机械加工工艺基础1优秀PPT.ppt

机械制造工程训练机械制造工程训练一、成本要素一、成本要素二、切削加工的基二、切削加工的基础学学问三、金属切削机床三、金属切削机床四、机械加工工四、机械加工工艺过程程五、零件表面的加工方案五、零件表面的加工方案六、下料六、下料七、七、焊接接索引索引 一、成本一、成本计算算变动成本：计件工人工资、辅料、材料费、能耗固定成本：设备、厂房、管理费用计算方法：产生费用分摊到单个时间费用，如车工序36元/H返回索引 二、切削加工的基二、切削加工的基础学学问返回索引切削加工是利用刀具和工件的相对运动，刀具从毛坯或型材上切除多余的材料，以便获得精度和表面粗糙度均符合要求的零件的加工过程。切削加工分为机械加工和钳工。1.切削加工的概念切削加工的概念1.1 钳工与机械加工工与机械加工钳工：通工：通过工人手持工具工人手持工具进行切削加工。行切削加工。机械加工：接受不同的机床（如机械加工：接受不同的机床（如车床、床、铣 床、刨床、磨床、床、刨床、磨床、钻床等）床等）对工工 件件进行切削加工。行切削加工。2.零件表面零件表面质量的概念量的概念 零件几何参数：零件几何参数：宏观几何参数：宏观几何参数：包括：尺寸、形态、位置等要素。包括：尺寸、形态、位置等要素。微观几何参数：微观几何参数：指：微观表面粗糙程度。指：微观表面粗糙程度。2.1 加加 工工 精精 度度加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、形态、位置等参数同理论参数的相符合的形态、位置等参数同理论参数的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a.尺寸精度：零件尺寸参数的精确程度。尺寸精度：零件尺寸参数的精确程度。b.形态精度：零件形态与志向形态接近程形态精度：零件形态与志向形态接近程度。度。c.位置精度：零件上实际要素（点、线、位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的精确度。面）相对于基准之间位置的精确度。2.1 加加 工工 精精 度度国家标准规定：常用的精度等级分为国家标准规定：常用的精度等级分为2020级，级，分别用分别用IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT2IT18IT18表示。表示。数字越大，精度越低。其中数字越大，精度越低。其中IT5-IT13IT5-IT13常用。常用。高高 精精 度：度：IT5IT5、IT6 IT6 通常由磨削加工获得。通常由磨削加工获得。中等精度：中等精度：IT7-IT10 IT7-IT10 通常由精车、铣、刨获得。通常由精车、铣、刨获得。低低 精精 度：度：IT11-IT13 IT11-IT13 通常由粗车、铣、刨、钻通常由粗车、铣、刨、钻 等加工方法获得。等加工方法获得。2.1.1 尺尺 寸寸 精精 度度250-0.04 零件尺寸要素的误差大小。问：精度的凹凸与哪两个因 素有关？基本尺寸和公差大小基本尺寸和公差大小。2.1.2 形形 状状 精精 度度 25 轴加工后可能产生的形态误差 00.0132.1.2 形形 状状 精精 度度指零件上实际要素的形态与志向形态相符指零件上实际要素的形态与志向形态相符合的程度；合的程度；国家标准规定了六类形态公差（见下表）国家标准规定了六类形态公差（见下表）形态精度的标注：框格分为形态精度的标注：框格分为2 2格，格，箭头指向待表达的表面，数字表示箭头指向待表达的表面，数字表示允许误差的大小，单位为毫米。允许误差的大小，单位为毫米。2.1.3 位位 置置 精精 度度指零件的实际要素（点、线、面）相对指零件的实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的精确度。于基准之间位置的精确度。圆圈中的英文字母表示基准，框格分圆圈中的英文字母表示基准，框格分3 3格，箭头指向待格，箭头指向待表达的表面表达的表面精度等精度等级级尺寸精度范尺寸精度范围围Ra值值范范围围（m）相相应应的加工方法的加工方法低精度低精度IT13IT 112512.5粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等中等中等精度精度IT10IT 96.33.2半精车、半精镗、半精铣、半精刨、半精车、半精镗、半精铣、半精刨、扩孔等扩孔等IT8IT 71.60.8精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗铰等铰等高精度高精度IT7IT 60.80.2精磨、精铰等精磨、精铰等特特别别精密精密精度精度IT5IT2Ra0.2研磨、珩磨、超精加工、抛光等研磨、珩磨、超精加工、抛光等零件精度等级及其相应的加工方法零件精度等级及其相应的加工方法2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度表面粗糙度：零件微表面粗糙度：零件微观表面凹凸不平的表面凹凸不平的 程度。程度。产生的生的缘由：由：1 1）切削）切削时刀具与工件相刀具与工件相 对运运动产生的磨擦；生的磨擦；2 2）机床、刀具和工件在加工）机床、刀具和工件在加工时的振的振动；3 3）切削）切削时从零件表面撕裂的切屑从零件表面撕裂的切屑产生的痕生的痕迹；迹；4 4）加工）加工时零件表面零件表面发生塑性生塑性变形。形。2.2 表 面 粗 糙 度国家标准规定：表面粗糙度分为国家标准规定：表面粗糙度分为1414个等级，个等级，分别用分别用 表示，表示，数字越大，表面越粗糙。数字越大，表面越粗糙。表面粗糙度符号上的数值表面粗糙度符号上的数值Ra,Ra,单位是微米单位是微米（mm）。）。2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度表面粗糙度符号的意表面粗糙度符号的意义及及应用用 符号符号 符号说明符号说明 意义及应用意义及应用基本符号基本符号单独使用无意义单独使用无意义基本符号上加一短基本符号上加一短划线划线表示表面粗糙度是用去表示表面粗糙度是用去除法获得除法获得基本符号内加一小基本符号内加一小圆圆表示表面粗糙度是用不表示表面粗糙度是用不去除材料的方法获得去除材料的方法获得 符号上加符号上加Ra值值用去除材料方法获得的用去除材料方法获得的表面，表面，Ra的最大允许值的最大允许值为为3.2m2.3 2.3 常见加工方法的常见加工方法的RaRa表面特征表面特征加工加工方法方法Ra(Ra(微米微米)表面特征表面特征粗车粗车粗镗粗镗5050 可见明显刀痕可见明显刀痕粗铣粗铣粗刨粗刨2525 可见刀痕可见刀痕钻孔钻孔12.512.5 微见刀痕微见刀痕精铣精铣精刨精刨半精车半精车6.36.3 可见加工痕迹可见加工痕迹3.23.2 微见加工痕迹微见加工痕迹精车精车1.61.6 看不清加工痕迹看不清加工痕迹粗磨粗磨0.80.8 可辨加工痕迹方向可辨加工痕迹方向精磨精磨0.40.4 微辨加工痕迹方向微辨加工痕迹方向精密加工精密加工0.1-0.0120.1-0.012 只能按表面光泽辩识只能按表面光泽辩识 机器零件的基本表面包括：外圆、内圆机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平面和成型面（孔）、平面和成型面 基本表面主要由如下的加工方法获得基本表面主要由如下的加工方法获得3.切削运动与切削用量3.1 切削运动机床名称机床名称主运动主运动进给运动进给运动卧式车床卧式车床工件旋转运动工件旋转运动车刀纵向、横向、斜向直线移动车刀纵向、横向、斜向直线移动钻钻 床床钻头旋转运动钻头旋转运动钻头轴向移动钻头轴向移动卧铣、立铣卧铣、立铣铣刀旋转运动铣刀旋转运动工件纵向、横向、斜向直线移动工件纵向、横向、斜向直线移动牛头刨床牛头刨床刨刀往复运动刨刀往复运动工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向间歇移动间歇移动龙门刨床龙门刨床工件往复运动工件往复运动刨刀横向、垂向、斜向间歇移动刨刀横向、垂向、斜向间歇移动外圆磨床外圆磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件转动，同时工件往复移动，砂轮工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动横向移动内圆磨床内圆磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件转动，同时工件往复移动，砂轮工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动横向移动平面磨床平面磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件往复移动，砂轮横向、垂向移动工件往复移动，砂轮横向、垂向移动机床的切削运动机床的切削运动3.2切削用量切削量三要素包括切削速度、进给量和背吃刀量切削速度切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬 时速度时速度,用用V V表示，单位为表示，单位为m/sm/s 或或m/min m/min 进进 给给 量量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位刀具在进给运动方向上相对于工件的位 移量，用移量，用f f表示，车、钻和铣削时单位表示，车、钻和铣削时单位 为为mm/rmm/r背吃刀量背吃刀量:已加工表面和待加工表面之间的垂直距已加工表面和待加工表面之间的垂直距 离，用离，用a ap p表示，单位为表示，单位为mmmm，如下图：，如下图：车削切削速度、背吃刀量的计算V:切削速度切削速度d:工件直径工件直径n:工件转速工件转速背吃刀量：背吃刀量：切削速度：切削速度：dmax:待加工待加工表面直径表面直径dmin:已加工已加工表面直径表面直径ap:背吃刀量背吃刀量3.3 切削用量的合理选择问题(1)(1)粗加工按粗加工按apap（吃刀量）（吃刀量）f f（进给进给量）量）v v（转转速）速）的依次的依次选择选择 a a、粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除、粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多多 余金属，只留后余金属，只留后续续工序的加工余量，所以工序的加工余量，所以应应依依据毛据毛 坯尺寸首先坯尺寸首先选择选择apap b b、粗加工不必考、粗加工不必考虑虑表面粗糙度，在表面粗糙度，在apap确定后，确定后，选选取大取大 的的f f，削减走刀，削减走刀时间时间 c c、apap和和f f确定后，在机床功率和刀具耐用度允确定后，在机床功率和刀具耐用度允许许的的前提前提 下下选择选择v v(2)(2)精加工按精加工按v v（转转速）速）f f（进给进给量）量）ap ap（吃刀量）（吃刀量）的依次的依次选择选择 精加工的主要目的是保精加工的主要目的是保证产证产品品质质量和降低零量和降低零件的表面粗糙度。因此首先件的表面粗糙度。因此首先应选择应选择尽可能高的尽可能高的v v，然后，然后选择选择达到表面粗糙度要求的达到表面粗糙度要求的f f，最，最终终再依据精加工余量再依据精加工余量确定确定apap 三、三、金属切削机床金属切削机床返回索引 1、机床的、机床的类型型 金属切削机床是用来对工件进行加工的机器，故称为“工作母机”，习惯上称机床。按加工性质和所用刀具分类：分为车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床等12大类；按精度分类：分为一般精度、精密和高精度三种；按重量分类：分为一般机床、大型机床和重型机床。机床的型号：如：CW6163表示2、机床的基本、机床的基本结构构1.1.主主传动传动部件：部件：用来用来实现实现机床主运机床主运动动；2.2.进给传动进给传动部件：主要用来部件：主要用来实现实现机床机床进给进给运运动动；3.3.工件安装装置：用来安装工件；工件安装装置：用来安装工件；4.4.刀具安装装置刀具安装装置 ：用来安装刀具；：用来安装刀具；5.5.支承件：用来支承和支承件：用来支承和连连接机床各零部件，是机接机床各零部件，是机 床的基床的基础础构件；构件；6.6.机床机床动动力部件：力部件：为为机床供机床供应动应动力。力。3、机床的、机床的传动 机床的机床的传动有机械、液有机械、液压、气、气动、电气等多种形气等多种形势，最常，最常见的是机械的是机械传动和液和液压传动。机械机械传动包括皮包括皮带传动、齿轮传动、涡轮蜗杆杆传动、齿轮齿条条传动和和丝杆螺母杆螺母传动3.1 皮皮带传动 皮带传动是靠胶带与带轮之间的磨擦作用，将主动皮带轮的转动传递到另一个被动皮带轮上去的。皮带传动的优点是传动平稳、轴间距较大，结构简洁、制造修理便利，过载时皮带打滑。不易引起机器损坏；其缺点是不能保证精确的传动比，且磨擦损失大，传动效率较低。3.2 齿轮传动 齿轮传动是目前机床中是目前机床中应用最多的一种用最多的一种传动方式，方式，这种种传动方式种方式种类多，如直多，如直齿、斜、斜齿、人字、人字齿、圆弧弧齿轮传动等，最常等，最常见的是直的是直齿圆柱柱齿轮。设 ：z z1 1和和n n1 1分分别为主主动轮的的齿数和数和转速速 z z2 2和和n n2 2分分别为被被动轮的的齿数和数和转速速 传动比比 i i=(z=(z1 1/z/z2 2)=(n)=(n2 2/n/n1 1)3.3 涡轮、蜗杆杆传动 接受这种方式，只能由蜗杆带动蜗轮传动，其传动的优点是：可获得较大的降速比，传动平稳、噪音小，结构紧凑。其缺点是传动效率低，并须要良好的润滑条件 3.4 齿轮、齿条条传动 齿轮齿条传动机构可将旋转运动转变为直线运动（当齿轮为主动轮时），也可将直线运动转变为旋转运动（当齿条为主动件时），在实际运用中，以前者居多。齿轮齿条传动的效率很高，但制造精度不高时，传动的平稳性和精确性较差。3.5 丝杆、螺母杆、螺母传动 丝杆、螺母杆、螺母传动可使旋可使旋转运运动变成直成直线运运动，例，例如在如在车床上床上车螺螺纹时，丝杆旋杆旋转，合上开合螺母后，合上开合螺母后，刀架便作刀架便作纵向运向运动。其其传动的的优点是工作平点是工作平稳，无噪音，其缺点是，无噪音，其缺点是传动效率效率较低。低。4、机床的、机床的变速机构速机构 在一般的通用机床上通过变速机构实现接近志向值的切削速度。变换机床转速的主要装置是机床的齿轮箱，齿轮箱变速机构的形式多样，最常见的为滑动齿轮变速机构和离合器式齿轮变速机构4.1 滑滑动齿轮变速机构速机构 带长键的从的从动轴上装有滑上装有滑动齿轮z z2 2,z,z4 4,z,z6 6,通通过手柄上的手柄上的拨叉可使它叉可使它们分分别与固定在主与固定在主动轴上的上的齿轮z z1 1,z,z3 3,z,z5 5 相相啮合，其合，其传动比比 i i 1 1=z=z1 1/z/z2 2 i i 2 2=z=z3 3/z/z4 4 i i 3 3=z=z5 5/z/z6 6 轴轴的的转速分速分别为：n n2 2=i i 1 1n n1 1 或或n n2 2=i i 2 2n n1 1或或 n n2 2=i i 3 3n n1 1 （式中（式中n n1 1为轴为轴的的转速速,n,n2 2为轴的的转速）速）4.2 离合器式离合器式齿轮变速机构速机构 从从动轴两端空套有两端空套有齿轮z z2 2和和z z4 4，它，它们分分别与固定与固定在主在主动轴上的上的齿轮z z1 1和和z z3 3啮合。合。轴中部中部带有有键3 3，并装有并装有压嵌式离合器嵌式离合器4 4。当手柄左移或右移离合器。当手柄左移或右移离合器时，离合器的爪离合器的爪1 1与与齿轮z z2 2啮合或爪合或爪2 2与与齿轮z z4 4啮合，合，这样轴可得到两种不同的可得到两种不同的转速，其速，其传动比是：比是：i i1 1=z=z1 1/z/z2 2 i i 2 2=z=z3 3/z/z4 4 5、车床的基本结构主电机及变速机构挂轮箱床头箱进给箱卡盘中心架溜板箱尾架丝杆光杆 5.1车削的加工范围车削的加工范围 车削是以加工回转体为主要加工目的。在车床上可以车削是以加工回转体为主要加工目的。在车床上可以加工：外圆、端面、锥度、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、加工：外圆、端面、锥度、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕弹簧等。切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕弹簧等。5.2 车削的工艺特点车削的工艺特点1.1.粗加工：经济精度可达到粗加工：经济精度可达到IT10IT10，表面粗糙度在，表面粗糙度在25-25-12.512.5之间之间;2.2.精加工：经济精度可达精加工：经济精度可达IT7IT7左右，表面粗糙度左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6Ra6.3-1.6之间。之间。3.3.2.2.易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几个不同的表面，避开安装误差。个不同的表面，避开安装误差。4.4.3.3.刀具简洁，制造、刃磨和安装便利，简洁选用合刀具简洁，制造、刃磨和安装便利，简洁选用合理的几何形态和角度，有利于提高生产率。理的几何形态和角度，有利于提高生产率。5.5.4.4.应用范围广泛，几乎全部绕定轴心旋转的内外回应用范围广泛，几乎全部绕定轴心旋转的内外回转体表面及端面，均可以用车削方法达到要求。转体表面及端面，均可以用车削方法达到要求。6.6.5.5.可以用精细车的方法实现有色金属零件的高精度可以用精细车的方法实现有色金属零件的高精度的加工（有色金属的高精度零件不适合接受磨削）的加工（有色金属的高精度零件不适合接受磨削）6 铣削加工铣削加工主轴箱主轴箱主轴主轴横溜板横溜板工作台工作台升降台升降台底座底座6.1立式铣床的基本结构立式铣床的基本结构6.2 铣削的主要加工范围6.3 铣床的分度加工功能铣床的分度加工功能分度头手柄工件铣刀卡盘尾架扇形夹1.1.分度头手柄与卡盘中心轴之间的传动比为分度头手柄与卡盘中心轴之间的传动比为4040：1 1，即手柄转，即手柄转 4040圈，卡盘或工件转圈，卡盘或工件转1 1圈。圈。2.2.孔圈和扇形夹的张开角度用于非整数圈的定位孔圈和扇形夹的张开角度用于非整数圈的定位孔圈6.4 逆铣和顺铣逆铣和顺铣逆铣：铣刀旋向（或铣削力）与进给逆铣：铣刀旋向（或铣削力）与进给方向相反方向相反顺铣：铣刀旋向与进给方向一样顺铣：铣刀旋向与进给方向一样FFVV6.5 铣削的工艺特点铣削的工艺特点1.铣削加工的精度可达IT10-IT7，表面粗糙度可达6.3-1.6左右2.生产效率高，铣刀是多刀齿刀具，铣削时有几个刀齿同时参与切削，主运动是刀具的旋转，所以铣削的生产效率比刨削高。3.简洁产生振动，铣刀的刀齿切入和切出时产生振动，加工过程中切削面积和切削力变更较大。4.刀齿的散热条件较好，在刀具旋转过程的不切削时间内，刀具可以得到确定的冷却。5.与刨床相比，铣床价格高，适用于批量生产。7.7.刨（插）削加工刨（插）削加工刨床主要有牛头刨床和龙门刨床两种刨床主要有牛头刨床和龙门刨床两种牛头刨床牛头刨床:刨刀的直线往复刨刀的直线往复运动是主运动，工件在刨刀运动是主运动，工件在刨刀返回行程将结束时作横向进返回行程将结束时作横向进给运动。牛头刨床主要用于给运动。牛头刨床主要用于加工中小型零件加工中小型零件龙门刨床龙门刨床:工作台往复运动，横梁工作台往复运动，横梁上的刀架可以水平或垂直运动上的刀架可以水平或垂直运动龙门刨床主要用于加工大型零件龙门刨床主要用于加工大型零件7.1 牛头刨床的摆杆机构牛头刨床的摆杆机构牛头刨床的摆杆机构牛头刨床的摆杆机构摆杆齿轮带动摇杆左右摇摆，摇杆带动摆杆齿轮带动摇杆左右摇摆，摇杆带动滑枕做往复运动。滑枕做往复运动。摆杆机构的特点：返回行程比工作行程摆杆机构的特点：返回行程比工作行程时间快。时间快。7.2 刨削加工的范刨削加工的范围3.1 插削加工插床又称立式刨床，其运动原理插床又称立式刨床，其运动原理与牛头刨床相像，主要用于孔内与牛头刨床相像，主要用于孔内表面加工，如方孔、多边形孔、表面加工，如方孔、多边形孔、键槽等的加工。键槽等的加工。工件在工作台上可做纵工件在工作台上可做纵向、横向和回转的运动，向、横向和回转的运动，滑枕做上下往复运动。滑枕做上下往复运动。7.3 插削主要加工范插削主要加工范围7.4 刨削加工的工艺特点刨削加工的工艺特点1.加工精度通常为：精刨：IT7-IT10，粗糙度Ra为6.3-1.6之间。2.通用性好，刨床简洁、价格低、调整和操作简便，刨刀形态简洁，制造、刃磨便利。3.生产率一般比较低，主运动为往复直线运动，返回行程不参与切削。4.适用于单件小批生产。8.钻削加工钻削加工 钻床包括台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。如图：工件直径12mm的孔一般运用台式钻床加工，孔径50mm的中小型零件在立式钻床上加工，大型工件上的孔在摇臂钻床上加工。钻夹头是钻孔的常用夹具，一般用于孔径较小(12mm)的工件，大直径的零件用锥度套筒装入钻轴。对精度要求高，粗糙度低的零件钻孔后还必需进行精加工。钻削加工的范削加工的范围 8.1扩孔扩孔 用扩孔钻对已经钻出或铸出、锻出的孔进行扩大和提高精度的加工，称为扩孔。扩孔钻如下图所示。其结构与麻花钻相像，但切削刃有34个，前端是平的，无横刃，螺旋槽较浅，钻头刚度好。扩孔余量小，切削比较平稳，所以扩孔精度比钻孔高。其尺寸公差等级可达IT10IT9，表面粗糙度Ra值可达6.33.2m。扩孔可作为终加工，也可作为铰孔前的预加工。8.2 铰铰 孔孔 铰铰刀刀有有手手用用铰铰刀刀和和机机用用铰铰刀刀两两种种(图图a)a)。手手用用铰铰刀刀为为直直柄柄，工工作作部部分分较较长长。机机用用铰铰刀刀多多为为锥锥柄柄，可可装装在在钻钻床床、车车床床或或镗镗床床上上铰铰孔孔。铰铰刀刀的的工工作作部部分分由由切切削削部部分分和和修修光光部部分分组组成成。切切削削部部分分呈呈锥锥形形，担担负负切切削削工工作作。修修光光部部分分起起导导向向和和修修光光作作用用。铰铰刀刀有有6 6 1212个个切切削削刃刃，制制造造精精度度高高，心心部部直直径径较较大大，刚刚度度和和导导向向性性好好。铰铰孔孔余余量量小小，切切削削平平稳稳。铰铰孔孔尺尺寸寸公公差差等等级级可可达达IT8IT8 IT6IT6，表表面面粗粗糙糙度度RaRa值达值达1.61.6 0.40.4 m m。手铰孔时，用铰杆转动铰刀并轻压进给手铰孔时，用铰杆转动铰刀并轻压进给(图图b)b)。铰刀不能倒转，。铰刀不能倒转，否则铰刀与孔壁之间易挤住切屑，造成孔壁划伤或刀刃崩裂否则铰刀与孔壁之间易挤住切屑，造成孔壁划伤或刀刃崩裂 铰孔适用于加工精铰孔适用于加工精度高、直径不大孔的终度高、直径不大孔的终加工。手铰时，切削速加工。手铰时，切削速度低，切削力小，不受度低，切削力小，不受机床振动等影响，加工机床振动等影响，加工质量比机铰好，但生产质量比机铰好，但生产率低。率低。镗削一般是指在镗床上进行的切削加工。图为常用的卧式镗床。由床身、立柱、主轴箱、尾架和工作台等部分组成。镗床的主轴能作旋转主运动和轴向进给运动。安装工件的工作台可以实现纵向、横向进给运动，并可回转确定的角度。主轴箱可沿立柱导轨作上下运动。尾架可沿床身导轨水平移动，其上的镗杆支承也可与主轴箱同时上下运动。8.3 镗削加工镗削加工8.4 镗孔加工的工艺特点镗孔加工的工艺特点1.镗床主要用于加工大型工件或形态困难工件上的孔和孔系。例如变速箱、发动机缸体等。2.镗孔尺寸公差等级可达IT8IT7，表面粗糙度值一般为1.60.8m。3.镗孔可以校正孔原有的轴线偏差或位置偏差。镗刀的形态8.5 钻削的工艺特点钻削的工艺特点1.钻削属于低精度（IT11-IT13）和高表面粗糙度的(Ra50-12.5)加工方法2.简洁产生“引偏”，是加工过程中由于钻头弯曲产生孔径扩大、孔不圆等缺陷。缘由是刀具呈瘦长状，刚性较差。3.排屑困难，钻孔在半封闭的状态下进行，切下来的切屑沿刀具两侧的螺旋槽上升，简洁与已经加工出的表面发生摩擦和挤压，刮伤已加工表面，降低表面质量4.切削热不简洁传散，切削液难以传 到切削区。限制切削速度的提高9.磨削加工磨削加工的机床是磨床，刀具是砂轮磨削加工的机床是磨床，刀具是砂轮磨削加工可以磨削外圆、孔和平面，磨削加工可以磨削外圆、孔和平面，磨削加工的夹具通常有电磁吸盘、三爪卡盘、磨削加工的夹具通常有电磁吸盘、三爪卡盘、顶尖等顶尖等 磨磨床床包包括括外外圆圆磨磨、内内圆圆磨磨、无无心心磨磨等等几几种种，下下图图是是万能外圆磨床的图形。万能外圆磨床的图形。M1432AM1432A万万能能外外圆圆磨磨床床(M(M磨磨床床；1414万万能能外外圆圆磨磨床床；3232最最大大磨磨削削直直径径的的1/101/10，即即最最大大磨磨削削直直径径为为320mm320mm；A A性能和结构上经过一次重大改进性能和结构上经过一次重大改进)。9.1 磨床类型磨床类型9.2磨削的工艺特点磨削的工艺特点1.1.磨削的精度高，磨削的精度高，IT6-IT5IT6-IT5，粗糙度低，粗糙度低，Ra0.8-0.2Ra0.8-0.2，砂，砂轮表面有极多的切削刃同时参与切削。轮表面有极多的切削刃同时参与切削。2.2.可以加工一些难以加工的材料。如淬火钢、高速钢以可以加工一些难以加工的材料。如淬火钢、高速钢以及毛坯的清理。及毛坯的清理。3.3.切削速度高（切削速度高（30m/s30m/s以上）切削温度高（以上）切削温度高（10001000以上）以上）。运用冷却液。运用冷却液。4.4.砂轮有自锐作用，这是其它刀具所不具备的。即磨粒砂轮有自锐作用，这是其它刀具所不具备的。即磨粒不断脱落，新的磨粒又是锋利的。不断脱落，新的磨粒又是锋利的。5.5.磨削力的径向分力较大，因此，在达到尺寸以后，还磨削力的径向分力较大，因此，在达到尺寸以后，还要进行多次无进给磨削。要进行多次无进给磨削。10.1齿轮加工之齿轮加工之 铣齿轮铣齿轮 铣齿通常是利用成型刀具（如齿轮铣刀）以及分度盘来进行加工。通过铣削加工的齿轮通常精度不高，这是由于分度盘的精度不高导致的。铣齿适用于加工单件小批量低精度的齿轮。通常铣齿成本较低，生产率较低。图图为为在在卧卧式式万万能能铣铣床床上上铣铣直直齿齿轮轮的的示示意意图图。齿齿坯坯安安装装在在铣铣床床的的分分度度头头上上，铣铣刀刀旋旋转转作作主主运运动动，工工作作台台带带动动齿齿坯坯作作直直线线进进给给运运动动。每每铣铣完完一一个个齿齿槽槽后后，工工件件退退回回，进进行行分分度度，再再铣铣下下一一个个齿齿槽槽。重重复复进进行行上上述过程，直至铣出全部齿面为止。述过程，直至铣出全部齿面为止。10.2齿轮加工之插齿原理和插齿齿轮加工之插齿原理和插齿 插齿加工是用插齿刀在插齿机上加工齿轮的，它是按一对圆柱齿轮的啮合原理进行的。如图：一个是工件，另一个是刀具（插齿刀接受高速钢制造），在刀具上磨出前角和后角度，工件和刀具之间按传动比做纯滚动旋转，插齿刀同时再做上下往复运动，可在工件上插出齿轮来。插齿过程中：插插齿过程中：插齿刀与工件之间齿刀与工件之间必需维持严格的必需维持严格的啮合关系，这种啮合关系，这种运动称为分齿运运动称为分齿运动动齿轮加工之插齿原理和插齿齿轮加工之插齿原理和插齿 插齿运动的主运动是刀具的上下往复运动，进给运动包括分齿运动（展成运动）、径向进给运动，让刀运动。让刀运动的作用是：避开刀具在返回时，刀齿的后刀面与工件发生摩擦。10.3齿轮加工之滚齿原理和滚齿齿轮加工之滚齿原理和滚齿 滚刀形态类似蜗杆，其加工过程与蜗杆蜗轮的啮合过程相像。为了形成切削刃和容屑槽，滚刀在垂直螺旋线方向等分地开出若干刀槽，并经过铲背、淬火和前、后刀面的刃磨，其刃形又近似于齿条齿形。滚齿时，每个齿形都是由滚刀在旋转中依次对齿坯切削的若干条切削刃包络而成的(图)。当滚刀与齿坯进行强制啮合运动时，就在齿坯上切出了渐开线齿形。齿轮加工之滚齿原理和滚齿齿轮加工之滚齿原理和滚齿 主运动 即滚刀的旋转运动，展成运动 即滚刀与齿坯之间的啮合运动，两者应精确地保持齿轮啮合传动比关系。设滚刃的头数为K(通常K=1)，被加工齿轮的齿数为Z，则滚刀每转一转，齿坯应沿啮合运动方向转K个齿，即转KZ转。垂直进给运动 为了切出整个齿宽上的齿形，滚刀须沿齿坯轴线方向作连续进给运动。四、机械加工工四、机械加工工艺过程程返回索引1.下料2.粗车3.焊接4.精车5.磨削6.钻孔生产过程中，干脆变更毛坯形态、尺寸和性能，使之变为合格零件的过生产过程中，干脆变更毛坯形态、尺寸和性能，使之变为合格零件的过程，称为工艺过程。程，称为工艺过程。工艺过程由很多工序组成。工艺过程由很多工序组成。工序是指在一个工作地点对一个或一组工件所连续完成的部分工艺过程。工序是指在一个工作地点对一个或一组工件所连续完成的部分工艺过程。例：例：4.1 毛坯毛坯选择及加工余量的确定及加工余量的确定加工余量：加工余量：为了加工出合格零件，必需从毛坯上切了加工出合格零件，必需从毛坯上切去一去一层金属，称加工余量。加工余量分金属，称加工余量。加工余量分为工序余量工序余量和和总余量。某道工序切除的余量称余量。某道工序切除的余量称为工序余量，各工序余量，各工序余量的和称工序余量的和称总余量。余量。工序余量的确定：确定工序余量的大小，是在保工序余量的确定：确定工序余量的大小，是在保证加工加工质量的前提下，使余量尽可能的小。量的前提下，使余量尽可能的小。过大影响大影响生生产效率，效率，过小不能切去工件表面的缺陷小不能切去工件表面的缺陷层。加工。加工余量的确定可接受如下方法：（大余量的确定可接受如下方法：（大焊接件型接件型结构余构余量是量是单边7.5mm7.5mm，小，小焊接件是接件是单边4mm4mm，不是，不是焊接接件减三分之一，件减三分之一，锻件余量件余量单边10mm10mm）1.1.依据生依据生产阅历估估计 2.2.查表：依据工表：依据工艺手册手册查表表 3.3.计算法：可算法：可查阅“机制工机制工艺学学”有关内容。有关内容。第八章第八章 零件表面的加工方案零件表面的加工方案 第八章第八章 零件表面的加工方案零件表面的加工方案五、零件表面的加工方案五、零件表面的加工方案返回索引1.外圆表面的加工方案外圆表面的加工方案公差等级公差等级表面粗糙度表面粗糙度Ra(m)加工方案加工方案适用范围适用范围IT13 IT11 50 12.5粗车粗车适用于淬火适用于淬火钢外的各种钢外的各种金属金属IT10 IT86.3 3.2粗车粗车半精车半精车IT8 IT71.6 0.8粗车粗车半精车半精车精精车车IT6 IT50.8 0.2粗车粗车半精车半精车精精车车精细车精细车主要用于要主要用于要求高的有色求高的有色金属金属IT8 IT70.8 0.4粗车粗车半精车半精车磨磨削削 适用于除有适用于除有色金属外的色金属外的各种金属，各种金属，特别是淬火特别是淬火钢钢IT7 IT60.4 0.1粗车粗车半精车半精车粗粗磨磨精磨精磨IT5 IT30.1 0.025粗车粗车半精车半精车粗粗磨磨精磨精磨超精磨超精磨2.平面的加工方案平面的加工方案公差等级公差等级表面粗糙度表面粗糙度加工方案加工方案适用范围适用范围IT12 IT1025 12.5粗车粗车轴、套、轴、套、盘类等零盘类等零件未淬火件未淬火的端面的端面IT9 IT76.3 0.8粗车粗车半精车半精车精车精车IT10 IT86.3 1.6粗刨（铣）粗刨（铣）精精刨（铣）刨（铣）用于不淬用于不淬硬的平面硬的平面IT7 IT60.8 0.1粗刨（铣）粗刨（铣）精精刨（铣）刨（铣）刮研刮研IT7 IT60.4 0.05粗刨（铣）粗刨（铣）精精刨（铣）刨（铣）粗磨粗磨精磨精磨用于高精用于高精度低粗糙度低粗糙度的平面度的平面3.孔的加工方案孔的加工方案公差等级公差等级表面粗糙度表面粗糙度加工方案加工方案适用范围适用范围IT13 IT1150 12.5钻钻 加加工工除除淬淬火火钢钢外外各各种种金金属属实实心心毛毛坯坯上上较较小小的孔的孔IT10 IT96.3 3.2钻钻扩扩IT8 IT76.3 3.2钻钻扩扩IT7 IT60.4 0.2钻钻 扩扩 机机 铰铰 手铰手铰IT13 IT1012.5 6.3粗镗粗镗 除除淬淬火火钢钢外外各各种种金金属属，毛毛坯坯有有铸铸出出孔孔或或锻锻出孔出孔IT9 IT83.2 1.6粗镗粗镗精镗精镗IT8 IT71.6 0.8粗粗镗镗半半精精镗镗精镗精镗IT7 IT60.8 0.4粗粗镗镗半半精精镗镗精镗精镗精细镗精细镗IT7 IT60.2 0.1粗镗粗镗半精镗半精镗粗磨粗磨精磨精磨主主要要用用于于淬淬火火钢钢，但但不不宜宜用用于有色金属于有色金属4.齿轮的加工方案的加工方案5.螺螺纹的加工方法的加工方法 螺螺纹纹的的结结构构简洁简洁、形式多、形式多样样、传动传动稳稳定、定、连连接牢靠、接牢靠、调调整快速精确、装拆整快速精确、装拆便利、成本低廉，在机械行便利、成本低廉，在机械行业业中中应应用广用广泛。泛。5.1 螺螺纹的种的种类和用途和用途螺螺纹按其用途分按其用途分为联接螺接螺纹和和传动螺螺纹1 1、联接螺接螺纹：主要起：主要起联接和接和调整的作用整的作用 （1 1）一般螺）一般螺纹：牙形角：牙形角为6060，又分，又分为粗粗牙螺牙螺纹和和细牙螺牙螺纹两种，代号两种，代号为MM。（2 2）管螺）管螺纹：牙形角：牙形角为5555，常用于水管、，常用于水管、气管、油管等防泄露要求的气管、油管等防泄露要求的场合。合。5.1 螺螺纹的种的种类和用途和用途2 2、传动螺螺纹：主要用于：主要用于传递运运动和和动力。力。(1)(1)梯形螺梯形螺纹：牙形角：牙形角为3030，牙形，牙形为等腰梯形，等腰梯形，代号代号为TrTr，它是，它是传动螺螺纹的主要形式，如机床的主要形式，如机床丝杠等。杠等。5.1 螺螺纹的种的种类和用途和用途（2 2）矩形螺）矩形螺纹：主要用于力的：主要用于力的传递，其特，其特点是点是传动效率效率较其它螺其它螺纹高，但高，但强度度较低、低、对中精确性中精确性较差，特殊是磨差，特殊是磨损后后轴向和径向的向和径向的间隙隙较大，因此大，因此应用受到了用受到了确定的限制。确定的限制。5.1 螺螺纹的种的种类和用途和用途 (3)(3)锯齿形螺形螺纹：其牙形：其牙形为锯齿形，代号形，代号为B B。它只用于承受它只用于承受单向向压力，由于它的力，由于它的传动效率效率 及及强度比梯形螺度比梯形螺纹高，常用于螺旋高，常用于螺旋压力机及力机及 水水压机等机等单向受力机构。向受力机构。5.1 螺螺纹的种的种类和用途和用途（4 4）模数螺）模数螺纹：即：即蜗杆杆蜗轮螺螺纹，其牙形，其牙形角角为4040，它具有，它具有传动比大、比大、结构构紧凑、凑、传动平平稳、自、自锁性能好等特点，主要用于减速装置。性能好等特点，主要用于减速装置。5.2 螺螺纹的加工的加工1 1、车车螺螺纹纹：其特点是通：其特点是通过车过车床机构的床机构的调调整，整，能便利地能便利地车车出不同螺距、不同直径、不同出不同螺距、不同直径、不同线线数和不同牙形的螺数和不同牙形的螺纹纹，适合于，适合于单单件件 小批量生小批量生产产。5.2 螺螺纹的加工的加工2 2、攻螺、攻螺纹和套螺和套螺纹:攻螺攻螺纹是用是用丝锥在工件的光孔内加工出内螺在工件的光孔内加工出内螺纹的方法，如下的方法，如下图左。左。套螺套螺纹是用板牙在工件光是用板牙在工件光轴上加工出螺上加工出螺纹的的方法，如下方法，如下图右。右。5.2 螺螺纹的加工的加工3 3、铣铣螺螺纹纹、磨螺、磨螺纹纹和和滚压滚压螺螺纹纹 （1 1）铣铣螺螺纹纹：是在：是在专专用的螺用的螺纹铣纹铣床上床上进进行，也可在万能卧式行，也可在万能卧式铣铣床上床上进进行。行。铣铣螺螺纹纹比比车车螺螺纹纹的加工精度略低、表面粗糙度略大，的加工精度略低、表面粗糙度略大，但但铣铣螺螺纹纹的生的生产产率高，适宜于大批大量螺率高，适宜于大批大量螺纹纹生生产产的粗加工和半精加工。的粗加工和半精加工。（2 2）磨螺）磨螺纹纹：是在：是在专专用的螺用的螺纹纹磨床上磨床上进进行，主要是行，主要是对须对须要要热处热处理（硬度理（硬度较较高和精度高和精度要求高）的螺要求高）的螺纹进纹进行精加工，一般行精加工，一般须须要磨削要磨削的螺的螺纹纹是是经过车经过车螺螺纹纹或或铣铣螺螺纹纹等半精加工后等半精加工后才才进进行的。行的。5.2 螺螺纹的加工的加工（3）滚压螺纹：是使坯料在滚压工具的压力下产生塑性变形，强制压制出相应的螺纹，滚压方式主要有两种：A.搓螺纹：是在搓丝机上进行，利用搓丝机压出来的螺纹精度高，可达5级，表面粗糙度为Ra 1.60.8，目前市场上购买的螺钉、螺栓等螺纹零件大都是由搓丝机生产出来的。B.滚螺纹：是在专用的滚压螺纹机上进行的，被滚压出来的螺纹精度可达3级，表面粗糙度为Ra 0.8 0.2，其优点是大大提高了螺纹的抗拉强度、抗剪强度和疲惫强度，且生产率很高，缺点是须要珍贵的专用设备，对坯料精度要求较高，而