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1、第二章 切削加工方法,1 车削加工,车削 用车刀在车床上加工工件的工艺过程。,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=1.66.3um,主运动,工件的旋转运动。,进给运动,刀具的直线运动。,所以：车削加工适宜各种回转体表面的加工。,普通车床 适于各种中、小型轴、盘、套类零件的单件、小批量生产。,转塔式六角车床 适于加工零件尺寸较小、形状较复杂的中、小型轴、盘、套类零件。,立式车床 适于直径较大、长度较短的重型零件。（L/D=0.30.8）,数控车床 适于多品种、小批量生产复杂形状的零件。,尾座,床身,床腿,光杆,丝杆,溜板箱,进给箱,挂轮变速机构,主轴箱,卡盘,刀架,一、工件装夹的方法,1.
2、卡盘装夹,适用于L/D 4的工件。,2.顶尖装夹,适用于L/D=410的工件。,3.心轴装夹,适用于盘、套类零件的精加工。,4.其它附件,跟刀架、中心架、花盘等。,二、车削加工的应用,1.车外圆面,2.车内圆面（车床上镗孔）,3.车端面、切槽、切断,粗车：,精车：,实体零件：,钻孔,车（镗）,扩、铰,已铸出、锻出孔：,镗孔,4.车锥面,1)转动小滑板法,2)成形刀法,3)偏移尾架法,4)靠模尺法,可加工内外圆锥面，且不受工件锥角大小的限制。,适于加工锥面较短的内外圆锥面，且不受工件锥角大小的限制。,可加工较长的锥面，但不能加工锥孔及锥角较大的锥面。,适用于大批量生产，可加工内外锥面。,5.车成
3、形面,1)双手控制法,2)成形刀法,3)靠模尺法(轨迹法）,6.车螺纹,7.滚花,二、车削的工艺特点,1.易于保证各表面的位置精度。,2.加工过程平稳。,3.适合有色零件的精加工。,4.刀具简单。,2 钻、扩、铰、镗削加工,一、钻削加工,钻削加工 用钻头在实体零件上加工孔的方法。,加工精度：IT13IT11，表面粗糙度：Ra=2512.5um,刀具 钻头；,设备 钻床（车床、镗床、铣床）,钻床,台式钻床,立式钻床,摇臂钻床,台式钻床,立式钻床,摇臂钻床,1.钻头,柄部（尾部）夹持,颈部 连接（过渡）作用,工作部分,导向部分 导向作用,切削部分 担负主要的切削工作,2.钻削用量,钻削深度：,进给
4、量：,钻削速度：,（m/s）,3.钻削工艺特点,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,横刃的存在产生很大的轴向力,钻头的刚性和导向性差,防止“引偏”的措施：,预钻锥形定心坑；,采用钻套导向钻孔；,刃磨时，应尽量使两个主刀刃对称一致。,2)排屑困难,3)散热条件差,使工件表面质量降低；,卡死、甚至折断钻头。,钻削产生的热量大部分集中在工件和钻头中，而且不易传散出去。使刀具磨损加剧。,4.钻削的应用,钻孔主要用于粗加工。如螺钉孔、油孔、内螺纹底孔等。,单件、小批生产中、小型工件上的小孔（D13mm），常用台式钻床加
5、工。,中、小型工件上较大的孔（D50mm），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、扩孔和铰孔,1.扩孔,2.铰孔,用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工。,加工精度：IT10IT9，表面粗糙度：Ra=3.21.6um,用绞刀对工件上已有的孔进行精加工。,加工精度：IT9IT7，表面粗糙度：Ra=1.60.4um,钻扩铰 是非常典型的工艺。,钻、扩、铰只能保证孔本身的精度，不易保证孔与孔之间的尺寸精度和位置精度。,铰刀,扩孔钻,三、镗削加工,用镗刀对已有的孔进行再加工。,一般镗孔加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=1.60.8um,
6、精细镗加工精度：IT7IT6，表面粗糙度：Ra=0.80.2um,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。对于直径较大的孔（一般D80100mm）、内成形面或孔内环形槽等，镗削是惟一合适加工的方法。,卧式镗床,立式双柱坐标镗床,铣镗加工中心,镗床加工范围,主轴进给镗孔,用平旋盘镗大孔,钻孔,单刀铣端面,面铣刀铣端面,镗内螺纹,3 刨、插、拉削加工,一、刨削加工,刨削是平面加工的主要方法之一。,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=6.31.6um,刨床,牛头刨床：适于加工中、小型零件。,龙门刨床：适
7、于加工大型零件。,插床：主要加工工件内表面，如键槽、花键等。,横梁,滑枕,刀架,工作台,牛头刨床,龙门刨床,1.刨削的工艺特点,1)生产率较低；,2)通用性好。,2.刨削的应用,主要用于加工平面，也广泛用于加工各种沟槽、成形面等的单件小批生产及修配工作中。,3）加工质量中等。,二、插削加工,插床,用插刀对工件作垂直直线往复运动的切削加工方法，称为插削。,插床主要用于单件小批中，加工工件的内表面，如孔内键槽、方孔、长方孔、各种多边形孔和花键孔等，特别适合于加工盲孔或有障碍台肩的内表面。,三、拉削加工,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=0.40.8um,用拉刀在拉床加工工件的工艺方法。,头
8、部用来将拉刀加持在机床上，用以传递动力。颈部头部和过渡锥的连接部。过渡锥引导拉刀前导部进入工件预制孔的锥体。前导部拉削开始时，使工件的轴线与拉刀的轴线重合，并可检查拉前孔径是否太小，以免拉刀第一个刀齿因余量太大而损坏。切削部用来切除去全部加工余量，其长度根据工件的加工余量和刀具后以齿较前一齿的齿升量确定。校准部对加工表面起挂光、校准作用，刀齿无齿升量，最后确定加工表面的精度及粗糙度。,后导部用来保证拉刀最后一齿与工件间的正确位置，防止拉刀在即将离开工件时，因工件下垂而损坏已加工表面及刀齿。尾部支持拉刀不使其下垂。,工艺特点：,1）生产率高 2）加工精度高、表面粗糙度小3）拉床结构和操作比较简单
9、4）拉刀价格昂贵、寿命长 5）加工范围广,应用：,主要适用于成批和大量生产，尤其适合在大量生产中加工大的复合型面。,4 铣削加工,一、铣削加工设备,铣床,龙门铣床,升降台式铣床,立式铣床,卧式铣床,二、铣削方式,周铣,端铣,用圆柱铣刀铣平面。,用端铣刀铣平面。,铣削是平面加工的主要方法之一。,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=6.31.6um,卧式万能升降台铣床,主要用于铣削中小型零件上的平面、沟槽，尤其是螺旋槽和需要分度的零件。,床身,主轴,主轴变速机构,横梁,吊架,纵向工作台,转台,横向工作台,升降台,立式万能升降台铣床,立式铣床上面铣刀或立铣刀可加工平面、台阶、沟槽、多齿零件和凸
10、轮表面。,龙门铣床,适合于在成批和大量生产中加工中型或大型零件上的平面和沟槽。,数控铣床,这种铣床除了加工平面、台阶、沟槽外，还可以加工复杂的立体成形表面。,圆柱铣刀：用在卧铣上加工宽度不大的平面。,面铣刀：主要用在立铣上加工大平面，也可在卧铣上使用。,立铣刀：主要用在立铣上加工沟槽、台阶，也可用于铣削平面和二维曲面。,键槽铣刀：兼有钻头和立铣刀的功能。,三面刃盘铣刀：主要用于加工直槽，也可加工台阶面。,锯片铣刀：用于铣削要求不高的窄槽和切断。,角度铣刀：用于铣角度槽和斜面。,成形铣刀：用于铣削各种成形表面。,顺铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。,逆铣：在切削部位铣刀的旋转方向
11、与工件的进给方向相反。,1.周铣用圆柱铣刀铣削平面的方法。,顺铣,逆铣,刀具寿命长；,工件表面质量高；,有利于工件的加紧。,工件表面质量低。,刀具磨损严重；,不利于工件的加紧。,2.端铣用面铣刀的端面刀齿加工平面的方法。,对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度的对称中心线重合。,不对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度的对称中心线不重合。,端铣法可以通过调整铣刀和工件的相对位置，调节刀齿切入和切出时的切削厚度，从而达到改善铣削过程的目的。,铣削工艺特点及应用,1.铣削特点,2.铣削的应用,1）生产率高（多齿刀具、速度高）；,2）散热条件好；,3）容易产生振动。,主要加工平面。同时可加工沟槽、成形面、切断等。,
12、5 磨削加工,用砂轮作为刀具磨削工件的工艺过程。是零件精加工的主要方法之一。,加工精度：IT7IT6，表面粗糙度：Ra=0.80.2um,高精度磨削：表面粗糙度：Ra=0.10.008um,一、磨削过程,指砂轮表面的磨粒从工件表面切除细微金属层的过程。,万能外圆磨床可用于内外圆柱表面、内外圆锥表面的精加工，虽然生产率较低，但由于其通用性较好，被广泛用于单件小批生产车间、工具车间和机修车间。,无心外圆磨床是一种高生产率、易于实现自动化的磨削方法，适于成批、大量生产。,内圆磨床用于磨削内圆柱面、内圆锥面及孔内端面等。,平面磨床,凸起、锋利的磨粒：起切削作用。切削厚度较大。,凸起较小、较钝的磨粒：起
13、刻滑、挤压作用。,凹下、更钝的磨粒：起滑擦作用。,磨削 切削、刻滑、滑擦三个作用的综合。,磨削工艺特点,磨削的应用,1.精度高、表面粗糙度低；,2.磨削温度高；8001000,3.砂轮具有自锐性；,4.径向分力Fy较大。,可加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料，也能加工高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等难切削材料，但不适宜塑性较大的有色金属。,磨削加工表面：外圆面、内圆面、平面、各种成形面。,1.外圆磨削,1)纵磨法,广泛用于单件、小批生产及精磨，特别适用于细长轴的磨削。,2)横磨法,一般适于成批及大量生产中，磨削刚性较好，长度较短的工件外圆表面，或者两侧都有台阶的轴颈，尤其是工件上的成形
14、表面，只要将砂轮修整成形，就可直接磨出，较为简便，生产率高。,3)深磨法,磨削时用较小的纵向进给量，较大的谢却深度，在一次行程中切除全部余量，生产率较高。只适用于大批大量生产中，加工刚度较大的工件，且被加工表面两端要有较大的距离允许砂轮切入和切出。,4)无心外圆磨,主要适用于大批大量生产销轴类零件，特别适合于磨削细长的光轴。如果采用横磨法，也可以加工阶梯轴、锥面和成形面等。,2.内圆磨削,内圆磨削可以在内圆磨床上进行，也可以在万能外圆磨床上进行。也有纵磨法和横磨法之分。,内圆磨与外圆磨相比较：,表面粗糙度大；,生产率低。,内圆磨与铰孔和拉孔相比较：,可以加工淬硬工件的孔；,不仅能保证孔本身的尺
15、寸精度和表面质量，还可以提高孔的位置精度和形状精度。,生产率低比铰孔低，比拉孔更低。,磨孔一般仅用于淬硬工件孔的精加工。,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。,4.成形面磨削,主要用于高精度平面及淬火零件的平面加工。,卧轴矩台式,卧轴圆台式,立轴矩台式,立轴圆台式,5.磨削发展简介,1）高精度、小粗糙度磨削,2）高效磨削,精密磨削（Ra=0.040.1um）,超精磨削（Ra=0.0120.025um）,镜面磨削（Ra=0.040.1um）,高速磨削：,强力磨削：以大的磨削深度、小的磨削速度进行磨削。,砂带磨削
16、：以砂带代替砂轮进行磨削。,6 光整加工,1.研磨,表面粗糙度：Ra=0.025um,加工精度：IT6IT5，表面粗糙度：Ra=0.20.012um,2.珩磨,3.抛光,4.超级光磨,第三章 零件表面加工方法的选择,1 外圆面的加工,加工方法：,车、磨、研磨,外圆面的技术要求：,尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；,形状精度：圆度、圆柱度等；,位置精度：同轴度、垂直度等；,表面质量：,2 内圆面（孔）的加工,加工方法：,钻、扩、铰、车、镗、拉、铣、磨、珩磨。,内圆面的技术要求：,尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；,形状精度：圆度、圆柱度等；,位置精度：同轴度、垂直度等；,表面质量
17、：表面粗糙度、表面层的加工硬化和金相组织变化等。,在实体材料上加工孔：钻,零件上已铸出、锻出孔：直接扩孔、镗孔；直径大于100mm的孔镗孔,孔加工方案的选择,拟定孔加工方案的原则和外圆表面加工方案的原则相同，即首先要满足加工表面的技术要求，同时考虑经济性和生产率等方面的因素。但拟定孔的加工方案比外圆面复杂的多。,1.孔的类型很多，各种孔的功用不同，致使其孔径、长径比以及孔的技术要求等方面差别很大。另一方面，孔是内表面，刀具受孔径及孔长的限制，刀体一般呈细长状，刚性差。排屑和注入切削液也比较困难。因此，加工孔比加工同样精度和表面粗糙度的外圆面困难。,2.加工外圆面的基本方法只有车、磨削和光整加工
18、，而常用的孔加工方法则有钻、扩、铰、镗、磨、拉和光整加工多种，且每一种方法都有一定的应用范围和局限性。,3.带孔零件的结构和尺寸是多种多样的，除回转体零件外，还有大量的箱体、支架类零件。而相同的孔加工方法，又往往可以在不同的机床上进行。显然，在拟定孔的加工方案时，还要根据零件的结构和尺寸，选择合适的机床，使零件便于装夹。,机床的选用,机床的选用只要取决于加工零件的结构和尺寸，以及孔在零件上所处的部位等因素。,1.回转体零件的轴心孔,回转体零件包括盘套类零件和轴类零件。这些零件的轴心孔通常是重要的基准面，有较高的技术要求。轴心孔一般和外圆面、端面一道在车床上完成粗加工，也可在车床上半精加工后转到
19、磨床上磨削。为了提高生产率，适合拉削的孔可在车床上粗加工后上拉床拉削。,长套筒零件的深孔，可在深孔钻床上加工。此时仍采用车床的运动方式，零件旋转，刀具送进，以保证孔轴线的直线度。,2.箱体支架类零件的轴承孔,这类孔也是主要基准面，技术要求较高。大、中型支架和箱体的轴承孔通常在卧式镗床上加工。中、小型支架和箱体的轴承孔可在卧式铣床上加工，也可安装在车床的弯板上加工。后者以加工单孔为宜。,3 平面的加工,加工方法：,铣、刨、拉、车（端面）、磨、研磨、刮研等。,平面的技术要求：,形状精度：平面度、直线度等；,位置精度：平行度、垂直度等；,表面质量：表面粗糙度、表面层的加工硬化和金相组织变化等。,4
20、成形面的加工,加工方法：,车、铣、刨、拉、磨、研磨等。,成形面的技术要求：,尺寸精度：本身的尺寸精度；,形状精度：圆度、圆柱度等；,位置精度：同轴度、垂直度等；,表面质量：表面粗糙度、表面层的加工硬化和金相组织变化等。,成形刀具加工；,轨迹法（靠模尺法、范成法）。,仿形车、仿形铣、数控机床加工。,有些机械零件表面的素线是某种曲线，例如圆球面、椭圆手柄等，如图所示。这些带有曲线形成的表面叫作成形面（又称特形面）。对于这类工件，应根据其结构特点、精度要求及批量大小，用车削、铣削、刨削或磨削等加工方法。现仅介绍车削成型面的方法，分别采用双手控制、成形、仿形、专用工具等加工方法。,成形面零件 单球手柄
21、a）圆球面 b）三球手柄 c）手柄,双手控制法 数量较少或单件成形面工件，可采用双手控制法进行车削，就是用右手握小滑板手柄，左手握中滑板手柄，通过双手合成运动，车出所要求的成形面；或者采用床鞍和中滑板合成运动来进行车削。,成形法 用成形刀具对工件进行加工的方法叫成形法。车削数量较多的成形工件，可以用成形法。成形刀的种类 把切削刃磨成与工件表面形状相同的车刀叫做成形刀（又称样板刀），如图所示。成形刀有以下几种：（1）普通成形刀 这种成形刀与普通车刀相似。精度要求较低时，可用手工刃磨；精度要求较高时，可在工具磨床上刃磨。（2）棱形成形刀 这种成形刀由刀头和刀杆两部分组成。刀头的切削刃按工件形状在工
22、具磨床上用成形砂轮磨削，可制造得很精确。,成形刀的种类 a）普通成形刀 b）棱形成形刀 c）圆形成形刀,（3）圆形成形刀 这种成形刀做成圆轮形，在圆轮上开有缺口，形成前刀面和主切削刃。,5 螺纹加工,螺纹的分类：,1.联接螺纹 用于零件间的固定联接，如各种螺栓和螺钉的螺纹。2.传动螺纹 用于传递动力和运动，如机床丝杆螺纹。,按用途分类,按截形分类：,可分为：三角螺纹、梯形螺纹和方牙螺纹等。其中三角螺纹主要用作联接，梯形、方牙螺纹主要用作传动。,螺纹标准分为公制和英制，我国采用公制。联接螺栓中公制三角螺纹使用最为广泛，又称普通螺纹。,螺纹加工方法,6 齿形加工,第九章 机械加工工艺规程的制定,1
23、 概述,一、生产过程和工艺过程,工艺是指制造产品的技巧、方法和程序。机械制造过程中，凡是直接改变零件形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程，称为机械制造工艺过程。它通常包括零件的制造与机器的装配两部分。,1.生产过程,由原材料制成各种零件，并装配成机器的全过程。,包括：原材料的运输、保管，生产准备、毛坯制造、机械加工、装配、检验、试车、油漆、包装等。,2.工艺过程,在生产过程中，直接改变原材料的（毛坯）的形状、尺寸、性能，使之变为成品的过程。,工艺过程具体可分为：,铸造、压力加工、焊接、机械加工、热处理、特种加工、电镀、涂覆、装配等工艺过程。,3.工艺过程的组成,1)工序,一
24、个（一组）工人，在同一工作地点（同一机床），对一个（一组）零件所连续完成的那部分工艺过程。,2)安装,3)工步,工件在一次装夹中所完成的那部分工艺过程。,当工件的加工表面、刀具、进给量、转速不变的条件下，所连续完成的那部分工艺过程。,4）走刀,一个工步中，当加工余量太大，需用同一刀具在相同转速和进给量下对同一表面进行多次切削，每切削一次，就是一次走刀。,工序1在车床上车外圆，车端面A、B、C，镗孔及内圆倒角。,工序2在钻床上钻6个20孔。,安装1在三爪卡盘内以100外圆面定位并夹紧，车220外圆，车端面C、镗孔、内孔倒角。,安装2调头在三爪卡盘内以220外圆面定位并夹紧，车端面A、B与内孔倒角
25、。,二、生产纲领和生产类型,1.生产纲领,2.生产类型,生产纲领 产品的年产量。,1)单件生产,2)成批生产,3)大量生产,单个的制造某一种零件，很少重复、甚至不重复生产。,如：大型机械、试制品、修配件等。,成批的制造某一相同的零件，每隔一定时间又重复生产。,小批生产：,中批生产：,大批生产：,在大多数工作地点，经常重复地进行一种零件某一工序的生产。,2 工件的安装和夹具,定位,夹紧,=安装,+,一、工件的安装,1.直接安装法,工件直接安装在机床工作台或通用夹具上。,找正比较费时，定位精度的高低主要取决于所有工具或仪表的精度，以及工人的技术水平。,所以：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件
26、小批量生产。,2.利用专用夹具安装法,工件安装在为其加工专门设计和制造的夹具上中。,所以：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产。,二、夹具简介,夹具是加工工件时，为完成某道工序，用来正确迅速安装工件的装置。,1.夹具的种类,1)通用夹具,已标准化的夹具。,如：三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳等。,所以：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小批量生产。,2)专用夹具,为某一特定零件的特定工序专门设计和制造的夹具。,所以：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产。,3)其它夹具,可调夹具；组合夹具；随行夹具等。,2.夹具的组成,1)定位元件及装置,夹具上用来确定工件正确位置的元件及装置。,2)夹紧
27、机构及装置,3)导向及对刀元件,5)其它元件及装置,4)联接元件,6)夹具体,夹具上工件定位后，将其夹紧以承受切削力等作用的机构或装置。,夹具上用来对刀和引导刀具进入正确加工位置的元件。,分度机构、导向键、平衡块等。,夹具上用来确定夹具和机床正确位置的元件。,是夹具的基准零件。,第四章 零件的结构工艺性,1 零件结构工艺性基本概念,零件结构工艺性是指这种结构的零件被加工制造的难易程度。是评价零件结构有劣的重要技术指标。,工艺性与零件的生产批量及具体生产条件相关。,2.加工表面的几何形状应尽可能简单；,3.便于安装、定位准确、夹紧可靠；,4.便于加工、易于测量；,1.零件的加工精度、表面粗糙度值
28、选择应合理；,5.提高标准化程度。,注意：,表1-9续,表1-9续,表1-9续,表1-9续,返回,表1-10续,返回,表1-10续,返回,表1-10续,返回,一、工件要便于安装,1.便于装夹,D工艺凸台,2.减少安装次数,二、减小切削面积、简化加工面形状,三、便于加工和测量,1.便于进刀和退刀(要有退刀槽或越程槽）,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
