机械制造基础 课件 第7章 机械加工

第7章机械加工主要内容：金属切削加工基础知识金属切削加工机床常用切削加工方法典型表面加工方案及选择机械加工工艺过程切削加工：是指利用切削刀具将金属坯料上多余材料切除，以获得所需要的尺寸、形状、位置精度和表面质量的加工方法。钳工：工人手持工具进行切削加工。常用方法有划线、锯削、锉削、钻削等。分类机械加工：工人操作机床完成切削加工过程。如车削、铣削、刨削、磨削、镗削等。7.1金属切削加工基础知识

主要内容：金属切削过程工件材料的切削加工性加工质量和切削用量的选择切削运动切削刀具加工表面和切削用量7.1金属切削加工基础知识

一、切削运动

定义：指机床为实现切削加工，刀具与工件之间所必须具有的相对运动。按作用的不同可分：

1.主运动：切下切屑所必需的最基本、最主要的运动。特点：在整个运动系统中，速度最高、消耗功率最大。主运动只有一个。2.进给运动：特点：速度低、消耗的功率小。进给运动可以有一个或多个。保证加工连续进行所需要的运动。举例：主运动和进给运动可以由工件完成，也可以由刀具来完成；二者的合成就是实际的切削运动。常见机床上的切削运动见教材表7-1一、切削运动

机械零件上常见的表面形状平面圆柱面特殊表面成型表面圆锥面二、加工表面和切削用量

71.待加工表面：工件上待切除的表面。切削中，逐渐减小直到全部被切去。2.已加工表面：工件上经刀具切削后产生的新表面。切削中逐渐扩大。3.过渡表面：工件上切削刃正在切削的表面。介于待加工表面和已加工表面之间。车内圆（孔）（一）工件上的三个表面

1.切削速度vc

在单位时间内，工件或刀具沿主运动方向的相对位移。当主运动为旋转运动时

式中：n——主运动转速（r/min）；

D——刀具或工件的最大直径（mm）。当主运动为往复运动时，式中：L——往复运动行程长度，mm；

nr——主运动在单位时间的往复次数，str/min。

平均速度

（二）切削用量

2.进给量f

指在主运动的一个循环内，刀具相对于工件在进给运动方向上的位移量。

式中：z——多齿刀具的齿数；

n

——刀具的转速（r/s或r/min)。

单位时间的进给量——

进给速度，用vf

表示。

（二）切削用量

3.背吃刀量ap

，又称切削深度

（二）切削用量

vc、f、ap构成切削用量三要素，是影响工件加工质量、刀具磨损和生产率的重要因素，应合理选择。

金属的切除率Zw

：指单位时间内切除金属的体积。

指在垂直于进给方向上测量的主切削刃切入工件的深度

。通常为工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。外圆车削时，Zw生产率刀具材料刀具角度刀具结构评估刀具切削性能的三要素切削刀具：切削刀具是完成切削加工的重要工具，其作用是从工件上切除多余材料。刀具的切削性能是影响加工生产率、质量和成本的主要因素，决定着机床性能的发挥。7.1金属切削加工基础知识

三、刀具材料

（1）高的硬度和耐磨性（2）足够的强度和韧性（3）较高的热硬性（4）良好的工艺性能（5）导热性好（6）化学稳定性好且成本低刀具材料应具备的基本性能13常用刀具材料及其选用常用刀具材料的种类YT类（钨钛钴类硬质合金）YG类（钨钴类硬质合金）YW类（钨钛铌（钽）钴类硬质合金）陶瓷金刚石立方氮化硼硬质合金超硬刀具材料涂层刀具工具钢高速钢碳素工具钢低合金工具钢热硬性差，仅用于手工工具三、刀具材料

14（一）高速钢1.成分：wC＝0.75%～1.5％，合金元素：W、Mo、Cr、V等2.性能：硬度高（≥63HRC），热硬性好，工作温度达600℃

；耐磨性高；韧性好，比硬质合金高几十倍抗弯强度高，抗冲击，为一般硬质合金的2～3倍；可加工性好，热处理变形小，易刃磨。3.应用：适于制造各类刀具，特别是形状复杂的刀具，如铣刀、钻头、拉刀、螺纹刀具、成形刀具和齿轮刀具等。

齿轮盘形铣刀154.高速钢的分类按制造工艺分按切削性能分普通高速钢高性能高速钢熔炼高速钢粉末冶金高速钢涂层高速钢按基本化学成份分钨系钼系16（1）普通高速钢

是切削硬度在250HBＷ～280HBＷ以下的大部分结构钢和铸铁的基本刀具材料。切削普通钢料时，切削速度一般不能高于40m/min～60m/min。

典型牌号：

W18Cr4V（简称W18）：综合性能较好，在600℃时硬度为48.5HRC，适于制造精加工刀具和形状复杂刀具，如钻头、丝锥、拉刀、成形车刀和齿轮刀具等。W6Mo5Cr4V2（简称M2）：抗弯强度和韧性比W18高，热塑性好，适于制作尺寸较大和承受较大冲击的刀具，以及热成型刀具（如制作热轧钻头）。（2）高性能高速钢

普通高速钢中C％V％＋Co、Al等元素熔炼而成。特点：热硬性好，在650℃时，硬度仍接近60HRC；应用：适于加工奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金、高强度钢等难加工材料，并制作形状复杂刀具。典型牌号：

W2Mo9Cr4VCo8（M42）：综合性能好，易刃磨，常温硬度接近70HRC，600℃为55HRC，因含Co多，较贵。

W6Mo5Cr4V2Al（501）：501钢中含Al无Co，比M42

便宜，但刃磨性稍差。18（3）粉末冶金高速钢制备方法：先用高压气体（氩气或氮气）将钢水雾化成粉末后，再经过热压和锻轧成材。特点：与熔炼高速钢相比，

①有效地解决了熔炼高速钢组织中的碳化物共晶偏析问题，组织细小均匀；②韧性好，硬度高，耐磨性提高20～30％，刃磨性好；③热处理变形小（淬火变形只有熔炼钢的1/3～1/2）；④质量稳定，刀具寿命较高。应用：可切削各种难加工材料，特别适于制作各种精密刀

具和形状复杂的刀具。高速钢的铸态组织粗大碳化物19（二）硬质合金金属碳化物粉末，如WC、TiC、TaC、NbC等金属粘结剂，如Co、Ni、Mo等高压成型高温烧结粉末冶金制品高熔点、高硬度硬质合金刀片201.硬质合金的性能特点硬度很高，耐磨性好，常温硬度89～93HRA；热硬性好，工作温度可达800～1000℃，允许的切削速度可达100～300m/min；③刀具寿命高，比高速钢高几倍～几十倍。④缺点：抗弯强度低，冲击韧性差，加工困难。

硬质合金多制作成各种形状刀片，焊接或直接夹固在刀体上使用；还不能完全代替高速钢。21YG类—钨钴类硬质合金：WC＋Co

常用牌号：YG3、YG6、YG8YT类—钨钛钴类硬质合金：WC＋TiC＋Co

常用牌号：YT5、YT15、YT30YW类—钨钛钽(铌)钴类：YT类＋TaC（NbC）常用牌号：YW1、YW2。2.硬质合金的分类ISO国际标准化组织YG类YT类YW类我国P类K类M类22合金中，wCo↑

抗弯强度越高↑

韧性越好↑合金中加入TiC、TaC或NbC，使硬度↑热硬性↑

抗弯强度↓导热系数↓，并随其含量增加而下降。3.含钴量及碳化物对硬质合金性能的影响

所以，YT类比YG类合金，硬度、热硬性高，但强度和韧性要差，导热系数要小；YW类合金的综合性能好。

应用：应用广泛，主要的刀具材料之一。例如，大多数

车刀；硬质合金铣刀、拉刀、铰刀也逐渐增多；尤其在数控机床和加工中心上使用的刀具。23（1）切削铸铁、青铜等脆性材料时，宜选用抗弯强度和韧性好的YG类，如YG3、YG8。（2）切削普通钢料时，宜选用YT类和YW类。4.硬质合金的选用（3）切削高温合金、不锈钢等难加工材料时，应选用YG

或YW类合金。（4）精加工时，宜选用含钴少、硬度高的硬质合金，如YG3（铸铁精加工）、YT30（钢件精加工）。粗加工时，宜选用含钴多、抗弯强度大的合金，如YG8（铸铁粗加工）、YT5（钢件粗加工）。（5）YW类合金综合切削性能好，可用于各种金属材料的切削加工，有通用硬质合金之称，如YW1、YW2。24（三）涂层刀具材料硬质合金或高速钢基体＋TiC、TiN或Al2O3涂层

涂层硬质合金刀片的寿命至少可提高1～3倍；涂层高速钢刀具的寿命可提高2～10倍。应用：使用中不用磨刃，生产率高；可用于钢料、铸铁的半精加工

及负荷较轻的粗加工；但不能用于加工高温合金、不锈钢

及钛合金。选用：

对会产生剧烈磨损的刀具，采用TiC涂层较好；在容易产生粘结的条件下，采用TiN涂层较好；在高速切削产生大量热量的场合，采用Al2O3涂层为好。25（四）陶瓷刀具材料2.性能：与硬质合金相比，（1）硬度(91～95HRA)和热硬性更高，在1200℃温度下仍能切削；（2）耐磨性、化学惰性好，摩擦系数小，抗粘结和扩散磨损能力强，能以更高的速度切削;（3）可切削难加工的高硬度材料;（4）主要缺点：脆性大，抗冲击韧性差，抗弯强度低。1.分类：主要有Al2O3、Si3N4

两类26（五）超硬刀具材料1.天然金刚石：自然界最硬的材料，耐磨性极好，刃口锋利，切削刃的钝圆半径可达0.01μm。因价格昂贵，主要用于高速、精密加工，如激光反射镜、感光鼓、多面镜、磁盘等的加工。2.聚晶金刚石：由金刚石微粉在高温高压下聚合而成，硬度比天然金刚石略低（6500～8000HK），价格便宜，焊接方便，可磨削性好，已成为金刚石刀具主要材料。

金刚石刀具不适于加工钢和铸铁。3.聚晶立方氮化硼（CBN）：由单晶立方氮化硼微粉在高温高压下聚合而成。硬度为3000～4500HV，耐热性达1200℃，化学惰性很好，在1000℃的温度下不与铁、镍和钴等金属发生化学反应。主要用于加工淬硬工具钢、冷硬铸铁、耐热合金及喷焊材料等。用于高精度铣削时可以代替磨削加工。27高性能高速钢，在加工高硬度材料或精密加工时，才考虑选用超硬材料。

应当指出，加工一般材料大量使用的仍是普通高速钢及硬质合金，只有在加工难加工材料时，才考虑选用新牌号合金或小结刀具的组成切削部分夹持部分四、刀具角度

29（一）车刀的组成切削刀具的种类繁多，但其切削部分的几何形状和参数具有共性外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具；其它各类刀具可以看作是车刀的演变和组合；在确定刀具切削部分几何形状的一般述语时，常以普通外圆车刀为代表。30

外圆车刀切削部分的组成（3－2－1）三面：前刀面：刀具上切屑流过的表面主后刀面：刀具上与过渡表面相对的表面副后刀面：刀具上与已加工表面相对的表面两刃：一刀尖:主切削刃：前刀面与主后刀面的交线副切削刃：前刀面与副后刀面的交线刀尖：主切削刃与副切削刃的交点。31（二）刀具标注角度参考系（正交平面参考系）

刀具标注角度参考系是在某些假定条件下建立的。以车削为例，假定：（1）车削时，切削刃上选定点与工件轴线等高（2）主运动方向与刀杆底面垂直（3）进给运动方向与刀杆中心线垂直。构成刀具标注角度参考系有：基面Pr切削平面Ps正交平面Po三个辅助平面32正交平面参考系（Pr－Ps－Po

）主切削刃主后刀面前刀面副切削刃正交平面PoA（1）基面Pr：通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。通常基面与刀具底面平行。切削平面Ps基面Pr车刀标注角度参考系辅助平面（Pr－Ps－Po

）（2）切削平面Ps：通过切削刃选定点与主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。（3）正交平面Po：通过切削刃选定点垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面。33（三）车刀的标注角度

指在刀具设计图样上标注的角度，是刀具制造、刃磨和测量的依据。车刀的标注角度主要有：前角后角主偏角副偏角刃倾角车刀的主要标注角度341.前角

在正交平面PO中测量，是基面Pr与前刀面之间的夹角，有正负。（1）作用：主要影响切削难易程度。前角↑刀具锋利↑切削温度↓切削轻快；前角过大，刀刃和刀尖强度↓散热体积↓刀具寿命↓35（2）前角的选取原则①工件材料：塑性材料，前角大些；脆性材料，前角小些；强度、硬度低，前角可选大些，反之小些。②刀具材料：韧性好的，如高速钢，前角可大些；硬质合金，脆性大，前角要选小些。③加工性质：精加工时，前角可选大些；粗加工时，前角选小些。举例：用硬质合金车刀前角的取值范围切削普通钢件，取γO＝10～20°

切削灰铸铁，取γO＝5°～15°

切削铝及铝合金，取γO＝25°～35°

切削高强度钢，取γO＝－5°～－10°362.后角

在正交平面PO内测量，是主后刀面与切削平面PS的夹角。（1）作用后角↑主后刀面与工件间的摩擦↓主后刀面的磨损↓②后角过大，刀头强度↓散热体积↓主后刀面的磨损↑37（2）后角的选择原则①工件材料：材料的强度、硬度高，后角可选小些；反之，大些；②加工塑性材料时，后角可取大些；加工脆性材料时，后角取小些。③加工性质：粗加工及承受冲击载荷的刀具，为了使刀刃有足够强度，后角可选小些，一般为4°～6°；精加工时，背吃刀量较小，为保证加工表面质量，后角可选大一些，一般为8°～12°。383.主偏角（Pr）

在基面Pr内测量，是主切削刃在基面上投影与进给方向的夹角。（1）作用：κr的大小影响①刀具寿命。主偏角↓主切削刃参加切削的长度↑负荷↓，同时刀尖强度↑散热面积↑刀具寿命↑。②

切削分力。κr↓径向分力(背向力)↑，当切削刚性较弱的工件时，易引起工件变形和振动。如车削细长轴。394.副偏角

当ap、f、kr值相同时，↑残留面积↓表面粗糙度↓（Pr）

在基面内测量，是副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。（1）

作用：为减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦，防止切削时产生振动。影响刀尖强度和表面粗糙度。（2）选择原则：主要根据表面粗糙度要求和系统的刚度。一般，粗加工时取大些，精加工取小些；系统刚度好时取较小些，刚度差时取较大些。40刃倾角PsPrPs5.刃倾角

在切削平面内测量，是主切削刃与基面的夹角。当刀尖是切削刃最高点时,

λs定为正值，反之为负值。（1）作用主要是影响切削的锋利性、刀尖强度和切屑流出的方向。41（2）刃倾角的选择原则粗加工时，为增强刀尖强度，λs常取负值；精加工时，为防止切屑划伤已加工表面，λs常取正值。刃倾角对切屑流向的影响想一想：钻通孔和盲孔时，切屑流向、钻头的刃倾角有没有不同？

五、切削层几何参数

1.切削层：工件上正被切削刃切削的那一层金属,

即两个相邻过渡表面之间的那一层金属。2.切削层参数：切削层的截面尺寸参数称为切削层参数。包括：(1)切削厚度hD：垂直于过渡表面度量的切削层截面尺寸。(2)切削宽度bD：平行于过渡表面度量的切削层截面的尺寸。(3)切削面积AD:切削层在切削尺寸度量平面内的横截面积。下面以车削外圆为例来说明:43vvfapkr:为主偏角，是刀具主切削刃与进给方向的夹角。fbDhDfapkr切削宽度切削厚度切削面积车削外圆时，切削层的几何参数：kr44（1）切削厚度：hD＝fsinkr（mm）

hD

值的大小反映了切削刃单位长度上工作负荷的大小。（2）切削宽度：bD＝ap／sinkr

hD

值的大小影响刀具的散热情况。（3）切削面积:

AD

＝hD

bD=apf

从上述公式可看出：hD、bD均与主偏角kr有关，但切削层面积AD只与hD、bD

或f、ap有关。bDhDfapkr六、金属切削过程

什么是金属切削过程？工件上多余的金属层，通过切削加工被刀具切除成为切屑，从而获得所需几何形状（已加工表面）的过程。在这一过程中，会产生哪些现象？切削变形、切屑、切削力、切削热、切削温度、刀具磨损、积屑瘤、已加工表面的加工硬化现象及残余应力等。

两个结果：形成了切屑和已加工表面46（一）切屑的形成和种类1.切屑的形成过程刀具继续切入，切应力增大，达到其屈服强度时，产生剪切滑移的塑性变形；受刀具切削刃和前刀面的挤压，产生弹性变形；被切削金属层弹性变形塑性变形挤裂切离切屑刀具切入工件刀具再继续切入，当切应力达到其断裂强度时，金属材料被挤裂；沿刀具前刀面流出形成切屑。472.切屑的收缩

切削层经塑性变形后，形成的切屑厚度增加，长度缩小，宽度基本不变，这种现象称为切屑的收缩。即:oMlDhDlDhhDh刀具切屑

切屑的收缩程度可用切变形系数

表示：厚度变形系数长度变形系数切屑与切削层尺寸收缩系数

＝

h＝

l；反映了切屑变形程度和工件材料的塑性。483.切屑的种类

根据其形态特征可分成四大类型（见表7-3）粒状切屑崩碎切屑带状切屑节状切屑切屑刀具积屑瘤（楔形硬化粘附物）

（二）积屑瘤

1.什么是积屑瘤？

在低速切削塑性金属材料时,常在刀具的前刀面刃口处粘结一些工件材料，形成一块硬度很高的楔块，称之为积屑瘤。

2.积屑瘤的成因（1）一定温度、压力作用下，切屑底层与前刀面发生粘接；（2）粘接金属严重塑性变形，产生加工硬化。形成滞流层—粘结—层层叠加—长大3.积屑瘤的形成过程50

有利方面：（1）保护刀刃，减少磨损；（2）增大前角，使切削轻快。

在粗加工时希望积屑瘤存在。不利方面：（3）影响加工精度，增大表面粗糙度。

精加工时，应避免积屑瘤产生。4.积屑瘤对切削加工的影响积屑瘤的“形成—长大—脱落”是一个周期性的动态过程，会引起切削力的波动和切削过程的不稳定。51（1）对塑性好的材料，采用正火或调质处理，硬度↑塑性↓；（2）控制切削速度，避开中速区；（3）增大前角，减小进给量和背吃刀量，以减小接触区的压力；（4）采用润滑性能良好的切削液，减小摩擦和切削热的产生。5.积屑瘤的控制主要因素工件材料:工件塑性好时，易产生；切削速度:

切削速度很低（小于0.1m/s）或很高（大于1.5m/s）时，均不会产生。控制措施：52课堂练习：

图示中刀具前面产生积屑瘤，请标出积屑瘤前角和切削厚度的增量。（三）切削力和切削功率

1.切削力的来源

（1）切屑和工件表层金属的弹性和塑性变形所产生的抗力；（2）刀具与切屑、工件表面间的摩擦力。2.切削合力的分解

切削合力F

分解为三个相互垂直的分力：主切削力（切向力）Fc背向力（径向力）Fp进给力（轴向力）Ff54（1）主切削力（切向力）Fc

垂直于基面，与切削速度方向一致。作用：是计算切削和设计机床、刀具、夹具强度的主要依据。机床功率的90％以上都消耗在主切削力上。（2）背向力（径向力）Fp

在基面内，与进给方向垂直。作用：车外圆或磨外圆时，不做功，但能使工件变形或引起振动影响加工精度和表面质量。

尤其是在加工刚度小的工件时，如细长轴的加工，会产生腰鼓形。长度与直径之比大于2055（3）进给力（轴向力）Ff在基面内，与进给方向相平行。作用：设计和校核进给机构强度的参数。三个分力相互垂直，通常主切削力最大，背向力和进给力小些。3.影响切削力的因素

强度高↑加工硬化倾向大↑切削力↑（1）工件材料：（2）切削用量:切削速度v对切削力影响复杂（图7-13）。背吃刀量和进给量↑，切削力↑。（3）其他：刀具几何角度、刀具材料、切削液、等。564.切削力和切削功率的计算

影响因素多，很复杂。为简化计算，常用单位切削力计算切削力的大小。（1）单位切削力p

指单位切削面积上所需要的主切削力的大小，用p表示。式中:Fc

—主切削力（N）；

AD—单位切削面积（mm2），AD＝ap

f57式中:Fc

——主切削力，（N）；

vc

——切削速度，（m/s）。

（2）切削功率指三个切削分力消耗功率的总和，用Pc表示。机床电机功率：式中:η为机床传动效率，通常η=0.75～0.85

。

（教材211页例题）（四）切削热和切削温度

1.切削热的来源和传导工件切屑刀具

切削热的来源与传导切削层金属的弹塑性变形产生的热刀具与工件、刀具与切屑摩擦产生的热主要两个来源：传导主要由切屑工件刀具周围介质（切削液、空气)大部分热量传入工件和由切屑带走。592.切削温度及分布（1）切削塑性材料前刀面靠近刀尖处温度最高。（2）切削脆性材料后刀面靠近刀尖处温度最高。

车削时，根据切屑的颜色，可大致判断切削温度。

颜色越深，切削温度越高。

前刀面磨损后刀面磨损低碳易切钢车削603.控制切削温度措施①尽量减少切削热的产生；②设法使切削热传导出去。两个途径原则：应首先选用尽可能大ap，其次f，最后选用合适vc,以在提高金属切除率的同时，降低切削温度，延长刀具寿命。（1）合理选择切削用量。切削用量，切削温度

（2）提高工件材料和刀具材料的导热性。（3）调整工件材料的强度和硬度。（5）正确使用切削液。生产中常用且有效的方法。（4）合理选择刀具角度。前角，主偏角，切削温度

614.切削液

在切削过程中，正确地选择和使用切削液，对降低切削温度，减小刀具磨损，提高生产率和加工质量有着重要的意义。（2）种类（1）作用：冷却、润滑、防锈、洗涤与排屑。水溶液：水+防锈剂等，呈透明状。乳化液：乳化油+水，呈乳白色，应用最广泛。切削油：矿物油，润滑作用。（3）选用粗加工：以冷却为主，如水溶液、低浓度的乳化液等。精加工：以润滑为主，如高浓度的乳化液、切削油等。（五）刀具磨损和刀具寿命1.刀具磨损的形式—三种形式（1）前刀面磨损—月牙洼磨损形成条件：以较大vc、ap加工塑性材料。形式：前刀面上出现凹窝—月牙洼。影响：削弱刀刃强度，降低加工质量。（2）后刀面磨损形式：出现后角等于零的磨损面。形成条件：以较小vc、

ap加工塑性材料，或加工脆性材料时。影响：切削力↑,切削温度↑,产生振动，降低加工质量。（3）前、后刀面磨损：加工塑性材料时，经常出现。可见，切削塑性材料比切削脆性材料对刀具的磨损要大。63

刀具磨损过程初期磨损后刀面磨损量VB正常磨损急剧磨损切削时间

常取后刀面最大允许磨损量VB。磨钝标准：2.刀具的磨损过程

刀具磨损到一定程度，刀刃变钝，摩擦加剧，切削力和切削温度迅速升高，刀具磨损急剧增加，失去正常切削能力。应避免。（1）初期磨损阶段

新刃磨的刀刃较锋利，前、后刀面也较为粗糙，这一阶段的磨损很快，磨损量较小，一般为0.05～0.1mm。（2）正常磨损阶段（3）急剧磨损阶段

磨损量增加较缓慢且均匀，此阶段的时间较长，为正常磨损。643.刀具寿命（1）磨钝标准：指刀具主后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大值，用VB表示。

（2）刀具寿命：指一把刃磨好的刀具从开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止所经历的净切削时间，用T

表示，单位min。（3）刀具寿命与切削用量的关系

例如，用YT15硬质合金车刀切削Ｒm＝637MPa的碳钢时，切削用量与刀具寿命的关系为：

可见，vc影响最大，其次f，ap影响最小。刀具寿命系数刀具寿命长，刀具磨损速度慢；反之，刀具磨损速度快。

七、加工质量和切削用量的选择1.机械零件的加工质量

评定指标加工精度表面质量尺寸精度形状精度位置精度表面粗糙度表层加工硬化程度和深度表层残余应力性质与大小66（1）加工精度

一般零件只规定尺寸精度，对精度要求较高的零件，除了规定尺寸精度外，还要规定形状和位置精度。符合程度越高，加工精度越高加工后的实际几何参数值理想值符合程度加工误差：指实际值与理想值之间偏离的程度。加工误差的大小表示加工精度的高低。两者联系：精度越高，误差越小；精度越低，误差就越大。提高加工精度，即降低加工误差。三个指标：尺寸精度、形状精度、位置精度671）尺寸精度：如长度、高度、宽度、直径等加工后的实际尺寸理想尺寸符合程度

表示方法：尺寸公差—最大极限尺寸与最小极限尺寸之差尺寸公差愈小，尺寸精度越高。

国标中，将确定尺寸精度的标准公差等级分为20级，用IT表示。IT01IT0IT1……………..IT17IT18精度降低，公差值加大公差与偏差：公差表示制造精度的要求，反映的是加工的难易程度；偏差表示与基本尺寸偏离的程度，影响配合松紧。表公差等级所需的加工方法及其应用

经济精度：一般，尺寸精度越高，加工工序越复杂，加工费用愈高。设计零件时，应在保证使用性能和尺寸要求的前提下，选用较低级别的公差等级，加工方法上用车削达到的，不用磨削工序。69

2）形位精度

如直线度、圆度、平面度、平行度、同轴度等。

指零件上点、线、面要素的实际位置相对于理想位置的准确程度；

表示方法：形位公差（几何公差）。（见表）

经济精度：一般，零件的精度越高，即公差值越小，加工工艺越复杂，加工成本越高。在选择零件的加工精度时，应在满足零件使用功能的条件下，尽可能采用较低一级的等级。70（2）表面质量指零件加工后表面层的状态。

1）表面粗糙度：指加工表面的微观几何形状误差。常用参数是轮廓算术平均偏差，用Ra

表示，单位μm。

表面粗糙度对零件使用性能的影响耐磨性：Ra

值↓，耐磨性↑耐腐蚀性：Ra值↑，耐腐蚀性↓疲劳强度：Ra值↓，疲劳强度↑配合性能：Ra值影响很大。对间隙配合，Ra值↑磨损↑，原有配全性质破坏；对过盈配合，Ra值↑压装时过盈量↓，配合强度↓712）表层加工硬化切削加工中，金属变形程度↑加工硬化↑硬化层深度↑加工硬化对零件加工质量的影响有利：加工硬化可提高工件表层的强度、硬度和耐磨性不利：①为进一步加工带来困难，刀具磨损加剧；②硬化层过深，导致表面层剥落，疲劳强度降低。已加工表面表层金属硬度高于里层金属硬度的现象。

加工表面严重变形层内金属晶格拉长、挤紧、扭曲、碎裂，使表层组织硬化，强度硬度提高。加工硬化产生原因72

硬化程度式中H——硬化层显微硬度（HV）；

H0——基体显微硬度（HV）。

硬化层深度指硬化层深入基体的距离Δhd（μm）加工硬化的度量减小切削变形。提高切速，加大前角，减小刃口半径等减小摩擦。如加大后角，提高刀具刃磨质量等。进行适当的热处理。加工硬化的控制733）残余应力

指在未施加任何外力的情况下，材料内部保持平衡而存在的应力。残余应力的种类及影响残余拉应力，易使加工表面产生裂纹，降低零件疲劳强度。残余压应力，有利于提高零件疲劳强度。残余应力分布不均，会使工件发生变形，影响形状和尺寸精度。74热塑变形效应：表层张应力，里层压应力；里层金属弹性恢复：若里层金属产生压缩变形，则弹性恢复后表层得到压应力，里层为张应力；表层金属相变：若切削区温度超过相变温度，冷却后表层产生组织应力。

实际应力状态是上述各因素影响的综合结果。控制切削过程：尽可能减小残余应力。时效处理：最大限度减小残余应力。表层产生残余压应力：采用滚压、喷丸等方法。残余应力产生原因残余应力的控制75（1）切削用量与加工生产率的关系以车外圆为例，其基本工艺时间可用下式表示：切削用量v↑、

f↑、ap↑，tm↓、生产率↑。加工一个零件所需的总切削时间（2）切削用量的选用原则粗加工：取较大f、ap

，vc

尽可能大。精加工：一般取较大vc

，较小f、ap，以保证加工质量。2.切削用量的选择76（3）切削用量的合理选择（传统方法）

1）确定背吃刀量ap尽可能一次切除全部余量。余量过大时可分2次走刀，第一次走刀的切削深度取单边余量的2/3～3/4。2）确定进给量

f粗切时，根据工艺系统强度和刚度确定（计算或查表）精切时，根据加工表面粗糙度要求确定（计算或查表）3）确定切削速度

vc根据规定的刀具耐用度确定切削速度vc

八、工件材料的切削加工性指材料进行切削加工的难易程度，是材料的主要工艺性能之一。1.衡量指标（1）材料的相对加工性Kr各种材料的与正火态45钢的之比值。把正火态45钢的作为基准，写为材料具有良好的切削加工性；材料的切削加工性较差。则：Kr

材料的切削加工性（2）刀具寿命T。在相同切削条件下加工不同材料时，刀具寿命T越长，材料的切削加工性越好。（3）一定刀具寿命下的切削速度vcT。

vcT越高，工件材料的切削加工性越好。（4）已加工表面质量。精加工时，常以此为标准。（5）切削力。（6）切屑的控制或断屑的难易切屑容易控制或易于断屑的材料，可加工性好；反之则差。在自动机床或自动线上加工时，常以此为衡量指标。在相同切削条件下，切削力小的材料，可加工性好；反之则差。在粗加工中，当机床刚性或动力不足时，常以此为衡量指标。792.改善材料可加工性的途径（1）进行适当的热处理，获得不同金相组织，调整硬度,

改善切削加工性能。例如：对低碳钢，机加工前进行正火；高碳的滚动轴承钢、工模具钢，机加工前球化退火。（2）调整化学成分。在不影响材料使用性能的前提下，加入适量的硫、磷、铅或钙等“易切削钢”易切削钢加工时，切削力小，易断屑，刀具使用寿命长，表面质量好。80（1）有色金属

有色金属（如铝及铝合金、铜及铜合金等），通常属于易切削材料。（2）铸铁

一般，铸铁的可加工性较碳钢好。各种铸铁可加工性的好坏，主要取决于石墨的存在形式和基体组织的影响。例如：灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁中，石墨分别呈片状、团絮状和球状，因此它们的强度依次提高，可加工性随之变差。，3.常用金属材料的可加工性81（3）碳钢普通碳素钢的切削加工性主要取决于钢中碳的含量。低碳钢硬度低、塑性和韧性高，切削变形大，切削温度高，断屑困难，故加工性较差。高碳钢的硬度高、塑性低、导热性差，故切削力大，切削温度高，刀具耐用度低，加工性也差。相对而言，中碳钢的切削加工性较好。，在碳钢中加入一定合金元素，如Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等，使钢的机械性能提高，但加工性变差。（4）合金工具钢827.2金属切削加工机床机床传动由哪几部分组成?机床常用传动副及其特点?传动比计算？机床的变速是如何实现的？变速机构有几种？普通机床和数控机床变速有何不同？机床机械传动系统分析及转速计算问题引导：83数控车床数控铣床车床是利用切削加工的方法将金属毛坯加工成机器零件的工艺装备，是加工机器的机器。机床:84一、机床型号及编制方法1.机床分类及代号

按机床工作原理划分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其它机床等11类，其代号见教材表7-9。2．机床通用型号的表示方法3.机床通用特性代号和结构特性代号4.专用机床的型号表示方法5.机床自动线代号及其型号表示方法85一、机床型号及编制方法例1：CA6140类别代号（车床类）组别代号（卧式车床组）系别代号（普通车床系）主参数代号（床身上最大回转直径400mm）结构性代号（A结构）举例：86一、机床型号及编制方法M

M

7

1

32

AM：类别代号（磨床类）M：通用特性代号（精密）7：组别代号（平面及端面磨床组）1：系别代号（卧轴矩台平面磨床系）A：重大改进顺序号（第一次重大改进）例2：32：主参数代号（工作台面宽度320mm）87一、机床型号及编制方法THM6350/JCST：类别代号（镗床类）M：通用特性代号（精密）6：组别代号（卧式铣镗床组）3：系别代号（卧式铣镗床系）JCS：企业代号（北京机床研究所）例3：50：主参数代号（工作台面宽度500mm）H：结构性代号（加工中心）88一、机床的型号及编制方法Z：类别代号（钻床类）3：组别代号（摇臂钻床组）0：系别代号（摇臂钻床系）40：主参数代号（最大钻孔直径40mm）X46:第二主参数（最大跨距1600mm）S2：企业代号（沈阳第二机床厂）

Z

3

0

40

X46

/S2

例4：89二、机床的传动1.动力源：提供运动和动力，是机床执行件的来源2.传动件：将运动和动力传递给执行件3.执行件：夹持刀具、工件，并实现运动（一）机床传动的组成（二）机床的常用机械传动副机床的传动是由许多传动副组合而成的。皮带－带轮齿轮－齿轮蜗轮－蜗杆齿轮－齿条丝杠－螺母等常用机械传动副90什么是传动副的传动比？从动轴转速主动轴转速是指从动轴转速与主动轴转速之比。表达式：91利用皮带—带轮间的摩擦作用，将主动轮的转动传到从动轮上。皮带传动有平皮带、三角皮带、圆皮带。机床上多用三角带传动。传动比：从动轮转速主动轮转速主动轮直径从动轮直径滑动系数1.带传动（皮带—带轮）

特点

优点：传动平稳，结构简单，可用于较大距离的轴间传动；

缺点：易打滑，传动比不准确，传动效率低。92是目前机床上应用最多的一种传动方式。

传动比:主动齿轮齿数从动齿轮齿数特点

优点：结构紧凑，传动比准确；传递扭矩大，传动效率高。缺点：当齿轮的制造精度不高时，噪音大，工作不够平稳。（要求齿面硬度要高）2.齿轮传动（齿轮—齿轮）933.蜗杆蜗轮传动蜗杆为主动，蜗轮为从动。传动比:蜗轮齿数蜗杆的螺纹头数蜗轮转速蜗杆转速特点：

优点：可获得较大降速比，传动平稳，噪音小，结构紧凑。常用于减速机构。

缺点：传动效率低，需要良好的润滑。944.齿轮齿条传动将齿轮的旋转运动变成齿条的直线运动时，齿轮为主动；将齿条的直线运动变成齿轮的旋转运动时，齿条为主动。

若齿轮转速为n，则齿条的直线移动速度为：

（mm／min）式中z—齿轮的齿数；n—齿轮的转速；

m—齿轮的模数；p—齿条的齿距。

特点：传动效率很高，但制造精度不高时，传动的平稳性和准确性差。955.丝杠螺母传动

是将旋转运动变为直线运动的传动副。传动特点：传动平稳，无噪音，可达到高的传动精度，传动效率低。

螺母沿轴线移动速度为：式中P—螺距，mm；

n—丝杠转速，r/min；K—多线丝杠的线数。丝杠螺母传动简图符号96

总传动比等于各传动副传动比的乘积。将某些传动副组合起来，即成为一个传动系统，称为传动链。若已知主动轴的转速n1，则传动链中任一根轴的转速都可以确定。推算？）传动链图例（三）传动链及其传动比97（四）机床常用的变速机构两种变速机构：无级变速和有级变速。通用机床中的变速机构多采用有级变速机构;数控机床为无级变速。

有级变速机构有：塔轮、滑动齿轮和离合器变速机构。1.塔轮变速机构

皮带定长，通过皮带在带轮上的位置变换进行变速。特点：结构简单，运动平稳；但皮带变换位置时需要停机。常用于小型台钻上。982.滑动齿轮变速机构通过改变滑动齿轮的位置进行变速。特点：结构紧凑，传动效率高，但须停机变速。常用于各种主轴箱内。传动链表达式：获得3级转速。993.离合器变速机构利用离合器进行变速。优点：离合器移动方便，齿轮不移动，传动平稳，传动比准确。缺点：齿轮处于常啮合状态，磨损大，效率低。常用于重型机械变速箱中。传动链表达式：获得2级转速。100三、机床的传动系统车床常用传动件的简图符号（一）

机床的组成及作用（略）101以C6132卧式车床为例，分析机床的传动系统。（二）卧式车床的传动系统电动机传动件主轴刀具运动、动力分析方法：根据加工表面的形状确定机床所需要的运动，以及实现这些运动的动力源、执行件和传动链；找到传动链所联系的两个端件—首端件、末端件；按照运动传递顺序，由首端件向末端件依次分析各传动轴之间的传动结构和运动传递关系，查明该传动链的传动路线以及变速、换向、接通和断开的工作原理。主轴箱溜板箱进给箱变速箱C6132卧式车床传动系统图C6132卧式车床传动系统框图电动机变速箱主轴箱主轴卡盘工件作旋转运动进给箱交换齿轮、换向齿轮丝杠溜板箱拖板刀架车螺纹（车刀作精确速比的纵向直线移动）光杠溜板箱拖板刀架齿轮齿条丝杠螺母车刀纵向进给车刀横向进给1.主运动传动链：电动机→卡盘主运动传动链：电动机→卡盘主运动传动路线图示主轴转速的计算：主运动传动路线表达式：—Ⅲ——Ⅳ—离合器M1左移—Ⅴ——主轴Ⅵ电动机(1440r/min)—Ⅰ——Ⅱ—共有12级转速1072.进给运动传动链溜板箱（1）进给运动传动链——进给箱进给箱（2）进给运动分析——溜板箱进给传动结构式见教材主要内容：车削加工的特点及应用钻削与镗削加工的特点及应用刨削与拉削加工的特点及应用铣削加工的特点及应用磨削加工机理、特点及应用7.3常用金属切削加工方法

问题引导：1.车床上工件的安装方法？2.车削加工的工艺特点？3.车床上能完成哪些工作？4.车削细长轴时应注意什么问题？5.车床上钻孔与镗床上镗孔有何不同？一、车削加工（一）成形原理1.车削：利用工件的旋转运动和刀具的直线运动来加工工件的切削加工方法。2.工作运动主运动——工件旋转进给运动——刀具的纵向或横向运动3.成形原理以刀具进给运动的轨迹作母线，绕车床的回转轴线旋转而形成的表面。车削适宜于各种回转体表面的加工。内孔车刀常用车刀类型：外圆车刀端面车刀（外、内）切断刀左偏对称右偏车削加工的零件举例：（二）安装方法3.安装：指工件从定位到夹紧的整个过程。正确的安装是保证工件加工精度的重要条件。安装方法要根据工件的形状、尺寸、加工精度要求以及加工批量等选择。安装的两个含义：定位和夹紧1.定位：在加工前，使工件在机床工作台或夹具上占据正确的位置，这个过程称为定位。2.夹紧：工件定位后，将工件固定使其在加工过程中保持定位位置不变，这个过程称为夹紧。（1）三爪卡盘安装

分正爪和反爪。工件直径太大不能用正爪夹紧，用反爪。特点及应用：能自动定心，使用方便，安装效率高；可保证一次装夹各加工表面间位置精度，定位精度低；夹紧力较小，只适用于中小型规则工件的装夹。用三爪卡盘安装工件的几种方式（2）四爪卡盘安装

四个卡爪互不相关，可单独调整。特点及应用：夹紧力大，不能自动定心，装夹时需对工件进行校正。用于装夹毛坯、形状不规则的工件或较重的工件。

（a）四爪卡盘（b）百分表校正百分表找正，使工件回转中心与车床主轴中心对齐（3）用花盘安装

花盘上有几条狭长的通槽，用以安插螺栓，将工件或其它附件（如角铁、弯板）紧固在花盘上。应用：用于外形复杂和不规则的工件安装。但需校正工件，同时要加配重，以防止回转时由于不平衡而产生振动。在花盘上用弯板安装工件在花盘上安装零件（4）双顶尖安装用双顶尖安装火车曲轴

用顶尖、卡箍、拨盘安装工件。特点：利用工件两端中心孔作为定位基准，保证在多次安装中所加工的各回转面间的同轴度。应用：特别适于需经过多次装夹或工序较多的轴类零件。（5）心轴安装用心轴装夹工件时，对工件的内孔精度要求较高(IT7~IT6)应用：用于同轴度和垂直度等位置精度要求较高的盘套类零件。锥度心轴：锥度为1:2000～1:5000，靠摩擦力固紧，装卸方便，对中准确，但不能承受较大的切削力。多用于精加工盘套类零件。圆柱心轴：定心准确度比锥度心轴差，夹紧力较大，对工件两端面与内孔的垂直度要求比较高，以免当螺母拧紧时，心轴弯曲变形。可胀心轴：靠胀套的弹性变形产生的力来紧固工件，既定心又夹紧，夹紧力比锥度心轴大，但定位精度比锥度心轴低。（5）心轴安装（6）中心架和跟刀架

加工细长轴时，为防止轴受到径向力而产生弯曲变形，往往附加中心架或跟刀架来解决。应用：中心架可用于长轴的外圆、端面及内孔的加工。跟刀架多用于加工细长轴。其作用是平衡切削力，

增强工件刚度，减小工件弯曲。（三）车削加工的工艺特点（1）易保证轴、盘套等类零件加工表面间的位置精度。

例如：利用前后顶尖安装工件，回转轴线是两顶尖的中心连线。车端面时，横溜板与轴线垂直，保证了零件端面与轴线的垂直度。（2）切削过程较平稳，生产率高，应用广泛。车削避免了惯性力与冲击力，允许采用较大的切削用量，提高生产率。（3）刀具简单。车刀只有一个主切削刃，制造、刃磨和安装均较方便。

在车床上完成的工作主要有：

加工内外圆柱面、圆锥面、螺纹、成型面、端面、沟槽、切断、滚花等。（四）车削的应用常用于加工各种回转表面，尺寸精度可达IT7～IT6

表面粗糙度Ra值可达1.6μm～0.8μm

1.车外圆分类粗车半精车精车切削用量ap大

参数介于二者之间；用于精度要求高、工艺过程复杂的零件。很小f较大很小v低高速或低速刀具角度γo小大αo小大λs负正加工质量精度IT13~IT11IT10~IT9IT8~IT6Ra(μm)25~12.56.3~3.21.6~0.8细长轴的车削

存在问题：刚性差，切削过程中易产生弹性弯曲变形，加工出的工件呈腰鼓形。顶尖安装，配合中心架或跟刀架附加支承，提高细长轴的刚度。采用主偏角kr=900的偏刀，减小背向力Fp。采用较小的背吃刀量，降低Fp。为保证质量，应采取的措施：用中心架支承车削细长轴

提示：车床上车孔的精度比车外圆低，可达IT7，Ra1.6～0.8μm。只能保证孔本身的尺寸精度，不能保证位置精度。当零件上需加工若干个有相互位置精度要求的孔时，需在镗床上镗孔。用内圆车刀，扩大孔直径，提高加工精度和表面质量。

车通孔车盲孔车台阶孔车槽车内凹槽

kr=450～700

kr>900

kr＝9002.车孔（内圆）3.车端平面弯头刀车端面，可采用较大背吃刀量，切削顺利，表面光洁，大小平面均可车削。90°右偏刀从外向各中心进给车端面，适于车削尺寸较小端面或一般台肩端面。90°右偏刀从中心向外进给车端面，适宜车削中心带孔的端面或一般的台肩端面。左偏刀车端面，刀头强度较好适宜车削较大平面，尤其是铸件或锻件的大平面。4.车锥面特点：操作简单；能加工各种锥度的内、外圆锥面；受小溜板行程限制，不能车太长锥面。小溜板只能手动进给，锥面的粗糙度难以控制。应用：适于单件或小批生产。（1）小滑板转位法

松开小溜板上的紧固螺钉，使小溜板转过半锥角；拧紧螺钉后，转动小溜板手柄，车刀沿斜向进给，车出圆锥面。（2）偏移尾座法特点：车削较长的圆锥面，并能自动进给，Ra值比小拖板旋转法小。应用：受到尾部偏移量的限制，只能加工小锥度外锥面。将尾座带动顶尖横向偏移距离S，使安装在两顶尖间的工件回转轴线与主轴轴线成半锥角。车刀作纵向进给，车出的回转体母线与回转体中心线成斜角，形成圆锥面。（3）宽刀法特点：方便、迅速，能加工任意角度的内、外锥面。切削力大，易振动。应用：车削短锥面，且要求加工系统刚性要好，适用于批量生产。

利用主切削刃横向进给直接车出圆锥面。切削刃的长度要略长于圆锥母线长度；切削刃与工件回转中心线成半锥角。（4）靠模法

用于大批量生产。特点：靠模法加工进给平稳，工件的表面质量好，生产效率高，

可以加工长的圆锥面。

靠模装置的底座固定在床身的后面，底座上装有锥度靠模板。松开紧固螺钉，靠模板可以绕定位销钉旋转，与工件的轴线成一定的斜角。靠模上的滑块可以沿靠模滑动，而滑块通过连接板与拖板连接在一起。当大拖板作纵向自动进给时，滑块就沿着靠模滑动，从而使车刀的运动平行于靠模板，车出所需的圆锥面。主要内容：钻孔的工艺特点及应用扩孔和铰孔的工艺特点及应用镗孔加工的工艺特点及应用二、钻削和镗孔加工

用钻头在实体零件上加工孔的方法。2.加工精度：IT13~IT113.表面粗糙度：Ra=25~12.5um4.刀具：麻花钻（一）钻孔5.设备：钻床(或车床、镗床、铣床)钻床台式钻床立式钻床摇臂钻床减小摩擦面积保持钻孔方向螺旋槽的表面两个主后刀面的交线两个，主后刀面与前刀面的交线1.工作运动主运动：钻头的旋转进给运动：钻头的轴向移动6.钻削用量进给量f：钻头每转一转沿进给方向移动的距离。背吃刀量

：钻削速度：

式中D——钻头直径

n——钻头或工件的转速（1）容易产生“引偏”原因：钻头刚度不足；切削刃不对称，导向作用差；钻头横刃长，轴向力大，定心作用差；工件材料性能不均匀，工作平面不平等。7.钻孔的工艺问题“引偏”方式①轴线歪斜：钻床上钻孔→钻头旋转②孔径扩大：车床上钻孔→工件旋转（2）加工质量较差。原因：

①排屑困难，易使钻头卡死、甚至折断；②散热条件差，且切削液难以进入，刀具磨损严重。解决办法

（1）工艺措施。刃磨时，使两主切削刃对称；打样冲眼或预钻定心坑;利用钻模夹具为钻头导向。（2）改进钻头结构。（a）小型，d＜15mm（b）中型，d＝15～40mm（c）大型，d＞40mm（a）（b）（c）圆弧刃分屑槽8.钻削的应用钻孔主要用于粗加工。例如：螺钉孔、油孔、内螺纹底孔等。单件小批量生产中、小型工件上的小孔（D<13mm），常用台式钻床加工。中、小型工件上较大的孔（D<50mm），常用立式钻床加工。大型工件上的孔，则采用摇臂钻床加工。回转体工件上的孔，多在车床上加工。（二）扩孔

用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工，扩大直径，提高精度。扩孔钻的特点，与钻头比：刀齿多（3～4个齿）；不存在横刃，轴向力小；加工余量小0.5～4mm，排屑容易。定径刀具扩孔属于孔的半精加工IT10～IT9Ra6.3～3.2μm背吃刀量：（二）扩孔扩展：当钻削直径dw＞30mm的孔时，为了减小钻削力及扭矩，提高孔的质量，一般先用(0.5～0.7)dw

大小的钻头钻出底孔，再用扩孔钻进行扩孔，则可较好地保证孔的加工精度和控制表面粗糙度，且生产率比直接用大钻头一次钻出时还要高。手铰机铰（三）铰孔用铰刀对工件上已有的孔进行精加工。1.铰削过程的实质

铰削过程不完全是一个切削过程，而是包括切削、刮削、挤压、熨平和摩擦等效应的一个综合作用过程。2.工艺特点：与钻孔比加工余量小，切屑易排出，切削热少。粗铰0.15~0.5mm，精铰0.05~0.15mm。刀齿多6～12个，导向作用好，切削平稳，且具有修光作用。铰刀无横刃，轴向力小。加工质量好，精度高。

IT9～IT7，Ra1.6～0.4μm，手铰IT6

扩孔与铰孔的应用提示“钻孔—扩孔—铰孔”工艺只能保证孔本身的尺寸精度，不保证孔间的尺寸精度和位置精度。对于孔间的尺寸精度和同轴度、平行度等位置精度需要用夹具或在镗床上镗孔来保证。扩孔常作为孔的半精加工；铰孔常作为精加工，安排在扩孔之后进行，加工未淬火、直径不大、精度要求高的孔。典型加工路线：钻孔—扩孔—铰孔（四）镗孔用镗刀对已有的孔进一步加工。1.设备：镗床;

2.工作运动：镗刀旋转作主运动;工件或镗刀作进给运动。3.刀具：镗刀单刃镗：适应性广、灵活性大可校正原有孔的轴线和位置偏差生产率低多刃镗：加工质量高不能校正孔的轴线

和位置偏差生产率高刀具成本高加工精度：一般精度IT8—IT7，高精度IT7—IT6（1）镗床能在工件的一次安装中，完成粗加工→半精加工→精加工等多工序的加工。（2）镗孔精度可达IT8～IT7，Ra1.6～0.8μm；孔间距精度可达±0.04～±0.02μm。（3）加工范围广泛，既能保证孔的尺寸精度，又能保证位置精度。（4）镗床和镗刀调整较为复杂，操作技术要求高，生产率低。4.工艺特点及应用应用：主要用于箱体、机座、支架等零件上的孔与孔系的加工。刨削加工的工艺特点及应用

刨削、插削和拉削都是刀具相对于工件作直线运动的加工方法。插削加工可看作立式刨床加工。主要内容：三、刨削和插削加工

（一）刨削加工用刨刀相对工件作直线往复运动进行切削加工的方法。是加工平面和沟槽的主要的方法之一。1.工作运动主运动－往复直线运动进给运动－间歇运动2.刀具：刨刀平面刨刀偏刀切刀刨平面3.设备：刨床牛头刨床龙门刨床主运动：滑枕带动刨刀的直线往复运动；进给运动：工作台带动工件的横向间歇运动；应用：中小型工件的加工。（1）牛头刨床进给运动：刨刀沿横梁和立柱的间歇运动；应用：大型工件的加工，特别是加工长而窄的平面时，效率高，如导轨面、沟槽。

（2）龙门刨床：主运动：工作台带动工件的直线往复运动；生产率低；成本低，通用性好，在单件修配中应用广；加工精度较低：IT9～IT7，Ra1.6～6.3μm；在加工窄长平面时，将多个装夹在一起同时加工，生产效率并不比铣削低。4.工艺特点

单件、小批、修理中；加工平面、沟槽（V形、T形、燕尾、直槽）成形面、等。5.应用改进：用宽刃刨刀提高加工精度（二）插削1.设备：插床—立式牛头刨床与刨削相同之处：主运动都是直线运动；不同之处：插削加工的是垂直装夹的表面。2.工作运动主运动：插刀的上下往复运动进给运动：工件随工作台的间歇移动加工工件的内表面，以及各种垂直槽，如键槽、方孔、花键槽等；适于单件、小批量生产。3.应用各种盘类零件内键槽的加工多用插削。主要内容：铣床和铣刀的类型铣削方式铣削的工艺特点及应用

四、铣削加工

（一）铣床和铣刀的类型

铣削加工是在铣床上用铣刀进行切削加工的工艺方法;是加工平面和沟槽的最主要方法。1.铣床：按运动形式分卧式铣床立式铣床（1）卧式铣床

图示为卧式万能铣床。特点：主轴水平，工件固定在工作台顶面上，主要用于加工平面和窄槽。（2）立式铣床特点：主轴与工作台面垂直，安装主轴的部分称为立铣头。与卧铣相比：立铣加工范围广，生产率高，易操作，使用更广泛。可加工平面、斜面、沟槽、台阶、齿轮等。（3）龙门铣床应用：加工大型工件上的平面和沟槽或同时加工多个中小型工件，生产率较高，多应用于成批大量生产。

大型高效通用铣床。其外形呈框架式，工作台只作纵向移动，横向和垂直进给由铣头在龙门框架上运动完成。2.铣刀分类：按安装方式带孔铣刀带柄铣刀按用途分平面铣刀沟槽铣刀成形铣刀各种铣刀圆柱形铣刀面铣刀立铣刀三面刃铣刀角度铣刀锯片铣刀

是一种多刃刀具，主要用于平面、台阶、沟槽和各种成形面的加工。（1）平面铣刀：用于加工平面端铣刀：在立式铣床上加工平面，轴线垂直被加工表面，刀齿为硬质合金，生产率高。主切削刃分布于圆锥或圆柱表面，端切削刃为副切削刃。圆柱铣刀：在卧式铣床上加工平面，轴线平行加工表面，刀具为高速钢，主要加工较窄的平面。齿形有：螺旋形齿和直齿，螺旋形刀齿切削平稳。（2）沟槽铣刀立铣刀：带柄，刀齿分布在圆柱面和端面上，圆柱面上的切削刃为主切削刃，端面上的为副切削刃，刀齿为螺旋形，保证切削的平稳性。多用于各种沟槽、小平面、台阶面、成形面的加工。圆盘铣刀：带孔或带柄，刀齿分布于圆柱面上，可以加工不同宽度的沟槽、小平面和台阶等。

（3）沟槽铣刀键槽铣刀：既像立铣刀又像钻头，只有两个刀齿，利用轴向进给向工件钻孔，再沿键槽方向运动铣出键槽的全长。重磨时，只磨端刃。端面切削刃为主切削刃，圆周上的刃为副切削刃。

用于封闭键槽的加工。铣键槽角度铣刀：带孔或带柄。用于铣削沟槽和斜面，如燕尾槽上的角度。有单角度铣刀、双角度铣刀、T型铣刀。铣燕尾槽（3）沟槽铣刀（4）成形铣刀

加工成型表面，刀齿廓形根据被加工的轮廓形状来确定。

用于加工中心的还有一类是模具铣刀，属于立铣刀类，主要用于加工模具型腔或凸模成形表面。成形铣刀铣齿铣螺纹铣钻头（二）铣削方式铣削加工中最基本和应用最多的工作是平面铣削。常用的加工刀具是圆柱铣刀和端铣刀两种。

生产中，根据具体条件选择合理的铣削方式，可进一步保证加工质量