第1章 切削加工基础(2010).ppt

1、一、什么是切削加工？,第1章 切削加工基础,切削加工录像,表面粗糙度：,表面加工硬化的程度和深度,表面残余应力的大小和性质,Ra,2. 表面质量,二、零件的加工质量,1. 加工精度,尺寸精度：,形状精度：,位置精度：,IT01 IT0IT6 IT7 IT8IT18,圆柱度、平面度、圆度等,平行度、垂直度、同轴度等,第1章 切削加工基础,金属切削 基础知识,切削加工,金属切削机床基础,常用加工方法综述,精密和特种加工法,典型表面加工分析,工艺过程 基本知识,零件结构的工艺性,第1章 切削加工基础,1-1 切削运动及切削要素,一、零件表面的形成,平面、外圆面、内圆面（孔）、锥面、曲面（成形面）,第

2、1章 切削加工基础,为了形成零件表面形状，刀具与工件之间的相对运动。,1.主运动：,切下切屑最主要的运动。,特点：在整个运动系统中 速度最高、消耗的功率最大。主运动只有一个。,2.进给运动：,使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动。,特点：速度低、消耗的功率小。有一个或多个。,二、切削运动,第1章 切削加工基础,3.零件上的三个表面,已加工表面,加工表面,待加工表面,n,f,第1章 切削加工基础,三、切削要素,1.切削用量三要素,1）切削速度（v）,m/s,单位时间内，工件或刀具沿主运动方向的相对位移。,旋转运动,（m/s）,往复直线运动,（m/s）,第1章 切削加工基础,2）进给量（

3、f） （mm）,单位时间内(主运动的一个循环内)，刀具或工件沿进给运动方向的相对位移。,单位时间的进给量 进给速度（Vf）,（mm/s）,3）背吃刀量（ap）,（mm）,1,2,f,ap,Kr,第1章 切削加工基础,2. 切削层几何参数,切削层 指工件上正在被 切削刃切削的那一层 金属。,即两个相邻加工表面 之间的那一层金属。,1,2,f,ap,Kr,f,ap,Kr,第一章 金属切削的基础知识,1)切削厚度（ac） （mm）,两相邻加工表面之间的垂直距离。,ac,（mm）,2)切削宽度（aw） （mm）,沿主刀刃度量的切削层的长度。,aw,（mm）,3)切削面积（AC） （mm2）,（mm2）

4、,第一章 金属切削的基础知识,1-2 刀具材料及刀具构造,青龙偃月刀,削铁如泥 吹毛断刃,第1章 切削加工基础,一. 对刀具材料的基本要求, 较高的硬度。,一般要求在 HRC 60以上。, 有足够的强度和韧性。, 有较好的耐磨性。, 较高的耐热性。, 有较好的工艺性。,二. 常用刀具材料,1-2 刀具材料及刀具构造,第1章 切削加工基础,铣刀、齿轮刀具,铰刀、拉刀,手工工具,用途,小,小,大,热处理变形,0.51.08,20%碳素工具钢,0.13,许用切削速度 m/s,600,300400,200250,耐热性 OC,HRC6265,HRC6165,HRC6165,硬度,W18Cr4V,CrW

5、Mn、9SiCr,T10、T10A T12,例,高速钢,合金工具钢,碳素工具钢,常用刀具材料的性能及用途,常用刀具材料的性能及用途,各种刀片,碳素钢刀具,第1章 切削加工基础,高速钢刀具,第1章 切削加工基础,硬质合金刀块,第1章 切削加工基础,三、刀具组成,第1章 切削加工基础,切削部分,夹持部分,三、刀具组成,第1章 切削加工基础,1.车刀的组成,第1章 切削加工基础,2.车刀切削部分组成,三面两刃一刀尖,第1章 切削加工基础,2.车刀切削部分组成,三面两刃一刀尖,第1章 切削加工基础,2.车刀切削部分组成,三面两刃一刀尖,第1章 切削加工基础,2.车刀切削部分组成,三面两刃一刀尖,第1章

6、 切削加工基础,2.车刀切削部分组成,三面两刃一刀尖,第1章 切削加工基础,n,2.车刀切削部分组成,三面两刃一刀尖,第1章 切削加工基础,前刀面,三面两刃一刀尖,后刀面,主后刀面,付后刀面,切削刃,主切削刃,付切削刃,刀尖,2.车刀切削部分组成,第1章 切削加工基础,四、刀具角度,1. 辅助平面, 基面pr 切削平面ps 正交平面po 假定工作平面pf,第1章 切削加工基础, 基面pr 切削平面ps 正交平面po 假定工作平面pf,四、刀具角度,1. 辅助平面,第1章 切削加工基础,四、刀具角度,1. 辅助平面, 基面pr 切削平面ps 正交平面po 假定工作平面pf,第1章 切削加工基础,

7、四、刀具角度,1. 辅助平面, 基面pr 切削平面ps 正交平面po 假定工作平面pf,第1章 切削加工基础,四、刀具角度,1. 辅助平面, 基面pr 切削平面ps 正交平面po 假定工作平面pf,第1章 切削加工基础,基面,ps,pf,po,pr,第1章 切削加工基础,2. 刀具的主要标注角度,1）主偏角（kr）,2）副偏角（kr）,在基面Pr内标注的角度:,主切削平面与假定工作平面间 夹角，即主切削刃在基面上的 投影与进给方向间夹角 （4090）。,副切削平面与假定工作平面间 夹角，即副切削刃在基面上的 投影与进给运动反方向间夹角。,第1章 切削加工基础,主偏角kr、副偏角kr越大，残留面

8、 积越大，表面粗糙 度越大。,2. 刀具的主要标注角度,主、付偏角的作用及选用,第1章 切削加工基础,主偏角kr越小，进给抗力 越小，切深抗力越大，加 大工件的变形挠度，容易 引起系统振动。,2. 刀具的主要标注角度,主、付偏角的作用及选用,第1章 切削加工基础,选用,系统刚性好：取较小的kr，1030、45。,系统刚性差：取较大的kr，60、75、90。,2. 刀具的主要标注角度,主、付偏角的作用及选用,第1章 切削加工基础,2. 刀具的主要标注角度,在正交平面po标注的角度:,1）前角（o）,2）后角(o),第1章 切削加工基础,正交平面,2. 刀具的主要标注角度,在正交平面po标注的角度

9、:,po,0,0,pr,ps,第1章 切削加工基础,2. 刀具的主要标注角度,在正交平面po标注的角度:,1）前角（o）,2）后角(o ),前刀面与基面间夹角 （015）。,主后刀面与主切削平 面间夹角（612）,0,0,pr,ps,po,第1章 切削加工基础,作用,影响切削力大小；,影响刀头强度和散热条件。,0,前角的作用及选用,2. 刀具的主要标注角度,第1章 切削加工基础,前角的作用及选用,前角越大，刀越锋利、切削 轻快，强度下降、不利散热,2. 刀具的主要标注角度,第1章 切削加工基础,选择,前角的作用及选用,2. 刀具的主要标注角度,第1章 切削加工基础,0,后角的作用及选用,2.

10、刀具的主要标注角度,后角有正、负、零之分,第1章 切削加工基础,后角的作用及选用,减小主后刀面与加 工表面的摩擦,2. 刀具的主要标注角度,第1章 切削加工基础,选用,后角（ 0）只能是正的,后角的作用及选用,2. 刀具的主要标注角度,第1章 切削加工基础,2. 刀具的主要标注角度,刃倾角（S）,在切削平面pS标注的角度:,n,f,kr,0,0,pr,ps,A,A向,主切削刃与 基面之间的 夹角。 （-5+5）。,第1章 切削加工基础,刃倾角的作用及选用,2. 刀具的主要标注角度,作用:,影响切屑流出方向。,选用：,粗加工：可取零或负（ S =0、-S ）,精加工：取 正（+S ）,第1章 切

11、削加工基础,刃倾角的作用及选用,刃倾角对切屑排出方向的影响,2. 刀具的主要标注角度,第1章 切削加工基础, 刀具装夹位置的影响,3. 刀具的工作角度,第1章 切削加工基础,3. 刀具的工作角度, 刀具装夹位置的影响,第1章 切削加工基础,3. 刀具的工作角度, 刀具装夹位置的影响,第1章 切削加工基础,4. 刀具的结构形式,1）焊接式车刀,2）机夹重磨式车刀,3）机夹可转位式车刀,第1章 切削加工基础,一、切削过程及切屑的种类,1. 切屑的形成过程与切屑变形,1-3 金属切削过程,弹性变形,塑性变形,挤裂,切离,切屑,动画,第1章 切削加工基础,LD,hD,Lch,hch,切屑的变形程度用切

12、屑厚度压缩比h表示。,h = LD/Lch= hch/hD 1,一、切削过程及切屑的种类,1-3 金属切削过程,1. 切屑的形成过程与切屑变形,第1章 切削加工基础,1) 带状切屑,2) 节状切屑,2. 切屑的种类,一、切削过程及切屑的种类,1-3 金属切削过程,3) 崩碎状切屑,带状切屑录像,第1章 切削加工基础,较粗糙,较光洁,表面质量Ra,波动大、振动,有波动,平稳波动小,切削力,脆性材料 铸铁、黄铜,中等硬度 (中碳钢),塑性好,工件材料,较大,小,f、ap,小,大,o,较低,高,Vc,崩碎切屑,节状切屑,带状切屑,1-3 金属切削过程,2. 切屑的种类,第1章 切削加工基础,二、积屑

13、瘤,在一定的切削速度下 切削塑性材料时，常 在刀具前刀面上靠近 刀刃部位粘附着的一 小块很硬的金属称 为积屑瘤。,1. 积屑瘤的形成,1-3 金属切削过程,第1章 切削加工基础,2. 积屑瘤对加工过程的影响,有利, 使 0 增大，使切削过程变得轻快。, 可代替主刀刃和前刀面进行切削，保护刀具。,所以：粗加工时可以利用。,二、积屑瘤,1-3 金属切削过程,不利, 积屑瘤不稳定，易引起振动，使 Ra 增大。, 会引起ap的变化，使加工精度降低。,所以：精加工时应尽量避免。,第1章 切削加工基础,3. 积屑瘤的影响因素及控制,二、积屑瘤,1-3 金属切削过程,切削速度 （切中碳钢） 100 m/mi

14、n不产生,冷却润滑条件300500oC最易产生 500oC趋于消失,提高硬度， 降低塑性 HRC50,低速或高速,选用切削液,控制措施,工件材料,塑性越大，越易产生,影响因素,第1章 切削加工基础,1. 切削力的产生及切削分力,1) 切削力的构成, 材料的弹性变形和塑性抗力；, 切屑、工件表面与刀具的摩擦力。,刀具切削工件时作用在刀具或工件上的力。,F弹、塑,F摩1,F摩2,三、切削力和切削功率,第1章 切削加工基础,2) 切削力的分解,将 Fr 沿速度方向、轴向 和径向三个相互垂直的方 向分解为Fc、Ff、Fp,1. 切削力的产生及切削分力,三、切削力和切削功率,第1章 切削加工基础, 主切

15、削力（切向分力）Fc,是Fr在切削速度方向上的分力。,主切削力消耗的功率占总功率的95%以上。是计算机床动力及主要传动零件强度和刚度的依据。, 进给力（轴向分力）Ff,是Fr在进给方向上的分力。,消耗的功率仅占总功率的15%。是设计和计算进给机构零件强度和刚度的依据。, 背向力（径向分力）Fp,是Fr在切削深度方向上的分力。,第1章 切削加工基础,4) 切削力的估算,1. 切削力的产生及切削分力,三、切削力和切削功率,例：用o=15o、Kr=75o的硬质合金刀切削热轧结构钢外圆,第1章 切削加工基础,4) 切削力的估算,1. 切削力的产生及切削分力,三、切削力和切削功率,可见对切削力的影响：工

16、件、刀具材料影响最大；背吃刀量影响 进给量,第1章 切削加工基础,2. 切削功率（Pm）,三、切削力和切削功率,第1章 切削加工基础,四、切削热和切削温度,1. 切削热的来源与传散,1) 切削热的来源,切屑变形热及摩擦热,切屑：,介质：,工件：,刀具：,5080%,1%,4010%,93%,2) 切削热的传散,第1章 切削加工基础, 工件材料：, 刀具, 冷却条件：,刀具角度：,刀具材料：, 切削用量： 、 、 愈大， 切削温度愈高。 但 的影响最大, 次之、 最小。,2. 切削温度及其影响因素,第1章 切削加工基础,五、刀具磨损和刀具耐用度,1. 刀具磨损形式, 后刀面磨损,VB, 前刀面磨

17、损,KT, 前后刀面同时磨损,第1章 切削加工基础,2. 刀具磨损过程,VB,t,O,A,B,C, 初期磨损阶段(OA),磨合阶段, 正常磨损阶段(AB), 急剧磨损阶段(BC),所以： 应在刀具正常磨损阶段后期， 急剧磨损阶段之前刃磨刀具。,第1章 切削加工基础,3. 刀具耐用度,刀具耐用度：刀具刃磨锋利以后，自开始切削到磨钝为止的实际切削时间。,粗车：VB=0.41.2mm 精车：VB=0.10.3mm,刀具寿命：新刀从第一次 切削开始，经多次刃磨切 削到不能再刃磨使用，实 际切削工作时间总和。,1）刀具耐用度T、刀具寿命,第1章 切削加工基础,3. 刀具耐用度,2）影响刀具耐用度的因素,

18、vc f ap,CT-与工件材料和刀具材料有关的常数,切削用量影响刀具耐用度：,vc , f , ap愈大，刀具磨损加剧,例：硬质合金车削 b=735MPa碳素结构钢,工件材料和刀具材料影响刀具 耐用度,第1章 切削加工基础,切削加工用量的选择顺序:,尽可能大的背吃刀量ap,尽可能大的进给量f,切削速度vc,3. 刀具耐用度,2）影响刀具耐用度的因素,第1章 切削加工基础,1.4 切削加工技术经济简析,第1章 切削加工基础,1.4.1切削加工主要技术经济指标,某方案的技术经济效果可用下式概括地描述: E=V/C,式中: E-技术经济效果; V-输出用价值，也称效益; C-输人的劳功耗费:,第1

19、章 切削加工基础,劳动耗费是指生产过程中耗与占用的劳动量、材料、动力，工具和设备等.这此往往以货币的形式表示，称为费用消耗； 使用价值是指生产活动创造出来的劳动成果，包括质量和数量两个方面人们在技术发展和生产活动中，都要力争取得最好的枝术经济效果，即要尽量作到使用价值一定，劳动耗费最小，或劳动耗费一定使用价值最大。,第1章 切削加工基础,1 产品质量,零件经切削加工后的质母包括精度和表面质量。 (1)精度 是指零件在加工之后，其尺寸、形状等参数的实际数值同它们绝对准确的各个理论参数相符合的程度。符合程度越高，亦即偏差(加工误差)越小，则加工精度越高。 (2)表面质量 已加工表面质量(也称表面完

20、整性)包括表面粗糙度、表层加工硬化的程度和深度、表层剩余应力的性质和大小。,第1章 切削加工基础,2.生产率切削加工中，常以单位时间内生产的零件数量来表示生产率,3.经济性在制订切削加工方案时，应使产品在保证其使用要求的前提下制造成本最低产品的制造成本是指费用消耗的总和，它包括毛坯或原材料费用、生产工人工资、机床设备的折旧和调整费用、工夹量具的折旧和修理费用、车间经费和企业管理费用等。,第1章 切削加工基础,1.4.2 切削用量的合理选择,1.切削用量对切削加工的影响：,1)对加工质量的影响： 切削深度和进给量增大，都会使切削力增大，降低加工精度和增大表面粗糙度值。切削速度增大时，切削力减小，

21、并可减小或避免积屑瘤，有利于加工质量和表面质量的提高。,第1章 切削加工基础,2)对基本工艺时间的影响： 切削用量三要素对基本工艺时间的影响是相同的。,3)对刀具耐用度和辅助时间的影响 ： 切削速度对刀具耐用度的影响最大，进给量的影响次之，切削深度的影响最小。,第1章 切削加工基础,2) 切削用量的选择,综合切削用量三要素对刀具耐用度、生产率和加工质量的影响，选择切削用量的顺序应为：首先选尽可能大的切削深度，其次选尽可能大的进给量，最后选尽可能大的切削速度。 粗加工时，应以提高生产率为主，同时还要保证规定的刀具耐用度。因此，一般选取较大的切削深度和进给量，切削速度不能很高。 精加工时，应以保证

22、零件的加工精度和表面质量为主，同时也要考虑刀具耐用度和获得较高的生产率。精加工往往采用逐渐减小切削深度的方法来逐步提高加工精度，进给量的大小主要依据表面粗糙度的要求来选取。,第1章 切削加工基础,1.4.3切屑液,第1章 切削加工基础,作用： 1)冷却作用：在工件切削加工过程中，能及时而迅速的降低切削区的温度，即降低通常因摩擦引起的温升、冷却也影响切削效率，切削质量及刀具寿命。 2)润滑作用：能减少切削刀具与工件间摩擦。润滑液能浸润到刀具与工件及其切屑之间，减少摩擦和粘结，降低切削阻力，保证切削质量，延长刀具寿命。 3)洗涤作用：使切屑或磨料粒子被冲洗而离开刀具和工件的加工区，以防它们相互粘结

23、及粘附在工件、刀具和机床上妨碍加工过程的正常进行。 4)防锈作用：应有一定的防锈性能，防止工件和机床生锈。如提高防锈性能，还可部分取代工序间防锈。,第1章 切削加工基础,2.分类与切削液的选择：,第1章 切削加工基础,3切削液的性能要求： 1.热容量大，导热性好，具有较好的冷却作用。 2.具有较高的油性或在金属表面的吸附作用。能使形成的吸附薄膜具有较高的强度，牢固的吸附在金属表面，起到良好的润滑作用。 3.防锈性好，对金属不起腐蚀作用，不会因腐蚀而损坏机床和工件的精度及表面粗糙度。 4.表面张力低，易于均匀扩散，有利于冷却和洗涤作用并具有较好的润滑性。,第1章 切削加工基础,5.使用方便，价格

24、低廉，要求容易配置并最好适用于多种金属材料和多种加工方式（如车、磨、刨等），有一定的透明度，在提高切 削速度时不冒烟。 6.对人体无害，无毒、无异味。不会伤害皮肤及鼻腔粘膜，不刺激眼睛等。 7.稳定性好，使用寿命长。在长期使用和贮存期间，不分层、不析出沉淀物，不发霉变质。 8.切削废液量较大，考虑废液处理，避免造成环境污染。,第1章 切削加工基础,1.4.4 材料切削加工性,1.工件材料切削加工性的概念 工件材料被切削加工的难易程度，称为材料的切削加工性。 良好的切削加工性是指：刀具耐用度较高或一定耐用度下的切削速度较高；在相同的切削条件下切削力较小，切削温度较低;容易获得好的表面质量;切屑形

25、状容易控制或容易断屑。但衡量一种材料切削加工性的好坏，还要看具体的加工要求和切削条件。,2 常用衡量材料切屑加工性的指标,Kr=v60/(v60)j(v60)j -切削正火状态的45钢的v60,第1章 切削加工基础,1)一定刀具耐用度下的切削速度1)vT （例：v60）,2)相对加工性Kr:,3) 已加工表面的质量,第1章 切削加工基础,在精加工中，常以已加工表面质量的好坏作为衡量指标；,4)切削力,若其他条件相同条件下，切削力越小，其切切削加工性越好；在粗加工中，常以切削力大小作为衡量指标。,第1章 切削加工基础,2.改善工件材料切削加工性的途径 材料的切削加工性对生产率和表面质量有很大影响

26、，因此在满足零件使用要求的前提下，应尽量选用加工性较好的材料。 (1)调整材料的化学成分； (2)采用热处理改善材料的切削加工。,主运动部件 进给运动部件 工件安装装置 刀具安装装置 支承件 动力源,1.5.1 机床类型和基本构造,二、机床的基本构造,一、机床类型,第1章 切削加工基础,1.5 金属切削机床基本知识,1.5.2 机床的传动,传动平稳，轴间距离大，过载时皮带打滑，不会 引起机器损坏，但传动比不精确，传动效率低。,一. 常用传动付及其传动关系,1. 带传动,特点：,第1章 切削加工基础,传动比精确，传力大，效率高， 但制造复杂，传动噪声大。,2. 齿轮传动,特点：,第1章 切削加工

27、基础,可获得较大的降速比，传动平稳，无噪声。只能由蜗杆传动蜗轮。,3. 蜗杆传动,特点：,第1章 切削加工基础,传动效率高，但制造精度不高时传动平稳性 和准确性较差。,4. 齿轮齿条传动,特点：,第1章 切削加工基础,多头螺杆：,5. 螺杆传动,旋转运动直线运动,单头螺杆：,第1章 切削加工基础,传动链的传动比 等于链中各传动 付传动比的乘积,传动链分析,第1章 切削加工基础,2.离合器式齿轮变速机构,二. 机床常用变速机构,1. 滑动齿轮变速机构,第1章 切削加工基础,三. 卧式车床传动简介,第1章 切削加工基础,C616卧式车床传动系统,第1章 切削加工基础,C616卧式车床主运动传动系统

28、,第1章 切削加工基础,C616卧式车床主运动传动路线表达式:,主轴最高、最低转速,第1章 切削加工基础,数控机床,数控铣视频,第1章 切削加工基础,数控加工中心,第1章 切削加工基础,数控加工中心,第1章 切削加工基础,The end! Thank you!,第2章 常用表面切削加工（北京理工大学珠海学院）,第1章 切削加工基础,选择表面加工方法的基本原则：, 所选加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的要求相适应。, 表面加工要分阶段进行, 几种加工方法配合选用, 所选加工方法要与零件材料的切削加工性及产品的生产类型相适应。,第2章 常用表面的加工,2.1 外圆面的加工,加工方法：,车

29、、磨、研磨,外圆面的技术要求：,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：,第2章 常用表面的加工,外圆面加工方案图,两大路线,车,磨,粗 车IT12IT11, 12.550,半 精 车IT10IT9, 3.26.3,粗 磨IT8IT7, 0.81.6,半 精 磨IT7IT6, 0.40.8,精 磨IT6, 0.20.4,精 细 磨IT6IT5, 0.10.2,研磨或超级光磨IT6IT5, 0.0080.1,精 车IT8IT7, 0.81.6,精 细 车IT6IT5, 0.10.4,外圆面加工路线,1,粗车,粗车半精车,2,3,粗车半精车精

30、车,4,5,6,7,粗车半精车磨削,粗车半精车粗磨精磨,粗车半精车粗磨精磨研磨,粗车半精车精车精细车研磨,适用各种金属 （未淬硬）、 非金属材料,适用于淬火钢、 未淬火钢、 铸铁等,有色金属精加工,2.2 孔的加工,加工方法：,钻、扩、铰、车、镗、拉、磨、珩磨。,孔的技术要求：, 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, 孔的精加工: 铰、磨、珩磨,第2章 常用表面的加工,孔的加工方案,考虑:,孔径,精度,材质,三大路线,孔的加工路线,1,钻,钻铰(粗铰精铰),2,3,钻扩,4,5,6,钻扩铰,钻拉,未淬硬钢、铸铁 孔径20mm,未淬硬钢、铸

31、铁 孔径20mm,未淬硬钢,深径比5 孔径8-100mm,钻或粗车或粗镗,未淬硬钢、 铸铁,半精车或半精镗,精车或精镗,孔的加工路线,7,钻或粗车或粗镗半精车或半精镗,8,未淬硬钢、 淬硬钢、 非有色金属,特别适于 有色金属,钻或粗车或粗镗半精车或半精镗 精车或精镗精细镗,粗磨,精磨,精密磨削,利用齿轮刀具与被切 齿轮的啮合运动，切 出齿形的加工方法。,2.5 齿轮齿形的加工,齿轮齿形加工方法:,铸、锻、切削加工(铣齿、滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨）,展成法（范成法）：,成形法（仿形法）：,用与被切齿轮齿间形状 相符的成形刀具，直接 切出齿形的加工方法。,第2章 常用表面的加工,铣齿,生产率低,

32、精度低,特点：,第2章 常用表面的加工, 滚齿,利用齿轮滚刀 按一对螺旋齿 轮相啮合的原 理进行加工。,无法加工内齿轮,精度高,特点：,第2章 常用表面的加工, 插齿,利用插齿刀与 被加工齿轮相 啮合的原理加 工齿轮。,第2章 常用表面的加工, 剃齿,无法加工淬硬的齿轮。, 珩齿,可加工淬硬的齿轮。, 磨齿,可加工淬硬及未淬硬的齿轮。,齿轮精加工,齿轮加工录像,第2章 常用表面的加工,2.3 平面的加工,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：,铣、刨、拉、车（端面）、磨、研磨、刮研等。,加工方法：,第2章 常用表面的加工,平面加工方案图,第2章

33、 常用表面的加工,粗车半精车精车,粗车半精车磨削,1,适用回转体 零件的端面,粗铣（刨）,2,粗铣（刨）精铣（刨）,3,粗铣（刨）精铣（刨）刮研 （宽刃细刨、高速铣削）,4,粗铣（刨）精铣（刨）粗磨精磨,5,粗铣（刨）精铣（刨）粗磨精磨研磨,6,拉,7,适用于未淬火钢、铸铁、有色金属等,适用于淬火 钢、铸铁等,平面加工路线,2.4 螺纹的加工,一、螺纹加工方法分析,车、攻丝和套丝、铣（螺纹铣床）、磨,1 车螺纹,第2章 常用表面的加工,2 攻丝,采用板牙套外螺纹,小尺寸内螺纹,3 套丝,第2章 常用表面的加工,螺纹加工录像,4 铣螺纹,5 磨螺纹,用螺纹铣刀。,用于螺纹的精加工。,第2章 常用

34、表面的加工,加工方法：,车、铣、刨、拉、磨、研磨等。,2.6 成形面的加工,螺纹,表面轴向剖面 呈现曲线形特 征的零件叫成 型面 。,普通成形面,齿形,第2章 常用表面的加工,第2章 常用表面的加工,1、成形刀加工成型面, 加工精度主要靠刀具保证, 用于大批量生产，车削刚 性好，长度较短且较简单的 成形面。,成形车刀动画, 生产效率高, 刀具刃磨较困难, 车削时容易振动,第2章 常用表面的加工,2、用靠模车成型面,生产率高; 需制造专用靠模; 用于大批量生产, 车削长度较大、形状 较为简单的成形面。,第2章 常用表面的加工,手控车球面录像,3、手控制法车成形面,用于单件、小批生产,第2章 常用

35、表面的加工,第三章 常用加工方法综述,3-1 车削的工艺特点及其应用,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,转塔式六角车床,立式车床,数控车床,第三章 常用加工方法综述,一、工件装夹方法,1.卡盘装夹,适用于L/D 4的工件。,第三章 常用加工方法综述,三爪卡盘录像,四爪卡盘录像,一、工件装夹方法,第三章 常用加工方法综述,2.顶尖装夹,适用于L/D = 410的工件。,顶尖装夹录像,3.心轴装夹,适用于盘、 套类零件 的

36、精加工。,4.其它附件,跟刀架、中心架、花盘等。,一、工件装夹方法,第三章 常用加工方法综述,二、车削加工的应用,车外圆、车内孔、车端面、切槽、切断、车锥面、车 成形面、车螺纹、滚花,第三章 常用加工方法综述,车削加工录像,5. 大批小件自动车,1. 多种形面都可车,2. 车床稍改应用广,3. 粗短重件用立车 （录像）,4. 复杂小件用转塔,6. 多种小批数控车,各种车刀,第三章 常用加工方法综述,三、车削的工艺特点,1. 位置精度易于保证,2. 连续切削平稳高效,3. 有色金属精车为好,4. 刀具简单成本较低,第三章 常用加工方法综述,5. 适应广泛批量不限,3-2 钻、镗削的工艺特点及其应

37、用,一、钻削加工,用钻头在实体零 件上加工孔的方 法。,第三章 常用加工方法综述,钻削加工录像,主运动：钻头的回转运动。 进给运动：钻头沿自身轴线方向的移动。,钻床,台式钻床,立式钻床,摇臂钻床,设备 钻床,刀具钻头；,3-2 钻、镗削的工艺特点及其应用,一、钻削加工,第三章 常用加工方法综述,“引偏”方式, 孔轴线歪斜 刀具旋转 钻床上钻孔, 孔径扩大、孔径不圆 工件旋转 车床上钻孔,1) 钻孔时钻头易产生“引偏”,1、钻削的工艺特点,第三章 常用加工方法综述,“引偏”原因,细又长,钻心细,第三章 常用加工方法综述,1、钻削的工艺特点, 因麻花钻本身,导向差,负前角, 轴向力大，易弯曲；,刃

38、磨不对称。,刚性差, 防止引偏的措施,预钻定心坑,钻套导向好,两刃对称磨,第三章 常用加工方法综述,1、钻削的工艺特点,2) 排屑困难,3) 散热条件差, 划伤孔壁；, 卡死、甚至折断钻头。,第三章 常用加工方法综述,1、钻削的工艺特点,加工精度：IT13IT11，表面粗糙度：Ra=2512.5um,2. 钻削的应用,钻孔主要用于粗加工、预加工。如内螺纹底孔等。,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。,中、小型工件上较大的孔（D50mm），常用立式钻床加工。,第三章 常用加工方法综述,二、扩

39、孔和铰孔,1. 扩孔,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,第三章 常用加工方法综述,扩孔录像,2. 铰孔,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,二、扩孔和铰孔,第三章 常用加工方法综述,铰孔录像,二、扩孔和铰孔,第三章 常用加工方法综述,钻扩铰 典型工艺,注：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。,钻扩铰录像,三、镗削加工,用镗刀对已有的孔进行再加工。,第三章 常用加工方法综述,主运动：镗刀随镗杆一起转动 进给运动：多种,镗

40、床录像,镗削录像,单刃镗刀,三、镗削加工,第三章 常用加工方法综述, 单刃镗刀镗孔 多刃镗刀镗孔,纠正轴歪与位偏， 扩孔铰孔只等闲；,单刀独镗力有限， 保了精度效率低。,浮动镗刀属多刃， 镗孔质量相对高；,适应广泛又灵活， 粗精孔径无限制；,操作简便效率高， 难纠轴歪和位偏；,相对单刃成本高， 适合批量大径孔。,三、镗削加工,第三章 常用加工方法综述,注意,三、镗削加工,第三章 常用加工方法综述,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。,镗削的应用,第三章 常用加工方法综述,录像,3-3 刨、拉削的工艺特点及其应用,一、刨削加工,第三章 常用加工方法综述,刨削加工录像,

41、主运动：刨刀直线往复运动,进给运动：工件直线运动,刨削是平面加工的主要方法之一,刨床,牛头刨床：适于加工中、小型零件。,龙门刨床：适于加工大型零件。,插床：主要加工工件内表面，如键槽、花键等。,刨床,牛头刨床：适于加工中、小型零件。,龙门刨床：适于加工大型零件。,插床：主要加工工件内表面，如键槽、花键等。,3-3 刨、拉削的工艺特点及其应用,一、刨削加工,第三章 常用加工方法综述,1. 刨削的工艺特点,1) 生产率较低；,2) 设备工具通用性好。,2. 刨削的应用,适合加工加工平面，沟槽、成形面等。,第三章 常用加工方法综述,刨削加工录像,二、拉削加工,用拉刀在拉床加工工件的工艺方法。,第三章

42、 常用加工方法综述,多刀齐刨是拉削,二、拉削加工,第三章 常用加工方法综述,拉削加工录像,一刀能完活；效率真是高！,加工范围广；,拉床、操作都简单，拉刀成本确实高 ，活多能摊平多揽活,加工质量好；平稳光洁又准确！,1. 拉削的特点,二、拉削加工,第三章 常用加工方法综述,拉削的应用, 加工各种通孔, 加工沟槽, 加工平面、成形面等,第三章 常用加工方法综述,一、铣削加工设备,铣床,龙门铣床,升降台铣床,立式铣床,卧式铣床,铣削是平面加工的主要方法之一。,3-4 铣削的工艺特点及其应用,第三章 常用加工方法综述,铣削录像,主运动：铣刀旋转运动,进给运动：工件进给运动,3-4 铣削的工艺特点及其应

43、用,第三章 常用加工方法综述,铣刀:,立铣刀,盘铣刀,片铣刀,二、铣削方式,3-4 铣削的工艺特点及其应用,第三章 常用加工方法综述,周铣,端铣, 用圆柱铣刀的圆周刀齿铣平面。, 用端铣刀的端面刀齿铣平面。,3-4 铣削的工艺特点及其应用,第三章 常用加工方法综述,周铣,顺铣： 在切削部位铣刀旋转方向 与工件的进给方向相同。,逆铣： 在切削部位铣刀旋转方向 与工件的进给方向相反。,端铣,对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度的对称中心线重合。,不对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度的对称中心线不重合。,3-4 铣削的工艺特点及其应用,第三章 常用加工方法综述,3-4 铣削的工艺特点及其应用,第三章 常用加工

44、方法综述,铣削加工录像,周铣,第三章 常用加工方法综述,顺铣特点：,切屑开始厚，铣刀能耐用；,铣力压工件，稳定少振动；,机台有窜动，又怕有黑皮；,相对逆铣比，适合精加工。,逆铣特点：,切屑厚度由薄到厚；,切初挤滑刀损加剧；,铣削力消除台窜动；,防台窜黑皮用逆铣。,周铣法与端铣法的比较,第三章 常用加工方法综述,端铣多齿过程稳，刀具耐用工件光；,刀杆短悬刚度好，硬质刀片铣效高；,周铣刀具式样多，各种场合有采用。,三、铣削工艺特点及应用,1. 铣削特点,2. 铣削的应用,生产率高多齿高速铣,散热条件好,易产生振动铣削力变化,主要加工平面、沟槽、 成形面、齿面、切断等。,第三章 常用加工方法综述,用

45、磨具以较高的线速度对 工件表面进行加工的方法 。 是零件精加工的主要方法 之一。,3-5 磨削的工艺特点及其应用,第三章 常用加工方法综述,主运动：砂轮旋转运动,进给运动：多种,磨削加工录像,一、磨削过程,砂轮表面的磨粒从工件表 面切除细微金属层的过程。,3-5 磨削的工艺特点及其应用,第三章 常用加工方法综述,磨削,切削,刻滑,滑擦,+,+,3-5 磨削的工艺特点及其应用,第三章 常用加工方法综述,二、磨削工艺特点, 精度高 、表面粗糙度低,加工精度：IT7IT6，表面粗糙度：Ra=0.8 0.2um, 砂轮具有自锐性,可强力连续磨削, 背向磨削力Fp较大, 磨削温度高，8001000 ,

46、磨削高硬件,三、磨削的应用,不适宜塑性较大的有色金属。,磨削外圆面、内圆面、平面、 成形面、螺纹、 齿形。,3-5 磨削的工艺特点及其应用,第三章 常用加工方法综述,1、外圆磨削,1）在普通外圆磨床上磨外圆,第三章 常用加工方法综述, 纵磨法,特点： 磨削力小，生热少，散热好；精度高，效率低；适于细长轴。,动画,每行程终了时，砂轮 作周期性的径向进给。, 横磨法,第三章 常用加工方法综述,动画,特点： 磨削力大，生热多，散热差；精度低，效率高；适合不太宽刚性轴。,工件不作纵向进给运动， 砂轮以缓慢的速度向工 件作径向进给运动。, 综合磨法,分段横磨 + 纵磨,第三章 常用加工方法综述,特点：

47、精度高，质量好， 效率高。,动画, 深磨法,第三章 常用加工方法综述,动画,特点： 效率高，适合大批量生产刚性轴。,2）在无心外圆磨床上磨外圆,第三章 常用加工方法综述,动画,易于自动化，效率高；,带孔轴难保同轴度。,不用顶尖，易装夹；,细长光轴优点突出；,有槽有面，无心难磨；,2、孔的磨削,第三章 常用加工方法综述,磨内孔录像,1) 内圆磨与外圆磨相比较, 表面粗糙, 生产率低,轮小线速低,砂轮不耐用,冷却润滑差,轴细刚度差,2) 内圆磨与铰孔和拉孔相比较,第三章 常用加工方法综述, 比铰、拉效率低。, 宜加工淬硬孔；, 保证精度要求；, 孔径不限，灵活；,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,3. 平面磨削,周磨,端磨,第三章 常用加工方法综述,平面磨录像,6-1 基本概念,第六章 工艺过程的基本知识,机械制造过程中，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。,包装等,装配,热处理,切削加工,毛坯制造,管理,原材料的运输,一、生产过程和工艺过程,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。,