金属切削加工2.ppt

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1、第第7章章 典型表面切削成形的典型表面切削成形的基本方法基本方法主要内容主要内容7.1 外圆表面切削成形外圆表面切削成形7.2 平面切削成形平面切削成形7.3 孔的加工成形孔的加工成形7.4 成形面切削成形成形面切削成形本章目的本章目的 了解各种不同类型的加工方法及相应机床的工了解各种不同类型的加工方法及相应机床的工艺特点及适用范围，从而能根据不同零件的特点，艺特点及适用范围，从而能根据不同零件的特点，正确选择加工方法及机床，制订最佳加工方案正确选择加工方法及机床，制订最佳加工方案7.1 7.1 外圆表面切削成形外圆表面切削成形外圆表面的外圆表面的典型零件典型零件轴类零件轴类零件,盘类零件盘类

2、零件外圆表面的典外圆表面的典型加工方法型加工方法外圆表面的外圆表面的技术要求技术要求车削车削,磨削磨削1、尺寸精度、尺寸精度2、形状精度、形状精度3、位置精度、位置精度4、表面质量、表面质量车削加车削加工范围工范围7.1.1 7.1.1 7.1.1 7.1.1 外圆表面的车削外圆表面的车削外圆表面的车削外圆表面的车削车削加工的工艺范围车削加工的工艺范围 粗车粗车(coarse turning)IT 10-IT13IT 10-IT13 Ra a 6.3-12.5 6.3-12.5mm 半精车半精车(semi-extractive turning)IT 9-IT10IT 9-IT10 Ra a 3

3、.2-3.2-6.36.3mm 精车精车(extractive turning)IT 7-IT8IT 7-IT8 Ra a 0.8-3.2 0.8-3.2mm 精细车精细车(fine turning)IT 6-IT7IT 6-IT7 Ra a 0.2-0.8 0.2-0.8mm外圆表面车削加工设备及工艺特点外圆表面车削加工设备及工艺特点 生产率高生产率高 应用广泛应用广泛 加工材料范围较广加工材料范围较广车削外圆时工件的装夹特点车削外圆时工件的装夹特点 装夹方便快捷装夹方便快捷 易于保证位置精度易于保证位置精度7.1.2 7.1.2 外圆表面的磨削外圆表面的磨削a.磨削的实质及磨削过程磨削的实

4、质及磨削过程砂轮的组砂轮的组成与分类成与分类磨削运动磨削运动磨削的实质磨削的实质砂轮砂轮是由磨是由磨料与粘结剂料与粘结剂组成的多孔组成的多孔物体物体磨料种类磨料种类(刚玉刚玉,立方氮化立方氮化硼硼)粘结剂种类粘结剂种类(金属金属,橡胶橡胶,陶瓷陶瓷)砂轮硬度砂轮硬度(Y,ZR,R)磨料的粒度磨料的粒度(40#,60#120#)磨削运动磨削运动演示演示磨削的实质演示磨削的实质演示无心磨无心磨中心磨中心磨砂轮的组成砂轮的组成返回磨削运动磨削运动返回返回中心磨中心磨纵向纵向进给进给横向进给横向进给无心磨无心磨返回7.1.3 7.1.3 7.1.3 7.1.3 外圆加工方案的制订外圆加工方案的制订外圆

5、加工方案的制订外圆加工方案的制订a.影响外圆加工方案的主要因素影响外圆加工方案的主要因素工件材料工件材料加工精度加工精度热处理状态热处理状态b.典型外圆加工方案典型外圆加工方案1.粗车粗车 2.粗车粗车-半精车半精车3.粗车粗车-半精车半精车-精车精车4.粗车粗车-半精车半精车-磨削磨削5.粗磨粗磨-精磨精磨-研研磨磨加工路线加工路线车削车削磨削磨削7.2 平面切削成形平面切削成形7.2.17.2.1平面车削平面车削(plane(plane turning)turning)7.2.27.2.2平面刨削平面刨削(planingplaning)7.2.37.2.3平面铣削平面铣削(milling)

6、(milling)周铣法周铣法顺铣顺铣逆铣逆铣端铣法端铣法周铣法与端铣法的比较周铣法与端铣法的比较铣削加工的工艺特点铣削加工的工艺特点用圆柱铣刀的圆周上分布用圆柱铣刀的圆周上分布的刀齿加工平面的方法的刀齿加工平面的方法用圆柱铣刀端面分布的刀齿加工用圆柱铣刀端面分布的刀齿加工平面的方法平面的方法铣削铣削加工加工应用应用1、周铣法周铣法返回返回2、端铣法、端铣法3、周铣与端铣的比较、周铣与端铣的比较加工质量加工质量:端铣比周铣高端铣比周铣高加工效率加工效率:端铣比周铣端铣比周铣高高加工适应性加工适应性:端铣比周铣差端铣比周铣差4、铣削加工工艺特点、铣削加工工艺特点a.生产率较刨削高生产率较刨削高c

7、.刀具耐用度高刀具耐用度高b.加工精度及表面加工精度及表面粗糙度较差粗糙度较差d.适用范围广适用范围广返回返回1）顺铣法顺铣法（down milling)每齿切削厚度从最大到最小，刀具易切入工件，刀具耐用每齿切削厚度从最大到最小，刀具易切入工件，刀具耐用度较高。度较高。刀齿对工件的切削分力刀齿对工件的切削分力F1向下，有利于工件的夹紧，故顺向下，有利于工件的夹紧，故顺铣的切削过程比较平稳。铣的切削过程比较平稳。顺铣时因切削水平分力顺铣时因切削水平分力F2与工件进给方向一致，当水平分与工件进给方向一致，当水平分力大于工作台的摩擦阻力时，由于工作台进给丝杆与固定力大于工作台的摩擦阻力时，由于工作台

8、进给丝杆与固定螺母间一般存在较大间隙，造成工作台串动。因此，顺铣螺母间一般存在较大间隙，造成工作台串动。因此，顺铣时应调整好丝杠与螺母间的间隙。时应调整好丝杠与螺母间的间隙。顺铣在开始切削时切削力较大，如果刀杆刚性较差，就会顺铣在开始切削时切削力较大，如果刀杆刚性较差，就会出现扎刀现象。出现扎刀现象。返回2）逆铣法逆铣法（up milling)逆铣时切削水平分力逆铣时切削水平分力F2方向与工件进给方向相反，方向与工件进给方向相反，因此，切削送进平稳，有利于提高表面质量和防因此，切削送进平稳，有利于提高表面质量和防止扎刀现象。止扎刀现象。逆铣时水平分力逆铣时水平分力F1向上，不利于工件的夹紧。向

9、上，不利于工件的夹紧。逆铣时刀齿从已加工表面开始进刀，刀具磨损较逆铣时刀齿从已加工表面开始进刀，刀具磨损较大，且影响已加工表面质量。大，且影响已加工表面质量。返回7.2.4 平面磨削平面磨削(grinding)1.平面磨削方法平面磨削方法(1)周磨周磨a.砂轮与工件接触面砂轮与工件接触面积小积小,磨削热少磨削热少,排排屑和冷却条件好屑和冷却条件好b.加工精度高加工精度高c.生产率低生产率低d.适用于批量生产磨削精度较适用于批量生产磨削精度较高的中小型零件高的中小型零件.(2)端磨端磨a.接触面积大接触面积大,磨磨削热多削热多,排屑和排屑和冷却条件差冷却条件差b.磨削精度低磨削精度低c.生产率高

10、生产率高d.适用于成批适用于成批大量生产大量生产 2.平面磨削工艺特点平面磨削工艺特点机床结构简单机床结构简单,系统刚性较强系统刚性较强,加工质量及生产率加工质量及生产率较内外圆磨高较内外圆磨高.工件装夹简单工件装夹简单,生产率高生产率高.成批成批,大量生产中可以磨削代替铣削与刨削去掉毛大量生产中可以磨削代替铣削与刨削去掉毛坯表面上的硬皮坯表面上的硬皮,既能提高生产率既能提高生产率,又内有效保证又内有效保证加工质量加工质量7.2.5平面加工方案的制订平面加工方案的制订序序号号加工方案加工方案加工精度加工精度表面粗糙度表面粗糙度 Ra m适用范围适用范围1粗车粗车精车精车IT8-IT111.6-

11、12.5车削车削工件的端面工件的端面2粗铣粗铣(或粗刨或粗刨)IT11-IT1312.5-25不不淬火钢淬火钢,铸铁和非铸铁和非铁金属件的平面铁金属件的平面3粗粗铣铣精铣精铣IT7-IT101.6-6.34粗粗刨刨精刨精刨IT7-IT101.6-6.35粗粗铣铣(刨刨)拉拉IT6-IT70.4-0.86粗铣粗铣(刨刨)-精铣（刨）精铣（刨）-磨磨IT5-IT60.2-0.8钢钢,铸铁的中小零件铸铁的中小零件的平面的平面7.3 孔的加工成形孔的加工成形孔的技术要求孔的技术要求孔的加工方法孔的加工方法尺寸精度尺寸精度形状精度形状精度位置精度位置精度表面质量表面质量钻钻,扩扩,铰铰,镗镗拉拉磨磨,珩

12、磨珩磨,研磨研磨7.3.1 钻削钻削(1)钻孔钻孔利用钻头在实体材料上加工内孔的工艺方法利用钻头在实体材料上加工内孔的工艺方法a.钻头切削部分的组成钻头切削部分的组成b.钻孔的工艺特点钻孔的工艺特点刀具简单刀具简单钻头刚性较差钻头刚性较差,容易容易引偏引偏排屑困难排屑困难c.钻孔工艺的应用钻孔工艺的应用低精度孔的最终加工低精度孔的最终加工只能保证单个孔的精度只能保证单个孔的精度高精度孔的粗加工高精度孔的粗加工 钻孔钻孔钻头切削部分的组成钻头切削部分的组成返回引偏引偏返回钻孔工艺钻孔工艺(2)扩孔扩孔（core drilling)a.刀具刀刃多，切削用量刀具刀刃多，切削用量小，小，无横刃，刚性好

13、无横刃，刚性好b.加工精度较高加工精度较高 IT10，Ra 3.2-6.3mc.加工效率较高加工效率较高d.用于一般精度孔用于一般精度孔的最终加工，高精的最终加工，高精度孔的半精加工度孔的半精加工用扩孔刀对已有的孔进用扩孔刀对已有的孔进行扩大的加工。行扩大的加工。扩孔扩孔(3)铰孔铰孔(reaming)a.铰刀刀刃多铰刀刀刃多,导向性好导向性好,刚性刚性好好b.铰刀制造精度高铰刀制造精度高c.铰刀有修光刃铰刀有修光刃,可校准孔可校准孔径和修光孔壁径和修光孔壁d.铰孔加工余量小铰孔加工余量小,切削力小切削力小,切削热少切削热少,排屑排屑,冷却润滑条冷却润滑条件好件好e.加工精度高加工精度高 IT

14、6-IT8,Ra 0.4-1.6m铰孔铰孔7.3.2 7.3.2 镗镗孔孔1)车床镗孔车床镗孔2)镗床镗孔镗床镗孔其它种类的镗床其它种类的镗床镗床应用镗床应用3)3)镗削工艺特点镗削工艺特点a.适应性广适应性广b.不仅可以保证单不仅可以保证单个孔的尺寸精度和个孔的尺寸精度和形状形状,而且可以保而且可以保证孔与孔之间的相证孔与孔之间的相互位置精度互位置精度.d.生产率低生产率低c.广泛用于单件广泛用于单件,小批量生产中小批量生产中的孔或的孔或孔系的孔系的加工加工镗刀结构镗刀结构7.3.3 7.3.3 磨孔磨孔 磨孔是孔的精加工方法磨孔是孔的精加工方法之一，加工精度之一，加工精度IT6-IT8，R

15、a 0.4-1.6m 与外圆磨削相比较与外圆磨削相比较,具具有以下工艺特点有以下工艺特点a.表面粗糙度较大表面粗糙度较大b.磨削精度控制比较困难磨削精度控制比较困难c.生产率较低生产率较低结论：磨孔主要用于不宜或结论：磨孔主要用于不宜或无法进行镗削，铰削或拉削无法进行镗削，铰削或拉削的高精度及淬硬孔的精加工的高精度及淬硬孔的精加工7.3.4 7.3.4 孔加工方案的制订孔加工方案的制订序序号号加工方案加工方案加工精度加工精度表面粗糙度表面粗糙度Ra/m适用范围适用范围1钻孔钻孔IT11-IT13 12.5-25任何批量任何批量,实体工件实体工件2钻钻-铰铰IT7IT81.6-3.2不不淬火钢件

16、淬火钢件,铸铸铁件和非铁合金铁件和非铁合金件小孔件小孔,细长孔细长孔3钻钻-扩扩-铰铰IT6IT80.4-1.64钻钻-扩扩-粗铰粗铰-精铰精铰IT6IT70.4-0.85粗粗镗镗-半精镗半精镗-铰铰IT7IT80.8-1.630-100铸锻孔铸锻孔6(钻钻)粗镗粗镗-拉拉IT7IT80.4-1.6成批成批,大量生产大量生产7(钻钻)粗镗粗镗-半精镗半精镗IT9IT103.2-6.3除淬火件外各种除淬火件外各种零件小批生产零件小批生产8(钻钻)粗镗粗镗-半精镗半精镗-精精镗镗IT7IT80.8-1.69粗镗粗镗-半精镗半精镗-浮动镗浮动镗IT7IT80.8-1.6成批成批,大量生产大量生产10

17、(钻钻)粗镗粗镗-半精镗半精镗-磨磨IT7IT80.8-1.6钢及钢及铸铁件孔的铸铁件孔的精加工精加工11(钻钻)粗镗粗镗-半精镗半精镗-粗粗磨磨-精磨精磨IT6IT70.4-0.87.4 7.4 成形面切削成形成形面切削成形成形成形面的面的种类种类回转成形面回转成形面直线成形面直线成形面立体成形面立体成形面成形面成形面的技术的技术要求要求a.尺寸精度尺寸精度b.形状精度形状精度c.位置精度位置精度d.表面质量表面质量加工方法加工方法加工加工精度精度表面表面粗糙度粗糙度生产生产率率机床机床适用范围适用范围成成形形面面的的切切削削加加工工成成形形刀刀具具加加工工车削车削较高较高较小较小较高较高车

18、床车床成批成批,小尺寸回转面小尺寸回转面铣削铣削较高较高较小较小较高较高铣床铣床成批成批,外直线成形面外直线成形面刨削刨削较低较低较大较大较高较高刨床刨床成批成批,外直线成形面外直线成形面拉削拉削较高较高较小较小高高拉床拉床成批成批,大量生产各种小大量生产各种小型直线成形面型直线成形面简简单单刀刀具具加加工工手动进给手动进给较低较低较大较大低低普通机床普通机床小小批批,各种成形面各种成形面靠模靠模装置装置较低较低较大较大较低较低普通机床普通机床成批成批,各种直线成形面各种直线成形面仿形仿形装置装置较高较高较大较大较低较低仿形仿形机床机床小批小批,各种成形面各种成形面数控装置数控装置高高较小较小

19、较高较高数控机床数控机床中小批中小批,各种成形面各种成形面7.4.1 7.4.1 成形面加工方法分析成形面加工方法分析加工方法加工方法加工加工精度精度表面表面粗糙度粗糙度生产生产率率机床机床适用范围适用范围成成形形面面的的磨磨削削加加工工成形成形砂轮砂轮磨削磨削较高较高较小较小较高较高平面磨平面磨,工具工具磨磨,外外圆磨圆磨成批加工回转成形面成批加工回转成形面,外直线成形面外直线成形面成形成形夹具夹具磨削磨削高高小小较高较高成形成形磨磨床床,平平面磨床面磨床单件单件,小批生产各种外小批生产各种外直线成形面直线成形面砂带磨削砂带磨削高高小小较低较低砂带砂带磨磨床床加工各种批量外直线成加工各种批量

20、外直线成形面和回转成形面形面和回转成形面连续轨迹连续轨迹数控坐标数控坐标磨削磨削很高很高很小很小较高较高坐标磨坐标磨床床单件小批加工各种内外单件小批加工各种内外直线成形面直线成形面.(主要是模主要是模具型腔具型腔)成形面的磨削加工成形面的磨削加工7.4.2.1 7.4.2.1 用成形刀具加工用成形刀具加工车削成形面车削成形面铣削成形面铣削成形面刨削成形面刨削成形面拉削成形面拉削成形面磨削成形面磨削成形面工艺特点工艺特点:a.加工精度主要取决于刀具精度加工精度主要取决于刀具精度b.易于保证同一批零件形状易于保证同一批零件形状及尺寸的一致性和互换性及尺寸的一致性和互换性c.生产率高生产率高d.刀具

21、重磨次数多刀具重磨次数多,使用寿命长使用寿命长e.刀具设计制造复杂刀具设计制造复杂,成本高成本高车削成形面车削成形面铣削成形面铣削成形面磨削成形面磨削成形面7.4.2.2 7.4.2.2 用简单刀具加工用简单刀具加工(1)用靠模装置加工成形面用靠模装置加工成形面a.生产效率高生产效率高b.加工精度由靠模决定加工精度由靠模决定c.靠模形状复杂靠模形状复杂,成成本高本高e.靠模易摩损靠模易摩损d.适合成批生产适合成批生产中应用中应用(2)按运动轨迹法加工成形面按运动轨迹法加工成形面外球面的铣削外球面的铣削内球面的铣削内球面的铣削外球面的车削外球面的车削内球面的车削内球面的车削外球面的磨削外球面的磨削内球面的磨削内球面的磨削铣削铣削车削车削磨削磨削铣削头结构简铣削头结构简单，操作方便单，操作方便生产率高，刀生产率高，刀尖易损尖易损生产率高，表面粗糙度小（生产率高，表面粗糙度小（Ra 1.6um)加工精度，生产率较高，适加工精度，生产率较高，适合于大批量生产合于大批量生产球面直径不宜过小球面直径不宜过小加工精度高，表面粗糙度小，生产率加工精度高，表面粗糙度小，生产率低，适合小批生产低，适合小批生产精度高粗糙度小，球磨机上磨直径精度高粗糙度小，球磨机上磨直径大，深度小的零件大，深度小的零件外球面的铣削外球面的铣削内球面的铣削内球面的铣削外球面的车削外球面的车削内球面的车削内球面的车削