机械零件表面加工.ppt

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1、金属切削机床的基础知识,外圆表面加工,内圆表面加工,平面加工,齿轮的齿形加工,第八章 普通机床零件切削加工及应用,组成零件的各种典型表面，如外圆面、孔、平面、一般成形面、螺纹面、齿轮齿面等，不仅有一定的形状和尺寸，而且还有一定的技术要求，如尺寸精度、形状和位置精度、表面质量等。因而工件表面的加工过程，也就是逐步实现符合技术要求的过程。本章仅就各种表面切削加工方法的基本原理、特点和应用范围及所采用的加工设备分别介绍一些基础知识。,普通机床零件切削加工及应用,8.1 金属切削机床的基础知识,金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的一种机器，人们习惯上称为机床。8.1.1 机床的分类 机

2、床的品种规格繁多，为便于区别、使用和管理，必须加以分类。对机床的分类方法有以下几种：,按加工性质、刀具和用途：车床，钻床，镗床，特种加工机床，锯床和其它机床按通用性程度：通用(万能)机床，专门化机床和专用机床按工作精度：普通、精密和高精度机床按重量和尺寸：仪表机床，中型机床，大型机床，重型机床和超重型机床按自动化程度：手动、机动、半自动和自动机床按主要工作部件的数目：单轴机床、多轴机床、单刀机床和多刀机床,按加工性质、刀具：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、特种加工机床、锯床、其它机床,共12类,通用机床加工范围广，通用性强 单件小批专门化机床工艺窄 某类

3、零件特定工序加工专用机床工艺最窄，某零件特定工序加工,按应用范围：,大批量生产,按工作精度分：,普通精度机床精密机床高精度机床,按重量和尺寸：,仪表机床中型机床（一般机床）大型机床（10t30t）重型机床（30t100t）超重型机床（大于100t）,8.1.2 机床型号的编制方法,机床的型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型，主要技术参数，性能和结构特点等。GB/T15375-94 金属切削机床型号编制方法规定，我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成，适用于各类通用机床和专用机床（组合机床除外）。,1.通用机床型号的编制方法,（）（）（）（）/（）-（）,分类代号,

4、类别代号,通用特性、结构特性代号,组代号,系代号,主参数或设计顺序号,主轴数或第二主参数,重大改进顺序号,其它特性代号,企业代号,注：表示阿拉伯数字；表示大写汉语拼音字母；（）表示可选项；表示大写汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼有之,1.机床的类代号机床的类代号、分类代号及其读音见表8-1。2.机床的通用特性和结构特性代号1)通用特性代号:位于类代号之后，用大写汉语拼音字母表示。机床通用特性代号见表8-2。2)结构特性代号：,对于结构、性能不同的机床加结构特性代号予以区别。,为避免混淆，通用特性代号已用的字母及“I”、“O”都不能作为结构特性代号。,结构特性代号在机床型号中没有统一的含义。,参

5、见课本P.296表,（3）机床的组别代号和系别代号,两位数字：前组别 后系列,机床按其结构性能及使用范围，每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系，分别用两位阿拉伯数字09表示，前一位表示组别，后一位表示系别。,组别和系别代号用两位数字表示,（4）机床的主参数、设计顺序号及第二主参数,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1/10或1/100）表示。,第二主参数一般指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作长度等。第二主参数也用折算值1/10或1/100表示。各类主要机床的主参数及折算系数见表8-3。（5）机床的最大改进顺序号当机床的性能及结构布局有重大改进时加重大

6、改进号A、B、C(6)其它特性代号与企业代号其它特性代号用以反映各类机床的特性。企业代号与其它特性代号表示方法相同，位于机床尾部，用“”与其它特性代号隔开。,机床型号示例：,1.CA6140 C-类代号(车床类机床)A-结构特性代号 6-组代号(落地及卧式车床组)1-系代号(卧式车床系)40-主参数(最大工件回转直径的1/10),2.XK5030 X-类代号(铣床类机床)K-通用特性代号(数控)5-组代号(立式升降台铣床组)0-系代号(立式铣床系)30-主参数(工作台面宽度的1/10),机床型号示例:,机床型号示例:,3.MGl432A M类别代号（磨床类）G通用特性（高精度）1组别代号（外圆

7、磨床组）4系别代号（万能外圆磨床系）32主参数（最大磨削直径320mm）A重大改进顺序号（第一次重大改进）,机床型号示例:,4.Z304016/S2 Z-类代号(钻床类机床)3-组代号(摇臂钻床组)0-系代号(摇臂钻床系)40-主参数(最大钻孔直径40mm)16-第二主参数(最大跨距1600mm)S2-企业代号(中捷友谊厂),机床型号示例:,5.CX5112A/WFC 类代号(车床类机床)X 通用特性代号(数显)5 组代号(立式车床组)1 系代号(单立柱车床系)12 主参数(最大工件回转直径1250)WF 企业代号（瓦房店机床厂）,2.专用机床型号的编号方法,设计单位代号,设计顺序号,例如B1

8、-015表示：北京第一机床厂设计制造的第15种专用机床。,8.1.3.零件表面的切削加工成形方法和机床的运动1.零件表面的切削加工方法机械零件的任何表面都可以看作是一条线（母线）沿另一条线（导线）运动的轨迹。,常见表面：平面、外圆面、内圆面（孔）、锥面、曲面（成形面）,图8-1 零件表面的形成1-母线 2-导线,2.机床的运动成形运动的组成见图8-2.,表面成形运动,简单成形运动,复合成形运动,辅助运动,切人运动 分度运动 调位运动 各种空行程运动,8.1.4 机床传动的基本组成和传动原理图1.机床传动的组成部分,机床必须具备三个基本部分：,执 行 件,运 动 源,传动件,执行机床运动的部件,

9、为执行件提供运动和动力装置,传递运动和动力的装置,2.机床的传动链,传 动 链（1）联系传动链（2）内联系传动链,使运动源和执行件以及两个有关的执行件保持运动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传动链。,联系运动源和执行件的传动链，称为外联系传动链,联系两个执行件间的传动链，称为内联系传动链,3.机床传动原理在机床的运动分析中，为了便于分析机床运动和传动联系，常用一些简明符号来表示运动源与执行件、执行件与执行件之间的传动联系，这就是传动原理图。如图8-3所示卧式车床传动原理图。8.1.5 机床传动系统图和运动计算1.机床传动系统图机床的传动系统图是表示机床全部运动传动关系的示意图。如图8-4所示

10、万能升降台铣床的传动系统图。2.传动路线表达式如下图：车床传动路线表达式,电动机（1440r/min）,（主轴）,3.主轴转数级数计算主轴正转时，利用各滑移齿轮组齿轮轴向位置的各种不同组合，主轴可得3x2x2=12级正转转速。同理，当电机反转时主轴可得12级反转转速。4.运动计算机床运动计算通常有两种情况：,（1）根据传动路线表达式提供的有关数据，确定某些执行件的运动速度或位移量。,（2）根据执行件所需的运动速度、位移量，或有关执行件之间需要保持的运动关系，确定相应传动链中换置机构的传动比，以便进行调整。,8.2 外圆表面加工,8.2.1 外圆表面的加工方法,外圆面是轴、圆盘、套筒类零件的主要

11、或辅助表面，在零件的切削加工中占有很大的比重。对外圆提出的技术要求主要有：尺寸精度、形状精度、表面质量。外圆面的加工主要采用车削和磨削两种方法。要求精度高、粗糙度低时，还可能要用到光整加工的研磨、超精加工和抛光。外圆面的加工方案流程框图如图8-5所示，可作为拟定实施方案的基本依据。8.2.2 外圆表面的车削加工1.外圆车削的形式和加工精度车削可分为荒车、粗车、半精车、精车和精细车，所能达到的精度和表面粗糙度如图8-5所示。,2.外圆车削加工的方法,1.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

12、、中心架、花盘等。,3.车刀的结构形式车刀按结构形式不同分为整体式、焊接式、机夹重磨式和机夹可转为式。（1）整体车刀：刀头的切削部分是靠刃磨得到的，整体车刀的材料多用高速钢制成，一般用于低速切削。（2）焊接车刀：将硬质合金刀片焊在刀头部位，不同种类的车刀可使用不同形状的刀片。焊接的硬质合金车刀，可用于高速切削。（3）机夹重磨式车刀：刀杆与刀片是两个可拆的独立元件，切削时将它们紧固在一起，刀杆可多次使用。（4）机夹可转为式车刀：是将压制有合理几何参数、断屑槽、并有几个切削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法，装夹在标准刀杆上，以实现切削的一种刀具结构。,4.外圆车刀的选择和装夹外圆车刀应根据外圆加工

13、方案选择。,粗车外圆 精车外圆,要求外圆粗车刀强度高，能在切削深度大或走刀速度快的情况下保持刀头坚固。,要求外圆车刀刀刃锋利、光洁。,车刀在刀架上的安装高度，一般应使刀尖在与工件选转轴线等高的地方。车刀在刀架上的位置，一般应垂直于工件旋转轴线，否则会引起主偏角变化，还可能使刀尖扎入工件已加工表面或影响表面粗糙度质量。,5.车床（1）车床的用途车床适宜各种回转体表面的加工。(2)车床的运动,主运动,工件的旋转运动。,进给运动,刀具的直线运动。,(3)车床的分类,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

14、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。还有回轮车床、落地车床、液压仿形车床、多刀自动和半自动车床等。,主运动,工件的旋转运动。,进给运动,6.CA6140型卧式车床（1）机床的工艺范围及其组成CA6140型卧式车床（如图8-6）的工艺范围很广，能适用于各种回转表面的加工，如车削内外圆柱面等。其加工的典型表面见图8-7。（2）机床的传动系统CA6140型卧式车床的传动系统图见图8-8。图中，左上方的方框内表示机床的主轴箱，框中是从主电动机到车床主轴的主运动传动链。左下方框表示进给箱，右下方框表示溜板箱。,（1）

15、主运动传动链主运动传动链的传动路线表达式为：,主轴反转时，轴间传动比的比值大于正转时传动比的值，所以反转转速大于正转转速。主轴反转一般不用于切削，而是用于车削螺纹时。,（2）车削螺纹传动链CA6140型车床能够车削米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹。下图为车削螺纹时传动路线表达式：,（3）纵向和横向机动进给传动链纵向进给一般用于外圆车削，而横向进给用于端面车削。其传动路线表达式如下图所示：,（4）刀架快速移动传动链刀架快速移动是由装在溜板箱内的快速电动机驱动的。按下快速移动按钮，启动快速电动机，由溜板箱中的双向离合器控制其纵、横双向快速移动。,8.2.3 外圆表面的磨削加工 动画演示,用砂

16、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,1.砂轮的特性与选择砂轮是磨削中最主要的一类磨具。（1）磨料磨料是砂轮的主要组成成分，它具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和一定的韧性，以承受磨削时的切削热和切削力，同时还应具备锋利的尖角，以利磨削金属。,（2）粒度 粒度是指磨料颗粒的大小。分磨粒（颗粒尺寸大于40m）和微粉（颗粒尺寸小于40m）两类。粗粒度：粗磨或磨软金属时选用。细粒度：精磨或磨削脆而硬材料时选用。（3）结合剂结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。（4）硬度

17、砂轮硬度是指砂轮工作时，磨粒在外力作用下脱落的难易程度。砂轮硬度的选用原则是：工件材料硬，砂轮硬度应选用软一些。工件材料软，砂轮应选硬一些。（5）组织砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。,（6）形状与尺寸砂轮的形状和尺寸是根据磨床类型、加工方法及工件的加工要求来确定的。2.外圆磨床的磨削方法外圆表面磨削一般在外圆磨床或无心磨床上进行，也可采用砂带磨床磨削。在外圆磨床上常用的磨削方法有：,1)纵磨法,2)横磨法,3)深磨法,4）综合磨法先用横磨法将工件进行粗磨，相邻之间有515mm的搭接，每段上留有0.010.03mm的精磨余量，精磨时采用纵磨法。3.无心外圆磨床的磨

18、削方法见图8-9所示。无心外圆磨床有两种磨削方式：,(1）贯穿磨削法（纵磨法）这种方法不适用于带台阶的圆柱形工件。（2）切入磨削法（横磨法）这种方法适用于有阶梯或成形回转表面的工件，但磨削表面长度不能大于磨削砂轮宽度。4.M1432A型万能外圆磨床 主要用于磨削内外圆柱面、内外圆锥面、阶梯轴轴肩以及端面和简单的成形回转表面等。它属于普通精度级机床，磨削精度可达IT7IT6级，表面粗糙度Ra值在1.250.08m之间。这种机床万能性强，但自动化程度较低，磨削效率不高，适用于工具车间，维修车间和单件小批生产类型。其主参数为：最大磨削直径为320mm.,8.3.1 内圆表面的加工方法内圆表面（即内孔

19、）也是组成零件的基本表面之一。与外圆表面的加工相比，内圆表面的加工条件差，孔的精度和表面粗糙度都不容易控制。内圆表面可以在车、钻、镗、拉、磨床上进行。常用的加工方法有：钻孔、扩孔、饺孔、镗孔、拉孔和磨孔等。常见内圆表面加工方案见表8-4。,8.3 内圆表面加工,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：,8.3.2 钻削加工钻孔是用钻头在零件的实体部分加工出孔的唯一方法，也是最基本的孔加工方法。钻孔的精度较低，表面粗糙度大，一般为IT10级以下，所以只能用作粗加工。1.钻孔钻孔最常用的刀具是麻花钻，用麻花

20、钻属于粗加工。主要用于质量要求不高的孔的终加工。麻花钻的结构见图8-10。柄部：钻头的夹持部分，用以传递扭矩和轴向力。颈部：是柄部和工作部分的连接部分，是磨削柄部时砂轮的退刀槽，也是打印商标和钻头规格的地方。直柄钻头一般不制有颈部。钻头的工作部分包括：切削部分：担负主要切削工作。导向部分：当切削部分切入工件后起导向作用，是切削的后备部分。,麻花钻虽然是孔加工的主要刀具，长期以来一直被广泛使用，但是由于麻花钻在结构上存在着比较严重的缺陷，致使钻孔的质量和生产率受到很大影响，这主要表现在：（1）麻花钻主切削刃上各点处的前角变化很大。外缘处的切削速度最大，而该处的前角最大，刀刃强度最薄，因此钻头在外

21、缘处的磨损特别严重。(2)钻头横刃嫌长，横刃的前角是很大的负值，达-5 5-6 0，从而将产生很大的轴向力。(3)钻削加工过程是全封闭加工。与其他类型的切削刀具相比，标准麻花钻的主切削刃很长，不利于分屑与断屑。2.钻深孔对于孔的深度与直径之比l/d=510的普通深孔，可用加长麻花钻加工；对于深度与直径之比l/d510的深孔，必须采用特殊结构的深孔钻才能加工。,常见深孔钻有：（1）单刃外排屑深孔钻（2）错齿内排屑深孔钻（3）喷吸钻3.扩孔扩孔是用扩孔钻对工件上已有的孔进行加工，以扩大孔径，并提高加工质量。扩孔后，精度可达IT10IT9，表面粗糙 为6.33.2m。扩孔加工如图8-11所示，其特点

22、如下：1）切削深度小，切屑窄，易于排出，也不易刮伤已加工表面；2）切削刃不必自外缘延伸到中心，避免了横刃及横刃引起的不良影响，生产率和加工质量较高；3）由于容屑槽较浅窄，刀体上可做出34个刀齿，导向性好，切削平衡，可提高生产率。,图8-11 扩孔加工示图,4.饺孔铰孔是用铰刀从工件孔壁上切削下微量的金属的加工方法。铰孔的精度可达IT8IT6，表面粗糙度 为1.60.4m。铰孔的工作特点，主要有：1）铰孔只能保证孔本身的精度，而纠正位置误差和原孔轴线歪斜的能力很差；2）铰刀是定径刀具，较易保证铰孔的加工质量；3）铰孔的适应性差，一把铰刀只能加工一种尺寸与公差的孔；4）铰削可加工一般的金属工件，如

23、普通钢、铸铁和有色金属，但不适宜加工淬火钢等硬度过高的材料。铰刀分为：手用铰刀：为直柄，工作部分较长，导向性好，可防止饺孔时铰刀歪斜。机用铰刀：适用于在车床、钻床、数控机床等机床上使用。,5.钻床钻床主要是用钻头钻削直径不大，精度要求较低的孔，此外还可以进行扩孔、饺孔、攻螺纹等加工。其主要加工方法见图8-12。,钻床,台式钻床,立式钻床,摇臂钻床,单件、小批生产中、小型工件上的小孔（D13mm）。,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。,8.3.3 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=

24、1.60.8um,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。1.镗刀,2.镗床 镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件的孔。一般镗刀的旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。镗床的加工情况如图1.27所示。在镗床上，除镗孔外，还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔等工作。因此镗床的工作范围较广。镗床的类型有卧式镗床、坐

25、标镗床、金刚镗床、落地镗铣床等。,(1)卧式镗床图8-13为卧式镗床的布局及其组成，主要组成部件有床身导轨10、前立柱2、主轴箱1、工作台和后立柱8等。前立柱固定在床身的右侧，在它上面装有主轴箱，主轴箱沿前立柱导轨作垂直移动，前立柱内装有平衡主轴箱重量的配重装置。,图8-13 卧式镗床,(2)坐标镗床 坐标镗床(如图8-14所示)是一种高精度机床，其主要特点是具有坐标位置的精密测量装置。依靠坐标测量装置，能精确的确定工作台、主轴箱等移动部件的位移量，实现工件和刀具的精确定位。另外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。它主要用来镗削精密孔（IT5级或更高）和位置精度要

26、求很高的孔系（定位精度达）。它的工艺范围很广，除镗孔、钻孔、扩孔、铰孔以及精铣平面和沟槽外，还可以进行精密刻线和划线以及进行孔距和直线尺寸的精密测量等工作。近年来逐渐被应用到生产车间成批地加工精密孔系，例如在飞机、汽车、拖拉机、内燃机合计床等行业中加工某些箱体零件的轴承孔。,图8-14 坐标镗床,8.3.4 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。,1.拉刀根据工件加工面及截面形状不同，拉刀有多种形式。常用的圆孔拉刀如图8-15所示。,图8-15 拉刀,2.拉孔的工艺特点：,生产率高；,加工范围广；,加工精度高，表面粗糙度低；,拉床

27、结构简单；,拉刀寿命长。,图8-16 拉刀拉孔过程,拉孔与其他孔加工方法比较，具有以下特点：,3.拉床拉床按用途可分为内拉床及外拉床，按机床布局可分为卧式和立式。其中，以卧式内拉床应用最为普遍。如图8-17所示为卧式内拉床的外形结构。,8.3.5 内圆表面磨削加工内圆表面的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。1.内圆磨削方法：,普通内圆磨床的磨削方法,无心内圆磨床磨削,行星内圆磨床,2.内圆磨削的工艺特点及应用范围：（1）砂轮直径受到被加工孔的限制，直径较小。（2）砂轮直径小，磨削速度低，比外圆磨效率低。（3）砂轮轴的直径尺寸小，刚性差，影响加工精度和表面粗糙度。（4）切削液

28、不易进入磨削区，磨屑排除较外圆磨削困难。,3.普通内圆磨床它主要由床身、工作台、头架、砂轮架和滑鞍等组成。,8.4.1 平面加工方法平面是盘形和板形零件的主要表面，也是箱体类零件的重要表面之一。按平面的结构和用途，可以将平面分为以下几种类型：固定联接平面、导向平面、端面、板形零件平面。平面的加工方法较多，有车削、刨削、插削、拉削、铣削、磨削和光整加工的研磨及刮研等。平面加工的技术要求主要有：形状精度、位置精度、表面质量。常用的平面加工方案每见表8-5。8.4.2 刨削与插削加工1.刨削加工,刨削是在刨床上使用刨刀对工件进行切削加工的方法，是平面加工的主要方法之一，也广泛用于加工各种沟槽、成形面

29、等。刨削加工的典型表面见图8-16。,8.4 平面加工方法,刨削加工常见的机床主要有牛头刨床和龙门刨床。,刨床,（1）牛头刨床：适于加工中、小型零件。,（2）龙门刨床：适于加工大型零件。,（3）刨刀 刨刀的结构、几何形状与车刀相似，但是由于刨削过程有冲击力，刀具容易损坏。所以刨刀截面一般为车刀的1.251.5倍。刨刀的前角o车刀稍小（一般为5-10度），刃倾角s取较大的负以增加刀具的强度。主偏角r一般在30-70度。当采用较大的进给量是应该取较小的值。为避免刨刀了扎入工件，刨刀刀杆常做成弯头的。.刨刀的结构和角度与车刀相似，其区别是：（1）由于刨刀工作时有冲击，因此，刨刀刀柄截面一般为车刀的1

30、.251.5倍。(2)切削用量大的刨刀常做成弯头的，如图8-17b所示。弯头刨刀在受到切削变形时，刀尖不会像直头刨刀那样（图8-17a所示），因绕o点转动而产生向下的位移而扎刀。,（4）刨削的工艺特点,1)刨床结构简单，调整、操作方便；刨刀制造、刃磨、安装容易，加工费用低；,2.插削加工插削也可看作是刨削的一种，只是插刀作垂直方向往复运动切削。插削主要用于加工工件的内表面。生产率与加工精度较低。见图8-18。,3)刨削特别适宜加工尺寸较大的T形槽、燕尾槽及窄长的平面。,2)刨削加工切削速度低，生产率一般较低；但在加工窄长面和进行多件或多刀加工时，刨削的生产率并不比铣削低。,8.4.3 铣削加工

31、 1.铣削加工的工艺特点铣削是利用多刃回旋体刀具在铣床上对工件进行加工的一种切削加工方法。它可以加工水平面、垂直面、斜面、沟槽、成形表面、螺纹和齿形等，也可以用来切断材料。是平面加工的主要方法之一。铣削加工的典型加工方法见图8-19。与其他平面加工方法相比较，铣削的工艺特点是：1）铣削的适应性比刨削更广；2）生产率高；3）铣削加工范围广；4）铣削力变化较大，易产生振动，切削不平稳；5）铣刀与铣床结构比刨刀与刨床复杂，且铣刀的制造和刃磨也比刨刀复杂，故铣削成本比刨削高。6）加工质量一般与刨削相近。,2.铣床及附件铣床是用铣刀进行切削加工的机床，它的用途极为广泛。在铣床上常用不同类型的铣刀，配备万

32、能分度头、回转工作台等附件，可以完成图8-19所示的各种典型表面加工。铣床的类型很多，主要有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、工作台不升降铣床、龙门铣床、工具铣床；此外还有仿形铣床、仪表铣床和各种专门化铣床等。（1）万能卧式升降台铣床卧式万能升降台铣床简称万能铣床，它是铣床中应用最多的一种。其主轴轴线呈水平安置，工作台可以作纵向、横向和垂直运动，并可以在水平平面内调整一定角度的铣床。见图8-20a。它们主要用于中、小零件的加工。,（2）立式升降台铣床立式升降台铣床与卧式升降台铣床的主要区别仅在于它的主轴是垂直安装的，可用各种端铣刀或立铣刀加工平面、斜面、沟槽、台阶、凸轮、齿轮以及封闭的轮廓表面等

33、。图8-20b所示为一种常见的立式升降台铣床。(3)龙门铣床 龙门铣床是一种大型高效能通用机床，主要用于加工各类大型工件上的平面、沟槽，它不仅对工件可以进行粗铣、半精铣，也可以进行精铣加工。图8-20c所示为龙门铣床。（4）铣床附件 1）回转工作台回转工作台安装在铣床工作台上，用来装夹工件，以铣削工件上的圆弧表面或沿圆周分度。,2）万能分度头 万能分度头是铣床的重要附件，其最基本的功能是使装夹在分度头主轴顶尖与尾座顶尖之间或夹持在卡盘上的工件，依次转过所需的角度，以达到规定的分度要求。它可以完成以下工作：（a）使工件绕本身轴线进行分度（等分或不等分）。如六方、齿轮、花键等等分的零件。(b）在铣

34、削螺旋槽或凸轮时，能配合工作台的移动使工件连续旋转。(c）使工件的轴线相对铣床工作台台面扳成所需要的角度（水平、垂直或倾斜）。因此，可以加工不同角度的斜面。,3.铣刀的类型及应用（1）圆柱铣刀 一般都是用高速钢整体制造，直线或螺旋线切削刃分布在圆周表面上，没有副切削刃，主要用于卧式铣床铣削宽度小于长度的狭长平面。（2）面铣刀 主切削刃分布在圆柱或圆锥面上，端面切削刃为副切削刃。按刀齿材料分为高速钢和硬质合金两大类。高速钢面铣刀一般用于加工中等宽度的平面。硬质合金面铣刀的切削效率及加工质量均比高速钢铣刀高，故目前广泛使用硬质合金面铣刀加工平面。（3）立铣刀主要用于铣削凹槽、台阶面和小平面。,（4

35、）三面刃铣刀主要用在卧式铣床上铣削台阶面和凹槽。(5)锯片铣刀用于铣削窄槽和板料、棒料、型材的切断。（6）键槽铣刀用于加工圆头封闭键槽。4.铣削用量其内容为：（1）铣削速度Vc：铣削时切削刃上选定点在主运动中的线速度。VC=dn/1000（m/min）d铣刀直径 mm；n铣刀转速 r/min。,2）进给量f：铣刀在进给运动方向上的相对工件的单位位移量。a 每转进给量 f：铣刀每回转一周在进给运动方向上相对工件的位移量。单位 mm/r。b 每齿进给量fz：铣刀每转中每一刀齿在进给运动方向上相对工件的位移量。单位 mm/齿。c 进给速度 vf：铣刀每回转一分钟在进给运动方向上相对工件的位移量。单位

36、 mm/min。vf=f n=fz z n n 铣刀转速 z 铣刀齿数3）背吃刀量ap：在平行于铣刀轴线方向上测得的铣削层尺寸。单位mm。4）侧吃刀量ae：在垂直于铣刀轴线方向和工件进给方向上测得的铣削层尺寸。单位mm。,三者关系,(2)切削用量的选择 铣削用量应根据工件材料、加工精度、铣刀耐用度及机床刚度等因素进行选择。首先选定铣削深度（背吃刀量ap），其次是每齿进给量fz，最后确定铣削速度Vc。5.铣削方式,周铣,端铣,用圆柱铣刀的圆周刀齿加工平面。,用端铣刀端面刀齿加工平面。,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与工件的进给方向相反。,1.

37、周铣,图8-21 周铣方式,a.顺铣,b.逆铣,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,对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度的对称中心线重合。,不对称逆铣：铣刀轴线偏置与铣削弧长的对称位置，且逆铣 部分大于顺铣部分的铣削方式。,图8-22 端铣方式,不对称顺铣：其特征与不对称逆铣正好相反。,8.4.4 平面磨削加工对于精度要求高的平面以及淬火零件的平面加工，需要采用平面磨削方法。平面磨削主要在平面磨床上进行。,1.平面磨削的方式,周 磨,端 磨,多用于加工质量要求较高的工件。见图8-23a、b所示。,多用于加工质

38、量要求不高的工件，或代替铣削作为精磨前的预加工。见图8-23c、d所示。,2.平面磨床的类型及特点 根据平面磨床工作台的形状和砂轮工作面的不同，普通平面磨床可分为四种类型：卧轴矩台式平面磨床（图8-23a）、卧轴圆台式平面磨床（图8-23b）、立轴矩台式平面磨床（图8-23c）、立轴圆台式平面磨床（图8-23d）。上述四种平面磨床中，端磨与周磨相比：端磨的砂轮直径往往比较大，能同时磨削出工件是宽度面积大，同时砂轮悬伸长度短，刚性好，可采用较大的磨削用量，生产率较高。但砂轮散热、冷却、排屑条件差，所以加工精度忽然表面质量不高，一般用于粗磨。周磨加工质量高，但生产率低，适合于精磨。圆台磨与矩台磨相

39、比：圆台式生产率高，适用于磨削小零件和大直径的环行零件端面，不能磨削长零件。矩台式可方便磨削各种常用零件，包括直径小于工作台面宽度的环行零件。生产中常用的是卧轴矩台式平面磨床和立轴圆台式平面磨床,8.5 齿轮的齿形加工,齿轮是机器中传递运动和动力的重要零件。常用的齿轮有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗轮等。圆柱齿轮应用最广，又可分为直齿、斜齿和人字齿齿轮。齿轮的齿廓有渐开线、摆线和圆弧等，但常用的是渐开线齿轮。这里主要介绍渐开线圆柱齿轮的加工。根据齿轮传动的特点和不同用途，对其精度提出以下三个组别的不同要求：1）运动的准确性，或称为第公差组。要求齿轮在一转范围内最大的转角误差应限制在一定范围内，以保证传

40、递运动的准确性。2）传动的平衡性，或称为第公差组。要求齿轮传动的瞬时速比变化小，以免引起冲击和噪声。,3）载荷分布的均匀性，或称为第公差组。要求齿轮啮合时齿面接触良好，以免引起载荷集中，造成齿面局部磨损，影响齿轮寿命。圆柱齿轮的加工，按齿形的形成原理不同可分为两大类：一类是成形法，如铣齿、拉齿和成形磨齿等。另一类是展成法，也称包络法，如滚齿、插齿、剃齿等。1.铣齿 铣齿是利用成形齿轮铣刀在铣床上加工齿轮齿形的方法，如图8-24所示。铣齿加工的特点：1）成本低；2）生产率较低；3）加工质量低。,2.滚齿 滚齿是用滚刀在滚齿机上按展成原理来加工齿轮的方法，是齿轮的主要加工方法之一。如图8-25所示

41、，滚刀滚切同一模数、任何齿数的齿轮，都能获得所要求的齿形。滚齿的特点：1）齿形精度和分齿精度高；2）生产率高；3）设备和刀具复杂，费用高。滚齿适用于生产各种批量的直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮，但不能加工内齿轮和相靠很近的多联齿轮。,3.插齿 插齿也是展成法加工齿轮的一种方法，是根据齿轮的啮合原理进行加工的。根据齿轮啮合原理，一个齿轮可以与同一模数的任何齿数的齿轮相啮合。如果把其中一个齿轮的轮齿作出前角和后角以形成刀刃，就成为插齿刀。插齿刀和待加工的齿坯工件作强制的啮合运动，并作上下往复切削，就能在齿坯上切出齿形来。如图8-26所示。插齿加工的特点主要有：1）加工质量与滚齿相近；2）生产率较滚齿低，

42、但比铣齿高；3）插齿刀与待加工的齿轮属于平行轴间齿轮啮合，不宜加工斜齿轮。,4.剃齿、磨齿及珩齿 1）剃齿 剃齿是展成法加工齿轮的一种方法，是齿轮精加工的方法，剃齿的生产率很高。2）磨齿 磨齿是齿轮齿形精加工的主要方法，可加工淬硬和未淬硬的齿轮。磨齿的最大优点在于能纠正齿形预加工的各项误差，所以加工精度比其他方法都高，精度一般可达64级，最高可达3级，表面粗糙度 为0.80.2m。磨齿加工按其原理可分为展成法和成形法两种，如图8-27所示。两种磨齿法的特点比较：1）展成法的精度高，可达3级，成形法仅可达6级；2）展成法的生产率低于成形法；3）展成法要有专门的磨齿设备，成本高。,3）珩齿 珩齿是

43、齿轮的光整加工方法，主要是减小热处理后齿面的粗糙不平，一般可达 0.80.4m，但对齿形精度改善不大。齿轮常用加工方法，包括可能达到的加工质量、生产设备及其应用范围列于表8-5。,表8-1 机床类代号和分类代号,返回文档,表8-2 机床通用特性代号,返回文档,表8-3 各类主要机床的主参数和折算系数,图8-2,返回文档,图8-3 卧式车床传动原理图,返回文档,图8-4 万能升降台铣床的传动系统图,返回文档,图8-5 外圆面的加工方案流程框图,返回文档,图8-6 CA6140型车床,返回文档,图8-7 CA6140型卧式车床加工的典型表面,返回文档,图8-8 CA6140型卧式车床的传动系统图,

44、返回文档,图8-9 无心外圆磨削,返回文档,表8-4 内圆表面加工方案,返回文档,图8-10 麻花钻的结构,颈部,返回文档,图8-12 钻床的加工方法,返回文档,表8-5 平面加工方案,返回文档,图8-16 刨削加工的典型表面,返回文档,返回文档,图8-17 刨刀,图8-18 插床,返回文档,图8-19 铣削的典型加工方法,返回文档,图8-20 铣床,a,b,c,返回文档,图8-23 平面每齿加工示意图,a.卧轴矩台平面磨床磨削,b.卧轴圆台平面磨床磨削,c.立轴矩台平面磨床磨削,b.立轴圆台平面磨床磨削,返回文档,返回文档,图8-24 铣齿示意图1分度头 2尾架 3盘状模数铣刀4指状模数铣刀 5工件,返回文档,a）滚齿 b）滚齿原理图8-25 滚齿与滚齿原理示意图 1滚刀 2工件 1滚刀 2假想齿条,返回文档,图8-26 插齿与插齿原理示意图a）插齿原理 b）插齿刀刀齿侧面运动轨迹及其包络线 c）插齿运动,返回文档,a）展成法磨齿 b）成形法磨齿图8-27磨齿加工示意图 1碟形砂轮 2工件齿轮 3假想齿条,返回文档,表8-5 常用的齿形加工方法,