机械制造工艺装备项目3砂轮架箱体加工工艺装备

任务3.1 项目要求与分析 1）箱体类零件的功用及结构特点 箱体是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。 常见的箱体类零件有机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、减速箱体、发动机缸体及机座等。根据箱体零件的结构形式不同，可分为整体式箱体（见图3.2（a）、（b）、（d）)和分离式箱体(见图3.2（c）)两大类。前者是整体铸造、整体加工，加工较困难，但装配精度高；后者可分别制造，便于加工和装配，但增加了装配工作量。 图3.2 由图3.2可知，尽管各种箱体零件形状各异、尺寸不一，但其结构均有以下的主要特点： 形状复杂。箱体通常作为装配的基础件，在它上面安装的零件或部件越多，箱体的形状越复杂。 体积较大。箱体内要安装和容纳有关的零部件，因此，必然要求箱体有足够大的体积。例如，大型减速器箱体长达46 m，宽为34 m。 壁薄容易变形。箱体体积大，形状复杂，又要求减少质量，所以大都设计成腔形薄壁结构。但是在铸造、焊接和切削加工过程中，往往会产生较大内应力，引起箱体变形。即使在搬运过程中，由于方法不当也容易引起箱体变形。 有精度要求较高的孔和平面。这些孔大都是轴承的支承孔，平面大都是装配的基准面，它们在尺寸精度、表面粗糙度、形状和位置精度等方面都有较高要求。其加工精度将直接影响箱体的装配精度及使用性能。 因此，一般来说，箱体不仅需要加工部位较多，而且加工难度也较大。据 砂轮架箱体属于箱体类零件，它是磨床的基础件之一。在磨床砂轮架中，由它将一些轴、套、轮、轴承等零件组装在一起，使其保持正确的相互位置关系，并且能按照一定的传动要求传递动力和运动，构成磨床的一个重要部件。 各种砂轮架箱体的尺寸和结构形式虽有所不同，但其使用性能却基本一致，即保证砂轮主轴的高运动精度与位置精度，并能保持精度的高度稳定，抗振、吸振，高刚性、足够的强度，箱体受力、受热变形小，有足够的耐磨性，热处理变形小，机械加工性好等。因此,应在满足装配空间及操作空间要求的前提下，要求其结构尺寸小而紧凑、结构刚性高，主轴支承孔精度高并应严格同轴，中心孔轴线与定位端面应保持严格垂直，箱体的壁厚要足够且变化较小，材料的热处理性能应稳定等。 砂轮架箱体的结构分析。从图3.1中可知，该磨床砂轮架箱体结构具有以下6个特点： a.箱体的装配基准选择平导轨与V形导轨的组合方式，其定位准确，承载能力强，与磨床砂轮架的使用性能相适应。 b.箱体尺寸在满足装配关系与操作空间的要求下，尽量选取小值，因此整个箱体结构紧凑，体积较小。 c.箱体采用上开口封闭状结构形式，在壁厚较小的情况下，零件结构刚度较高。 d.箱体导轨长度有所加长，以利于箱体导向精度与承载强度。 e.箱体壁厚比较均匀，有利于消除或减少零件的内应力对加工精度的影响。 f.砂轮架箱体上的主轴支承孔、箱体的装配基准平导轨与V形导轨面、轴向推力轴承的定位端面为箱体的重要表面；比较重要的表面有其他组件与部件的安装基准面。 砂轮架箱体的技术要求及其分析。通过对砂轮架箱体的机构进行认真分析可知，要使砂轮架箱体满足使用要求，其技术要求必须满足以下4点： a.砂轮主轴支承孔尺寸精度为IT7，属于一般精度等级；两主轴孔的同轴度要求为0.03 mm，为较高精度等级；主轴孔的形状精度包括在尺寸精度中，没有单独提出要求。 b.箱体主轴轴向定位端面对靠近砂轮端轴孔中心的跳动为0.015 mm，而对远离砂轮端（即皮带轮端）轴孔中心的跳动没有提出要求。该项要求主要考虑跳动对主轴轴向窜动的影响程度来确定。 c.砂轮架箱体的装配基准 导轨面相对设计基准的位置精度、它们之间的相互位置精度以及各自的形状精度都有较高的要求，其误差值为0.010.04 mm，以满足砂轮架在磨床上的位置精度和运动精度要求。 d.其他组件、部件的装配基准面，其尺寸精度、位置精度和形状精度也有一定的要求。 砂轮架箱体零件的材料、毛坯及热处理 箱体零件有复杂的内腔，应选用易于成型的材料和制造方法。铸铁容易成形、切削性能好、价格低廉，并且具有良好的耐磨性和减振性。因此，箱体零件的材料大都选用HT200 HT400的各种牌号的灰铸铁。最常用的材料是HT200，而对于较精密的箱体零件（如坐标镗床主轴箱），则选用耐磨铸铁。 热处理是箱体零件加工过程中的一个十分重要的工序，需要合理安排。由于箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，故在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效的工艺规范为：加热到500550 ，保温46 h，冷却速度小于或等于30 /h，出炉温度小于或等于200 。 4）砂轮架箱体类零件加工工艺过程 根据零件的生产类型，零件的工艺过程按照集中原则进行安排，在同一工序中能完成的内容尽量同时完成。据现场的生产条件和设备情况，零件平面加工采用铣或刨的方法进行。对于比较窄长而小的平面采用刨削，同时又能于一次装夹中尽量多的加工平行表面，而对于尺寸较大或较均匀的表面则采用铣削的方法进行加工，以提高效率。这种集中属于技术集中而非设备集中。生产中均采用通用设备，加工中比较多地对零件进行了找正、校正、校对等技术手段来保证零件的加工精度，因此，本例更适合于掌握技术的训练。从零件表面的加工顺序上分析，首先对定位表面以及工艺表面进行加工，以利零件的准确定位。例如，顶面的刨削、工艺凸台的加工、导轨背面的加工先于其后重要表面的加工，为重要表面的加工准备了较好的定位基准面。其工艺过程详见表3.1。 箱体加工采取先加工平面，后加工轴孔的顺序。加工顺序通常是先加工精基准平面，然后加工孔。在同一加工阶段中，应先加工平面后加工平面上的孔。 工序3是零件机械加工的第一道工序。按照工序排列的基本原则，该工序应首先加工定位基准面。零件按照划线找正进行安装A后，第一个工步对顶面进行刨削加工，同时对与其平行的尺寸58 mm上平面和水平方向的31 mm退刀槽也进行了加工，最大限度地保证了在同一安装中尽量多的加工表面，相对提高了加工效率。在安装B中，对已加工顶面进行校正，然后按线加工，保证了以下工步所加工表面与安装A中加工表面垂直。安装B中的加工内容都是为后续主要表面 V形表面的加工进行准备。有了B安装中的表面加工，就可较好地进行安装C中的表面加工。 有了工序3的准备工作，零件的加工就能较好的定位并保持较高的加工效率，故工序4采用铣削的方法对左右两端面以及工艺凸台进行较快的加工。此工序定位较快、稳定、容易，其校正面也比较精确。 工序5是对零件的装配基准面进行加工，因此保证导轨面的尺寸精度、位置精度是本工序的主要任务。在进行了上述准备以后，零件的外形尺寸都比较规矩、精确，为保证导轨面的加工精度提供了很好的加工基础与条件；由于平导轨面与V形导轨面在零件装配中联合起定位导向作用，它们之间是相互配合和相互依赖的关系，相互间有较高的位置精度要求，因此，两导轨面的加工安排在一起进行加工，能更好地保证这些位置要求，如两导轨面的平行度0.02 mm的要求等。 工序6是对导轨面的精加工，其主要目的是提高导轨面的接触精度，加强导轨副的接触强度。工序7是对导轨背面进行精加工，因为导轨装配及其使用时，其背面利用压板、螺钉对导轨与磨床立柱导轨进行联接形成导轨副，并保持在受力以及使用中有正确的运动精度和导向精度，配合间隙较小，因此，砂轮架的导轨面与其背面必须平行。同样，工序8中的加工表面也与主要表面有较高位置要求，如顶面对基准C的垂直度要求0.04 mm，应对其进行精加工。 工序9对砂轮架最重要的面 轴承孔进行加工。由于零件为小批量生产，零件组织生产以集中原则进行，因此主轴孔的加工必须要有精确的定位基准和较高的加工条件。 工序10，11，12均属于次要表面的加工。这些表面的加工更集中。它们的尺寸精度要求相对较低，但它们与主要表面间有相互位置要求，若工序安排过前，这些位置精度就会得不到保证。 箱体毛坯及加工中安排合适的热处理。箱体毛坯比较复杂，壁厚不均，铸造应力较大。为了消除内应力，减少变形，保证箱体的尺寸稳定性，对于普通精度的箱体，毛坯铸造完后要安排一次人工时效。对于高精度的箱体或形状特别复杂的箱体，在粗加工后再安排一次人工时效处理，以消除粗加工中产生的残余应力。对于特别精密的箱体零件，在机械加工阶段尚需安排较长时间的自然时效处理。 对于大批量生产时，由于以高效率、较大的切削用量组织生产，产生了较大的内应力，粗加工之后需安排一次时间较长的自然时效（这个自然时效由于是多件堆积，按生产节拍顺次进行下道工序加工，故不会影响生产效率）。 关于辅助工序。主要是指检验工序的安排。零件由于批量较小，没有安排专门的检验工序。与主轴加工时相同，零件的检验安排在每个工序之后由操作人员进行，这样既省时省力又保证了工件加工精度，如果零件的批量较大如大批大量生产，这样安排就不合理。 夹具、刀具、量具、工具的选择直接影响工件的加工精度、生产率和制造成本，应根据不同情况适当选择。通过工艺过程的分析，结合现有生产条件和工序要求，砂轮架箱体加工常用的工艺装备见表3.2。 夹具的选择。在加工主轴孔、顶面及左端面孔加工时，均采用专用夹具。其中，加工主轴孔的夹具如图3.3所示，其他采用组合夹具。 图3.3 图3.4 铣床夹具是加工箱体零件上平面常用的工艺装备，由于铣削时切削力较大，冲击和振动也较严重，因此要求铣床夹具的夹紧力较大，夹具组成部分的强度和刚度较高。铣削加工的切削时间较短，因而单件加工时的辅助时间相对地就显得长了。因此，降低辅助时间，是设计铣床夹具时要考虑的主要问题之一。 在铣床上加工工件时，一般采用以下5种装夹方法。 1)直接装夹在铣床工作台上 大型工件常直接装夹在工作台上，用螺柱、压板压紧，这种方法需用百分表、划针等工具找正加工面和铣刀的相对位置，如图3.5(a)所示。 2)用机床用平口虎钳装夹工件 对于形状简单的中、小型工件，一般可装夹在机床用平口虎钳中，如图3.5(b)所示。使用时，需保证虎钳在机床中的正确位置。 3)用分度头装夹工件 如图3.5(c)所示，对于需要分度的工件，一般可直接装夹在分度头上。另外，不需分度的工件用分度头装夹加工也很方便。 4)用V形架装夹工件 这种方法一般适用于轴类零件，除了具有较好的对中性以外，还可承受较大的切削力，如图3.5(d)所示。 5)用专用夹具装夹工件 专用夹具定位准确、夹紧方便，效率高，一般适用于成批、大量生产。 图3.5 图3.6 图3.7 图3.8 靠模铣床夹具也称仿形铣床夹具，是一种安装在普通铣床上用以加工各种成形表面的夹具。它不仅扩大了普通铣床的工艺范围，还解决了缺少专用仿形铣床而无法解决的问题，尤其适合于模具生产。 如图3.9所示为靠模铣床夹具的结构原理图 图3.9 图3.10对刀块1对刀块;2塞尺 图3.11定位键 在机械加工中，许多产品的关键零件 机座、箱体等，往往需要进行精密孔系的加工。这些孔系不但要求孔的尺寸和形状精度高，而且各孔间及孔与其他基准面之间的相互位置精度也较高，用一般的办法加工很难保证。为此，工程技术人员设计了各种专用镗孔夹具(镗模)，从而解决了孔系的加工问题。采用镗模后，镗孔精度基本上可不受机床精度的影响，对于缺乏高精度镗孔机床的中、小工厂，就可以用普通机床、动力头以至其他经改装的旧机床来批量加工精密孔系。在大批量生产中，还可采用多轴联动镗床同时镗孔，大大提高了生产效率。 图3.12镗车床尾架孔镗模1支架;2镗套;3,4定位板;5,8压板;6夹紧螺钉;7可调支承钉;9镗刀杆10浮动接头 图3.13固定镗套 图3.14回转式镗套1轴承套;2,6镗套;3支架;4轴承端盖;5滚动轴承 标准镗套的材料与主要技术条件可参阅有关设计资料。若需要设计非标准固定式镗套时，可参考下列内容： 镗套的材料。镗套的材料用渗碳钢（20钢、20Cr钢），渗碳深度0.81.2 mm，淬火硬度HRC5560。一般情况下，镗套的硬度应比镗杆低。用磷青铜做固定式镗套，因为减摩性好不易与镗杆咬住，可用于高速镗孔，但成本较高；对大直径镗套，或单件小批生产时用的镗套，也可采用铸铁镗套，目前也有用粉末冶金制造的耐磨镗套。镗套的衬套也用20钢做成。渗碳深度0.81.2 mm，淬火硬度HRC5864。 镗套的主要技术条件。镗套内径的公差带为H6或H7；镗套外径的公差带：对粗镗用g6；对精镗用g5；镗套内孔与外圆的同轴度：当内径公差带为H7时，为0.01 mm；当内径公差带为H6时，为0.005 mm（外径小于 85 mm时）或0.01 mm（外径大于或等于85 mm时）。镗套内孔表面的粗糙度为Ra0.2 m（内孔公差带为H6时）或Ra0.4 m（内孔公差带为H7时），外圆表面粗糙度Ra0.4 m；镗套用衬套的内径公差带为：粗镗选用H7，精镗选用H6；衬套的外径公差带为n6；衬套的内孔与外圆的同轴度：当内径公差带为H7时，为0.01 mm；当内径公差带为H6时，为0.005 mm（外径小于52 mm时）或0.01 mm（外径大于或等 于52 mm时）。 镗套的布置形式主要根据被加工孔的直径D以及孔长与孔径的比值L/D和精度要求而定。一般有以下4种形式： 单支承后引导。当D小于60 mm时，常将镗套布置在刀具加工部位的后方(即机床主轴和工件之间)。如图3.15(b)当加工L(11.25)D的通孔和盲孔时，应采用如图3.15(c)所示的布置方式(dD) 单支承前引导当镗削直径D60 mm，且L/D1的通孔或小型箱体上单向排列的同轴线通孔时，常将镗套(及其支架)布置在刀具加工部位的前方，如图3.15(a)所示。 图3.15单支承引导1镗杆;2镗套;3工件 图3.16双支承引导 图3.17镗杆浮动联接 图3.18镗杆导向部分结构 图3.19镗杆引进结构 确定镗杆直径时,应考虑镗杆的刚度和镗孔时应有的容屑空间。一般可取式中d 镗杆直径,mm; D 被镗孔直径,mm。 设计镗杆时,镗孔直径D、镗杆直径d、镗刀截面B B之间的关系一般为 或参照表3.3选取。 镗杆的轴向尺寸，应按镗孔系统图上的有关尺寸确定。 镗杆要求表面硬度高而心部有较好的韧性，因此，材料采用20钢、20Cr钢，渗碳淬火硬度为HRC6163；也可用氮化钢38CrMoAlA；大直径的镗杆，还可采用45钢、40Cr钢或65Mn钢。 镗杆的主要技术条件一般规定如下： 镗杆导向部分的圆度与锥度允差控制在直径公差的1/2以内。 镗杆导向部分公差带粗镗为g6，精镗为g5。表面粗糙度Ra值0.80.4 m。 镗杆在500 mm长度内的直线度允差为0.010.1 mm。刀孔表面粗糙度Ra值一般为1.6 m，装刀孔不淬火。 镗模支架是组成镗模的重要零件，它的作用是安装镗套并承受切削力，因此,它必须有足够的刚度和稳定性，有较大的安装基面和必要的加强筋，以防止加工中受力时产生振动和变形。为了保持支架上镗套的位置精度，设计中不允许在支架上设置夹紧机构或承受夹紧反力。 镗模支架与底座的联接，一般采用螺钉紧固的结构。在镗模装配中，调整好支架正确位置后，用两个对定销对定。支架一般用HT200灰铸铁铸造，铸造和粗加工后，须经退火和时效处理。 镗模支架的典型结构和尺寸见表3.4。镗模底座是安装镗模其他所有零件的基础件，并承受加工中的切削力和夹紧的反作用力，因此，底座要有足够的强度和刚度。底座一般用HT200灰铸铁铸造，铸造和粗加工后须经退火和时效处理。表3.5是镗模底座的结构尺寸参数表。 （1）可调夹具 可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具。采用这类夹具可大大减少夹具数量，节省设计与制造夹具的费用，减少金属消耗，降低生产成本，缩短生产周期，是实现机床夹具标准化、系列化、通用化的有效途径。如图3.20所示为钻轴类零件径向孔的通用可调钻床夹具。 图3.20钻轴类零件径向孔的通用可调夹具1移动钻模板;2夹紧手柄;3杠杆压板;4压板支座;5;轴向挡板;6 V形块;7附加移动钻模板;8轴向定程螺钉 成组夹具的结构特点和用途与万能可调夹具相类似，都可用作零件的成组加工。所不同的是，成组夹具的设计有一定的针对性，它是为加工某一组几何形状、工艺过程、定位及夹紧相似的零件而设计的，因此与专用夹具很接近。例如，如图3.21所示为4种柄形零件的钻孔加工，考虑其形状与工艺基本相似，所选定的基准也相同，就归为同一组。 图3.21按零件相似性分组 数控机床夹具因此得到了发展。数控机床按编制的程序完成工件的加工。加工中，机床、刀具、夹具和工件之间应有严格的相对坐标位置。因此，数控机床夹具在机床上应相对数控机床的坐标原点具有严格的坐标位置，以保证所装夹的工件处于所规定的坐标位置上。为此，数控机床夹具常采用网格状的固定基础板，如图3.22所示。图3.22数控机床夹具构成简图 图3.23数控机床夹具1,2坐标原点;3定位支承钉;4数控机床工作台;5夹具体;6工件;7通油孔;8液压缸;9活塞;10拉杆;11压板 （1）铣刀的种类 铣刀的种类很多，分类方法也较多。 1）按铣刀切削部分的材料分类 高速钢铣刀。这类铣刀是目前广泛应用的铣刀，尤其是形状比较复杂的铣刀，大都用高速钢制造。高速钢铣刀大都做成整体的，直径较大而不太薄的铣刀，则大都做成镶齿的。 硬质合金铣刀 2）按铣刀的用途分类 加工平面用的铣刀。加工平面用的铣刀主要有面铣刀和圆柱铣刀，如图3.24所示。加工较小的平面，也可用立铣刀和三面刃铣刀。 图3.24加工平面用铣刀1不重磨可转位夹具;2定位座;3定位座夹具;4刀片夹具 图3.25加工沟槽用铣刀 图3.26加工特形面铣刀 为了便于辨别铣刀的规格、材料和制造单位等，在铣刀上都刻有标记。铣刀标记的内容主要包括下列3个方面： 1）制造厂的商标 我国制造铣刀的工具厂很多，主要有上海工具厂、哈尔滨量具刃具厂、成都量具刃具厂等，各厂都有自己的标记。 2）制造铣刀的材料 一般均用材料的牌号表示，如W18Cr4V。 3）铣刀尺寸规格的标记 铣刀尺寸规格的标注方法，随铣刀的形状不同而略有区别。 圆柱铣刀、三面刃铣刀和锯片铣刀等均以外圆直径宽度内孔直径来表示。例如，在圆柱铣刀上标有8010032，则表示此铣刀的外圆直径为80 mm，宽度为100 mm，内孔直径为32 mm。 立铣刀和键槽铣刀等一般只标注外圆直径。 角度铣刀和半圆铣刀等，一般以外圆直径宽度内孔直径角度（或圆弧半径）表示。如在角度铣刀上标有75202760，则表示外径为75 mm、宽度（或称厚度）为20 mm、孔径为27 mm的60角度铣刀。同样，在半圆铣刀的标记末尾有8R等，则表示圆弧半径为8 mm。铣刀上所标的尺寸，均为基本尺寸，在使用和刃磨后，往往会产生变化，使用时应加以注意。其他各种铣刀的尺寸规格标记方法大致相同，都以表示出铣刀的主要规格为目的。 1）带孔圆柱形铣刀和圆盘形铣刀的安装 这类铣刀一般利用刀杆将铣刀安装到铣床主轴上，如图3.27所示。常用的刀杆直径有22，27，32和40 mm 4种，用得较少的还有16和50 mm两种。 图3.27带孔圆柱铣刀和圆盘形铣刀的安装1拉杆;2主轴;3端面键;4套筒;5铣刀;6刀杆;7螺母;8刀杆支承 刀杆和铣刀的安装步骤如下： 安装刀杆。用干净棉纱擦拭干净刀杆的锥柄和铣床主轴的锥孔，把刀杆的锥柄插入主轴锥孔中，使刀杆凸缘盘上的槽和主轴前端的传动块（或称键）配合，并用拉紧螺杆把刀轴拉紧和紧固在铣床主轴上。拉紧螺杆旋入刀杆后端的螺孔中时，最好旋入四圈以上，若太少，则会使螺纹损坏。 安装铣刀。将铣刀、垫圈和刀轴全部擦拭干净，套上几个垫圈，使铣刀处在适当位置，再装上铣刀，并在铣刀与刀杆之间装上键。再在铣刀外面套上适当数量的垫圈和与挂架轴承相配的轴套。最后装上挂架和旋紧螺母。 当铣削用量不太大，受力较小时，可利用轻便刀杆来安装铣刀。这种刀杆安装时不需用横梁和挂架来支承，所以在卧式和立式铣床均可使用。 图3.28端铣刀的安装及刀杆 图3.29带柄铣刀的安装1螺母;2弹簧套;3夹头体 4）锥柄铣刀的安装 铣刀和键槽铣刀的柄部锥度，大部分是采用“莫氏”锥度的。目前也有一部分采用“公制”锥度。安装方法根据机床主轴锥孔的锥度不同可分以下两种： 若铣床主轴锥孔的锥度与铣刀柄部的锥度相同，则可把铣刀直接安装在铣床主轴孔，并用螺杆拉紧即可。在拆卸铣刀时，最好利用主轴尾部带有台阶孔的螺母（在立铣上有），旋松拉紧螺杆，把铣刀推出卸下（见图3.29（b）。 当铣刀柄部的锥度与铣床主轴锥孔的锥度不相同时，则要利用中间套筒来进行安装。安装时，先把铣刀放入套筒内，再连同套筒一起安装到铣床上。若中间套筒的内孔锥度与立铣刀的锥柄锥度不同时，中间可再放一只小的中间套筒（图3.29（c）。 (4)常用铣刀常用标准铣刀的类型及尺寸和模具铣刀的形式和尺寸参见机械加工工艺装备设计手册。 (5)型腔加工用立铣刀 由于塑压模、注塑模、压铸模及锻模等各种模具中，相当部分的模具型腔，可用立式铣床或万能工具铣床进行立铣加工，从而得到精度较高和表面粗糙度较低的型腔，因此型腔加工用的立铣刀有较多的用途。在型腔的立铣加工中，由于型腔有各种各样的特殊形状和尺寸，因此，必须配备各种不同形状和尺寸的立铣刀。而单刃立铣刀是制造最为方便的一种，可及时地配合加工中的需要。 双刃立铣刀由于切削时受力平衡，因此能承受较大的切削量。刀刃的排屑槽比多刃立铣刀大，铣削的精度也较高，对铣削直线和凸凹型面较为适宜。 平底刃的双刃立铣刀，适合于深切槽子，且铣削精度较高，但由于磨损激烈而设较小的45斜面或圆角。 (6)仿形铣刀 仿形铣刀的尺寸和形状是根据型腔的形状，尤其是型面圆角半径的大小而选用。粗仿形加工时，宜用刚度和直径大的仿形铣刀。精仿形加工时，宜用切削刃圆角半径小于工件内凹圆角半径的球头铣刀或小型锥指铣刀。常见仿形铣刀的类型参见机械加工工艺装备设计手册。 刨削加工应用于单件小批生产及修配工作中。其加工的经济精度为IT9 IT7,最高可达IT6，表面粗糙度植Ra一般为6.31.6 m，最低可达0.8 m。 (1)刨刀 刨刀是刨削加工所使用的工具。刨刀的种类很多，常用的有平面刨刀、偏刀、角度刀及成形刀等。刨刀的几何参数与车刀很相似。但它切入工件时，冲击很大，因此刨刀杆截面比车刀大。刨刀有直头和弯头两种结构形式。当刨削有硬皮的工件时，直头刨刀容易发生“崩刀”或“扎刀”（见图3.30(b)），而弯头刨刀工作时不易产生这类问题。这是因为弯头刨刀刀刃碰到工件上的硬点时，比较容易弯曲，形成让刀如图3.30(a)）所示。 如图3.31所示为一种宽刃精刨刀结构。这种刨刀刃宽小于50 mm时，刀片材料采用硬质合金（YG6,YG8）；刃宽大于50 mm时，采用高速钢。刀片安装的前角一般为-10-15，后角315。刨刀刃磨后要对前、后刀面进行研磨，使其表面粗糙度值Ra小于0.1 m。 图3.30刨刀弯曲状况图3.31宽刃精刨刀 图3.32常用刨刀的结构形式 图3.33强力刨刀图3.34夹固式强力刨刀 图3.35仿形刨用刨刀 镗刀是由镗刀头和镗刀杆及相应的夹紧装置组成，镗刀头是镗刀的切削部分其结构和几何参数与车刀相似。在镗床上镗孔时，工件固定在工作台上作进给运动，镗刀夹固在镗刀杆上与机床主轴起作回转运动。在车床上镗孔时，镗刀固定在机床刀架上作进给运动，工件作回转运动。由于镗刀的尺寸以及镗刀杆的粗细和长短在很大程度上取决于被加工孔的直径、深度和该孔所处的位置，因此不论镗刀用于何种机床上，一般来说，其刚度和工作条件都比外圆车刀差。 （1）镗刀种类 镗刀种类很多，一般可分为单刃镗刀、双刃镗刀和镗刀头。 1)单刃镗刀这种镗刀只有一个切削刃，结构简单，制造方便，通用性好，一般都有调节装置。如图3.36所示为微调镗刀的结构。 图3.36微调镗刀1刀片;2镗刀杆;3导向键;4紧固螺钉;5精调螺钉;6刀块 图3.37机夹式单刃镗刀 2)双刃镗刀 双刃镗刀常用的有固定式镗刀和浮动镗刀。它的两端具有对称的切削刃，工作时可消除径向力对镗杆的影响，工件孔径尺寸由镗刀尺寸保证。浮动镗刀又可分为整体式、可调焊接式和可转位式。 整体式。通常用高速钢制作或在45钢刀体上焊两块硬质合金刀片。制造时直接磨到尺寸，不能调节，适用于零件品种规格多，批量小，生产周期短的加工。 图3.38可调焊接式浮动镗刀1刀体;2紧固螺钉;3调节螺钉 可转位式 如图3.39所示为可转位式浮动镗刀。它由刀体1、压紧螺钉4、调节螺钉2、压块3、销子5和刀片6等组成。将刀片6套在销子5上，旋转压紧螺钉4，压块3向下移动，压块3的3斜面将刀片6楔紧在销子5上。压块靠专用调节螺钉2顶紧定位，刀片承受切削力时不会松动。硬质合金刀片的切削刃磨损后，可转位后继续使用。当刀片上的两刃都磨损后可进行重磨。只需旋松螺钉2，4，便可方便地装卸刀片、调节直径尺寸，一般调节范围为16 mm。 图3.39可转位式浮动镗刀1刀体;2调节螺钉;3压块; 4压紧螺钉;5销子;6刀片 图3.40整体镗刀 图3.41镗淬硬工件用镗刀 由于坐标镗床是贵重的精密设备，因此只在必要时才利用坐标镗床镗淬硬工件，为避免设备的损坏，在使用图3.41所示的硬质合金镗刀镗淬硬工件时，应注意切削用量的选用： 加工余量按机械加工工艺装备设计手册中镗淬硬工件加工余量选用。 镗孔时应分4次走刀，每次的切削深度见机械加工工艺装备设计手册中每次切削深度的百分比（以整个余量的百分比计），最后一次切削深度实际上因前几次镗孔的让刀而大于10%。 进给量根据工件硬度按机械加工工艺装备设计手册镗淬硬工件的进给量选用。 采用上述进给量时，主轴的转速按机械加工工艺装备设计手册中镗淬硬工件的主轴转速选用。 手动进给靠模仿形铣削工具特点是结构简单，但加工精度较低。如图3.42所示为按靠模手动进给铣削多圆弧联接直线成形表面的工具。将靠模和工件叠合在一起，牢固装夹在工作台上，用手操纵工作台的纵、横向进给，使立铣刀刀柄部外圆始终与靠模型面接触，逐渐铣出成形表面。图3.42靠模手动进给仿形铣削1靠模;2工件 图3.43仿形面靠模铣削夹具1铣刀;2衬套;3刀杆;4刀杆垫圈;5滚轮;6工件 图3.44简单靠模装置1样板;2滚轮;3,5垫板;4凹模;6指状铣刀 2）回转铣削弯曲半圆孔靠模装置 如图3.45（b）所示为典型回转铣削弯曲半圆孔靠模装置。其工作原理是：将图3.45（a）所示工件，以其半圆孔半径R1的原点O调整到与回转工作台的回转中心相重合，采用如图3.45（b）所示挂在铣床主轴上，并以主轴为传动轴，通过齿轮2，3，4带动铣镗旋转，进行回转进给加工。 图3.45回转铣削弯曲半圆孔靠模装置1平板;2主动齿轮;3中间齿轮;4从动齿轮;5刀盘;6镗刀;7工件;8回转工作台 图3.46简单靠模装置 图3.47带纵键端铣刀刀杆 图3.48带端键铣刀刀杆 图3.497 24圆锥铣刀刀杆图3.50莫氏锥柄铣刀刀杆 图3.51锥柄弹性铣刀夹头图3.52短锥柄立铣刀夹头 2）回转工作台 如图3.53所示，回转工作台除了能带动安装在它上面的工件旋转外，还可完成分度工作。用它可加工工件上的圆弧形周边，圆弧形槽，多边形工件，以及加工有分度要求的槽或孔等。回转工作台按其外圆直径的大小区分，有200，320，400和500 mm等几种规格。图3.53回转工作台1底座;2转台;3蜗杆轴;4手轮;5固定螺钉 图3.54立铣头 4）万能分度头 如图3.55所示的FW125型万能分度头可对工件进行任意圆周等分或不等分分度或直线移距分度；能将工件相对铣床工作台台面扳成所需要的角度；能配合工作台的移动使工件作连续旋转，以铣削螺旋面等复杂曲面。例如，铣削内外球面时，铣刀盘轴线通过球心，刀尖的旋转运动轨迹与球面的某一截面圆重合，用分度头带动工件绕自身轴线旋转，即可铣出球面。 如图3.55（a）所示，万能分度头主要由分度头基座11、回转体5、主轴2、刻度盘3、分度盘9、分度盘手柄7和分度叉8及附件等组成。主轴为空心，两端均为锥孔。前端锥孔及端面可用于安装顶尖1或工件心轴、三爪自定心卡盘。主轴可随回转体5在基座内转动成水平或倾斜位置。用万能分度头进行分度，一般可用直接分度法和简单分度法。主轴2前端的刻度盘3可随主轴一起旋转，用于直接分度的原理如图3.55（b）所示。 图3.55万能分度头1顶尖;2主轴;3刻度盘;4游标;5回转体;6插销;7手柄;8分度叉;9分度盘;10锁紧螺钉;11基座 (1)专用夹具的设计方法和步骤 1）夹具的生产过程和基本要求 一般夹具的生产过程如图3.56所示。夹具设计任务夹具结构设计使用、制造部门会签夹具制造夹具验证使用生产图3.56夹具的生产过程 2）夹具设计的步骤 明确设计任务，收集、研究设计的原始资料 确定夹具结构方案、绘制结构草图 绘制夹具总图 标注总图上的尺寸、公差与配合和技术条件。夹具总图的结构绘制完成后，需在图上标注5类尺寸和4类技术条件，标注内容和标注方法后面将专门阐述。 编写零件明细表。总图上的明细表应具有以下内容：序号、名称、代号(指标准件号或通用件号)、数量、材料、热处理、质量。 绘制零件图 图3.57钻轴套工件6H9孔夹具1钻套;2衬套;3钻模板;4开口垫圈;5螺母;6定位心轴;7底座 工件与定位元件间的联系尺寸，图3.57中的尺寸B属此类尺寸。 夹具与刀具的联系尺寸，图3.57中的尺寸C属此类尺寸。 夹具与机床联接部分的联系尺寸 夹具内部的配合尺寸，图3.57中的尺寸E均属此类尺寸。 定位元件之间的相互位置要求定位元件与联接元件和(或)夹具体底面的相互位置要求引导元件与联接元件和(或)夹具体底面的相互位置要求引导元件与定位元件间的相互位置要求 图3.584类技术条件的相互位置关系 如图3.59所示为连杆的钻孔工序图。本工序为在Z5125立式钻床上钻7孔和螺纹M6的底孔5。本工序使用钻模进行加工 图3.59加工连杆螺钉孔的工序简图