机械加工基础知识dgyy.docx

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1、根据机床床运动的的不同、刀刀具的不不同，可可将去除除零件毛毛坯多余材料的的切削方方法分为为几种主主要不同同方法。主主要有：车削、刨刨削、磨磨削、钻钻削和特特种加工工等。本本节对这这些主要要方法逐逐一介绍绍。一、车车削车削削中工件件旋转，形形成主切切削运动动。刀具具沿平行行旋转轴轴线运动动时，就就形成内内、外园园柱面。刀刀具沿与与轴线相相交的斜斜线运动动，就形形成锥面面。仿形形车床或或数控车车床上，可可以控制制刀具沿沿着一条条曲线进进给，则则形成一一特定的的旋转曲曲面。采采用成型型车刀，横横向进给给时，也也可加工工出旋转转曲面来来。车削削还可以以加工螺螺纹面、端端平面及及偏心轴轴等。车车削加工工

2、精度一一般为IT8IT7，表面面粗糙度度为6.31.6m。精车车时，可可达IT6IT5，粗糙度可可达0.40.1m。车削削的生产产率较高高，切削削过程比比较平稳稳，刀具具较简单单。二、铣削削主切削削运动是是刀具的的旋转。卧卧铣时，平平面的形形成是由由铣刀的的外园面面上的刃刃形成的的。立铣铣时，平平面是由由铣刀的的端面刃刃形成的的。提高高铣刀的的转速可可以获得得较高的的切削速速度，因因此生产产率较高高。但由由于铣刀刀刀齿的的切入、切切出，形形成冲击击，切削削过程容容易产生生振动，因因而限制制了表面面质量的的提高。这这种冲击击，也加加剧了刀刀具的磨磨损和破破损，往往往导致致硬质合合金刀片片的碎裂裂

3、。在切切离工件件的一般般时间内内，可以以得到一一定冷却却，因此此散热条条件较好好。按照照铣削时时主运动动速度方方向与工工件进给给方向的的相同或相相反，又又分为顺顺铣和逆逆铣。顺铣铣削力的的水平分分力与工工件的进进给方向向相同，工工件台进进给丝杠杠与固定定螺母之之间一般般有间隙隙存在，因因此切削削力容易易引起工工件和工工作台一一起向前前窜动，使使进给量量突然增增大，引引起打刀刀。在铣铣削铸件件或锻件件等表面面有硬度度的工件件时，顺顺铣刀齿齿首先接接触工件件硬皮，加加剧了铣铣刀的磨磨损。逆铣可以避免免顺铣时时发生的的窜动现现象。逆逆铣时，切切削厚度度从零开开始逐渐渐增大，因因而刀刃刃开始经经历了一

4、一段在切切削硬化化的已加加工表面面上挤压压滑行的的阶段，加加速了刀刀具的磨磨损。同同时，逆逆铣时，铣铣削力将将工件上上抬，易易引起振振动，这这是逆铣铣的不利利之处。铣削削的加工工精度一一般可达IT8IT7，表面面粗糙度度为6.31.6m。普通通铣削一一般只能能加工平平面，用用成形铣铣刀也可可以加工工出固定定的曲面面。数控控铣床可可以用软软件通过过数控系系统控制制几个轴轴按一定定关系联联动，铣铣出复杂杂曲面来来，这时时一般采采用球头头铣刀。数数控铣床床对加工工叶轮机机械的叶叶片、模模具的模模芯和型型腔等形形状复杂杂的工件件，具有有特别重重要的意意义。三、刨削削刨刨削时，刀刀具的往往复直线线运动为

5、为切削主主运动。因因此，刨刨削速度度不可能能太高，生生产率较较低。刨刨削比铣铣削平稳稳，其加加工精度度一般可可达IT8IT7，表面面粗糙度度为Ra66.31.6m，精刨刨平面度度可达0.002/110000，表面面粗糙度度为0.80.4m。四、磨削削磨磨削以砂砂轮或其其它磨具具对工件件进行加加工，其其主运动动是砂轮轮的旋转转。砂轮轮的磨削削过程实实际上是是磨粒对对工件表表面的切切削、刻刻削和滑滑擦三种种作用的的综合效效应。磨磨削中，磨磨粒本身身也由尖尖锐逐渐渐磨钝，使使切削作作用变差差，切削削力变大大。当切切削力超超过粘合合剂强度度时，圆圆钝的磨磨粒脱落落，露出出一层新新的磨粒粒，形成成砂轮的

6、的“自锐性”。但切屑屑和碎磨磨粒仍会会将砂轮轮阻塞。因因而，磨磨削一定定时间后后，需用用金刚石石车刀等等对砂轮轮进行修修整。磨削削时，由由于刀刃刃很多，所所以加工工时平稳稳、精度度高。磨磨床是精精加工机床，磨磨削精度度可达IT6IT4，表面面粗糙度度Ra可达1.2250.001m，甚至至可达0.10.0008m。磨削削的另一一特点是是可以对对淬硬的的金属材材料进行行加工。因因此，往往往作为为最终加加工工序序。磨削削时，产产生热量量大，需需有充分分的切削削液进行行冷却。按按功能不不同，磨磨削还可可分为外外园磨、内内孔磨、平平磨等。五、钻削削与镗削削在在钻床上上，用钻钻头旋转转钻削孔孔，是孔孔加工

7、的的最常用用方法。钻钻削的加加工精度度较低，一般只能达到IT10，表面粗糙度一般为12.56.3m在钻削后常常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工。扩孔采用扩孔钻，铰孔采用铰刀进行加工。铰削加工精度一般为IT9IT6，表面粗糙度为Ra1.60.4m。扩孔、铰孔时，钻头、铰刀一般顺着原底孔的轴线，无法提高孔的位置精度。镗孔可以较正孔的位置。镗孔可在镗床上或车床上进行。在镗床上镗孔时，镗刀基本与车刀相同，不同之处是工件不动，镗刀在旋转。镗孔加工精度一般为IT9IT7，表面粗糙度为Ra6.30.8mm。钻削加工工镗床加工工车床加工工六、齿面面加工齿齿轮齿面面加工方方法可分分为两大大类：成成形法和和展

8、成法法。成形形法加工工齿面所所使用的的机床一一般为普普通铣床床，刀具具为成形形铣刀，需需要两个简单单成形运运动：刀刀具的旋旋转运动动和直线线移动。展展成法加加工齿面面的常用用机床有有滚齿机机、插齿齿机等。七、复杂杂曲面加加工三维维曲面的的切削加加工，主主要采用用仿形铣铣和数控控铣的方方法或特特种加工工方法（见见本节八八）。仿仿形铣必必须有原原型作为为靠模。加加工中球球头仿形形头，一一直以一一定压力力接触原原型曲面面。仿形形头的运运动变换换为电感感量，加加工放大大控制铣铣床三个个轴的运运动，形形成刀头头沿曲面面运动的的轨迹。铣铣刀多采采用与仿仿形头等等半径的的球头铣铣刀。数数控技术术的出现现为曲

9、面面加工提提供了更更有效的的方法。在在数控铣铣床或加加工中心心上加工工时，是是通过球球头铣刀刀逐点按按坐标值值加工而而成。采采用加工工中心加加工复杂曲面的的优点是是：加工工中心上上有刀库库，配备备几十把把刀具。曲曲面的粗粗、精加加工，可可用不同同刀具对对凹曲面面的不同同曲率半半径，也也可选用用适当的的刀具。同同时，可可在一次次安装中中加工各各种辅助助表面，如如孔、螺螺纹、槽槽等。这这样充分分保证了了各表面面的相对对位置精精度。八、特种种加工特特种加工工方法是是指区别别于传统统切削加加工方法法，利用用化学、物物理(电、声声、光、热热、磁)或电化化学方法法对工件件材料进进行加工工的一系系列加工工方

10、法的的总称。这这些加工工方法包包括：化化学加工(CHHM)、电化化学加工工(ECCM)、电化化学机械械加工(ECCMM)、电火火花加工工(EDDM)、电接接触加工工(RHHM)、超声波波加工(USMM)、激光光束加工工(LBBM)、离子子束加工工(IBBM)、电子子束加工工(EBBM)、等离离子体加加工(PAAM)、电液液加工(EHHM)、磨料料流加工工(AFFM)、磨料料喷射加加工(AJJM)、液体体喷射加加工(HDDM)及各类类复合加加工等。分类原理特点及应应用范围围电火花加工 电火花花加工是是利用工工具电极极和工件件电极间间瞬时火火花放电电所产生生的高温温熔蚀工工件表面面材料来来实现加加

11、工的。电电火花加加工机床床一般由由脉冲电电源、自自动进给给机构、机机床本体体及工作作液循环环过滤系系统等部部分组成成。工件件固定在在机床工工作台上上。脉冲冲电源提提供加工工所需的的能量，其其两极分分别接在在工具电电极与工工件上。当当工具电电极与工工件在进进给机构构的驱动动下在工工作液中中相互靠靠近时，极极间电压压击穿间间隙而产产生火花花放电，释释放大量量的热。工工件表层层吸收热热量后达达到很高高的温度度(1000000以上)，其局局部材料料因熔化化甚至气气化而被被蚀除下下来，形形成一个个微小的的凹坑。工工作液循循环过滤滤系统强强迫清洁洁的工作作液以一一定的压压力通过过工具电电极与工工件之间间的

12、间隙隙，及时时排除电电蚀产物物，并将将电蚀产产物从工工作液中中过滤出出去。多多次放电电的结果果，工件件表面产产生大量量凹坑。工工具电极极在进给给机构的的驱动下下不断下下降，其其轮廓形形状便被被“复印”到工件件上(工具电电极材料料尽管也也会被蚀蚀除，但但其速度度远小于于工件材材料)。加工硬硬、脆、韧韧、软和和高熔点点的导电电材料；加工半半导体材材料及非非导电材材料；加工各各种型孔孔、曲线线孔和微微小孔；加工各各种立体体曲面型型腔，如如锻模、压压铸模、塑塑料模的的模膛；用来进进行切断断、切割割以及进进行表面面强化、刻刻写、打打印铭牌牌和标记记等。电解加工电解加工工是利用用金属在在电解液液中产生生阳

13、极溶溶解的电电化学原原理对工工件进行行成形加加工的一一种方法法。工件件接直流流电源正正极，工工具接负负极，两两极之间间保持狭狭小间隙隙(0.1mmm0.88mm)。具有有一定压压力(0.5MPPa2.55MPaa)的电电解液从从两极间间的间隙隙中高速速15mm/s60m/s)流流过。当当工具阴阴极向工工件不断断进给时时，在面面对阴极极的工件件表面上上，金属属材料按按阴极型型面的形形状不断断溶解，电电解产物物被高速速电解液液带走，于于是工具具型面的的形状就就相应地地“复印”在工件件上。工作电电压小，工工作电流流大；以简单单的进给给运动一一次加工工出形状状复杂的的型面或或型腔；可加工工难加工工材料

14、；生产率率较高，约约为电火火花加工工的510倍；加工中中无机械械切削力力或切削削热，适适于易变变形或薄薄壁零件件的加工工；平均加加工公差差可达0.11mm左左右；附属设设备多，占地面积大，造价高；电解液既腐蚀机床，又容易污染环境。电解加工工主要用用于加工工型孔、型腔、复杂型面、小直径深孔、膛线以及进行去毛刺、刻印等。激光加工对工件的的激光加加工由激激光加工工机完成成。激光光加工机机通常由由激光器器、电源源、光学学系统和和机械系系统等组组成。激激光器(常用的的有固体体激光器器和气体体激光器器)把电能能转变为为光能，产产生所需需的激光光束，经经光学系系统聚焦焦后，照照射在工工件上进进行加工工。工件

15、件固定在在三坐标标精密工工作台上上，由数数控系统统控制和和驱动，完完成加工工所需的的进给运运动。不需要要加工工工具；激光束束的功率率密度很很高，几几乎对任任何难加加工的金金属和非非金属材材料都可可以加工工；激光加加工是非非接触加加工，工工件无受受力变形形；激光打打孔、切切割的速速度很高高，加工工部位周周围的材材料几乎乎不受切切削热的的影响，工工件热变变形很小小。激光切切割的切切缝窄，切切割边缘缘质量好好。激光加工工已广泛泛用于金金刚石拉拉丝模、钟钟表宝石石轴承、发发散式气气冷冲片片的多孔孔蒙皮、发发动机喷喷油咀、航航空发动动机叶片片等的小小孔加工工以及多多种金属属材料和和非金属属材料的的切割加

16、加工。超声波加工超声波加加工是利利用超声声频(166KHzz25KKHz)振动的的工具端端面冲击击工作液液中的悬悬浮磨料料，由磨磨粒对工工件表面面撞击抛抛磨来实实现对工工件加工工的一种种方法。超超声发生生器将工工频交流流电能转转变为有有一定功功率输出出的超声声频电振振荡，通通过换能能器将此此超声频频电振荡荡转变为为超声机机械振动动，借助助于振幅幅扩大棒棒把振动动的位移移幅值由由0.0005mmm0.001mmm放大到到0.0010.115mmm，驱动动工具振振动。工工具端面面在振动动中冲击击工作液液中的悬悬浮磨粒粒，使其其以很大大的速度度，不断断地撞击击、抛磨磨被加工工表面，把把加工区区域的材

17、材料粉碎碎成很细细的微粒粒后打击击下来。虽虽然每次次打击下下来的材材料很少少，但由由于打击击的频率率高，仍仍有一定定的加工工速度。由由于工作作液的循循环流动动，被打打击下来来的材料料微粒被被及时带带走。随随着工具具的逐渐渐伸入，其其形状便便“复印”在工件件上。在加工难难切削材材料时，常常将超声声振动与与其它加加工方法法配合进进行复合合加工，如如超声车削削、超声声磨削、超超声电解解加工、超超声线切切割等。这这些复合合加工方方法把两两种甚至至多种加加工方法法结合在在一起，能能起到取取长补短短的作用用，使加加工效率率、加工工精度及及工件的的表面质质量显著著提高。九、加工工方法的的选择选选择加工工方法

18、主主要考虑虑零件表表面形状状、尺寸寸精度和和位置精精度要求求、表面面粗糙度度要求，以以及现有有机床、刀刀具等资资源情况况、生产产批量、生生产率和和经济技技术分析析等因素素。三典型型表面的的加工路路线（一）外外圆表面面的加工工路线1粗车车半精车精车：应用最最广，满满足ITIT7，0.8外圆可可以加工工2粗车车半精车粗磨精磨：用于于有淬火火要求ITIT6，0.116的黑黑色金属属。3粗车车半精车精车金刚石石车：用于有有色金属属、不宜宜采用磨磨削加工工的外用用表面。4粗车车半精车粗磨精磨研磨、超超精加工工、砂带带磨、镜镜面磨、或或抛光在在2的基础础上进一一步精加加工。目的为了了减少粗粗糙度，提提高尺

19、寸寸精度，形形状和位位置精度度。（二）孔孔的加工工路线1钻粗拉精拉：用于大大批大量量生产盘盘套类零零件的内内孔，单单键孔和和花键孔孔加工，加加工质量量稳定，生生产效率率高。2钻扩铰手铰：用于中中小孔加加工，扩扩孔前纠纠正位置置精度，铰铰孔保证证尺寸、形形状精度度和表面面粗糙度度。3钻或或粗镗半精镗精镗浮动镗镗或金刚刚镗应用：1）单件件小批量量生产中中箱体孔孔隙加工工。2）位置置精度要要求很高高的孔系系加工。3）直径径比较大大得孔80mmm以上，毛毛坯上已已有铸孔孔或锻孔孔。4）有色色金属有有金刚镗镗来保证证其尺寸寸，形状状和位置置精度以以及表面面粗糙度度的要求求4/钻钻（粗镗镗）粗磨磨半精磨精

20、磨研磨或或衍磨应用：淬硬零零件加工工或精度度要求高高的孔加加工。说说明：11）孔最最终加工工精度很很大程度度上取决决于操作作者的水水平。2）特小小孔加工工采用特特种加工工方法。（三）平平面的加加工路线线1粗铣铣半精铣精铣高速铣铣平面加加工中常常用，视视被加工工面精度度和表面面粗糙度度技术要要求，灵灵活安排排工序。2/粗粗刨半精刨精刨宽刀精精刨、刮刮研或研研磨应用广广泛，生生产率低低，常用用于窄长长面的加加工，最最终工序序安排也也视加工工表面的的技术要要求而定定。3铣（刨刨）半精铣铣（刨）粗磨精磨研磨、精精密磨、砂砂带磨、抛抛光加工表表面淬火火，最终终工序视视加工表表面的技技术要求求而定。4拉精拉大大批量生生产有沟沟槽或台台阶表面面。5车半精车精车金刚石车有色金金属零件件的平面面加工。