机械制造中一些典型加工方法课件

第三章 机械制造中一些 典型加工方法 1 1 切削用量的概念与车削、钻削切削用量的概念与车削、钻削2 2 铣削、拉削和镗削铣削、拉削和镗削3 3 磨削磨削4 4 光整加工光整加工5 5 齿面加工齿面加工 一一.切削用量的概念与车削、钻削切削用量的概念与车削、钻削1.1 1.1 工件表面工件表面n待加工表面n已加工表面n过渡表面一一.切削用量的概念与车削、钻削切削用量的概念与车削、钻削本章重点：本章重点：n掌握切削用量的概念 切削三要素n熟悉和掌握齿轮加工方法和加工机床n熟悉常规的表面加工方法1.2 1.2 切削运动切削运动n主运动：主运动：n工件相对于刀工件相对于刀具形成切削的具形成切削的运动运动n进给运动：进给运动：n使切削持续形使切削持续形成所需表面的成所需表面的运动运动1）切削速度2）进给量f 进给速度 vf=f n3）切削深度ap （吃刀量）1.3 1.3 切削用量（三要素）切削用量（三要素）1.4 1.4 切削用量的选择切削用量的选择n选择原则选择原则：1 1）选择尽可能大的切削深度，一般取切削余量值；）选择尽可能大的切削深度，一般取切削余量值；2 2）在工艺系统强度和刚度允许的条件下选择所允）在工艺系统强度和刚度允许的条件下选择所允许的最大进给量；许的最大进给量；3 3）选取最佳的切削速度；）选取最佳的切削速度；4 4）校验机床功率）校验机床功率1.5 1.5 车削车削车削应用：应用：外圆、内孔、端面、螺纹和内外外圆、内孔、端面、螺纹和内外回转体成形表面的加工。回转体成形表面的加工。1.5 1.5 车削车削粗车：粗车：IT1211，Ra12.56.3 mm半精车：半精车：IT108，Ra6.33.2 mm精车：精车：IT87，Ra3.20.8 mm精细车：精细车：IT67，Ra0.80.2 mm低精度表面的终低精度表面的终加工，高精度表加工，高精度表面预加工面预加工中等精度表面的中等精度表面的终加工，磨削或终加工，磨削或其他精加工工序其他精加工工序的预加工的预加工较高精度表面的较高精度表面的终加工，精细加终加工，精细加工或光整加工的工或光整加工的预加工预加工小的表面粗糙度小的表面粗糙度高精度表面的终高精度表面的终加工，磨削性不加工，磨削性不好的有色金属零好的有色金属零件的加工件的加工低低 切削速度切削速度 高高大大 进给量、吃刀量进给量、吃刀量 小小曲轴轴颈的车拉削曲轴轴颈的车拉削每一个刀片在一次循环中只参加一次车削，散每一个刀片在一次循环中只参加一次车削，散热冷却充分；热冷却充分；加工余量被分配到每一刀片上，切削量很小，加工余量被分配到每一刀片上，切削量很小，易于保证加工精度和延长刀具使用寿命；易于保证加工精度和延长刀具使用寿命；可同时车拉曲柄臂侧平面、轴颈轴肩、轴颈外可同时车拉曲柄臂侧平面、轴颈轴肩、轴颈外圆、圆角和沉割槽，可省去粗磨工序，效率高。圆、圆角和沉割槽，可省去粗磨工序，效率高。q小贴士小贴士1对于磨削加工性能不好的有色金属零件的加对于磨削加工性能不好的有色金属零件的加工，常采用精细车，一般使用（工，常采用精细车，一般使用（）等超硬材）等超硬材料车刀进行加工。料车刀进行加工。a)a)高速钢高速钢 b)b)硬质合金硬质合金 c)c)立方氮化硼立方氮化硼 d)d)金刚石金刚石q小贴士小贴士2车削能够适用于（车削能够适用于（）。）。a)a)外圆、内孔、端面外圆、内孔、端面;b);b)螺纹、内外回转体螺纹、内外回转体;b)b)成形表面成形表面;c);c)切断。切断。1.6 1.6 钻、扩、铰孔钻、扩、铰孔钻削：钻削：IT1211，Ra5012.5 mm扩孔：扩孔：IT1110，Ra6.33.2 mm铰孔：铰孔：IT87，Ra1.60.14 mm 钻削钻削钻削钻削无横刃，轴向力较小无横刃，轴向力较小容屑槽浅，强度刚性高容屑槽浅，强度刚性高刀齿数多，导向性好刀齿数多，导向性好副切削刃，修光能力好副切削刃，修光能力好切削速度高；切削速度高；扩孔扩孔铰孔铰孔刚性、导向性好；切削余量小；刚性、导向性好；切削余量小；有修光和挤压作用；切削速度低有修光和挤压作用；切削速度低组合孔加工刀具组合孔加工刀具钻、扩复合复合铰孔加工常见的问题与展望孔加工常见的问题与展望切屑的排除、深孔冷却；切屑的排除、深孔冷却；微细孔、长径比大的深孔加工；微细孔、长径比大的深孔加工；高质量孔的光整加工高质量孔的光整加工q小贴士小贴士对于孔加工，下述加工方法，加工质量和精对于孔加工，下述加工方法，加工质量和精度有低到高的顺序为（度有低到高的顺序为（）。）。a)a)钻钻-扩扩-铰铰 b)b)钻钻-铰铰-扩扩 c)c)扩扩-钻钻-铰铰 d)d)铰铰-扩扩-钻钻第二节 铣削、拉削和镗削河南科技大学河南科技大学 机械设计专业机械设计专业一、铣削一、铣削二、拉削二、拉削三、细镗三、细镗一一.铣削方法铣削方法一般用于面、槽类一般用于面、槽类加工加工分清：分清：立铣立铣卧铣卧铣受力方向受力方向曲轴连杆轴颈铣削n曲轴缓慢旋转曲轴缓慢旋转n铣刀盘快速旋铣刀盘快速旋转转n曲轴旋转和刀曲轴旋转和刀盘径向进给以盘径向进给以一定的运动关一定的运动关系联动系联动二、拉削拉削是使用拉削刀具进行加工的一种能拉削是使用拉削刀具进行加工的一种能保证良好质量与生产效率的切削加工方保证良好质量与生产效率的切削加工方法，能达到公差等级法，能达到公差等级IT7IT78,8,粗糙度粗糙度Ra0.16Ra0.161.251.25m mm m。1.1.拉刀结构拉刀结构2.拉削特点1 1）能保证加工面良好的质量）能保证加工面良好的质量 切削力很大，切削速度低；切削力很大，切削速度低；切削力很大，切削速度低；切削力很大，切削速度低；切削发热少，切削温度低；切削发热少，切削温度低；切削发热少，切削温度低；切削发热少，切削温度低；拉刀有修光刃，机床运动、传动简单拉刀有修光刃，机床运动、传动简单拉刀有修光刃，机床运动、传动简单拉刀有修光刃，机床运动、传动简单2 2）能保证高的生产效率）能保证高的生产效率 切削轨迹短，行程效率高；切削轨迹短，行程效率高；切削轨迹短，行程效率高；切削轨迹短，行程效率高；一次行程完成粗、精加工；一次行程完成粗、精加工；一次行程完成粗、精加工；一次行程完成粗、精加工；3 3）无法保证位置精度）无法保证位置精度3.拉削工艺性要求 防止容屑槽堵塞防止容屑槽堵塞防止容屑槽堵塞防止容屑槽堵塞划伤表面、刀刺挤裂或崩刃；划伤表面、刀刺挤裂或崩刃；划伤表面、刀刺挤裂或崩刃；划伤表面、刀刺挤裂或崩刃；同时工作的齿数要适当同时工作的齿数要适当同时工作的齿数要适当同时工作的齿数要适当3 3 3 3 6 6 6 6少时工作不平稳，加少时工作不平稳，加少时工作不平稳，加少时工作不平稳，加工表面会产生环状波纹或啃刀痕，短工件可组合一起工表面会产生环状波纹或啃刀痕，短工件可组合一起工表面会产生环状波纹或啃刀痕，短工件可组合一起工表面会产生环状波纹或啃刀痕，短工件可组合一起拉削。过多时拉刀受力过大易断裂；拉削。过多时拉刀受力过大易断裂；拉削。过多时拉刀受力过大易断裂；拉削。过多时拉刀受力过大易断裂；被拉削孔、面对端面应有一定的垂直度要求被拉削孔、面对端面应有一定的垂直度要求被拉削孔、面对端面应有一定的垂直度要求被拉削孔、面对端面应有一定的垂直度要求防止防止防止防止拉刀受大的弯曲应力、一般要采用球面自位支承；拉刀受大的弯曲应力、一般要采用球面自位支承；拉刀受大的弯曲应力、一般要采用球面自位支承；拉刀受大的弯曲应力、一般要采用球面自位支承；材料塑性大，拉削后表面质量差；材料塑性大，拉削后表面质量差；材料塑性大，拉削后表面质量差；材料塑性大，拉削后表面质量差；工件要求有良好的刚性；工件要求有良好的刚性；工件要求有良好的刚性；工件要求有良好的刚性；拉削孔径（拉削孔径（拉削孔径（拉削孔径（10101010 75mm75mm75mm75mm）、长度（）、长度（）、长度（）、长度（3 3 3 3 4D4D4D4D）要适当。）要适当。）要适当。）要适当。三.镗削1.组合机床镗孔1 组合机床镗孔2 细镗用经过仔细刃磨而且几何角度合适的金刚石用经过仔细刃磨而且几何角度合适的金刚石用经过仔细刃磨而且几何角度合适的金刚石用经过仔细刃磨而且几何角度合适的金刚石或硬质合金刀具，在高速下切削很小的面积或硬质合金刀具，在高速下切削很小的面积或硬质合金刀具，在高速下切削很小的面积或硬质合金刀具，在高速下切削很小的面积的一种镗孔方法。的一种镗孔方法。的一种镗孔方法。的一种镗孔方法。2.1.2.1.细镗的特点细镗的特点（1 1 1 1）切削速度高，切削面积小，所以切削力小，）切削速度高，切削面积小，所以切削力小，）切削速度高，切削面积小，所以切削力小，）切削速度高，切削面积小，所以切削力小，发热少，能保证良好的加工精度发热少，能保证良好的加工精度发热少，能保证良好的加工精度发热少，能保证良好的加工精度IT6IT67 7 ，小，小，小，小的粗糙度的粗糙度的粗糙度的粗糙度Ra0.08Ra0.081.251.25m mm m 。（2 2 2 2）生产效率高于内圆磨削）生产效率高于内圆磨削）生产效率高于内圆磨削）生产效率高于内圆磨削2.2.细镗工艺性要求细镗对振动很敏感，机床刚性要好，除选用细镗对振动很敏感，机床刚性要好，除选用细镗对振动很敏感，机床刚性要好，除选用细镗对振动很敏感，机床刚性要好，除选用带传动、液压进给系统外，可采用带传动、液压进给系统外，可采用带传动、液压进给系统外，可采用带传动、液压进给系统外，可采用消振镗杆消振镗杆消振镗杆消振镗杆；镗刀杆旋转，工件进给镗刀杆旋转，工件进给镗刀杆旋转，工件进给镗刀杆旋转，工件进给易增加平稳性；易增加平稳性；易增加平稳性；易增加平稳性；镗刀杆悬伸较长时，要镗刀杆悬伸较长时，要镗刀杆悬伸较长时，要镗刀杆悬伸较长时，要加导向支承加导向支承加导向支承加导向支承；适当提高镗孔前的加工精度，减小误差复映；适当提高镗孔前的加工精度，减小误差复映；适当提高镗孔前的加工精度，减小误差复映；适当提高镗孔前的加工精度，减小误差复映；镗杆回转轴线与工件进给方向不一致时，镗镗杆回转轴线与工件进给方向不一致时，镗镗杆回转轴线与工件进给方向不一致时，镗镗杆回转轴线与工件进给方向不一致时，镗出的出的出的出的孔会成椭圆形孔会成椭圆形孔会成椭圆形孔会成椭圆形。第二节 磨削河南科技大学河南科技大学 机械设计专业试用机械设计专业试用 在汽车拖拉机制造业中，磨床约占在汽车拖拉机制造业中，磨床约占25%25%；对淬硬材料精加工；对淬硬材料精加工；易于实现自动化，有利于提高生产率。易于实现自动化，有利于提高生产率。一.磨削的工艺特点1)1)砂轮磨料的硬度高，耐热性好，能加工一般刀砂轮磨料的硬度高，耐热性好，能加工一般刀具不能切削的硬材料、淬硬表面；具不能切削的硬材料、淬硬表面；2)2)能去除极薄的金属层，具有较强的误差修正能能去除极薄的金属层，具有较强的误差修正能力，精度力，精度IT6-5IT6-5，Ra0.1umRa0.1um；3)3)磨削速度高达磨削速度高达60m/s60m/s，CBNCBN砂轮可达到砂轮可达到120-120-180m/s180m/s；4)4)磨削消耗能量大，瞬时温度可达磨削消耗能量大，瞬时温度可达10001000度，表面度，表面易产生残余应力和烧伤、裂纹。易产生残余应力和烧伤、裂纹。二、常见磨削方法n n外圆磨削外圆磨削外圆磨削外圆磨削外圆磨床：纵向进给、横向进给；外圆磨床：纵向进给、横向进给；外圆磨床：纵向进给、横向进给；外圆磨床：纵向进给、横向进给；n n内圆磨削内圆磨削内圆磨削内圆磨削内圆磨床内圆磨床内圆磨床内圆磨床n n平面磨削平面磨削平面磨削平面磨削平面磨床：周边磨削、端面磨削；平面磨床：周边磨削、端面磨削；平面磨床：周边磨削、端面磨削；平面磨床：周边磨削、端面磨削；n n无心磨削无心磨削无心磨削无心磨削无心磨床无心磨床无心磨床无心磨床n n专用磨削专用磨削专用磨削专用磨削凸轮轴磨床、曲轴磨床等凸轮轴磨床、曲轴磨床等凸轮轴磨床、曲轴磨床等凸轮轴磨床、曲轴磨床等常见的磨削方法对比见表常见的磨削方法对比见表常见的磨削方法对比见表常见的磨削方法对比见表三、影响磨削表面质量的因素河南科技大学河南科技大学 机械设计专业试用机械设计专业试用1)1)磨粒刻划痕迹：砂轮速度愈高、进给愈磨粒刻划痕迹：砂轮速度愈高、进给愈小、粗糙度愈小；小、粗糙度愈小；2)2)金属塑性变形；金属塑性变形；3)3)高温引起的热效应：烧伤高温引起的热效应：烧伤(氧化氧化)4)4)工艺系统的振动工艺系统的振动5)5)可采用快速点磨工艺可采用快速点磨工艺第三节 光整加工河南科技大学河南科技大学 机械设计专业机械设计专业光整加工方法：光整加工方法：1.1.珩磨珩磨2.2.研磨：机械、手工研磨：机械、手工3.3.超精加工：很细的油石超精研超精加工：很细的油石超精研一、珩磨磨粒很细的油石，在一定压力下，低速进磨粒很细的油石，在一定压力下，低速进行的光整加工，多用于加工圆柱孔。行的光整加工，多用于加工圆柱孔。1.1.珩磨工具珩磨工具珩磨头珩磨头2.2.珩磨时的运动：珩磨头的旋转运动（影响珩磨时的运动：珩磨头的旋转运动（影响表面粗糙度）与轴向往复运动（影响生产表面粗糙度）与轴向往复运动（影响生产效率）效率）3.珩磨工艺特点1)1)1)1)良好的表面质量：良好的表面质量：良好的表面质量：良好的表面质量：工件表面形成螺旋形痕迹；工件表面形成螺旋形痕迹；工件表面形成螺旋形痕迹；工件表面形成螺旋形痕迹；珩磨头有很大的径向刚度，因此工作平稳，不会珩磨头有很大的径向刚度，因此工作平稳，不会珩磨头有很大的径向刚度，因此工作平稳，不会珩磨头有很大的径向刚度，因此工作平稳，不会出现振动；出现振动；出现振动；出现振动；珩磨余量小，冷却润滑充分，因此切削温度低，珩磨余量小，冷却润滑充分，因此切削温度低，珩磨余量小，冷却润滑充分，因此切削温度低，珩磨余量小，冷却润滑充分，因此切削温度低，加工破坏层浅。加工破坏层浅。加工破坏层浅。加工破坏层浅。2 2 2 2）能获得较好的形状精度）能获得较好的形状精度）能获得较好的形状精度）能获得较好的形状精度油石对工件表面施加压力会根据孔径大小变化自油石对工件表面施加压力会根据孔径大小变化自油石对工件表面施加压力会根据孔径大小变化自油石对工件表面施加压力会根据孔径大小变化自动调节。动调节。动调节。动调节。3 3 3 3）不能修正孔轴线位置误差与直线度误差）不能修正孔轴线位置误差与直线度误差）不能修正孔轴线位置误差与直线度误差）不能修正孔轴线位置误差与直线度误差珩磨头和机床主轴浮动连接珩磨头和机床主轴浮动连接珩磨头和机床主轴浮动连接珩磨头和机床主轴浮动连接4）影响珩磨生产效率与表面质量的因素珩磨头两种运动速度；珩磨头两种运动速度；珩磨头两种运动速度；珩磨头两种运动速度；油石硬度、磨料粒度；油石硬度、磨料粒度；油石硬度、磨料粒度；油石硬度、磨料粒度；油石对孔壁的压力；油石对孔壁的压力；油石对孔壁的压力；油石对孔壁的压力；冷却液的选用是否恰当；冷却液的选用是否恰当；冷却液的选用是否恰当；冷却液的选用是否恰当；5）平顶珩磨二、超精加工/超精研在适度的压力作用下细粒度的油石、磨在适度的压力作用下细粒度的油石、磨条、砂带对工件表面精整、光整加工；条、砂带对工件表面精整、光整加工；切削速度低，冷却润滑充分，表面变质切削速度低，冷却润滑充分，表面变质层浅、质量好；层浅、质量好；主要减小表面粗糙度值，提高零件的实主要减小表面粗糙度值，提高零件的实际接触面积到际接触面积到80%80%1、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。7月-247月-24Thursday,July 25,20242、成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦。19:57:3619:57:3619:577/25/2024 7:57:36 PM3、每天只看目标，别老想障碍。7月-2419:57:3619:57Jul-2425-Jul-244、宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子。19:57:3619:57:3619:57Thursday,July 25,20245、积极向上的心态，是成功者的最基本要素。7月-247月-2419:57:3619:57:36July 25,20246、生活总会给你另一个机会，这个机会叫明天。25七月20247:57:36下午19:57:367月-247、人生就像骑单车，想保持平衡就得往前走。七月247:57下午7月-2419:57July 25,20248、业余生活要有意义，不要越轨。2024/7/2519:57:3619:57:3625 July 20249、我们必须在失败中寻找胜利，在绝望中寻求希望。7:57:36下午7:57下午19:57:367月-2410、一个人的梦想也许不值钱，但一个人的努力很值钱。7/25/2024 7:57:36 PM19:57:3625-7月-2411、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。7/25/2024 7:57 PM7/25/2024 7:57 PM7月-247月-24谢谢大家谢谢大家1、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。7月-247月-24Thursday,July 25,20242、成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦。19:57:3719:57:3719:577/25/2024 7:57:37 PM3、每天只看目标，别老想障碍。7月-2419:57:3719:57Jul-2425-Jul-244、宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子。19:57:3719:57:3719:57Thursday,July 25,20245、积极向上的心态，是成功者的最基本要素。7月-247月-2419:57:3719:57:37July 25,20246、生活总会给你另一个机会，这个机会叫明天。25七月20247:57:37下午19:57:377月-247、人生就像骑单车，想保持平衡就得往前走。七月247:57下午7月-2419:57July 25,20248、业余生活要有意义，不要越轨。2024/7/2519:57:3719:57:3725 July 20249、我们必须在失败中寻找胜利，在绝望中寻求希望。7:57:37下午7:57下午19:57:377月-2410、一个人的梦想也许不值钱，但一个人的努力很值钱。7/25/2024 7:57:37 PM19:57:3725-7月-2411、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。7/25/2024 7:57 PM7/25/2024 7:57 PM7月-247月-24谢谢大家谢谢大家