的表面图4—2刨削图4—3各种加工的切削运动拉削加工的进给运动？切削速度(cuttingspeed)

vc单位时间内工件和刀具沿主运动方向的相对位移。m/s，m/min进给量(feed)

f在主运动一个循环内，刀具与工件之间沿进给方向上的位移量。mm/r，mm/min

进给速度vf=fn切削深度(depthofcut)

ap已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。mm第一节切削加工概述2、切削三要素二、切削运动与切削要素dmdwapfvc05/60第二节金属切削刀具（cuttingtool）一、刀具材料1、普通刀具材料刀具：工作部分+夹持部分刀具材料指工作部分的材料碳素工具钢和低合金刃具钢耐热性较差(200～250oC),常制作锉刀、刮刀、手锯条等高速钢——在复杂刀具中仍占统治地位的刀具材料

定义：含有钨、钼、铬、钒等元素较多的高合金工具钢性能：很高的强度和韧性，较好的工艺性；

硬度为63～70HRC，红硬温度为500～650oC常见牌号：W18Cr4V用途：制造形状较为复杂的刀具，如麻花钻、拉刀等。06/6007/60第二节金属切削刀具（cuttingtool）硬质合金定义：用CO作粘结剂，将硬质碳化钨等颗粒粘结在一起的粉末冶金。性能：74~82HRC,红硬温度800~1000oC较脆，抗弯强度低，韧性很低常见牌号：YG8、YT15（CO和TiC

含量的%）用途：常制成刀片，焊接或夹固在车刀、刨刀、端铣刀等的刀杆上一、刀具材料1、普通刀具材料硬质合金——仍在扩大使用范围的刀具材料一、刀具材料1、普通刀具材料涂层刀具材料

定义：在硬质合金或高速钢基体上涂以高硬度、高耐磨性

的（TiC、TiN、Al2O3等）而构成的材料。涂层厚度：2～12μm涂层方法：CVD（ChemicalVapordeposition）

PVD（PhysicalVapordeposition）性能：是硬质合金、高速钢耐用度的（2~4）、（3~21）倍常见牌号：CN、CA、YB等涂层刀具材料——正以惊人速度开发应用的刀具材料第二节金属切削刀具（cuttingtool）08/60陶瓷

定义：主要是以氧化铝（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4

）为基体，再添加少量金属化合物（ZrO2、TiC等），采用热压成形和烧结的方法获得的材料。性能：91～95HRA，耐磨性很好，耐热性很高，在1200oC下硬度为80HRA，化学性稳定抗弯强度低，冲击韧性差。常见牌号：AM、AMF、AMT、AMMC用途：可做成各种刀片，主要用于高速下精加工硬材料2、超硬刀具材料陶瓷——1980年代取得突破性进展的刀具材料第二节金属切削刀具（cuttingtool）一、刀具材料09/6010/60第二节金属切削刀具（cuttingtool）人造聚晶金刚石（PCD）定义：在高温高压下将金刚石微粉聚合而成的多晶体材料。性能：硬度极高（10000HV，硬质合金仅为1000

2000HV）耐磨性极好，耐用度比硬质合金高几十倍至三百倍韧性和抗弯强度很差，热稳定性也很差，700～800oC对振动比较敏感用途：与铁有很强的亲和力，不宜加工黑色金属，主要用于加工铝、铜合金、陶瓷、合成纤维、强化塑料等2、超硬刀具材料一、刀具材料金刚石——在超精加工和硬材料加工中有特殊功能的刀具材料11/60第二节金属切削刀具（cuttingtool）立方氮化硼（CBN）

定义：由立方氮化硼（白石墨）在高温、高压下制成的一种新型超硬刀具材料。性能：硬度仅次于金刚石，达7000～8000HV，耐磨性很好耐热温度可达1400oC，有很高的化学稳定性抗弯强度和韧性略低于硬质合金用途：主要用于高硬度、难加工材料的半精加工和精加工2、超硬刀具材料一、刀具材料立方氮化硼——在超精加工和硬材料加工中有特殊功能的刀具材料第二节金属切削刀具（cuttingtool）二、刀具切削部分的几何参数1、刀具切削部分的组成前刀面(face)

刀具上切屑流过的表面。主后刀面(majorflank)

与工件过渡表面相对的表面副后刀面(minorflank)与工件已加工表面相对的表面。主切削刃(toolmajorcuttingedge)前刀面与主后刀面的交线，承担主要的金属切除工作。副切削刃(toolminorcuttingedge)

前刀面与副后刀面的交线，参加少量的切削工作。刀尖(corner)主、副切削刃汇交的一小段切削刃。三面两刃一尖12/602、静止参考系(tool-in-handsystem)基面(toolreferenceplane)Pr

过切削刃选定点的平面，一般来说其方位要垂直于假定的主运动方向。切削平面(toolcuttingedgeplane)

Ps

过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。正交平面(toolorthogonalplane)

Po

过切削刃选定点并同时垂直于切削平面与基面的~。主剖面第二节金属切削刀具（cuttingtool）二、刀具切削部分的几何参数13/603、刀具的标注角度前角(toolorthogonalrake)

0

在正交平面中测量的前刀面与基面间的夹角。影响刃口锋利及切削刃的强度。常取=-5o～25o后角(toolorthogonalclearance)

α0在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角。减少刀具与工件之间的摩擦和磨损。常取α0=4o～12o图4-9前角正、负的规定第二节金属切削刀具（cuttingtool）二、刀具切削部分的几何参数14/60主偏角(toolcuttingedgeangle)

Kr

在基面内测量的主切削刃的投影与进给方向间的夹角。影响背向力Fp(径向力Fy)与进给力Ff（轴向力Fx）的比例以及刀尖强度和散热条件外圆车刀的主偏角通常有90

、75

、60

和45

等。3、刀具的标注角度第二节金属切削刀具（cuttingtool）二、刀具切削部分的几何参数15/60副偏角(toolminorcuttingedgeangle)

Kr

在基面内测量的副切削刃的投影与进给反方向间的夹角减少副切削刃与工件已加工表面的摩擦，减少切削振动；影响工件表面残留面积的大小，进而影响已加工表面的粗糙度Ra值。5o～15o，粗加工取较大值，精加工取较小值。，，副偏角对表面的粗糙度Ra的影响，，，，3、刀具的标注角度第二节金属切削刀具（cuttingtool）二、刀具切削部分的几何参数16/60图4-12刃倾角对切屑流向的影响刃倾角(toolcuttingedgeinclinationangle)

λs

在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。控制切屑的流向，影响刀尖强度。刃倾角有正负之分。当λs＜0o时，切屑流向工件已加工表面，刀尖强度较好，适宜粗加工；当λs＞0o时，切屑流向工件待加工表面，此时刀尖强度较差，适宜于精加工。3、刀具的标注角度第二节金属切削刀具（cuttingtool）二、刀具切削部分的几何参数17/60第Ⅰ变形区第Ⅱ变形区第Ⅲ变形区图4—14切削变形primaryshearzone在该区域内金属发生塑性变形，是产生剪切滑移和大量塑性变形的区域，切削过程中的切削力、切削热主要来自这个区域。第三节切削过程中的物理现象金属的切削过程实际上是一种挤压变形过程。一、切屑形成过程及切屑种类图4-13用挤压比喻变形剪应力数值最大方向secondaryshearzone切屑受到前刀面的挤压，进一步产生塑性变形，形成前刀面摩擦变形区。该区域的状况对积屑瘤的形成和前刀面磨损有影响thirdshearzone由于刀口的挤压、根本变形区的影响和主后面与已加工外表的摩擦等原因形成。该区对工件外表的加工硬化和剩余应力以及刀具后刀面的磨损有很大影响。1、切屑形成与切削变形18/60第三节切削过程中的物理现象按照切屑变形程度的不同，切屑分为四类形态一、切屑形成过程及切屑种类2、切屑（chip）的种类形状/条件/影响带状切屑挤裂(节状)切屑单元(粒状)切屑崩碎切屑形状零件材料塑性材料塑性高塑性材料塑性中塑性材料塑性低脆性材料刀具前角大小更小切削速度高低更低进给量小大更大切削力波动小中大大表面粗糙度好中差差底层光滑外表面毛茸状有裂纹锯齿状梯形状颗粒状19/6020/60第三节切削过程中的物理现象二、积屑瘤(builtupedge)1、积屑瘤的形成图4—16车刀上的积屑瘤以中等切削速度（vc=（5～60）m／min）切削塑韧性金属材料时，由于切屑底面与前刀面的挤压和剧烈摩擦，使切屑底层的流动速度低于其上层的流动速度，

当此层金属与前刀面之间的摩擦力超过切屑本身分子间的结合力时，切屑底层的一部分新鲜金属就会粘结在刀刃附近，形成一个硬块，称为积屑瘤积屑瘤的形成是一个时生时灭周而复始的动态过程。第三节切削过程中的物理现象二、积屑瘤(builtupedge)2、积屑瘤的影响和作用保护刀刃及代替刀刃切削的作用积屑瘤增大了刀具的实际工作前角，使切削力减小破裂会影响加工的稳定性，影响表面质量。粗加工时可利用，精加工时应避免。3、积屑瘤的控制高速（vc＞100m／min）或低速（vc＜5m/min）切削良好的冷却润滑条件提高被加工件硬度和强度，降低塑性21/60第三节切削过程中的物理现象三、切削力1、主切削力Fc

2、进给力Fffeedforce:F在进给运动方向上的正投影。一般消耗机床功率的1%～5%，设计进给运动传动系统零件的主要依据在切削加工时，刀具对工件的作用力称为总切削力，用符号F表示。F的来源：一是克服切削层金属弹、塑性变形抗力所需要的力；二是克服摩擦阻力所需要的力cuttingforce:F在主运动方向上的正投影。消耗机床功率的95%以上，计算机床功率和设计主运动传动系统零件的主要依据。3、背向力Fp

backforce:F在垂直进给运动方向上的正投影。不作功，但使工件弹性弯曲，引起振动，影响加工精度和表面粗糙度图4—17总切削力的分解22/60第三节切削过程中的物理现象四、切削热(cuttingheat)1、切削热的产生、传出及对加工的影响2、切削热的控制因变形和摩擦而产生，主要来源于Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ变形区切削热将传递给切屑、刀具、工件和周围介质。传入工件，产生热变形，影响加工精度；传入刀具会使刀具温度升高，加剧刀具磨损，影响工件尺寸。合理选择切削用量（切削速度，进给量，背吃刀量）合理选择刀具角度合理施加切削液等23/60第三节切削过程中的物理现象五、刀具磨损和刀具耐用度刀具在高温和高压条件下，受到工件、切屑的剧烈摩擦，使刀具的前刀面和后刀面都会产生磨损，随着切削加工的延续，磨损逐渐扩大，这种现象称为刀具磨损初期磨损正常磨损急剧磨损刀具磨损的过程磨损量时间切削变钝刃磨切削…变钝报废刀具寿命刀具的耐用度刀具由开始切削到变钝为止的切削总时间，称为

。通常以后刀面磨损程度为标准，常用切削时间来判断24/60第三节切削过程中的物理现象五、刀具磨损和刀具耐用度刀具正常磨损时，按其发生的部位可分为三种形式，即后刀面、前刀面、前后刀面磨损。1、后刀面磨损以平均磨损高度VB表示。切削刃各点处磨损不均匀，刀尖部分和近工件外表面处磨损较大，中间处磨损较均匀。加工脆性材料或用低速和较小背吃刀量切削塑性金属时常见~。图4-18刀具正常磨损形式25/60第三节切削过程中的物理现象五、刀具磨损和刀具耐用度图4-18刀具正常磨损形式以月牙洼的深度KT表示，用较高的切削速度和较大的背吃刀量切削塑性金属时常见这种磨损。中等切削用量切削塑性金属时易产生。2、前刀面磨损3、前后面同时磨损

26/60第四节普通刀具切削加工方法综述

1、车削的工艺特点切削平稳，精度较高生产率高，应用广泛刀具简单、成本较低有色金属的精加工一、车削加工(Turning)2、车削的应用加工各种回转表面车削加工的精度车床的种类工件回转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。ITRa粗车IT12～IT1125～12.5μm半精车IT10～IT96.3～3.2μm精车IT8～IT71.6～0.8μm金刚石车IT6～IT50.8～0.2μm卧式车床generalpurposeparallellathes立式车床verticallathes转塔车床turretlathes单件小批生产各种轴、盘、套等类零件长径比为0.3～0.8的重型零件成批生产外形较复杂，且具有内孔及螺纹的中小型轴、套类零件大批、大量生产形状不太复杂的小型零件自动车床原理图1空心主轴，2传动带，3弹簧卡头，4棒料，5、6刀架，7分配轴，8、9鼓轮，10、11、12、13模板，14盘形凸轮，15、16、17拨杆，18杠杆

图4-19卧式车床所能完成的典型加工27/60第四节普通刀具切削加工方法综述

二、钻削加工(drilling)1、钻孔holedrilling钻孔是指用钻头在实体材料上加工孔的一种加工方法。浅孔：L/D

4—

麻花钻头+钻、车、铣、镗床普通深孔：L/D=5~20—

接长麻花钻头+钻、车、镗床特殊深孔：L/D=20~100—

深孔钻头+深孔专用机床1）浅孔钻刀具：麻花钻加工精度:IT12-11Ra25-12.5切削部分结构浅孔钻的工艺特点容易“引偏”排屑困难散热不易尺寸精度Ra高速钢麻花钻IT12～IT1125～12.5μm硬质合金麻花钻IT11～IT1012.5～3.2μm28/60第四节普通刀具切削加工方法综述

二、钻削加工(drilling)1、钻孔holedrilling2）深孔钻

特殊深孔钻：错齿内排屑深孔钻外排屑深孔钻喷吸钻特点：内排屑需要受油器工件采用“一夹一托”比浅孔加工更困难图4—25内排屑深孔钻1—工件

2—钻头

3—钻杆

硬质合金条起导向作用适于较大直径深孔刀齿交错，实现碎屑图4-26枪钻工作原理图1—工件2—切削部分3—钻杆高压切削液将切屑从钻杆外V形槽冲出适于小直径深孔图4-27喷吸钻工作原理图1-钻头2-工件3-钻套4-外钻杆5-喷嘴6-内钻杆钻头与外钻杆螺纹连接钻头与内钻杆紧贴在一起喷吸适于中等直径深孔1-工件；2-深孔钻；3-切削液图4-24深孔加工示意图29/60第四节普通刀具切削加工方法综述

二、钻削加工(drilling)2、扩孔counterboring

特点：扩孔钻无横刃、刀齿多、刚度大、排屑易孔的半精加工：IT10～IT9，Ra6.3～3.2μm。扩孔是用扩孔钻扩大工件孔径的一种加工方法。3、铰孔reaming

铰孔加工特点：铰刀为标准刀具，只能加工一定尺寸和公差等级的长、连续、通孔只能保证孔本身的精度，而不能保证孔的位置精度生产率高，尺寸一致性好，适于成批和大量生产。加工精度：IT8~IT6，Ra1.6~0.4μm铰孔是指用铰刀在未淬硬工件孔壁上切除微量金属层，以提高工件尺寸精度和减小表面粗糙度的加工方法。30/60第四节普通刀具切削加工方法综述

二、钻削加工(drilling)4、锪孔countersinking锪孔：用锪钻或刀板钻削沉孔的加工方法。31/60工业齿轮减速箱第四节普通刀具切削加工方法综述

三、镗削加工(boring)定义：镗削是指镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进给运动的切削加工方法。应用：主要加工较大孔径的孔、箱体类零件上的孔以及要求相互平行或垂直的孔系。加工精度：与车削相近镗刀结构形式：单刃镗刀，浮动镗刀尺寸精度Ra粗镗IT12～IT1125～12.5μm精镗IT8～IT71.6～0.8μm精细镗IT7～IT60.8～0.2μm32/6033/60第四节普通刀具切削加工方法综述

三、镗削加工(boring)1、单刃镗刀特点：适应性广，加工精度与直径范围宽。可校正原有孔轴线歪斜和位置偏差。调节费时，精度不易控制，生产率低。2、浮动镗刀结构：镗刀杆、可调浮动镗刀块。特点：加工质量较高、生产效率较高。刀具成本较高。不能校正孔的轴线歪斜或位置偏差。53°8‘1、刀块；2-刀片；3、调节螺钉；4、斜板；5、紧固螺钉第四节普通刀具切削加工方法综述

四、铣削加工(milling)特点：生产率高。容易产生振动。刀齿散热条件好。1、铣削的切削参数及其选择1）每齿进给量af：0.1～0.4mm。2）平均切削厚度ac：不应低于0.07mm。3）铣刀刀齿数：疏齿铣刀（L）：直径为80mm的面铣刀有4个刀片密齿铣刀（M）：直径为80mm的面铣刀有6个刀片特密齿铣刀（H）：直径为80mm的面铣刀有8个刀片铣削是指铣刀旋转作主运动，工件作进给运动的加工方法。密齿铣刀最常用；特密齿铣刀在加工稳定性好且大进给量时使用；疏齿铣刀反之。34/60周铣端铣第四节普通刀具切削加工方法综述

四、铣削加工(milling)1、铣削的切削参数及其选择4）铣削方向(周铣时)：逆铣(conventionalmilling)

，在铣刀与工件的切点处，工件的进给方向与铣刀的运动方向相反。顺铣(climbmilling)，进给方向与铣刀的运动方向相同。顺铣与逆铣的比较：逆铣时，切屑厚度从零增到最大值，初期摩擦大，加剧刀具磨损，工件表面质量下降。顺铣时切削力使工件下压向，减少了工件的振动。顺铣时，水平切削分力会引起工件窜动，造成进给量突然增大，甚至打刀。顺铣时，工件表面的黑皮将加剧刀具的磨损。顺铣逆铣35/60顺铣与逆铣哪个常用?第四节普通刀具切削加工方法综述

四、铣削加工(milling)1、铣削的切削参数及其选择5）周铣(peripheralmilling)和端铣(facemilling)的比较：端铣比周铣平稳，有利于提高加工质量。端铣切削厚度始终大于零，有利于降低表面粗糙度。端铣刀具系统的刚性好，可采用硬质合金刀片，速度高端铣一般用于加工平面，周铣加工各种型面。2、铣削的应用铣床种类：卧式、立式、龙门、工具、专用铣床加工表面：平面、台阶面、各种槽、型腔以及成形面等。加工精度：尺寸精度Ra粗铣IT12～IT1125～12.5μm半精铣IT10～IT96.3～3.2μm精铣IT8～IT73.2～1.6μm36/60五、刨削加工(planing)

第四节普通刀具切削加工方法综述

1、刨削和铣削的比较加工质量同级，经粗、精加工之后可达到中等精度。刨削的生产率只有在加工狭长表面时才能体现。铣削的加工范围广，刨削仅适用于单件小批生产及修配工作中。2、刨削的应用刨床种类：牛头刨床、龙门刨床加工表面：平面（水平面、垂直面和斜面等）沟槽（直角槽、燕尾槽和T形槽等）加工精度：刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法。尺寸精度Ra粗刨IT12～IT1125～12.5μm半精刨IT10～IT96.3～3.2μm精刨IT8～IT73.2～1.6μmdoublecolumnplaningmachinesShapingmachines37/6038/60第四节普通刀具切削加工方法综述

六、插削加工(slotting)用插刀对工件作垂直（立刨）相对直线往复运动的加工方法。加工表面：内表面，如键槽、花键、多边形孔等特点与应用：生产率低，只用于单件小批生产，成批生产被拉削代替。39/60l1柄部；l2颈部；l3过渡锥；l4前导部分；l5切削部分；l6校准部分；l7后导部分第四节普通刀具切削加工方法综述

七、拉削加工(broaching)在拉力作用下，通过拉刀与工件的相对直线运动，切削工件内、外表面的方法。拉削的运动：主运动进给运动球面浮动支承的作用使工件上的孔自动地调整到与拉刀轴线一致的方向。40/60第四节普通刀具切削加工方法综述

七、拉削加工(broaching)主要特点生产率高加工质量好拉刀耐用度高加工形状较复杂的内、外表面，尤其加工内表面拉床只有直线运动，结构简单，工作平稳，操作方便加工精度应用：形状较复杂的内、外表面的大批量加工。尺寸精度Ra粗拉IT8～IT71.6～0.8μm精拉IT7～IT60.8～0.4μm第五节磨削加工方法综述

一、磨削(grinding)过程磨削过程的本质：磨削是一种切削加工过程。砂轮表面上分布的每个磨粒相当于多刃铣刀的一个刀齿，磨削可以看作是具有极多微小刀齿铣刀的一种超高速铣削负前角的大小及其危害

刚修整后的刚玉砂轮，前角平均为-65o～-80o，磨削一段时间后增大到-85o。有何危害？用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。磨具：由结合剂或粘接剂将许多细微、坚硬而形状不规则的磨料磨粒按一定要求粘接而成的工具。磨具有砂轮、砂带等。图4-42砂轮结构示意图砂轮硬度？41/60粒度号颗粒尺寸（um）14#1600~1250120#125~100280#50~40W4040~28W55~3.5图4-43砂轮磨粒切削时的前、后角面第五节磨削加工方法综述

一、磨削(grinding)过程磨粒的切削过程比较凸起且锋利的磨粒，起切削作用，材料被切削不太凸起或较钝的磨粒，起刻划作用，材料塑性变形比较凹下的磨粒，起摩擦抛光作用，材料弹性变形图4-44磨粒的磨削过程42/60第五节磨削加工方法综述

二、磨削的工艺特点1、加工精度高，Ra小刃口圆弧半径小，切削厚度数微米切削速度很高，磨粒多，每个磨刃切削下来的金属少，表面光洁磨床比一般机床的精度高，刚性及稳定性更好尺寸精度Ra粗磨IT8～IT71.6～0.4μm精磨IT6～IT50.4～0.2μm主剖面主后刀面前刀面刃口圆弧半径6~12μm2、砂轮具有自锐性砂轮磨损变钝后，磨粒破碎，产生新的较锋利的棱角圆钝的磨粒从砂轮表面脱落，露出新鲜锋利的磨粒43/6044/60第五节磨削加工方法综述

磨削力Fc较小，进给力Ff更小，背向力Fp大。Fp/Fc=1.5~4背向力加速砂轮钝化，使砂轮和工件均产生弯曲变形精磨时，需要一定的光磨次数或采用辅助支承，以消除或减小因Fp所引起的形状误差。光磨是指工件磨到接近最后尺寸时不再吃刀的磨削。图4-45磨削力及其分解二、磨削的工艺特点3、背向磨削力Fp大4、磨削温度高磨削区瞬时高温达800～1000

C高温使淬火钢件表面退火，降低硬度。切削液可能使工件发生二次淬火，工件表层产生张应力及微裂纹，减低零件的表面质量磨削时需施加大量切削液，以降低磨削温度。第五节磨削加工方法综述

三、磨削的应用1、普通磨削1）磨外圆磨床：外圆磨床普通磨削：用砂轮在通用磨床上进行的内外圆面、锥面、平面等的加工。通用磨床：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床以及无心磨床等。加工精度：IT8~IT5，Ra0.8~0.2磨削力小，散热条件好；可磨削不同长度的工件；磨削工件的质量高，生产率低；适用于单件小批生产主运动：砂轮高速旋转进给运动：工件旋转作圆周进给；工件往复运动，纵向进给；砂轮周期横向进给纵磨法特点磨削运动简图方法细粗砂轮磨粒0.4～0.2μmIT6～IT5精磨0.8～0.4μmIT8～IT7粗磨Ra尺寸精度磨削力大，热量多，工件易变形生产率高，适于大批量生产中磨削刚度好的轴及成形表面主运动：

砂轮高速旋转

进给运动：工件旋转作圆周进给；砂轮连续横向进给横磨法特点磨削运动简图方法细粗砂轮磨粒0.4～0.2μmIT6～IT5精磨0.8～0.4μmIT8～IT7粗磨Ra尺寸精度综合了纵磨法和横磨法的优点开始同横磨法最后同纵磨法综合磨法特点磨削运动简图方法细粗砂轮磨粒0.4～0.2μmIT6～IT5精磨0.8～0.4μmIT8～IT7粗磨Ra尺寸精度1、一次进给磨去全部余量；2、生产率高，适用于磨削刚度大的短轴同纵磨法，但进给量较小，磨削深度大深磨法特点磨削运动简图方法0.345/6046/60第五节磨削加工方法综述

三、磨削的应用1、普通磨削2）磨内圆磨床：内圆磨床、万能外圆磨床加工面：内圆柱面、内圆锥面和成形内圆面等。与外圆磨削相比的特点：生产率低表面粗糙度差应用：主要用于不宜采用铰孔或拉孔的情况。工件的硬度高孔直径较大带有断续表面的孔盲孔47/60第五节磨削加工方法综述

三、磨削的应用1、普通磨削3）磨平面磨床：平面磨床平面磨削方法：周磨法：利用砂轮的圆周面进行磨削。端磨法：利用砂轮的端面进行磨削。周磨法与端磨法的比较：周磨法：生产率低，质量高，适于精磨端磨法：生产率高，质量差，适于粗磨散热困难，线速度不一致，磨损不均匀48/60第五节磨削加工方法综述

三、磨削的应用1、普通磨削4）无心磨削磨床：

无心磨床纵磨法：外形为回转双曲面的导轮，其轴线在垂直平面内倾斜一角度，通过导轮与工件间的摩擦使工件实现周向和纵向进给运动改变导轮转速，可调节工件周向和纵向进给速度。改变导轮倾斜角度，可调节工件纵向进给速度。应用：适于大批大量细长销轴类零件的磨削横磨法：砂轮横向进给，导轮倾斜一个很小的角度，使工件有微小轴向推力紧靠在挡块上轴向定位，工件不作轴向移动应用：适于带台肩而又较短的外圆、锥面和成形面的磨削砂轮工件导轮托板第五节磨削加工方法综述

三、磨削的应用2、高效磨削1）高速磨削(highspeedgrinding)

磨削速度高于50m/s的磨削加工。工艺特点生产率高比普通磨削提高30％以上。加工表面质量好Ra稳定达到0.8～0.4μm。砂轮耐用度高一般可提高0.7～l倍。功率消耗大，砂轮强度大，安全防护要求高，冷却液流量、压力大。49/6050/60第五节磨削加工方法综述

三、磨削的应用2、高效磨削2）强力磨削（heavycutgrinding）

以大磨削深度（可达3~30mm）和小纵向进给速度进行磨削应用：适用于各种成形面和沟槽。工艺特点：从毛坯直接磨出合乎要求的零件，生产率高。高速快进给磨削与深磨削相结合的磨削方法，其效果更佳3）宽砂轮磨削(widewheelgrinding)与多砂轮磨削将砂轮宽度由50mm提高到300mm以上，以提高生产效率。宽砂轮外圆磨削一般采用横磨法。第五节磨削加工方法综述

三、磨削的应用2、高效磨削4）砂带磨削(abrasive-beltgrinding)

用高速运动的砂带作为磨具磨削各种表面的加工方法。特点：表面质量较高工件变形和表面烧伤可能性小砂带磨削效率高砂带及磨削设备简单、便宜应用范围广泛图4-50砂带磨削

l-工件2-砂带3-张紧轮4-接触轮5-承载轮6-导轮1-针状磨粒；2-结合剂；3-基体51/60第六节精密加工(precisionmachining)一、研磨(lapping)加工表面：平面圆柱面圆锥面螺纹表面齿轮齿面利用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的精密加工方法。研磨剂：1μm大小的氧化铝和碳化硅磨粒+研磨液+辅料研磨工具：使用铸铁、软铁等软材料制成普通加工精密加工超精密加工加工精度低于1μm1~0.1μm高于0.1μm低于IT7IT6~IT5高于IT4Ra大于0.1μm0.1~0.01μm小于0.01μm应用：精密量具精密刀具精密配合件光学仪器半导体晶体52/60二、珩磨(honing)珩磨特点：生产率较高孔的位置精度不能保证加工表面润滑性能好珩磨应用：黑色金属的高精度孔利用带有磨条的珩磨头对孔进行精密加工的方法。53/60第六节精密加工(precisionmachining)三、小粗糙度磨削与普通磨削的区别：砂轮经过精细修整，使磨粒具有微刃性和等高性。磨床的运动精度及切削液