《机械制造工艺基础》课件

机械制造工艺基础机械制造工艺基础第1章

铸造第2章锻压

第3章焊接第4章切削加工基础知识

第5章车削第6章刨削与拉削第7章钻削与镗削第8章铣削第9章磨削第10章齿面加工第11章精密加工与特种加工

第12章机械加工工艺过程第13章典型零件的加工

第14章钳加工与装配返回第1章 铸造铸造的特点及分类1.1砂型铸造1.2特种铸造1.3第1章 铸造铸造的特点及分类铸造的特点成本较低加工方便铸造特点组织性能较差适应性强返回第1章 铸造1.1

铸造的特点及分类1.1.2

铸造的分类铸造的工艺方法很多，一般习惯于将铸造分为砂型铸造和特种铸造两大类，砂型铸造应用较广。如图1-1所示为砂型铸造的生产过程。图1-1

砂型铸造的生产过程第1章 铸造砂型铸造砂型铸造的工艺过程砂型铸造的工艺过程如图1-2

所示。根据零件图的形状和尺寸，设计制造模样和芯盒；制备型砂和芯砂；用模样制造砂型；用芯盒制造型芯；把烘干的型芯装入砂型并合型；熔炼合金并将金属液浇入铸型；凝固后落砂、清理；检验合格便获得铸件。图1-2

砂型铸造的工艺过程返回第1章 铸造1.2

砂型铸造1.2.2

造型材料制造砂型的造型材料包括型砂、芯砂及涂料等。型砂和芯砂是按一定比例配合制成的混合料。型砂和芯砂的性能要求性能要求可塑性 强度 耐火度 透气性 退让性型砂的组成型（芯）砂是由原砂、黏结剂、附加材料、旧砂和水等混合搅拌而成的。第1章 铸造1.造型1.2

砂型铸造1.2.4

造型和造芯用造型材料及模样、芯盒等工艺装备制造砂型和型芯的过程称为造型和造芯。根据机械化程度的不同，造型、造芯可分别由手工或机器完成。整模造型。过程如图1-5所示。分模造型。过程如图1-6所示。挖砂造型刮板造型。如图1-7所示。1）手工造型第1章 铸造1.2

砂型铸造1.2.4

造型和造芯1.造型图1-5

整模造型过程第1章 铸造1.2

砂型铸造1.2.4

造型和造芯1.造型图1-6

分模造型过程第1章 铸造1.2

砂型铸造1.2.4

造型和造芯1.造型图1-7

刮板造型第1章 铸造用先震后压的组合紧砂方法。1.2

砂型铸造1.2.4

造型和造芯1.造型2

）机器造型：机器造型就是用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型方法。机器造型使工人的劳动强度降低，生产率提高，铸件质量稳定，便于组织流水线生产。但由于设备投资大，主要用于大批量生产。如图1-8所示为震压式造型机紧砂机构示意图，机构采图1-8

震压式造型机紧砂机构1-压实气缸；2-震实气路；3-压实活塞；4-震实活塞；5-工作台；6-砂箱；7-模样；8-压头；9-震实进气口；10-震实排气口第1章 铸造1.2

砂型铸造1.2.4

造型和造芯2.造芯型芯一般是用芯盒制成的，芯盒的空腔形状和铸件的内腔相适应。如图1-9所示为芯盒造芯方法，图（a）为采用整体芯盒造芯，图（b）为对开芯盒造芯，图（c）为可拆式芯盒造芯。图1-9

芯盒造芯方法第1章 铸造1.2

砂型铸造1.2.5

浇注系统浇注系统是指为将金属液体注入型腔而在铸型中开设的一系列通道。浇注系统包括冒口在内，统称为浇冒系统。典型的浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等组成，如图1-10所示。1-10典型的浇注系统1-浇口杯；2-直浇道；3-横浇道；4-内浇道；5-出气口第1章 铸造落砂和清理合型与铸件检查浇注1.2

砂型铸造1.2.6

铸造后续加工铸造后续加工浇注位置确定了铸件在浇注时受重力作用的状态，选择时应以保证铸件质量为前提，同时考虑造型和浇注的方便。浇注位置的选择原则如下：铸件的重要表面应朝下或位于侧面。铸件上的大平面应尽可能朝下。铸件的薄壁部位应置于下部。截面较厚的部分放在上部或侧面。第1章 铸造第1章 铸造1.3

特种铸造特种铸造压力铸造砂型铸造的铸件表面粗糙，需留有较大的切削加工余量，废品率较高，生产效率低，劳动条件差。为了克服上述缺点，实践中一些区别于砂型铸造的方法统称为特种铸造。熔模铸造金属型铸造离心铸造返回第1章 铸造复习思考什么是铸造？铸造有哪些优点？什么是砂型铸造？什么是特种铸造？常用的特种铸造有哪些？什么是型砂？什么是芯砂？型（芯）砂应具备哪些主要性能？何谓模样？制造模样时需要了解哪些工艺参数？常见的手工造型方法有哪几种？什么是浇注系统？浇注系统由哪几部分组成？各组成部分的主要作用是什么？什么是落砂？什么是清理？铸件常见的缺陷有哪些？简述其产生的原因。常用的特种铸造有哪几种方法？返回第2章 锻压锻压的特点及分类2.1锻造2.2冲压2.3第2章 锻压锻压的特点及分类锻压的分类锻造按照成形方式的不同，锻造又可分为自由锻造和模型锻造两大类，如图2-1（a）和（b）所示。冲压利用冲模使金属薄板受力产生分离或变形的工艺称为冲压，如图2-1（c）所示。图2-1

锻压分类返回第2章 锻压2.1

锻压的特点及分类2.1.2

锻压的特点锻压成形加工方法有如下特点：（

1

）锻压加工后，可使金属获得较细密的晶粒，可以压合铸造组织内部的气孔等缺陷，并能合理控制金属纤维方向，以提高零件的性能。（

2

）锻压加工后，坯料的形状和尺寸发生改变而其体积基本不变，与切削加工相比，可节约金属材料和加工工时。（3）能加工各种形状、重量的零件，使用范围广。第2章 锻压锻造锻造加热与冷却锻造加热在锻造前，对金属进行加热，目的是提高其塑性，降低变形抗力，改善金属的可锻性，使之容易流动成形。锻造时由始锻温度到终锻温度的间隔称为锻造温度范围。确定锻造温度范围的基本原则是金属在确定的锻造温度范围内具有良好的塑性和较低的变形抗力，并能获得优质锻件，不产生各种缺陷；加热次数少，生产效率高，成本低。冷却锻件冷却的方式主要根据材料的化学成分、锻件形状特点和截面尺寸等因素确定。锻件的形状越复杂、尺寸越大，冷却速度越慢。锻后的零件或毛坯要按图样技术要求进行检验。经检验合格的锻件，最后进行热处理。返回第2章 锻压2.2

锻造2.2.2

自由锻1.

自由锻造设备：包括加热炉和空气锤，其结构分别如图2-2

和图2-3所示。图2-2

红外箱式炉的结构1-踏杆2-炉门3-炉膛4-温度传感器5-硅碳棒冷端6-硅碳棒热端7-耐火砖8-反射层图2-3

空气锤的结构1-踏杆2-砧座3-砧垫4-下砧铁5-上砧铁6-下旋阀7-上旋阀8-工作缸9-压缩缸10-减速装置11-电动机第2章 锻压2.2

锻造2.2.2

自由锻2.自由锻的工序：自由锻的工序分为基本工序、辅助工序和精整工序三类。基本工序是使金属塑性变形的主要工序，包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、切割等。1）镦粗镦粗是使坯料的横截面增大和高度降低的工序，分为整体镦粗和局部镦粗（端部镦粗和中部镦粗），如图2-4所示。图2-4

镦粗第2章 锻压2.2

锻造2.2.2

自由锻2.自由锻的工序：2）拔长锻造时使坯料的长度增加、截面减小的工序称为拔长，如图2-5所示。图2-5

拔长的翻料方案第2章 锻压2.2

锻造2.2.2

自由锻2.自由锻的工序：4）弯曲使坯料弯曲成一定角度或形状的锻造工序称为弯曲，如图2-7所示。图2-7

弯曲第2章 锻压2.2

锻造图2-8

自由锻缺陷自由锻常见的缺陷有裂纹、末端凹陷、轴心裂纹和折叠等。产生裂纹的原因主要有坯料质量不好、加热不充分、锻造温度过低、锻件冷却不当和锻造方法有错误等。末端凹陷和轴心裂纹是由于锻造时坯料内部未热透或坯料整个截面未锻透，变形只产生在坯料表面造成的，如图2-8（a）所示。产生折叠的原因主要是坯料在锻压时送进量小于单面压下量，如图2-8（b）所示。第2章 锻压2.2

锻造2.2.3

模锻1.模锻的主要特点模锻加工的成形具有如下特点：生产效率高，金属的变形在模膛内进行，锻件成形快，一般比自由锻高数倍。锻件尺寸精度高，加工余量小，从而节约金属材料和切削加工的工时。能锻造形状比较复杂的锻件。热加工流线分布合理，大大提高了零件的力学性能和使用寿命。操作过程简单，易于实现机械化和自动化生产，可以使工人劳动强度降低。第2章 锻压2.2

锻造2.2.3

模锻2.常用的模锻方法1）锤上模锻锤上模锻用的锻模是由带燕尾的活动上模2和固定下模4两部分组成，并分别用紧固楔铁6、8、11紧固在锤头1和模座5上。上、下模合模后，中部形成完整的模膛10、分模面9和飞边槽3，如图2-9所示。图2-9

锻模构造1-锤头；2-活动上模；3-飞边槽；4-固定下模；5-模座；6、8、11-紧固楔铁；7-模垫；

9-分模面；10-模膛第2章 锻压2.2

锻造2.2.3

模锻2.常用的模锻方法2）压力机上模锻摩擦压力机模锻。摩擦压力机是利用摩擦传动的，故称为摩擦压力机，如图2-11所示。曲柄压力机模锻。曲柄压力机又称为热模锻压力机，其曲柄连杆的运动由离合器控制，使曲柄旋转，通过连杆带动滑块上下往复运动，进行锻造加工。59-图2-11

摩擦压力机1-机座；2-机架；3-导轨；4-电动机；-传动带；6-圆轮；7-飞轮；8-螺杆；螺母；10-滑块第2章 锻压按照和合胎模的结构形式，常用胎模可分为摔模、扣模、套筒模模，如图2-12所示。2.2

锻造2.2.3

模锻2.常用的模锻方法3）胎模锻在自由锻设备上，使用可移动胎模具生产锻件的锻造方法称为胎模锻。图2-12

胎模种类第2章 锻压冲压常用冲压设备机械压力机：俗称冲床，有很多种类型，常用的开式冲床如图2-13所示。剪板机：俗称剪床，用途是将板料剪切成一定宽度的条料，以供冲压使用，外形如图2-14所示。图2-14

剪板机的外形图2-13

开式冲床1-工作台；2-导轨；3-床身；4-电动机；5-连杆；6-制动器；7-曲轴；8-离合器；9-飞轮；10-V带；11-滑块；12-踏板返回第2章 锻压2.3

冲压2.3.2

冲压工序分离工序分离工序是使板料的一部分和另一部分分开的工序，包括冲裁和切断，分别如图2-15（a）和2-15（b）所示。成形工序成形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生塑性变形而不破坏的工序，如弯曲和拉深，分别如图2-15（c）和2-15（d）所示。图2-15

冲压工序第2章 锻压2.3

冲压2.3.3

冲压模具冲压模具简称冲模，由上模（凸模）和下模（凹模）两部分组成。典型的冲压模具包括冲裁模、弯曲模和拉深模等，如图2-16所示。图2-16

冲压模具第2章 锻压复习思考什么是锻压？锻压包括哪两种加工方法？什么是锻造？什么是冲压？什么是始锻温度？什么是终锻温度？锻件常用的冷却方法有哪几种？各适用于何种情况？什么是自由锻？自由锻的基本工序有哪些？胎模锻与模锻的主要区别是什么？冲压的基本工序分为哪两类？各有什么特点？落料和冲孔有什么异同？什么是弯曲？什么是拉深？摩擦压力机模锻和曲柄压力机模锻分别适用于哪些情况？第3章 焊接返回焊接的特点及分类3.1焊条电弧焊3.2气焊与气割3.3其他焊接方法简介3.4第3章 焊接焊接的特点及分类焊接的特点焊接比其他的连接方法具有更高的强度及更好的密封性，且质量可靠。可减轻结构质量，节约大量金属材料。生产率高，便于机械化、自动化生产。可以制造双金属结构的工件。产品成本低。返回第3章 焊接3.1

焊接的特点及分类3.1.2

焊接的分类焊接分类钎焊压焊熔焊第3章 焊接焊条电弧焊是用手工操作焊条进行焊接的方法，如图3-1

所示。焊接时，焊工手握夹持着焊条的焊钳进行焊接，焊条和工件之间产生的电弧将工件局部加热到熔化状态形成熔池。随着电弧向前移动，熔池尾部液态金属逐步冷却结晶，最终形成焊缝。其焊接过程如图3-2所示。3.2

焊条电弧焊图3-1焊条电弧焊的操作1-焊条；2-工件；3-焊缝；4-绝缘手柄图32焊条电弧焊的焊接过程1-药皮；

2-焊芯；

3-焊缝弧坑；

4-电弧；

5-热影响区；6-熔渣；7-熔池；8-保护气体返回第3章 焊接1.电源焊条电弧焊焊接电源与焊条图3-4中，1-焊条；2-电源；3-弧柱区；4-焊件；5-阳极区；6-阴极区电源交流弧焊电源弧焊整流器直流弧焊电源2.焊接电弧焊接电弧是由阴极区、阳极区和弧柱区所构成的，如图3-4所示。图3-4

焊接电弧结构示意图第3章 焊接焊条电弧焊焊接电源与焊条3.焊条1）焊条的结构：焊条由焊芯和药皮组成，如图3-6所示。焊条的直径和长度是指焊芯的直径和长度。）焊芯：焊芯的作用之一是作为电极导电，同时它也是形成焊缝金属的主要材料。）药皮：药皮是压涂在焊芯表面上的涂料层，焊接时形成熔渣及气体，药皮对焊接质量的好坏同样起着重要的作用。图3-6

焊条第3章 焊接3.2

焊条电弧焊3.2.2

焊接工艺1.焊接接头在焊条电弧焊中，由于产品结构形状、材料厚度和焊缝质量要求不同，需要采用不同形式的接头进行焊接。接头形式有对接、搭接、角接和T形接头，如图3-7所示。图3-7

焊接接头形式第3章 焊接3.2

焊条电弧焊3.2.2

焊接工艺2.接头的准备工作接头的准备工作包括坡口、间隙和钝边。坡口的几何形状如图3-8

所示，由焊件的厚度决定。图3-8

坡口的几何形状第3章 焊接3.2

焊条电弧焊3.2.2

焊接工艺焊条直径和焊接电流的选择焊条直径d

取决于焊件厚度、接头形式和焊缝空间位置，通常按焊件厚度选取。焊接电流一般按焊条直径选取。增大焊接电流能提高生产率，增加熔深。焊缝空间位置的选择焊缝的空间位置有平焊、横焊、立焊和仰焊，如图3-9所示。图3-9

焊缝的空间位置第3章 焊接3.2

焊条电弧焊3.2.2

焊接工艺5.操作方法引弧：引弧的方法有敲击法和划擦法两种，如图3-10所示。控制弧长：电弧过长容易发生焊不透现象，还会使焊缝吸收有害气体；电弧过短，又会使焊条与着焊件黏附。图3-10

引弧的方法第3章 焊接3.2

焊条电弧焊3.2.2

焊接工艺5.操作方法3）运条：为了获得所需宽度的焊缝，焊接时焊条还必须做横向摆动，而且力求均匀一致，以获得同样宽度的整齐焊缝，如图3-11所示为常用的几种焊条横向摆动的形式。图3-11

焊条横向摆动的形式第3章 焊接3.2

焊条电弧焊3.2.2

焊接工艺5.操作方法4）焊缝收尾：焊缝收尾时，为了不出现尾坑，焊条应停止向前移动，而采用划圈收尾法或反复断弧法自下而上地慢慢拉断电弧，以保证焊缝尾部成形良好。焊接结束后，焊缝表面被一层熔渣覆盖着，待焊缝温度降低后，用敲渣锤轻轻敲击除掉；焊件上焊缝两侧的飞溅金属，可用扁铲铲除；使用钢丝刷清理焊缝及其周边。第3章 焊接气焊与气割气焊1.气焊系统图3-12

所示为气焊系统。气焊设备包括氧气瓶、乙炔瓶、减压器、回火保险器和焊炬，它们通过软管连接组成焊接系统。图3-12

气焊系统返回第3章 焊接气焊与气割气焊2.气焊火焰调节氧气、乙炔气体的不同混合比例可得到三种性质不同的火焰，见表3-1。第3章 焊接气焊与气割气焊3.气焊工艺焊丝和气焊熔剂气焊所用的焊丝是没有药皮的金属丝，其成分与工件基本相同，原则上要求焊缝与工件达到相等的强度。在焊接时，使用适当的气焊熔剂，可与这类氧化物结成低熔点的熔渣，以便浮出熔池。焊接参数气焊的接头形式和焊接空间位置等工艺问题的考虑，与焊条电弧焊基本相同。气焊的焊接参数则主要是确定焊丝的直径、焊嘴的大小以及焊嘴对工件的倾斜角度。第3章 焊接3.3

气焊与气割3.3.2

气割1.气割过程氧气切割简称气割，是一种切割金属的常用方法，如图3-14所示。图3-14

气割1-割缝；

2-割嘴；

3-氧气流；

4-工件；

5-金属氧化物；6-预热火焰金属的性质必须满足两个基本条件才能进行气割：金属的燃烧点应低于其熔点，金属氧化物的熔点应低于金属的熔点。纯铁、低碳钢、中碳钢和普通低合金钢都能满足上述条件，具有良好的气割性能；高碳钢、铸铁、不锈钢，以及铜、铝等有色金属都难以进行氧气切割。第3章 焊接3.3

气焊与气割3.3.2

气割2.气割操作工作时，先点燃预热火焰，使工件的切割边缘加热到金属的燃烧点，然后开启切割氧气阀门进行切割。气割必须从工件的边缘开始。如果要在工件的中部挖割内腔，则应在开始气割处先钻一个直径大于

5

mm

的孔，以便气割时排出氧化物，并使氧气流能吹到工件的整个厚度上。在批量生产时，气割工作可在气割机上进行。割炬能沿着一定的导轨自动做直线、圆弧和各种曲线运动，准确地切割出所要求的工件形状。第3章 焊接其他焊接方法简介埋弧焊电弧在焊剂层下燃烧所进行焊接的方法称为埋弧焊，其以连续送进的焊丝作为电

极和填充金属。埋弧焊在焊

接过程中引燃电弧、焊丝送

进和沿焊接方向的移动等全

部用机械自动进行。埋弧焊

的焊接过程如图3-15所示。图3-15

埋弧焊的焊接过程1-焊件；2-焊剂；3-焊剂漏斗；4-送丝轮；5-焊丝；6-导电嘴；7-焊渣；8-焊缝返回第3章 焊接22.CO

气体保护焊：如图3-17所示。3.4

其他焊接方法简介3.4.2

气体保护焊1.

钨极气体保护电弧焊：如图3-16所示。图3-16

钨极氩弧焊示意图1-焊丝；2-熔池；3-喷嘴；4-钨极；5-气流；6-焊缝图3-17

CO2气体保护焊的焊接过程1-CO2气瓶；2-预热器；3-高压干燥器；4-减压表；5-流量计；6-低压干燥器；7-电磁气阀；8-工件；9-焊枪；10-送丝机构；11-电源控制箱第3章 焊接3.4

其他焊接方法简介3.4.3

电阻焊电阻焊是焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热，将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。这种焊接不需要外加填充金属和焊剂。根据焊接接头形式可分为对焊、点焊和缝焊三种，如图3-18所示。图3-18

电阻焊原理示意图1-焊件；2-电极；3-变压器第3章 焊接3.4

其他焊接方法简介3.4.4

钎焊根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊和软钎焊两类。硬钎焊钎料熔点在450℃以上而低于母材金属的熔点，其接头强度高，可达

500

MPa

。适用于焊接受力较大或工作温度较高的焊件，属于这类钎料的有铜基、银基、铝基材料等。软钎焊钎料熔点低于450℃，其接头强度低。主要适用于钎焊受力不大或工作强度较低的焊件，常用的为锡、铅钎料。钎焊时一般需要使用钎剂，钎剂的作用是清除焊件表面的氧化膜及其他杂质，保护钎料和焊件不被氧化。常用的钎剂有松香、硼砂等。第3章 焊接复习思考什么是焊接？焊接方法分哪几类？常用的焊接电源有哪几种？什么是正接法和反接法？焊条的组成有哪些？各部分的作用是什么？焊接接头的形式有哪些？焊厚板时开坡口的作用是什么？简述焊条电弧焊的操作方法。气焊的设备由哪几部分组成？氧乙炔焰有哪几种？气焊中最常用的是哪一种？气焊点火和结束时的正确操作顺序是什么？简述气割的过程。什么是电阻焊？其特点是什么？电阻焊的种类有哪些？第4章 切削加工基础知识返回切削运动与切削用量4.1刀具几何形状与材料4.2切削力、切削热与切削温度4.3加工精度与加工表面质量4.4第4章 切削加工基础知识切削运动与切削用量切削运动1.表面成形直接参与切削过程，使之在工件上形成一定几何形状表面的刀具和工件间的相对运动称为表面成形运动。如图4-1所示为常见工件表面的加工方法及其成形运动。图4-1

常见工件表面的加工方法及其成形运动返回第4章 切削加工基础知识切削运动与切削用量切削运动主运动和进给运动根据切削过程中所起的作用不同，表面成形运动又可分为主运动和进给运动。主运动是直接切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，以形成工件新表面的运动，它是速度最高、消耗功率最多的运动。进给运动是不断地把被切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。三种表面在切削加工中，随着工件上多余材料不断地被切除，工件上存在三个处于不断变化的表面，如图4-2所示。图4-2

常见加工方法中的表面形成第4章 切削加工基础知识4.1切削运动与切削用量4.1.2

切削用量切削用量是切削过程中最基本的操作参数，包括切削速度vc、进给量f和背吃刀量ap，其分别表示切削刃与过渡表面之间的相对运动速度、待加工表面转化为已加工表面的速度、已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。其数值的大小反映了切削运动的快慢以及刀具切入工件的深浅。如图4-3所示为车削加工的切削用量要素。图4-3

车削加工的切削用量要素第4章 切削加工基础知识刀具几何形状与材料刀具几何形状2.刀具的角度为了标注和度量方便，在不考虑进给运动、规定车刀安装时刀尖与工件轴线等高、刀柄中心线垂直进给方向等简化条件下建立一坐标系，如图4-5所示。图4-5

正交平面参考系1-切削平面；2-正交平面；3-底平面；4-车刀；5-基面；6-工件返回第4章 切削加工基础知识刀具几何形状与材料刀具几何形状2.刀具的角度刀具的标注角度是标注在图样上供刀具制造、刃磨的角度。正交平面参考系中刀具的标注角度主要有五个：前角γo、后角αo、主偏角κr、副偏角κr′、刃倾角λs，如图4-6所示。图4-6

车刀的主要角度第4章 切削加工基础知识4.2

刀具几何形状与材料4.2.2

刀具材料1.对刀具材料的基本要求刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，否则难以切削。刀具材料应具有良好的耐磨性。刀具材料必须具备足够的强度和韧度，以便承受切削力、冲击和振动时不被破坏。刀具材料在高温条件下应仍能保持高的硬度、高的耐磨性并具有足够的坚韧度，即应具有热硬性。刀具材料应具有较好的化学惰性，保证在切削过程中，随着切削温度的升高而具有不发生黏结磨损和扩散磨损的能力。刀具材料应具有良好的工艺性。2.刀具材料目前常用的刀具材料一般为碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和硬质合金等金属材料。第4章 切削加工基础知识切削力、切削热与切削温度切削力1.切削力的来源切削力来源于两个方面：一是切削层金属和切屑作用在前刀面上的正压力Fnr和摩擦力Ffr；二是已加工表面作用在后刀面上的正压力Fna和摩擦力Ffa。前、后刀面上作用力的合力为F，如图4-7所示。图4-7

作用在刀具上的力返回第4章 切削加工基础知识切削力、切削热与切削温度切削力2.切削力的分解实际加工中，前、后刀面上的切削力都不易测定，也没有必要测定，而是根据设计和工艺分析的需要将切削合力分解在三个相互垂直的方向进行研究，如图

4-8所示为切削外圆时切削力的分解。图4-8

切削力的分解第4章 切削加工基础知识4.3切削力、切削热与切削温度4.3.2

切削热与切削温度切削热与切削温度介绍切削过程中消耗的能量，除了极少部分以形变能存在于工件表面和切屑中，其余都要转变成热能，所以会产生大量的热，这些热称为切削热。切削温度一般是指切削区的平均温度。切削温度的高低取决于切削热的产生和传出情况，一般可通过观察切屑的颜色大致估计出来。减少切削热和降低切削温度的措施在切削加工过程中应设法减少切削热的产生，改善散热条件，降低切削温度，减小切削热和切削温度对刀具和工件产生的不良影响。为了减小切削热，降低刀具与工件的切削温度，除了合理选择刀具材料、刀具几何角度和切削用量以外，使用切削液是简便有效的方法。第4章 切削加工基础知识4.3切削力、切削热与切削温度切削液的品种很多，性能各异，应根据具体加工条件来选择适宜的切削液，才能收到良好的效果。常用的切削液种类及其选用情况如下：非水溶性切削液，如机械油、轻柴油、煤油、豆油、猪油等。普通切削油在低温条件下使用时具有良好的润滑性能，常用于低速精加工。水溶性切削液。主要用于以冷却为主的粗加工和高速切削的精加工。乳化液。高浓度的极压乳化液用于低速切削，既有良好的冷却效果，又有较好的润滑效果。低浓度的乳化液用于需要以冷却为主的硬质合金刀具的高速切削。第4章 切削加工基础知识加工精度与加工表面质量加工精度加工精度就是指零件被加工后尺寸、形状和表面间的相互位置等方面的几何参数与理想几何参数的相符合程度。零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。位置精度尺寸精度形状精度加工精度返回第4章 切削加工基础知识4.4

加工精度与加工表面质量4.4.2

加工表面质量零件的表面质量对零件的耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性、密封程度、接触刚度等都有一定的影响。零件表面微观的凸起与凹陷造成的不平整程度称为表面粗糙度。表面粗糙度是衡量加工表面微观几何形状精度的主要参数。一般零件的工作表面粗糙度值在3.2~0.4

μm选取。1.表面粗糙度2.表面层组织及力学性能切削加工时，由于切削变形和切削热等的影响，工件表层及其与基体材料的交界处会产生相互平衡的弹性应力，称为表面层残余应力。第4章 切削加工基础知识复习思考什么是切削运动？什么是主运动和进给运动？主运动和进给运动有何不同？什么是切削用量？车刀切削部分有哪几个独立的基本角度？对刀具切削部分的材料有哪些基本要求？高速工具钢有什么特点？适用于什么场合？刀具的切削力可分解为哪三个分力？什么是切削热？什么是切削温度？什么是加工精度？加工精度包括哪些方面？什么是加工表面质量？加工表面质量包括哪几个方面？第5章 车削车床、车刀与车床附件5.1车削方法5.2返回第5章 车削车削是机械制造中使用最广泛的一种加工方法。车削加工是在车床上利用工件的旋转和刀具的移动来实现的，主要用于各种回转表面的加工，如内外圆柱面、圆锥面及成形回转表面等，有时还能加工螺纹面，如图5-1所示。图5-1

车削加工范围5.1车床、车刀与车床附件返回第5章 车削，车床、车刀与车床附件车床1.车床外形用于车削的机床，按用途和结构不同主要分为卧式及落地车床，转塔车床，立式车床仿形及多刀车床，单轴自动车床和多轴自动、半自动车床，数控车床，车削中心，各种专门化车床（如曲轴与凸轮轴车床）及铲齿车床等。在各种车床中，卧式车床应用最普遍，下面以典型的CA6140型卧式车床为例作简要介绍，如图5-2所示。图5-2

CA6140型卧式车床第5章 车削尾座主轴箱车床、车刀与车床附件车床2.车床部件CA6140

型卧式车床主要用来加工轴类零件和直径不大的盘类零件，其主要组成部件如下：刀架与滑板进给箱床身溜板箱车床部件第5章 车削车床、车刀与车床附件5.1.2车刀外圆车刀外圆车刀用于纵向车削外圆，它可分为直头外圆车刀、弯头外圆车刀、宽刃精车刀和曲线刃车刀四种，分别如图5-3中的4、3、9、5所示。图5-3

外圆车刀第5章 车削5.1车床、车刀与车床附件5.1.2车刀2.端面车刀（1）横向端面车刀：（见图5-3中的6、12）可以由外圆向内进给，也可以由中心向外进给，这两种情况的主、副刀刃及主、副偏角均不相同，分别如图5-4（a）和图5-4（b）所示。（2）纵向端面车刀：（见图

5-3中的2）又名劈刀，实际上就是κr＝90°的外圆车刀，用于加工不大的台肩端面，如图5-4（c）所示。图5-4

端面车刀第5章 车削5.1车床、车刀与车床附件5.1.2车刀割刀：（见图5-3

中的1

、7

、10

）用于切断工件或切槽。割刀有两个副切

削刃，副偏角κr′=1°~2°，以减少与工件侧面的摩擦。有时割刀的主偏角κr＜90°，在切断面上会留下小圆锥形的残余材料，如图5-5所示。成形车刀：（见图5-3

中的2

、8

、11）是专用车刀，用于卧式车床、转塔车床、半自动和自动车床上加工工件内、外表面的回转型面。5.

镗刀：（见图5-3

中的13

）用于卧式车床镗工件内孔。图5-5

κr＜90°的割刀第5章 车削5.1车床、车刀与车床附件5.1.3

车床附件车床附件多种多样，例如卡盘、花盘、顶尖、心轴、中心架、跟刀架等，车床附

件通常用于工件装夹工作，

如图5-6所示。图5-6

车床上工件的安装方式第5章 车削图5-6

车床上工件的安装方式车床、车刀与车床附件车床附件用顶尖安装工件应注意：卡箍上的支承螺钉不能支承得太紧，以防工件变形。由于靠卡箍传递扭矩，所以车削工件的切削用量要小。钻两端中心孔时，要先用车刀把端面车平，再用中心钻钻中心孔。第5章 车削车削方法车外圆安装工件安装工件的方法主要有用三爪自定心卡盘或者四爪卡盘、心轴等。选择车刀车外圆可用图5-7

所示的各种车刀。直头车刀（尖刀）的形状简单，主要用于粗车外圆；弯头车刀不但可以车外圆，还可以车端面，加工台阶轴和细长轴则常用偏刀。图5-7

各种车刀返回第5章 车削车削方法车外圆调整车床车床的调整包括主轴转速和车刀的进给量。主轴的转速是根据切削速度计算选取的。而切削速度的选择则和工件材料、刀具材料以及工件加工精度有关。粗车和精车粗车的目的是尽快地切去多余的金属层，使工件接近于最后的形状和尺寸。粗车后应留下0.5～1mm的加工余量。精车是切去余下少量的金属层以获得零件所求的精度和表面粗糙度，因此背吃刀量较小，约0.1～0.2mm，切削速度一般较高，初学者可用较低速。为了提高工件表面粗糙度，用于精车的车刀的前、后刀面应采用油石加机油磨光，有时刀尖磨成一个小圆弧。第5章 车削5.2

车削方法5.2.2

车端面与台阶车端面常用端面车削时的几种情况如图5-8所示。车台阶车削台阶的方法与车削外圆基本相同，但在车削时应兼顾外圆直径和台阶长度两个方向的尺寸要求，还必须保证台阶平面与工件轴线的垂直度要求。图5-8

常用端面车削时的几种情况第5章 车削5.2

车削方法5.2.3切槽与切断切槽：在工件表面上车沟槽的方法叫切槽，槽的形状有外槽、内槽和端面槽，如图5-9所示。切断切断要用切断刀。切断刀的形状与切槽刀相似，但因刀头窄而长，很容易折断。常用的切断方法有直进法和左右借刀法两种。图5-9

常用切槽的方法第5章 车削车削方法切槽与切断切断时应注意以下几点：切断一般在卡盘上进行。工件的切断处应距卡盘近些，避免在顶尖安装的工件上切断。切断刀刀尖必须与工件中心等高。切断刀伸出刀架的长度不要过长，进给要缓慢均匀。将切断时，必须放慢进给速度，以免刀头折断。切断钢件时需要加切削液进行冷却润滑，切铸铁时一般不加切削液。两顶尖工件切断时，不能直接切到中心，以防车刀折断，工件飞出。第5章 车削5.2

车削方法5.2.4车孔车孔方法车孔可以作粗加工，也可以作精加工。车孔分为车通孔和车不通孔，如图5-11所示。车内孔时的质量分析主要包括两个方面：1）尺寸精度达不到要求，2）几何精度达不到要求。图5-11

车孔第5章 车削5.2

车削方法5.2.5车锥面将工件车削成圆锥表面的方法称为车削锥面。常用车削锥面的方法有宽刀法、转动小刀架法、尾座偏移法、靠模法等几种。宽刀法：车削较短的圆锥时，可以用宽刃刀直接车出。转动小刀架法：当加工锥面不长的工件时，可用转动小刀架法车削。尾座偏移法：当车削锥度小，锥形部分较长的圆锥面时，可以用偏移尾座的方法，此方法可以自动走刀，缺点是不能车削整圆锥和内锥体，以及锥度较大的工件。靠模法：靠模装置的底座用螺钉固定在床鞍后侧面上，并随床鞍一起移动。靠模板侧面用导轨与底座配合，使用时由拉杆和螺栓将靠模板固定，使它与床身一样保持静止状态。第5章 车削5.2

车削方法5.2.6车成形面用成形车刀或车刀按成形法或仿形法等车削工件的成形面称为车成形面，其主要加工方法有联合进刀法（见图5-16（a））、用成形车刀法（见图5-16（b））和仿形法。图5-16

车成形面第5章 车削5.2

车削方法5.2.7车螺纹1.螺纹车刀下面以普通螺纹（牙型角α=60°）为例介绍螺纹车削的要点。螺纹车刀切削部分的几何形状应和螺纹牙型的轴向剖面形状相符合，在径向前角为0°时车刀的刀尖角εr应与螺纹牙型角口相等，即

εr=α=60°。为避免“扎刀，大多数螺纹车刀采用正径向前角γp。当

γp=15°时，车刀刀尖角εr′=59°，当

γp=0°时，车刀刀尖角εr′=60°，如图

5-17所示。图5-17

螺纹车刀几何角度与用样板对刀第5章 车削5.2

车削方法5.2.7车螺纹车刀的装夹螺纹车刀装夹时，刀尖应与工件轴线等高，刀尖角ε

r

的对称轴线应与工件轴线垂直，通常使用样板校正，如图5-17所示。螺距或导程的调整为了保证工件每回转一圈，车刀沿轴向移动一个螺距或导程，必须使车床丝杠转速n丝与工件转速n工的比值等于工件螺距P工（或导程Pz工）与丝杠螺距P丝的比值，即车削螺纹的步骤螺纹车削需要经多次吃刀和重复进给才能完成，因此，每次进给时，必须保证车刀刀尖对准已车出的螺旋槽。第5章 车削5.2

车削方法螺纹车削常用的两种进给方法：每次进给（走刀）终了时，横向退刀，同时提起开合螺母，手动将溜板箱返回起始位置，调整吃刀量后，压下开合螺母重复进给。这种方法可节省回程时间和减小丝杠的磨损，但只能用于丝杠螺距是工件螺距的整数倍（不会产生乱牙现象）时。每次进给终了时，先横向退刀，然后开反车使工件和丝杠都反转，丝杠驱动溜板箱返回起始位置，然后调整吃刀量，改为正车，重复进给。这种方法开合螺母始终与丝杠啮合，刀尖相对工件的运动轨迹不变，即使丝杠螺距不是工件螺距的整数倍，也不会产生乱牙现象，但回程时间与进给时间一样，生产率低，且丝杠容易磨损。第5章 车削5.2

车削方法5.2.8车削的工艺特点车削有如下工艺特点：（

1

）车削适合于加工各种内、外回转表面。车削的加工精度范围为IT13~IT6，表面粗糙度值为Ra12.5~1.6

μm。（

2

）车刀结构简单，制造容易，便于根据加工要求对刀具材料、几何角度进行合理选择。车刀刃磨及装拆也较方便。（3）车削对工件的结构、材料、生产批量等有较强的适应性，应用广泛。（

4

）除毛坯表面余量不均匀外，绝大多数车削为等切削横截面的连续切削，因此，切削力变化小，切削过程平稳，有利于高速切削和强力切削，生产效率高。第5章 车削复习思考什么是车削？在车床上有哪些加工内容？CA6140型卧式车床主要有哪些部件？常用外圆车刀有哪几种？如何选用？车削时，工件一般的装夹方法有哪些？试简述车削外圆的方法。车削圆锥面有哪几种方法？各有什么特点？车削成形面有哪几种方法？什么叫乱牙？什么情形下车削螺纹有可能产生乱牙？车削有哪些工艺特点？第6章 刨削与拉削返回刨削6.16.2拉削第6章 刨削与拉削刨削刨床、刨刀与工件安装1.刨床常用刨削设备有牛头刨床和龙门刨床等。牛头刨床因其滑枕和刀架形似“牛头”而得名，一般用于加工中、小型工件，如图6-1所示为牛头刨床。图6-1牛头刨床

1-横梁；2-进刀机构；3-变速机构；4-摆杆机构；5-床身；

6-滑枕；

7-刀架；8-工作台返回第6章 刨削与拉削刨削刨床、刨刀与工件安装2.刨刀1

）刨刀的种类：常用刨刀有：平面刨刀、偏刀、切刀、弯头刀等，如图6-3所示。图6-3

常见刨刀的形状第6章 刨削与拉削刨削刨床、刨刀与工件安装2.刨刀2

）刨刀的结构：刨刀的结构如图6-4

（

a）所示。刨刀截面一般为车刀的1.25～1.5倍，前角比车刀稍小（一般为5°～10°）。主偏角一般为30°～70°。为避免刨刀扎入工件，刨刀刀杆常做成弯头的，如图6-4（c）所示的弯杆刨刀。图6-3

常见刨刀的形状第6章 刨削与拉削刨削刨床、刨刀与工件安装3.工件安装）平口虎钳装夹：平口虎钳是一种通用夹具，一般用来装夹中小型工件。装夹方法如图6-5（a）和（b）所示。）压板螺栓装夹：较大工件或某些不宜用平口钳装夹的工件可直接用压板和螺栓将其固定在工作台，如图6-5（c）所示。图6-5

工件装夹第6章 刨削与拉削刨削6.1.2刨削方法刨平面1

）刨水平面：刨水平面采用平面刨刀，当工件表面要求较高时，在粗刨后，还要进行精刨。牛头刨床上加工工件的切削用量：切削速度0.25~0.5m/s；进给量0.33~1m/s；切削深度0.5~2mm，如图6-6（a）所示。2

）刨垂直面：刨垂直面时，其工作步骤与刨平面相似，所不同的是常采用偏刀，用手摇刀架进给，切削深度由工作台横向移动来调整。刨削工件后侧垂直平面时，其偏转方向如图6-6（b）所示。3）刨斜面：刨斜面的方法很多，常采用倾斜刀法，图6-6（c）所示。第6章 刨削与拉削刨削6.1.2刨削方法刨平面图6-6

刨平面第6章 刨削与拉削6.1

刨削6.1.2刨削方法2.刨沟槽刨垂直槽时，要用切槽刀以垂直手动进刀来进行，如图6-7（a）所示。刨T形槽时，要先用切槽刀刨出垂直槽，再分别用左、右弯刀刨出两侧凹槽，最后用45°

刨刀倒角，如图6-7

（

b

）所示。刨燕尾槽的过程和刨T

形相似，但当用偏刀刨削燕尾面时，刀架转盘及刀都要偏转相应的角度，如图6-7（c）所示。图6-7

刨沟槽第6章 刨削与拉削拉削拉床与拉刀1.拉床拉削是用拉刀加工工件内、外表面的方法。拉削在拉床上进行。拉床分卧式和立式两类，如图6-8所示为卧式拉床的示意图。图6-8

卧式拉床1-压力表；2-液压传动部件；3-活塞拉杆；4-随动支架；5-刀架；6-床身；7-拉刀；8-支撑；9-工件；10-随动刀架返回第6章 刨削与拉削拉削拉床与拉刀2.拉刀拉刀是一种多齿精加工刀具。拉削时后一刀齿（或后一组刀齿）的齿高高于（或齿宽等于）前一刀齿（或前一组刀齿），从而能依次地从工件上切下很薄的金属层，以获得精度高、表面质量好的工件表面。拉刀的结构如图6-9所示。图6-9

拉刀的结构第6章 刨削与拉削拉削拉床与拉刀图6-10

各种拉削工件表面形状拉削是采用不同形状的拉刀在拉床上拉削出各种形状的内、外表面的加工方法，其加工范围非常广泛，如图6-10所示为各种拉削工件表面形状。第6章 刨削与拉削6.2

拉削6.2.2拉削方法拉削孔拉削孔时，工件一般不需夹紧，只以工件的端面支承。如图6-11（a）所示为圆孔的拉削。拉削外表面拉削外表面时，一般为非对称拉削，拉削力偏离拉刀和工件轴线。如图6-11（b）所示为拉削V形槽。图6-11

拉削第6章 刨削与拉削6.2

拉削6.2.2拉削方法3.拉削的工艺特点（1）生产效率高。（2）加工质量高。（3）适于批量生产。（4）不能拉出台阶孔和盲孔。工艺特点第6章 刨削与拉削复习思考什么是刨削？刨削的切削运动有哪些？哪一个是主运动？牛头刨床由哪些主要部件组成？这些部件各有什么作用？常用刨刀有哪些形状？各用于什么场合？工件在刨床上有哪几种装夹方法？刨削平面有几种情况？分别简述其刨削方法。刨削有哪些工艺特点？什么是拉削？拉刀由哪几部分组成？各起什么作用？拉削有哪些工艺特点？拉削加工的孔径为什么通常为10~100mm？第7章 钻削与镗削返回钻削7.17.2镗削第7章 钻削与镗削钻削钻床、钻削刀具与工件装夹1.钻床常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床等(见图7-1)。图7-1钻床返回第7章 钻削与镗削钻削钻床、钻削刀具与工件装夹2.钻削刀具1

）从实体材料上加工出孔的刀具：称为钻头，用来加工精度要求不高的孔，或为精度要求较高的孔作预加工。这类刀具常用的有扁钻、麻花钻（见图7-2）和深孔钻等。图7-2

麻花钻第7章 钻削与镗削钻削钻床、钻削刀具与工件装夹2.钻削刀具直柄麻花钻用带锥柄的钻夹头夹紧，再将钻夹头的锥柄插入钻床主轴的锥孔中，如果钻夹头的锥柄不够大，可套上过渡用钻套后再插入主轴锥孔中。若锥柄麻花钻的锥柄规格与钻床主轴锥孔规格相符，可将钻头锥柄直接插入主轴锥孔中，如不相符时可用钻套。2

）对已有孔进行加工的刀具：用于扩大孔径，提高孔的加工精度。这类刀具常有扩孔钻、锪钻、铰刀。第7章 钻削与镗削钻削钻床、钻削刀具与工件装夹3.工件装夹孔径较小的小型工件，采用平口钳装夹即可钻削；当工件孔径较大时，钻削时转矩较大，为保证装夹可靠和操作安全，应采用压板、V形块、螺

栓等装夹工件，如图7-4所示。图7-4

工件的装夹第7章 钻削与镗削钻削7.1.2

钻削方法钻孔批量较大或孔的位置精度要求较高，则需用夹具（钻模）保证，使用钻模可提高生产率，孔的加工精度一般可较不用钻模钻削提高一级，表面粗糙度Ra值也有所减小，孔的位置精度则由钻模保证。如图7-5所示为用钻模钻孔。图7-5

用钻模钻孔1-钻套；2、5-钻模板；3、7-工件；4-挡块；6-弓形架；8-夹具体第7章 钻削与镗削7.1钻削7.1.2

钻削方法2.扩孔扩孔是利用扩孔钻头对已有孔径进行扩大的切削加工方法。如图7-6所示为扩孔钻及扩孔。图7-6

扩孔钻及扩孔第7章 钻削与镗削7.1钻削7.1.2

钻削方法3.铰孔利用铰刀对已有孔的孔壁进行微量切削加工的方法称为铰孔。铰孔可以提高已有孔的尺寸精度和降低孔壁的表面粗糙度值。铰孔为精加工，但是铰孔加工不能矫正孔的空间位置。如图7-7所示为几种常用铰刀及铰孔。图7-7

几种常用铰刀及铰孔第7章 钻削与镗削7.1钻削7.1.2

钻削方法4.锪孔锪孔是指在已加工的孔上加工圆柱形沉头孔、锥形沉头孔和端面凸台等。如图7-8所示为用锪钻加工孔。图7-7

几种常用铰刀及铰孔第7章 钻削与镗削镗削镗床、镗刀及工件装夹1.镗床常用的镗床有立式镗床、卧式镗床和坐标镗床等，以卧式镗床和坐标镗床应用最普遍。图7-9中，1-主轴箱；2-主立柱；3-主轴；4-平旋盘；5-工作台；6-上滑座；7-下滑座；8-床身；9-镗刀杆支撑座；10-尾立柱图7-9

卧式镗床的外形图返回第7章 钻削与镗削镗削镗床、镗刀及工件装夹1.镗床常用的镗床有立式镗床、卧式镗床和坐标镗床等，以卧式镗床和坐标镗床应用最普遍。图7-10中，1-下滑座；2-上滑座；3-工作台；4-立柱；5-主轴箱；6-床身底座图7-10

坐标镗床的外形图第7章 钻削与镗削镗削镗床、镗刀及工件装夹2.镗刀在镗床上常用的镗刀一般可分为单刃镗刀和多刃镗刀两大类，分别如图7-11（a）和图7-11（b）所示。图7-11

镗刀第7章 钻削与镗削镗削镗床、镗刀及工件装夹3.工件装夹在镗床上主要是加工箱体类工件上的孔或孔系。在镗削前的工序中应将箱体类工件的基准平面加工好，镗削时用做定位基准。当被加工孔的轴线与基准平面平行时，可将工件直接用压板、螺栓固定在镗床工作台上。当被加工孔的轴线与基准平面垂直时，则可在工作台上用弯板（角铁）装夹工件，如图7-12所示。图7-12

工件在角铁上装夹第7章 钻削与镗削7.2

镗削7.2.2镗削方法1.单孔镗削直径不大的单一孔的镗削，刀头用镗刀杆夹持，镗刀杆锥柄插入主轴锥孔并随之回转，如图7-14（a）所示。镗削深度不大、直径较大的孔时，可使用平旋盘，其上安装刀架与镗刀，平旋盘回转带动刀架和镗刀回转做主运动，工件由工作台带动做纵向进给运动，如图7-14（b）所示。背吃刀量用移动刀架溜板调节，此外，移动刀架溜板做径向进给，还可以加工孔侧端面，如图7-14（c）所示。图7-14

单孔镗削第7章 钻削与镗削7.2

镗削7.2.2镗削方法2.孔系镗削孔系是由两个或两个以上在空间具有一定相对位置的孔组成的。常见孔系有同轴孔系、平行孔系和垂直孔系，因此，常见的孔系镗削有镗削同轴孔系、镗削平行孔系和镗削垂直孔系。图7-15

孔系镗削第7章 钻削与镗削7.2

镗削7.2.2镗削方法3.镗削的工艺特点镗削的工艺特点如下：与以工件回转为主运动的孔加工方式比较，特别适合箱体、机架等结构复杂的大型零件上的孔加工。镗削可以方便地加工直径很大的孔。镗削能方便地实现对孔系的加工。用坐标镗床、数控镗床进行孔系加工，可以获得很高的孔距精度。镗床多种部件能实现进给运动，因此，工艺适应能力强，能加工形状多样、大小不一的各种工件的多种表面。第7章 钻削与镗削复习思考什么是钻削？钻削的主运动和进给运动是什么？立式钻床和摇臂钻床有什么不同？孔加工刀具分为哪两大类？各有哪些刀具？麻花钻由哪几部分组成？各组成部分起什么作用？钻削可以分为哪些方法？什么是扩孔？什么是铰孔？什么是锪孔？什么是镗削？钻削的主运动和进给运动是什么？单刃镗刀和多刃镗刀有什么不同？孔系镗削有哪几种情况？镗削的工艺特点是什么？第8章 铣削返回铣床、铣刀与铣床附件8.18.2铣削用量与铣削方式铣削方法8.3第8章 铣削铣削加工是切削效率较高的一种加工方法。铣削加工范围非常广泛，使用各种不同类型的铣刀，可以加工出各种平面（水平面、垂直面、斜面）、台阶和沟槽（包括台阶面、直槽、键槽、特形槽等）、曲线外形和特形面。铣削加工的范围如图8-1所示。图8-1

铣削加工8.1

铣床、铣刀与铣床附件返回第8章 铣削外形如图8-2所示。铣床、铣刀与铣床附件铣床铣床的类型很多，主要有卧式及立式升降台铣床、龙门铣床、万能工具铣床等。升降台铣床的工作台可在相互垂直的三个方向上调整位置来完成进给运动，使用灵活方便，通用性强。1.X6132型万能铣床X6132

型万能铣床比较常用，属于卧式升降台铣床，其图8-2

X6132型万能铣床1-床身底座；

2-主传动电动机；

3-主轴变速机构；

4-主轴；5-横梁；6-刀杆；7-吊架；8-纵向工作台；9-转台；10-横向工作台；11-升降台第8章 铣削铣床、铣刀与铣床附件铣床2.龙门铣床龙门铣床具有足够的刚度，效率高，操作方便，结构简单，性能全面等特点，其结构如图8-3所示。图8-3

龙门铣床1-工作台；2-水平主轴铣头；3-垂直主轴铣头；4-顶梁；5-立柱；6-横梁第8章 铣削铣床、铣刀与铣床附件8.1.2铣刀铣平面用的铣刀铣平面用的铣刀包括端铣刀和圆柱形铣刀，如图8-4所示。对较小平面，可用立铣刀和三面刃铣刀加工。图8-4

铣平面用的铣刀第8章 铣削8.1

铣床、铣刀与铣床附件8.1.2铣刀铣槽用的铣刀如图8-5所示铣槽用的铣刀，有立铣刀和三面刃铣刀等。铣特种槽用的铣刀如图8-6所示，铣特种槽用的铣刀有T形槽铣刀和角度铣刀等。图8-5

铣槽用的铣刀图8-6

铣特种槽用的铣刀第8章 铣削8.1

铣床、铣刀与铣床附件8.1.2铣刀成形铣刀由于其刀齿齿廓形状与工件加工表面吻合，刀具需要根据加工表面形状专门设计制造，如图8-7所示。切断用铣刀如图8-8所示的锯片铣刀为切断用铣刀，该铣刀还可用于铣窄槽。图8-7

成形铣刀图8-8

锯片铣刀第8章 铣削铣床、铣刀与铣床附件8.1.3铣床附件平口虎钳平口虎钳是一种通用夹具，有非回转式和回转式两种，后者可绕其底座旋转360°，常用于小型和形状规则的工件的安装，如图8-9所示。图8-9

回转式平口虎钳第8章 铣削8.1

铣床、铣刀与铣床附件8.1.3铣床附件2.回转工作台回转工作台分为手动和机动进给两种，主要功能是分度及铣削带圆弧曲线的外表面和圆弧沟槽的工件。如图8-10所示为回转工作台。图8-10

回转工作台第8章 铣削8.1

铣床、铣刀与铣床附件8.1.3铣床附件3.万能分度头分度头是铣床的一个重要附件，可对工件在水平、垂直和倾斜位置进行分度，其中最常用的是万能分度头，如图8-11所示。图8-11

万能分度头第8章 铣削8.1

铣床、铣刀与铣床附件8.1.3铣床附件4.万能铣头万能铣头装在卧式铣床上，不仅能完成各种立铣头的工作，而且还可以根据铣削的需要，将铣头主轴扳转成任意角度，如图8-12所示。图8-12

万能铣头第8章 铣削铣削用量与铣削方式铣削用量如图8-13所示为铣平面的铣削过程，铣削用量要素有以下几种：图8-13

铣削用量要素1.铣削速度vc2.进给量f3.背吃刀量ap4.侧吃刀量ae返回第8章 铣削8.2

铣削用量与铣削方式8.2.2铣削方式1.周铣法用圆柱铣刀的圆周刀齿来铣削工件表面的铣削方法称为周铣法。周铣法可分为顺铣和逆铣两种，如图8-14所示。图8-14

顺铣和逆铣第8章 铣削8.2

铣削用量与铣削方式8.2.2铣削方式2.端铣法用端铣刀的端面刀齿来铣削工件表面的铣削方法称为端铣法。端铣的切削过程比周铣平稳，有利于提高加工质量。根据铣刀和工件相对位置的不同，端铣法可以分为对称铣削法和不对称铣削法两种，如图8-15所示。图8-15

端铣法第8章 铣削铣削方法铣削平面1.铣削平面的要点选择铣刀确定铣削用量对刀工件装夹要点返回第8章 铣削铣削方法铣削平面2.铣削水平面铣削水平面可在卧式铣床上用圆柱形铣刀来铣削，如图8-16（a）所示，也可在立式铣床上用面铣刀来铣削，如图8-16（b）所示。图8-16

铣削水平面第8章 铣削铣削方法铣削平面3.铣削垂直面垂直面可用卧式铣床（见图8-17

）与立式铣床加工。立式铣床用立铣刀的圆周齿铣削垂直平面，如图8-18所示。图8-17

卧式铣床铣削垂直面图8-18

立铣刀铣削垂直平面第8章 铣削铣削方法铣削平面4.铣削斜面工件倾斜铣削斜面：如图8-19（a）所示。铣刀倾斜铣削斜面：如图8-19（b）所示。角度铣刀铣削斜面：如图8-19（c）所示。图8-19

铣削斜面第8章 铣削8.3

铣削方法8.3.2

铣削台阶和沟槽1.铣削台阶台阶面可用三面刃铣刀在卧式铣床上铣削，若台阶较深，应沿着靠近台阶的侧面分层铣削，如图8-20（a）所示；成批生产可采用组合铣刀在卧式铣床上同时铣削几个台阶面，如图8-20（b）所示。铣削垂直面较宽而水平面较窄的台阶面时，可采用立铣刀铣削，如图8-20（c）所示。图8-20

铣削台阶第8章 铣削8.3

铣削方法8.3.2

铣削台阶和沟槽2.铣削槽铣削直槽：直槽可在卧式铣床上用盘形铣刀铣削，如图8-21（a）所示，也可在立式铣床上用立铣刀铣削，如图8-21（b）所示。铣削半圆形键槽：铣削半圆形键槽采用与键槽同直径、同厚度的专用铣刀进行，如图8-22所示。图8-21

铣削直槽图8-22

铣削半圆形键槽1-铣刀；2-半圆键；3-半圆键槽第8章 铣削8.3

铣削方法8.3.2

铣削台阶和沟槽2.铣削槽3）铣削特形槽生产中用得较多的是90°V形槽，加工时，通常先用锯片铣刀加工出底部的窄槽，然后再按如图8-23（a）所示完成V形槽的加工。铣T形槽或燕尾槽应分两步进行，先用立铣刀或三面刃铣刀铣出直槽，然后在立式铣床上用T形槽或燕尾槽铣刀最终加工成形，如图8-23（b）和（c）所示。图8-23

铣削特形槽第8章 铣削8.3

铣削方法8.3.3

铣削曲线外形和特形面铣削曲线外形曲线外形可以在立式铣床上用立铣刀沿划线手动进给铣削，也可以在立式铣床上利用靠模铣削，如图8-24（a）所示。铣削特形面铣特形面常在卧式铣床上用与工件成形面形状相吻合的特形铣刀来加工，如图8-24（b）所示。图8-24

铣削曲线外形和特形面第8章 铣削8.3

铣削方法8.3.4

铣削的工艺特点铣削的工艺特点如下：刀齿散热条件较好。铣刀是多齿刀具，刀齿切入工件是一个断续地、周期地受冲击的切削过程，刀齿可以得到一定的冷却，散热条件较好。生产率较高。铣削时铣刀有几个刀齿同时参加切削，总的切削宽度较大。铣削的主运动是铣刀的旋转，有利于高速铣削，所以铣削的生产率较高。容易产生振动。铣刀的工作齿数的增减和铣削时每个刀齿的切削厚度的变化，以及刀齿切入和切出时产生的冲击，都会引起切削力和切削面积变化，因此铣削过程不平稳，容易产生振动。第8章 铣削复习思考铣削的加工范围有哪些？X6123型铣床有哪些主要部件？其各自的作用是什么？铣刀有哪几种分类？工件在铣床上有哪几种装夹方法？铣削用量的要素有哪些？铣削方式分哪几类？试详细说明。简述铣削平面的要点。铣削斜面有几种方法？简述铣削的工艺特点。第9章 磨削返回磨床与砂轮9.19.2磨削方法第9章 磨削磨床与砂轮磨床1.外圆磨床图9-2是M1432A型万能外圆磨床的外形图。图9-2

M1432A型万能外圆磨床的外形返回第9章 磨削磨床与砂轮磨床1.外圆磨床磨削外圆时砂轮的回转运动为主运动，磨削内圆时内圆磨头模具的回转运动为主运动；工件的圆周进给运动即头架主轴的回转运动，工作台的纵向进给运动由液压传动实现，砂轮架的横向进给运动为步进运动。第9章 磨削磨床与砂轮磨床2.内圆磨床内圆磨床用于加工工件的圆柱形、圆锥形或其他形状素线展成的内孔表面及其端面。如图9-3所示为M2110型内圆磨床的外形图。图9-3

M2110型内圆磨床的外形第9章 磨削磨床与砂轮磨床3.平面磨床按主轴布局及工作台形状的组合，普通平面磨床可分为卧轴矩台式平面磨床、立轴矩台式平面磨床、立轴圆台式平面磨床和卧轴圆台式平面磨床。目前，用得较多的是卧轴矩台式平面磨床（见图9-4（a））和立轴圆台式平面磨床（见图9-4（b））。图9-4

平面磨床第9章 磨削磨床与砂轮9.1.2砂轮砂轮的组成及特性砂轮是磨削加工的切削工具，它是用结合剂或黏结剂将许多细微、坚硬和形状不规则的磨料按一定要求黏结制成的，是由磨料、黏结剂和空隙组成的疏松的多孔体。砂轮的特性对零件的加工精度、表面粗糙度和生产率影响很大，它主要由下列因素决定：磨料的种类和粒度，砂轮的硬度和组织，结合剂及砂轮的形状与尺寸等。第9章 磨削9.1

磨床与砂轮9.1.2砂轮2.砂轮的形状、用途及选择根据加工工件形状和加工要求，可制成各种形状的砂轮，见表9-1。第9章 磨削9.1

磨床与砂轮9.1.2砂轮砂轮的修整修整砂轮是为了去除表层磨料，以恢复砂轮的切削能力与外形精度。修整砂轮常用金刚石笔，它由大颗粒金刚石镶焊在刀柄尖端制成。砂轮的平衡、安装为了使较大直径的砂轮的重心与它的回转轴线重合，在安装前一般需进行平衡。如图9-5所示为砂轮静平衡装置。在安装砂轮前，必须严格检查其是否有裂纹，这可通过外形观察或用木棒轻敲来确定。图9-5

砂轮静平衡装置1-砂轮；

2-心轴；

3-法兰盘；

4-平衡块；5-平衡轨道；6-平衡架第9章 磨削磨削方法外圆磨削1.工件的装夹132两顶尖装夹卡盘装夹心轴装夹为了避免由于顶尖转动带来的误差，提高加工精度，磨床上所用的前后顶尖均为不随工件转动的死顶尖。磨削较短工件的外圆时，一般用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘装夹。其安装方法与车削基本相同，但磨床用的卡盘的制造精度要比车床用卡盘高。盘套类工件常以内孔定位来磨削外圆，此时，常用心轴装夹工件。常用的心轴种类与车床上使用的基本相同，但磨削用的心轴精度要更高些。返回第9章 磨削磨削方法外圆磨削2.磨削用量磨削用量如图9-6

所示。主要参数如下：磨削速度vc。工件速度vf。轴向进给量fa。通常fa=（0.2~0.8）B式中，B是砂轮宽度（mm），粗磨时取较大值，精磨时取较小值。径向进给量fp。图9-6

磨削用量第9章 磨削磨削方法外圆磨削3.外圆磨削外圆磨削主要用于磨削外圆柱面和圆锥面。根据砂轮与工件的相对运动关系可分为纵向磨削法和径向磨削法。纵向磨削法：是应用最广泛的外圆磨削方法，如图9-7（a）所示。径向磨削法：如图9-7（b）所示，砂轮的宽度一般大于工件磨削部分的长度，工作台静止，砂轮在磨削过程中径向进给，直至磨削余量全部磨去为止。图9-7

外圆磨削第9章 磨削9.2

磨削方法9.2.2内圆磨削内圆磨削的砂轮受孔径的限制，直径不能过大。为了达到很

高的磨削速度，要求内圆磨床具

有很高的主轴转速。由于砂轮直

径小，砂轮消耗大，在工作中常

分粗磨和精磨两个阶段。内圆磨

削主要用于淬火工件的圆柱孔和

圆锥孔的精密加工，如图9-8所示。1-图9-8内圆磨削卡盘；2-砂轮轴；