机械制造技术基础--制造工艺装备--课件

制造工艺装备制造工艺装备第二章第二章 制造工艺装备制造工艺装备2-1 2-1 典型加工方法与常用刀具典型加工方法与常用刀具2-2 2-2 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识2-3 2-3 车床车床2-4 2-4 齿轮加工机床齿轮加工机床 2-5 2-5 磨床磨床2-6 2-6 组合机床组合机床2-7 2-7 数字控制机床简介数字控制机床简介2-8 2-8 机床夹具机床夹具制造工艺装备制造工艺装备第一节第一节 常用加工方法与常用刀具常用加工方法与常用刀具制造工艺装备制造工艺装备主要内容主要内容车刀车刀孔加工刀具孔加工刀具铣刀铣刀拉刀拉刀齿轮加工刀具齿轮加工刀具砂轮砂轮自动化加工中的刀具自动化加工中的刀具制造工艺装备制造工艺装备一、车一、车 刀刀1.1.车刀的车刀的用途用途 车刀用于加工外车刀用于加工外圆、内孔、端面、圆、内孔、端面、螺纹及各种内、螺纹及各种内、外回转体成形表外回转体成形表面，也可以切断面，也可以切断和切槽等。和切槽等。制造工艺装备制造工艺装备2.2.车刀的分类：车刀的分类：按结构可分为整体式、焊接式、机夹重磨式、机按结构可分为整体式、焊接式、机夹重磨式、机夹可转位式和夹可转位式和成型车刀等。等。制造工艺装备制造工艺装备（1 1）硬质合金焊接车刀）硬质合金焊接车刀 所谓焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度所谓焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。特点：特点：结构简单，刚结构简单，刚性好，适应性强，可根性好，适应性强，可根据加工条件和要求刃磨据加工条件和要求刃磨出合理的几何角度。由出合理的几何角度。由于焊接其切削性能和耐于焊接其切削性能和耐用度降低用度降低。制造工艺装备制造工艺装备（2 2）硬质合金机夹重磨式车刀）硬质合金机夹重磨式车刀 机夹重磨式车刀，用机械的方法将硬质合金刀片夹固在机夹重磨式车刀，用机械的方法将硬质合金刀片夹固在刀杆的车刀。刀杆的车刀。特点：特点：刀片磨损后，可卸刀片磨损后，可卸下重磨，然后再安装使用。下重磨，然后再安装使用。避免了焊接缺陷，刀杆可避免了焊接缺陷，刀杆可重复使用。重复使用。制造工艺装备制造工艺装备（3 3）机夹可转位车刀）机夹可转位车刀 机夹机夹可转位车刀是将预先加工好的有一定几何角度的多可转位车刀是将预先加工好的有一定几何角度的多角形硬质合金刀片，用机械的方法装夹在特制的刀杆上的角形硬质合金刀片，用机械的方法装夹在特制的刀杆上的车刀。车刀。特点：特点：刀具的几何角度刀具的几何角度由刀片形状及其在刀杆由刀片形状及其在刀杆槽中的安装位置来确定，槽中的安装位置来确定，不需刃磨。一个切削刃不需刃磨。一个切削刃磨钝后，将刀片转位，磨钝后，将刀片转位，改用新切削刃继续切削。改用新切削刃继续切削。制造工艺装备制造工艺装备偏心销式夹紧偏心销式夹紧楔销式夹紧楔销式夹紧上压式夹紧上压式夹紧杠杆式夹紧杠杆式夹紧制造工艺装备制造工艺装备（4）成形车刀 成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，其刃形是根据工件廓形设计的，可用在各类车床上加工内外回转体的成形表面。操作简便、生产率高，但成形车刀制造较复杂、成本较高，刀刃工作长度较宽，故易引起振动。制造工艺装备制造工艺装备二、孔加工刀具二、孔加工刀具 按用途分类：实体材料上加工孔、按用途分类：实体材料上加工孔、已有孔上再加工已有孔上再加工 麻花钻麻花钻 扩孔钻扩孔钻 铰刀铰刀制造工艺装备制造工艺装备 1.1.麻花钻麻花钻 双刃钻、扩孔刀具双刃钻、扩孔刀具 1 1）麻花钻的构造）麻花钻的构造制造工艺装备制造工艺装备 1.1.麻花钻麻花钻 双刃钻、扩孔刀具双刃钻、扩孔刀具 1 1）麻花钻的构造）麻花钻的构造制造工艺装备制造工艺装备2 2）麻花钻的主要几何参数）麻花钻的主要几何参数螺旋角螺旋角顶角顶角22主偏角主偏角r r前角前角o o制造工艺装备制造工艺装备标准麻花钻的缺陷：标准麻花钻的缺陷：切削刃过长、切屑较宽、前角变化大、排屑不畅、横切削刃过长、切屑较宽、前角变化大、排屑不畅、横刃部分切削条件很差等。刃部分切削条件很差等。因此需常常进行修磨，以改变标准麻花钻切削部分的因此需常常进行修磨，以改变标准麻花钻切削部分的几何形状，改善其切削条件，提高钻头的切削性能。几何形状，改善其切削条件，提高钻头的切削性能。制造工艺装备制造工艺装备2.2.扩孔钻扩孔钻 用于对已钻孔进一步加工，以提高孔的加工质量用于对已钻孔进一步加工，以提高孔的加工质量的刀具。的刀具。属多刃刀具，导向性好，切削平稳。属多刃刀具，导向性好，切削平稳。制造工艺装备制造工艺装备 主要类型：主要类型：整体式、套式整体式、套式制造工艺装备制造工艺装备 3.3.铰刀铰刀 中、小孔的半精加工和精加工，也可用于磨孔或研孔中、小孔的半精加工和精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。前的预加工。制造工艺装备制造工艺装备 铰刀的基本结构及其作用铰刀的基本结构及其作用 制造工艺装备制造工艺装备制造工艺装备制造工艺装备三、铣刀三、铣刀 铣刀是刀齿分布在圆周表面或端面上的多刃回转刀具。铣刀是刀齿分布在圆周表面或端面上的多刃回转刀具。可加工：平面、台阶、沟槽和各种成形表面。可加工：平面、台阶、沟槽和各种成形表面。制造工艺装备制造工艺装备1.1.铣刀的类型铣刀的类型制造工艺装备制造工艺装备1.1.铣刀的类型铣刀的类型制造工艺装备制造工艺装备2.2.铣刀几何角度铣刀几何角度制造工艺装备制造工艺装备 3.3.铣削方式及合理选用铣削方式及合理选用平面铣削类型：平面铣削类型：制造工艺装备制造工艺装备（1 1）圆周铣削法（周铣法）圆周铣削法（周铣法）用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件加工表面的方法。用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件加工表面的方法。逆铣、顺铣（定义、特点及选择）逆铣、顺铣（定义、特点及选择）制造工艺装备制造工艺装备逆铣：逆铣：（1 1）切入时，挤压、滑行）切入时，挤压、滑行（2 2）切削力向上，振动）切削力向上，振动 顺铣：顺铣：（1 1）有窜动，不平稳，易打刀）有窜动，不平稳，易打刀（2 2）先切黑皮，磨损刀具）先切黑皮，磨损刀具制造工艺装备制造工艺装备 一般情况下，尤其是粗加工或加工有硬皮的毛一般情况下，尤其是粗加工或加工有硬皮的毛一般情况下，尤其是粗加工或加工有硬皮的毛一般情况下，尤其是粗加工或加工有硬皮的毛坯时，采用逆铣；坯时，采用逆铣；坯时，采用逆铣；坯时，采用逆铣；精加工时，加工余量小，铣削力小，不易引精加工时，加工余量小，铣削力小，不易引精加工时，加工余量小，铣削力小，不易引精加工时，加工余量小，铣削力小，不易引起工作台窜动，可用顺铣。起工作台窜动，可用顺铣。起工作台窜动，可用顺铣。起工作台窜动，可用顺铣。实际中，逆铣应用较多。实际中，逆铣应用较多。实际中，逆铣应用较多。实际中，逆铣应用较多。制造工艺装备制造工艺装备（2 2）端面铣削法（端铣法）端面铣削法（端铣法）利用铣刀端面的刀齿来铣削工件的加工表面。利用铣刀端面的刀齿来铣削工件的加工表面。三种铣削方式：对称铣三种铣削方式：对称铣 不对称逆铣不对称逆铣 不对称顺铣不对称顺铣 制造工艺装备制造工艺装备四、拉刀四、拉刀 内拉刀、外拉刀；内拉刀、外拉刀；拉刀、推刀；拉刀、推刀；整体式、组合式整体式、组合式 1.1.拉刀的类型拉刀的类型 制造工艺装备制造工艺装备制造工艺装备制造工艺装备2.2.拉刀的结构拉刀的结构制造工艺装备制造工艺装备制造工艺装备制造工艺装备3.3.刀齿几何参数刀齿几何参数 齿升量、齿距、前角、后角齿升量、齿距、前角、后角4.4.拉削方式拉削方式 分层式、分块式、综合式分层式、分块式、综合式 制造工艺装备制造工艺装备五五、齿轮刀具、齿轮刀具1.1.齿轮刀具的类型齿轮刀具的类型 按工作原理分：成形法刀具、展成法刀具按工作原理分：成形法刀具、展成法刀具（1 1）成形法齿轮刀具（主要有）成形法齿轮刀具（主要有盘状铣刀盘状铣刀、指状铣刀指状铣刀）制造工艺装备制造工艺装备（2 2）展成法齿轮刀具（主要有滚刀、插刀、剃齿刀）展成法齿轮刀具（主要有滚刀、插刀、剃齿刀）展成法展成法:用齿轮刀具和被切齿轮的啮合运动加工齿轮。用齿轮刀具和被切齿轮的啮合运动加工齿轮。制造工艺装备制造工艺装备2.2.插齿刀插齿刀 可加工直齿轮、斜齿轮、内齿轮、塔形齿轮、人字齿轮和齿可加工直齿轮、斜齿轮、内齿轮、塔形齿轮、人字齿轮和齿条等。条等。制造工艺装备制造工艺装备 1 1）基本）基本工作工作原理原理 2 2）标准插齿刀的选择）标准插齿刀的选择制造工艺装备制造工艺装备3.3.齿轮滚刀齿轮滚刀 常用于加工直齿和螺旋齿圆柱齿轮。常用于加工直齿和螺旋齿圆柱齿轮。制造工艺装备制造工艺装备滚齿滚齿运动：运动：1 1）主运动）主运动2 2）分齿运动）分齿运动 (展成运动展成运动)3 3）垂直进给运动）垂直进给运动制造工艺装备制造工艺装备六六、砂轮、砂轮 磨削是用带有磨粒的工具（砂轮、砂带、油石磨削是用带有磨粒的工具（砂轮、砂带、油石等）对工件进行切削加工的方法。等）对工件进行切削加工的方法。砂轮是最重要的磨削工具。它是用结合剂把磨砂轮是最重要的磨削工具。它是用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及车整而成的多粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及车整而成的多孔疏松物体。孔疏松物体。制造工艺装备制造工艺装备磨削加工磨削加工(1)(1)(1)(1)每个磨粒都是一个每个磨粒都是一个每个磨粒都是一个每个磨粒都是一个微小的刀齿，磨粒的尖微小的刀齿，磨粒的尖微小的刀齿，磨粒的尖微小的刀齿，磨粒的尖棱是微小的切削刃棱是微小的切削刃棱是微小的切削刃棱是微小的切削刃 (2)(2)(2)(2)磨削过程：磨削过程：磨削过程：磨削过程：滑擦滑擦滑擦滑擦-刻划刻划刻划刻划-切削切削切削切削(3)(3)(3)(3)切屑、碎磨粒堵塞切屑、碎磨粒堵塞切屑、碎磨粒堵塞切屑、碎磨粒堵塞砂轮，或砂轮失去外形砂轮，或砂轮失去外形砂轮，或砂轮失去外形砂轮，或砂轮失去外形精度，需要定期修磨精度，需要定期修磨精度，需要定期修磨精度，需要定期修磨制造工艺装备制造工艺装备砂轮特性主要由以下因素决定：砂轮特性主要由以下因素决定：1.1.磨料磨料 2.2.粒度粒度（磨粒和微粉）（磨粒和微粉）对加工表面粗糙度和磨削生产率影响较大。对加工表面粗糙度和磨削生产率影响较大。粗磨粗磨/精磨；对工件精磨；对工件 3.3.硬度硬度（指砂轮的）（指砂轮的）工件（材料、磨削面积及导热）；粗磨工件（材料、磨削面积及导热）；粗磨/精磨精磨 磨粒破碎或脱落，露出新的棱角或磨粒，叫磨粒破碎或脱落，露出新的棱角或磨粒，叫磨粒破碎或脱落，露出新的棱角或磨粒，叫磨粒破碎或脱落，露出新的棱角或磨粒，叫“自砺性自砺性自砺性自砺性”，也叫，也叫，也叫，也叫“自锐自锐自锐自锐”。制造工艺装备制造工艺装备 4.4.结合剂结合剂 5.5.组织组织 磨料、结合剂、气孔三者间的体积比例关系。磨料、结合剂、气孔三者间的体积比例关系。6.6.砂轮的形状、尺寸及代号砂轮的形状、尺寸及代号 砂轮选择的主要依据砂轮选择的主要依据砂轮选择的主要依据砂轮选择的主要依据：被磨材料的性质、要求达被磨材料的性质、要求达到的工件表面粗糙度和金属磨除率。到的工件表面粗糙度和金属磨除率。制造工艺装备制造工艺装备 教学目的教学目的 1.1.掌握车刀的用途和主要结构形式。掌握车刀的用途和主要结构形式。2.2.掌握孔加工刀具的种类，掌握麻花钻的掌握孔加工刀具的种类，掌握麻花钻的组成和切削部分的组成，掌握钻、扩、铰组成和切削部分的组成，掌握钻、扩、铰刀具的用途。了解麻花钻主要几何参数。刀具的用途。了解麻花钻主要几何参数。3.3.掌握铣削方式及合理选用，铣刀的工作掌握铣削方式及合理选用，铣刀的工作范围。范围。4.4.了解拉刀的用途，掌握齿轮加工的方法，了解拉刀的用途，掌握齿轮加工的方法，插齿刀的工作原理。插齿刀的工作原理。5.5.掌握砂轮的特性主要的决定因素。掌握砂轮的特性主要的决定因素。