模块四金属切削加工装备及加工教案 机械制造技术 .doc

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1、教学目标知识目标：了解切削机床分类、机床型号的编制、车削加工工艺与车床类型；了解铣床的种类及常用附件；了解钻削、镗削设备；了解磨床的加工特点；理解刨削加工、插削加工、拉削加工和铰削加工；理解镗削加工、磨削加工及其应用范围；掌握车削加工、铣削加工与钻削加工工艺；掌握车削加工主要工艺类型和铣削方式；了解特种加工的种类。技能目标：能为工件加工选择合适的切削刀具和机床；了解铣削加工、刨削加工、插削加工、拉削加工、磨削加工；学会选择铣床的种类、铣床常用附件、铣削方式；能分清车床、铣床、刨床、插床、磨床；会使用车床进行车削加工，会使用铣床进行铣削加工，会使用钻床进行钻削加工。教学重点了解金属切削加工的分类

2、以及加工方法。教学难点会使用车床、铣床、钻床进行相关切削加工。教学手段实物演示；教学板书；录像插件；电子课件。教学学时20学时教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计注 释模块四 金属切削加工装备及加工方法学习导航切削加工装备泛指各种切削机床及各种工装夹具。加工方法有手工加工及机械加工之分，下面介绍常用切削加工装备和加工方法。相关知识学习情境一 金属切削加工装备金属切削加工装备包括各种普通机床、专用机床和专门化机床。一、切削机床分类金属切削机床通常按功用、规格、结构及精度进行分类。按其工作原理进行区分，GB/T 153752008把金属切削机床分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加

3、工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床及其他机床。对同类机床按通用性程度可分为如下三类。1.通用机床通用机床加工范围广，可用于多种零件的不同工序。这类机床由于通用性强，结构较为复杂，主要适用于单件、小批量生产。2.专门化机床专门化机床加工范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一种或几种工序。3.专用机床专用机床加工范围窄，只能用于加工某一种(或几种）零件的某一特定工序，一般按工艺要求专门设计。这类机床自动化程度和生产率都很高，主要用于成批、大量生产。各种组合机床也属于专用机床。二、机床型号的编制编制机床型号是为了简明表达机床的种类、特性及主要技术参数等。目前，我国的机床型号标准为G

4、B/T 153752008金属切削机床 型号编制方法。主要内容有机床的类别代号、机床的特性代号、机床组代号和机床系别与主参数代号等。同类机床中，按加工精度不同又可分为普通精度级、精密级、高精密级机床；按机床自动化程序的高低分为手动、机动、半自动和自动机床；还可按机床的尺寸、重量不同分为仪表机床及中型、大型、重型和超重型机床；按机床布局又有卧式、立式、龙门机床等；按机床主要工作部件的数目不同，有单轴、多轴或单刀、多刀机床等。1.机床的类别代号机床类别代号采用汉语拼音的大写字母表示，机床的分类和代号见表4-1。2.机床的特性代号机床的通用特性代号及其读音见表4-2。3.机床组代号机床的组代号用阿拉

5、伯数字表示，参数代号见表4-3。4.机床系别与主参数代号机床的系别代号用阿拉伯数字表示，主参数采用折算系数法表达，参数代号见表4-4。5.机床的重大改进代号机床的重大改进代号按A、B、C等字母的顺序选用。三、机床的组成1.框架结构机床的框架结构作为机床的基础部分，用于机床各部件的固定和定位，使各部件保持正确的静态位置关系。2.运动部分机床运动部分的作用是为加工过程提供所需的刀具与工件的相对运动，保证形成可加工表面应有的刀具与工件间正确的动态位置关系。3.动力部分机床动力部分的作用是为机床的传动部件及加工过程中工件的主运动及辅助运动提供必要的动力。4.控制部分机床控制部分包括手动操纵手柄和按钮，

6、用来操纵和控制机床的各个运动动作。学习情境二 车削加工及装备一、车削加工主要工艺类型车削加工是机械加工方法中应用最广泛的方法。车削加工时以主轴带动工件的旋转为主运动，以刀具的直线运动为进给运动。由于车削加工机床的精度不同，所用刀具材料、结构参数不同及所采用工艺参数不同，能达到的加工精度及表面粗糙度也不同。车削一般分为粗车、半精车、精车、精细车和镜面平等。1.粗车粗车是从毛坯工件上车掉较多的加工余量，并为后续加工预留一定的余量。为提高生产率，粗车时应尽可能采用较大的背吃刀量和进给量。为避免切削量不均匀产生振动，粗车切削速度应较低才能保证车刀有较长的使用寿命。2.半精车半精车是介于精车和粗车之间的

7、车削加工。半精车的经济精度为IT10IT8级，表面粗糙度Ra为6.33.2 m。半精车可作为中等精度表面的终加工，也可作为磨削或其他精加工工序的预加工。3.精车为了保证获得较高车削质量的表面，精车时一般采用较小的进给量和背吃刀量及较高的切削速度。精车的经济精度为IT8IT7级，表面粗糙度Ra为3.20.8 m。一般用于较高精度表面的终加工或精细车加工、光整加工的预加工。4.精细车精细车是直接用车削方法获得精度为IT7IT6级。表面粗糙度Ra为1.60.4 m的外圆加工方法。有色金属、非金属等较软材料不宜采用磨削加工时，生产中才采用精细车。如精密滑动轴承的轴瓦，为防止磨粒嵌入较软的工件表面而影响

8、零件使用，不允许采用磨削加工。5.镜面车镜面车是用车削获得精度为IT6级以上、表面粗糙度Ra0.4 m的外圆加工方法。生产中采用精细车、镜面车获得高质量或高光亮度工件，需注意两个关键问题：一是有精密的车床，车床主要精度指标参见表4-5；二是有优质刀具材料及良好的刀具(一般为金刚石刀具），使其具备锋利的刃口，能均匀地去除工件表面极薄层的余量。精细车、镜面车的切削用量参见表4-6。二、车床类型车床是完成车削加工必备的加工设备。车床的类型很多，按其结构和用途的不同，主要有卧式车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床、多轴自动车床及半自动车床、仿形车床、多刀车床等。此外，在大批量生产中还有各种各样的专用

9、车床。1.转塔车床转塔的刀架上可以安装多把刀具，通过转塔转位可使不同刀具依次对零件进行不同内容的加工，因此，可在成批加工形状复杂的零件时获得较高的生产率。2.卧式车床卧式车床在通用车床中应用最为普遍，工艺范围最广。但卧式车床自动化程度、加工效率不高，加工质量与加工者技术水平的关系很大。卧式车床主要用于轴类零件和直径不太大的盘、套类零件加工。卧式车床主要由以下几部分组成。1）床身2）主轴箱3）进给箱4）溜板箱5）刀架6）尾座三、工艺装备车床要对各种不同的零件完成切削加工，必须具备相应的车床夹具及辅助工具等。1.车床夹具车床夹具是准确、迅速装夹工件的工艺装置。工件装夹包含定位和夹紧两个过程。定位是

10、指使工件相对车床夹具获得正确的位置；夹紧是指将工件定位以后的位置固定下来，且不受加工中各力的影响。常用的车床夹具如下。1）三爪自定心卡盘 (1）结构组成与夹紧原理。(2）特点。(3）应用。2）四爪单动卡盘四爪单动卡盘的四个卡爪活动都互不相关，每个卡爪的后面有一个半瓣内螺纹与调节螺杆相啮合，实现对各卡爪进行独立的调整。四爪单动卡盘可装夹截面为矩形、椭圆形及不规则工件。四爪单动卡盘不能进行自动定心。3）花盘花盘直接安装在车床主轴上。花盘的盘面上有许多长短不同、径向排列的穿通槽，以便用螺栓、压板等将工件压紧在花盘盘面上。花盘主要用来装夹不规则工件。采用花盘装夹的工件，旋转速度不能太高，花盘上装夹工件

11、的另一端需加平衡铁来进行平衡，以减小设备的振动和降低冲击载荷。4）中心架与跟刀架当车削细长轴时，由于工件的刚度差，在自重、切削力的作用下，工件将发生弯曲和振动，为保证加工工件的质量，必须采用辅助中心架与跟刀架来增强工件的刚度，从而提高加工精度。中心架与跟刀架适用于轴的长径比为10以上的情况。中心架用压板紧固在车床床身导轨上，不随刀架运动；跟刀架则紧固在刀架滑板上，随刀架一起移动。5）顶尖顶尖分为前顶尖和后顶尖两种。后顶尖又分为固定顶尖和回转顶尖。不做旋转运动的后顶尖称为固定顶尖，与工件一起旋转的后顶尖称为回转顶尖。固定顶尖定心准确，刚度高，装夹之后的工件稳定，但切削时发热多，不适于高速旋转的工

12、件切削。回转顶尖可以减小顶尖与工件中心孔之间的摩擦，适宜于高速旋转的工件切削。顶尖装夹用于长径比4的轴类工件。工件的端面需先用中心钻钻出中心孔，然后可采用一夹一顶装夹或两端顶装夹。6）心轴圆柱心轴以外圆柱面定心，以端面压紧来装夹工件，心轴与工件孔一般用H7/h6、H7/g6的间隙配合，所以工件能很方便地套在心轴上。圆柱心轴一般只能保证同轴度0.02 mm，为了消除间隙，提高定位精度，心轴可做成锥体，锥体的锥度不应太大，若锥度大工件会产生歪斜，常用的锥度为1/1001/1 000。2.辅助工具在机械制造中对加工起辅助作用的所有用具都属于辅助工具范围，如仿形加工中的靠模样板、工件的定位与找正装置等

13、。3.常用量具1）游标卡尺游标卡尺是带有测量卡爪并用游标读数的量尺，是一种比较精密的量具，可测量工件的外径、内径、长度、宽度和高度，有的还可用来测量槽的深度。(1）游标卡尺结构组成。(2）游标卡尺的刻线原理与读数方法。测量时的读数方法分为以下三步进行。根据副尺零线以左的主尺上的最近刻度读出整毫米数。根据副尺零线以右与主尺上的刻度对准的刻度线数乘以0.02读出小数。将上面整数和小数两部分加起来，即为测量得出的总尺寸。2）百分尺百分尺是利用螺旋微动装置测量读数的，其测量精度比游标卡尺更高，所测量尺寸的精度为0.01 mm。按百分尺的用途来分，有外径百分尺、内径百分尺、深度百分尺等。通常所说的百分尺

14、是指外径百分尺。 (1）结构组成。(2）读数原理。读数分以下三步进行。读出固定套筒上露出刻线的毫米数和0.5 mm数。读出微分筒上小于0.5 mm的小数值。将上述两部分相加，即为零件的总尺寸。3）百分表百分表是一种进行读数比较的指示式量具，只能测出相对数值，不能测出绝对数值。百分表主要用于测量形状和位置误差，也可用于机床上装夹工件时的精密找正。百分表可用来精确测量零件的圆度、圆跳动、平面度、平行度和直线度等形位公差，也可以用来找正装夹工件。4）三坐标测量机数控加工中的零件一般具有形状复杂、精度较高等特点，在量具使用上，还会用到一些高精度、高柔性的量具。三坐标测量机以其特有测量方面的万能性及测量

15、对象的多样性而成为数控加工中应用较多的量具。其主要功能有实现空间坐标点的测量，方便地测量各种零件的三维轮廓尺寸、位置精度等；方便地进行数字运算与程序控制，并具有高智能化程序，可实现主动测量和自动检测；生产型三坐标测量机还可用于划线、打样冲眼、钻孔、微量铣削及末道工序精加工等轻型加工。学习情境三 铣削加工与铣床一、铣削加工范围铣削加工的适用范围很广，可以加工各种零件的平面、台阶面、沟槽、成形表面、螺旋表面等。铣削加工中，铣刀的旋转运动为主运动，工件的直线运动或回转运动为进给运动。刀具切入工件的深度有背吃刀量和侧吃刀量之分，进给量也有每转进给量、每齿进给量之分。由于铣刀为多刃刀具，故铣削加工生产效

16、率高，铣削中每个刀齿是逐渐切入的，形成断续切削，加工中会产生冲击和振动。铣刀旋转一周每个刀齿切削一次，刀齿散热较好。铣削加工可以对工件进行粗加工、半精加工和精细加工，尺寸精度可达IT9IT8，表面粗糙度Ra可达3.21.6 m。二、铣床种类铣床的类型很多，主要以布局形式和适用范围不同加以区分。铣床的主要类型有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床、圆台铣床、仿形铣床和各种专门化铣床等。1.卧式铣床卧式铣床的主轴是水平安装的。卧式升降台铣床、万能升降台铣床和万能回转头铣床都属于卧式铣床。卧式升降台铣床主要用于铣平面、沟槽和多齿零件等。万能升降台铣床除可完成与卧式升降台铣床同样的工作外

17、，还可以使工作台斜向进给加工螺旋槽。万能回转头铣床除具备一个水平主轴外，还有一个可在一定空间内进行任意调整的主轴，其工作台和升降台可分别在三个方向运动，而且还可以在两个互相垂直的平面内回转。2.立式铣床立式铣床的主轴是垂直安装的，可在垂直面内调整角度。立式铣床适用于平面、沟槽、台阶等表面的加工，若与分度头、圆形工作台等配合，还可加工齿轮、凸轮及铰刀、钻头等。在模具加工中，立式铣床最适合加工模具型腔和凸模成形表面。3.龙门铣床龙门铣床是一种大型、高效的铣床，呈龙门式结构布局，具有较高的刚度及抗震性。在龙门铣床的横梁及立柱上均安装有铣削头，每个铣削头都是一个独立部件，其中包括单独的驱动电机、变速机

18、构、传动机构、操纵机构及主轴部件等。在龙门铣床上可利用多把铣刀同时加工几个表面，生产效率很高。所以，龙门铣床广泛应用于成批、大量生产大、中型工件的平面、沟槽的加工。4.万能工具铣床万能工具铣床常配备有可倾斜工作台、回转工作台、平口钳、分度头、铣头与插销等附件。所以，万能工具铣床除能完成卧式与立式铣床的加工内容外，还可用于工具、刀具及各种模具的加工，也可用于仪器、仪表等行业加工形状复杂的零件。5.圆台铣床圆台铣床的圆形工作台可装夹多个工件做连续的旋转，使工件的切削时间和装夹等辅助时间重合，获得较高的生产率。圆台铣床又可分为单轴和双轴两种形式。它的两个主轴可分别安装粗铣和半精铣的端铣刀，同时进行粗

19、铣和半精铣，使生产率更高。圆台铣床适于在成批、大量生产时加工中、小型零件的平面。三、铣床附件铣床附件除常用的螺栓、压板等基本零件与工具外，主要有平口钳、万能分度头、回转工作台、立铣头等。在铣床上加工工件时，利用附件进行工件的装夹方式主要有两种。（1）直接将工件用螺栓、压板装夹于铣床工作台，并用百分表、划针等工具找正。（2）采用平口钳、V形架、分度头等装夹。1.平口钳平口钳由底座、回转钳身、螺杆、螺母体、手柄、固定钳口和活动钳口等组成。回转式平口钳的钳身可绕底座回转360。2.万能分度头3.回转工作台回转工作台除了能带动装夹在其上的工件旋转外，还可完成分度工作。回转工作台常用来加工圆弧形周边、圆

20、弧形槽、多边形工件以及有分度要求的槽或孔等。4.立铣头立铣头能在垂直平面内顺时针或逆时针回转90，起到扩大铣床工艺范围的作用。四、铣削方式在铣床上用圆柱铣刀、立铣刀和端面铣刀都可进行水平面加工，用端面铣刀和立铣刀还可进行垂直平面的加工。周铣法是用圆柱铣刀的圆周刀齿来铣削工件表面的铣削方法。周铣法可以利用多种形式的铣刀，根据铣削时铣刀的旋转方向和工件进给方向之间的不同，周铣法分为顺铣和逆铣两种。1.顺铣顺铣时，主运动方向与进给运动方向相同。顺铣常用于精加工。2.逆铣逆铣时，主运动方向与进给运动方向相反。逆铣多用于粗加工。五、铣刀铣刀按结构形式不同，有整体式、焊接式、装配式、可转位式等。按刀齿数目

21、的不等，铣刀一般有粗齿铣刀和细齿铣刀之分。铣刀按刀齿齿背加工方式的不同有尖齿铣刀和铲齿铣刀之分。1.圆柱铣刀圆柱铣刀一般只有周刃，常用高速钢整体制造，也可镶焊硬质合金刀片，圆柱铣刀用于卧式铣床上以周铣方式加工较窄的平面。2.端面铣刀端面铣刀有周刃和端刃，刀齿多采用硬质合金焊接在刀体上或用机夹的方式固定在刀体上。端面铣刀一般用于立式铣床上加工中等宽度的平面。用端面铣刀加工平面，工艺系统刚度好，生产效率高，加工质量较稳定。3.圆盘铣刀圆盘铣刀有单面刃、双面刃、三面刃和错齿三面刃铣刀之分。圆周有刃的盘铣刀称为槽铣刀，一般用于卧式铣床上加工浅槽。薄片槽铣刀称为锯片铣刀，用于切削窄槽或切断工件。双面刃盘

22、铣刀可用于加工台阶面，也可配对形成三面刃刀具。三面刃盘铣刀因两侧面有副切削刃，从而改善了切削中两侧面的条件，使表面粗糙度值降低。生产中主要用于卧式铣床上加工沟槽和台阶面。圆周上的切削刃可以是直齿也可以是斜齿，斜齿使切削刃锋利，切削平稳，易排屑，但会产生轴向力。4.立铣刀立铣刀的周刃为主切削刃，端刃为副切削刃，故立铣刀不宜轴向进刀。立铣刀主要在立式铣床上用于加工台阶、沟槽、平面或相互垂直的平面，也可利用靠模加工成形表面。5.键槽铣刀键槽铣刀的外形与立铣刀相似，只是它只有两个切削刃，且端刃强度高，为主切削刃，周刃为副切削刃。键槽铣刀有直柄(小直径）和锥柄(较大直径）两种，用于加工圆头封闭键槽。6.

23、模具铣刀模具铣刀是由立铣刀演变而成的，其工作部分形状常有圆锥形平头、圆柱形球头、圆锥形球头三种，用于加工模具型腔或凸模成形表面。7.角度铣刀角度铣刀有单角铣刀和双角铣刀之分，用于加工沟槽、斜面和V形面。8.成形铣刀成形铣刀是专用刀具，用于加工特定的成形表面。学习情境四 刨削、插削与拉削加工一、刨削加工刨削加工是刨刀与工件作水平方向相对直线往复运动的切削加工方法，主要用于刨平面和刨槽。1.刨削加工的特点刨削所需的机床、刀具结构简单，制造安装方便，调整容易，通用性强。但刨削的主运动是变速往复直线运动，工件和刀具做垂直于主运动的间歇进给运动，工作时主运动做变速运动，惯性较大，限制了切削速度，并且在回

24、程时不切削，所以刨削加工生产效率低。因此刨削在单件、小批生产中，特别是加工狭长平面时应用较多，在大批量生产中一般用铣削代替刨削。2.刨床根据结构和性能不同，刨床可分为牛头刨床、龙门刨床、单臂刨床及专门化刨床等。1）牛头刨床牛头刨床是因滑枕和刀架形似牛头而得名。牛头刨床的主运动由滑枕带动刀具完成，滑枕做直线往复运动，进给运动由工作台带动工件完成，做间歇直线运动。2）龙门刨床龙门刨床因由一个顶梁和两个立柱组成的龙门式框架结构而得名，龙门刨床由侧刀架、横梁、立柱、顶梁、垂直刀架、工作台和床身等组成。龙门刨床的主运动是工作台沿床身导轨做直线往复运动，进给运动是横梁上的刀架作横向或垂直移动，横梁可沿立柱

25、升降，以适应不同高度工件的需要。立柱上侧刀架可沿垂直方向做自动进给或快移，各刀架的自动进给运动是在工作台完成一次往复运动后，由刀架沿水平或垂直方向移动一定距离，直至逐渐刨削出完整表面为止。龙门刨床主要应用于大型或重型零件上各种平面、沟槽及各种导轨面的加工，也可在工作台上一次装夹数个中小型零件进行多件加工。3.刨床常用附件刨削加工时的常用附件有平口钳、压板、螺栓、挡铁、角铁等。二、插削加工插削加工是用插刀对工件作上下相对直线往复运动的切削加工方法，可以看成是一种立式刨削加工。插削加工时工件装夹在能分度的圆形工作台上，插刀装在插床滑枕下部的刀杆上，可伸入工件的孔内插削内部键槽、花键孔、方孔、多边形

26、孔，尤其是能加工一些不通孔或有障碍台阶的内花键槽。三、拉削加工拉削加工是用拉刀在拉力作用下做轴向运动来加工工件内、外表面的方法。1.加工范围拉削只能加工通孔，不能加工台阶孔、不通孔及复杂形状零件上的孔(如箱体上的孔），也不宜加工薄壁孔。拉削圆孔的孔径一般为8125 mm，孔的深径比3。2.拉床拉床分为卧式拉床和立式拉床。卧式拉床主要用于孔的内表面加工。加工时工件端面紧靠在工件支承座的平面上，拉刀穿过工件预制孔将其柄部装入拉刀夹头，对工件进行加工。立式内拉床采用内拉刀或推刀加工工件内表面。立式外拉床外拉刀固定于滑块上，滑块可沿床身的垂直导轨移动，滑块向下移动，完成对工件外表面的加工。3.拉削特点

27、(1）拉床结构简单，使用寿命长，拉削的生产效率和工件质量高。 (2）拉削只能提高工件的尺寸精度，降低表面粗糙度，不能改变工件的相互位置精度。 (3）拉刀为内、外表面多齿的刀具，结构复杂，制造难度大，只适用于批量生产。学习情境五 钻削、铰削、镗削加工一、钻、铰和镗削加工概述1.钻孔在实体工件上加工孔的方法称为钻孔。在钻床上钻孔时工件是固定不动的，主轴的回转运动为主运动，钻头的轴向移动为进给运动。根据孔的直径、深度不同，生产中要利用各种不同结构的钻头。最常用的为麻花钻，采用麻花钻钻孔时，轴向力很大，定心能力差，冷却润滑不方便，精度一般为IT13IT12，表面粗糙度Ra为12.56.3 m。麻花钻主

28、要用于直径80 mm以下孔径的粗加工，或对精度要求高的孔的预加工以及对精度要求不高的螺钉孔、油孔与气孔的终加工。孔的深径比5时称为深孔，深孔加工难度大，主要表现为钻头刚性差，导向排屑难，冷却润滑难；深径比为520的孔，需在车床或钻床上用加长麻花钻加工；对深径比20的深孔，需在钻床上用深孔钻加工。当工件上已有孔时，可采用扩孔钻进行孔径扩大的加工，这个加工过程称为扩孔。扩孔加工的精度、质量比直接钻孔有所提高，精度达IT12IT10，表面粗糙度Ra可达6.33.2 m，故扩孔除可用于较高精度的孔预加工外，还可使一些要求不高的孔达到最终加工要求，扩孔加工的孔径一般不超过100 mm。2.铰孔铰孔是对中

29、小直径工件孔进行提高精度的加工方法。铰孔的加工余量小。铰孔通过对孔壁薄层余量的去除使孔的尺寸精度、表面质量得到提高，一般铰孔精度可达IT7IT6，表面粗糙度Ra可达1.60.4 m。铰孔既可用于加工圆柱孔，也可用于加工圆锥孔；既可加工通孔，也可加工盲孔。铰孔前，被加工孔应先经过扩孔加工，铰削余量既不能过大也不能过小，速度与用量也应合适，才能保证质量。另外，在操作中，铰刀不能倒转，铰孔后，应先退铰刀再停车。3.镗孔镗孔加工在镗床上进行，是以旋转的镗刀为主运动，工件或镗刀移动做进给运动，对孔进行扩大孔径及提高质量的加工方法。镗孔精度可达到IT8IT7，一般表面粗糙度Ra可达1.60.8 m。要保证

30、工件获得高的加工质量，除与所用加工设备密切相关外，还对工人技术水平有较高要求。加工中调整机床、刀具时间较长，故镗孔生产率不高，但灵活性较大，适应性强。镗孔一般用于加工机座、箱体、支架及非回转体等外形复杂的大型工件上较大直径的孔，对外圆、端面、平面也可采用镗削加工，加工尺寸可大可小，当配备各种附件、专用镗刀杆和相应装置后，还可以用于加工螺纹孔、孔内沟槽、内外球面、锥孔等。当利用高精度镗床及具有锋利刃口的金刚石镗刀，采用较高的切削速度和较小的进给量进行镗削时，可获得更高的加工精度，称为精镗或金刚石镗。二、钻、镗削设备1.钻床钻床是对实体工件进行钻孔加工的主要设备之一。钻床种类很多，主要有立式钻床、

31、台式钻床、摇臂钻床、深孔钻床、数控钻床等。1）立式钻床立式钻床主要由立柱、主轴箱、垂直布置的主轴、水平布置的工作台等组成。主轴可机动或手动进给，主轴的轴线位置固定，靠移动工件位置使主轴对准需加工孔的中心，主轴可沿立柱导轨上下移动，以适应不同高度工件钻孔的要求。立式钻床可对中、小型工件完成钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪沉头孔、锪孔口端面等工作。2）台式钻床台式钻床是一种放在工作台上使用的小型钻床。台式钻床可加工的孔径一般为0.113 mm，采用手动进给，适用于钻小直径孔。3）摇臂钻床摇臂钻床主轴箱装于可绕立柱回转的摇臂上，并可沿摇臂水平移动，摇臂还可以沿立柱调整高度以适合不同的工件。加工时，工件固

32、定于工作台或底座上。摇臂钻床是加工中、大型工件的主要设备。2.镗床镗床用于加工质量、尺寸较大工件上的大直径孔系，尤其是有较高位置、形状精度要求的孔系加工。镗床的主要类型有卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床等。1）卧式镗床卧式镗床是一种应用较广泛的镗床。卧式镗床的前立柱固连在床身上，在前立柱的侧面轨道上，安装着可沿立柱导轨上下移动的主轴箱和后尾筒，平旋盘上有径向T形槽，用于安装刀架，镗轴的前端有精密莫氏锥孔，可用于安装刀具或刀杆，后立柱和工作台均能沿床身导轨做纵向移动，安装于后立柱上的支架可支承悬伸较长的镗杆，工作台除能随下滑座沿导轨纵向移动外，还可做横向移动及绕Z轴转动。2）坐标镗床坐标镗床上装有具

33、有坐标位置的精密测量装置，可按直角坐标精密定位，主要用于镗削高精度的孔，尤其适合于相互位置精度很高的孔系，也可用于钻孔、扩孔、铰孔以及精铣工件；还可用于精密刻度、样板划线、孔距及直线尺寸的测量工作。坐标镗床有立式和卧式之分。立式坐标镗床适宜加工轴线与安装基面垂直的孔系，卧式坐标镗床则适宜加工轴线与安装基面平行的孔系。立式坐标镗床还有单柱和双柱之分。将工件装夹在工作台上，坐标位置由工作台沿滑座的导轨纵向移动和滑座沿底座的导轨横向移动实现，主轴箱可沿立柱的垂直轨道上、下调整位置，以适应不同高度的工件，主轴箱内装有电机和变速、进给及操纵机构，主轴由精密轴承支承在主轴套筒中。当进行镗孔时，主轴由主轴套

34、筒带动，在竖直方向做机动或手动进给运动。当进行铣削时，则由工作台在纵、横向做进给运动。学习情境六 磨削加工一、磨削加工范围磨削加工属于精加工，可加工各种外圆、内孔、平面和成形表面，刃磨各种刀具等。二、磨床利用磨具(砂轮、砂带、油石和研磨料）作为刀具对工件表面进行磨削加工的机床称为磨床。磨床的种类很多，除生产中常用的外圆磨床、内圆磨床、平面磨床外，还有工具磨床、刃具磨床及其他磨床。1.外圆磨床外圆磨床包括万能外圆磨床、普通外圆磨床和无心外圆磨床等。1）万能外圆磨床2）普通外圆磨床3）无心外圆磨床2.内圆磨床内圆磨床包括普通内圆磨床、无心内圆磨床及行星内圆磨床等。其中，普通内圆磨床应用最广。普通内

35、圆磨床由床身、工作台、主轴箱、磨具座、纵向和横向进给机构以及砂轮修整器等部件组成。工件头架安装在工作台上并随工作台一起往复移动做纵向进给，可绕轴线调整角度，以便磨削锥孔。砂轮主轴部件(内圆磨具）是磨床的关键部分，为保证磨削质量，要求砂轮主轴在高速旋转下有稳定的回转精度、足够的刚度和寿命。周期性的横向进给由砂轮架沿滑座移动完成。3.平面磨床平面磨床包括卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床和立轴圆台平面磨床。1）卧轴矩台平面磨床2）立轴圆台平面磨床另外如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等也都属于磨床系列。三、磨削加工特点与其他加工方法相比，磨削加工有如下特点。1.磨削

36、加工精度高2.磨削加工范围广磨削加工的不足之处是磨削温度高、效率低、消耗能量多，会使工件表面产生烧伤等缺陷。学习情境七 特种加工一、特种加工的特点 (1）特种加工不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(电能、化学能、光能、声能、热能等）去除金属材料。 (2）特种加工中的工具硬度可以低于被加工材料的硬度。 (3）加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。二、特种加工的类型特种加工的分类方法很多，可以按用途分为尺寸加工和表面加工两大类，表4-7列出了特种加工的加工方法和采用的能量形式。1.电火花加工电火花加工是在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用对工件进行加工的方法

37、。电蚀现象是指当脉冲电压加到工具电极和工件电极之间某一间隙最小处或绝缘强度最弱处击穿介质，局部产生火花放电，瞬时高温使工件表面局部熔化，甚至汽化蒸发而电蚀掉一小部分金属各自形成一个小凹坑。1）电火花加工的优点 (1）脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件，不受材料硬度和热处理状况影响。 (2）脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。 (3）加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小，工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。 (4）可以改变工件结构，简化加工工艺，延长工件使用寿命

38、，降低工人劳动强度。 (5）加工过程中可任意选择和变更加工条件，如任意选择粗加工和精加工等。2）电火花加工的缺点 (1）必须制作工具电极。(2）加工部分形成残留变质层。(3）放电间隙使加工误差增大。(4）加工精度受电极损耗的影响。3）电火花加工的主要用途电火花加工的适用范围如下。 (1）加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹孔。 (2）在金属板材上切割出零件。 (3）加工窄缝。 (4）磨削平面和圆面。 (5）其他(如强化金属表面，取出折断的工具，在淬火件上穿孔，直接加工型面复杂的零件等）。2.电解加工1）电解加工原理工件接直流电源的正极，工具接负极，两极间保持较小的间隙，以一定的压力和速度从

39、间隙中高速流过电解液，工件与阴极接近的表面金属开始电解，工具以一定的速度向工件进给，使工具的形状复制到工件上，得到所需要的加工形状。2）电解加工的优点 (1）不受金属材料本身硬度和强度的限制。 (2）生产效率较高，无残余应力。 (3）阴极工具在理论上不会损耗，可以长期使用。 (4）加工过程中不存在机械切削力，不会产生残余应力和变形，没有飞边、毛刺。 (5）能以较高的生产率(比电火花高510倍）加工复杂型面。3）电解加工的缺点电解加工精度和加工稳定性不易保证；设备投资大，成本高，耗电量大；电解液具有腐蚀性，电解产物会污染环境。4）电解加工的应用电解加工主要用于以下几个方面。 (1）叶片加工，如喷

40、气发动机叶片、汽轮机叶片等形状复杂、精度要求较高的零件。 (2）型孔和型腔加工，一些形状复杂、尺寸较小的四方、六方、半圆、椭圆等形状的通孔和不通孔以及各类型腔模的复杂成型表面的加工。 (3）深孔扩孔加工，如枪炮孔、花键孔等零件表面，采用电解加工很容易实现，且加工生产率高。 (4）套料加工，如一些三维空间曲面或型腔加工。5）电解抛光与电解磨削 (1）电解抛光。(2）电解磨削。3.超声波加工1）加工原理超声波发生器将工频交流电能转变为有一定输出功率的超声频电振荡，通过换能器将超声频电振荡转变为超声波机械振动。2）特点超声波加工特别适合于硬、脆的非金属材料工件的切割、打孔和型面加工，常用于穿孔、切割

41、、焊接和抛光。4.激光加工1）原理通过光学系统可以使激光聚焦成一个极小的光斑(从而获得极高的能量密度和极高的温度），当它照射在被加工表面时，光能被加工表面吸收并转化成热能，使工件材料在千分之几秒甚至更短的时间内被熔化和汽化，从而达到去除材料的目的。激光加工分为激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。2）影响激光加工的主要因素 (1）激光加工机的机械系统和光学系统的精度与激光加工精度有密切关系。 (2）激光加工与激光束的能量输出有关，激光的输出功率与照射时间的乘积等于激光束的能量。 (3）焦距、发散角和焦点位置与打孔的大小、深度和形状精度等有密切关系。 (4）激光加工与照射次

42、数、光斑内的能量分布及工件材料有关。3）激光加工的特点激光加工的优点是不需要制作专用加工工具，属于非接触加工，加工中的热变形、热影响区都很小，适应性广，通用性强，几乎可以对所有材料进行加工，非常有利于自动生产，特别适合进行微细加工。激光加工的缺点是设备价格高，一次性投资大。5.电子束、离子束加工电子束、离子束加工是利用电子束、离子束作用得到的热能使工件材料熔化、蒸发从而蚀除多余材料的加工，可实现精密微细加工，加工效率非常高。电子束、离子束可在任何材料的薄片上钻直径为1 m至几百微米的孔，能获得很大的深径比，如在厚度为0.3 mm的宝石轴承上钻直径为25 m的孔。模块说明。切削机床的分类及适用情

43、境。介绍了机床型号的编制方法及标准。金属切削机床的四大主要组成部分介绍。车削加工的分类及各自适用情境、要求介绍。介绍了车床分类形式，以及卧式车床的部件组成。常用车床夹具分类、适用情境、使用方法介绍。常用辅助工具、量具分类、适用情境、使用方法介绍。铣削加工的适用范围介绍。介绍了铣床的分类、结构特点及适用情境。铣床附件分类、结构及使用方法。铣削方式的选择。铣刀的分类方式、结构特征介绍。介绍了刨削加工的特点以及刨床的分类形式、结构组成。插削加工介绍。介绍了拉削加工的加工范围、特点，以及拉床分类。不用情况下，赢选择不同的加工方式进行加工。介绍了钻床的分类形式、结构特点及适用情境。介绍了镗床的分类形式、结构特点及适用情境。磨削加工范围介绍。介绍了磨床的分类形式、结构组成及各自适用情境。磨削加工的优缺点介绍。特种加工的加工特点介绍。介绍了电火花加工的原理、特点。介绍了电解加工的原理、特点。介绍了超声波加工的原理、特点。介绍了激光加工的原理、特点。介绍了电子束、离子束加工的原理、特点。12第 页