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1、第第2 2章章 金属切削机床金属切削机床 及各种加工方法及各种加工方法 2.1 金属切削机床的分类、型号及传动 2.2 车削加工 2.3 铣削、刨削和拉削 2.4 钻削与镗削加工 2.5 磨削加工 2.6 光整加工 2.7 齿轮齿形加工 2.8 特种加工技术概述1机械工程学院本章的学习要求(1) 了解机床分类和型号； (2) 掌握机床传动系统的分析与基本计算； (3) 掌握常用切削加工工艺方法、加工特点及应用 ； (4)了解螺纹、齿轮加工的常用方法、原理与应用 ； (5) 掌握特种加工的概念，了解常用特种加工方 法原理、特点与应用； (6) 掌握典型表面加工方案的确定。 重点和难点：1）机床传
2、动系统的分析与计算2）典型表面加工方案的确定2机械工程学院l 按加工性质和加工刀具共分12类（表2.1） l 按照机床通用性（万能程度）（1）通用机床（万能机床）：（2）专门化机床（专能机床）：（3）专用机床：2.1 金属切削机床的分类、型号及传动 2.1.1 金属切削机床的分类l 按照加工精度：l 按照自动化程度：手动、机动、半自动、自动3机械工程学院新型机床介绍l 按加工性质和加工刀具共分12类（表2.1） l 按照机床通用性（万能程度）（1）通用机床（万能机床）：（2）专门化机床（专能机床）：（3）专用机床：2.1 金属切削机床的分类、型号及传动 2.1.1 金属切削机床的分类l 按照加
3、工精度：l 按照自动化程度：手动、机动、半自动、自动4机械工程学院2.1.2 金属切削机床的型号l 国产机床型号：（代表字母，代表数字） 类别 代号 （特性代号 ）组 别代 号 型别 代号 主参数（主轴数 ） （重大改进 ） （）（）（）XK6030AC6140C6 20M1432C214065机械工程学院l 基本构件 ： 主传动部件 进给运动部 件 动力源 刀具安装装 置 工件安装装 置 支承件2.1.3 机床的基本构造2.1.4 机床的基本传动类型机床的基本传动类型有机械、液压、气动、电伺服 等。最常用的有机械传动和液压传动。6机械工程学院传动副及符号l 机械传动：7机械工程学院结构图8机
4、械工程学院机械传动传动比：传动链：从输入到输出方向，由若干传动副依次组合起来 的传动系统。传动系统图：用国家标准规定的符号表示的传动系统。传动结构式：按传动链次序用传动轴号和传动副的结构参 数表示的传动关系式。传动平衡式：用数字表达式排列的方程式来表示传动链“ 末端件”（起始和终了传动件）之间的传动关系。传动级数：传动系统输出转速不同个数。 9机械工程学院传动结构式：例传动平衡式：10机械工程学院（1） 滑移齿轮变速传动结构式：- - 机床中常用的变速机构：11机械工程学院传动结构式：- -（2） 离合器变速12机械工程学院结构图13机械工程学院传动结构式：- - - - （3） 塔轮变速14
5、机械工程学院结构图15机械工程学院机床传动系统的分析方法：“抓两头，连中间 ”16机械工程学院C616车床传动系统17机械工程学院例18机械工程学院进给运动： 例主运动： 19机械工程学院丝杠螺母进给：（S为丝杠导程）齿轮齿条进给： （m为末级齿轮模数）进给量计算 ：机床挂轮的要求：1） 备用齿轮中应有选用齿轮齿数；2） 要防止挂轮互相干涉，要求满足下列条件：za+zbzc+kzc+zdzb+k 其中k=1522车、铣螺纹时要求进给量应与加工螺纹的螺距或导程相等，齿轮加 工时，滚刀转过1/k转，齿轮转过一个齿或插齿刀转过一个齿，齿轮 也转过一个齿。从而可计算出挂轮的传动比，根据传动比来选配挂
6、轮齿数。20机械工程学院 液压系统的主要组成部分： 动力源 速度控制回路 压力控制回路 方向控制回路 执行机构 液压附件l 机床的液压传动简介21机械工程学院2.2 车削加工外圆表面是轴类、盘类、套类零件的主要 表面或辅助表面、外圆表面的加工方法很多，常 用的机械切削方法有车削、磨削等。 2.2.1 车削加工范围在车床上利用工件旋转，刀具相对移动来 加工工件的。l 车削的方法22机械工程学院车削加工23机械工程学院2.2.2 车削加工机床24机械工程学院车削装夹25机械工程学院车削装夹26机械工程学院（1） 易于保证各外圆表面及其它表面间的位置精度(2) 粗车：精度IT13IT11、表面粗糙度
7、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（3） 适合于有色金属零件的精加工（4） 切削过程平稳、切削效率高（5）刀具简单，适应性广l 车削的工艺特点:27机械工程学院l 车削锥面1）转动小滑板（小刀架）：转过角度等于锥度斜角 ，手动进给小滑板。适合于加工大而短的内外锥度。2）偏移尾座：偏移距离S=L(D-d)/2l，大拖板自动进给 。适合于加工小而长的外锥度。3）靠模法：靠模连在中拖板上，大拖板自动进给，精 度高、效率高。适合于批量加工小而长的外锥度， 也可加工成型面。4）成形刀具法：成形刀具作横向进给
8、，精度高、效率 高。适合于批量加工短锥度，也可加工短的成型面 。28机械工程学院尖刀车削螺纹特点：精度高，适应性广（可以加工各种牙形、 左右旋、内外螺纹），但效率低。 l 刀具前刀面上牙形角要与螺纹的牙形角吻合，刀 尖与机床中心等高，刀杆与主轴轴线垂直（用样板校 对） l 吃刀的方法径向或斜向。 l 车削螺纹梳刀车螺纹特点：效率较高，但只能加工小螺距较短的螺纹。 旋风铣特点：效率较高，用于加工大、小螺距较长的螺纹 。29机械工程学院2.3 铣削、刨削和拉削2.3.1 铣削加工范围平面、直槽、T形槽、燕尾槽、 三维内外形状等30机械工程学院铣削沟槽31机械工程学院2.3.2 铣床：卧式升降台铣床
9、、立式升降台铣床、龙门 铣床、数控铣床等。2.3 铣削、刨削和拉削2.3.4 铣削工艺特点： （1） 生产率较高 （2） 刀齿散热条件较好 （3） 切削过程不平稳 （4） 铣削加工精度IT98，Ra6.31.6m；高速铣精度 IT76，Ra1.60.4m2.3.3 铣削加工刀具立铣刀、盘铣刀、三面刃铣刀、 键槽铣刀、锯片铣刀等。32机械工程学院l 铣削方式 （1） 周铣法：用圆周齿进行铣削加 工33机械工程学院l 铣削方式逆铣顺铣切削运动切削方向与进给方向相反切削方向与进给方向相同切削厚度由0最大由最大0刀具磨损初期有滑擦，磨损快刀齿易切入，寿命长作用力垂直分力使工件上抬，不 利于夹紧工件；
10、水平分力与进给反向，消 除了丝杠间隙，进给平 稳垂直分力使工件下压，有 利于夹紧工件； 水平分力与进给同向，由 于丝杠间隙，工作台会前 窜，造成啃刀或打刀。表面质量表面粗糙表面光洁使用情况常用 无间隙进给机床采用 34机械工程学院（2）端铣法 ：用端面齿进行铣削加工 端铣法刀杆刚性好，可大用量切削，效率较周铣高； 端铣时有多个切削刃同时切削，切削平稳性好，周铣 只有一个到两个齿切削，切削平稳性较差，加工质量比 端铣低一个等级； 端铣刀齿有修光过渡刃和副刀刃，加工质量较好； 端铣到结构简单，可镶嵌硬质合金刀片，周铣刀结构 复杂； 端铣适应性较差，一般用于加工大平面，周铣适应性 较好，可以加工平面
11、、各种沟槽等。35机械工程学院l 铣削中的分度当铣削四方、六方、齿形离合器、齿轮和多齿刀具 的容屑槽时，每铣过一个表面后，需要将工件转动一 定角度，再铣另一表面，这种工作称为分度，分度使 用铣床的附件分度头进行。 万能分度头 分度盘分度36机械工程学院l 盘形或指形铣刀铣螺纹用于加工大导程螺纹，效率较高。 l 梳形螺纹铣刀铣螺纹用于批量加工小螺距较短的螺纹，效率较高。l 铣削螺纹37机械工程学院l 高速铣削加工高速加工的特点 切削力小； 切削温度低，工件热变形小； 零件的尺寸、形位精度（1m）高； 表面质量高Ra0.20.8m； 材料切除率高； 高速铣削可加工多种类型材料：铝合金、铜合金、钛
12、合金、镍基合金、不锈钢、淬硬钢、石墨、石英玻璃、 塑料等； 大大缩短了产品制造的工艺过程，缩短了制造周期； 但刀具寿命随材料硬度增加而下降；直接成本较高。38机械工程学院高速切削应应用领领域高速加工的应用在于如何利用它的优点。特别值得 一提的是模具、航空航天、光学和精密机械以及汽 车和日用品工业等领域，可以加工高硬、精密、薄 壁、细小结构。高速加工是典型的高速高效加工方 法，由于加工精度高，可归入高精加工的范畴。 高速加工技术的出现改变了传统的制造观念，特别 是模具制造的工艺流程，大大缩短了制造周期。与 反求技术相结合，可以快速完成零件加工，特别是 要求较高的淬硬精密模具、电极的快速制造。技术
13、优点应用领域事例高去除率轻合金，钢和铸 铁航空航天产品，工具 、模具制造高表面质量精密加工，特殊 工件光学零件，精细零件 ，旋转压缩 机小切削力薄壁件航空航天工业， 汽车 工业，家用设备高激振频率 避共振频率加工精密机械和光学工业切屑散热热敏感工件精密机械，镁合金加 工39机械工程学院2.3.5 刨削加工l 刨削的工艺特点：（1） 精度低IT9IT8，Ra6.31.6m；（2） 效率低；（3） 刀具结构简单l 宽刃精刨：加工表面粗糙度Ra1.60.4m ，直线度不 大于0.02mm/1m， 可代替刮研或磨削，以保证平面贴合 度，常用于导轨面、结合面的精加工l 刨削机床：牛头刨床加工，龙门刨床加
14、工l 刨削运动与加工范围：加工平面、直通沟槽和成型面 等。 40机械工程学院l 插削加工：插削方法：立式刨削 插削应用：常用于内孔直槽或外形的加工。插削机床：插床41机械工程学院2.3.6 拉削加工 1）拉削运动与加工范围：可以加工各种截面形状的内 外表面，但不能加工薄壁零件及轴向尺寸太大的零件。4）拉孔的特点：l 拉削速度低，切削量小，拉削平稳，刀具磨损慢，加 工精度高，表面质量好l 拉削精度IT7IT6，Ra0.80.4ml 拉削刀具结构复杂，制造困难，成本高，拉削效率 高，一般用于批量生产l 拉孔加工要求工件安装采用浮动式结构，不夹紧，防 止孔中心与拉刀中心不重合，而破坏拉刀。3）拉刀：
15、其截面形状为加工孔的轴向端面形状，它把总 的切削量分散到拉刀的各个刀齿上。2）拉床42机械工程学院2.4.2 钻床2.4 钻削与镗削加工 2.4.1 钻削运动与加工范围钻床加工可用于：钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等。43机械工程学院麻花钻的角度：前角0为正交平面内前刀面与基面的夹角，由于钻头的前刀面 为螺旋面，故越靠近中心，前角越小，横刃为负前角。侧后角为轴向圆柱剖面内后刀面与切削平面的夹角 。故越靠 近中心，后角越大。顶角2两主切削刃在中心截面上投影的夹角。标准钻头顶角为 118。横刃斜角 主切削刃与横刃在钻头端面上投影的夹角。螺旋角 最外缘螺旋线切线与轴线的夹角2.4.3 钻头、锪钻、铰刀和丝锥（1）麻花钻：直柄麻花钻（0.520）锥柄麻花钻（880）钻头材料： 钻头一般为高速钢材料。钻头结构：三条切削刃，前刀面（螺旋面）、后刀面等44机械工程学院（2）扩孔钻：扩孔钻（多齿，刚性好）通常也可用麻花钻（麻花钻的横刃不切削）（3）锪钻（4）铰刀：手动铰刀（锥度小而长150）机用铰刀（锥度较短1080）（5）丝锥：手动和机用45机械工程学院（1） 钻孔钻孔的特点 v钻头刚性差，易引偏； v 钻孔排屑困难，切屑挤压、摩擦已
