轴类零件加工工艺分析与设计演示幻灯片.ppt

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1、机械制造技术工作项目之一：机械制造技术工作项目之一：轴类零件的加工工艺分析与设计轴类零件的加工工艺分析与设计1机械制造技术工作项目之一：机械制造技术工作项目之一：轴类零件的加工工艺分析与设计轴类零件的加工工艺分析与设计21.1轴类零件的功用与结构轴类零件的功用与结构v轴是组成机械的重要零件，也是机械加工中常见的典型零件之一。它支轴是组成机械的重要零件，也是机械加工中常见的典型零件之一。它支撑着其它转动件回转并传递扭矩，同时又通过轴承与机器的机架连接。撑着其它转动件回转并传递扭矩，同时又通过轴承与机器的机架连接。vv轴类零件是旋转零件，其长度大于直径，由外圆柱面、圆锥面、内孔、轴类零件是旋转零件

2、，其长度大于直径，由外圆柱面、圆锥面、内孔、螺纹及相应端面所组成。加工表面通常除了内外圆表面、圆锥面、螺纹、螺纹及相应端面所组成。加工表面通常除了内外圆表面、圆锥面、螺纹、端面外，还有花键、键槽、横向孔、沟槽等。端面外，还有花键、键槽、横向孔、沟槽等。34 零 件 的 技 术 要 求一、一、表表面面粗粗糙糙度度二、二、尺尺寸寸精精度度三三、形形状状精精度度四、四、位位置置精精度度五、五、热热处处理理1.2轴类零件的技术要求轴类零件的技术要求5 5一、表 面 粗 糙 度指零件的表面微观不平度。指零件的表面微观不平度。在切削加工中，由于振动、刀痕以及在切削加工中，由于振动、刀痕以及刀具与工件之刀具

3、与工件之间的摩擦，在工件已加工表间的摩擦，在工件已加工表面上不可避免地会产生一些微小的峰谷。面上不可避免地会产生一些微小的峰谷。即使是光滑的磨削表面，放大后也会发现高即使是光滑的磨削表面，放大后也会发现高低不同的微小峰谷。低不同的微小峰谷。表面上这些微小峰谷的高低程度称为表面上这些微小峰谷的高低程度称为表面粗糙表面粗糙度，也称微观不平度。度，也称微观不平度。6 67 7表面粗糙度共分14级：不加工符号：加工符号：表面粗糙度符号：Ra表面粗糙度单位：m不同的加工方法可以达到不同的表面粗糙度。要合理地在图纸上标注表面粗糙度，必须掌握各种加工方法，以及详细了解零件各表面在装配体中的功能。除了外观需要

4、外，一般情况在满足使用要求的情况下，选用较低要求的表面粗糙度，以降低成本。8 89 9 二、二、尺尺 寸寸 精精 度度尺寸精度是指零件加工后的实际尺尺寸精度是指零件加工后的实际尺寸相对于理想尺寸的准确程度。尺寸精寸相对于理想尺寸的准确程度。尺寸精度是用尺寸公差来控制的。尺寸公差是度是用尺寸公差来控制的。尺寸公差是切削加工中零件尺寸允许的变动量。在切削加工中零件尺寸允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小，基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小，则尺寸精度愈高。反之亦然。则尺寸精度愈高。反之亦然。尺寸精度由尺寸公差等级来确定。尺寸精度由尺寸公差等级来确定。尺寸公差等级共有尺寸公差等级共有2

5、0个等级。个等级。1010尺寸公差等级为：IT01、IT0、IT1、IT2IT3、IT4T5、IT6、IT7、IT8、IT9、IT10IT11、IT12、IT13、IT14、IT15、IT16、IT17、IT18不同的加工方法，可以达到不同的尺寸公差等级。不同的加工方法，可以达到不同的尺寸公差等级。不同的加工方法，可以达到不同的尺寸公差等级。不同的加工方法，可以达到不同的尺寸公差等级。工程技术人员要使自己的设计合理，必须掌握各种工程技术人员要使自己的设计合理，必须掌握各种工程技术人员要使自己的设计合理，必须掌握各种工程技术人员要使自己的设计合理，必须掌握各种加工方法。加工方法。加工方法。加工方

6、法。在满足使用要求的前提下，一般选用较低的尺寸公在满足使用要求的前提下，一般选用较低的尺寸公在满足使用要求的前提下，一般选用较低的尺寸公在满足使用要求的前提下，一般选用较低的尺寸公差等级，以降低制造成本。差等级，以降低制造成本。差等级，以降低制造成本。差等级，以降低制造成本。11111.标准公差系列标准公差系列公差等级 标准公差共分标准公差共分标准公差共分标准公差共分20202020级级级级:IT01IT01IT01IT01、IT0IT0IT0IT0、IT1IT1IT1IT1、IT2IT2IT2IT2、到到到到IT18IT18IT18IT18。ITITITIT国国国国际际际际标标标标准准准准公

7、公公公差差差差（ISO ISO ISO ISO ToleranceToleranceToleranceTolerance）的的的的缩缩缩缩写写写写代代代代号号号号IT7IT7IT7IT7表示标准公差表示标准公差表示标准公差表示标准公差7 7 7 7级。级。级。级。从从从从IT01IT01IT01IT01至至至至IT18IT18IT18IT18，公公公公差差差差等等等等级级级级依依依依次次次次降降降降低低低低，相相相相应应应应的的的的标标标标准准准准公差数值依次增大。公差数值依次增大。公差数值依次增大。公差数值依次增大。12121313任务任务1：公差等级的分析与选用：公差等级的分析与选用141

8、4公差等级的选用公差等级的选用11）IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1级公差一般用于高精度量块和其它精密标级公差一般用于高精度量块和其它精密标级公差一般用于高精度量块和其它精密标级公差一般用于高精度量块和其它精密标准量块的尺寸。准量块的尺寸。准量块的尺寸。准量块的尺寸。2 2 2 2）IT2IT5IT2IT5级公差用于特别精密的零件尺寸。级公差用于特别精密的零件尺寸。级公差用于特别精密的零件尺寸。级公差用于特别精密的零件尺寸。3 3 3 3）IT5IT5（孔到（孔到（孔到（孔到IT6IT6）级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸；）级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸；）级公差用于高精

9、度和重要表面的配合尺寸；）级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸；4 4 4 4）IT6IT6IT6IT6（孔到（孔到（孔到（孔到IT7IT7IT7IT7）级公差用于零件较精密的配合尺寸；）级公差用于零件较精密的配合尺寸；）级公差用于零件较精密的配合尺寸；）级公差用于零件较精密的配合尺寸；5 5 5 5）IT7IT8IT7IT8IT7IT8IT7IT8级用于一般精度要求的配合尺寸；级用于一般精度要求的配合尺寸；级用于一般精度要求的配合尺寸；级用于一般精度要求的配合尺寸；6 6 6 6）IT9IT10IT9IT10IT9IT10IT9IT10级常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求较高级常用于一般要

10、求的配合尺寸，或精度要求较高级常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求较高级常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求较高的与键配合的槽宽尺寸。的与键配合的槽宽尺寸。的与键配合的槽宽尺寸。的与键配合的槽宽尺寸。7 7 7 7）IT11IT12IT11IT12IT11IT12IT11IT12级公差用于不重要的配合尺寸。级公差用于不重要的配合尺寸。级公差用于不重要的配合尺寸。级公差用于不重要的配合尺寸。88）IT12IT18IT12IT18IT12IT18IT12IT18级公差用于未注公差的尺寸。级公差用于未注公差的尺寸。级公差用于未注公差的尺寸。级公差用于未注公差的尺寸。15151616三、三、形形 状状

11、 精精 度度1.直直线线度度2.平平面面度度3.圆圆度度4.圆圆柱柱度度17171.直直 线线 度度直线度是指零件被测素线（如轴直线度是指零件被测素线（如轴线母线、平面交线、平面内直线）线母线、平面交线、平面内直线）直与不直的程度。直与不直的程度。181819192.平平 面面 度度平面度是指零件被测平面要素平面度是指零件被测平面要素平整的程度。平整的程度。20203.圆圆 度度圆度是指零件的回转表面（圆柱圆度是指零件的回转表面（圆柱面、圆锥面、球面等）横剖面上的实面、圆锥面、球面等）横剖面上的实际轮廓圆和理想圆相差的程度。际轮廓圆和理想圆相差的程度。2121222223234.圆圆 柱柱 度

12、度圆柱度是指零件上被测圆柱轮圆柱度是指零件上被测圆柱轮廓表面的实际形状对理想圆柱相廓表面的实际形状对理想圆柱相差的程度。差的程度。2424四、四、位位 置置 精精 度（基准概念）度（基准概念）1.平平行行度度2.垂垂直直度度3.同同轴轴度度4.圆圆跳跳动动5.对对称称度度25251.平平 行行 度度平行度是指零件上被测要素（面平行度是指零件上被测要素（面或直线）相对于基准要素（面或直或直线）相对于基准要素（面或直线）平行的程度。线）平行的程度。26261.定向位置公差定向位置公差平行度平行度 被测实际要素相对于基准要素的方向成被测实际要素相对于基准要素的方向成被测实际要素相对于基准要素的方向成

13、被测实际要素相对于基准要素的方向成00的要求。的要求。的要求。的要求。以平面为基准的平行度公差带以平面为基准的平行度公差带27272.垂垂 直直 度度垂直度是指零件上被测要素垂直度是指零件上被测要素（面或直线）相对于基准要素（面或直线）相对于基准要素（面或直线）垂直的程度。（面或直线）垂直的程度。2828定向位置公差定向位置公差垂直度垂直度 被测实际要素相对于基准要素的方向成被测实际要素相对于基准要素的方向成被测实际要素相对于基准要素的方向成被测实际要素相对于基准要素的方向成9 9 9 900的要求。的要求。的要求。的要求。以轴线为基准的以轴线为基准的 垂直度公差带垂直度公差带29293.同同

14、 轴轴 度度同轴度是指零件上被测回转表面同轴度是指零件上被测回转表面的轴线相对于基准轴线同轴的程度。的轴线相对于基准轴线同轴的程度。3030定位位置公差定位位置公差同轴度同轴度 要求被测实际要素与基准要素同轴。要求被测实际要素与基准要素同轴。要求被测实际要素与基准要素同轴。要求被测实际要素与基准要素同轴。同轴度公差带同轴度公差带31314.圆圆 跳跳 动动圆跳动是指零件上被测回转圆跳动是指零件上被测回转表面相对于以基准轴线为轴线的表面相对于以基准轴线为轴线的理论回转面的偏离度。理论回转面的偏离度。323233335.对称度对称度对称度常用在具有对称结构的沟或槽处，例如轴系传动中的轴径与轴上零件

15、的配合。例如当齿轮、蜗轮、皮带轮安装在轴上时，需要靠键实现连接和传递扭矩。此时轴上的键槽和轮毂孔内的键槽必须对中心线对称，否则很难装配。343435353636（四）（四）形位公差的选用形位公差的选用(1)一般形状公差应比位置公差小：一般形状公差应比位置公差小：同同一一要要素素上上给给定定的的形形状状公公差差值值应应小小于于位位置置公公差差值值。如如同同一一平平面面上上，平平面面度度公公差差值值应应小小于于该该平平面面对对基基准准的的平行度公差值。平行度公差值。(2)表面粗糙度与形状公差的大概的比例关系：表面粗糙度与形状公差的大概的比例关系：通通常常，表表面面粗粗糙糙度度的的Ra值值可可取取为

16、为形形状状公公差差值值的的(20%25%)。37371.2轴类零件的技术要求轴类零件的技术要求v(1)加工精度加工精度v1)尺寸精度尺寸精度轴类零件的尺寸精度主要指轴的直径尺轴类零件的尺寸精度主要指轴的直径尺寸精度和轴长尺寸精寸精度和轴长尺寸精度。度。v按使用要求，主要轴颈直径尺寸精度通常为按使用要求，主要轴颈直径尺寸精度通常为IT6-IT9级，精密的轴颈也可达级，精密的轴颈也可达IT5级。级。38v2)几何精度几何精度v轴类零件一般是用两个轴颈支撑在轴承上，轴类零件一般是用两个轴颈支撑在轴承上，这两个轴颈称为支撑轴颈，也是轴的装配基这两个轴颈称为支撑轴颈，也是轴的装配基准。准。v对于一般精度

17、的轴颈，几何形状误差应限制对于一般精度的轴颈，几何形状误差应限制在直径公差范围内，要求高时，应在零件图在直径公差范围内，要求高时，应在零件图样上另行规定其允许的公差值。样上另行规定其允许的公差值。39v3)相互位置精度相互位置精度v轴类零件中的配合轴颈（装配传动件的轴颈）相对轴类零件中的配合轴颈（装配传动件的轴颈）相对于支撑轴颈间的同轴度是其相互位置精度的普遍要于支撑轴颈间的同轴度是其相互位置精度的普遍要求。求。v通常普通精度的轴，配合精度对支撑轴颈的径向圆通常普通精度的轴，配合精度对支撑轴颈的径向圆跳动一般为跳动一般为0.01-0.03mm，高精度轴为，高精度轴为0.001-0.005mm。

18、40v(2)表面粗糙度表面粗糙度v根据机械的精密程度，运转速度的高低，根据机械的精密程度，运转速度的高低，轴类零件表面粗糙度要求也不相同。轴类零件表面粗糙度要求也不相同。v一般情况下，支撑轴颈的表面粗糙度一般情况下，支撑轴颈的表面粗糙度Ra值为值为0.63-0.16m；配合轴颈的表面粗糙度；配合轴颈的表面粗糙度Ra值值为为2.5-0.63 m41任务任务2：分析零件图，确定支撑轴颈的公差尺寸。：分析零件图，确定支撑轴颈的公差尺寸。选择加工、测量所用的刀具和量具。选择加工、测量所用的刀具和量具。零件机械加工时，哪些要素应着重保障？零件机械加工时，哪些要素应着重保障？42431.3轴类零件的材料和

19、毛坯轴类零件的材料和毛坯v常用的轴类零件材料有常用的轴类零件材料有35、45、50优质碳素钢优质碳素钢v对于受载荷较小或不太重要的轴也可用对于受载荷较小或不太重要的轴也可用Q235、Q255v轴向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金钢轴向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金钢v40Cr经调质处理后具有较好的综合力学性能经调质处理后具有较好的综合力学性能v若是在高速、重载条件下工作的轴类零件，选用若是在高速、重载条件下工作的轴类零件，选用20Cr、20CrMnTi、20Mn2B等低碳钢或等低碳钢或38CrMoA1A渗碳钢渗碳钢44(2)轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯v轴类零件的

20、毛坯常见的有型材（圆棒料）和轴类零件的毛坯常见的有型材（圆棒料）和锻件。锻件。v大型的，外形结构复杂的轴也可采用铸件。大型的，外形结构复杂的轴也可采用铸件。v内燃机中的曲轴一般均采用铸件毛坯。内燃机中的曲轴一般均采用铸件毛坯。45工件材料的切削加工性分级切削加工性分级高锰钢、不锈钢是常用的难加工材料高锰钢、不锈钢是常用的难加工材料。46改善改善工件工件材料切削加工性的途径材料切削加工性的途径v1.进行适当的热处理进行适当的热处理v将工件材料进行适当的热处理是改善材料切削加工性的主要措施。将工件材料进行适当的热处理是改善材料切削加工性的主要措施。v对于性质很软、塑性很高的低碳钢对于性质很软、塑性

21、很高的低碳钢,加工时不易断屑、容易硬化。加工时不易断屑、容易硬化。v往往采用正火的办法往往采用正火的办法,提高其强度和硬度、降低韧性提高其强度和硬度、降低韧性,从而改善其切削加工从而改善其切削加工性。性。v对于硬度很高的高碳工具钢对于硬度很高的高碳工具钢,加工时刀具极易磨损。可以采用球化退火的加工时刀具极易磨损。可以采用球化退火的办法办法,降低其硬度降低其硬度,从而改善其切削加工性。从而改善其切削加工性。v2.改变加工条件改变加工条件v合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量也是改善材料切削加合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量也是改善材料切削加工性的有效措施。工性的有效措施。v471.4

22、外圆表面的加工方法和加工方案外圆表面的加工方法和加工方案v1、外圆表面的加工方法及加工精度外圆表面的加工方法及加工精度v外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工方法。外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工方法。v车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其经济精度来说，一车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其经济精度来说，一般适于作为外圆表面粗加工和半精加工方法；般适于作为外圆表面粗加工和半精加工方法；v磨削加工是外圆表面主要精加工方法，特别适用于各种高硬度和淬火后磨削加工是外圆表面主要精加工方法，特别适用于各种高硬度和淬火后的零件精加工；的零件精加工；v光

23、整加工是精加工后进行的超精密加工方法（如滚压、抛光、研磨等），光整加工是精加工后进行的超精密加工方法（如滚压、抛光、研磨等），适用于某些精度和表面质量要求很高的零件。适用于某些精度和表面质量要求很高的零件。48第二节第二节外圆表面加工外圆表面加工一、外圆表面的车削加工一、外圆表面的车削加工1、加工方法、加工方法1)粗车粗车主要任务主要任务：以去除余量为目的，以提高生产率为目：以去除余量为目的，以提高生产率为目标。标。切削用量切削用量：背吃刀量和进给量较大，切削速度较低；背吃刀量和进给量较大，切削速度较低；刀具参数刀具参数：主偏角较大，前、后角较小，刃倾角为主偏角较大，前、后角较小，刃倾角为负值

24、负值加工精度加工精度：IT12-11，Ra50-12.5返回返回492)精车精车主要任务主要任务：保证加工精度和表面质量。：保证加工精度和表面质量。切削用量切削用量：背吃刀量和进给量较小，背吃刀量和进给量较小，切削速度切削速度较高；较高；刀具参数刀具参数：前、后角较大，刃倾角为前、后角较大，刃倾角为正值；正值；加工精度加工精度：IT8-7(6)，Ra1.6-0.8返回返回503)精细车精细车主要任务主要任务：以提高加工精度和表面质量为主：以提高加工精度和表面质量为主要任务。要任务。切削用量切削用量：背吃刀量和进给量极小，切削速背吃刀量和进给量极小，切削速度很高；度很高；刀具参数刀具参数：一般采

25、用立方氮化硼、金刚石等一般采用立方氮化硼、金刚石等超硬材料刀具进行加工。超硬材料刀具进行加工。加工精度加工精度：IT6级以上，级以上，Ra0.4-0.05用途用途：多用于有色金属工件的精密加工。多用于有色金属工件的精密加工。返回返回51二、外圆表面的磨削加工二、外圆表面的磨削加工1、加工方法、加工方法1)工件有中心支承的外圆磨削工件有中心支承的外圆磨削纵向进给磨削纵向进给磨削特点特点：磨削精度较高，表面粗糙度较小，生产率较低磨削精度较高，表面粗糙度较小，生产率较低适用适用：单件小批量生产中磨削较长的外圆表面：单件小批量生产中磨削较长的外圆表面横向进给磨削横向进给磨削(切入磨法切入磨法)特点特点

26、：加工精度低，表面粗糙度较大，生产率较高：加工精度低，表面粗糙度较大，生产率较高适用适用：大批大量生产中加工刚性较好的工件外圆表面成形：大批大量生产中加工刚性较好的工件外圆表面成形表面。表面。返回返回522)工件无中心支承的外圆磨削（无心磨削）工件无中心支承的外圆磨削（无心磨削）返回返回532、外圆磨削的尺寸控制、外圆磨削的尺寸控制：加工过程中主动测量。加工过程中主动测量。3、外圆磨削加工的工艺特点及应用范围、外圆磨削加工的工艺特点及应用范围工艺特点：工艺特点：磨粒硬度高，能加工一般金属切削刀具所不能加工的工件磨粒硬度高，能加工一般金属切削刀具所不能加工的工件表面；表面；能切除极薄极细的切屑，

27、修正误差的能力强，加工精度高，能切除极薄极细的切屑，修正误差的能力强，加工精度高，表面粗糙度较小。表面粗糙度较小。应用范围应用范围：广泛用于精加工，但不适于加工塑性较大的材料。广泛用于精加工，但不适于加工塑性较大的材料。新形高速磨削和高效磨削得到发展。新形高速磨削和高效磨削得到发展。返回返回54三、外圆表面的精整、光整加工三、外圆表面的精整、光整加工定义定义：精加工后，从工件表面上不切除或切除极精加工后，从工件表面上不切除或切除极薄金属层，用以提高加工表面的尺寸和形状精度、薄金属层，用以提高加工表面的尺寸和形状精度、减小表面粗糙度或用以强化表面的加工方法。减小表面粗糙度或用以强化表面的加工方法

28、。目的目的：减小表面粗糙度。（提高尺寸精度和形状：减小表面粗糙度。（提高尺寸精度和形状精度）精度）分类分类：研磨、超精加工、滚压、抛光：研磨、超精加工、滚压、抛光返回返回551、研磨、研磨1）原理原理2)研具研具：比工件材料软，常用硬度为：比工件材料软，常用硬度为120-160HBS的铸铁的铸铁3)研磨剂研磨剂：磨料、研磨液、表面活性物质磨料、研磨液、表面活性物质磨料磨料：刚玉、碳化硅、碳化硼等。：刚玉、碳化硅、碳化硼等。研磨液研磨液：煤油、汽油、机油、工业甘油等；：煤油、汽油、机油、工业甘油等；表面活性物质表面活性物质：油酸、硬脂酸：油酸、硬脂酸返回返回564)分类分类：手工研磨、机械研磨：

29、手工研磨、机械研磨5)工艺特点工艺特点：设备和研具简单、成本低、容易保证质量。具有较设备和研具简单、成本低、容易保证质量。具有较强的对强的对误差与缺陷的修正能力，能提高加工表面的尺寸误差与缺陷的修正能力，能提高加工表面的尺寸精度、形状精度和精度、形状精度和减小表面粗糙度。但不能提高位置精减小表面粗糙度。但不能提高位置精度，生产率较低。度，生产率较低。6)应用应用：可加工钢、铸铁、硬质合金、光学玻璃、陶瓷：可加工钢、铸铁、硬质合金、光学玻璃、陶瓷等多种材料。等多种材料。返回返回572、超精加工、超精加工1)原理原理：2）工艺特点工艺特点：设备简单、自动化程度高、操作简便、设备简单、自动化程度高、

30、操作简便、生产效率高。生产效率高。能减小表面粗糙度，但不能提高工件能减小表面粗糙度，但不能提高工件的加工精度。的加工精度。返回返回58任务任务3：分析确定下列轴零件的加工方案分析确定下列轴零件的加工方案59序序号号加工方法加工方法经济精度经济精度（公差等级）（公差等级）经济粗糙度经济粗糙度Ra值值/m适用范围适用范围1粗车粗车IT13-IT1150-12.5适用于淬火钢以外的各适用于淬火钢以外的各种金属种金属2粗车粗车-半精车半精车IT10-IT86.3-3.23粗车粗车-半精车半精车-精车精车IT8-IT71.6-0.84粗车粗车-半精车半精车-精车精车-滚压滚压IT8-IT70.2-0.0

31、255粗车粗车-半精车半精车-磨削磨削IT8-IT70.8-0.4主要用于淬火钢，也可主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不适用于未淬火钢，但不适用于有色金属用于有色金属6粗车粗车-半精车半精车-粗磨粗磨-精磨精磨IT7-IT60.4-0.17粗车粗车-半精车半精车-粗磨粗磨-精磨精磨-超精超精加工（或轮式超精磨）加工（或轮式超精磨）IT50.1-0.012（或（或Rz 0.1）8粗车粗车-半精车半精车-精车精车-精细车精细车（金刚车）（金刚车）IT7-IT60.4-0.025主要用于要求较高的有主要用于要求较高的有色金属色金属9粗车粗车-半精车半精车-粗磨粗磨-精磨精磨-超精超精磨（或镜面磨

32、）磨（或镜面磨）IT5以上以上0.025-0.006（或（或Rz 0.1）极高精度的外圆加工极高精度的外圆加工10粗车粗车-半精车半精车-粗磨粗磨-精磨精磨-研磨研磨IT5以上以上012（或（或Rz 0.1）外圆表面加工方案外圆表面加工方案60车削加工方案的确定车削加工方案的确定v一般根据零件的一般根据零件的加工精度、表面粗糙度加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产、材料、结构形状、尺寸及生产类型确定零件表面的车削加工方法及加工方案。类型确定零件表面的车削加工方法及加工方案。v(1)加工精度为加工精度为IT7IT8级、级、Ra0.81.6m的除淬火钢以外的常用金属，的除淬火钢以外的常

33、用金属，可采用普通型数控可采用普通型数控车床，按粗车、半精车、精车的方案加工。车床，按粗车、半精车、精车的方案加工。v(2)加工精度为加工精度为IT5IT6级、级、Ra0.20.63m的除淬火钢以外的常用金属，的除淬火钢以外的常用金属，按粗车、半精车、精车、细车的方案加工。按粗车、半精车、精车、细车的方案加工。v(3)加工精度高于加工精度高于IT5级、级、Ra60m/min)c60m/min)切削时，切削温度较高，切削时，切削温度较高，这两种情况的摩擦系数均较小，故不易形成积屑瘤。这两种情况的摩擦系数均较小，故不易形成积屑瘤。中速中速(v vc20m/min)c20m/min)时，积屑瘤的高度

34、达到最大值。时，积屑瘤的高度达到最大值。945 5 切屑的类型与控制切屑的类型与控制形成条件影响名称名称简图形态变形带状带状，底面光滑，底面光滑，背面呈毛茸状背面呈毛茸状节状节状，底面光滑有裂，底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状纹，背面呈锯齿状粒状粒状不规则不规则块状块状颗粒颗粒剪切滑移尚未达剪切滑移尚未达到断裂程度到断裂程度局部剪切应力达到断局部剪切应力达到断裂强度裂强度剪切应力完全达剪切应力完全达到断裂强度到断裂强度未经塑性变形即未经塑性变形即被挤裂被挤裂切削塑性材料，切削塑性材料，速度高，切削厚速度高，切削厚度小度小 前角大前角大加工塑性材料，加工塑性材料，切削速度较低，切削速度较低，进给量较

35、大，进给量较大，刀具前角较小刀具前角较小工件材料硬度较工件材料硬度较高，韧性较低，高，韧性较低，切削速度较低切削速度较低加工硬脆材料，加工硬脆材料，刀具前角较小刀具前角较小切削过程平稳，切削过程平稳，表面粗糙度小，表面粗糙度小，妨碍切削工作，妨碍切削工作，应设法断屑应设法断屑切削过程欠平稳，切削过程欠平稳，表面粗糙度欠佳表面粗糙度欠佳切削力波动较大，切削力波动较大，切削过程不平稳，切削过程不平稳，表面粗糙度不佳表面粗糙度不佳切削力波动大，有切削力波动大，有冲击，表面粗糙度冲击，表面粗糙度恶劣，易崩刀恶劣，易崩刀带状切屑带状切屑挤裂切屑挤裂切屑单元切屑单元切屑崩碎切屑崩碎切屑切屑类型及形成条件切

36、屑类型及形成条件95切屑的类型与控制切屑的类型与控制切屑类型切屑类型带状切屑节状切屑粒状切屑崩碎切屑图3-6切屑形态照片96切屑的类型与控制切屑的类型与控制切屑控制切屑控制v为使切削过程正常进行和保证已加工表面质量，应使切为使切削过程正常进行和保证已加工表面质量，应使切屑卷曲和折断。屑卷曲和折断。v切屑的卷曲是切屑基本变形或经过卷屑槽使之产生附加切屑的卷曲是切屑基本变形或经过卷屑槽使之产生附加变形的结果（图变形的结果（图3-7）图3-7切屑的卷曲图3-8断屑的产生v断屑是对已变形的切屑再附加一次变形（常需有断屑装置，断屑是对已变形的切屑再附加一次变形（常需有断屑装置，图图3-8）97切削用量的

37、合理选择切削用量的合理选择1.1.切削深度切削深度a ap p 尽可能一次切除全部余量，余量过大时可分尽可能一次切除全部余量，余量过大时可分2 2次走刀，次走刀，第一次取第一次取2/32/33/4 3/4 2.2.进给量进给量f f 粗切时根据工艺系统强度和刚度确定粗切时根据工艺系统强度和刚度确定(计算或查表计算或查表)精切时根据加工表面粗糙度要求确定精切时根据加工表面粗糙度要求确定(计算或查表计算或查表)3.3.切削速度切削速度v v4.4.根据规定的刀具耐用度确定根据规定的刀具耐用度确定(计算或查表计算或查表)98切削用量的合理选择切削用量的合理选择切削切削用量用量选择原则选择原则选择依据

38、选择依据工件材料工件材料加工性质与加工要求加工性质与加工要求切削条件切削条件背吃背吃刀量刀量ap首先根据加工首先根据加工余量和加工系余量和加工系统刚性选择。统刚性选择。尽可能大尽可能大表层硬，表层硬，ap应超过硬层应超过硬层厚度，以免厚度，以免刀尖磨损。刀尖磨损。粗加工时，一次走刀尽可能粗加工时，一次走刀尽可能切除全部余量；半精加工时切除全部余量；半精加工时取取0.52mm；精加工时取；精加工时取0.10.4mm进给进给量量f其次根据机床其次根据机床动力和刚性或动力和刚性或加工表面质量加工表面质量要求，要求，f尽量大。尽量大。加工精度和表面质量要求高加工精度和表面质量要求高时，时，f宜小。查表

39、选取宜小。查表选取工艺系统刚工艺系统刚度好时取大。度好时取大。切削切削速度速度Vc最后利用手册最后利用手册查取或根据刀查取或根据刀具耐用度用公具耐用度用公式计算式计算Vc。强度硬度高强度硬度高时，时，Vc应较应较低低粗加工时粗加工时ap和和f较大，较大，Vc应应小，精加工时相反，应尽量小，精加工时相反，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生区域。避开积屑瘤和鳞刺产生区域。刀具材料的刀具材料的切削性能好切削性能好时时Vc大。大。99切削液的合理选择切削液的合理选择切削液的作用切削液的作用1.冷却，降低切削温度；冷却，降低切削温度；2.冷却快慢：水、乳化液、油冷却快慢：水、乳化液、油2.润滑，减少摩擦，提高刀

40、具寿命，提高加工质润滑，减少摩擦，提高刀具寿命，提高加工质量；量；切削液在切屑、工件与刀具界面之间形成边界切削液在切屑、工件与刀具界面之间形成边界润滑润滑3.清洗与防锈。清洗与防锈。100切削液的合理选择切削液的合理选择切削液的选用切削液的选用1.水溶液，主要起冷却作用。水溶液，主要起冷却作用。2.切削油，主要起润滑作用。切削油，主要起润滑作用。3.乳化液乳化液，使用较广，由乳化剂加水配制而成。含，使用较广，由乳化剂加水配制而成。含水多的主要起冷却作用，用于粗加工和磨削，浓水多的主要起冷却作用，用于粗加工和磨削，浓度高的主要起润滑作用，适于精加工。度高的主要起润滑作用，适于精加工。4.极压切削

41、油和极压乳化液。极压切削油和极压乳化液。101车削刀具车削刀具车刀的种类和用途车刀的种类和用途102刀具的种类刀具的种类1031042、刀具类型刀具类型：（1）按进刀方向：左、右、中间进刀；）按进刀方向：左、右、中间进刀；（2）按加工位置：内孔、外圆、端面；）按加工位置：内孔、外圆、端面；（3）按加工形状：槽、螺纹、仿形。）按加工形状：槽、螺纹、仿形。车刀内孔用车刀内孔用105106机床的分类机床的分类 按机床的加工性质和所用刀具分按机床的加工性质和所用刀具分1212大类：大类：项目任务项目任务5：金属切削机床基本知识金属切削机床基本知识 每每一一类类又又按按结结构构、性性能能和和工工艺艺特特

42、点点细细分分为为1010个个组组(表表2-2)2-2)，每个组又分10个系，组别、系别代号用09表示。前一位表示组别，后一位表示系别。同类机床同类机床 按通用性程度分：通用机床、专门化机床、专用机床按通用性程度分：通用机床、专门化机床、专用机床 按加工精度分：普通精度、精密按加工精度分：普通精度、精密(M)(M)和高精度和高精度(G)(G)机床机床 按自动化程度分：手动、机动、半自动和自动机床按自动化程度分：手动、机动、半自动和自动机床 按重量与尺寸分：仪表、中型、大型、重型和超重型机床按重量与尺寸分：仪表、中型、大型、重型和超重型机床 按机床主要工作部件的数目分：单轴、多轴、单刀、多刀机床按

43、机床主要工作部件的数目分：单轴、多轴、单刀、多刀机床 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锯床其他机床特种加工机床代号CZTM2M3MYSXBLGQ读音车 钻 镗磨磨磨牙 丝 铣 刨 拉 割 其表2-1机床的类别代号107通通用用特特性性高高精精度度精精密密自自动动半半自自动动数数控控加加工工中中心心仿仿型型轻轻型型加加重重型型简简式式或或经经济济型型柔柔性性加加工工单单元元数数显显高高速速代号代号 G M Z B K H F Q C J R X S读音读音 高高 密密 自自 半半 控控 换换 仿仿 轻轻 重重 简简 柔柔 显显 速速表2-3通用特性代号机床特性代号机床特

44、性代号机床的分类与型号机床的分类与型号机床主参数、设计顺序号和第二主参数机床主参数、设计顺序号和第二主参数用主参数或第二主参数值的1/10或1/100表示机床的重大改进顺序号机床的重大改进顺序号按A、B、C的顺序选用108例如例如CA6140型卧式车床的代号意义为：型卧式车床的代号意义为：CA6140主参数（最大车削直径主参数（最大车削直径400mm)系别代号（卧式车床系）系别代号（卧式车床系）组别代号（落地及卧式车床组）组别代号（落地及卧式车床组）结构特性代号（结构不同）结构特性代号（结构不同）类别代号类别代号机床的分类与型号机床的分类与型号109主参数基本参数尺寸参数运动参数动力参数主要技

45、术参数1.尺寸参数尺寸参数指机床的主要结构尺寸，表示机床的加工范围，指机床的主要结构尺寸，表示机床的加工范围，包括主参数、第二主参数和其他参数。包括主参数、第二主参数和其他参数。2.运动参数运动参数 指机床执行件运动速度。指机床执行件运动速度。3.回转运动机床，为主轴的回转运动机床，为主轴的最高、最低转速最高、最低转速n(r/min)；4.直线运动机床，为工作台或滑枕直线运动机床，为工作台或滑枕每分钟往返次数每分钟往返次数；进给运动的进给运动的最大、最小进给量。最大、最小进给量。3.动力参数动力参数 指驱动机床运动的电动机功率指驱动机床运动的电动机功率。应根据切削用量和传动系统的效率来确定。应

46、根据切削用量和传动系统的效率来确定。4.精度参数精度参数 如主轴回转精度、工作台定位精度等。如主轴回转精度、工作台定位精度等。机床的主要技术参数机床的主要技术参数机床的分类与型号机床的分类与型号110表2-4常用机床的主参数和第二主参数机床机床主参数名称主参数名称折算系数折算系数第二主参数第二主参数卧式车床最大工件回转直径1/10最大工件长度立式车床最大车削直径1/100最大工件高度摇臂钻床最大钻孔直径1/1最大跨距卧式镗铣床镗轴直径1/10坐标镗床工作台面宽度1/10工作台面长度外圆磨床最大磨削直径1/10最大磨削长度内圆磨床最大磨削孔径1/10最大磨削深度矩台平面磨床工作台面宽度1/10工

47、作台面长度齿轮加工机床最大工件直径1/10最大模数龙门铣床工作台面宽度1/100工作台面长度升降台铣床工作台面宽度1/10工作台面长度龙门刨床最大刨削宽度1/100最大刨削长度插床及刨床插及刨削最大长度1/10拉床额定拉力（t）1/1最大行程机床的分类与型号机床的分类与型号111XZn 普通车床普通车床1主轴箱主轴箱2夹盘夹盘3刀架刀架4后顶尖后顶尖 5尾座尾座6床身床身7光杠光杠8丝杠丝杠9溜板箱溜板箱10底座底座11进给箱进给箱112机床的组成 113114115机床的组成 116机床的组成 117118119120121122立式加工中心立式加工中心机床的组成 nXYZ图2-41立式加工

48、中心1床身2滑座3工作台4立柱5数控柜6机械手7刀库8主轴箱9驱动电柜10操纵面板123项目任务项目任务6 6 工件定位基准与装夹分析工件定位基准与装夹分析124基准基准基准基准确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。线、面称为基准。设计基准设计基准在设计图样上在设计图样上所采用的基准所采用的基准 图2-8定位支座零件125基准基准工艺基准工艺基准在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定位基准、测量基准与装配基准。位基准、测量基准与装配基准。图2-9a支座零件第1工序

49、（车削）126基准基准图2-9b支座零件第1工序（钻孔）127基准基准图2-9c支座零件第3工序（钻、锪4分布孔）128基准基准图2-9c支座零件第3工序（钻、锪4分布孔）129基准基准图2-9d支座零件第4工序（磨内孔、端面）图2-9e支座零件第5工序（磨外圆、台阶面）130工件装夹工件装夹划划线线找找正正装装夹夹（图图2-112-11）精精度度不不高高，效效率率低低，多多用于形状复杂的铸件用于形状复杂的铸件直直接接找找正正装装夹夹（图图2-102-10）精精度度高高，效效率率低低，对对工工人技术水平高人技术水平高夹具装夹夹具装夹（图（图2-122-12）精度和效率均高，广泛采用精度和效率均

50、高，广泛采用装夹的含义装夹的含义装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。定位定位使工件在机床或夹具上占有正确位置夹紧夹紧对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变工件装夹方法工件装夹方法131工件装夹工件装夹图2-10直接找正安装flash毛坯孔加工线找正线图2-11划线找正安装flash132工件装夹工件装夹图2-12工件在夹具上装夹（滚齿夹具）133定位原理定位原理 图2-13六点定位原理XZY 六点定位原理六点定位原理要确定其空间位置，就需要限制其6个自由度将6个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6个自由度，这就是六点定位原理。任何一个物体在空间直角坐标系中都有6个自