机械制造电子教案22

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1、第四章 车 削 加 工目的与要求w 了解车床的类型及其构造；w 了解车削加工的范围和工艺特点；w 掌握车床的操作方法和各种表面的加工步骤；概述w 车削是指在车床上用车刀进行切削加工。w 车削的主运动是工件的旋转，进给运动是由刀具的直线移动完成的。一、车床的分类及结构 按用途和结构的不同，主要分为： w （1）卧式车床w （2）立式车床 w （3）转塔车床w （4）自动车床和半自动车床w （5） 仿形车床w （6）专门化车床车床的结构 车床的主要组成部件有：床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座等。 加工时，工件由主轴带动作旋转主运动；刀具安装在刀架上可作纵向或横向进给运动。普通车床是车床中应

2、用最广的一种，常用的型号有CA6140型卧式车床，其主参数为最大加工直径400mm。 CA6140卧式车床的结构二、车削加工的工艺特点 (1) 易于保证各加工表面的位置精度。对于轴套或盘类零件，在一次装夹中车出各外圆面、内圆面和端面，可保证各轴段外圆的同轴度、端面与轴线的垂直度、各端面之间的平行度及外圆面与孔的同轴度等精度。 (2) 适合有色金属零件的精加工。当有色金属因材质软易堵塞砂轮，不宜采用磨削，这时可用金刚石车刀精细车，精度可达IT6IT5，粗糙度值 Ra 达 0.40.2 m 。(3) 生产率较高。因切削过程连续进行，且切削面积和切削力基本不变，车削过程平稳，可采用较大的切削用量，使

3、生产率大幅度提高。 (4) 生产成本低。车刀结构简单，制造、刃磨和安装方便，易于选择合理的角度，有利于提高加工质量和生产率；车床附件较多，生产准备时间短。因此，车削加工既适宜单件小批生产，也适宜大批大量生产。三、车刀及车床常用附件1.车刀种类和用途常用车刀的头部形式如图所示。 偏刀用于车削外圆台阶和端面； 弯头车刀用于车削外圆端面和倒角； 切断刀用于切槽和切断工件； 镗孔刀用于加工内孔；螺纹车刀用于车螺纹； 样板刀用于车成型面。车床的加工范围如下图所示:3、刀具材料 w 常用的刀具材料有高速钢、硬质合金、工具钢、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。w 目前，在生产中所用的刀具材料主要是高速钢和硬质合金

4、两类。w 碳素工具钢、合金工具钢因耐热性差，仅用于手工或切削速度较低的刀具。 4、常用附件 (1).卡盘或花盘安装用于长径比小于4的工件。三爪自定心卡盘用于圆形和六角形工件及棒料，能自动定心，安装方便；四爪单动卡盘用于加工毛坯或方形、椭圆形等不规则的工件，夹紧力大；花盘用于形状不规则无法用卡盘装夹的工件，例如支架类工件，安装时用角铁和螺钉等夹持在花盘上。 (2)使用顶尖安装 用于长径比大于4的轴类工件，可采用一夹一顶或两端顶。对于长径比大于10的细长轴类工件，为增加工件的刚性，还需使用中心架或跟刀架。四、加工精度 车削加工零件时，根据需要可分粗车、半精车和精车。 1粗车 粗车用来切除大部分加工

5、余量，对精度要求不高的表面，可作为最终加工，一般常作为精加工的准备工序。粗车的公差等级为IT13IT11，表面粗糙度Ra值为 5012.5 m。 2精车 精车是使零件达到图样规定的精度和表面粗糙度要求，半精车则作为粗车和精车之间的过渡。半精车的公差等级为ITl0IT9，表面粗糙度Ra 值为6.33.2 m；精车的公差等级为IT8IT7，表面粗糙度Ra 值为1.60.8 m。 五、车削加工基本内容 w 1、车削操作要点（1）调整车床（2）选择和装夹刀具（3）装夹工件（4）安全检查 （5）进刀 2、试切的方法和步骤如下：w a）开车对刀，是车刀和工件接触；w b）向右退刀；w c）横向进刀，背吃刀

6、量为ap1；w d）纵向车削13毫米；w e）退刀、停车、测量；w f）如未达到尺寸，再进刀，背吃刀量为ap2。 第五章 铣削加工目的及要求掌握铣削加工的特点及应用掌握铣刀的种类及用途掌握各种铣削加工方法熟练掌握铣床的加工操作一、概述 铣削是在铣床上使用旋转多刃刀具，对工件进行切削加工的方法。铣削加工时，铣刀的旋转是主运动，铣刀或工件沿坐标方向的直线运动或回转运动是进给运动。铣削主要用于加工各种平面、各种沟槽、齿轮、齿条和成形面等。另外可进行分度、孔加工。 铣削特点及应用1铣削加工采用多齿刀具切削,铣削生产率很高。2铣削加工属于断续切削,要求机床和夹具具有较高的刚性和抗振性。3同一种被加工表面

7、可以选用不同的铣削方式和刀具。4铣削主要用于粗加工和半精加工 铣削精度等级为IT11-8，表面粗糙度为Ra1.6-6.3m。铣削主要用于加工各种平面及直槽、台阶、T形槽、键槽、分齿零件和曲面等。铣削不仅适用于单件小批量生产，也适用于大批量生产。二、铣床 铣床的种类很多，最常用的是万能卧式铣床和立式铣床，主要用于单件小批生产中的中小型零件。此外，还有工具铣床、龙门铣床和数控铣床等。铣床的工作量仅次于车床。 （一）升降台铣床1卧式升降台铣床 卧式升降台铣床的主轴是水平的，其外形及部件如图所示。2卧式万能升降台铣床 卧式万能升降台铣床与卧式升降台铣床的差别，仅在于床鞍8上有回转盘，工作台在回转盘上的

8、导轨中纵向移动，回转盘可绕垂直轴线在45范围内转动，从而扩大了工艺范围。3万能回转头铣床 万能回转头铣床与卧式升降台铣床的结构相似，在滑座两端分别装上了电动机和万能立铣头，其铣头可任意方向偏转角度进行铣削加工。4立式升降台铣床 立式升降台铣床与卧式升降台铣床的最大区别为主轴是垂直布置的。立式升降台铣床的立铣头在垂直平面内可以向右或向左在45范围内回转角度。（二）无升降台铣床 这种铣床的工作台只能在固定的台座上作纵、横向移动（矩形工作台）或绕垂直轴线转动（圆形工作台），垂直方向的调整和进给运动由机床主轴箱完成。它的刚性和抗震性比升降台铣床好，适于采用较大的切削用量加工。（三）龙门铣床龙门铣床是一

9、种大型高效通用铣床，主要用于加工各类大型工件上的平面、沟槽等。可以对工件进行粗铣、半精铣，也可以进行精铣。图所示是龙门铣床的外形。龙门铣床可用多个铣头同时加工一个工件的几个面或同时加工几个工件，所以生产率很高，在成批和大量生产中得到广泛的应用。三、铣刀 （一）铣刀的种类按照用途铣刀可如下分类。1加工平面用的铣刀（1）圆柱铣刀 圆柱铣刀的形状如图所示，可用于在卧式铣床上加工较窄平面。 圆柱铣刀有高速钢整体制造、镶焊硬质合金等。为提高铣削时的平稳性，以螺旋形的刀齿居多。该铣刀有两种类型：粗齿圆柱铣刀具有齿数少、刀齿强度高、容屑空间大、重磨次数多等特点，适用于粗加工；细齿圆柱铣刀齿数多、工作平稳，适

10、用于精加工。（2）面铣刀小直径面铣刀用高速钢做成整体式，大直径的面铣刀是在刀体上装配焊接式硬质合金刀头，或采用机械夹固式可转位硬质合金刀片。硬质合金面铣刀适用于高速铣削平面。2加工沟槽用的铣刀（1）三面刃铣刀 三面刃铣刀除圆周表面具有主切削刃外，两侧面还具有副切削刃，从而改善了切削条件，提高了切削效率和降低了表面粗糙度数值。主要用于加工凹槽和阶台面三面刃铣刀可分为直齿三面刃铣刀、错齿三面刃铣刀和镶齿三面刃铣刀。（2）锯片铣刀 如图所示为锯片铣刀，主要用于切断工件或在工件上铣窄槽。 （3）立铣刀 如图所示为立铣刀，相当于带柄的小直径圆柱铣刀，既可用于加工凹槽，也可加工平面、阶台面，利用靠模还可加

11、工成形表面。立铣刀圆柱面上的切削刃是主切削刃端面上的切削刃没有通过中心，是副切削刃。（4）键槽铣刀 如图所示为键槽铣刀，主要用于加工轴上的键槽。图所示的键槽铣刀的外形与立铣刀相似，不同的是它只有两个刀齿，端面切削刃延伸至中心，端面刀刃为主切削刃，圆周刀刃为副切削刃。图所示的键槽铣刀用于在轴上加工半圆键槽。 （5）特种铣刀 如图所示为特种铣刀，主要角度铣刀、成形铣刀、T形槽铣刀、燕尾槽铣刀、指状铣刀等。四、铣削的基本方式 铣平面的方法有周铣法和端铣法两种，在卧式铣床或立式铣床上均可进行。 1）周铣法（用圆柱铣刀加工平面） （见下图） a.逆铣 b.顺铣 2）端铣法（用面铣刀加工平面） a.对称铣

12、削 b.不对称逆铣 c.不对称顺铣3）、顺铣与逆铣的比较顺铣时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。有利于工件的夹紧，故顺铣的切削过程比较平稳。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。逆铣时切削送进平稳，有利于提高表面质量和防止扎刀现象。逆铣时水平分力F1向上，不利于工件的夹紧。逆铣时刀齿从已加工表面开始进刀，刀具磨损较大，且影响已加工表面质量。铣刀是一种多刃刀具，切削刃的散热条件好，生产率高。铣削用量常用铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度表示。 五、铣床的主要附件 铣床的主要附件有机用平口虎钳、回转工作台、分度头和万能铣头等。 工件及其装夹见视频

13、。 第六章 磨削加工教学目的及要求 1了解磨床的类型、运动和磨削方法。 2能独立操作平面磨床磨削平面。 3在指导人员的指导下操作外圆磨床磨削外圆、外圆锥面。 4遵守磨削加工安全操作规程。 一、磨削的工艺特点及应用磨削加工是零件精加工的主要方法。磨削时可采用砂轮、油石、磨头、砂带等作磨具，而最常用的磨具是用磨料和粘结剂做成的砂轮。通常磨削能达到的精度为IT7IT5，表面粗糙度Ra值一般为0.80.2m。磨削的加工范围很广，不仅可以加工内外圆柱面、内外圆锥面和平面，还可加工螺纹、花键轴、曲轴、齿轮、叶片等特殊的成形表面。从本质上来说，磨削加工是一种切削加工，但和通常的车削、铣削、刨削等相比却有以下

14、的特点：1磨削属多刃、微刃切削砂轮上每一磨粒相当于一个切削刃，而且切削刃的形状及分布处于随机状态，每个磨粒的切削角度、切削条件均不相同。2加工精度高磨削属于微刃切削，切削厚度极薄，每一磨粒切削厚度可小到数微米，故可获得很高的加工精度和低的表面粗糙度值。3磨削速度大一般砂轮的圆周速度达20003000m/min，目前的高速磨削砂轮线速度已达到60250m/s。故磨削时温度很高，磨削区的瞬时高温可达8001000，因此磨削时必须使用切削液。4加工范围广磨粒硬度很高，因此磨削不但可以加工碳钢、铸铁等常用金属材料，还能加工一般刀具难以加工的高硬度、高脆性材料，如淬火钢、硬质合金等。但磨削不适宜加工硬度

15、低而塑性大的有色金属材料。磨削加工是机械制造中重要的加工工艺，已广泛用于各种表面的精密加工。许多精密铸造成形的铸件、精密锻造成形的锻件和重要配合面也要经过磨削才能达到精度要求。因此，磨削在机械制造业中的应用日益广泛。二、砂轮1砂轮的组成砂轮是由磨料和结合剂经压坯、干燥、烧结而成的疏松体，由磨粒、结合剂和气孔三部分组成。砂轮磨粒暴露在表面部分的尖角即为切削刃。结合剂的作用是将众多磨粒粘结在一起，并使砂轮具有一定的形状和强度，气孔在磨削中主要起容纳切屑和磨削液以及散发磨削液的作用。2砂轮特性1）磨料磨料是砂轮的主要成分，它直接担负切削工作，应具有很高的硬度和锋利的棱角，并要有良好的耐热性。常用的磨

16、料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系三种，其代号、性能及应用详见下表。常用磨料的代号、性能及应用系 列磨粒名称代号特性适用范围氧化物系Al2O3棕色刚玉A硬度较高、韧性较好磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜白色刚玉WA磨削淬硬钢、高速钢及成形磨碳化物系SiC黑色碳化硅C硬度高、韧性差、导热性较好磨削铸铁、黄铜、铝及非金属等绿色碳化硅GC磨削硬质合金、玻璃、玉石、陶瓷等高硬磨料系CBN人造金刚石SD硬度很高磨削硬质合金、宝石、玻璃、硅片等立方氮化硼CBN磨削高温合金、不锈钢、高速钢等2）粒度粒度用来表示磨料颗粒的大小。一般直径较大的砂粒称为磨粒，其粒度用磨粒所能通过的筛网号表示；直径极小的砂粒称为

17、微粉，其粒度用磨粒自身的实际尺寸表示。一般粗磨和磨软材料时选用粗磨粒；精磨或磨硬而脆的材料时选用细磨粒。常用磨料的粒度号为30#100#。粒度号越大，磨料越细。3）结合剂结合剂的作用是将磨粒粘结在一起，并使砂轮具有所需要的形状、强度、耐冲击性、耐热性等。粘结愈牢固，磨削过程中磨粒就愈不易脱落。常用的结合剂有陶瓷结合剂、树脂结合剂和橡胶结合剂。4）硬度硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度。磨粒容易脱落，则砂轮的硬度低，称为软砂轮；磨粒难脱落，则砂轮的硬度就高，称为硬砂轮。砂轮的硬度主要取决于结合剂的粘结能力及含量，与磨粒本身的硬度无关。选择砂轮的硬度主要根据工件材料特性和磨削条

18、件来决定。一般磨削软材料时应选用硬砂轮，磨削硬材料时应选用软砂轮，成形磨削和精密磨削也应选用硬砂轮。5）组织砂轮的组织是指磨粒和结合剂的疏密程度，它反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。按照GB2484-84的规定，砂轮组织分为紧密、中等和疏松三大类15级。砂轮的组织对磨削生产率和工件表面质量有直接影响。一般的磨削加工广泛使用中等组织的砂轮；成形磨削和精密磨削则采用紧密组织的砂轮；而平面端磨、内圆磨削等接触面积较大的磨削以及磨削薄壁零件、有色金属、树脂等软材料时应选用疏松组织的砂轮。6）砂轮的形状和尺寸为适应各种磨床结构和磨削加工的需要，砂轮可制成各种形状与尺寸。常用砂轮的形状，有平形砂

19、轮（P）、双斜边砂轮（PSX）、双面凹砂轮（PSA）、杯形砂轮（B）、碗形砂轮（BW）、碟形砂轮（D）、薄片砂轮（PB）、筒形砂轮（N）。砂轮特性代号的含义：P 40050203 A 60 L 6 V 35最高工作线速度（m/s）结合剂组织号硬度粒度磨粒外径厚度孔径形状代号 3砂轮的检查、平衡和修整 1）砂轮的检查砂轮安装前一般要进行裂纹检查，严禁使用有裂纹的砂轮。通过外观检查确认无表面裂纹的砂轮，一般还要用木锤轻轻敲击，声音清脆的为没有裂纹的好砂轮。2）砂轮的平衡 由于砂轮各部分密度不均匀、几何形状不对称以及安装偏心等各种原因，往往造成砂轮重心与其旋转中心不重合，即产生不平衡现象。不平衡的砂

20、轮在高速旋转时会产生振动，影响磨削质量和机床精度，严重时还会造成机床损坏和砂轮碎裂。因此在安装砂轮前都要进行平衡。砂轮的平衡有静平衡和动平衡两种。一般情况下，只须作静平衡，但在高速磨削（线速度大于50m/s）和高精度磨削时，必须进行动平衡。3）砂轮的修整砂轮工作一定时间后，出现磨粒钝化、表面空隙被磨屑堵塞、外形失真等现象时，必须除去表层的磨料，重新修磨出新的刃口，以恢复砂轮的切削能力和外形精度。砂轮修整一般利用金刚石工具采用车削法、滚压法或磨削法进行。三、磨削运动磨削时砂轮与工件的切削运动也分为主运动和进给运动，主运动是砂轮的高速旋转；进给运动一般为圆周进给运动（即工件的旋转运动）、纵向进给运

21、动（即工作台带动工件所作的纵向直线往复运动）和径向进给运动（即砂轮沿工件径向的移动）。四、外圆磨床及其磨削方法1外圆磨床外圆磨床的型号进行过一次重大改进进行过一次重大改进M 14 32 A M 71 20 A可磨削最大宽度的1/10最大磨削直径的1/10卧轴矩台平面磨床万能外圆磨床磨床磨床外圆磨床主要由床身、工作台、砂轮架、头架、尾架组成。1）床身用于支承和连接磨床各个部件。为提高机床刚度，磨床床身一般为箱型结构，内部装有液压传动装置，上部有纵向和横向两组导轨以安装工作台和砂轮架。2）工作台由上下两层组成，上工作台可相对于下工作台偏转一定角度，以便磨削锥面；下工作台下装有活塞，可通过液压机构使

22、工作台作往复运动。液压传动系统由活塞油缸、换向阀、节流阀、油箱、油泵、止通阀等元件所组成。当止通阀处于“通”状态时，压力油通过止通阀流向换向阀再流至油缸的左端或右端，从而推动活塞带动工作台向右或向左运动；油缸另一端的无压力油则通过换向阀、节流阀回到油箱。工作台的往复换向是通过行程档块改变换向阀的位置来实现的，而工作台运动速度的改变是通过调节节流阀改变压力油的流量大小来实现的。3）砂轮架其上安装砂轮，由单独电动机带动作高速旋转。砂轮架安装在床身的横向导轨上，可通过手动或液压传动实现横向运动。4）头架用于安装工件，其主轴由电动机经变速机构带动作旋转运动，以实现轴向进给；主轴前端可安装卡盘或顶尖。5

23、）尾架安装在工作台右端，尾架套筒内装有顶尖，可与主轴顶尖一起支承工件。它在工作台上的位置可根据工件长度任意调整。外圆磨床可磨削外圆及外台肩端面，并可转动上工作台磨削外圆锥面。某些外圆磨床还具备有磨削内圆的内圆磨头附件，用于磨削内圆柱面和内圆锥面。凡带有内圆磨头的外圆磨床习惯上称为万能外圆磨床。2磨削方法外圆磨削是指磨削工件的外圆柱面、外圆锥面等，外圆磨削可以在外圆磨床上进行，也可以在无心磨床上进行。在外圆磨床上磨削外圆时，工件一般用两顶尖安装，但与车削不同的是两顶尖均为死顶尖。磨削方法分为纵磨法、横磨法、混合磨法和深磨法等，其中以纵磨法为重点。纵磨时，砂轮的旋转为主运动，工件旋转为圆周进给运动

24、，工件随工作台的直线往复运动为纵向进给运动，每单行程或往复行程终了时，砂轮作周期性的径向进给（即磨削吃刀量）。由于每次的磨削吃刀量小，因而磨削力小，磨削热少；由于工件作纵向进给运动，故散热条件较好。在接近最后尺寸时可作几次无径向进给的“光磨”行程，直至火花消失为止，以减小工件因工艺系统弹性变形所引起的误差。因此，纵磨法的精度高，表面粗糙度Ra值小。但生产率低，因而适用于单件小批生产及精磨中。外圆磨削的精度可达IT5IT6，表面粗糙度Ra值一般为0.40.2m，精磨时Ra值可达0.160.01m。五、其它磨床1内圆磨床及其磨削特点内圆磨床由床身、头架、砂轮架、拖板和工作台等部分组成。内圆磨削时，

25、工件常用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘安装，长工件则用卡盘与中心架配合安装。磨削运动与外圆磨削基本相同，只是砂轮旋转方向与工件旋转方向相反。与外圆磨削相比，内圆磨削的生产率很低，加工精度和表面质量较差，测量也较困难。 2平面磨床及其磨削特点平面磨床的主轴分为立轴和卧轴两种，工作台也分为矩形和圆形两种。它们由床身、工作台、立柱、拖板、磨头等部件组成。与其它磨床不同的是工作台上装有电磁吸盘，用于直接吸住工作。平面的磨削方式有周磨法（用砂轮的周边磨削）和端磨法（用砂轮的端面磨削）。磨削时的主运动为砂轮的高速旋转，进给运动为工件随工作台作直线往复运动或圆周运动以及磨头作间歇运动。平面磨削尺寸精度为IT6

26、IT5，两平面平行度误差小于100:0.1，表面粗糙度Ra为0.40.2m，精密磨削时Ra可达0.10.01m。第七章 齿轮加工【教学目的和要求】 掌握齿轮加工的特点及要求； 了解齿轮加工的基本原理； 了解齿轮加工机床的主要组成部件及功用； 具备按照齿轮技术要求，合理选用齿轮加工机床和工艺的初步能力。【教学内容摘要】 齿轮加工的特点及应用 成形法和展成法原理 滚齿加工、齿轮滚刀 插齿、磨齿、剃齿、珩齿加工【教学重点、难点】 齿轮加工的特点及应用、展成法基本原理、滚齿的应用一、齿轮的功用和结构特点1、齿轮的功用齿轮在机器和仪器中应用极为广泛，其功用是按一定的传动比传递运动和动力。 2、齿轮的结构

27、特点齿轮因其在机器中的功用不同而结构各异，但总是由齿圈和轮体组成。在齿圈上均布着直齿、斜齿等轮齿，而在轮体上有轮辐、轮毂、孔、键槽等。按齿圈上轮齿的分布形式，齿轮可分为直齿轮、斜齿轮和人字齿轮等；按轮体的结构形式，齿轮可分为盘类、齿轮轴和齿条等。 二、齿轮的材料齿轮的材料及热处理对齿轮的使用性能和寿命有很大的影响，选择时主要考虑齿轮的工作条件、结构尺寸、失效形式(如折断、磨损或点蚀等)，使其具有良好的力学性能。常用的齿轮材料及其热处理方法有：(1)中碳钢(如45钢)进行调质或表面淬火，综合力学性能较好，用于低速、轻载或中载的一些不重要的齿轮。(2)合金调质钢(如40Cr)进行调质或表面淬火，综

28、合力学性能更好，且热处理变形小，适用于中速、中载及精度要求较高的齿轮。(3)合金渗碳钢(如20Cr，20CrMnTi)进行渗碳淬火或液体碳氮共渗，齿面硬度可达58HRC，且心部有较高韧性，适用于高速、中载和或有冲击载荷的齿轮。(4)铸铁及其他非金属材料(如尼龙、夹布胶木等)。这些材料强度低、易加工，适用于一些轻载的齿轮。三、齿形加工方法齿轮加工的关键是齿形加工。目前，齿形加工的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削加工。前者由于加工效率高，加工精度较高，因而是目前广泛采用的齿形加工方法。后者主要用于齿形的精加工，效率一般比较低。按照加工原理，齿面加工可以分为成形法和展成法两大类。1成形法成形法是利用

29、与被加工齿轮的齿槽断面形状一致的刀具，在齿坯上加工出齿面的方法。在使用一把成形刀具加工齿轮时，每次只加工一个齿槽，然后用分度装置进行分度，依次加工下一个齿槽，直至全部轮齿加工完毕。这种加工方法的优点是机床较简单，可以利用通用机床加工，缺点是加工齿轮的精度低。 成形铣削一般在普通铣床上进行。铣削时工件安装在分度头上，铣刀旋转对工件进行切削加工，工作台作直线进给运动，加工完一个齿槽，分度头将工件转过一定角度，再进行另一个齿槽，依次加工出所有齿槽。 因为加工某一模数的齿轮齿轮盘铣刀，一般一套只有8把，每把铣刀有规定的铣齿范围，铣刀的齿形曲线是按该范围内最小齿数的齿形制造的，对其他齿数的齿轮，均存在着

30、不同程度的齿形误差。另外，加工时分度装置的分度误差，还会引起分齿不均匀。此外，这种方法生产率低，只适用于单件小批生产一些低速、低精度的齿轮。在大批量生产中，通常采用多齿廓成形刀具来加工齿轮，如用齿轮拉刀，齿轮推刀或多齿刀盘等刀具同时加工出齿轮的各个齿槽。 当加工模数大于8mm时的齿轮时，采用指状铣刀进行加工。铣削斜齿圆柱齿轮时必须在万能铣床上进行。铣削时工作台偏转一个角度，使其等于齿轮的螺旋角，工件在随工作台进行进给的同时，由分度头带动作附加旋转运动而形成螺旋齿槽。成形法铣削齿轮用的刀具有盘状铣刀和指状铣刀，后者适用于加工大模数的直齿、斜齿，特别是人字齿轮。刀号 12345678加工齿数范围

31、12131416172021252634355455134135以上标准齿轮铣刀的模数、压力角和加工的齿数范围都标记在铣刀的端面上。由于每种编号的刀齿形状均按加工齿数范围中的最小齿数设计，因此，加工该范围内其他齿数的齿轮时，就会有一定的齿廓误差。盘状齿轮铣刀适用于加工m8mm的齿轮。成形法铣齿一般用于单件小批生产和机修工作中，加工精度为9-12级，齿面粗糙度砌值为6.3-3.2m的直齿、斜齿和人字齿圆柱齿轮。2展成法 展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮副(齿条一齿轮或齿轮一齿轮)中的一个制作为刀具，另一个则为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而展成切出齿廓。 在滚齿机上滚齿

32、加工的过程，相当于一对交错轴斜齿轮互相啮合运动的过程，如图(a)所示，只是其中一个斜齿轮的齿数极少，且分度圆上的螺旋升角也很小，所以它便成为如图(b)中所示的蜗杆。再将蜗杆开槽并铲背、淬火、刃磨，便成为如图(c)中的齿轮滚刀。 用展成法加工齿轮，可以用一把刀具加工同一模数不同齿数的齿轮，且加工精度和生产率也较高，因此，各种齿轮加工机床广泛用这种加工方法，如滚齿机、插齿机、剃齿机等。此外，多数磨齿机及锥齿轮加工机床也是按展成法原理进行加工的。 常用齿轮的加工方法有铣齿、插齿、滚齿、剃齿、珩齿、磨齿等。（1）铣齿轮（2）滚齿加工 1.加工直齿圆柱齿轮 根据展成法原理用滚刀加工齿轮时，必须严格保持滚

33、刀与工件之间的运动关系。因此，滚齿机在加工直齿圆柱齿轮时的工作运动有： 主运动：滚刀的旋转运动（r/min）。 展成运动：滚刀的旋转运动和工件的旋转运动的复合运动，即滚刀与工件间的啮合运动，两者之间应准确的保持一对啮合齿轮副的传动关系。 轴向进给运动：就是滚刀沿工件轴线方向作连续进给运动，在工件的整个齿宽上切出齿形。Y3150E型滚齿机是一种中型通用滚齿机，主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮，也可以采用手动径向切入法加工蜗轮。Y3150E型滚齿机是一种中型通用滚齿机，主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮，也可以采用手动径向切入法加工蜗轮。2齿轮滚刀 齿轮滚刀是一个蜗杆状刀具，在其圆周上等分地开有若干垂直

34、于蜗杆螺旋线方向或平行于滚刀轴线方向的沟槽，经过齿形铲背，使刀齿具有正确的齿形和后角，再加以淬火和刃磨前面，就成了一把齿轮滚刀，如图所示。齿轮滚刀按精度等级与被加工齿轮精度等级的关系如表所示。滚刀精度等级 AAA AA A B C 齿轮精度等级 6 7-8 8-9 9 10 3滚齿加工时工件的装夹 加工的齿轮直径较小时，工件以内孔定位装夹在心轴上，心轴上端的圆柱体用后立柱支架上的顶尖或套筒支承，以加强工件的装夹刚度。加工直径较大的齿轮时，通常用带有较大端面的底座和心轴装夹，或者将齿轮直接装夹在滚齿机工作台上。4滚齿加工的特点 （1）适应性好。 （2）生产效率高。 （3）齿轮齿距误差小。 （4）

35、齿轮齿廓表面粗糙度较差。 （5）滚齿加工主要用于直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮。 （3）插齿加工 插齿主要用于加工直齿圆柱齿轮，Y5132型插齿机外形如图所示。 1插齿的运动 插齿加工是按展成原理加工齿轮的。如图所示。 加工直齿圆柱齿轮时所需运动（1）主运动（2）展成运动（3）圆周进给运动（4）径向切入运动（5）让刀运动2插齿刀 插齿所用的直齿插齿刀主要有三种类型，分别是盘形直齿插齿刀、碗形直齿插齿刀和锥柄直齿插齿刀，如下图a、b、c所示。 3插齿加工的特点 （1）齿形精度高。 （2）获得的齿廓表面粗糙度较细。 （3）有利于提高工件的齿形精度和减小表面粗糙度。 （4）工件公法线长度变动量较大

36、。 （5）生产率低。 （6）加工斜齿轮很不方便，且不能加工蜗轮。 （4）剃齿加工 剃齿常用于未淬火圆柱齿轮的精加工，生产效率很高，在成批、大量生产中得到广泛的应用。（5）珩齿加工 珩齿加工是对淬硬齿形进行精加工的方法之一。主要用于去除热处理后齿面上的氧化皮，减小轮齿表面粗糙度值，从而降低齿轮传动的噪声。如图所示。珩齿所用刀具为珩磨轮，也称珩轮，它是 由轮坯及齿圈构成，如上图所示。（6）磨齿加工 磨齿机多用于对淬硬的齿轮进行齿廓的精加工。 磨齿机有两大类即用成形砂轮磨齿和用展成法磨齿。1、成形砂轮磨齿机的原理2.展成法磨齿方法 1）连续分度展成法磨齿 连续分度展成法磨齿是利用蜗杆形砂轮的刀具磨削

37、齿轮的轮齿，其加工过程和滚齿相同 2）单齿分度展成法磨齿 单齿分度展成法磨齿可根据使用砂轮形状不同有蝶形砂轮磨齿、锥形砂轮磨齿等几种方法。3磨齿加工的特点 磨齿加工的主要特点是能加工出高精度的齿轮，一般条件下，加工齿轮精度可达64级，表面粗糙度可达Ra0.8m 0.2m。由于磨齿采用砂轮与工件强制啮合的运动方式，不仅修正齿轮误差的能力强，而且，特别适合加工齿面硬度很高的齿轮。但是除蜗杆形砂轮磨齿外，一般磨齿加工效率均较低，设备结构较复杂，调整设备困难，加工成本较高。目前，磨齿主要用于加工精度要求很高的齿轮，特别是硬齿面的齿轮。加工刀具 机床 精度 生产率 适用范围 成形铣齿 模数铣刀 铣床 I

38、T9以下 低 拉齿 齿轮拉刀 拉床 IT79 高 大量生产，内齿轮 滚齿 齿轮滚刀 滚齿机 IT710 高 通用性大，外啮合圆柱齿轮，蜗轮 插齿 插齿刀 插齿机 IT79 高 内外齿轮，多联，扇形齿轮，齿条 剃齿 剃齿刀 剃齿机 IT67 高 滚（插）后，淬火前精加工 冷挤齿 挤轮 挤齿机 IT78 高 淬硬前精加工代替剃齿 珩齿 珩磨轮 珩齿机 IT7 中 剃齿和高频淬火后精加工 磨齿 砂轮 磨齿机 IT37 低 淬硬后精密加工 第八章 其他切削加工方法【教学目的和要求】 掌握钻削和镗削加工的特点及应用，了解钻床和镗床的主要部件及功用；掌握钻孔刀具、镗孔刀具种类、用途及选用；掌握各种镗削加工

39、方法。掌握刨削、拉削加工的特点及应用，了解刨床、拉床的种类及应用、常用刨刀、拉刀的种类及应用、以及刨削和拉削方法。达到能够按照工件加工要求，合理选用机床、刀具及辅具，确定合理加工工艺。【教学内容摘要】 钻削、镗削、刨削和拉削加工的特点及应用 机床钻床的种类、主要组成部件 钻孔（麻花钻结构）、扩孔、铰孔及拉刀【教学重点、难点】 钻削、镗削加工的特点及应用、麻花钻的种类、镗削加工方法 刨削、拉削的特点及应用、拉削方式一、钻削加工 钻削加工是用钻头在工件上加工孔的一种加工方法。在钻床上加工时，工件固定不动，刀具作旋转运动（主运动）的同时沿轴向移动（进给运动）。（一）钻削的特点与应用 1钻削加工的工艺

40、特点 （1）钻头在半封闭的状态下进行切削的，切削量大，排屑困难。 （2）摩擦严重，产生热量多，散热困难。 （3）转速高、切削温度高，致使钻头磨损严重。 （4）挤压严重，所需切削力大，容易产生孔壁的冷作硬化。 （5）钻头细而悬伸长，加工时容易产生弯曲和振动。 （6）钻孔精度低，尺寸精度为IT13IT12，表面粗糙度Ra为12.56.3m。 2钻削加工的工艺范围 钻削加工的工艺范围较广，在钻床上采用不同的刀具，可以完成钻中 心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪孔和锪平面等，如图8-1所示。在钻床上钻孔精度低，但也可通过钻孔-扩孔-铰孔加工出精度要求很高的孔（IT6IT8，表面粗糙度为1.60.4m）

41、，还可以利用夹具加工有位置要求的孔系。 （二）钻床 钻床的主要类型有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床以及专门化钻床等。1立式钻床 立式钻床又分为圆柱立式钻床、方柱立式钻床和可调多轴立式钻床三个系列。如图8-2为一方柱立式钻床，其主轴是垂直布置的，在水平方向上的位置固定不动 必须通过工件的移动，找正被加工孔的位置。立式钻 床生产率不高，大多用于单件小批量生产加工中小型工件。2摇臂钻床 在大型工件上钻孔，希望工件不动，钻床主轴能任意调整其位置。这就需用摇臂钻床。如图8-3是摇臂钻床的外形图。摇臂钻床广泛地用于大、中型工件的加工。3台式钻床 结构简单、操作方便。如图8-4是台式钻床的外形图，广泛地用于小

42、型零件钻孔，扩直径12mm以下的孔。（三）钻孔 钻削加工使用的钻头是定尺寸刀具，按其结构特点和用途可分为扁钻、麻花钻、深孔钻和中心钻等，钻孔直径为0.1100mm，钻孔深度变化范围也很大。1麻花钻（1） 麻花钻的组成 标准麻花钻如图8-5所示，由柄部、颈部和工作部分组成。 柄部 柄部是钻头的夹持部分，钻孔时用于传递转矩。 颈部 麻花钻的颈部凹槽是磨削钻头柄部时的砂轮退刀槽，槽底通常刻有钻头的规格及厂标。 工作部分 麻花钻的工作部分是钻头的主要部分，由切削部分和导向部分组成。 切削部分 担负着切削工作，由两个前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削刃及一个横刃组成。 导向部分 是当切削部分切入工件

43、后起导向作用，也是切削部分的备磨部分。（2）麻花钻钻孔的方法找正和引导方式： 单件小批：按划线位置钻孔。 批量生产：采用专用钻床夹具利用钻套引导。 钻深孔：当孔的深度超过孔径三倍时，钻孔时要经常退出钻头及时排屑和冷却。在硬材料上钻孔：钻孔速度不能过高，手动进给量要均匀，特别是孔将要钻透时，应注意适当降低速度和进给量。钻削较大的孔： 当钻孔直径较大（通常30mm）时，应分两次钻削。钻高塑性材料上的孔：在塑性好、韧性高的材料上钻孔时，断屑常成为影响加工的突出问题。可通过降低切削速度、提高进给量及时退出钻头排屑和冷却等措施加以改善。在斜面上钻孔 ：易使钻头引偏，造成孔轴线歪斜。可先锪出平面后再进行钻

44、孔），或采用特殊钻套来引导钻头。 （四）扩孔、铰孔1扩孔 扩孔常用于已铸出、锻出或钻出孔的扩大。扩孔可作为铰孔、磨孔前的预加工，也可以作为精度要求不高的孔的最终加工。扩孔比钻孔的质量好，生产效率高。扩孔对铸孔、钻孔等预加工孔的轴线的偏斜，有一定的校正作用。扩孔精度一般为IT10左右，表 面粗糙度Ra值可达6.33.2m。2铰孔 铰孔是利用铰刀从工件孔壁切除微量金属层，以提高其尺寸精度和减小表面粗糙度值的方法。它适用于孔的半精加工及精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。铰孔精度一般为IT9IT7，表面粗糙度Ra值为3.21.6m ，精细铰尺寸公差等级最高可达IT6，表面粗糙度Ra值为1.60.4

45、m。二、镗削加工 镗削加工是用镗刀对已有孔进行加工的一种方法。（一）镗削的特点与工艺范围1镗削的特点 （1）镗削加工灵活性大，适应性强。 （2）镗削加工操作技术要求高。 （3）镗刀结构简单，刃磨方便，成本低。 （4）镗孔可修正上一工序所产生的孔的轴线位置误差，保证孔的位置精度。2镗削的工艺范围 镗削加工的工艺范围较广，它可以镗削单孔或孔系，锪、铣平面，镗盲孔及镗端面等，如图8-6所示。机座、箱体、支架等外形复杂的大型工件上直径较大的孔，特别是有位置精度要求的孔系，常在镗床上利用坐标装置和镗模加工。镗孔精度为IT7IT6级，孔距精度可达0.015mm,表面粗糙度值Ra为1.60.8m。利用镗床还

46、可以切槽、车螺纹、镗锥孔和加工球面等。（二）镗床 镗床可分为卧式镗床、坐标镗床和精镗床等。1卧式镗床卧式镗床由床身、主轴箱、工作台、平旋盘和前、后立柱等组成，如图所示。2坐标镗床 主要用于单件小批生产条件下对夹具的精密孔、孔系和模具零件的加工，也可用于成批生产时对各类箱体、缸体和机体的精密孔系进行加工 （1）单柱坐标镗床 其结构形式如图所示。 （2）双柱坐标镗床 如图所示。3精镗床 精镗床是一种高速镗床，因采用金刚石作为刀具材料而得名金刚镗床。现在则采用硬质合金作为刀具材料，一般采用较高的速度，较小的背吃刀量和进给量进行切削加工，加工精度较高。主要用于在成批或大量生产中加工中小型精密孔。（三）

47、镗刀 镗刀是指在镗床上用以镗孔的刀具。1常用镗刀的类型、结构和特点（1）单刃镗刀图a所示的单刃镗刀为镗通孔用的通孔镗刀，图b所示的单刃镗刀为镗盲孔用的盲孔镗刀（2）双刃镗刀 双刃镗刀就是镗刀的两端有一对对称的切削刃同时参与切削，切削时可以消除径向切削力对镗杆的影响，工件孔径的尺寸精度由镗刀来保证。双刃镗刀分为固定式和浮动式两种。浮动式镗刀结构如图所示。其镗刀块以间隙配合装入镗杆的方孔中，无需夹紧，而是靠切削时作用于两侧切削刃上的切削力来自动平衡定位，因而能自动补偿由于镗刀块安装误差和镗杆径向圆跳动所产生的加工误差。用该镗刀加工出的孔径精度可达IT7IT6表面粗糙度Ra为1.60.4m。缺点是无

48、法纠正孔的直线度误差和相互位置误差。三、刨削加工 （一）概述在刨床上用刨刀对工件进行切削加工的过程称为刨削加工。刨削时，刨刀的直线往复运动为主运动，工件的间歇移动为进给运动。刨削主要用来加工平面、各种沟槽、斜面和成形面等。 （二）刨床 刨削类机床包括牛头刨床、龙门刨床、插床和液压牛头刨床等。 （三）刨刀及其装夹 刨刀的结构、几何形状均与车刀相似，一般做成弯头增强刀具强度。常用的刨刀有平面刨刀、偏刀、角度偏刀、切刀、弯切刀、成形切刀等。 四 拉削加工 （一）拉削加工的特点及应用 拉削加工就是用各种不同的拉刀在相应的拉床上切削出各种内、外几何表面的一种加工方式。拉削时，拉刀与工件的相对运动为主运动

49、，一般为直线运动（如下图所示）。当刀具在切削时不是受拉力而是受压力，这时刀具叫推刀，这种加工方法叫推削加工，推削加工主要用于修光孔和校正孔的变形。 拉削加工的生产率较高，被加工表面在一次走刀中成形。拉削的加工精度可达IT8IT7，表面粗糙度值可达Ra3.20.4m。 拉削主要应用于成批、大量生产的场合。拉削可以加工各种形状的通孔、平面及成形表面等，但拉削只能加工贯通的等截面表面，特别是适用于成形内表面的加工。图2为适于拉削的一些典型表面形状。拉刀是多齿刀具，后一刀齿比前一刀齿高，其齿形与工件的加工表面形状吻合，进给运动靠后一刀齿的齿升量（前后刀齿高度差）来实现。图1为适于拉削的一些典型表面形状

50、。（二）拉床 拉床按其加工表面所处的位置，可分为内拉床和外拉床。按拉床的结构和布局形式，又可分为立式拉床、卧式拉床、连续式（链条式）拉床等。1卧式内拉床 2. 立式拉床 立式拉床根据用途可分为立式内拉床和立式外拉床两类。图11-9所示为立式内拉床外形图。这种拉床可以用拉刀或推刀加工工件的内表面。图3为立式外拉床的外形图。 3. 连续式拉床（链条式拉床） 图4为连续式拉床的工作原理图。这种拉床由于连续进行加工，因而生产率较高，常用于大批大量生产中加工小型零件的外表面，如汽车、拖拉机连杆的连接平面及半圆凹面等。（三）拉刀 1. 拉刀的种类 拉刀的种类很多，根据加工表面位置不同可分为内拉刀与外拉刀。

51、外拉刀用于加工工件的外表面，例如平面拉刀、齿槽拉刀、直角拉刀等。 拉刀的结构 拉刀的种类很多，但其组成部分基本相同，拉刀的柄部是拉刀的夹持部分，用于传递拉力；其颈部直径相对较小，以便于柄部穿过拉床的挡壁，并且颈部也是打标记的地方；过渡锥用于引导拉刀逐渐进入工件孔中；前导部用于引导拉刀正确地进入孔中，防止拉刀歪斜；切削部担负全部余量的切削工作，由粗切齿、过渡齿和精切齿三部分组成；校准部起修光和校准作用，并可作为精切齿的后备齿，各齿形状及尺寸完全一致，用以提高加工精度和减小表面粗糙度值；后导部用于保持拉刀最后的正确位置，防止拉刀的刀齿在切离后因下垂而损坏已加工表面或刀齿；支托部用于长又重的拉刀，可以支承并防止拉刀下垂。