切（磨）工艺特点和加工表面类型ppt课件

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1、2020/10/21,南京理工大学,1,机械工程师资格考试,第四部分 机械制造工艺,2020/10/21,南京理工大学,2,4.4.3 切（磨）工艺特点和加工表面类型,1. 车削加工,（1）常用车削方式,外圆车削、端面车削、内孔车削、 螺纹车削、成形车削和切槽等,（2）车削加工表面类型,外圆柱面、端面：车端面、车外圆、外圆滚压、外圆滚花。 内圆柱面(孔)：钻孔、扩孔、铰孔、锤孔、内圆滚压。 螺旋面：车外螺纹、车内螺纹、旋风切螺纹、攻内螺纹、绕制弹簧。 切断、切槽：切外槽、切内槽、切断。 锥面、球面、椭圆柱面：车锥面、车外球面、车内球面、车椭圆柱面。 特殊型面：成形车削、仿形车削、曲面车削。,2

2、020/10/21,南京理工大学,3,1. 车削加工,（3）典型的车削加工,二次曲面型面车削 锥体加工 移动小拖板车圆锥、移动尾座车圆锥，靠模法车圆锥。 成形面加工 成形刀车削，液压仿形车削，纵向靠模车削，横向靠模车削，同轴摆动车削，同轴推动车削，椭圆形轴、孔的靠模车削等。,异形零件加工 采用四爪卡盘、花盘、弯板或专用夹具，安装和夹紧连杆轴承座、曲轴等外形不规则或结构较复杂的异形零件，车削其轴颈、内孔等表面。,细长轴车削 使用跟刀架、托架等附件，完成长径比20：1的细长轴和长径比100：1的细长杆的外圆车削,薄壁类零件加工 合理选择刀具材料、几何参数、切削用量，采取正确的装夹工件的方法及适当的

3、冷却润滑，是加工薄壁类零件时减少变形的关键。,螺纹加工（配挂轮）,2020/10/21,南京理工大学,4,1. 车削加工,（4）车床类型,工件旋转做主运动，刀具直线移动做进给运动,按照用途和结构分类（p217),金属切削机床型号编制方法（GB/T15375-94）,卧式车床，数控卧式车床和车削中心 单轴自动车床，卧式多轴自动(半自动)车床 数控卧式多轴车床，立式多轴半自动车床，转塔车床和回轮车床 仿形车床，卡盘多刀车床 立式车床、数控立式车床，立式车削中心 曲轴车床，凸轮轴车床，铲齿车床,2020/10/21,南京理工大学,5,1. 车削加工,（4）车削工艺特点, 易于保证各种轴、盘、套等类零

4、件各表面的位置精度 粗车：精度IT13IT11、表面粗糙度Ra5012.5m； 半精车：精度IT10IT9、表面粗糙度Ra 6.33.2m 精车：精度IT8IT6、表面粗糙度Ra1.60.8m 适合于有色金属零件的精加工 金刚石车刀、小切深及小进给、高速度 切削过程平稳、切削效率高 刀具简单，适应性广 适合加工各种材料，但难以切削硬度较高的淬硬材料,2020/10/21,南京理工大学,6,1. 车削加工,（4）新的车削技术超精车削,加工条件： 机床主轴具有高刚度、高运动精度和平稳性 要有各种防振措施 切削刀具用金刚石车刀，并经过仔细刃磨和研磨 切削深度要很好控制 切削速度要避开机床本身的固有频

5、率,采用金刚石车刀加工铝或铜合金等有色金属，可获得尺寸精度0.1微米级、表面粗糙度Ra0.01微米级的超高精度加工表面,2020/10/21,南京理工大学,7,1. 车削加工,（4）新的车削技术硬态车削,采用聚晶立方氮化硼(PCBN)等超硬材料刀具精加工淬硬钢(硬度55HRC)工件，可代替磨削，己成为一种新的精加工方法。 其尺寸误差小于0013mm，表面粗糙度Ra025m。,加工条件： 一般无需使用冷却液 工艺系统具有较高刚度 陶瓷结合剂的PCBN 刀尖半径0.81.2mm，切削刃负倒角，刀尖角90 vc=80200mmin，ap=0.10.3mm，f=0.050.25mm/r。,2020/1

6、0/21,南京理工大学,8,1. 车削加工,（4）新的车削技术,加热车削（采用激光、等离子电弧等加热）,双主轴车削,超声振动车削,2020/10/21,南京理工大学,9,4.4.3 切（磨）工艺特点和加工表面类型,2. 铣削加工,（1）常用铣削方式, 周铣,由分布于圆柱铣刀圆周上的刀齿加工工件表面的方法,周铣法顺铣,铣刀旋转方向与工件进给方向一致。其特点：每齿切削厚度从最大到最小，刀具易于切入工件，平均切削厚度大。,周铣、端铣、周端同铣,2020/10/21,南京理工大学,10,周铣法顺铣的特点,刀具易切入，有利于提高刀具寿命； 垂直切削分力向下，有利于工件夹紧，其加工过程平稳； 顺铣时机床动

7、力消耗较低； 水平切削分力与工件进给方向一致，如果丝杠有间隙，工作台会前窜，造成啃刀或打刀； 开始切削时，切削力较大，若刀杆刚度较差就会出现扎刀现象； 不宜切削带有硬皮的工件，否则会导致刀具过快磨损甚至损坏。,2020/10/21,南京理工大学,11,周铣法逆铣,铣刀旋转方向与工件进给方向相反。因为顺铣法由于很难消除丝杠、螺母传动间隙而引起切削不稳定，生产中多用逆铣法,2020/10/21,南京理工大学,12,周铣法逆铣的特点,水平切削分力的方向与工件进给方向相反，切削进给平稳，有利于提高加工表面质量和防止扎刀现象； 垂直切削分力向上，不利于工件夹紧； 平均切削厚度较小； 刀刃切入工件时，是从

8、已加工表面开始进刀，切削厚度从零开始，刀刃受挤压，磨损严重，加工表面粗糙度较高，易产生加工硬化层。,2020/10/21,南京理工大学,13, 端铣,由分布于铣刀盘端面上的刀齿加工工件表面的方法,对称端铣,不对称顺（端）铣,不对称逆（端）铣,2020/10/21,南京理工大学,14,对称端铣,工件安放在端铣刀的对称位置上,具有最大的平均切削厚度； 刀齿在切入和切出处的切削厚度相等，但小于铣削宽度中心线处的切削厚度； 铣刀耐用度高； 加工表面粗糙度较低； 宜用于切削淬硬钢和精铣机床导轨面 。,其特点包括：,2020/10/21,南京理工大学,15,不对称逆（端）铣,工件安放在端铣刀的非对称位置上

9、，且刀齿切入处的切削厚度小于切出处的,切削较平稳，切入冲击小 切削表面粗糙度较好 刀具寿命较高 宜用于加工低合金钢和高强度低合金钢,其特点包括：,2020/10/21,南京理工大学,16,不对称顺（端）铣,工件安放在端铣刀的非对称位置上，且刀齿切入处的切削厚度大于切出处的厚度,由于丝杠间隙，工作台会前窜引起切削不平稳， 由于切入厚度大，有利于切入时越过表面硬化层而降低切削力 可降低铣削面的冷硬程度 宜用于切削不锈钢和耐热合金等冷硬严重的材料,其特点包括：,采用两面刃和三面刃铣刀铣削属于周铣与端铣兼有的铣削方式,兼有周铣与端铣的铣削方式,2020/10/21,南京理工大学,17,（2）常用铣削机

10、床类型,基本类型,升降台铣床、床身铣床、龙门铣床,变形铣床,立式、卧式、万能型、立柱移动式、滑枕式、 低速型、高速型、仿形铣床、数控铣床、 双面平面铣床、单柱铣床、单柱数控铣床、 数控龙门铣床、数控龙门镗铣床、工具铣床等、,2020/10/21,南京理工大学,18,（3）典型铣削加工,铣平面、侧平面； 铣沟槽：开口槽，封闭槽，T形槽，半圆槽，V形槽； 铣弧形面：凹半圆，凸半圆，曲面，球面； 铣螺旋槽； 铣齿轮、齿条：直齿圆柱齿轮，锥齿轮，弧齿锥齿轮，齿条； 铣花键槽； 铣凸轮：平面凸轮型面，圆柱凸轮型面,2020/10/21,南京理工大学,19,（）铣削工艺特点,多齿切削， 生产率较高 间断切

11、削，刀齿散热条件较好 切削层参数变化，引起切削力的变化，使切削过程不平稳， 铣削加工精度IT98，Ra6.31.6m； 高速铣精度IT76，Ra1.60.4m,2020/10/21,南京理工大学,20,4.4.3 切（磨）工艺特点和加工表面类型,3. 磨削加工（砂轮磨削）,（1）常用磨削方式,内圆磨削 外圆磨削 平面磨削 无心磨削 型面磨削,2020/10/21,南京理工大学,21,（）磨削过程,磨削的本质是切削、刻划和滑擦共同作用的综合。,2020/10/21,南京理工大学,22,砂轮的自锐性,磨削过程中，磨料因磨损而变钝，其切削能力将 下降。作用于磨料上的力也不断增大，砂轮的内 应力也相应

12、增大。当内应力超过磨料的强度时， 磨料将破碎形成新的锋利棱角；当内应力超过砂 轮的强度时，表面磨料将脱落，露出一层新的锋 利的磨料。砂轮这种自行推陈出新、保持锋锐的 性质称为自锐性。,2020/10/21,南京理工大学,23,（）磨削的工艺特点,磨削加工尺寸精度高（IT7IT6)、表面粗糙度小(Ra 0.20.8m) （小切深、高速度；小刃口半径、多刀切削，残留面积小；抛光作用） 砂轮径向分力大（砂轮与工件接触宽度大、磨料一般均为较大的负前角） 磨削温度高(砂轮与工件的剧烈摩擦、挤压作用引起砂轮弹性变形时的内摩擦） 砂轮具有自锐性（磨料的碎裂、脱落） 磨削加工的工件材料范围广 可以加工高硬度的

13、材料，但不宜加工塑性较大的软材料，特别是有色金属紫铜、铝合金等。,2020/10/21,南京理工大学,24,（）常用磨削加工,外圆磨削纵磨法,加工时径向力小，散热条件好，磨削精度高； 既切削又修光，表面粗糙度小； 加工效率低。 用于加工细长工件，单件小批量生产。,2020/10/21,南京理工大学,25,外圆磨削横磨法,磨削力大，磨削温度高，砂轮形状误差会复映到工件上，加工质量略差；磨削效率高。 用于批量生产短而粗刚性较好且加工面较短的工件。,2020/10/21,南京理工大学,26,外圆磨削深磨法,一次磨削量大，加工时径向力大，加工质量略差，但效率高。用于批量生产短而粗刚性较好的工件。,20

14、20/10/21,南京理工大学,27,无心磨削,加工质量好IT6IT5，Ra0.80.2m； 工件依次连续通过即可磨去一定的余量，生产效率高； 工件外圆表面不允许有阶梯、轴向通槽； 机床调整复杂。 用于批量生产光轴、销轴和套等。,2020/10/21,南京理工大学,28,内圆磨削,纵磨法、横磨法、无心磨削、坐标磨削,砂轮轴细而长，刚性差，易变形、振动 砂轮直径小，线速度低，磨削效率低 砂轮直径小于工件内径，磨料切削次数多，磨损快 冷却条件差，热量不易散发，切削区温度较高 排屑困难，易堵塞砂轮 适应性好，可以加工硬材料，盲孔、阶梯孔等 磨削内孔精度IT8IT6，Ra0.80.4m,磨孔的特点,2

15、020/10/21,南京理工大学,29,平面磨削,周磨：卧轴矩台 精度高IT7IT6，表面质量好Ra1.60.4m，用于精加工。,端磨：立轴圆台 加工精度低，表面质量差，但效率高， 用于粗加工代替铣、刨。,螺纹的磨削,单线砂轮磨削 ：适应性好，但效率低。 多线砂轮磨削：用于磨削小螺距螺纹，效率高。 无心磨削 磨削小螺距螺纹时，一般不需要进行粗加工。,2020/10/21,南京理工大学,30,（5）砂轮,砂轮的特性 磨料、粒度、硬度、 结合剂、组织、 形状和尺寸,砂轮的组成 磨料是制造砂轮的主要原料。担切削作用 结合剂将磨料固结成一定形状的多孔体,2020/10/21,南京理工大学,31,砂轮的

16、特性: 磨料,作用：切削 对磨料的要求 高硬度、高耐磨性、高耐热性、 足够的强度和韧性,常用磨料,2020/10/21,南京理工大学,32,砂轮的特性: 粒度,磨粒 用筛选法区分。以每英寸长度上的孔眼数表示。 粗粒（8#24# 8种） 中粒（30#46# 4种） 细粒（54#100# 6种） 微粒（120#240# 5种） 微粉 用显微测量法区分。以实际磨料尺寸（m）表示。 W0.5 W60共14种 粒度的选择主要决定于加工表面质量和生产率 砂轮越粗效率越高，但加工表面质量差。 粗加工、软材料、磨削面积大时选粗砂轮，精加工及磨硬材料时选细砂轮。,2020/10/21,南京理工大学,33,砂轮的特性: 硬度,砂轮磨料脱落的难易程度。 主要取决于结合剂的性能、数量及砂轮的制造工艺 有超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬之分 D、E、F；G、H、J；K、L；M、N；P、Q、R；S、T；Y 选择原则 加工硬材料用软砂轮，加工软材料用硬砂轮； 磨削面积大时用软砂轮； 内孔、平面、薄壁件用软砂轮； 材料的导热性好用硬砂轮，反