第六章 切削工艺.ppt

1、,金 属 工 艺 学,于美杰 山大材料学院,第六章 切削工艺,第一节 车削加工 第二节 铣削加工 第三节 刨削加工 第四节 拉削加工 第五节 钻削加工 第六节 镗削加工 第七节 磨削加工,重点内容,各种切削加工方法的特点（几种孔的加工方法及其特点） 各种切削加工方法的加工精度和表面粗造度 应用,第一节 车削加工,第六章 切削工艺,Turning,1.1 车床的加工范围,第一节 车削加工,第六章 切削工艺,Turning,1.1 车床的加工范围 主运动： 工件的旋转运动 进给运动： 刀具的直线运动 加工精度： IT8IT7 表面粗糙度： Ra=1.66.3m 适宜加工各种回转体表面,第一节 车削

2、加工,第六章 切削工艺,Turning,1.1 车床的加工范围,第一节 车削加工,第六章 切削工艺,Turning,举例： 车外圆 车端面 车螺纹,第一节 车削加工,第六章 切削工艺,Turning,1.2 工件的装夹 卡盘装夹 三爪自定心卡盘：常用 四爪单动卡盘：人工调整、定心 顶尖装夹 加工较长轴类必须采用，以保证加工精度 要预先加工中心孔 花盘装夹 加工形状不规则工件 动平衡问题 操作复杂,第一节 车削加工,第六章 切削工艺,1.3 车削方法 （根据加工质量） 粗加工 背吃刀量 大 进给量 大 切削速度 较低 前后角 小 刃倾角 负 IT1311，Ra 2512.5m 半精加工 IT10

3、9, Ra 6.33.2 m 精加工 IT86，Ra 1.6 0.8 m,Turning,第二节 铣削加工,第六章 切削工艺,Milling,2.1 铣削的加工范围 主运动：铣刀的旋转运动 进给运动：工件的直线或曲线运动 加工精度：IT8IT7 表面粗糙度：Ra= 6.3 1.6m 应用：主要加工平面、沟槽、成形面、切断,第二节 铣削加工,第六章 切削工艺,Milling,第二节 铣削加工,第六章 切削工艺,Milling,2.2 铣床分类 卧式铣床 立式铣床 龙门铣床,铣削过程,第二节 铣削加工,第六章 切削工艺,Milling,2.3 铣削方法 顺铣与逆洗,顺铣,刀具寿命长,工件表面质量高

4、,工件夹持稳定性好 水平分力使工作台窜动,逆铣,工件表面质量低,刀具磨损严重,工件夹持稳定性不好 垂直分力易引起振动 对铣薄长件不利,第二节 铣削加工,第六章 切削工艺,Milling,2.3 铣削方法 周铣与端铣,第二节 铣削加工,第六章 切削工艺,Milling,2.4 铣削加工特点 1、生产率较高 多齿工作，旋转运动利于高速铣削 2、容易产生振动 由于多齿工作，每个齿切削厚度变化，切削力变化，切削过程不稳定，易产生振动 3、刀齿散热条件较好 多齿工作，每个齿间歇工作，有冷却时间，散热条件好，但切入切出时冲击可能引起刀片碎裂,举例： 1. 盘状铣刀铣螺纹,第三节 刨削加工,第六章 切削工艺

5、,Planing,3.1 刨削的加工范围 主运动：刨刀或工件的往复运动 进给运动：工件或刨刀垂直于主运动的间歇运动 加工精度：IT8IT7 表面粗糙度：Ra= 25 1.6m 应用：主要用于加工平面，也广泛用于加工各种沟槽、成形面等。,第三节 刨削加工,第六章 切削工艺,Planing,刨削过程,第三节 刨削加工,第六章 切削工艺,Planing,3.2 刨床种类,第三节 刨削加工,第六章 切削工艺,Planing,3.3 刨削的工艺特点 1、通用性好 可加工垂直、水平的平面，还可加工T型槽、V型槽，燕尾槽等。 2、生产率低 往复运动，有空行程，有冲击现象、限制了速度，但对狭长表面生产效率不比

6、铣削低。 3、 加工精度不高 4、一般只适于低速切削 5、加工成本低 刨刀简单、刃磨方便,第四节 拉削加工,第六章 切削工艺,Broaching,4.1 拉削加工范围 拉削用于加工各种孔形 主运动：拉刀直线运动 孔的深径比3 进给运动：无,在钻削或粗镗后进行拉削（而钻削是在实体上加工孔）,第四节 拉削加工,第六章 切削工艺,Broaching,4.2 拉床和拉刀,第四节 拉削加工,第六章 切削工艺,Broaching,4.3 拉削加工的特点 1、生产效率高，粗半精精，大批量生产 2、加工质量高，精度 IT8 IT7 ， Ra 0.8 0.4m 3、拉刀价格昂贵，刃磨费用也高 4、加工范围广 5

7、、不能拉台阶孔和盲孔，可以拉外圆 6、适于大批量生产，不同尺寸不同孔形都需一种专门拉刀,插削、拉削过程,第五节 钻削加工,第六章 切削工艺,Drilling,5.1 钻削加工范围 在实体上加工孔 钻削加工包括：钻孔、扩孔、铰孔、等,（a）钻孔 （b）扩孔 （c）铰孔 （d）攻丝 （e）锪锥孔 （f）锪柱孔 （g）锪反鱼眼坑 （h）锪凸台活,第五节 钻削加工,第六章 切削工艺,Drilling,5.2 钻床,第五节 钻削加工,第六章 切削工艺,Drilling,5.3 钻孔 麻花钻,两个主切削刃 两个副切削刃 一个横刃 工作部分： 切削部分 导向部分,第五节 钻削加工,第六章 切削工艺,Dril

8、ling,钻孔的工艺特点：（1）钻孔时钻头易产生“引偏”,“引偏”方式, 轴线引偏 刀具旋转 钻床上钻孔, 孔径扩大 工件旋转 车床上钻孔,“引偏”原因, 横刃的存在, 钻头的刚性和导向性差,防止“引偏”的措施： 预钻锥形定心坑； 用钻套为钻头导向； 刃磨时，应尽量使两个主刀刃对称一致。,第五节 钻削加工,第六章 切削工艺,Drilling,钻孔的工艺特点 1、引偏 2、排屑困难： 使工件表面质量降低； 卡死、甚至折断钻头 3、散热条件差：使刀具磨损，降低其强硬度 4、加工精度低：IT11、Ra 12.5m 5、定尺寸刀具 钻孔应用 粗加工,第五节 钻削加工,第六章 切削工艺,Drilling

9、,5.4 扩孔 利用扩孔钻对已有孔径进行扩大 扩孔钻特点：排屑槽浅、刚度大、导向性好、可校正引偏,第五节 钻削加工,第六章 切削工艺,Drilling,扩孔工艺特点 切削余量较小 容易排屑、不易划伤孔壁 加工精度IT109，Ra 6.33.2m 应用：半精加工,扩孔过程,第五节 钻削加工,第六章 切削工艺,Drilling,5.5 铰孔 利用铰刀对已有孔进行精加工的切削加工方法 加工精度：IT9IT7，表面粗糙度：Ra=1.60.4m 铰孔只能提高孔的尺寸精度和形状精度，而不能提高孔的位置精度（不能校正孔的空间位置） 应用：精加工,第六节 镗削加工,第六章 切削工艺,Boring,6.1 镗削

10、加工范围 用镗刀对已有的孔进行再加工 主运动：镗刀旋转；进给运动：工件或镗刀的运动 回转体零件上的孔在车床上加工； 箱体类零件上的孔或孔系在镗床上加工； 在镗床上除可加工孔或孔系外，还可加工平面、沟槽、钻、扩铰孔等。 对于大尺寸的孔、内成形表面、内环槽，镗孔是唯一的加工方法。 加工精度： 一般镗：IT8 IT7 ， Ra 1.6 0.8 精细镗：IT7 IT6 ， Ra 0.8 0.2,第六节 镗削加工,第六章 切削工艺,Boring,6.2 镗削工艺特点 适应性广：可在钻孔、铸孔、锻孔的基础上进行； 可校正原有孔的轴线偏斜； 易保证孔与孔之间、孔与基准面之间的尺寸精度和位置精度； 细长镗刀刀

11、杆刚度差 ，使加工精度和表面粗糙度受影响； 生产效率低：小的背吃刀量和进给量，刀刃少； 工件的装夹次数少：一次安装即可完成由粗到精加工。,镗削过程,第七节 磨削加工,第六章 切削工艺,Grinding,7.1 磨削加工范围 用砂轮作为刀具对工件进行切削加工 是零件精加工的主要方法之一 加工精度：IT7IT6，表面粗糙度：Ra=0.80.2m 高精度磨削：表面粗糙度Ra=0.10.008m,第七节 磨削加工,第六章 切削工艺,Grinding,第七节 磨削加工,第六章 切削工艺,Grinding,7.2 砂轮 用结合剂把磨料（刚玉类、碳化硅类及高硬度磨料类）粘结起来，经压坯、干燥、熔烧、车整而成

12、。有三个基本要素：磨料、结合剂和孔隙。 砂轮表面上的每一个磨粒都是一把微小刀齿 具有自锐性：磨粒破碎或脱落，露出新的棱角或磨粒 7.3 磨削方法： 包括外圆磨削、内孔磨削和平面磨削等。,第七节 磨削加工,第六章 切削工艺,Grinding,（1）外圆的磨削方法 有纵磨法和横磨法。 纵磨法 散热好 精度高 生产效率低、小批量 适于细长轴 横磨法 散热差 易弯曲变形 精度低、大批量 短粗件,主运动,进给 运动,第七节 磨削加工,第六章 切削工艺,Grinding,（2）内圆磨削 磨孔一般仅用于淬硬工件孔的精加工。 与外圆磨相比较，内圆磨： 表面粗糙度大； 生产率低。 原因：砂轮轴的振动,第七节 磨

13、削加工,第六章 切削工艺,Grinding,（3）平面磨削,周磨：,端磨：,多用于加工质量要求较高的工件,多用于加工质量要求不高的工件，或代替铣削作为精磨前的预加工,接触面小 效率低,接触面大 工件温升大,第七节 磨削加工,第六章 切削工艺,Grinding,7.4 磨削工艺特点 精度高、表面光洁度高； 加工硬度高的材料； 不适用于有色金属的加工，原因：磨屑会阻塞砂轮孔隙，故采用精车代替。 温度高、易烧伤工件表面 使用冷却液 减少磨削用量 应用： 高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等难切削材料； 铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料。,第八节 典型表面的加工,Machining of Typic

14、al Surfaces,零件表面加工分阶段： 粗加工半精加工精加工 IT9 IT8（中）IT7（良）IT6（优） Ra3.2 Ra1.6 Ra0.8 技术要求： 尺寸精度：长度、直径 形状精度：圆度、圆柱度 位置精度：同轴度、垂直度 表面质量：Ra（表面硬度、残余应力）,第六章 切削工艺,第八节 典型表面的加工,Machining of Typical Surfaces,8.1 外圆面的加工 车削除淬硬钢不能加工外，几乎所有工程材料都能加工。 磨削除塑性较大的有色金属不适合磨削外，多数材料都可磨削，特别是淬硬钢-磨削是唯一的常规加工方法。,第六章 切削工艺,第八节 典型表面的加工,Machin

15、ing of Typical Surfaces,根据零件 的尺寸精度及表面粗糙度，选择加工路线。,第六章 切削工艺,第八节 典型表面的加工,Machining of Typical Surfaces,8.2 孔的加工 常见孔的类型： 紧固孔和非配合油孔-精度较低。 箱体类零件上的孔-多为孔系，既有形状要求又有相互位置要求。 深孔-长径比大于5的孔。 圆锥孔-多用于配合，一般精度较高。,第六章 切削工艺,第八节 典型表面的加工,Machining of Typical Surfaces,大、中尺寸孔的 典型加工路线。,在实体材料 上加工孔的 常用路线。,第六章 切削工艺,第八节 典型表面的加工,

16、Machining of Typical Surfaces,8.3 平面的加工 平面的类型（按功能分） （1）非结合面- 除要求外，一般不加工。 （2）结合面- 这类平面都有加工要求。 （3）导向平面- 一般精度要求较高。,第六章 切削工艺,第八节 典型表面的加工,Machining of Typical Surfaces,第六章 切削工艺,第八节 典型表面的加工,Machining of Typical Surfaces,8.4 成形面的加工 成形面的加工方法：成形法和轨迹法 成形法 - 用成形刀具直接加工成形。 轨迹法- 利用刀具与工件的相对运动轨迹成形。（靠模法）,第六章 切削工艺,第八

17、节 典型表面的加工,Machining of Typical Surfaces,刀刃形状与零件截面形状相同。,第六章 切削工艺,第八节 典型表面的加工,Machining of Typical Surfaces,8.5 螺纹的加工 按用途螺纹分为 （1）紧固螺纹- 用于紧固连接。螺纹牙型多数为三角形。 （2）传动螺纹- 用于传递运动和动力，牙型为梯形和锯齿形。 螺纹加工方法： 攻丝和套扣 - 用于加工精度要求不高的普通螺纹。 车螺纹- 主要用于单件小批加工各种牙形的较大尺寸内、外螺纹。 铣螺纹- 批量生产时，广泛采用铣削法加工螺纹。 磨螺纹- 常用于淬硬螺纹的精加工。,第六章 切削工艺,第八节 典型表面的加工,Machining of Typical Surfaces,8.6 齿轮的加工,第六章 切削工艺,第八节 典型表面的加工,Machining of Typical Surfaces,（1）铣齿,盘状模数铣刀 加工齿形,铣齿特点： 成本低、生产率低、精度低。 但铣齿加工范围广，不但能加工