教学材料《机械制造》-第三章

第一节机床分类与编号一、机床的分类金属切削机床是利用切削、特种加工等方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。按其加工性质和所用的刀具进行分类，将机床分为12大类，包括:车床、铣床、钻床、锁床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床以及其他机床。在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构等，分为若干组，每一组又细分为若干系(系列)。在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床的其他特征进一步区分。下一页返回第一节机床分类与编号同类型机床按应用范围(通用性程度)又可分为:(1)普通机床它可用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较强，但结构比较复杂。这种机床主要适用于单件小批生产，例如卧式车床、万能升降台铣床等。

(2)专门化机床它的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道(或几道)特定工序，如曲轴车床、凸轮轴车床等。

(3)专用机床它的工艺范围最窄，只能用于加工某一种零件的某一道特定工序，适用于大批量生产。如机床主轴箱的专用锁床、车床导轨的专用磨床等。各种组合机床也属于专用机床。上一页下一页返回第一节机床分类与编号同类型机床按工作精度又可分为:普通精度机床、精密机床和高精度机床。机床还可按自动化程度分为:手动、机动、半自动和自动机床。机床还可按重量与尺寸分为:仪表机床、中型机床(一般机床)、大型机床(10t)、重型机床(大于30t)和超重型机床(大于100t)。按机床主要工作部件的数目，可以分为单轴的、多轴的或单刀的、多刀的机床等。上一页下一页返回第一节机床分类与编号通常，机床根据加工性质进行分类，再根据其某些特点进一步描述，如多刀半自动车床、高精度外圆磨床等。随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。现代机床正向数控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中。现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能。例如，数控车床在卧式车床功能的基础上，又集中了转塔车床、仿形车床、自动车床等多种车床的功能;车削中心出现以后，在数控车床功能的基础上，又加入了钻、铣、锁等类机床的功能。又如，具有自动换刀功能的锁铣加工中心机床(习惯上称为“加工中心”(machi-ningcenter)，集中了钻、锁、铣等多种类型机床的功能;有的加工中心的主轴既能立式又能卧式，即集中了立式加工中心和卧式加工中心的功能。可见，机床数控化引起了机床传统分类方法的变化。这种变化主要表现在机床品种不是越分越细，而应是趋向综合。上一页下一页返回第一节机床分类与编号二、机床型号的编制方法机床的型号用以简明地表示机床的类型、通用特性和结构特性，以及主要技术参数等。我国的机床型号，现在是按1985年颁布的标准JB1838一1985《金属切削机床型号编制方法》编制的。普通机床型号用下列方式表示:上一页下一页返回第一节机床分类与编号

其中:有“O”符号者，为大写的汉语拼音字母;有符号者，为阿拉伯数字;

有“()”的代号或数字，当无内容时，则不表示。若有内容，则不带括号。机床类、组、系的划分及其代号机床的类别用汉语拼音大写字母表示。例如，“车床”的汉语拼音是“Chechuang",所以用“G”表示。当需要时，每类又可分为若干分类;分类代号用阿拉伯数字表示，在类代号之前，它居于型号的首位，但第一分类不予表示，例如，磨床类分为M,2M,3M三个分类。机床的类别代号及其读音如表3-1所示。上一页下一页返回第一节机床分类与编号机床的组别和系别代号用两位数字表示。每类机床按其结构性能及使用范围划分为10个组，用数字0~9表示。每组机床又分若干个系(系列)，系的划分原则是:主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的及相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局形式相同的机床，即划为同一系。机床的类、组划分参见标准JB1838一1985。

1.机床的特性代号它表示机床所具有的特殊性能，包括通用特性和结构特性。当某类型机床除有普通型外，还具有如表3-2所列的某种通用特性，则在类别代号之后加上相应的特性代号。上一页下一页返回第一节机床分类与编号例如"CK”表示数控车床。如同时具有两种通用特性，则可用两个代号同时表示，如“MBG"表示半自动高精度磨床。如某类型机床仅有某种通用特性，而无普通型者，则通用特性不必表示。如61107型单轴纵切自动车床，由于这类自动车床没有“非自动”型，所以不必用"Z”表示通用特性。

为了区分主参数相同而结构不同的机床，在型号中用结构特性代号表示。结构代号为汉语拼音字母。例如，CA6140型卧式车床型号中的“A"，可理解为这种型号车床在结构上区别于06140型车床。结构特性的代号字母是根据各类机床的情况分别规定的，在不同型号中的意义可不一样。上一页下一页返回第一节机床分类与编号2.机床主参数、第二主参数和设计顺序号机床主参数代表机床规格的大小，用折算值(主参数乘以折算系数)表示。某些普通机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号由1起始。当设计顺序号小于10时，则在设计顺序号之前加“0”。第二主参数一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作面长度等。第二主参数也用折算值表示。上一页下一页返回第一节机床分类与编号3.机床的重大改进顺序号当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部，加重大改进顺序号，以区别于原机床型号。序号按A,B,G,…字母的顺序选用。

4.同一型号机床的变型代号某些机床，根据不同的加工需要，在基本型号机床的基础上仅改变机床的部分性能结构时，则在基型机床型号之后加1，2,3,…变型代号。上一页返回第二节机床的运动分析

一、机床的运动分类在机床上，为了获得所需的工件表面形状，必须使刀具和工件完成表面成型运动。此外，机床还有多种辅助运动。二、表面成型运动表面成型运动根据其复杂程度分为简单运动和复合运动，根据其在切削加工中所起的作用，又可分为主运动和进给运动。三、辅助运动机床上除表面成型运动外，还需要辅助运动，以实现机床的各种辅助动作。辅助动作的种类很多，主要包括以下几种。下一页返回第二节机床的运动分析(1)各种空行程运动空行程运动是指进给前后的快速运动和各种调位运动。例如，在装卸工件时，为避免碰伤操作者，刀具与工件应相对退离。在进给开始之前快速引进，使刀具与工件接近。进给结束后应快退。例如车床的刀架或铣床的工作台，在进给前后都有快进或快退运动。调位运动是在调整机床的过程中，把机床的有关部件移到要求的位置。例如摇臂钻床，为使钻头对准被加工孔的中心，可转动摇臂和使主轴箱在摇臂上移动。又如龙门式机床，为适应工件的不同高度，可使横梁升降。这些都是调位运动。

(2)切入运动切入运动用于保证被加工表面获得所需要的尺寸。上一页下一页返回第二节机床的运动分析(3)分度运动加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为使表面成型运动得以周期地继续进行的运动称为分度运动。如车削多头螺纹，在车完一条螺纹后，工件相对于刀具要回转1/K转(K螺纹头数)才能车削另一条螺纹表面。这个工件相对于刀具有旋转运动就是分度运动。多工位机床的多工位工作台或多工位刀架也需要分度运动。

(4)操纵和控制运动操纵和控制运动包括启动、停止、变速、换向、部件与工件的夹紧、松开、转位以及自动换刀、自动测量、自动补偿等。上一页下一页返回第二节机床的运动分析四、机床的传动联系和传动链

1.传动联系及传动链概念机床上为了得到所需的运动，需要通过一系列的传动件把执行件与运动源，或者把执行件与执行件之间联系起来，称为传动联系。使执行件与运动源或使两个有关执行件保持确定运动联系的一系列按一定规律排列的传动元件就构成了传动链。一条传动链由该链的两端件及两端件之间的一系列传动机构组成。上一页下一页返回第二节机床的运动分析传动链中包含两类传动机构:一类是传动比和传动方向不变的传动机构，称为定比传动机构，如定比齿轮副、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等。另一类是根据加工要求可以变换传动比和传动方向的传动机构，称为换置机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。

根据传动联系的性质，也可将传动链分为以下两类。

.外联系传动链外联系传动链是联系运动源和执行件之间的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求运动源和执行件之间有严格的传动比关系。如图3-1所示，车圆柱螺纹时，从电动机传到车床主轴的传动链"1一2一uv一3一4”就是外联系传动链，它只决定车螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的形成。上一页下一页返回第二节机床的运动分析·内联系传动链当表面成型运动为复合的成型运动时，它是由保持严格的相对运动关系(如严格的传动比)的几个单元运动(旋转或直线运动)所组成的。为完成复合的成型运动，必须有传动链把实现这些单元运动的执行件与执行件之间联系起来，并使其保持确定的运动关系，这种传动链叫做内联系传动链。

2.传动原理图和传动系统图如图3-1所示，用一些简单的符号来表明机床传动联系的示意图，称为传动原理图。其中电动机、工件、刀架以较为直观的图形表示，虚线表示定比传动机构，菱形符号表示可以改变传动比的换置机构。车圆柱螺纹时需要两条传动链，主运动传动链和车螺纹传动链。上一页下一页返回第二节机床的运动分析其中主运动传动链由电动机一1一2一uv一3一4一工件表示。换置机构uv代表主变速机构，改变uv可改变主轴转速;车螺纹传动链由工件一4一5一ux一6一7一丝杠螺母一刀架表示。换置机构ux代表从主轴到丝杠之间的挂轮机构和滑移齿轮变速机构等，调整ux大小，可以加工各种不同导程的螺纹。传动原理图简单明了，是研究机床传动联系，特别是研究一些运动较为复杂的机床传动系统的重要工具。

分析一台机床的传动系统时，首先应以传动原理图所表达的各条传动链为依据，大致可按下列步骤进行:.确定传动链两端件找出该传动链的始端件和末端件;.根据两端件的相对运动要求确定计算位移这主要是对内联系传动链而言的，确定始端件和末端件之间的计算位移;上一页下一页返回第二节机床的运动分析.写出传动链的传动路线表达式从始端件向末端件顺次分析各传动轴之间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;.列出运动平衡式对于外联系传动链，因始端件为动力源，其转速为已知，故主要计算末端执行件的变速级数和各级转速(或速度)。对于内联系传动链，根据所确定的计算位移，从运动平衡式中，或整理出换置机构的换置公式，计算所采用的挂轮齿数，或确定对其他变速机构的调整要求。上一页返回第三节车削加工

一、车削的特点及应用车削加工是金属切削加工中的最基本的加工方法，其特点如下。

1.工艺范围很广可车内外圆柱面、圆锥表面、车端面、切槽、切断、车螺纹、绕弹簧、钻中心孔、钻孔、铰孔等工作;在车床上如果加工一些附件和夹具，还可以进行锁削、磨削、研磨、抛光等，所能加工零件的共同特点是都带有旋转表面。车削的基本加工内容见图3-2。下一页返回第三节车削加工2.生产率高车削加工时，工件的旋转主运动一般来说不受惯性力的限制，加工过程中工件与车刀始终相接触，基本上无冲击现象，因此可采用很高的切削速度。另外，车刀刀杆的伸出长度可以很短，刀杆的尺寸又可以足够大，可选很大的背吃刀量和进给量。由于车削加工可选大的切削用量，故生产率很高。根据零件的使用要求，车削加工可以获得低精度、中等精度和相当高的加工精度。

在卧式车床上，粗车锻件、铸件时达到经济精度IT11~IT13,Ra12.5~50μm;精车时可达到经济精度IT7~IT8,Ra0.8~1.6μm。上一页下一页返回第三节车削加工在高精度车床上，采用钨钦担类硬质合金、立方氮化硼刀片，同时采用高切削速度(160m/min或更高)，小的背吃刀量(0.03~0.05mm)和小的进给量(0.02一0.2mm/r),进行精细车，可以获得很高的精度和很小的表面粗糙度，大型精确外圆表面常用精细车代替磨削。

在数控车床上加工时，能够完成很多卧式车床难以完成，或者根本不能加工的复杂型面的零件加工。可以获得很高的加工精度，而且产品质量稳定，生产率高，比卧式车床可提高生产率2~3倍，尤其对某些复杂零件的加工，生产率可提高十几倍甚至几十倍，大大减轻了工人的劳动强度。上一页下一页返回第三节车削加工当用砂轮对有色金属零件进行磨削时，往往磨屑糊住了砂轮，使磨削很难进行，而在高精度车床上，用金刚石刀具进行切削，可以获得尺寸公差等级IT6~IT5，表面粗糙度Ra1.0~0.1μm，甚至还能达到接近镜面的效果。

3.生产成本低车刀结构简单，刃磨和安装都很方便，另外，许多车床夹具已经作为车床附件生产，可以满足一般零件的装夹要求，生产准备时间短，车削加工与其他加工相比，生产成本较低。二、机床的运动车床刀具和工件的主要运动有:上一页下一页返回第三节车削加工1.表面成型运动

(1)工件的旋转运动这是车床的主运动，其转速较高，消耗机床功率的主要部分。

(2)刀具的移动这是车床的进给运动。刀具可作平行于工件旋转轴线的纵向进给运动(车圆柱表面)或作垂直于工件旋转轴线的横向进给运动(车端面)，也可作与工件旋转轴线倾斜一定角度的斜向运动(车圆锥表面)或作曲线运动(车成型回转表面)。进给量f常以主轴每转刀具的移动量计，即mm/r。车削螺纹时，只有一个复合的主运动:螺旋运动。它可以被分解为两部分:主轴的旋转和刀具的移动。上一页下一页返回第三节车削加工2.辅助运动为了将毛坯加工到所需要的尺寸，车床还应有切入运动。有的还有刀架纵、横向的机动J决移。重型车床还有尾架的机动快移等。三、卧式车床的布局

图3-3是卧式车床的外形图，其主要组成部分及功用如下。

1.主轴箱主轴箱1固定在床身4的左端，内部装有主轴和变速及传动机构。工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。主轴箱的功用是支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动。上一页下一页返回第三节车削加工2.刀架刀架2可沿床身4上的运动导轨作纵向移动。刀架部件由几层组成，它的功用是装夹车刀,实现纵向、横向或斜向运动。

3.尾座尾座3安装在床身4右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整其位置。它的功用是用后顶尖支承长工件，也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。

4.进给箱进给箱10固定在床身4的左端前侧。进给箱内装有进给运动的变换机构，用于改变机动进给的进给量或所加工螺纹的导程。上一页下一页返回第三节车削加工5.溜板箱溜板箱8与刀架2的最下层—纵向溜板相连，与刀架一起作纵向运动，功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向和横向进给或快速移动或车螺纹。溜板箱上装有各种操纵手柄和按钮。

6.床身床身4固定在左、右床腿9和5上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。上一页下一页返回第三节车削加工四、CA6140型车床的主要操纵机构

1.双向多片摩擦离合器、制动器及其操纵机构双向多片摩擦离合器装在轴I上。原理见图3-4。摩擦离合器由内摩擦片3、外摩擦片2、止推片10及11、压块8及空套齿轮1等组成。离合器左、右两部分结构是相同的。左离合器用来传动主轴正转，用于切削加工。需传递的转矩较大，所以片数较多。右离合器传动主轴反转，主要用于退回，片数较少。图3-4(a)表示的是左离合器。内摩擦片3的孔是花键孔，装在轴I的花键上，随轴旋转，外摩擦片2的孔是圆孔，直径略大于花键外径。上一页下一页返回第三节车削加工外圆上有4个凸起，嵌在空套齿轮1的缺口中。内、外摩擦片相间安装。当杆7通过销5向左推动压块8时，将内片与外片互相压紧，轴I的转矩便通过摩擦片间的摩擦力矩传给齿轮1，使主轴正转，同理，当压块8向右时，使主轴反转。压块8处于中间位置时，左、右离合器都脱开，轴II以后的各轴停转。离合器的位置，由手柄18操纵如图3-4(b)所示。向上扳，杆20向外，使曲柄21和齿扇17作顺时针转动。齿条22向右移动。齿条左端有拨叉23，它卡在滑套12的环槽内，使滑套12也向右移动。上一页下一页返回第三节车削加工滑套12内孔的两端为锥孔，中间为圆柱孔。当滑套12向右移动时，就将元宝销(杠杆)6的右端向下压。元宝销6的回转中心轴装在轴I上。元宝销6作顺时针方向转动时，下端的凸缘便推动装在轴I内孔中的拉杆7向左移动如图3-4(a)右端，并通过销5带动压块8向左压紧，主轴正转。同理，将手柄18扳至下端位置时，右离合器压紧，主轴反转。当手柄18处于中间位置时，离合器脱开，主轴停止转动。为了操纵方便，在操纵杆19上装有两个操纵手柄18，分别位于进给箱右侧及溜板箱右侧。上一页下一页返回第三节车削加工摩擦离合器还能起过载保护的作用。当机床过载时，摩擦片打滑，就可避免损坏机床。摩擦片间的压紧力是根据离合器应传递的额定转矩确定的。摩擦片磨损后，压紧力减小，可用一字头旋具将弹簧销4按下，同时拧动压块8上的螺母9，直到螺母压紧离合器的摩擦片。调整好位置后，使弹簧销4重新卡人螺母9的缺口中，防止螺母松动。制动器装在轴W上，在离合器脱开时制动主轴，以缩短辅助时间。制动器的结构见图3-4(b)和(c)。制动盘16是一个钢制圆盘，与轴W花键连接。周边围着制动带15。制动带是一条钢带，内侧有一层酚醛石棉以增加摩擦。上一页下一页返回第三节车削加工制动带的一端与杠杆14连接，另一端通过调节螺钉13等与箱体相连。为了操纵方便并避免出错，制动器和摩擦离合器共用一套操纵机构，也由手柄18操纵。当离合器脱开时，齿条22处于中间位置。这时齿条轴22上的凸起正处于与杠杆14下端相接触的位置，使杠杆14向逆时针方向摆动，将制动带拉紧。齿条轴22凸起的左、右边都是凹槽。左、右离合器中任一个接合时，杠杆14都按顺时针方向摆动，使制动带放松。制动带的拉紧程度由调节螺钉13调整。调整后应检查在压紧离合器时制动带是否松开。上一页下一页返回第三节车削加工2.变速操纵机构轴Ⅱ上的双联滑移齿轮和轴Ⅲ上的三联滑移齿轮用一个手柄操纵。图3-5是其操纵机构。变速手柄每转一转，变换全部6种转速，故手柄共有均布的6个位置。变速手柄装在主轴箱的前壁上，通过链转动轴4。轴4上装有盘形凸轮3和曲柄2。凸轮3上有一条封闭的曲线槽，由两段不同半径的圆弧和直线组成。凸轮上有1~6共6个变速位置，如图3-5所示。位置1,2,3，杠杆5上端的滚子处于凸轮槽曲线的大半径圆弧处。杠杆5经拨叉6将轴Ⅱ上的双联滑移齿轮移向左端位置。位置4,5,6则将双联滑移齿轮移向右端位置。上一页下一页返回第三节车削加工曲柄2随轴4转动，带动拨叉1拨动轴Ⅲ上的三联齿轮，使它处于左、中、右三个位置，顺次地转动手柄，就可使两个滑移齿轮的位置实现6种组合，使轴Ⅲ得到6种转速。

3.车刀车刀的种类很多，按用途不同可分为外圆车刀、端面车刀、切断车刀等类型;按切削部分材料不同可分为高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀等类型;按结构不同可分为整体车刀、焊接车刀、焊接装配式车刀、机夹重磨车刀和机夹可转位车刀;按切削刃复杂程度不同可分为普通车刀和成型车刀。上一页下一页返回第三节车削加工4.普通车刀的结构类型

(1)整体车刀整体车刀主要是高速钢车刀，俗称“自钢刀”，截面为正方形或矩形，使用时可根据不同用途进行修磨。

(2)焊接车刀焊接车刀是在普通碳钢刀杆上镶焊(钎焊)硬质合金刀片，经过刃磨而成，如图3-6所示，其优点是结构简单，制造方便，并且可以根据需要进行刃磨，硬质合金的利用也较充分，故目前在车刀中仍占相当比重。硬质合金焊接车刀的缺点是其切削性能主要取决于工人刃磨的技术水平，与现代化生产不相适应，此外刀杆不能重复使用。上一页下一页返回第三节车削加工在制造工艺上，由于硬质合金和刀杆材料(一般是中碳钢)的线膨胀系数不同，当焊接工艺不够合理时容易产生热应力，严重时会导致硬质合金出现裂纹，因此在焊接硬质合金刀片时，应尽可能采用熔化温度较低的焊料，对刀片应缓慢加热和缓慢冷却，对于YT30等易产生裂纹的硬质合金，应在焊缝中放一层应力补偿片。

(3)焊接装配式车刀焊接装配式车刀是将硬质合金刀片钎焊在小刀块上，再将小刀块装配到刀杆上。这种结构多用于重型车刀。重型车刀体积和重量较大，采用焊接装配式结构以后，只需装卸小刀块，刃磨省力，刀杆也可重复使用。上一页下一页返回第三节车削加工(4)机夹重磨车刀机夹重磨车刀将硬质合金刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上，如图3-7所示。机夹重磨车刀只有一主切削刃，用钝后必须修磨，而且可修磨多次。其优点是刀杆可以重复使用，刀具管理简便;刀杆也可进行热处理，提高硬质合金刀片支承面的硬度和强度，减少打刀的危险性，提高刀具的使用寿命;刀片不经高温焊接，排除了产生焊接裂纹的可能性。机夹车刀在结构上要保证刀片夹固可靠，结构简单，刀片在重磨后能够调整尺寸，有时还要考虑断屑的要求。

(5)机夹可转位车刀机夹可转位车刀又称机夹不重磨车刀，将可转位刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上。上一页下一页返回第三节车削加工如图3-8所示，可转位车刀由刀杆1、刀片3、刀垫2和夹固元件4组成。它与机夹重磨车刀的不同点在于刀片为多边形，每一边都可作为切削刃，用钝后只需将刀片转位，使新的切削刃投人工作，当每个切削刃都用钝后，再更换新刀片。可转位车刀除具备机夹重磨车刀的优点外，其最大优点在于几何参数完全由刀片和刀槽保证，不受工人技术水平的影响，因此切削性能稳定，适合现代化生产的要求。

硬质合金可转位刀片见国家标准GB2076一1987。刀片形状很多，常用的有三角形、各种凸三角形、正方形、五角形和圆形等，如图3-9所示。刀片大多不带后角，但在每个切削刃上做有断屑槽并形成刀片的前角。刀具的实际角度由刀片和刀槽的角度组合确定。上一页下一页返回第三节车削加工可转位车刀多和用刀片上的孔对刀片进行夹固，典型的夹固结构有:

.偏心式夹固结构如图3-10所示，它以螺钉2作为转轴，螺钉上端为偏心圆柱销，偏心量为。，当转动螺钉时，偏心销就可以夹紧或松开刀片;.杠杆式夹固结构如图3-11(a)所示为直杆式结构，图3-11(b)所示为曲杆式结构，利用螺钉带动杠杆转动而将刀片夹固在定位侧面上;上一页下一页返回第三节车削加工.上压式夹固结构如图3-12所示，这种螺钉压板结构尺寸小，不需要多大的压紧力夹固元件的位置易避开切屑流出方向，一般用于夹固不带孔的刀片;.楔销式夹固结构如图3-13所示,刀片5由销子4在孔中定位，楔块2向下运动时将刀片夹固在内孔的销子上，松开螺钉时,弹簧垫圈3自动抬起楔块。

5.成型车刀的种类成型车刀是加工回转体成型表面的专用刀具，它的切削刃形状是根据工件的廓形设计的。上一页下一页返回第三节车削加工成型车刀操作简单，生产率高，成型表面的精度主要取决于刀具切削刃的制造精度，与工人熟练程度无关，因此它可以保证被加工工件表面形状和尺寸精度的一致性和互换性，加工精度可达IT9~IT10，表面粗糙度Ra6.3~3.2μm。成型车刀只需刃磨前刀面，而前刀面是一平面，所以刃磨简单。成型车刀的可重磨次数多，使用寿命较长，但是刀具的设计和制造较复杂，成本较高，故主要用在小型零件的大批量生产中。成型车刀主要有下列几类:上一页下一页返回第三节车削加工(1)平体成型车刀如图3-14，它的外形和普通车刀的外形相似，呈平条状，但其切削刃是根据工件的廓形设计的，具有一定的形状要求。螺纹车刀及铲齿车刀就是属于这类成型车刀。

(2)棱体成型车刀如图3-15，外形是棱柱体，可重磨次数比平体成型车刀多。一般用专用刀夹夹住车刀的燕尾部分，安装在车床刀架上。

(3)圆体成型车刀如图3-16，外形是回转体，由于刀体是圆柱状，重磨时刃磨前刀面，可重磨次数更多，而且既可以加工内成型表面，又可以加工外成型表面。圆体成型车刀以圆柱孔作为定位基准套装在刀夹上进行安装。上一页下一页返回第三节车削加工6.车刀常用的材料在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性，还需具有高的耐热性(红硬性)，即在高温下仍能保持足够硬度的性能。

(1)常用车刀材料主要有高速钢和硬质合金。①高速钢高速钢又称锋钢，是以钨、铬、钒、钥为主要合金元素的高合金工具钢。高速钢淬火后的硬度为63~67HRC，其红硬温度550℃~600℃，允许的切削速度为25~30m/min。上一页下一页返回第三节车削加工高速钢有较高的抗弯强度和冲击韧性，可以进行铸造、锻造、焊接、热处理和切削加工，有良好的磨削性能，刃磨质量较高，故多用来制造形状复杂的刀具，如钻头、铰刀、铣刀等，亦常用作低速精加工车刀和成型车刀。常用的高速钢牌号为W18cr4V和W6Mo5cr4V2两种。②硬质合金硬质合金是用高耐磨性和高耐热性的PVC碳化钨)、Tic碳化钦)和CO(钻)的粉末经高压成型后再进行高温烧结而制成的，其中CO起瓤结作用，硬质合金的硬度为89~94HRA(相当于74~82HRC，有很高的红硬温度。上一页下一页返回第三节车削加工在800℃~1000℃的高温下仍能保持切削所需的硬度，硬质合金刀具切削一般钢件的切削速度可达100一300m/min，可用这种刀具进行高速切削，其缺点是韧性较差，较脆，不耐冲击，硬质合金一般制成各种形状的刀片，焊接或夹固在刀体上使用。(2)常用的硬质合金有钨钻和钨钦钻两大类。①钨钻类(YG)由碳化钨和钻组成，适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。上一页下一页返回第三节车削加工常用牌号有YG3,YG6,YG8等，后面的数字表示含钻量的百分比，含钻量愈高，其承受冲击的性能就愈好。因此，YG8常用于粗加工，YG6和YG3常用于半精加工和精加工。

②钨钦钻类(YT)由碳化钨、碳化钦和钻组成，加入碳化钦可以增加合金的耐磨性，可以提高合金与塑性材料的瓤结温度，减少刀具磨损，也可以提高硬度;但韧性差，更脆、承受冲击的性能也较差，一般用来加工塑性材料，如各种钢材。常用牌号有YT5,YT15,YT30等，后面数字是碳化钦含量的百分数，碳化钦的含量愈高，红硬性愈好;但钻的含量相应愈低，韧性愈差，愈不耐冲击，所以YT5常用于粗加工，YT15和YT30常用于半精加工和精加工。上一页返回第四节铣削加工

铣削加工是以铣刀的旋转运动为主运动，工件在垂直于铣刀轴线方向的直线运动为进给运动的切削加工方式。为适应加工不同形状和尺寸的工件，工件与铣刀之间可在相互垂直的三个方向上调整位置，并根据加工要求，在其中任一方向实现进给运动。一、铣削的特点和应用铣刀是多刃刀具，铣削时，每个刀齿轮轮流切入切出工件，断续地进行切削，使刀齿和工件受到周期性冲击，切削力发生波动。铣削过程中，铣刀作旋转主运动，工件相对于铣刀作进给运动，每个刀齿的主运动轨迹使其切削厚度伙是变化的，如图3-17所示，切削力也随切削厚度a的变化而变化。因此，铣削过程总是处于振动和不平稳的工作状态中，使加工质量受到影响。下一页返回第四节铣削加工为减小这一影响，要求铣床在结构上有较高的刚度和抗振性。但铣削这种断续性切削过程，也使铣刀的刀齿散热条件得到一定改善，并且可能使铣刀的几个刀齿同时参加切削，这时每个刀齿的负荷减小，于是可采用较大的切削用量进行切削加工，使生产效率得到提高。一般情况下，铣削主要用于粗加工和半精加工。铣削加工的精度等级为IT11~IT8，表面粗糙度为Ra1.6~6.3μm。铣削主要用于加工各种平面，如水平平面和垂直平面以及斜面，此外还可以铣削直槽、台阶、T形槽、键槽、分齿零件和曲面等。铣削可以加工钢、铸铁和有色金属等工件。随着铣床性能的提高，刀具结构和材料的改进，加工质量有很大的改善，铣削所具有的优越性使其在切削加工中应用愈来愈广泛。上一页下一页返回第四节铣削加工二、铣床

1.铣床的结构及组成铣床一般由七个部分组成。

(1)床身用来安装和支承机床各部件，是铣床的身体，内部有主传动装置、变速箱、电器箱。床身安装在底座上，底座是铣床的脚，内部还有冷却液等。

(2)悬梁安装在床身上方的导轨中，悬梁可根据工作要求沿导轨作前后移动，满足加工需要。悬梁内部的主轴变速箱是由电动机通过一系列齿轮再传递到一对锥齿轮上，最后从铣头主轴传出。

(3)主轴用来带动铣刀旋转，其上有7:24的精密锥孔，可以安装刀杆或直接安装带柄铣刀。上一页下一页返回第四节铣削加工(4)升降台沿床身的垂直导轨作上下运动，即铣削时的垂直进给运动。

(5)横向工作台沿升降台水平导轨作横向进给运动。

(6)纵向工作台沿转台的导轨带动固定在台面上的工件作纵向进给运动。

(7)转台可随横向工作台移动，并使纵向工作台在水平内按顺或逆时针扳转某一角度，以切削螺旋槽等。

2.铣床的种类铣床主要有立式铣床、卧式铣床和龙门铣床等，以适应不同的加工需要。立式铣床是指铣头主轴与工作台面垂直;卧式铣床是指铣头主轴与工作台台面相平行。上一页下一页返回第四节铣削加工卧式升降台铣床的主轴水平布置，简称“卧铣”。图3-18为其外形图。床身2固定在底座1上，用于安装和支撑机床的各个部件，内装主轴部件、主传动装置和变速操纵机构等。悬梁3可沿水平方向调整其位置，支架5用于支撑刀杆的悬伸端。工件通过工作台6,滑座7和升降台8带动，可以在互相垂直的三个方向实现任一方向的进给和调整。万能升降台铣床比一般卧式铣床在工作台和滑座之间多一个回转盘，回转盘可带工作台绕垂直轴线在士45o范围内转动，以便切削不同角度的螺旋槽。立式升降台铣床和卧式升降台铣床的主要区别是其主轴是竖直安装的，故简称“立铣”，图3-19所示为立式数控升降台铣床。上一页下一页返回第四节铣削加工

龙门铣床是一种大型高效的通用机床，主要加工各类大型工件的平面、沟槽等。图3-20为龙门铣床的外形图，工作台9位于床身1上，两个立柱4固定在床身的两侧，横梁5可沿立柱导轨上下移动，横梁上有两个立式铣削头悬梁3,6，可沿横梁导轨水平移动，两个立柱下部各安装一个卧式铣削头2,8，可沿立柱导轨上下移动。各铣削头都可沿各自的轴线作轴向移动，实现铣刀的切入运动。铣削时，铣刀的旋转运动为主运动，工作台带动工件作直线进给运动。上一页下一页返回第四节铣削加工三、铣刀1.铣刀的种类铣刀的种类很多，一般按用途分类，也可按齿背形式分类。

(1)按用途分类①圆柱铣刀如图3-21(a)所示，圆柱铣刀仅在圆柱表面上有切削刃，没有副切削刃，用于在卧式铣床上加工平面。圆柱铣刀采用螺旋形刀齿以提高切削工作的平稳性，它主要用高速钢制造，也可以镶焊螺旋形的硬质合金刀片。②端铣刀如图3-21(b)所示，端铣刀轴线垂直于被加工表面，刀齿在铣刀的端部，主切削刃分布在圆锥表面或圆柱表面上，端部切削刃为副切削刃。端铣刀一般是在刀体上安装硬质合金刀片，切削速度比较高，故生产率较高。上一页下一页返回第四节铣削加工③盘形铣刀如图3-21(c)~(f)所示，盘形铣刀分槽铣刀、两面刃铣刀、三面刃铣刀和错齿三面刃铣刀。另外铣刀还有锯片铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成型铣刀等类型。

(2)按齿背加工形式分类

①尖齿铣刀尖齿铣刀的特点是齿背经铣制而成，并在切削刃后面磨出一条窄的后刀面，铣刀用钝后只需刃磨后刀面。尖齿铣刀是铣刀中的一大类，图3-21(a)~(j)皆为尖齿铣刀。上一页下一页返回第四节铣削加工②铲齿铣刀铲齿铣刀的特点是齿背经铲制而成，铣刀用钝后仅刃磨前刀面，适用于切削刃廓形复杂的铣刀，如成型铣刀等。图3-21(k)所示即为铲齿成型铣刀。成型铣刀是在铣床上加工成型表面的专用刀具，它与成型车刀相同之处是刀具廓形都要根据工件廓形设计。如果廓形复杂的成型铣刀做成尖齿的，制造和刃磨将非常困难，因而廓形复杂的铣刀常做成铲齿成型铣刀，其前刀面是平面，刃磨方便。上一页下一页返回第四节铣削加工铲齿成型铣刀的前刀面多取为通过轴线的平面，即γf=0o，刃磨前刀面。为保证铣刀重磨后廓形保持不变，刀齿各径向剖面廓形应与新刀廓形相同，同时为了保持应有的后角不变，廓形应依次、逐渐向铣刀轴线靠近。铣刀后刀面的实质是以新刀切削刃廓形为母线，绕铣刀轴线旋转并同时向轴线靠近所得的轨迹，如图3-22所示。通过铣刀切削刃上任意点作端剖面，端剖面与齿背表面(后刀面)的交线称为齿背曲线。齿背曲线的形状影响刀齿后角αf的大小，而对刀齿后刀面廓形没有影响。生产上广泛采用阿基米德螺线作为成型铣刀的齿背曲线。阿基米德螺线上各点的向量半径P值，随向径转角θ值的增减而等比例地增减。因此，等速回转运动与沿半径方向的等速直线运动合成后，就得到阿基米德螺线，生产中很容易实现。如图3-22所示，A-A,B一B都是径向剖面且廓形相同，B一B剖面中廓形靠近铣刀轴线，以形成铣刀的后角αf

。这种齿背面通常在铲齿车床上铲削加工出来。上一页下一页返回第四节铣削加工

2.铣刀材料的种类及牌号

(1)铣刀常用材料①高速工具钢(简称高速钢，锋钢等)分通用和特殊用途高速钢两种。其具有以下特点:·合金元素钨、铬、铂、机的含量较高，淬火硬度可达HRC62~70。在6000℃高温下，仍能保持较高的硬度;.刃口强度和韧性好，杭振性强，能用于制造切削速度一般的刀具，对于刚性较差的机床，采用高速钢铣刀，仍能顺利切削;上一页下一页返回第四节铣削加工.工艺性能好，锻造、加工和刃磨都比较容易，还可以制造形状较复杂的刀具;.与硬质合金材料相比，仍有硬度较低，红硬性和耐磨性较差等缺点。

②硬质合金金属碳化物、碳化钨、碳化钦和以钻为主的金属瓤结剂经粉末冶金工艺制造而成的。其主要特点如下:·能耐高温，在800℃~10000℃仍能保持良好的切削性能，切削时可选用比高速钢高4~8倍的切削速度:常温硬度高，耐磨性好;杭弯强度低，冲击韧性差，刀刃不宜磨得很锋利。上一页下一页返回第四节铣削加工(2)常用的硬质合金一般可以分为三大类

①钨钻类硬质合金(YG)常用牌号YG3,YG6,YG8，其中数字表示含钻量的百分率，含钻量愈多，韧性愈好，愈耐冲击和振动，但会降低硬度和耐磨性。因此，该合金适用于切削铸铁及有色金属，还可以用来切削冲击性大的毛坯和经淬火的钢件和不锈钢件。②钦钻类硬质合金(YT)常用牌号有YT5,YT15,YT30，数字表示碳化钦的百分率。硬质合金含碳化钦以后，能提高钢的瓤结温度，减小摩擦系数，并能使硬度和耐磨性略有提高，但降低了抗弯强度和韧性，使性质变脆，因此，该类合金适应切削钢类零件。上一页下一页返回第四节铣削加工③通用硬质合金在上述两种硬质合金中加入适量的稀有金属碳化物，如碳化担和碳化妮等，使其晶粒细化，提高其常温硬度和高温硬度、耐磨性、黏结温度和抗氧化性，能使合金的韧性有所增加，因此，这类硬质合金刀具有较好的综合切削性能和通用性，其牌号有YW1,YW2和YA6等，由于其价格较贵，主要用于难加工材料，如高强度钢、耐热钢、不锈钢等。

3.铣削方式

(1)圆周铣削方式①逆铣铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相反时，称为逆铣，见图3-23(a)。上一页下一页返回第四节铣削加工②顺铣铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相同时，称为顺铣，见图3-23(b)。逆铣和顺铣时，因为切入工件时的切削厚度不同，刀齿与工件的接触长度不同，所以铣刀磨损程度不同。实践表明:顺铣时，铣刀耐用度可比逆铣时提高2~3倍，表面粗糙度也可降低。但顺铣不宜用于铣削带硬皮的工件。

逆铣时，工件受到的纵向分力与进给运动的方向相反，铣床工作台丝杠与螺母始终接触;而顺铣时工件所受纵向分力与进给方向相同，如果丝杠螺母之间有螺纹间隙，就会造成工作台窜动，铣削进给量不匀，甚至还会打刀。因此在没有消除螺纹间隙装置的铣床上，只能采用逆铣，而无法采用顺铣。上一页下一页返回第四节铣削加工(2)端铣平面时的铣削形式①对称铣削如图3-24所示，切入、切出时切削厚度相同。②不对称逆铣切入时切削厚度最小，切出时切削厚度最大。铣削碳钢和一般合金钢时，这种铣削方式可减小切入时的冲击，可提高硬质合金铣刀耐用度一倍以上。③不对称顺铣切入时切削厚度最大，切出时切削厚度最小。实践证明，不对称顺铣用于加工不锈钢和耐热合金时，可减少硬质合金的剥落磨损，切削速度可提高40%~60%。上一页返回第五节钻削加工一、钻削特点和应用钻削加工是用钻头或扩孔钻等在工件上加工孔的方法。用钻头在实体材料上加工孔的方法称为钻孔，用扩孔钻扩大已有孔的方法称为扩孔。钻削一般用于加工尺寸较小，精度要求不太高的孔，也可以通过钻孔一扩孔一铰孔的工艺手段加工精度要求较高的孔，利用钻床夹具还可以加工有一定相互位置精度的孔系。此外，还可以进行惚孔、惚埋头孔和攻螺纹等工作，如图3-25所示。由于受钻头结构和切削条件的限制，钻孔加工的质量不高，精度等级一般在IT11以下，表面粗糙度为Ra50~12.5μm。常用于孔的粗加工。下一页返回第五节钻削加工扩孔常用于扩大孔的直径或提高孔的精度，作为孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工。它所达到的精度等级为IT9~IT10，表面粗糙度为Ra3.2~6.3μm。铰孔是用铰刀对中、小尺寸的孔进行半精加工和精加工，铰孔达到的精度等级为IT6~IT8，表面粗糙度为Ra0.4~1.6μm。

钻削时，钻床主轴的旋转运动为主运动，主轴的轴向移动为进给运动。钻孔加工是一种半封闭式切削，切屑变形大、切削温度较高、排屑困难，而且不易冷却润滑。由于麻花钻头横刃约为45。负前角，钻削力较大，钻头容易磨损。二、钻床钻床主要有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、深孔钻床等类型。上一页下一页返回第五节钻削加工图3-26为立式钻床的外形图，进给箱3和工作台1可沿立柱5的导轨调整上下位置，以适应工件高度。在立式钻床上钻不同的孔时，需要移动工件，因此，立式钻床仅适用于中、小零件的单件、小批生产。在大型零件上钻孔时，因工件移动不便，就希望工件不动，而钻床主轴能在空间任意调整其位置，这就产生了摇臂钻床。图3-27是摇臂钻床的外形图。主轴箱5可沿摇臂4的导轨横向移动。摇臂4可沿外立柱3上下移动，同时外立柱3及摇臂4还可以绕内立柱2在士180o范围内任意转动。因此，主轴6的位置可在空间任意地调整。被加工工件可以安装在工作台上，如工件较大，还可以卸掉工作台，直接安装在底座1上，或直接放在周围的地面上。上一页下一页返回第五节钻削加工摇臂钻床改变加工位置灵活方便，被广泛应用于一般精度的各种批量的大、中型零件的加工。三、麻花钻钻床上常用的刀具分为两类:一类用于在实体材料上加工孔，如麻花钻、扁钻、中心钻及深孔钻等;另一类用于对工件上已有的孔进行再加工，如扩孔钻、铰刀等。其中麻花钻是最常用的孔加工刀具。上一页下一页返回第五节钻削加工麻花钻刀体结构如图3-28所示。标准高速钢麻花钻主要由工作部分、颈部和柄部等三部分组成。工作部分担负切削与导向工作，柄部是钻头的夹持部分，用于传递扭矩。

麻花钻有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃，如图3-29所示。两条螺旋槽钻沟形成前刀面，主后刀面在钻头端面上。钻头外缘上两小段窄棱边形成的刃带是副后刀面，在钻孔时刃带起导向作用，为减小与孔壁的摩擦，刃带向柄部方向有减小的倒锥量，从而形成副偏角。在钻心上的切削刃叫横刃，两条主切削刃通过横刃相连接。为保证钻头必要的刚性和强度，其钻心直径拭向柄部方向递增。上一页返回第六节磨削加工一、磨削的特点与应用所有以磨料磨具如砂轮、砂带、油石、研磨剂等为工具进行切削加工的机床都属于磨削类机床，凡是在磨床上用砂轮等磨具磨料对工件进行切削，使其在形状、精度和表面粗糙度等方面能满足预定要求的加工方法统称为磨削加工。磨削加工的方式很多，如外圆磨削、无心外圆磨削、内孔磨削、平面磨削、成型磨削、螺纹磨削、齿轮磨削等，见图3-30，几乎各种表面都可用磨削进行加工，磨床是种类最为繁多的一种机床。

磨削加工与其他切削加工方法如车削、铣削等比较，具有以下一些特点:下一页返回第六节磨削加工·能获得很高的加工精度，通常的加工精度为IT5~IT6，表面粗糙度可达Ra0.32~1.25μm，高精度外圆磨床的精密磨削尺寸精度可达0.2μm，圆度可达0.1μm，表面粗糙度可控制到Ra0.01μm;·不但可以加工软材料，如未淬火钢、铸铁和有色金属等，而且还可以加工硬度很高的材料，如淬火钢、各种切削刀具以及硬质合金等，这些材料用金属刀具很难加工甚至根本不能加工;

·一般情况下，磨削时的切削深度较小，在一次行程中所能切除的金属层较薄。上一页下一页返回第六节磨削加工由于以上的特点，磨削主要用于对机器零件、刀具、量具等进行精加工，也就是先用其他加工方法去除大部分余量，留下很小的余量，由磨削加工去除，以获得较高的精度和很小的表面粗糙度。经过淬火的零件，几乎只能用磨削来进行精加工。另外磨削加工也可以用于粗加工，如粗磨工件表面，切除钢锭和铸件上的硬皮表面，清理锻件上的飞边，打磨铸件上的浇口、冒口表面等。也可以用薄片砂轮切断管料及各种硬度高的型材。上一页下一页返回第六节磨削加工由于现代机器上零件的精度要求不断提高，表面粗糙度要求越来越小，很多零件必须用磨削来进行最后精加工，所以磨削在现代机器制造中占有很大比重。而且随着精密毛坯制造技术的发展和高生产率磨削方法的应用，使某些零件不需经其他切削加工，而直接由磨削加工完成，这将使磨削加工在大批量生产中得到广泛的应用。二、磨床的种类磨床的种类很多，主要类型有外圆磨床和万能磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、各种工具磨床、各种刀具刃磨床和专门化磨床，如曲轴磨床、凸轮轴磨床及导轨磨床等，还有琦磨机、研磨机和超精加工机床等。上一页下一页返回第六节磨削加工1.外圆磨床和万能磨床普通精度级的外圆磨床和万能磨床，主要用于磨削IT6~IT7级精度的圆柱形或圆锥形的内、外表面。所获得的加工表面粗糙度为Ra1.25~0.08μm。图3-31(a)和(b)是外圆磨床常用的加工方法。图3-31(a)为磨削外圆柱面，成型方法为相切一轨迹法，需要三个成型运动。主运动为砂轮主轴的旋转n砂。进给运动有两个:一个是工件的旋转—周向进给fhi;一个是工作台的纵向往复运动—纵向进给瓜。此外，还需一个切入运动:砂轮在工作台的两端作横向间歇切入运动。这个运动习‘质上称为横向进给几:。磨削圆柱面时，工件的轴线与工作台纵向运动方向平行。图3-31(b)为磨削锥度不大的长圆锥面。这时，把工作台的上层倾斜a角，a是工件的锥顶半角。所需运动与图3-31(a)同。图3-31(a)和(b)所示为纵向磨削法。上一页下一页返回第六节磨削加工

万能磨床除图3-31(a)和(b)外，还能进行图3-31(c)、(d)和(e)所示的加工方式。图3-31(c)和(d)为磨削锥度较大，但较短的圆锥面。这时，把砂轮架n砂轮主轴箱)或工件头架倾斜a角。砂轮比工件宽，故不用纵向进给。成型方法为成型一相切法，只需两个成型运动。由砂轮架的横向进给几:作切入磨削，称为切入磨削法。图3-31(e)是用内磨砂轮架(习惯上称内圆磨头)磨圆柱内孔。如果磨锥孔，则应使工件头架转a角，所需运动与图3-31(a)相同。上一页下一页返回第六节磨削加工2.平面磨床平面磨床的磨削方法，见图3-32。平面磨床有用砂轮的轮缘(圆周)磨削的，也有用砂轮的端面磨削的。前者砂轮主轴为水平(卧轴)，后者为竖直(立轴)。轮缘磨削精度较高，可得到较光洁的加工表面，但生产率较低。工作台有矩形和圆形两种。前者适宜加工长工件，但工作台作往复运动，较易发生振动;后者适宜加工短工件或圆工件的端面，如磨轴承套圈的端面，工作台连续旋转，无往复冲击。平面磨床据此可分为四类:卧轴矩台式、立轴矩台式、立轴圆台式和卧轴圆台式。它们的加工方式，分别见图3-32(a),(b),(c),(d)。图中，主运动为砂轮的旋转n砂，矩台的直线往复运动或圆台的回转f纵是进给运动。上一页下一页返回第六节磨削加工用轮缘磨削时，砂轮宽度小于工件宽度，故卧轴磨床还有轴向进给运动f横。矩台的f横是间歇运动，在f纵的两端进行;圆台的f横是连续运动，f切是周期的切入运动。

3.内圆磨床内圆磨床的主要类型有普通内圆磨床、无心内圆磨床和行星运动内圆磨床。普通内圆磨床是生产中应用最广的一种。内圆磨床可以磨削圆柱形或圆锥形的通孔、盲孔和阶梯孔。图3-33(a)是用纵磨法磨孔，图3-33(b)是用切入法磨孔。图3-33(a)和(b)的f横是切入运动。有的内圆磨床还附有磨削端面的磨头，可以在一次装夹下磨削端面和内孔，如图3-33(c)和(d)所示，以保证端面垂直于孔中心线。图3-33(c)和(d)的f纵是切入运动。上一页下一页返回第六节磨削加工

4.无心磨床(无心外圆磨床)

无心磨床的主参数是最大磨削工件外径。由于工件不用顶尖来定心和支承，而是由工件的被磨削外圆面作定位面。工件放在砂轮和导轮之间，由托板支承进行磨削，所以这种外圆磨床称为无心外圆磨床(简称无心磨床)。

图3-34是无心磨床磨削示意图。导轮3是用树脂或橡胶为瓤结剂制成的刚玉砂轮，它与工件2之间的摩擦系数较大，工件由导轮的摩擦力带动旋转。导轮的线速度一般在10~50m/min，工件的线速度基本上等于导轮的线速度。磨削砂轮1就是一般的外圆磨削砂轮，它的线速度很高。所以，磨削砂轮与工件之间有很大的相对速度，这就是磨削工件的切削速度。上一页下一页返回第六节磨削加工为了避免磨削出棱圆形工件，工件的中心应高于磨削砂轮与导轮的连心线。因为，这样就使工件和导轮及砂轮的接触，相当于在假想的V形槽中转动，工件的凸起部分和V形槽的两侧面不可能对称地接触，因此，就可使工件在多次转动中，逐步磨圆。工件中心高出的距离为工件直径的15%~25%。但是，由于高出的距离愈大，导轮对工件的向上方向垂直分力也随着增大，在磨削过程中，易引起工件跳动，影响加工表面的光洁度，所以，高出的距离不宜过大。上一页下一页返回第六节磨削加工5.M1432A型万能外圆磨床简介

M1432A型万能外圆磨床是普通精度级的万能外圆磨床。它主要用于磨削精度IT6~IT7的圆柱形或圆锥形的外圆或内孔，表面粗糙度在Ra1.25~0.08μm之间。

图3-35是M1432A型万能外圆磨床的外形图，它由下列主要部件组成:床身1、头架2,内圆磨具3、砂轮架4、尾座5,滑鞍和横向进给机构6,横向进给手轮7、工作台8。

图3-36是该机床的几种典型加工方法及机床所需要的运动。这种机床的通用性较好，但生产率较低，适用于单件小批生产。上一页下一页返回第六节磨削加工外圆磨削法分为纵向进给磨削法和横向进给磨削法。纵向进给磨削法磨外圆时，如图3-36(a)，工件旋转并与工作台一起作纵向往复运动f纵。工件每一纵向行程或往复行程终了时，砂轮作一次横向进给运动。在磨削最后阶段，在无横向进给的情况下，纵向往复运动几次，一直到火花消失为止，即所谓光磨。这种磨削法适合磨削较长的轴类零件，但走刀次数多，生产率低。把工作台面旋转一定的角度，可以磨削外圆锥面，如图3-36(b)。把头架旋转一定的角度，可以磨削角度较大的短圆锥面，如图3-36(d)。上一页下一页返回第六节磨削加工横向进给磨削法(切入磨削法)磨外圆时，如图3-36(c)，工件只作旋转运动，没有纵向往复运动，砂轮作连续的横向进给运动。横向进给磨削法主要用于加工磨削长度小于砂轮宽度的工件或刚性好的工件。

M1432A型磨床的运动，是机械和液压联合传动的。工作台纵向往复移动、砂轮架快速进退和周期径向自动切入、尾座顶尖套筒缩回等运动采用液压传动，其余运动都采用机械传动。图3-37是机床的机械传动系统图，该机床主要采用皮带传动。上一页下一页返回第六节磨削加工三、砂轮的特性和砂轮选择砂轮是由磨料加结合剂用制造陶瓷的工艺方法制成的。制造砂轮时，用不同的配方和不同的投料密度来控制砂轮的硬度和组织。砂轮的特性由下列五个因素来决定:磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。

1.磨料常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨料系三类。氧化物系磨料的主要成分是Ale03，由于它的纯度不同和加入金属元素不同而分为不同的品种。碳化物系磨料主要以碳化硅、碳化硼等为基体，也是因材料的纯度不同而分为不同品种，高硬磨料系中主要有人造金刚石和立方氮化硼。上一页下一页返回第六节磨削加工2.粒度粒度表示磨粒的大小程度。以磨粒刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨粒的粒度。例如60粒度是指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的筛网。

直径小于40μm的磨粒称为微粉。微粉的粒度以其尺寸大小来表示。如尺寸为28μm的微粉，其粒度号标为W28。磨粒粒度对磨削生产率和加工表面粗糙度有很大影响。一般来说，粗磨用颗粒较粗的磨粒，精磨用颗粒较细的磨粒。当工件材料软、塑性大和磨削面积大时，为避免堵塞砂轮，也可采用较粗的磨粒。常用的砂轮粒度及其应用范围见表3-3。上一页下一页返回第六节磨削加工3.结合剂结合剂的作用是将磨粒瓤合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。常用的砂轮结合剂有:(1)陶瓷结合剂(vitrified，代号V)它是由瓤土、长石、滑石、硼玻璃和硅石等陶瓷材料配制而成。特点是化学性质稳定，耐水、耐酸、耐热和成本低，但较脆。所以除切断砂轮外，大多数砂轮都是采用陶瓷结合剂。它所制成的砂轮线速度一般为35m/s。

(2)树脂结合剂(Bakelite，代号B)其成分主要为酚醛树脂，但也有采用环氧树脂的。上一页下一页返回第六节磨削加工树脂结合剂的强度高，弹性好，故多用于高速磨削、切断和开槽等工序，也用于制作荒磨砂轮、砂瓦等。但是，树脂结合剂的耐热性差，当磨削温度达200℃~300℃时，它的结合能力便大大降低。利用它强度降低时磨粒易于脱落而露出锋利的新磨粒(自砺)的特点，在一些对磨削烧伤和磨削裂纹特别敏感的工序(如磨薄壁件、超精磨或刃磨硬质合金等)都可采用树脂结合剂。

人造树脂与碱性物质会起化学作用。在采用树脂砂轮时，切削液的含碱量不宜超过1.5%。另外，树脂结合剂砂轮也不宜长期存放，存放太久可能会变质而使结合强度降低。上一页下一页返回第六节磨削加工(3)橡胶结合剂(rubber，代号R)多数采用人造橡胶。橡胶结合剂比树脂结合剂更富有弹性，可使砂轮具有良好的抛光作用。多用于制作无心磨床的导轮和切断、开槽及抛光砂轮。但不宜用作粗加工砂轮。

(4)金属结合剂(metal，代号M)常见的是青铜结合剂，主要用于制作金刚石砂轮。青铜结合剂金刚石砂轮的特点是型面的成型性好，强度高，有一定韧性，但自砺性较差。主要用于粗磨、半精磨硬质合金以及切断光学玻璃、陶瓷、半导体等。上一页下一页返回第六节磨削加工4.硬度砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮硬，即表示磨粒难以脱落;砂轮软，表示磨粒容易脱落。砂轮的软硬和磨粒的软硬是两个不同的概念，必须区分清楚。砂轮硬度等级见表3-4。选用砂轮时，应注意硬度选得适当。若砂轮选得太硬，会使磨钝了的磨粒不能及时脱落，因而产生大量磨削热，造成工件烧伤;若选得太软，会使磨粒脱落得太快而不能充分发挥其切削作用。上一页下一页返回第六节磨削加工5.组织砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。磨粒在砂轮总体积中所占的比例越大，则砂轮的组织越紧密，气孔越小;反之，磨粒的比例越小，则组织越疏松，气孔越大。砂轮组织的级别可分为紧密、中等、疏松三大类别，如图3-38，细分可分为13级，见表3-5。

紧密组织的砂轮适用于重压力下的磨削。在成型磨削和精密磨削时，紧密组织的砂轮能保持砂轮的成型性，并可获得较小的粗糙度。上一页下一页返回第六节磨削加工中等组织的砂轮适用于一般的磨削工作，如淬火钢的磨削及刀具刃磨等。疏松组织的砂轮不易堵塞，适用于平面磨、内圆磨等磨削接触面积较大的工序以及磨削热敏性强的材料或薄工件。磨削软质材料最好采用组织号为10号以上的疏松组织，以免磨屑堵塞砂轮。大气孔砂轮的组织大约相当于10~14号的组织。这种砂轮的气孔尺寸可能要比磨粒尺寸大好几倍。适用于磨削热敏性材料(如磁钢、钨银合金等)、薄壁零件、软金属(如铝)等。也可用于磨削非金属软质材料。一般砂轮若末标明组织号，即为中等组织。上一页下一页返回第六节磨削加工6.砂轮形状常用砂轮的形状、代号及其用途见表3-6。

在砂轮的端面上一般都印有标志，例如A60SV6P300x30x75即代表该砂轮的磨料是棕刚玉，60号粒度，硬度为硬1，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，外径为300mm，厚度为30mm，内径为75mm。上一页返回第七节其他加工方法

一、膛削加工

1.撞削的特点和应用锁削加工是用锁刀在锁床上加工孔和孔系的一种加工方法。锁削时，工件装夹在工作台上，锁刀安装在锁杆上并作旋转的主运动，进给运动由锁轴的轴向移动或工作台的移动来实现。锁孔的一个很大特点是能够修正上道工序造成的轴线歪曲、偏斜等缺陷。锁削主要用来加工80mm以上的较大孔、孔内环形槽及有较高位置精度的孔系等。除此之外，还可以进行钻孔、扩孔和铰孔及铣平面;还可以在卧式铣锁床的平旋盘上安装车刀车削端面、短圆柱面及内外螺纹等。因此，锁削适用于加工形状、位置精度要求较高的孔系，如箱体、机架、床身等零件。锁削加工精度等级可达IT6~IT8，表面粗糙度可达Ra0.3~0.8μm。下一页返回第七节其他加工方法2.锁床锁床是主要用锁刀在工件上加工已有预制孔的机床。锁床主要有卧式锁床、坐标锁床和金刚锁床等。

(1)卧式锁床卧式锁床因其工艺范围非常广泛和加工精度高而得到普遍应用。卧式锁床除了锁孔以外，还可车端面、铣端面、车螺纹等，零件可在一次安装中完成大量的加工工序，而且其加工精度比钻床和一般的车床、铣床高，因此特别适合加工大型、复杂的箱体类零件上精度要求较高的孔系及端面。

图3-39为卧式锁床的主要加工方法，图3-40为卧式锁床的外形图，图3-41为使用锁杆的卧式锁床。上一页下一页返回第七节其他加工方法综上所述，卧式锁床具有下列工作运动:锁杆的旋转主运动、平旋盘的旋转主运动、锁杆的轴向进给运动、主轴箱垂直进给运动、工作台纵向进给运动、工作台横向进给运动、平旋盘径向刀架进给运动。卧式锁床的辅助运动有主轴箱、工作台在进给方向上的快速调位运动、后立柱的纵向调位运动、后支架的垂直调位运动、工作台的转位运动。这些辅助运动由快速电机传动。

(2)坐标锁床坐标锁床是一种高精度机床，它具有测量坐标位置的精密测量装置，而且这种机床的主要零部件的制造和装配精度很高，并有良好的刚性和抗振性。所以它主要用来锁削精密的孔(ITS级或更高)和位置精度要求很高的孔系(定位精度达0.002~0.01)，如钻模、锁模等精密孔。上一页下一页返回第七节其他加工方法坐标锁床的工艺范围很广，除锁孔、钻孔、扩孔、铰孔、精铣平面和沟槽外，还可进行精密画线和刻线，以及孔距和直线尺寸的精密测量等工作。坐标锁床有立式和卧式之分。立式坐标锁床还有单柱和双柱之分。图3-42为卧式单柱坐标锁床，图3-43为立式双柱坐标锁床。

(3)金刚锁床金刚锁床是一种高速精密锁床，因以前采用金刚石锁刀而得名，现在已大量采用硬质合金刀具。上一页下一页返回第七节其他加工方法这种机床的特点是切削速度很高(加工钢件v=1.7~3.3m/s,加工有色合金件v=5~25m/s)，而背吃刀量和进给量极小(背吃刀量一般不超过0.1mm,进给量一般为0.01~0.14mm/r，因此可以获得很高的加工精度(孔径精度一般为IT6~IT7级，圆度不大于3~5μm)和表面质量(表面粗糙度一般为0.08μm<Ra,1.25μm。金刚锁床常用于在成批生产、大量生产中加工有色金属零件上的精密孔。

图3-44是单面卧式金刚锁床的外形图。机床的主轴箱1固定在床身4上，主轴2高速旋转带动锁刀作主运动。工件通过夹具安装在工作台3上，工作台沿床身导轨作平稳的低速纵向移动以实现进给运动。工作台一般为液压驱动，可实现半自动循环。上一页下一页返回第七节其他加工方法主轴组件是金刚锁床的关键部件，它的性能好坏在很大程度上决定着机床的加工质量。这类机床的主轴短而粗，在锁杆的端部设有消振器;主轴采用精密的角接触球轴承或静压轴承支承，并由电动机经皮带直接传动主轴旋转，可保证主轴组件准确平稳地运转。金刚锁床的种类很多，按其布局形式可分为单面、双面和多面的，按其主轴的位置可分为立式、卧式和倾斜式;按其主轴的数目可分为单轴、双轴及多轴的。

3.撞刀锁床上用的刀具种类较多，除了采用钻床所用的各种孔加工刀具和铣床所用的各种铣刀外，还可用单刃锁刀、微调锁刀和浮动锁刀。上一页下一页返回第七节其他加工方法在锁床上使用钻头、扩孔钻、铰刀等钻床所用的各种孔加工刀具时，可把刀具直接安装在锁杆主轴的莫氏锥孔中。单刃锁刀切削部位与普通车刀相似，刀体较小，安装在锁杆的孔中，如图3-45所示，尺寸靠操作者调整。

在锁床上用微调锁刀可以提高调整精度，如图3-46所示。图中锁杆6上装有锁刀头3，刀片4装在锁刀头3上，锁刀头的外螺纹上装有锥形调整螺母2。拉紧螺钉1可将带有调整螺母2的锁刀头3拉紧在锁杆的锥窝中，螺纹尾部的两个导向键5用来防止锁刀头转动。转动调整螺母可将刀片调整到所需尺寸。上一页下一页返回第七节其他加工方法为了消除锁孔时径向力对锁杆的影响，可采用浮动锁刀。浮动锁刀的刀块以间隙配合状态浮动地安装在锁杆的径向孔中，工作时刀块在切削力的作用下保持平衡位置，可以减少锁刀块安装误差及锁杆径向跳动所引起的加工误差。图3-47为可调式浮动锁刀块，拧动尺寸调整螺钉3可以推动斜面垫板4，调整刀片1的位置。二、拉削加工1.拉削加工的特点及应用

拉削加工就是用各种不同的拉刀在相应的拉床上切削出各种内、外几何表面的一种加工方式。拉削时，拉刀与工件的相对运动为主运动，一般为直线运动。上一页下一页返回第七节其他加工方法拉刀是多齿刀具，后一刀齿比前一刀齿高，其齿形与工件的加工表面形状吻合，进给运动靠后一刀齿的齿升量(前后刀齿高度差)来实现，如图3-48所示。在拉床上经过一次行程，即可切除加工表面的全部余量，获得要求的加工表面。当刀具在切削时不是受拉力而是受压力时，这时刀具叫推刀，这种加工方法叫推削加工，推削加工主要用于修光孔和校正孔的变形。拉床的运动比较简单，它只有主运动而没有进给运动，考虑到拉刀承受的切削力很大，同时为了获得平稳的切削运动，并能实现