《機(jī)械制造基礎(chǔ)》金屬切削加工基礎(chǔ)

第3章 金屬切削加工基礎(chǔ),切削加工,用刀具從金屬材料（毛坯）上切去多余的金屬層，獲得幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量都符合要求的零件的生產(chǎn)方法。,切削加工概述,3.1 金屬切削加工概論,一、零件表面的形成,平面、外圓面、內(nèi)圓面（孔）、錐面、曲面（成形面）,二、切削運(yùn)動(dòng),為了形成零件表面形狀，刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。,1. 主運(yùn)動(dòng)：,切下切屑最主要的運(yùn)動(dòng)。,特點(diǎn)：,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中 速度最高、消耗的功率最大，主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。,2. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：,使金屬層不斷投入切削，加工出完整表面所需的運(yùn)動(dòng)。,特點(diǎn)：,速度低、消耗的功率小。有一個(gè)或多個(gè)。,金屬切削運(yùn)動(dòng)實(shí)例,3. 零件上的三個(gè)表面,已加工表面,過(guò)渡表面(加工表面),待加工表面,n,f,三、切削要素,1. 切削用量三要素,1）切削速度（vc）,m/s,在切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。,dw,dm,切削速度,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：,（m/s）,往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)：,（m/s）,2）進(jìn)給量（f） （mm）,在單位時(shí)間內(nèi)（主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)內(nèi)），刀具或工件沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移。,單位時(shí)間的進(jìn)給量 進(jìn)給速度（vf）,（mm/s）,進(jìn)給量,3）切削深度（ap）,（mm）,（mm）,2. 切削層幾何參數(shù),切削層 指工件上正在被切削刃切削的那一層金屬。,即兩個(gè)相鄰加工表面之間的那一層金屬。,1,2,f,ap,Kr,f,ap,Kr,背吃刀量（舊稱切削深度）,1)切削厚度（hD） （mm）,兩相鄰加工表面之間的垂直距離。,（mm）,2)切削寬度（bD） （mm）,沿主切削刃度量的切削層的長(zhǎng)度。,（mm）,3)切削面積（AD） （mm2）,（mm2）,切削層參數(shù)(車外圓),3.2 刀具的基本結(jié)構(gòu)及常用刀具材料,一、刀具的組成,切削部分（刀頭）,夾持部分（刀體）,前刀面：,主后刀面：,副后刀面：,主切削刃,副切削刃,刀尖,切屑流出所經(jīng)過(guò)的表面。,刀具上與工件的過(guò)渡表面相對(duì)的表面。,刀具上與工件的已加工表面相對(duì)的表面。,夾持部分（刀體）,切削部分（刀頭）,前刀面,主后刀面,副后刀面,主切削刃,副切削刃,刀尖,二、刀具幾何形狀,1. 三個(gè)輔助平面, 基面,過(guò)切削刃選定點(diǎn)，與該點(diǎn)切削速度方向相垂直的平面。, 切削平面,過(guò)切削刃選定點(diǎn)，與該點(diǎn)過(guò)渡表面相切，并垂直于基面的平面。,切削平面, 正交平面,正交平面,過(guò)切削刃選定點(diǎn)，并同時(shí)垂直與基面和切削平面的平面。,二、刀具幾何形狀,車刀上的輔助平面,2. 刀具的主要標(biāo)注角度,1) 前角（0）,前刀面和基面之間的夾角。,在正交平面內(nèi)度量。,0,2）后角（0）,主后刀面和切削平面之間的夾角。,在正交平面內(nèi)度量。,0,3）主偏角（kr）,4）副偏角（kr）,kr,Kr,在基面內(nèi)度量。,車刀的主要幾何角度1,5）刃傾角（S）,主切削刃與基面之間的夾角。,在切削平面內(nèi)度量,車刀的主要幾何角度2,4. 刀具的結(jié)構(gòu)形式,1）焊接式車刀,2）機(jī)加重磨式車刀,3）機(jī)加可轉(zhuǎn)位式車刀,5.手工畫(huà)刀具的主要標(biāo)注角度,三、刀具角度對(duì)加工過(guò)程的影響,1. 前角（0）,作用, 減小切屑的變形；, 減小前刀面與切屑之間的摩擦力。,所以,a .減小切削力和切削熱；,b .減小刀具的磨損；,c .提高工件的加工精度和表面質(zhì)量。,0,選擇：,前角（0）可正、可負(fù)、也可以為零。,高速鋼車削碳鋼： 0=200-300,硬質(zhì)合金車削碳鋼： 0=100-200,2. 后角（ 0）,作用：,減小工件加工表面與主后刀面之間的摩擦力。,所以,a .減小切削力和切削熱；,b .減小刀具的磨損；,c .提高工件的加工精度和表面質(zhì)量。,0,選擇：,后角（ 0）只能是正的。,精加工： 0= 80120,粗加工： 0= 4080,3 . 主偏角（kr）,改善切削條件，提高刀具壽命。,作用：,選擇,系統(tǒng)剛性好：取較小的kr。100300、450。,系統(tǒng)剛性差：取較大的kr。600、750、900。,4 . 副偏角（kr）,最終形成已加工表面。,作用：,選擇：在不產(chǎn)生振動(dòng)的前提下，取小值。,Kr：使已加工表面殘留密集的高度減小，降低工件的表面粗糙度。,5 . 刃傾角（ S ）,作用,影響切削刃的鋒利程度；,影響切屑流出方向；,影響刀頭強(qiáng)度和散熱條件；,影響切削力的大小和方向。,選擇：,粗加工：可取零或負(fù)（ S =0、- S ）,精加工：取 正（+S ）,四、刀具材料,1. 對(duì)刀具材料的基本要求, 較高的硬度。,一般要求在 60HRC以上。, 有足夠的強(qiáng)度和韌性。, 有較好的耐磨性。, 較高的耐熱性(熱硬性)。, 有較好的工藝性。,2. 常用刀具材料, 碳素工具鋼,C= 0.71.4%；T8、T10、T10A、T12等,HRC6165,特點(diǎn),a. 淬火后硬度高；,HRC6165,b. 價(jià)格低；,.耐熱溫度低；,.淬火后應(yīng)力、變形大。,250300,應(yīng)用：速度低、形狀簡(jiǎn)單的手動(dòng)工具。如銼刀、鋸條等。, 合金工具鋼,Me<5% ； 9SiCr、CrWMn等。,HRC6168,耐熱溫度 350400,應(yīng)用：速度低、形狀復(fù)雜的工具。如鉸刀、板牙、絲錐等。, 高速鋼 HSS（High Speed Steel）,高合金鋼。,W=620%；Cr=3.84.4%；V=1.04%,HRC6269,耐熱溫度 600,應(yīng)用：各種形狀復(fù)雜的刀具。 如鉆頭、銑刀、拉刀、齒輪刀具和其他成形刀具。, 硬質(zhì)合金,碳化物+粘結(jié)劑粉末冶金,碳化物：WC、TiC、等,粘結(jié)劑：Co,HRC7684,耐熱溫度 1000,允許的切削速度是高速鋼的410倍。,W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2, 鎢鈷類（YG）(K)：WC+Co, 鎢鈷鈦類（YT）(P)：WC+TiC+Co, 通用（YW）(M)：TaC、NbC, 表面涂層： TiC、TiN、TiCN、TiAlN, 鎢鈷類（YG）(K)：WC+Co,韌性好、硬度低，切削韌性材料時(shí)耐磨性較差。,適于加工鑄鐵、青銅等脆性材料和有色合金。,常用牌號(hào)有YG3、YG6、YG8等。 后面的數(shù)字表示含鈷量的百分比，含鈷量愈高，其承受沖擊的性能就愈好。 因此，YG8常用于粗加工，YG6和YG3常用于半精加工和精加工。, 鎢鈷鈦類（YT）(P)：WC+TiC+Co,硬度高、耐磨性好、耐熱性好，但韌性較差 。,適于加工塑性材料。,常用牌號(hào)有YT5、YT15、YT30等。 后面數(shù)字是碳化鈦含量的百分?jǐn)?shù)，碳化鈦的含量愈高，紅硬性愈好；但鈷的含量相應(yīng)愈低，韌性愈差，愈不耐沖擊。 所以YT5常用于粗加工，YT15和YT30常用于半精加工和精加工。, 通用（YW）(M)：TaC、NbC,適于范圍廣泛。, 表面涂層：TiC、TiN、TiCN、TiAlN, 陶瓷材料,主要成分是Al2O3,HRC9394,耐熱溫度 12001450,主要用于加工半精加工和精加工高硬度、高強(qiáng)度鋼及冷硬鑄鐵等材料。,（6）人造金剛石、立方氮化硼等刀具材料,3.3.1 金屬切削過(guò)程,金屬材料在刀具的作用下塑性變形、滑移、切離的過(guò)程。,一、切屑的形成過(guò)程及切屑的種類,1. 切屑的形成過(guò)程與切屑變形,F,450,O,M,A,B,F,O,M,A,B,3.3常用切削加工方法及相應(yīng)切削機(jī)床,切屑的形成,2. 切屑的種類,1) 帶狀切屑,特征：底層光滑，上表面呈毛茸狀。,形成條件：塑性材料、切削速度大、較大的0 、切削 厚度較小。,2) 節(jié)狀切屑(擠裂切屑),特征：底層光滑、有時(shí)有裂紋，上表面呈鋸齒狀。,形成條件：中等硬度的塑性材料、切削速度較低、較 小的o 、切削厚度較大。,3) 崩碎切屑,特征：不規(guī)則的碎塊狀。,形成條件：脆性材料。,二、積屑瘤,在一定的切削速度下切削塑性材料時(shí)，常發(fā)現(xiàn)在刀具前刀面 上靠近刀刃的部位粘附著一小塊很硬的金屬稱為積屑瘤。,1. 積屑瘤的形成,1) 積屑瘤的形成過(guò)程,積屑瘤的形成,2) 積屑瘤的形成條件, 工件材料：塑性材料；, 切削速度：中等（1050m/min），溫度約300；, 刀具角度： 0 偏??；, 冷卻條件：不加切削液。,2. 積屑瘤對(duì)加工過(guò)程的影響,有利,可代替主刀刃和前刀面進(jìn)行切削，保護(hù)刀具。,使 0 增大，使切削過(guò)程變得輕快。,所以：粗加工時(shí)可以利用。,3. 積屑瘤的抑制,不利, 積屑瘤不穩(wěn)定，易引起振動(dòng)，使 Ra 增大。, 會(huì)引起ap的變化，使加工精度降低。,所以：精加工時(shí)應(yīng)盡量避免。, 利用切削液；, 控制切削速度；, 加大刀具前度 0 ；, 對(duì)工件進(jìn)行正火、調(diào)質(zhì)處理，降低 、ak。,三、切削力,1. 總切削力,1) 總切削力的構(gòu)成, 材料的彈性變形和塑性抗力；, 切屑、工件表面與刀具的摩擦力。,2) 總切削力的分解,刀具切削工件時(shí)作用在刀具或工件上的力。,將F沿主運(yùn)動(dòng)方向、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向和徑向三個(gè)相互垂直的方向分解為Fz、Fx、Fy。,F彈、塑,F摩1,F摩2,Fr, 切削力（切向分力）Fz,Fz,是F在主運(yùn)動(dòng)方向上的分力。,切削力占總切削力的80%-90%，消耗的功率占總功率的95%以上。, 進(jìn)給力（軸向分力）Fx,Fx,是F在進(jìn)給方向上的分力。,消耗的功率僅占總功率的1-5%。, 背向力（徑向分力）Fy,是F在切削深度方向上的分力。,Fy,FX、Y,2. 切削功率（Pm）,四、切削熱和切削溫度,1. 切削熱的來(lái)源與傳散,1) 切削熱的來(lái)源,a . 切屑變形所產(chǎn)生的熱；,b . 切屑與前刀面之間的摩擦；,c . 工件與后刀面之間的摩擦。,切屑：,介質(zhì)：,工件：,刀具：,5086%,1%,4010%,93%,2) 切削熱的傳散,切屑：,介質(zhì)：,工件：,刀具：,28%,5%,52.5%,14.5%,車 削,鉆 削, 工件材料：材料的強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性越好， 切削溫度越高。, 刀具, 冷卻條件：加切削液，切削溫度降低。,刀具角度： 增大 0 ，切削溫度降低；減小kr 、kr，切削溫度降低。,刀具材料：導(dǎo)熱性愈好，切削溫度愈低。, 切削用量： 、 、 愈大，切削溫度愈高。但 的影響最大 、 次之、 最小。,2.影響切削溫度的因素,切削熱概述,3. 切削液,在切削過(guò)程中，正確的選擇和使用切削液。對(duì)降低切削溫度、減小刀具磨損，提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量有著重要的意義。,1) 切削液的作用,a . 冷卻作用：,b . 潤(rùn)滑作用：,c . 洗滌與排屑作用：,d . 防銹作用：,2) 切削液的種類, 乳化液：乳化油+水；呈乳白色。應(yīng)用最廣泛。, 切削油：礦物油；潤(rùn)滑作用。, 水溶液：水+防銹劑等；呈透明狀。,3) 切削液的選用,粗加工：以冷卻為主。,如水溶液、低濃度的乳化液等。,精加工：以潤(rùn)滑為主。,高濃度的乳化液、切削油等。,3.3.2 車削加工,車削 用車刀在車床上加工工件的工藝過(guò)程。,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=1.66.3um,主運(yùn)動(dòng) ,工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。,進(jìn)給運(yùn)動(dòng) ,刀具的直線運(yùn)動(dòng)。,車削加工適宜各種回轉(zhuǎn)體表面的加工。,普通車床 適于各種中、小型軸、盤(pán)、套類零件的單件、小批量生產(chǎn)。,轉(zhuǎn)塔式六角車床 適于加工零件尺寸較小、形狀較復(fù)雜的中、小型軸、盤(pán)、套類零件。,立式車床 適于直徑較大、長(zhǎng)度較短的重型零件。（L/D=0.30.8）,數(shù)控車床 適于多品種、小批量生產(chǎn)復(fù)雜形狀的零件。,典型機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu),一、工件裝夾的方法,1.卡盤(pán)裝夾,適用于L/D 4的工件。,1)三爪卡盤(pán)安裝 定位精度一般為0.010.1mm，三爪卡盤(pán)最適宜安裝形狀規(guī)則的圓柱形工件。 2) 四爪卡盤(pán)安裝 定位精度可達(dá)0.005mm，四爪卡盤(pán)夾緊力大，適合于三爪卡盤(pán)不能安裝的工件，如矩形的、不對(duì)稱或較大的工件。 3)花盤(pán)安裝 適用于外形復(fù)雜以不能使用卡盤(pán)安裝的工件。,2.頂尖裝夾,適用于L/D = 410的工件。 用頂尖安裝時(shí)，工件兩端面先用中心鉆鉆上中心孔,3.心軸裝夾,適用于盤(pán)、套類零件的精加工。,4.其它附件,跟刀架、中心架,二、車削加工的應(yīng)用,1.車外圓面,2.車內(nèi)圓面（車床上鏜孔）,3.車端面、切槽、切斷,粗車：,精車：, 實(shí)體零件：,鉆孔,車（鏜）,擴(kuò)、鉸, 已鑄出、鍛出孔：,鏜孔,4.車錐面,1) 轉(zhuǎn)動(dòng)小刀架法,2) 成形刀法,3) 偏移尾架法,4) 靠模尺法,可加工內(nèi)外圓錐面，且不受工件錐角大小的限制。,適于加工錐面較短的內(nèi)外圓錐面，且不受工件錐角大小的限制。,可加工較長(zhǎng)的錐面，但不能加工錐孔及錐角較大的錐面。,適用于大批量生產(chǎn)，可加工內(nèi)外錐面。,5.車成形面,1) 雙手控制法,2) 成形刀法,3) 靠模尺法(軌跡法）,6.車螺紋,7. 滾花,車床加工內(nèi)容,三、車削的工藝特點(diǎn),1. 易于保證各表面的位置精度。,易于保證同軸度要求 利用卡盤(pán)安裝工件，回轉(zhuǎn)軸線是車床主軸回轉(zhuǎn)軸線 利用前后頂尖安裝工件，回轉(zhuǎn)軸線是兩頂尖的中心連線 易于保證端面與軸線垂直度要求 由橫溜板導(dǎo)軌，與工件回轉(zhuǎn)軸線的垂直度,2. 加工過(guò)程平穩(wěn)。,3. 適合有色金屬零件的精加工。,4. 刀具簡(jiǎn)單。,避免了慣性力與沖擊力，允許采用較大的切削用量，高速切削，利于生產(chǎn)率提高。,車刀制造、刃磨和安裝均較方便。,3.3.3 鉆、擴(kuò)、鉸、鏜削加工,一、鉆削加工,鉆削加工 用鉆頭在實(shí)體零件上加工孔的方法。,加工精度：IT13IT11，表面粗糙度：Ra=2512.5um,刀具 鉆頭；,設(shè)備 鉆床（車床、鏜床、銑床）,鉆床,臺(tái)式鉆床,立式鉆床,搖臂鉆床,鉆、擴(kuò)、鉸削加工,1. 鉆頭,柄部（尾部） 夾持,頸部 連接（過(guò)渡）作用,工作部分,導(dǎo)向部分 導(dǎo)向作用,切削部分 擔(dān)負(fù)主要的切削工作,2. 鉆削用量,鉆削深度 ：,進(jìn)給量 ：,鉆削速度 ：,（m/s）,頸部,3. 鉆削工藝特點(diǎn),1) 鉆孔時(shí)鉆頭易產(chǎn)生“引偏”,“引偏”方式, 軸線引偏 刀具旋轉(zhuǎn) 鉆床上鉆孔, 孔徑擴(kuò)大 工件旋轉(zhuǎn) 車床上鉆孔,“引偏”原因, 橫刃的存在, 鉆頭的剛性和導(dǎo)向性差,防止“引偏”的措施：, 預(yù)鉆錐形定心坑；, 采用鉆套導(dǎo)向鉆孔；, 刃磨時(shí)，應(yīng)盡量使兩個(gè)主刀刃對(duì)稱一致。,2) 排屑困難,3) 散熱條件差, 使工件表面質(zhì)量降低；, 卡死、甚至折斷鉆頭。,鉆削產(chǎn)生的熱量大部分集中在工件和鉆頭中，而且不易傳散出去。使刀具磨損加劇。,4. 鉆削的應(yīng)用,鉆孔主要用于粗加工。如螺釘孔、油孔、內(nèi)螺紋底孔等。,單件、小批生產(chǎn)中、小型工件上的小孔（D<13mm）， 常用臺(tái)式鉆床加工。,中、小型工件上較大的孔（D<50mm），常用立式鉆床加工。,大型工件上的孔，則采用搖臂鉆床加工。,回轉(zhuǎn)體工件上的孔，多在車床上加工。,二、擴(kuò)孔和鉸孔,1. 擴(kuò)孔,用擴(kuò)孔鉆對(duì)工件上已有的孔進(jìn)行擴(kuò)大加工。,加工精度：IT10IT9，表面粗糙度：Ra=3.21.6um,2. 擴(kuò)孔和鉆孔的比較,1. 剛性較好 由于擴(kuò)孔的吃刀量ap小，切屑少，容屑槽可做得淺而窄，使鉆芯比較粗大，增加了工作部件的剛性。 2. 導(dǎo)向性較好 由于容屑槽淺而窄，可在刀體上做出3 4個(gè)刀齒，這樣一方面可生產(chǎn)率，同時(shí)也增加了刀齒的棱邊數(shù)，從而增強(qiáng)了擴(kuò)孔時(shí)刀具的導(dǎo)向及修光作用，切削比較平穩(wěn)。 3. 切削條件較好 擴(kuò)孔鉆的切削刃不必自外緣延續(xù)到中心，避免了橫刃和由橫刃引起的不良影響。軸向力較小，可采用較大的進(jìn)給量，生產(chǎn)率較高。此外，切屑少，排屑順利，不易刮傷已加工表面。 由于上述原因，擴(kuò)孔比鉆孔的精度高，表面粗糙度Ra值小，且在一定程度上可校正原孔軸線的偏斜。 擴(kuò)孔常作為鉸孔前的預(yù)加工，對(duì)于質(zhì)量要求不太高的孔，擴(kuò)孔也可作終加工。當(dāng)孔的精度和表面粗糙度要求再高時(shí)，則要采用鉸孔。,3. 鉸孔,用鉸刀對(duì)工件上已有的孔進(jìn)行精加工。,加工精度：IT9IT7，表面粗糙度：Ra=1.60.4um,鉆擴(kuò)鉸 是非常典型的工藝。,鉆、擴(kuò)、鉸只能保證孔本身的精度，不易保證孔與孔之間的尺寸精度和位置精度。,三、鏜削加工,用鏜刀對(duì)已有的孔進(jìn)行再加工。,一般鏜孔加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=1.60.8um,精細(xì)鏜加工精度：IT7IT6，表面粗糙度：Ra=0.80.2um,回轉(zhuǎn)體零件上的孔在車床上加工；,箱體類零件上的孔或孔系在鏜床上加工。,在鏜床上除可加工孔或孔系外，還可加工平面、溝槽、鉆、擴(kuò)鉸孔等。,鏜床及鏜削加工,3.3.4 刨、拉削加工,一、刨削加工,刨削是平面加工的主要方法之一。,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=6.31.6um,刨床,牛頭刨床：適于加工中、小型零件。,龍門刨床：適于加工大型零件。,插床：主要加工工件內(nèi)表面，如鍵槽、花鍵等。,龍門刨床加工,1. 刨削的工藝特點(diǎn),1) 生產(chǎn)率較低；,2) 通用性好。,2. 刨削的應(yīng)用,主要用于加工平面，也廣泛用于加工各種溝槽、成形面等。,二、拉削加工,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=0.40.8um,用拉刀在拉床加工工件的工藝方法。,拉削的特點(diǎn)：, 生產(chǎn)率高；, 加工范圍廣；, 加工精度高，表面粗糙度低；, 拉床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；, 拉刀壽命長(zhǎng)。,3.3.5 銑削加工,一、銑削加工設(shè)備,銑床,龍門銑床,升降臺(tái)式銑床,立式銑床,臥式銑床,二、銑削方式,周銑,端銑, 用圓柱銑刀的圓周刀齒加工平面。, 用端銑刀端面刀齒加工平面。,銑削是平面加工的主要方法之一。,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=6.31.6um,銑削加工,順銑：在切削部位銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相同。,逆銑：在切削部位銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相反。,1. 周銑,順銑,逆銑,2. 順銑和逆銑的比較,1）逆銑時(shí)，每個(gè)刀齒的切削厚度是從零增大到最大值。刀齒接觸工件的初期，在工件表面上擠壓、滑行，使刀齒與工件之間的摩擦加大，加速刀具磨損，同時(shí)也使表面質(zhì)量下降。 順銑時(shí)，每個(gè)刀齒的切削厚度是由最大減小到零，從而避免了上述缺點(diǎn)。,順銑,逆銑,2）逆銑時(shí)，銑削力上抬工件，而順銑時(shí)，銑削力將工件壓向工作臺(tái)，減少了工件振動(dòng)的可能性，尤其銑削薄而長(zhǎng)的工件時(shí)，更為有利。,順銑,逆銑,由上述分析可知：從提高刀具耐用度和工件表面質(zhì)量，以及增加工件夾持的穩(wěn)定性等觀點(diǎn)出發(fā)，一般以采用順銑法為宜。,3）順銑時(shí),水平分力FH與工件的進(jìn)給方向是相同的，工作臺(tái)進(jìn)給絲杠與固定螺母之間一般都存在間隙，由于FH的作用，就會(huì)使工件連同工作臺(tái)和絲杠一起，向前竄動(dòng)，造成進(jìn)給量突然增大，甚至引起打刀。而逆銑時(shí)，水平分為FH與進(jìn)給方向相反，銑削過(guò)程中工作臺(tái)絲杠始終壓向螺母，不致因?yàn)殚g隙的存在而引起工件竄動(dòng)。,順、逆,4）另外，當(dāng)銑削帶有黑皮的表面時(shí)，例如鑄件或鍛件表面的粗加工，若用順銑法，因刀齒首先接觸黑皮，將加劇刀齒的磨損，所以也應(yīng)采用逆銑法。,順銑,逆銑,3. 端銑,對(duì)稱銑：銑刀軸線與工件銑削寬度的對(duì)稱中心線重合。,不對(duì)稱銑：銑刀軸線與工件銑削寬度的對(duì)稱中心線不重合。,4. 周銑法與端銑法的比較,（1）端銑的加工質(zhì)量比周銑高。端銑同周銑相比，同時(shí)工作的刀齒數(shù)多，銑削過(guò)程平穩(wěn)；端銑的切削厚度雖小，但不像周銑時(shí)切削厚度最小時(shí)為零，改善了刀具后刀面與工件的摩擦狀況，提高了刀具耐用度，減小表面粗糙度Ra值，端銑刀的修光刃可修光已加工表面，使表面粗糙度Ra值減小。 （2）端銑的生產(chǎn)率比周銑高。端銑的面銑刀直接安裝在銑床主軸端部，刀具系統(tǒng)剛性好，同時(shí)刀齒可鑲硬質(zhì)合金刀片，易于采用大的切削用量進(jìn)行強(qiáng)力切削和高速切削，使生產(chǎn)率得到提高，而且工件已加工表面質(zhì)量也得到提高。 （3）端銑的適應(yīng)性比周銑差，端銑一般只用于銑平面，而周銑可采用多種形式的銑刀加工平面、溝槽和成形面等，因此周銑的適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)中仍常用。,三、銑削工藝特點(diǎn),1）生產(chǎn)率高（多齒刀具、速度高）； 銑削屬多齒切削，沒(méi)有空行程，可采用較高的切削速度，故生產(chǎn)率比刨削等方法高得多。,2）散熱條件好； 由于刀齒間斷切削，工作時(shí)間短，在空氣中冷卻時(shí)間長(zhǎng)，故散熱條件好。但是，切入和切出時(shí)熱和力的沖擊，將加速刀具磨損，甚至可能引起硬質(zhì)合金刀片的碎裂。,3）容易產(chǎn)生振動(dòng)。 銑削是斷續(xù)切削過(guò)程，刀齒切入切出時(shí)受到的機(jī)械沖擊很大，易引起振動(dòng)；銑削時(shí)總切削面部是一個(gè)變量，因而銑削力也不斷變化，造成機(jī)床和刀具的振動(dòng)。以上原因使銑削總處于不平穩(wěn)的工作狀態(tài)。,四、銑削工藝的應(yīng)用,銑削的形式很多，銑刀的類型和形狀更是多種多樣，再加工附件“分度頭”、“圓形工作臺(tái)”等的應(yīng)用，銑削加工范圍較廣。 主要用來(lái)加工平面（包括水平面、垂直面和斜面）、溝槽、成形面和切斷等。 加工精度一般可達(dá)IT8IT7，表面粗糙度Ra值為1.66.3m。,3.3.6 磨削加工,用砂輪作為刀具磨削工件的工藝過(guò)程。是零件精加工的主要方法之一。,加工精度：IT7IT6，表面粗糙度：Ra=0.80.2um,高精度磨削：表面粗糙度：Ra=0.10.008um,一、磨削過(guò)程,指砂輪表面的磨粒從工件表 面切除細(xì)微金屬層的過(guò)程。,凸起、鋒利的磨粒：起切削作用。切削厚度較大。,凸起較小、較鈍的磨粒：起刻滑、擠壓作用。,凹下、更鈍的磨粒：起滑擦作用。,磨削 切削、刻滑、滑擦三個(gè)作用的綜合。,二、磨削工藝特點(diǎn),三、磨削的應(yīng)用,1. 精度高、表面粗糙度低；,2. 磨削溫度高；8001000,3. 砂輪具有自銳性；,4. 徑向分力Fy較大。,可加工鑄鐵、碳鋼、合金鋼等一般結(jié)構(gòu)材料，也能加工高硬度的淬硬鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃等難切削材料，但不適宜塑性較大的有色金屬。,磨削加工表面：外圓面、內(nèi)圓面、平面、各種成形面。,磨削加工,1. 外圓磨削,1) 縱磨法,2) 橫磨法,3) 深磨法,4) 無(wú)心外圓磨,2. 內(nèi)圓磨削,內(nèi)圓磨與外圓磨相比較：, 表面粗糙度大；, 生產(chǎn)率低。,內(nèi)圓磨與鉸孔和拉孔相比較：, 可以加工淬硬工件的孔；, 不僅能保證孔本身的尺寸精度和表面質(zhì)量，還可以提高孔的位置精度和形狀精度。, 生產(chǎn)率低比鉸孔低，比拉孔更低。,磨孔一般僅用于淬硬工件孔的精加工。,3. 平面磨削,周磨：,端磨：,多用于加工質(zhì)量要求較高的工件。,多用于加工質(zhì)量要求不高的工件，或代替銑削作為精磨前的預(yù)加工。,4. 成形面磨削,5. 磨削發(fā)展簡(jiǎn)介,1）高精度、小粗糙度磨削,2）高效磨削,精密磨削（Ra=0.040.1um）,超精磨削（Ra=0.0120.025um）,鏡面磨削（Ra=0.040.1um）,高速磨削：,強(qiáng)力磨削：以大的磨削深度、小的磨削速度進(jìn)行磨削。,砂帶磨削：以砂帶代替砂輪進(jìn)行磨削。,3.3.7光整加工,1. 研磨,表面粗糙度：Ra=0.025um,加工精度：IT6IT5，表面粗糙度：Ra=0.20.012um,2. 珩磨,3. 拋光,4. 超級(jí)光磨,3.5.1機(jī)床的分類,1.按加工性質(zhì)、刀具和用途： 車床，鉆床，鏜床，特種加工機(jī)床，鋸床和其它機(jī)床,3.5金屬切削機(jī)床,車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床、其它機(jī)床 , 共12類,2.按通用性程度： 通用(萬(wàn)能)機(jī)床，專門化機(jī)床和專用機(jī)床,通用機(jī)床加工范圍廣，通用性強(qiáng) 單件小批 專門化機(jī)床工藝窄 某類零件特定工序加工 專用機(jī)床工藝最窄，某零件特定工序加工,大批量生產(chǎn),臥式車床、萬(wàn)能升降臺(tái)銑床,絲桿車床、曲軸車床、凸輪軸車床,機(jī)床主軸箱專用鏜床、組合機(jī)床,2.按通用性程度： 通用(萬(wàn)能)機(jī)床，專門化機(jī)床和專用機(jī)床,3.按工作精度：普通、精密和高精度機(jī)床 4.按重量和尺寸： 儀表機(jī)床，中型機(jī)床，大型機(jī)床，重型機(jī)床和超重型機(jī)床,按重量和尺寸：,儀表機(jī)床 中型機(jī)床（一般機(jī)床） 大型機(jī)床（10t30t） 重型機(jī)床（30t100t） 超重型機(jī)床（大于100t）,5.按自動(dòng)化程度： 手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)機(jī)床 6.按主要工作部件的數(shù)目： 單軸機(jī)床、多軸機(jī)床、單刀機(jī)床和多刀機(jī)床,機(jī)床的型號(hào)是機(jī)床產(chǎn)品的代號(hào)，用以簡(jiǎn)明地表示機(jī)床的類型，主要技術(shù)參數(shù)，性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。,3.5.2機(jī)床型號(hào)的編制,GB/T15375-94 (JB1838/85),1.通用機(jī)床的型號(hào)表示,（）（） （）（）/ （）（-）,分類代號(hào),類別代號(hào),通用特性、結(jié)構(gòu)特性代號(hào),組代號(hào),系代號(hào),主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號(hào),主軸數(shù)或第二主參數(shù),重大改進(jìn)順序號(hào),其它特性代號(hào),企業(yè)代號(hào),1)類別代號(hào),2) 機(jī)床的特性代號(hào)通用特性代號(hào),3)機(jī)床的特性代號(hào)結(jié)構(gòu)特性代號(hào),對(duì)于結(jié)構(gòu)、性能不同的機(jī)床 加結(jié)構(gòu)特性代號(hào)予以區(qū)別,為避免混淆，通用特性代號(hào)已用的字母及“I”、“O”都不能作為結(jié)構(gòu)特性代號(hào),結(jié)構(gòu)特性代號(hào)在機(jī)床型號(hào)中沒(méi)有統(tǒng)一的含義,4)機(jī)床的組別代號(hào)和系列代號(hào),兩位數(shù)字：前組別 后系列,機(jī)床按其結(jié)構(gòu)性能及使用范圍，每類機(jī)床劃分為10個(gè)組，每個(gè)組又劃分為10個(gè)系，分別用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字09表示，前一位表示組別，后一位表示系別。,組別和系別代號(hào)用兩位數(shù)字表示,5) 機(jī)床的主參數(shù)、設(shè)計(jì)順序號(hào)和 第二主參數(shù),機(jī)床主參數(shù)代表機(jī)床規(guī)格的大小。 用折算值（主參數(shù)乘以折算系數(shù)1/10或1/100 ）表示,第二主參數(shù)一般指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長(zhǎng)度、工作臺(tái)工作長(zhǎng)度等。第二主參數(shù)也用折算值1/10或1/100表示,主參數(shù)大多數(shù)情況下用折算值表示，其折算值 等于主參數(shù)乘以折算系數(shù),6) 機(jī)床的重大改進(jìn)順序號(hào),當(dāng)機(jī)床的性能及結(jié)構(gòu)布局有重大改進(jìn)時(shí) 加重大改進(jìn)號(hào)A、B、C ,7) 其它特性代號(hào),8)企業(yè)代號(hào),2.機(jī)床型號(hào)示例,1.CA6140 C-類代號(hào)(車床類機(jī)床) A-結(jié)構(gòu)特性代號(hào) 6-組代號(hào)(落地及臥式車床組) 1-系代號(hào)(臥式車床系) 40-主參數(shù)(最大工件回轉(zhuǎn)直徑的1/10),2.XK5030 X-類代號(hào)(銑床類機(jī)床) K-通用特性代號(hào)(數(shù)控) 5-組代號(hào)(立式升降臺(tái)銑床組) 0-系代號(hào)(立式銑床系) 30-主參數(shù)(工作臺(tái)面寬度的1/10),2.機(jī)床型號(hào)示例,3. MGl432A M類別代號(hào)（磨床類） G通用特性（高精度） 1組別代號(hào)（外圓磨床組） 4系別代號(hào)（萬(wàn)能外圓磨床系） 32主參數(shù)（最大磨削直徑320mm） A重大改進(jìn)順序號(hào)（第一次重大改進(jìn)）,4. Z304016/S2 Z -類代號(hào)(鉆床類機(jī)床) 3-組代號(hào)(搖臂鉆床組) 0-系代號(hào)(搖臂鉆床系) 40-主參數(shù)(最大鉆孔直徑40mm) 16-第二主參數(shù)(最大跨距1600mm) S2-企業(yè)代號(hào)(中捷友誼廠),5.CX5112A/WF C 類代號(hào)(車床類機(jī)床) X 通用特性代號(hào)(數(shù)顯) 5 組代號(hào)(立式車床組) 1 系代號(hào)(單立柱車床系) 12 主參數(shù)(最大工件回轉(zhuǎn)直徑1250) WF 企業(yè)代號(hào)（瓦房店機(jī)床廠）,作業(yè) 1.用于刀具材料的硬質(zhì)合金有哪幾類，各類常見(jiàn)牌號(hào)有哪些，各牌號(hào)含義是什么，應(yīng)用于什么場(chǎng)合？ 2.外圓車刀切削部分由什么組成？各自的意義？ 3.常見(jiàn)的切屑的種類有哪幾種,形成條件愛(ài)你及特征是什么？ 4.試比較順銑和逆銑的特點(diǎn)？ 5.計(jì)算題:銑削時(shí)，已知每齒進(jìn)給量為0.2mm/z，銑刀直徑為32mm，銑刀齒數(shù)為2，如果主軸轉(zhuǎn)速為400r/min，計(jì)算切削速度(m/min)和進(jìn)給速度(mm/min)。,