常用金属切削加工方法及设备

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第,4,章,机械加工方法及设备,本章主要内容及课时分配,1,、常用的金属切削机床的知识：金属切削机床的分类、金属切削机床型号的标注方法，车床的工作原理、特点及其应用范围；,2,、磨床、齿轮加工机床的工作原理、特点及其应用范围；,3,、铣床、孔加工设备的工作原理、特点及其应用范围。,本章第一讲,主要内容,金属切削机床的分类、金属切削机床型号的标注方法，对机床的基本要求，掌握车床（,CA6140,）的工作原理、特点及其应用范围,教学重点,金属切削机床型号的标注，掌握车床（,CA6140,）的工作原理、特点及其加工范围,车刀的类型及其特点,教学难点,金属切削机床型号的标注，掌握车床（,CA6140,）的工作原理、车刀的类型及其特点,4.1,金属切削机床基本知识,金属切削机床，是指用切削、特种加工等方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。,它是制造机器的机器，故又称为“工作母机”或“工具机”（,Machine-tool,）,习惯上简称为“机床”。,在现代机械制造工业中，制造的机器零件，,特别是精密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金属切削机床加工来获得的，因此机床是制造机器零件的主要设备。,担负的工作量约占机器总制造工作量的,40%,60%,，,它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产率。,金属切削机床在国民经济建设中的地位非常重要，机床工业为全社会各行各业提供先进的制造技术和优质高效的设备，机床工业的技术水平决定着其它行业的发展水平，,在很大程度上标志着一个国家的工业生产能力和科学技术水平。,制造业在国民经济中的突出地位,一、,金属切削机床的分类与型号编制,金属切削机床的种类非常繁多，为了便于,区别、使用和管理,，有必要对机床进行分类，可以从不同的角度出发对机床进行分类。,1、机床的分类,机床的传统分类方法,：按加工性质和所用的刀具进行分类。,目前我国机床分为,：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床、其它机床、特种加工机床。,卧式铣床 立式铣床,立式钻床 摇臂钻床,卧式镗床外形,牛头刨床(,Horizontal Shaper,),插齿(,Gear Shaping),机,特种加工机床,种类,用 途,车床,用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面，车削端面及各种常用的螺纹。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。,铣床,可以加工平面、沟槽,(,键槽、,T,形槽、燕尾槽等,),、分齿零件,(,齿轮、花键轴、链轮,),、螺旋形表面,(,螺旋槽,),及各种曲面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。,刨床插床,主要用于加工各种平面,(,如水平面、垂直面和斜面及各种沟槽，如,T,形槽、燕尾槽、,V,形槽等,),、直线成型表面。回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。,镗床,适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。,磨床,用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面及各种成型面等，主要应用于零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。,钻床,可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。,齿轮加工机床,加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床。,每一类机床又按工艺范围、布局型式和结构等，分为,10,个组,，每一组又细分为,若干系（系列）,。,在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床,其它特征进一步区分。,车床：,卧式车床,立式车床,转塔车床,回轮车床,落地车床,液压仿行车床,多刀自动和半自动车床,专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床,按应用范围（通用性程度）又可分为：,1,）,.,通用机床,用于加工,多种零件的不同工序,，加工范围较广，通用性较大，但,结构比较复杂,；,主要适用于单件小批生产，例如：卧式车床、万能升降台铣床等。,2,）,.,专门化机床,工艺范围较窄；,专门用于加工,某一类或几类零件的某一道,（或几道）特定工序，如曲轴车床、凸轮轴车床等。,3,）,.,专用机床,工艺范围最窄；,只能用于加工某一种零件的,某一道特定工序,，适用于大批量生产，如机床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床和各种组合机床等。,同类型机床按工作精度又可分,：普通精度机床、精密机床和高精度机床。,按自动化程度分,：手动、机动、半自动和自动的机床。,按重量与尺寸分,：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（重量达,10,t,）、,重型机床（大于,30,t,）,和超重型机床（大于,100,t,）。,通常，机床根据加工性质进行分类，,再根据其某些特点进一步描述，,如多刀半自动车床、高精度外圆磨床等。,随着机床的发展，,其分类方法也将不断发展。现代机床正向数控化方向发展，,数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中。,现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能，例如，具有自动换刀功能的镗铣加工中心机床，集中了钻、镗、铣等多种类型的机床功能。,2、机床型号的编制方法,机床的型号用以简明地表示机床的,类型、通用和结构特性、主要技术参数,等。,我国现在最新的机床型号，是按,1994,年颁布的标准,“,GB/T15375-94,金属切削机床型号编制方法,”编制的。该标准规定，机床型号由,汉语拼音字母和数字按一定的规律,组合而成。如：,CA6140,车床。,通用机床型号由,基本部分和辅助部分,组成，中间用“,/,”隔开，前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。,1,）,.,机床的分类及类代号,按工作原理分为：,车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床、其它机床,11,类。,特种加工机床型号编制,，暂时按原,JB1838-85,标准中的,“,D,”,类编制。,机床的分类及类代号见表。,机床的类和分类代号,类别,车床,钻床,镗床,磨床,齿轮加工机床,螺纹加工机床,铣床,刨插床,拉床,特种加工机床,锯床,其他机床,代号,C,Z,T,M,2M,3M,Y,S,X,B,L,D,G,Q,读音,车,钻,镗,磨,2,磨,3,磨,牙,丝,铣,刨,拉,电,割,其,2,）,.,通用特性代号和结构特性代号,(1)通用特性代号,有统一的固定含义，在各类机床中表示的意义相同。,表机床的通用特性代号,通用特性,高精度,精密,自动,半自动,数控,加工中心,仿形,轻型,加重型,简式,代号,G,M,Z,B,K,H,F,Q,C,J,读音,高,密,自,半,控,换,仿,轻,重,简,(2),结构特性代号,对主参数相同而结构、性能不同的机床进行区分，在型号中无统一含义，只在同类机床中区分结构、性能。,如：,CA6140,型卧式车床型号中的“,A”,，即在结构上区别,C6140,型卧式车床,。,如有通用特性代号，结构特性代号应在其后。,3,）,.,机床组、系的划分原则及代号,每类机床,划分为十组,（每组用一位阿拉伯数字表示）；,每组又划分,为十系（列），,每系用一位阿拉伯数字表示。,4),主参数的表示方法,用折算系数，取,2,位数。,5),重大改进序号,当机床的结构、性能有更高要求，并需按新产品重新设计、试制和鉴定时，才按改进的先后顺序用,A,、,B,、,C,（,不用,I,、,O,）,等表示以区别原型号,机床型号举例,、,普通卧式车床,、,THM6350/JCS,精密卧式加工中心,、,摇臂钻床,类别、结构特征、组别、第一主参数、第二主参数、第三主参数、改进号、企业代号,4,、,M,万能外圆磨床,3,、机床的基本要求,（,1,）工艺范围,工艺范围：适应不同生产要求的能力,通用机床 专门化机床 专用机床,数控机床 加工中心,（,2,）加工精度和表面粗糙度,机床的精度与其他机械产品 比较,（,3,）生产效率和自动化程度,（,4,）噪声和效率,机床的效率,:,切削的有效功率 电机输出功率,（,5,）人机关系,方便省力 安全可靠 符合人的生理习惯 不易发生误操作和故障 减少工人疲劳 保证工人和机床的安全。,4.2,外圆车削,下面以,CA6140,普通卧式车床为例，介绍车床的功能和运动。,一、,CA6140,卧式车床的功能和运动,结构,功能,CA6140,卧式车床的外形,CA6140,车床的功能,3.CA6140,车床的运动,工件的旋转运动,刀具的进给运动,二、车刀,（一）,车刀的种类和结构,按用途不同分类,：外圆车刀、端面车刀、切断车刀等类型,外圆车刀,用来加工工件的圆柱形和圆锥形外表面；,端面车刀,用来加工工件的端面；,切断车刀,用于切断工件。,按结构不同分类,：,整体车刀、焊接车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀,；机械夹固刀片的车刀又分为,机夹车刀和可转位车刀,。,整体车刀,主要是高速钢车刀，俗称,“,白钢刀,”,，截面为正方形或矩形，使用时可根据不同用途进行修磨。,焊接车刀,在普通碳钢刀杆上镶焊（钎焊）硬质合金刀片，经过刃磨而成。,焊接车刀优点,：结构简单，制造方便，并且可以根据需要进行刃磨，硬质合金的利用也较充分，故目前在车刀中仍占相当比重。,硬质合金焊接车刀的,缺点,：,切削性能主要取决于工人刃磨的技术水平，与现代化生产不相适应,刀杆不能重复使用,，当刀片用完以后，刀杆也随之报废；,在制造工艺上，由于硬质合金和刀杆材料（一般是中碳钢）的线膨胀系数不同，当焊接工艺不够合理时,易产生热应力,，严重时会导致硬质合金出现裂纹，因此在焊接硬质合金刀片时，应尽可能采用,熔化温度较低的焊料,，对刀片应缓慢加热和缓慢冷却，对于,YT30,等易产生裂纹的硬质合金，应在焊缝中放一层,应力补偿片,。,焊接装配式车刀,将硬质合金刀片钎焊在小刀块上，再将小刀块装配到刀杆上，多用于,重型车刀,。重型车刀体积和重量较大，刃磨整体车刀，劳动强度大，采用焊接装配式结构以后，只需装卸小刀块，刃磨省力，刀杆也可重复使用。,机夹车刀,将硬质合金刀片用,机械夹固,的方法安装在刀杆上的车刀。,可转位车刀,模块式可转位车刀,按切削方向分：左切、右切,机夹车刀的优点：,刀杆可以重复使用,，刀具管理简便；,刀杆也可进行热处理，提高硬质合金刀片支承面的硬度和强度，相当于提高了刀片的强度，减少了打刀的危险性，从而可提高刀具的使用寿命,此外，,刀片不经高温焊接,，排除了产生焊接裂纹的可能性。,机夹车刀在结构上要保证,刀片夹固可靠,，结构简单，刀片在重磨后能够调整尺寸，有时还要考虑断屑的要求。,可转位车刀,使用,可转位刀片的机夹车刀,，与普通机夹车刀的不同点在于,刀片为多边形，每一边都可作为切削刃,，用钝后只需将刀片转位，即使新的切削刃投人工作，当每个切削刃都用钝后，再改换新刀片。,可转位车刀除具备机夹车刀的,优点,外，其最大优点在于几何参数完全由,刀片和刀槽保证,，不受工人技术水平的影响，因此,切削性能稳定，很适合现代化生产的要求,。,（涂层）硬质合金可转位刀片,陶瓷,可转位,刀片,可转位刀片,可转位刀片形状,可转位车刀组成,刀杆、刀片、刀垫和夹固元件。,硬质合金可转位刀片已有国家标准（,GB2079-80）。,刀片形状很多，常用的有,三角形、正方形、五角形和圆形等,。刀片大多不带后角，但在每个切削刃上做有,断屑槽并形成刀片的前角,。刀具的实际角度由,刀片和刀槽的角度,组合确定。,1.刀杆、2.刀垫、3.刀片、4.夹固元件,可转位车刀典型的夹固结构,1.杠杆式夹固结构,曲杆式,1.刀杆、2.刀片、3.刀垫、4.杠杆、5.弹簧套、6.螺钉、7.弹簧、8.螺钉,直杆式（两种）,直杆式1,1.刀杆、2.刀片、3.刀垫、4.杠杆、5.弹簧套、6.螺钉,直杆式2,1.刀杆、2.刀片、3.刀垫、4.杠杆、5.弹簧套、6.螺钉,2,楔销式夹固结构：,刀片由销子在孔中定位，楔块向下运动时将刀片夹固在内孔的销子上；松开螺钉时，弹簧垫圈自动抬起楔块。,1.刀垫、2.刀片、3.柱销、4.楔块、5.压紧螺钉、6.弹簧垫圈,3,上压式夹固结构,该螺钉压板结构尺寸小，不需要多大的压紧力，易避开切屑流出方向。一般用于夹固不带孔的刀片。,4,偏心式夹固结构,以螺钉作为转轴，螺钉上端为偏心圆柱销，偏心量为,e,。,当转动螺钉时，偏心销就可以夹紧或松开刀片。,1.偏心销、2.刀垫、3.刀片、4.刀杆,成形车刀,成形车刀,加工回转体成形表面的专用刀具,切削刃形状,根据工件的廓形设计。特点：,成形表面的精度主要取决于,刀具切削刀的制造精度,，与工人熟练程度无关，因此可以保证被加工工件表面形状和尺寸精度的一致性和互换性,只要一次切削行程就能切出,成形表面，生产率较高,；,只需刃磨前刀面，,而前刀面是一平面，所以刃磨简单，由于成型车刀的可重磨次数多，其使用,寿命长,；,但刀具的,设计和制造较复杂,，成本较高，主要用于大批量生产中，并且用硬质合金作为刀具材料时制造困难，因此多用,高速钢作为刀具材料,。,1.成形车刀的种类,平体成形车刀,：外形呈平条状，和普通车刀的外形相似，但其,切削刃是成形,的。螺纹车刀和铲齿车刀属于这类成形车刀。装夹方法和普通车刀一样。,(2)棱体成形车刀,外形是棱柱体，只能用于加工外成形表面，可,重磨次数比平体成形车刀多,。,一般用专用刀夹,夹住车刀的燕尾部分,，安装在普通机床或自动机床刀架上。,(3)圆柱体成形车刀：,外形是回转体，由于,刀体是圆柱状,，重磨时磨,前刀面,，可重磨次数多，而且可以加工,内、外成形表面,。圆体成形车刀以圆柱孔作为定位基准套装在刀夹上进行安装。,本讲作业,P121,，,4-1,，,4-7,本章第二讲,砂轮的特性与选择，磨削的原理，磨削的分类及其特点；,磨削的原理，磨削的分类及其特点；,主要内容,教学重点,教学难点,1,、砂轮的特性与选择，磨削的原理，磨削的分类及其特点；,2,、磨床（,M1432A,）的结构，加工特点和加工范围；,4.3,磨削加工与磨床,磨削,用磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行加工。,磨削是一种精加工方法。,尺寸精度可达,IT5IT6。,表面粗糙度能达到0.80.08,m,国外已开始将磨削作为大量切削金属的一种手段,.,砂 轮,内圆磨砂轮,超硬磨料砂轮,平形金刚石砂轮,超硬磨料砂轮,碗形,金刚石砂轮,碟形,金刚石砂轮,砂轮,一种用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及车整，具有一定形状的,多孔体,。,砂轮特性参数,决定砂轮性能的因素，如,磨料、粒度、结合剂、硬度、组织及形状,等。,一、砂轮特性参数及选择,砂轮的结构及作用,主要起切削作用,主要起粘接作用,主要起容屑和冷却作用,1）砂轮的磨料,磨料,氧化物,碳化物,超硬磨料,棕刚玉,白刚玉,络刚玉,黑色碳化硅,绿色碳化硅,碳化硼,人造金刚石,立方氮化硼,磨削碳钢、合金钢、通用高速钢,磨削硬铸铁、硬质合金、非铁金属,磨削硬脆材料、硬质合金、宝石、高温合金,取决于工件材料的硬度,金刚石是最硬的磨料,导热系数大、摩擦系数小，适于加工,硬质合金、光学玻璃、陶瓷,等硬质材料。但不宜加工铁族金属，因为它与,Fe,在高温下化学稳定性差，易磨损,。,立方氮化硼（,CBN）,硬度仅次于金刚石，但抗热冲击性、抗弯强度比金刚石好得多，可用于磨削,高硬度、高强度钢,等材料。立方氮化硼易,与水反应,，生成氨和硼酸，故在磨削时不应用含水的磨削液。,2,）磨料粒度,取决于加工表面的粗糙度,磨粒,微粉35m/s,5）砂轮的组织,取决于容屑空间,选择原则：,1,、一般选用中等组织号的砂轮；,2,、重负荷、精密磨削、自由磨削、硬材料选用紧密的组织；,3,、粗磨、磨削韧性大、硬度低的工件采用疏松的砂轮；,4,、有色金属及塑料橡胶等非金属使用大气孔的砂轮。,砂轮的型号、代号、标记和尺寸,形状尺寸磨料粒度号硬度组织号结合剂最高线速度,形状,例：,1-3003075-WA60L6V-35m/s,外径厚度内径,白刚玉,粒度号,硬度,组织号,结合剂,最高,线速度,6）.,砂轮的形状,常用的几种主要砂轮种类、形状代号及用途列表中。,平形、双斜边、双面凹、切断、筒形、杯形、碗形、碟形等。,砂轮的特性参数：在砂轮端面上印出，便于使用选择,1,.砂轮工作表面形貌：砂轮在磨削时，属多齿刀具切削加工。但砂轮与多齿刀具相比有如下特点：,磨粒形状、尺寸,各不相同，在砂轮工作表面上分布是随机的,，即磨粒在砂轮表面上圆周方向和轴向上都不等距，在径向上也不等高；,磨粒尖角很大（通常90,120,），切削时前角是,负值而绝对值很大（,70,85,）,；,磨粒有较大的,刀尖圆弧半径和一定尺寸的刃口钝圆半径,（几微米到几十微米之间）。,二、磨削原理,2.砂轮修整的必要性及耐用度,砂轮使用一段时间后会出现磨损，使磨削温度升高，磨削力增大，甚至引起振动，产生噪音，加工质量恶化等。为此，对砂轮应及时进行修整。,砂轮耐用度,砂轮相邻两次修整间的磨削时间，用,T,表示。对于精加工，也可用相邻两次修整间磨削加工工件数作为砂轮耐用度。,砂轮修整的目的：,去除砂轮工作表面上钝化磨粒层；,去除被切屑堵塞层；,修复砂轮廓形；,获得砂轮工作表面足够多的微刃数。,砂轮修整方法,车削法,磨削法,滚压挤扎法,喷射法,电加工法,超声振动法,砂轮修整,砂轮修整,砂轮修整,砂轮修整,砂轮修整,三、磨床类型与功用,磨床,用磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行加工的机床。磨削特点、用途：,1,、高的加工精度和好的表面质量 应用于零件精加工 淬硬钢件和高硬度特殊材料的精加工,2,、磨床用于磨削各种表面 内、外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面、齿轮的轮齿表面以及各种成形面 刃磨刀具 应用范围非常广泛,磨床分类：,1,、外圆磨床、内圆磨床、平面磨床,2,、无心磨床、各种工具磨床,3,、各种刀具刃磨床和专门化磨床,4,、珩磨机、研磨机和超精加工机床,1.M1432A,型万能外圆磨床,组成部分：床身1、头架2、砂轮架,5,及滑鞍、尾座,6,、工作台,3,及纵向进给机构。,用途（普通精度级万能外圆磨床）,：主要用于磨削,IT6IT7,级精度的圆柱形或圆锥形的外圆和内孔，表面粗糙度在,Ra1.250.08,m,之间。,特点：,通用性较好，但生产率较低，适用于单件小批生产。,2.,平面磨床,用途：主要用于磨削各种平面,平面磨床加工示意图,3.,内圆磨床,分类：普通内圆磨床（生产中应用最广的一种）、无心内圆磨床和行星运动内圆磨床。,用途：磨削圆柱形或圆锥形的通孔、盲孔、阶梯孔。,纵磨法磨孔,（图,a）；,切入法磨孔,（图,b）；f,P,是切入运动。,磨端面,（图,c）：,内圆磨床附有磨削端面的磨头，可以在一次装夹下磨削端面和内孔，以保证端面垂直于孔中心线。,本章第三讲,齿轮加工的方法，,Y3150E,型滚齿机加工直齿、斜齿的工作原理，滚齿的特点及应用,齿轮加工的方法，,Y3150E,型滚齿机加工直齿、斜齿的工作原理,主要内容,教学重点,教学难点,掌握齿轮加工的方法及相应的齿轮加工机床的分类；,Y3150E,型滚齿机加工直齿、斜齿的工作原理，滚刀的安装角的计算，滚齿的特点及应用；齿轮的其他加工方法,4.4,齿轮加工与齿轮加工机床,（型）,一、齿轮加工方法与齿轮加工机床的类型,（）齿轮加工的工作原理,成形法,（或仿形法）,展成法,（范成法、包络法）,）,成形法,成形法加工齿轮,切削运动,优点,：,机床简单 不需要专门设备 单件小批量生产 加工精度不高,缺点,：,1,、,单齿廓成形，加工完一个齿，退回，工件分度，在加工下一个齿，生产效率低；,2,、,同一模数的齿轮，齿数不同，则齿廓形状不同，若用比较少的齿刀加工，则加工出来的齿轮加工精度较低。,）,范成法,范成法：刀具 工件 啮合运动（范成运动）刀具齿形的,运动轨迹,包络,工件的齿形,范成法加工齿轮 利用齿轮的,啮合原理,把齿轮啮合副中的一个转化为刀具 另一个转化为工件,强制,刀具和工件作严格的啮合运动 范成切出齿廓,优点,1,、,同一把刀具切出同一模数的齿数不同的齿轮,2,、,加工时能连续分度 具有较高的生产率,3,、,用于大批、大量生产,缺点,需要专门的齿轮加工机床，机床的调整、刀具的制造、刃磨都比较复杂,范成法加工齿轮的优缺点,（）,齿轮加工机床的类型及滚刀结构,圆柱齿轮,加工机床：滚齿机、插齿机、磨齿机、剃齿机等,锥齿轮,加工机床：刨齿机、铣齿机、拉齿机等,齿轮滚刀,二、型滚齿机,（1）滚齿原理,一对,交错轴斜齿轮,啮合传动原理演变而来。其中一个齿轮的齿数减少到几个或一个，螺旋角,B,增大到很大，形成了螺杆。在将螺杆开槽并铲背，成为齿轮滚刀。,1）滚切直齿圆柱齿轮所需的运动和传动原理：,切削运动,：滚刀的旋转运动,n,0,主运动,展成运动,：由滚刀的旋转,n,0,和工件的旋转,n,w,组成。滚刀转过1/,Z,0,转时，工件必须相应地转过1/,Z,w,转。,轴向进给运动,：为切出整个齿宽，滚刀还应作平行于工件轴线的移动。轴向进给量,f；,工件每旋转一周时，滚刀沿工件轴线方向的位移来表示。,2）,滚切斜齿圆柱齿轮所需的运动和传动原理,斜齿圆柱齿轮的,端面齿廓为渐开线,，,齿线为螺旋线,。,加工,右旋,斜齿圆柱齿轮：加工右旋齿轮时，要求增加一个与,nw,相同方向的附加旋转运动使工件的旋转增速。,加工,左旋,齿轮时：要求增加一个与,nw,方向相反的附加旋转运动使工件的旋转减速。,3,）滚刀安装角的调整,为了切出准确的齿形 滚刀和工件处于正确的“啮合”位置,滚刀,在切削点处的,螺旋方向,与,被加工齿轮齿槽方向,一直 滚刀轴线与工件顶面安装成一定的角度，称为,安装角,=,w,0,w,被加工齿轮的螺旋角；,0,滚刀的螺旋升角。,当被加工的斜齿齿轮与滚刀螺旋线方向相反时取“+”号；反之，取“-”号,（,3,）滚齿的特点及应用,1）,适应性好,。一把齿刀可以滚切出模数、齿形角相同的不同齿数的齿轮。,2）,生产效率高,。连续切削，无空行程。多头效率更高。,3）滚刀一周多点参加切削，被切齿轮的,齿距偏差小,。,4）用滚齿加工出来的,齿廓表面粗糙度,大于插齿加工的齿廓粗糙度。,5）滚齿加工主要是加工直齿，斜齿圆柱齿轮和蜗轮，,不能加工内齿轮和多联齿轮,。,齿形的其他加工方法-插齿,1、加工精度78级，表面粗糙度,Ra0.16mm；,2、,应用范围：直齿圆柱齿轮、内齿轮、多联齿轮,3、插齿刀在端面磨有前角，齿顶及齿侧均有后角。,4、插齿刀沿轴线的直线往复运动完成,切削主运动,。一边啮合，一边切削。每个齿槽是插齿刀多次相继切削的结果。,插齿刀(,Gear Shaper Cutter),本讲作业,P122,的,4-9,，,4-11,，,P123,的,4-13,，,4-14,本章第四讲,铣削加工的特点，铣削加工的分类及其各自的优缺点、铣刀的结构，常见铣床的种类、特点；掌握孔加工的特点，孔加工的方法及其各种方法的适用范围，常用的钻孔方法及刀具，所使用的钻床；镗削加工及其特点，常用的镗削加工所使用的机床；拉削加工及其特点、刨削加工及其特点；其它组合机床的优缺点。,主要内容,教学重点,教学难点,铣削加工的分类及其各自的优缺点、铣刀的结构及其不同结构铣刀的应用；孔加工的特点，孔加工的方法；钻孔方法，镗削加工的方法。,铣削加工的特点，铣削加工的分类及其各自的优缺点、铣刀的结构；孔加工的特点，孔加工的方法及其各种方法的适用范围，常用的钻孔方法；镗削加工及其特点。,4.5,铣削加工与铣床,加工范围,：,各种形状的表面 粗加工 半精加工,加工精度、表面粗糙度,：,IT9,IT8，Ra6.3,1.6um,一、铣削特点,优点：,1）参加切削的刀齿多，切削刃的作用总长度长，生产率高；2）可以进行高速切削；3）铣削主运动为铣刀的回转运动，无空行程损失；4）工作台移动速度低，可边加工，边装卸工件。,缺点：,1）刀齿切入与切离时，铣刀都会引起振动，影响加工质量；2）铣刀的结构复杂，刃磨比较复杂；3）铣刀与铣床之间的调整也比较复杂；4）每个刀齿的容屑空间小，呈半封闭状态，容屑和排屑条件较差。,二、端铣和周铣,端铣：,端面上的刀齿进行铣削；,周铣：,圆柱面上的刀齿进行铣削。,三、逆铣和顺铣,1,）逆铣,1、,定义：,铣刀切削速度方向工件的进给方向相反,2、,切削过程：,刀齿开始切入时 刀齿在工件表面上打滑 挤压和摩擦，滑行一段距离 刀齿方能切下一层金属,3、,特点：,刀齿容易磨损；已加工工件表面粗糙；垂直铣削力,Fv,向上易引起振动；工作台不会发生窜动，铣削过程较平稳,2）顺铣,1、,定义：,铣刀切削速度方向 工作进给方向相同,2、,特点：,刀具耐用度比逆铣高；已加工表面质量较高，加工硬化程度大为减轻；当纵向分力,F,f,超过工作台与轨道面之间的摩擦力时，会使工作台带动丝杠向左窜动，进给不均匀，严重时会使铣刀崩刃。,四、铣刀,铣削可用于加工平面、沟槽、台阶面、斜面、特种形面等 各种几何形状的表面,五、铣床,常用铣床,卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床和多种专门化铣床等,五、铣床,卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床和多种专门化铣床等,4.6,孔的加工方法及设备,钻床(,Drilling Machine),主要用钻头在工件上加工孔的机床。,功用,可完成钻孔(,Drilling)、,扩孔(,Enlarging hole)、,铰孔(,Reaming)、,攻螺纹(,Tapping)、,钻埋头孔(,Countersinking)、,刮平面(,Spotfacing,)、,锪沉头孔(,Counterboring,),等,一、钻床的功用和主要类型,钻床功用,锪沉头孔,钻床的运动：,主运动,刀具旋转,进给运动,刀具轴向移动,特点：,加工精度不高，用于加工一般精度的孔,钻床类型,：,立式钻床、台式钻床、摇臂钻床、深孔钻床等,立式钻床(,Vertical Sensitive Drill Press),立式钻床，钻小头孔,主轴箱和工作台可沿立柱的导轨调整上下位置，以适应工件高度,钻不同的孔时，需要移动工件，因此，仅适用于中、小零件的单件、小批生产。,台式钻床(,Table Mounted Sensitive Drill),摇臂钻床(,Radial Drill),1,、大型零件 工件不移动,2,、主轴箱可沿摇臂的,导轨横向移动,摇臂可沿,立柱,上下移动,3,、摇臂还可以绕立柱在,180,范围内任意转动,4,、主轴的位置可在空间任意地调整,5,、摇臂钻床加工灵活，被广泛地应用于一般精度的各种批量的,大、中型零件,的加工。,摇臂钻床的特点,二、钻头种类,（一）钻床常用刀具,、在,实体材料,上加工孔的刀具，如扁钻(,Spade Drill)、,麻花钻(,Twist Drill)、,中心钻(,Center Drill)、,深孔钻(,Deep Hole Drilling Tools),等,、对工件上,已有孔,进行再加工用的刀具,扩孔钻(,Expanding Drill)、,锪钻(,Countersinking/,Counterboring,Drill,)及铰刀(,Reamer),等。,钻头卡（,Drill Chucks,）,近年来，硬制合金钻头已得到广泛应用，特别是加工铸铁等脆性材料、有色金属以及玻璃、石材、塑料等非金属材料，其耐用度和生产率比高速钢钻头有显著提高。,多采用,镶焊,硬质合金刀片；,小尺寸（,5,mm,）,一般做成整体硬质合金钻头；,大尺寸多做成焊接式；,常用,YG,类合金，刀体材料一般用,9,SiCr,经热处理。,（二）硬质合金钻头,可转位钻头,可转位钻头的各种功能,加工大孔的可转位钻头,6个刀片,（三）深孔钻,1,、深孔加工特点,深孔,指孔的“长径比”（即孔深,L,和直径,d,之比）较大（,10,）的孔。,对于,普通的深孔,，如,L/d=5,20,，,可以将普通的麻花钻接长而在车床或钻床上加工；,对于,L/d,20,100,的,深孔,，则需在专用设备或深孔加工机床上用深孔钻进行加工。,2,、深孔加工的问题主要有,断屑和排屑：,深孔加工时必须保证可靠地断屑和排屑，否则切屑堵塞会引起刀具损坏。,冷却和润滑：,孔加工属于半封闭式切削，摩擦大，切削热不易散出，工作条件差，而深孔加工时，切削液更难注入，必须采取有效的冷却和润滑措施。,导向：,由于深孔加工的长径比大，钻杆细长，刚性较低，容易产生振动，并使钻孔偏歪而影响加工精度和生产率。,3,、深孔钻的类型及其结构的主要特点,单刃外排屑深孔钻（,Gun Drill,）,由,切削部分,和,钻杆,两部分组成，二者一般是焊接起来的，结构较简单。,钻杆通常是用无缝钢管轧出,V,形排屑沟槽,。,切削部分只有一个,主切削刃，分为两段,，,钻尖,相对轴线偏移一定距离，作用在两段切削刃上的径向力不等。使钻头在钻削过程中始终紧贴向支撑面较大的一面，以保证加工孔的直线性。,深孔钻,Gun Drills,1.铰削特点,铰削加工余量很小，刀齿容屑槽很浅，因而铰刀的齿数比较多，刚性和导向性好，工作更平稳；,加工余量小，,a,c,很小，实际上铰削过程是,切削与挤刮,的联合作用过程,由于铰削余量小，同时为提高铰孔直径的精度，通常铰刀与机床主轴采用,浮动联结,，所以铰刀只能修正孔的形状精度，提高孔径尺寸的精度和减小表面粗糙度，不能修正孔轴线的歪斜。,（四）铰削与铰刀,2,、铰刀结,构,(,工作部分,),手用铰刀,:,增强导向作用 校准部分做得长些；,机用铰刀,:,避免机床主轴和铰刀不同心的影响和过大的摩擦 校准部分应做得短些。,三、镗削加工与镗床,卧式镗床,加工范围：,用于尺寸和质量都比较大的工件上大直径孔的加工。是一系列尺寸和形状精度、位置精度要求高的孔系加工。有同轴度、平行度、垂直度等要求。,特点：,在镗孔前的孔可以是铸孔，也可以是粗加工的孔；镗床除用于镗孔外，还可以用来钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹、铣平面等；镗床的主参数是镗轴的直径。,卧式镗床的运动和主要部件,后立柱2、工作台3可沿床身10的导轨移动；下滑座11沿床身导轨移动纵向移动；上滑座12沿下滑座11的导轨移动横向移动；工作台3可沿上滑座12上的圆环形导轨绕垂直轴线回转360；平旋盘5和装在上面的径向刀具溜板6可以作回转运动，刀具溜板6还可以沿平旋盘上的导轨作径向进给运动。,4.7,其它加工方法及设备,一、拉床(,Broaching Machines),的功用和类型,拉床,用拉刀进行加工的机床。,拉床用途,：用于加工通孔、平面及成形表面(适于拉削的一些典型表面形状)。,拉削运动,：拉刀使被加工表面在一次走刀中成形，所以拉床只有主运动（拉刀应平稳的低速直线运动），没有进给运动,拉刀承受的,切削力很大,，拉床的主运动通常是由,液压驱动,（拉刀或固定拉刀的滑座通常由液压缸的活塞杆带动）。,拉床和拉刀,拉削加工典型表面的形状,拉削特点：,拉削加工切屑薄，切削运动平稳，因而有较高的,加工精度,（,IT6,级或更高）和,较好的表面粗糙度,（,Ra0.62,m）,；,粗精加工可在拉刀通过工件加工表面的一次行程中完成，因此,生产率较高,，是铣削的38倍；,拉刀结构复杂，拉削每一种表面都需要用专门的拉刀，因此仅适用于,大批大量生产,。,拉 床,拉 刀(,Broaches),（一）拉刀的类型及其应用,按,受力,拉刀、推刀；按,加工工件表面,的不同,内拉刀、外拉刀。,内拉刀,用于加工工件内表面，如圆孔拉刀、键槽拉刀及花键拉刀等。,外拉刀,加工外表面的拉刀，如平面拉刀、成形表面拉刀及齿轮拉刀等。,按拉刀构造不同,整体式、组合式。,整体式,主要用于中、小型尺寸的高速钢拉刀；,组合式,主要用于大尺寸和硬质合金拉刀，这样不仅可以节省贵重的刀具材料，而且当拉刀刀齿磨损或破损后，能够更换，延长拉刀的使用寿命。,内拉刀,a),键槽拉刀,b),花键拉刀,（二）拉刀的结构,1.,拉刀的组成部分,：（圆孔拉刀）由头部、颈部、过渡锥部、前导部、切削部、校准部、后导部及尾部组成。,拉刀的各部分功用如下：,头部拉刀的夹持部分，用于传递拉力；,颈部头部与过渡锥部之间的连接部分，便于头部穿过拉床挡壁，也是打标记的地方；,过渡锥部使拉刀前导部易于进人工件孔中，起对准中心的作用；,前导部起引导作用，防止拉刀进人工件孔后发生歪斜，并可检查拉前孔径是否符合要求；,切削部担负切削工作，切除工件上所有余量，由粗切齿、过渡齿与精切齿三部分组成,校准部切削很少，只切去工件弹性恢复量，起提高工件加工精度和表面质量的作用，也作为精切齿的后备齿；,后导部用于保证拉刀工作即将结束而离开工件时的正确位置，防止工件下垂而损坏已加工表面与刀齿；,尾部只有当拉刀又长又重时才需要，用于支撑拉刀、防止拉刀下垂。,刨削加工,加工范围,：各种平面（水平的、垂直的、斜面等），沟槽（,T,形槽、燕尾槽、,V,形槽等）；,加工特点,：工作行程、返回行程（刨刀抬起、让刀）。,主运动,：刀具或工件作直线往复运动。,进给运动,：与主运动垂直，在空行程结束后短时间内进行，间歇运动。,类型,：牛头刨床、龙门刨床、插床。,刨 床,1）牛头刨床,主运动,刨刀的来回往复运动,进给运动,工件沿垂直于主运动方向的运动。,2）龙门刨床,主运动,：零件作往复运动；,大型或重型零件上的各种平面、沟槽和各种导轨面。,组合机床,：,根据特定的加工要求，以系列化、标准化的通用部件（,70,%,90,%,）为基础，配以少量的专用部件所组成的专用机床,。,适用范围,：,大批量生产中一种或几种类似零件的一道或几道工序的加工。,组合机床的,工艺范围,：,铣平面、车平面、锪平面、钻孔、扩孔、绞孔、镗孔、倒角、切槽、攻螺纹等。,组合机床,本讲作业,P123,的,4-15,，,4-16,，,4-17,，,4-18,