切削加工PPT课件

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1、第五篇 金属切削加工切削加工切削加工用刀具从金属材料（毛坯）上切去多余的金属层，获得用刀具从金属材料（毛坯）上切去多余的金属层，获得几何形状、尺寸精度和表面质量都符合要求的零件的生几何形状、尺寸精度和表面质量都符合要求的零件的生产方法。产方法。1 切削加工的运动分析及切削要素 第一章 金属切削加工基础知识 一、零件表面的形成一、零件表面的形成平面、外圆面、内圆面（孔）、锥面、曲面（成形面）二、切削运动二、切削运动为了形成零件表面形状，刀具与工件之间的相对运动。1. 1. 主运动：主运动： 切下切屑最主要的运动。特点：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。2.2. 进

2、给运动进给运动：使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动。特点：特点：速度低、消耗的功率小。有一个或多个。3.3. 零件上的三个表零件上的三个表面面已加工表面已加工表面过渡表面过渡表面待加工表面待加工表面nf f已加工表面已加工表面过渡表面过渡表面待加工表面待加工表面三、切削要素三、切削要素1.1. 切削用量三要素切削用量三要素1 1）切削速度（）切削速度（v vc c） m/s在切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。d dw wd dm m旋转运动：旋转运动：（m/s）往复直线运动：往复直线运动：（m/s）2 2）进给量（）进给量（f f） （mmmm）在单位时间内（主运动的一个循

3、环内），刀具或工件沿进给运动方向的相对位移。单位时间的进给量单位时间的进给量 进给速度进给速度（v vf f）（mm/s）d dm md dw wf fn3 3）切削深度（）切削深度（a ap p）（mm）（mm）2.2. 切削层几何参数切削层几何参数切削层切削层 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。即两个相邻加工表面之间的那一层金属。1 12 2f fa ap pKrKrf fa ap pKrKr1)1)切削厚度（切削厚度（h hD D） （mmmm）两相邻加工表面之间的垂直距离。h hD Df fa ap pKrKr（mm）2)2)切削宽度（切削宽度（

4、b bD D） （mmmm）沿主切削刃度量的切削层的长度。b bD D（mm）3)3)切削面积（切削面积（A AD D） （mmmm2 2）（mm2）2 金属切削刀具一、刀具的组成一、刀具的组成切削部分切削部分（刀头）（刀头）夹持部分（刀体）夹持部分（刀体）前刀面：前刀面：主后刀面：主后刀面：副后刀面：副后刀面：主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃刀尖刀尖切屑流出所经过的表面。刀具上与工件的过渡表面相对的表面。刀具上与工件的已加工表面相对的表面。二、刀具材料二、刀具材料1.1. 对刀具材料的基本要求对刀具材料的基本要求 较高的硬度。 一般要求在一般要求在 HRC 60HRC 60以上。以上。 有足

5、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。2.2. 常用刀具材料常用刀具材料 碳素工具钢碳素工具钢C= 0.71.4%C= 0.71.4%；T8T8、T10T10、T10AT10A、T12T12等等HRC6165HRC6165特点特点a. a. 淬火后硬度高；淬火后硬度高；HRC6165HRC6165b. b. 价格低；价格低；. .耐热温度低；耐热温度低；. .淬火后应力、变形大。淬火后应力、变形大。250300250300应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。 合金工具钢合金工具钢MeMe5% 11 大

6、，则切削力大，温大，则切削力大，温度高，表面粗糙度高，表面粗糙影响切屑变形的因素：影响切屑变形的因素： 刀具角度： 0 0 切削速度：v 材料塑性： 刀具与切屑之间的摩擦系数 ， 。 2.2. 切屑的种类切屑的种类1)1) 带状切屑带状切屑特征：内表面光滑，外表面特征：内表面光滑，外表面呈毛茸状。呈毛茸状。形成条件：塑性材料、速度中等、较大的形成条件：塑性材料、速度中等、较大的 0 0 、较小的、较小的f f 和和a ap p。2)2) 节状切屑节状切屑特征：内表面有时有裂纹，特征：内表面有时有裂纹，外表面呈锯齿状。外表面呈锯齿状。形成条件：中等硬度的塑性材料、速度形成条件：中等硬度的塑性材料

7、、速度较低、较小的较低、较小的 0 0 、较小的、较小的f f 和和a ap p。3) 3) 崩碎崩碎状切屑状切屑特征：不规则的碎块状。特征：不规则的碎块状。形成条件：脆性材料。形成条件：脆性材料。二、积屑瘤二、积屑瘤在一定的切削速度下切削塑性材料时，常发现在刀具前刀面上靠近刀刃的部位粘附着一小块很硬的金属称为积屑瘤。1.1. 积屑瘤的形成积屑瘤的形成oM滞留层滞留层1) 1) 积屑瘤的形成过程积屑瘤的形成过程2) 2) 积屑瘤的形成条积屑瘤的形成条件件 工件材料：塑性材料； 切削速度：中等（1050m/min），温度约300； 刀具角度： 0 0 偏小； 冷却条件：不加切削液。2.2. 积屑

8、瘤对加工过程的影响积屑瘤对加工过程的影响有利 使使 0 0 增大，使切削过程变得轻快。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。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。3.3. 积屑瘤的抑制积屑瘤的抑制不利不利 积屑瘤不稳定，易引起振动，使积屑瘤不稳定，易引起振动，使 Ra Ra 增大。增大。 会引起会引起a ap p的变化，使加工精度降低。的变化，使加工精度降低。所以：精加工时应尽量避免。 利用利用切削液切削液； 控制切削速度；控制切削速度； 加大刀具前度加大刀具前度 0 0 ； 对工件进行正火、调质处理，降低对工件进行正火、调质处理，降低

9、、a ak k。三、切削力和切削功率三、切削力和切削功率1.1. 总总切削力切削力1) 1) 总总切削力的构成切削力的构成oM 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。2) 2) 总总切削力的分解切削力的分解刀具切削工件时作用在刀具切削工件时作用在刀具或工件上的力。刀具或工件上的力。将将F F沿主运动方向、进给运动方向和径沿主运动方向、进给运动方向和径向三个相互垂直的方向分解为向三个相互垂直的方向分解为F Fc c、F Ff f、F Fp p。F弹、塑F摩1F摩2Fr 切削力（切向分力）FcFz是F在主运动方向上的分力。切削力占总切削力的切削力占总切削力的80%90%80%9

10、0%，消，消耗的功率占总功率的耗的功率占总功率的95%95%以上。是以上。是计算机床动力及主要传动零件强度计算机床动力及主要传动零件强度和刚度的依据。和刚度的依据。 进给力（轴向分力）FfFx是是F F在进给方向上的分力。在进给方向上的分力。消耗的功率仅占总功率的消耗的功率仅占总功率的15%15%。是设计和计。是设计和计算进给机构零件强度和刚度的依据。算进给机构零件强度和刚度的依据。 背向力（径向分力）背向力（径向分力）F Fp p是F在切削深度方向上的分力。FrFzFxFyFX、Y3) 3) 影响影响切削力的因素切削力的因素工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性韧性越好，F越大。 切削用量：a

11、p 、f 增大， F越大。 刀具角度： 增大 0 ，F c减小；增大kr ，Ff减小、Fp增大。 冷却条件：加切削液，F 减小。4) 4) 切削力的估算切削力的估算生产中常用切削层单位面积切削力kc 估算切削力的大小。单位：单位：N/mmN/mm2 2 (Mp) (Mp)（N）2.2. 切削功率（切削功率（PmPm）（KW）四、切削热和切削温度四、切削热和切削温度1.1. 切削热的来源与传散切削热的来源与传散1) 1) 切削热的来源切削热的来源a . 切屑变形所产生的热；b . 切屑与前刀面之间的摩擦；c . 工件与后刀面之间的摩擦。切屑：介质：工件：刀具：5086%1%4010%93%2)

12、2) 切削热的传散切削热的传散2.2. 切削温度及其影响因素切削温度及其影响因素切削温度切削温度 切削区的平均温度。切削区的平均温度。切削区 切屑、工件、刀具相接触的区域。影响切削温度的因素： 工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好，切削温度越高；材料的导热性愈好，切削温度愈低。 刀具 冷却条件：加切削液，切削温度降低。刀具角度：刀具角度： 增大增大 0 0 ，切削温度降低；减小，切削温度降低；减小krkr 、krkr，切削温度降低。切削温度降低。刀具材料：导热性愈好，切削温度愈低。刀具材料：导热性愈好，切削温度愈低。 切削用量：切削用量： 、 、愈大，切削温度愈高。但、愈大，切削温度

13、愈高。但 的影响的影响最大最大 、 次之、次之、 最小。最小。3.3. 切削液切削液在切削过程中，正确的选择和使用切削液。对降低切削温度、在切削过程中，正确的选择和使用切削液。对降低切削温度、减小刀具磨损，提高生产率和加工质量有着重要的意义。减小刀具磨损，提高生产率和加工质量有着重要的意义。1) 1) 切削液的作用切削液的作用a . a . 冷却作用：冷却作用：b . b . 润滑作用：润滑作用：c . c . 洗涤与排屑作用：洗涤与排屑作用：d . d . 防锈作用：防锈作用：2) 2) 切削液的种类切削液的种类 乳化液：乳化油+水；呈乳白色。应用最广泛。 切削油：矿物油；润滑作用。 水溶液

14、：水+防锈剂等；呈透明状。3) 3) 切削液的选用切削液的选用粗加工：以冷却为主。如水溶液、低浓度的乳化液等。精加工：以润滑为主。高浓度的乳化液、切削油等。五、刀具磨损和刀具耐用度五、刀具磨损和刀具耐用度1.1. 刀具磨损刀具磨损1) 1) 刀具磨损形式刀具磨损形式 后刀面磨损：后刀面磨损：VB这种磨损一般发生在切削脆性材料或以较小的背吃刀量（ac0.5mm）切削塑性材料的条件下。 前后刀面同时磨损：KTVB这种磨损一般发生在以中等背吃刀量（ac=0.10.5mm）切削塑性材料的条件下。 由于多数情况下，后刀面都有磨损，它的磨损对加工质量的影响较大，而且测量相对方便，所以一般都用后刀面的磨损高

15、度VB来表示刀具的磨损程度。2) 2) 刀具的磨损过程刀具的磨损过程VBtOABC初期磨损阶段初期磨损阶段正常磨损阶段正常磨损阶段急剧磨急剧磨损阶段损阶段 初期磨损阶段初期磨损阶段(OA) (OA) : :磨合阶段磨合阶段 正常磨损阶段正常磨损阶段(AB) (AB) : : 急剧磨损阶段急剧磨损阶段(BC) :(BC) :所以：应在刀具正常磨损阶段后期，急剧磨损阶所以：应在刀具正常磨损阶段后期，急剧磨损阶段之前刃磨刀具。段之前刃磨刀具。判断刀具钝化的方法： 观察法： 测定（限定）刀具后刀面的磨损高度VB：精加工：VB = 0.10.3mm粗加工粗车中碳钢：VB = 0.60.8mm粗车合金钢：

16、VB = 0.40.5mm在数控机车、加工中心得到广泛应用。在数控机车、加工中心得到广泛应用。 规定刀具使用时间： 刀具耐用度。2.2. 刀具耐用度（刀具耐用度（T T）指刀具由开始切削到磨钝为止的实际切削总时间。刀具在两次刃磨之间的实际切削总时间。如粗加工： 硬质合金车刀：T = 60min高速钢钻头：T = 60120min3.3.影响影响刀具磨损与刀具耐用度的因素刀具磨损与刀具耐用度的因素 切削用量：、切削用量：、 、 愈大，刀具磨损加剧。但愈大，刀具磨损加剧。但 的影的影 响最大响最大 、次之、次之 、 最小。最小。 工件材料：材料的强度、硬度越高，温度越高；材料的 导热性愈差，刀具磨

17、损愈快，降低刀具耐用度。 刀具 冷却条件：合理使用切削液，可降低切削温度降低、减小 摩擦，提高刀具耐用度。a.刀具角度： 增大 0 、0，可减小切屑变形、减b. 小摩擦，从而减小刀具磨损，提高刀具耐用度。b.刀具材料：耐磨性、耐热性愈好，刀具耐用度愈高。4 材料的切削加工性材料的切削加工性是指材料被切削加工的难易程度。一、衡量材料切削加工性的指标一、衡量材料切削加工性的指标2.2.相对加工性相对加工性 kr1.1.一定一定刀具耐用度下的切削速度刀具耐用度下的切削速度当刀具的耐用度为T时，切削某种材料所允许的切削速度。材料的切削加工性越好。若T = 60min，则各种材料与45钢（正火态）之比值

18、。若把45钢的 作为基准，写为材料具有良好的切削加工性。材料的切削加工性较差。3.3.已加工表面质量已加工表面质量5.5.切削力切削力4.4.切屑的控制或断屑的难易切屑的控制或断屑的难易凡较容易获得好的表面质量的材料，其切削加工性较好；反之则较差。精加工时，常以此为衡量指标。凡切屑较容易控制或易于断屑的材料，其切削加工性较好；反之则较差。在自动机床或自动线上加工时，常以此为衡量指标。在相同切削条件下，凡切削力较小的材料，其切削加工性较好；反之则较差。在粗加工中，当机床刚性或动力不足时，常以此为衡量指标。二、影响材料切削加工性的因素二、影响材料切削加工性的因素1.1.物理性能物理性能2.2.材料

19、的力学性能材料的力学性能材料的导热性愈好、一定刀具耐用度下的切削速度愈高，材料的切削加工性愈好。材料的强度、硬度愈高，切削力愈大，切削温度愈高，刀具磨损加剧， 切削加工性愈差。材料的塑性、韧性愈高，切削时切屑的变形加大，摩擦力提高，切削力愈大，切削温度愈高，刀具磨损加剧， 切削加工性愈差。二、改善材料切削加工性的途径二、改善材料切削加工性的途径1.1.调整材料的化学成分调整材料的化学成分2.2.热处理热处理在钢中加入 S、Pb 等元素，可有效的改善材料的切削加工性。“易切削钢”。高碳钢退火低碳钢正火第二章 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，

20、表面粗糙度：Ra=1.66.3um主运动 工件的旋转旋转运动。进给运动 刀具的直线直线运动。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）数控车床数控车床 适于多品种、小批量生产复杂形状的零件。一、工件装夹的方法一、工件装夹的方法1.1.卡盘装夹卡盘装夹适用于L/D 4的工件。2.2.顶尖装夹顶尖装夹适用于L/D = = 410的工件。3.3.心轴装夹心轴装夹适用于盘

21、、套类零件的精加工。4.4.其它附件其它附件跟刀架、中心架、花盘等。二、车削加工的应用二、车削加工的应用1.1.车车外圆面外圆面2.2.车内园面（车床上镗孔）车内园面（车床上镗孔）3.3.车端面、切槽、切断车端面、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4.4.车锥面车锥面1) 1) 转动小刀架法转动小刀架法2) 2) 成形刀法成形刀法3) 3) 偏移尾架法偏移尾架法4) 4) 靠模尺法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，

22、可加工内外锥面。5.5.车成形车成形面面1) 1) 双手控制法双手控制法2) 2) 成形刀法成形刀法3) 3) 靠模尺法靠模尺法( (轨迹法）轨迹法）6.6.车螺纹车螺纹7.7. 滚花滚花二、车削的工艺特点二、车削的工艺特点1.1. 易于保证各表面的位置精度。易于保证各表面的位置精度。2.2. 加工过程平稳。加工过程平稳。3.3. 适合有色零件的精加工。适合有色零件的精加工。钢铁：粗车 半精车 精车 磨削有色金属：粗车 半精车 精车 精细车4.4. 刀具简单。刀具简单。2 2 钻、扩、铰、镗削加工钻、扩、铰、镗削加工一、钻削加工一、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：加工

23、精度：IT13IT11IT13IT11，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=2512.5umRa=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1.1. 钻头钻头柄部（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2.2. 钻削用量钻削用量钻削深度 ：进给量 ：钻削速度 ：（m/s）L柄部柄部工作部分工作部分颈部颈部导向部分导向部分切削部分切削部分3.3. 钻削工艺特点钻削工艺特点1) 1) 钻孔时钻头易产生钻孔时钻头易产生“引偏引偏” “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

24、”原因 横刃的存在 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) 2) 排屑困难排屑困难 3) 3) 散热条件差散热条件差 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。4.4. 钻削的应用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（小孔（D D13mm13mm），常用台式钻床加工。中、小型工件上较大的孔（较大的孔（D50mmD50mm），常用立式钻床加工。大型工件上的孔大型工件上的孔，则采用摇臂钻

25、床加工。回转体工件上的孔回转体工件上的孔，多在车床上加工。二、扩孔和铰孔二、扩孔和铰孔1.1. 扩孔扩孔2.2. 铰孔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。三、镗削加工三、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精细镗加工精度：IT7IT6，表面粗糙度：Ra=0.80.2um回转体零

26、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。3 刨、拉削加工一、刨削加工一、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：适于加工大型零件。插床：主要加工工件内表面，如键槽、花键等。1.1. 刨削的工艺特点刨削的工艺特点1) 1) 生产率较低；生产率较低； 2) 2) 通用性好。通用性好。 2.2. 刨削的应用刨削的应用主要用于加工平面加工平面，也广泛用于加工各种沟槽、成形面等。二、拉削加工二、拉削加工加工精度：IT8IT7

27、，表面粗糙度：Ra=0.40.8um用拉刀在拉床加工工件的工艺方法。头部头部颈部颈部 前导部前导部切削部切削部校准部校准部尾部尾部后导部后导部拉削的特点： 生产率高； 加工范围广； 加工精度高，表面粗糙度低； 拉床结构简单； 拉刀寿命长。4 铣削加工一、铣削加工设备一、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、铣削方式二、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。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

28、相反。1.1. 周铣周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。1.1. 端铣端铣对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度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。二、铣削工艺特点及应用二、铣削工艺特点及应用1.1. 铣削特点铣削特点2.2. 铣削的应用铣削的应用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。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

29、磨削：表面粗糙度：Ra=0.10.008um一、磨削过程一、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。砂轮磨粒结合剂空隙工件凸起、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。二、磨削工艺特点二、磨削工艺特点三、磨削的应用三、磨削的应用1. 精度高、表面粗糙度低；2. 磨削温度高；80010003. 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

30、面、内圆面、平面、各种成形面。1.1. 外圆磨削外圆磨削1) 1) 纵磨法纵磨法 2) 2) 横磨法横磨法 3) 3) 深磨法深磨法 4) 4) 无心外圆磨无心外圆磨 导轮工件工件托板托板磨削轮磨削轮导轮2.2. 内圆磨削内圆磨削三爪卡盘砂轮工件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。3.3. 平面磨削平面磨削周磨：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

31、磨前的预加工。4.4. 成形面磨削成形面磨削5.5. 磨削发展简介磨削发展简介1 1）高精度、小粗糙度磨削）高精度、小粗糙度磨削2）高效磨削）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：以砂带代替砂轮进行磨削。工件传送带张紧轮压轮支承板6 光整加工1.1. 研磨研磨表面粗糙度：Ra=0.025um加工精度：IT6IT5，表面粗糙度：Ra=0.20.012um2.2. 珩磨珩磨3.3. 抛光抛光4.4. 超级光磨超级光磨第三章 零件表面加工方法的选择1

32、 外圆面的加工加工方法：车、磨、研磨车、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：尺寸公差尺寸公差等级等级表面粗糙度表面粗糙度（RaRa）umumIT13IT11IT13IT115012.55012.5粗车粗车IT10IT9IT10IT96.33.26.33.2粗车粗车半精车半精车IT8IT7IT8IT71.60.81.60.8粗车粗车半精车半精车精车精车IT7IT6IT7IT60.80.40.80.4粗车粗车半精车半精车磨削磨削IT6IT5IT6IT50.40.20.40.2粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨

33、精磨精磨IT5IT3IT5IT30.10.0080.10.008粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨研磨研磨IT13IT11IT13IT115012.55012.5有色金属有色金属粗车粗车半精车半精车精车精车精细车精细车研磨研磨序序号号加工方法加工方法尺寸公差尺寸公差等级等级表面粗糙度表面粗糙度（RaRa）umum适用范围适用范围1 1粗车粗车IT13IT11IT13IT115012.55012.5适用各种金适用各种金属（未淬硬）属（未淬硬）、非金属材、非金属材料料2 2粗车粗车半精车半精车IT10IT9IT10IT96.33.26.33.23 3粗车粗车半精车半精车精车精车IT8IT7IT8

34、IT71.60.81.60.84 4粗车粗车半精车半精车磨削磨削IT7IT6IT7IT60.80.40.80.4适用于淬火适用于淬火钢、未淬火钢、未淬火钢、铸铁等钢、铸铁等5 5粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨IT6IT5IT6IT50.40.20.40.26 6粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨研磨研磨IT5IT3IT5IT30.10.0080.10.0087 7粗车粗车半精车半精车精车精车精细车精细车研磨研磨IT13IT11IT13IT115012.55012.5有色金属有色金属2 内圆面（孔）的加工加工方法：钻、扩、铰、车、镗、拉、铣、磨、珩磨。钻、扩、铰、车、镗、拉、铣、磨、珩磨

35、。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： 在实体材料上加工孔：钻钻 零件上已铸出、锻出孔：直接扩孔、镗孔；直接扩孔、镗孔； 直径大于100mm的孔镗孔IT13IT11IT13IT115012.55012.5尺寸公差尺寸公差等级等级表面粗糙度表面粗糙度（RaRa）umum钻钻IT9IT96.33.26.33.2303030 30 钻钻扩扩钻钻镗镗IT8IT83.21.63.21.620202020钻钻铰铰钻钻扩扩铰铰钻钻粗镗粗镗精镗精镗钻钻（扩）（扩）拉拉IT7IT70.80.40.80.412121212钻钻

36、粗铰粗铰精铰精铰钻钻扩扩粗铰粗铰精铰精铰钻钻镗镗粗磨粗磨精磨精磨珩磨珩磨钻钻拉拉精拉精拉序序号号加工方法加工方法尺寸公差尺寸公差等级等级表面粗糙度表面粗糙度（RaRa）umum适用范围适用范围1 1钻钻IT13IT11IT13IT115012.55012.5适用各种实体工件适用各种实体工件2 2钻钻扩扩IT9IT96.33.26.33.23030钢、铸铁、钢、铸铁、有色金属有色金属3 3钻钻镗镗30 30 4 4钻钻铰铰IT8IT83.21.63.21.62020钢、铸铁、钢、铸铁、有色金属有色金属5 5钻钻扩扩铰铰钻钻粗镗粗镗精镗精镗钻钻（扩）（扩）拉拉20206 6钻钻粗铰粗铰精铰精铰IT

37、7IT70.80.40.80.41212钢、铸铁、钢、铸铁、有色金属有色金属7 7钻钻扩扩粗铰粗铰精铰精铰钻钻镗镗粗磨粗磨精磨精磨珩磨珩磨钻钻拉拉精拉精拉12128 8粗镗粗镗半精镗半精镗 淬淬 粗磨粗磨精磨精磨珩磨珩磨IT7IT6IT7IT60.40.0250.40.025已铸出、锻出孔已铸出、锻出孔9 9粗镗粗镗半精镗半精镗精镗精镗精细镗精细镗有色金属有色金属3 平面的加工加工方法： 铣、刨、拉、车（端面）、磨、研磨、刮研等。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：尺寸公差尺寸公差等级等级表面粗糙度表面粗糙

38、度（RaRa）umum端面端面粗车粗车半精车半精车精车精车粗车粗车半精车半精车磨削磨削IT13IT10IT13IT105012.55012.5粗铣（刨）粗铣（刨）IT9IT8IT9IT86.31.66.31.6粗铣（刨）粗铣（刨）精铣（刨）精铣（刨）IT7IT6IT7IT60.80.20.80.2粗铣（刨）粗铣（刨）精铣（刨）精铣（刨）刮研刮研（宽刀细刨、高速铣削）（宽刀细刨、高速铣削）IT6IT5IT6IT50.80.20.80.2粗铣（刨）粗铣（刨）精铣（刨）精铣（刨）粗磨粗磨精磨精磨IT5IT3IT5IT30.10.0080.10.008粗铣（刨）粗铣（刨）精铣（刨）精铣（刨）粗磨粗磨精

39、磨精磨研磨研磨IT8IT7IT8IT71.60.81.60.8拉拉序序号号加工方法加工方法尺寸公差尺寸公差等级等级表面粗糙度表面粗糙度（RaRa）umum适用范围适用范围1 1粗车粗车半精车半精车精车精车粗车粗车半精车半精车磨削磨削适用回转体适用回转体零件的端面零件的端面2 2粗铣（刨）粗铣（刨）IT13IT10IT13IT105012.55012.5适用于未淬适用于未淬火钢、铸铁火钢、铸铁有色金属等有色金属等3 3粗铣（刨）粗铣（刨）精铣（刨）精铣（刨）IT9IT8IT9IT86.31.66.31.64 4粗铣（刨）粗铣（刨）精铣（刨）精铣（刨）刮研（宽刮研（宽刀细刨、高速铣削）刀细刨、高速

40、铣削）IT7IT6IT7IT60.80.20.80.25 5粗铣（刨）粗铣（刨）精铣（刨）精铣（刨）粗磨粗磨精精磨磨IT6IT5IT6IT50.80.20.80.2适用于淬火适用于淬火钢、铸铁等钢、铸铁等6 6粗铣（刨）粗铣（刨）精铣（刨）精铣（刨）粗磨粗磨精精磨磨研磨研磨IT5IT3IT5IT30.10.0080.10.0087 7拉拉IT8IT7IT8IT71.60.81.60.84 成形面的加工加工方法：车、铣、刨、拉、磨、研磨等。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：成形刀具加工；轨迹法（

41、靠模尺法、范成法）。仿形车、仿形铣、数控机床加工。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。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、表面粗糙度值选择应合理；5. 提高标准化程度。注意：1 零件结构工艺性实例分析一、工件要便于安装一、工件要便于安装1.1. 便于装夹便于装夹D工艺凸台2.2. 减少安装次数减少安装次数二、减小切削面积、简化

42、加工面形状二、减小切削面积、简化加工面形状三、便于加工和测量三、便于加工和测量1.1. 便于进刀和退刀便于进刀和退刀(要有退刀槽或越程槽）要有退刀槽或越程槽）2.2. 便于采用标准刀具加工便于采用标准刀具加工钻孔3.3. 钻孔时钻孔时1) 1) 孔与壁应离开一定的距离孔与壁应离开一定的距离DS2) 2) 避免在斜面上钻孔避免在斜面上钻孔3) 3) 避免弯曲孔避免弯曲孔4.4. 镗孔时镗孔时四、有利于提高生产率四、有利于提高生产率1.尺寸差别不太大时，零件上的槽宽、圆角半径、孔、尺寸差别不太大时，零件上的槽宽、圆角半径、孔、2. 螺纹等尺寸应尽可能一致。螺纹等尺寸应尽可能一致。2.2. 应尽可能

43、减少机床的调整和走刀次数。应尽可能减少机床的调整和走刀次数。3.3. 便于多件一起加工。便于多件一起加工。第五章 机械加工工艺规程的制定1 概述一、生产过程和工艺过程一、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。1.1. 生产过程生产过程由原材料制成各种零件，并装配成机器的全过程。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。2.2. 工艺过程工艺

44、过程 在生产过程中，直接改变原材料的（毛坯）的形状、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。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。3.3. 工艺过程的组成工艺过程的组成1) 1) 工序工序 一个（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) 2) 安装安装 3) 3) 工步工步 工件在一次装夹中所完成的那部分工艺过程。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。单件、小批量生产：工艺内容加工内容

45、设备工序安装工步124车端面；打中心孔；调头，车另一断面；打中心孔。车床228车外圆；车外圆；切槽；倒角；车外圆；车外圆；切槽；倒角。车床311铣键槽铣床41打毛刺523磨外圆；磨外圆；调头磨外圆；磨床大批量生产：工艺内容加工内容设备工序安装工步111车端面；打中心孔。铣床214车外圆；车外圆；切槽；倒角。车床314车外圆；车外圆；切槽；倒角。411铣键槽铣床51打毛刺623磨外圆；磨外圆；调头磨外圆；磨床二、生产纲领和生产类型二、生产纲领和生产类型1.1. 生产纲领生产纲领2.2. 生产类型生产类型生产纲领 产品的年产量。生产纲领产品的年产量废品率备品每台产品中该零件的数量1) 1) 单件生

46、产单件生产 2) 2) 成批生产成批生产 3) 3) 大量生产大量生产 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。生产类型同一零件的年产量（件）重型中型小型单件生产5101000500050000生产类型的划分：生产类型的划分：单件、小批生产单件、小批生产成批生产成批生产大批大量生产大批大量生产机床设备机床设备通用（万能）的设通用（万能）的设备备通用和部分专用设通用和部分专用设备备广泛使用高效专用广泛使用高效专用设备设备夹

47、具夹具通用夹具通用夹具广泛使用专用夹具广泛使用专用夹具广泛使用高效专用广泛使用高效专用夹具夹具刀具和量具刀具和量具一般刀具和通用量一般刀具和通用量具具部分的采用专用刀部分的采用专用刀具和量具具和量具广泛采用高效率专广泛采用高效率专用刀具和量具用刀具和量具毛坯毛坯木模手工造型和自木模手工造型和自由锻造由锻造部分的采用机器造部分的采用机器造型和模锻型和模锻机器造型、压力铸机器造型、压力铸造、模锻、滚锻等造、模锻、滚锻等对工人的技术要求对工人的技术要求高高一般一般操作工操作工 低低调整工调整工 高高各种生产类型的特征和要求：各种生产类型的特征和要求：2 工件的安装和夹具定位夹紧= 安装+一、工件的安

48、装一、工件的安装1.1. 直接安装法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，仅适用于单件小批量生产。2.2. 利用专用夹具安装法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。1.1. 夹具的种类夹具的种类1) 1) 通用夹具通用夹具 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

49、件小批量生产。2) 2) 专用夹具专用夹具 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) 3) 其它夹具其它夹具 可调夹具；组合夹具；随行夹具等。2.2. 夹具的组成夹具的组成工件工件挡铁挡铁V V形块形块夹紧机构夹紧机构钻套钻套夹具体夹具体1) 1) 定位元件及装置定位元件及装置 夹具上用来确定工件正确位置的元件及装置。2) 2) 夹紧机构及装置夹紧机构及装置 3) 3) 导向及对刀元件导向及对刀元件5) 5) 其它元件及装置其它元件及装置 4) 4) 联接元件联接元件6) 6) 夹具体夹具体 夹具上工件定位后，将其夹紧以承受切削力等作用的

50、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。3 3 工艺规程的拟定工艺规程的拟定 为了保证产品质量、提高生产效率和经济效益，须根据具体生产条件拟定合理的工艺过程，用图表（或 文字）的形式写成文件 工艺规程。一、对加工零件进行工艺分析一、对加工零件进行工艺分析1.1. 检查零件的图纸是否完整正确；检查零件的图纸是否完整正确；2.2. 审查零件材料的选择是否恰当；审查零件材料的选择是否恰当；3.3. 审查零件的结构工艺性；审查零件的结构工艺性；4.4. 分析零件的技术要求；分析零件的技术要求；二、

51、选择毛坯二、选择毛坯三、确定加工余量三、确定加工余量1.1. 确定毛坯的种类；确定毛坯的种类；毛坯 锻件、铸件、型材、焊接件等。2.2. 确定毛坯的形状；确定毛坯的形状；加工余量：为了得到一个合格的零件，必须从毛坯上切去的那层金属。毛坯尺寸与零件图的相应设计尺寸之差 加工总余量相邻两道工序的工序尺寸之差 工序余量总余量总余量 = =工序余量之和工序余量之和余量的大小 与生产类型有关 与生产方法有关 与零件的形状和尺寸有关 与工序有关加工外圆面：粗车：35mm精车：11.6mm磨削粗磨：0.30.5mm精磨：0.1mm以下目的：为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷，从而提高工件的加工精

52、度、减小表面粗糙度。确定加工余量的方法：1) 1) 估算法估算法 2) 2) 查表法查表法 3) 3) 计算法计算法 仅适用单件、小批量生产。适用一般的加工生产。应用最广泛。适用大批量生产和自动机床及数控机床加工。四、四、定位基准的选择定位基准的选择1.1. 基准的概念及分类；基准的概念及分类；1) 1) 基准基准 在产品的设计、制造和装配过程中，在零件图、工艺图和装配图上作为依据的点、线、面。2) 2) 基准的分类基准的分类 设计基准：在零件图上（设计图样上）所使用的基准。 工艺基准：在工艺过程中所依据的基准。定位基准：定位基准：装配基准：测量基准：装配时，用来确定零件、部件在产品中的相对位

53、置所依据的基准。在加工过程中，用作工件定位的基准。测量工件被加工表面尺寸和相互位置所依据的基准。2.2. 定位基准的选择定位基准的选择1) 1) 工件的六点定位原理工件的六点定位原理 注意： 定位支承点限制工件自由度时，必须使支承点与工件定位基准面始终紧密贴紧。一个支承点只限制工件的一个自由度，工件的同一自由度只能有一个支承点限制。 夹紧 定位2 2）定位现象分析）定位现象分析 完全定位工件在夹具中六个自由度都被限制，工件具有唯一确定的位置。ABCAC 不完全定位工件在夹具中被限制的自由度数少于六个，仍能保证加工质量。A 欠定位 过定位只限制：夹具中用两个或两个以上 的支承点重复限制工件的某一

54、个自由度。2 2）定位基准的选择）定位基准的选择（1 1） 粗基准的选择粗基准的选择 粗基准 没有经过切削加工就被用作定位基准的表面。AC保证各重要加工表面都有足够的加工余量保证加工表面与非加工表面之间的相互位置精度 选取非加工表面为粗基准；选取非加工表面为粗基准； 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀， 则应选择该表面为粗基准。 选取与加工表面相互位置精度高的表面为粗基准； 在同一尺寸方向上，粗基准只允许使用一次。（2 2） 精基准的选择精基准的选择 精基准 经过切削加工才用作定位基准的表面。 “基准”重合原则；尽可能选用设计基准为定位基准。可以避免由于基准不重合而引起的定位误差。 选

55、作粗基准的表面应尽量平整、光洁，不应有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、夹紧可靠。 “基准同一”原则； “互为基准”原则；1、2 轴颈3、4 锥孔 选精基准的表面应能保证零件定位准确、夹紧可靠。五、工艺路线的拟定五、工艺路线的拟定1.1. 确定加工方案确定加工方案加工一个直径25H7表面粗糙度Ra0.8m的孔。可有四种加工方案： a.钻孔-扩孔-粗绞-精绞； b.钻孔-粗镗-半精镗-磨削； c.钻孔-粗镗-半精镗-精镗-精细镗； d.钻-拉。应根据零件加工表面的特点和产量等条件，确定采用其中一种加工方案。2.2. 加工阶段的划分；加工阶段的划分； 粗加工阶段：切除各加工表面上的大部分余

56、量，并做出精基准。 半精加工阶段：减小粗加工留下的误差，为主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。 精加工阶段：保证各主要表面达到图纸规定的要求。 光整加工阶段：进一步减小表面粗糙度、提高精度。 划分加工阶段的目的： 保证加工质量； 及早发现毛坯的缺陷； 合理使用设备 便于组织生产。 3.3. 加工顺序的安排加工顺序的安排1) 1) 切削加工工序的安排切削加工工序的安排 先粗后精； 先基准后其它； 先主后次； 先面后孔。2) 2) 处理工序的安排处理工序的安排 预备热处理：安排在机械加工之前。 最终热处理：安排在半精加工之后，磨削加工之前。 时效处理：安排在粗加工之后。3) 3)

57、检验工序的安排检验工序的安排 零件从一个车间送往另一个车间的前后； 零件粗加工阶段结束之后； 重要工序加工的前后； 零件全部加工结束之后。六、机床与工艺装备的选择六、机床与工艺装备的选择1.1. 机床的选择机床的选择 机床的精度应与工序要求的精度相适应； 机床的生产率应与该零件生产类型相适应； 机床的加工尺寸范围应与零件的外形尺寸相适应； 应符合本厂现有的实际情况。2.2. 工艺装备的选择工艺装备的选择 夹具的选择； 刀具的选择； 量具的选择；七、工艺文件的编制七、工艺文件的编制1.1. 机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡片片2.2. 机械加工工序卡片机械加工工序卡片2.2. 机械加工工艺（

58、综合）卡片机械加工工艺（综合）卡片用于单件、小批生产中。用于大批大量生产中。用于成批生产中。4 典型零件工艺过程一、轴类零件一、轴类零件材料：45淬火硬度：HRC40501. 零件各主要部分的技术要求1）在 的轴段上装滑动齿轮，并开有键槽；2） 和 的两段为轴颈，支承于箱体的轴承孔中；3）表面粗糙度值Ra均为0.8 m；4）工件材料为45钢，淬火硬度为4045。2. 工艺分析该零件各的配合表面本身均有一定的精度（相当于IT7）和粗糙度要求。根据对各表面的具体要求，可采用如下的加工方案：粗车半精车热处理粗磨精磨轴上的键槽可在立铣床上铣出。3. 基准的选择为了保证各配合表面的位置精度，选择轴线（轴

59、两端的中心孔）为粗、精基准。4. 工艺过程单件、小批量生产：工序号工序号工序工序名称名称加工内容加工内容设备设备1 1车车车端面；车端面；打中心孔；打中心孔；调头，车另一断面；调头，车另一断面；打中心孔。打中心孔。车床车床2 2车车车外圆；车外圆；车外圆；车外圆；切槽；切槽；倒角；倒角；车外圆；车外圆；车外圆；车外圆；切槽；切槽；倒角。倒角。车床车床3 3铣铣 铣键槽铣键槽铣床铣床4 4打毛刺打毛刺5 5热热淬火回火淬火回火HRC4045HRC40456 6钳钳修研中心孔修研中心孔7 7磨磨磨外圆；磨外圆；磨外圆；磨外圆；调头磨外圆；调头磨外圆；磨床磨床8 8检检按图纸要求检验按图纸要求检验一、套类零件一、套类零件1.工序集中的特点工序集中有以下特点：（1）采用高效率专用设备和工艺设备，提高生产率、减少机床数量和生产面积。（2）减少了工序的装夹次数。工件在一次装夹中可加工多个表面，有利于保证这些表面之间的相互位置精度。减少装夹次数，也可减少装夹所造成的误差。（3）减少工序数目，缩短了工艺路线，也简化了生产计划和组织工作。（4）专用设备和工艺装备较复杂，生产准备周期长，更换产品较困难。工序分散的特点如下：（1）设备和工艺装备比较简单，调整比较容易。（2）工艺路线长，设备和工人数量多，生产占地面积大。（3）可采用最合理的切削用量，减少基本时间。（4）容易变换产品。