機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第2章

金屬切削機床和表面加工方法2.2常見的金屬切削機床和表面加工方法一車床和車削加工2.2.1銑床和銑削加工2.2.2孔加工機床和孔加工方法2.2.3磨床和磨削加工2.2.4其它機床和加工方法概述2.4.5機床的作用就是為刀具和工件提供必要的成形運動，強制刀具在工件上去除材料，最后使零件成形。各種切削加工機床都是為了加工某種表面而發(fā)展起來的，由于零件形狀千差萬別，組成零件的特征表面形式多樣，這就決定了機床結(jié)構(gòu)型式的多樣性。本節(jié)重點介紹工業(yè)生產(chǎn)中比較常見的金屬切削機床及對應(yīng)的表面加工方法。引言2.2常見的金屬切削機床和表面加工方法2.2.1車床和車削加工2.2常見的金屬切削機床和表面加工方法2.2.1車床和車削加工普通車床結(jié)構(gòu)以普通車床為例：最常見床身2-進給箱3-主軸箱4-主軸5-方刀架6-尾座7-溜板箱8-接屑盤9-絲杠10-光杠數(shù)控車床結(jié)構(gòu)：

與普通車床結(jié)構(gòu)對比，找出結(jié)構(gòu)上的相同點和不同點整體布局和普通車床沒有顛覆性變化，只是加入數(shù)控系統(tǒng)，減少了操作者更多的對刀、調(diào)刀和對機床調(diào)整的工作。2.2.1車床和車削加工2.車削工藝范圍車床上加工的表面基本上都是回轉(zhuǎn)表面；可加工的典型零件類型主要是軸類、盤套類等回轉(zhuǎn)體零件；典型的產(chǎn)品包括小到眼鏡框鉸鏈的螺釘，大到氣缸、炮管、各種機床主軸、渦輪軸等。2.2.1車床和車削加工3.車刀車削加工所用的刀具叫做車刀分類：按結(jié)構(gòu)整體式；焊接式；機夾（可轉(zhuǎn)位）式硬質(zhì)合金焊接刀片各種材料制成的可轉(zhuǎn)位刀片特點、應(yīng)用：對比2.2.1車床和車削加工分類：按用途外圓車刀、端面車刀、切斷刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀和成形車刀等2.2.1車床和車削加工車刀刀桿選擇時主要考慮機床的中心高；一般選矩形截面，但當(dāng)?shù)稐U厚度尺寸受到限制時，可加寬為方形，以提高剛性。關(guān)于刀片和刀桿的配對，可以參考廠家產(chǎn)品樣本及選用說明。機床中心高/mm150180~200260~300350~400方刀桿截面h2/mm2162202252302矩形刀桿截面h×b/mm×mm20×1225×1630×2040×25刀桿長度mm125、150、170、200、250常用車刀刀桿的截面尺寸2.2.1車床和車削加工4.工件在車床上的安裝

要考慮工件的形狀、大小和加工數(shù)量不同裝夾方式：兩種一種是用通用夾具（機床附件）進行裝夾---優(yōu)先考慮，盡量采用二是用專用車床夾具裝夾---滿足一定條件本章重點：通用夾具（車床附件）2.2.1車床和車削加工1）三爪卡盤最常用主要特點：能自動定心；適用表面形式？圓形、其它？正爪

反爪如何正確使用？2.2.1車床和車削加工2）四爪卡盤主要特點：一般四個卡爪單獨調(diào)節(jié)，不能自動定心；亦有四爪聯(lián)動形式適用：方型、長方形、橢圓形等表面四爪單獨調(diào)整四爪聯(lián)動和三爪卡盤比較：

優(yōu)、缺點？適用場合？2.2.1車床和車削加工3）雙頂尖裝夾外形？種類：死頂尖、活頂尖（優(yōu)缺點和應(yīng)用場合）如何使用？--驅(qū)動、前后頂尖安裝順序適用場合：較長或必須經(jīng)過多次裝夾的軸類工件新型頂尖：如何使用？適用場景2.2.1車床和車削加工4）前端卡盤、后端頂尖裝夾什么情況下采用這種方式裝夾工件？一般軸類工件，特別是較重的工件（注意工件軸向受力、限位）優(yōu)點：簡單、安全可靠，能承受較大的軸向切削力2.2.1車床和車削加工5）用卡盤、頂尖配合中心架、跟刀架裝夾工件出發(fā)點：增加支撐剛度；主要用于：細長軸加工；效果：減小工件彎曲變形和振顫2.2.1車床和車削加工5.其它車床簡介1）立式車床布局特點（和臥式車床比較）適用場合2.2.1車床和車削加工2）轉(zhuǎn)塔車床布局特點（和臥式車床比較）適用場合和臥式車削中心比較？2.2.1車床和車削加工2.2.2銑床和銑削加工2.2常見的金屬切削機床和表面加工方法2.2.2銑床和銑削加工銑床上完成的加工被稱為銑削加工1.銑床類型；布局；關(guān)鍵元部件及功能萬能臥式普通立式數(shù)控立式2.銑削工藝范圍適合加工的表面形式：平面、溝槽以及各種曲面、成型面等適用的零件類型：及其廣泛--可大可小（匹配機床規(guī)格）、可簡單可復(fù)雜加工性質(zhì)：可作為粗加工、半精加工、精加工手段2.2.2銑床和銑削加工3.銑刀常用形式：圓柱銑刀；面銑刀；立銑刀；三面刃；鍵槽銑刀成形銑刀重點關(guān)注：刀具整體結(jié)構(gòu)布局；刀齒分布：主刀刃、副刀刃；如何安裝使用？如何修磨？2.2.2銑床和銑削加工對應(yīng)可加工表面特征：平面、臺階、溝槽、成型面2.2.2銑床和銑削加工4.銑削方式周銑和端銑；順銑和逆銑重點關(guān)注：概念對應(yīng)所用機床和刀具情況優(yōu)缺點適用場合順銑逆銑端銑時的對稱銑削和不對稱銑削2.2.2銑床和銑削加工5.銑削用量要素銑削速度v進給量f銑削深度ap銑削寬度ac注意：不同銑削方式下，參數(shù)的表述2.2.2銑床和銑削加工6.工件在銑床上的安裝直接裝在工作臺上：用T型螺栓和壓板；用夾具安裝通用夾具--機床附件、盡量采用專用夾具--根據(jù)需要，自行設(shè)計制造（具備條件--可行性、經(jīng)濟性）2.2.2銑床和銑削加工利用通用夾具安裝工件常用：平口虎鉗：分度頭-什么是“分度”回轉(zhuǎn)臺：關(guān)注要點：能夾什么樣的零件？如何裝夾？夾具如何在機床上安裝、找正？注意和機床的自動化程度的匹配2.2.2銑床和銑削加工關(guān)于分度頭的工作原理和使用：非數(shù)控數(shù)控分度范圍更廣；自動化程度更高--注意和機床自動化程度的匹配2.2.2銑床和銑削加工7.銑削工藝特點及應(yīng)用總結(jié)：其它平面的加工方法（如刨削、磨削等）比較，生產(chǎn)率較高；加工材料的范圍也日益廣泛;銑削加工的范圍極為廣泛，不僅可以加工各種類型的大小平面、臺階面，而且可以加工各種直槽、螺旋槽、內(nèi)外成形表面等，還可以加工有分度要求的平面和溝槽，這是其它加工方法很難完成的。銑削加工精度范圍寬：可作為粗加工、半精加工、精加工。一般精銑后的精度等級可達IT9~IT7，表面粗糙度Ra值可達6.3~1.6μm。結(jié)論：銑削加工既適用于成批大量生產(chǎn)，也適用于單件小批生產(chǎn)；既適合大型箱體、底座等零件的加工，也適合中小型支架、殼體等零件的加工；即可作為粗加工、半精加工，也可作為精加工手段。2.2.2銑床和銑削加工2.2.3孔加工機床和孔加工方法2.2常見的金屬切削機床和表面加工方法2.2.3孔加工機床和孔加工方法問題：

前面介紹的機床，可以加工孔嗎？什么樣的孔它們加工起來很方便、經(jīng)濟，哪些則不行？1.鉆床及其工藝范圍鉆床和鏜床可以很好的解決各種類型的孔的高效快捷加工問題鉆床：

主要工作是實體材料鉆孔；類型：

立式鉆床搖臂鉆床臺鉆要點：機床結(jié)構(gòu)布局及各部分的作用；機床運動；適用場合--工藝范圍注意：不同工作，刀具不同2.2.3孔加工機床和孔加工方法2.鏜床及其工藝范圍鏜床也是以孔加工為主的機床。鏜削加工主要是指利用鏜刀在鏜床上對已經(jīng)鑄出、鍛出或鉆出的孔進一步加工的方法，以達到增大孔徑、提高孔的精度和降低表面粗糙度的目的。機床類型：很多，重點介紹臥式鏜床金剛鏜床要點：機床結(jié)構(gòu)、布局各主要部件運動、功能機床特點機床的典型工作2.2.3孔加工機床和孔加工方法3.孔加工刀具及工藝特點按照零件上是否有底孔，孔加工刀具分為兩類：第一類是從實體材料上（無底孔）鉆孔的刀具，稱為鉆頭。鉆頭有麻花鉆、扁鉆、深孔鉆等，其中麻花鉆最為常用；第二類是在現(xiàn)有底孔的基礎(chǔ)上擴大孔徑所用的刀具，包括擴孔鉆、鉸刀、鏜刀等。按照刀具的直徑大小是否可調(diào)，孔加工刀具也可以分為兩類：第一類刀具的直徑是固定值，包括鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、部分鏜刀；第二類刀具的徑向尺寸大小是可以調(diào)節(jié)的，多數(shù)鏜刀都屬于這一類。2.2.3孔加工機床和孔加工方法1）麻花鉆要點：名稱的來由整體結(jié)構(gòu)每一部分的作用刀頭及刀刃重點介紹：切削部分主刀刃副刀刃橫刃--如何形成的？對刀具的工作性能影響？主刀刃和副刀刃處的前角、后角及分布規(guī)律；橫刃處的前后角和分布規(guī)律決定了刀具的使用性能：可在實體材料打孔；打孔精度有限；打孔孔徑尺寸有限2.2.3孔加工機床和孔加工方法新型麻花鉆：體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上；體現(xiàn)在所用材料上得益于：新型機床和加工方法的需求高硬、超硬刀具材料的使用；刀具制造工藝方法的創(chuàng)新；2.2.3孔加工機床和孔加工方法總結(jié)：

鉆孔的工藝特點：①麻花鉆屬于定尺寸刀具，其直徑受孔徑限制不能隨意增大，加上排屑和輸送切削液的需要，螺旋槽必須要有一定的深度。因此，鉆芯細，剛性差，加工精度受到影響；②鉆頭僅憑兩條寬度較窄的螺旋形棱帶起導(dǎo)向作用，導(dǎo)向能力較差，使孔的軸線容易產(chǎn)生偏斜；③鉆頭的前、后刀面都是曲面，沿主切削刃各點的前角和后角是變化的，特別是橫刃處的前角達-30°，工作后角很小，切削條件很差，加工質(zhì)量難以提高；④鉆頭的橫刃較長，鉆孔時定心條件差，工作時軸向力大，鉆頭容易偏擺；⑤鉆頭的主切削刃全長參加切削，刃上各點的切削速度又不相等，刀尖處最大，磨損嚴重，影響了加工質(zhì)量和生產(chǎn)率；⑥切屑沿刀刃上各點流出時，流速相差較大，卷成螺旋形，加上鉆削加工是半封閉式切削，所以排屑不暢，切削溫度高，切削液輸送困難，嚴重影響鉆削加工過程和刀具磨損，從而限制了生產(chǎn)率的提高。綜上所述原因，鉆孔后的形位誤差較大，容易造成孔軸線歪斜、孔徑擴大、孔不圓等。鉆削加工的尺寸精度較低，正常切削條件下一般僅能獲得IT13~IT12精度的孔，加工表面粗糙Ra為50~12.5μm。因此，鉆孔屬于粗加工方法，可用于單件、小批生產(chǎn)，也可用于大批量生產(chǎn)。2.2.3孔加工機床和孔加工方法為了提高孔的加工精度，生產(chǎn)中常常采取一些必要措施，防止孔軸線發(fā)生偏斜或減少偏斜的程度：①鉆孔前先平端面，保證進給方向與端面垂直，起鉆時兩刀刃受到相等的徑向力；②先用剛性較好的尖頂鉆頭或中心鉆鉆出定心坑，以提高鉆頭起鉆時的穩(wěn)定性；③仔細刃磨鉆頭，盡量保證切削刃對稱，防止產(chǎn)生徑向力不平衡而造成鉆頭歪斜和孔徑擴大現(xiàn)象；④修磨橫刃，把橫刃磨短，且橫刃的處角度更加合理，以改善定心和切削條件；⑤適當(dāng)減小進給量，并采用工件回轉(zhuǎn)的鉆削方式（類似于車床上鉆孔），這樣，即使鉆頭引偏，孔徑尺寸變化，但是能保證被加工孔的軸線與端面垂直，而孔徑誤差在后面工序糾正相對比較容易；⑥

利用鉆模上的鉆套（詳見第4章）為鉆頭導(dǎo)向，這點對斜面鉆孔尤為重要。2.2.3孔加工機床和孔加工方法2）擴孔鉆不在實體材料上打孔要點：整體結(jié)構(gòu)每一部分的作用刀頭及刀刃重點介紹：切削部分和鉆頭比較整體布局主刀刃、副刀刃主刀刃和副刀刃處的前角、后角及分布規(guī)律；2.2.3孔加工機床和孔加工方法與鉆頭相比，擴孔鉆在結(jié)構(gòu)及加工條件上有如下特點：(1)因切除余量較小，所以容屑槽淺，鉆芯粗，強度和剛性較好；(2)切削刃不必延伸到鉆心，所以沒有橫刃，擴孔時軸向力小，軸線不易偏斜；(3)刀齒數(shù)較多，可作出3~4個，因此導(dǎo)向棱帶多，導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)。正是由于上述特點，所以擴孔時可以采用較大的進給量，生產(chǎn)率較高，被加工孔的精度和表面質(zhì)量都較好，而且擴孔在一定程度上還可以糾正原孔軸線的歪斜。擴孔后的精度一般可達IT10~IT9，表明粗糙度Ra值可達6.3~3.2μm，因此，擴孔屬于半精加工，常作為鉸孔的預(yù)加工。對于精度要求不太高的孔，擴孔也可作為終加工。2.2.3孔加工機床和孔加工方法3）鉸刀用于鉸削工件上已鉆削（或擴孔）加工后的孔，主要是為了提高孔的加工精度，降低其表面的粗糙度；是孔的精加工和半精加工用刀具，加工余量一般很小。要點：整體結(jié)構(gòu)每一部分的作用刀頭及刀刃切削齒校準(zhǔn)齒為什么鉸刀的加工精度高或者說：為什么鉸刀是精加工刀具2.2.3孔加工機床和孔加工方法4）鏜刀鏜刀是專門用于對已有的孔進行粗加工、半精加工或精加工的刀具；鏜刀不但可用在鏜床上使用，也可在車床或銑床上使用。類型：單刃雙刃直徑固定直徑可調(diào)盲孔鏜刀通孔鏜刀VS要點：認識鏜刀的刀刃：每種鏜刀的特點：適用的場合：2.2.3孔加工機床和孔加工方法2.2.4磨床和磨削加工2.2常見的金屬切削機床和表面加工方法1.磨床用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石等）為工具進行切削加工的機床，統(tǒng)稱磨床。機械零件上的各種表面都能用磨床磨削，所以對應(yīng)磨床的種類也很多1）外圓磨床普通外圓磨床無心磨床普通外圓磨床--要點：普通外圓磨床能做哪些工作？怎么做？（機床和砂輪的調(diào)整）對比普通外圓磨床，萬能外圓磨床結(jié)構(gòu)上有哪些變化？在工藝范圍上有哪些擴展？2.2.4磨床和磨削加工無心外圓磨床--要點為什么叫“無心”；整體布局、關(guān)鍵部件及運動磨削原理優(yōu)缺點適用場合總結(jié)：無心外圓磨削時，導(dǎo)輪和托板全長支撐工件，剛性好，工件不用打頂尖孔，裝夾工件省時省力，可連續(xù)磨削，容易實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)效率很高，但機床調(diào)整復(fù)雜。2.2.4磨床和磨削加工2）內(nèi)圓磨床內(nèi)圓磨床主要用于磨削各種圓柱孔和圓錐孔要點整體布局、關(guān)鍵部件及運動磨削原理適用場合2.2.4磨床和磨削加工3）平面磨床主要用于磨削平面；根據(jù)機床工作臺和主軸的布局形式不同，形成多種類型要點：（對比各種平面磨床）砂輪的工作表面不同；砂輪受力和散熱條件不同：工件的安裝：一般采用電磁吸盤吸在工作臺上；利用工作臺上的T型槽安裝夾具或直接安裝工件。2.2.4磨床和磨削加工2.砂輪

（磨床上用的“刀”--多刃）砂輪的主要特性參數(shù)：磨料的種類；磨料的粒度；結(jié)合劑的種類；砂輪的硬度；砂輪組織；砂輪的形狀和尺寸等。其性能好壞對加工精度、表面粗糙度和生產(chǎn)率影響很大。要點：結(jié)構(gòu)組成及各部分作用；砂輪表面磨粒的分布特征；砂輪工作時磨粒的工作狀態(tài)磨削加工去除余量較?。痪庸Q定了砂輪磨削時的表現(xiàn)：如適用材料、自銳性、保型性、磨削熱、單程材料去除量和去除率、適合加工的表面形式等等2.2.4磨床和磨削加工1)磨料的種類：它應(yīng)該具有高硬度、高耐磨性、高耐熱性、足夠的強度和韌性，還應(yīng)具有鋒利的棱角。常用的磨料有3大類：氧化物系、碳化物系和超硬磨料系。它們的名稱、代號、性能和適用范圍見教材表2-4所示。2）磨料的粒度--指磨粒尺寸的大小。國標(biāo)規(guī)定了粒度有兩種表示方法：磨粒：大顆粒--篩選法區(qū)分，粒度為40＃表示對應(yīng)的磨粒剛好能通過每英寸40個篩孔的篩子微粉：小顆粒--水力沉降法分級，前面冠以符號W。例如W28，表示顆粒的實際最大尺寸為28個微米一般規(guī)律：顆粒大，加工精度低，表面粗糙；顆粒小，則高，表面更光潔常用磨粒的粒度號及適用范圍參考教材表2-52.2.4磨床和磨削加工3）結(jié)合劑結(jié)合劑是磨具中用以粘接磨料的物質(zhì)2.2.4磨床和磨削加工4）砂輪硬度指砂輪工作時在外力的作用下磨料顆粒脫落的難易程度。砂輪的硬度合適，磨粒磨鈍后因切削力增大便可自行脫落，露出新的鋒利的磨粒。砂輪特有的這種自銳性可以增加磨削效率，提高工件的表面質(zhì)量。等級超軟軟中軟中中硬硬超硬代號DEFGHJKLMNPQRSTY選用普通磨削常用G~N級硬度的砂輪；磨淬火鋼選用H~K；未淬硬鋼選用L~N；高表面質(zhì)量磨削選用K~L；刃磨硬質(zhì)合金刀具選用H~J砂輪硬度等級、代號2.2.4磨床和磨削加工5）砂輪組織指磨具中磨粒、結(jié)合劑、氣孔三者之間的比例關(guān)系國標(biāo)規(guī)定了15個組織號，分別代表了砂輪組織的“疏松”或“緊密”以及程度；普通磨削常用4~7號組織（即中等組織）的砂輪組織號01234567891011121314磨粒率/%626058565452504846444240383634用途成形磨削、精密磨削磨削淬火鋼、刀具刃磨磨削韌性大而硬度不高的材料磨削熱敏性大的材料砂輪的組織分級2.2.4磨床和磨削加工6）

形狀和尺寸砂輪的形狀和尺寸是根據(jù)機床類別和加工要求設(shè)計的砂輪名稱截面形狀簡圖代號用途平行砂輪1磨削外圓、內(nèi)圓、平面，并用于無心磨雙斜邊砂輪4磨削齒輪的齒形和螺紋桶形砂輪2立軸端磨平面杯形砂輪6立軸端磨平面、內(nèi)圓及刀具后刀面碗形砂輪11刃磨刀具后刀面、端磨平面蝶形一號砂輪12a磨削銑刀、鉸刀、拉刀及齒輪的齒形薄片砂輪41切斷和開槽生產(chǎn)中常用的幾種砂輪的形狀、代號和應(yīng)用情況2.2.4磨床和磨削加工表達砂輪特性的標(biāo)記一般標(biāo)注在砂輪端面上，標(biāo)注方法可參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范使用時，特別留意盤面標(biāo)記的vmax值2.2.4磨床和磨削加工3.磨削加工方法1）磨削加工的實質(zhì)磨削過程實際是為數(shù)甚多的磨粒對工件表面進行切削、刻劃、摩擦拋光綜合作用的結(jié)果。一般來說，粗磨時以切削作用為主，精磨時切削、刻劃和拋光作用并存。2.2.4磨床和磨削加工2）磨削方法在外圓磨床上縱磨法橫磨法要點：砂輪工作狀態(tài)、運動形式、進給和吃刀量大小、加工效果、適合加工的表面形式此外：有些零件的外圓還可在無心磨床上采用無心磨削的方法外圓磨削：2.2.4磨床和磨削加工內(nèi)圓磨削可以在內(nèi)圓磨床或萬能外圓磨床上進行和外圓磨削對比，特征如下：加工質(zhì)量不如外圓磨削：受孔徑限制，砂輪直徑較小，即時高速旋轉(zhuǎn)，磨削速度也只有普通外圓磨削的一半左右，所以工件表面不易磨光；加工精度不易控制：磨內(nèi)孔一般采用縱磨法，只有在磨削長度較短、直徑較大的孔時，才采用橫磨法--縱磨時，由于砂輪越程問題或主軸剛度問題，容易造成孔口形狀誤差，即加工精度不易控制；磨削效率低：砂輪直徑小、轉(zhuǎn)速高，磨損快，需要多次修磨；砂輪軸徑受限，剛度不好，吃刀量受限；需要增加光磨次數(shù)來保證加工質(zhì)量上述原因，內(nèi)圓磨削經(jīng)常被精鏜和鉸削代替---滿足鉸削加工條件情況下；否則，還要采用磨削加工內(nèi)圓磨削的精度一般可達IT8~IT6，表面粗糙度的Ra值一般為1.6~0.4μm。2.2.4磨床和磨削加工平面磨削周磨：用砂輪圓周上的磨粒進行磨削的方法生產(chǎn)中一般在臥軸矩臺平面磨床上進行磨削時砂輪與工件的接觸面積小，磨削力小，磨削熱少，便于冷卻和排屑，砂輪磨損均勻。因此，這種方法的加工精度高，表面粗糙度較低，但效率低，適于精磨端磨：利用砂輪端面上的磨粒進行磨削的方法生產(chǎn)中一般在立軸圓臺平面磨床上進行。這種磨床的功率大，砂輪軸的剛性好，懸伸短，可采用較大的磨削用量，生產(chǎn)率較高。但這種磨削方式砂輪與工件的接觸面積大，磨削熱多且不易散發(fā)，冷卻液不易進入中心區(qū)域，冷卻效果不好，工件易產(chǎn)生較大熱變形或燒傷。此外，砂輪從外緣到中心各處的線速度不等，造成磨損不均，所以，磨削精度較低。這種磨削方式一般用來加工精度不高的平面或?qū)τ捕容^高的零件以磨代銑。2.2.4磨床和磨削加工4.磨削加工的特點和應(yīng)用磨削工藝特點：1)加工精度高、表面粗糙度低。砂輪經(jīng)過仔細修整后具有無數(shù)鋒利、等高的微刃，加上磨床本身能做微量的橫向進給，從而切下極薄的金屬層，半鈍化和脫落的磨粒還具有滑擦拋光作用，因此磨削的尺寸精度能達到IT6~IT7，表面粗糙度可達Ra0.1μm。2)周磨時徑向磨削力大。這是磨削加工的一個顯著特點。徑向磨削力作用在砂輪和工件上，會造成砂輪加速鈍化，工件彎曲變形，出現(xiàn)圓柱度誤差。為此，需要一定的光磨次數(shù)，或采用輔助支承。3)磨削溫度高、產(chǎn)生殘余應(yīng)力。磨削屬于高速切削，切屑與工件分離的時間短，砂輪導(dǎo)熱性又很差，造成工件表面的溫度很高，不但容易造成工件表面熱變形和燒傷，而且表里的溫差會造成殘余應(yīng)力。為此，磨削時通常需要澆注大量的切削液，以降低磨削溫度。光磨：磨削即將結(jié)束時，不再吃刀，繼續(xù)磨削，直到火花消失為止。光磨主要作用是消除加工系統(tǒng)由于徑向力引起的彈性變形對加工精度的影響。應(yīng)用：磨削加工更適合精加工，特別是對硬度較高的材料，如淬火鋼、工具鋼等；不適合加工塑性較大的有色金屬材料，如銅、鋁及其合金等，因為磨削這類材料時容易造成砂輪堵塞，使其失去切削能力。磨削加工既可以用于單件小批生產(chǎn)，也可以用于成批大量生產(chǎn)。2.2.4磨床和磨削加工2.2.5其它機床和加工方法概述2.2常見的金屬切削機床和表面加工方法2.2.5其它機床和加工方法概述1.拉床和拉削加工拉床：是用拉刀加工工件各種內(nèi)、外表面和成形表面的機床要點：機床結(jié)構(gòu)、布局、切削運動、運動的驅(qū)動方式、拉刀和工件的安裝拉削原理：利用拉刀的齒升量完成深度方向的進給，從而去除材料拉刀：是一種形狀復(fù)雜刀具要點：結(jié)構(gòu)、刀齒分布及作用圓孔拉刀平面拉刀成型面拉刀刀齒放大3-校準(zhǔn)齒4-精切齒5-粗切齒2.2.5其它機床和加工方法概述拉削加工及應(yīng)用：典型拉削工作工藝特點：一般均在一次行程中完成粗、精加工，生產(chǎn)率很高。拉刀屬于定尺寸刀具，拉床又是液壓傳動，切削平穩(wěn)，加工質(zhì)量好。拉孔的直徑一般為8~120mm，孔的深徑比l/D≤5。拉削精度主要取決于拉刀的精度，通常情況下，粗拉的尺寸精度為IT8~IT7，表面粗糙度Ra值為1.6~0.8μm，精拉為IT7~IT6，Ra值為0.8~0.4μm。拉刀結(jié)構(gòu)和制造過程均較復(fù)雜，成本較高，

主要用于成批或大量生產(chǎn)中加工在拉刀進給方向無阻擋的表面（如通孔、通槽等）。應(yīng)用：2.2.5其它機床和加工方法概述2.齒輪加工機床和齒輪加工齒輪加工過程：一般分兩個階段齒坯加工---實質(zhì)就是一個盤類、套類或軸類零件的加工齒形加工---需要特殊的方法才能實現(xiàn)（本節(jié)要解決的問題）齒形成形工藝：兩大類無屑加工：精鍛、精鑄、沖壓、粉末壓制等；加工精度都較低，所以應(yīng)用范圍很窄有屑加工切削加工目前仍然是齒形加工的主要方法，加工精度高，應(yīng)用范圍廣特種加工2.2.5其它機床和加工方法概述1）成形法用與被切齒輪的齒槽法向截面形狀一致的成形刀具切出齒形的方法；最常用的方法有銑齒、拉齒、磨齒；一般沒有淬火的，優(yōu)先考慮銑或拉硬度很高的材料一般用磨需要專門的成形刀具或磨具齒輪成形方法--切削加工：盤狀齒輪銑刀

指狀齒輪銑刀常用的方法：銑床上銑齒小模數(shù)（m<8）齒輪：一般用盤狀齒輪銑刀在臥式銑床上加工模數(shù)m≥8的齒輪一般用指狀齒輪銑刀在立式銑床上加工要點：銑削運動、銑刀的結(jié)構(gòu)特點及對加工精度的影響2.2.5其它機床和加工方法概述成形法銑齒的工藝特點：成形齒輪所用機床為通用機床，通常生產(chǎn)成本低；但齒形誤差大，使用普通分度頭分度精度較低，分齒誤差也較大，因此用成形法銑齒的精度較低。每銑一齒都要重復(fù)分度、切入、切出、退刀動作，生產(chǎn)率低。應(yīng)用：成形法銑齒一般用于單件小批生產(chǎn)或機修工作中，加工9級精度以下、齒面粗糙度Ra值為6.3~3.2μm以上的齒輪刀號12345678加工齒數(shù)范圍12~1314~1617~2021~2526~3435~5455~134135以上及齒條齒輪銑刀的刀號及對應(yīng)的加工范圍其它方法：在拉床上拉削齒形--因為專用拉刀造價昂貴，一般只適用于大批量生產(chǎn)中加工徑向尺寸較小的內(nèi)齒輪；在磨床上磨齒：多用于高精度齒輪或齒面較硬的齒輪2.2.5其它機床和加工方法概述2）展成法是齒形加工最常用的方法，它利用齒輪刀具與被切齒輪的嚙合運動，在專用機床上切出齒形。具體方法：插齒滾齒插齒加工原理插齒刀插齒機要點：插齒運動、插齒刀的結(jié)構(gòu)特點、插齒刀的刀刃及主要角度；工件和刀具的安裝插齒工藝的應(yīng)用：加工內(nèi)、外直齒圓柱齒輪以及相距很近的雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪；利用附件還可以加工螺旋齒輪2.2.5其它機床和加工方法概述滾齒加工原理插齒刀插齒機要點：滾齒運動、滾刀的結(jié)構(gòu)特點、滾刀的刀刃及主要角度、重磨；工件和滾刀的安裝方法滾齒工藝的特點和應(yīng)用：適于加工直齒圓柱齒輪、螺旋齒圓柱齒輪和蝸輪；不能加工內(nèi)齒輪、扇形齒輪和間距很近的多聯(lián)齒輪。滾齒加工也可以用于各種批量的生產(chǎn)類型2.2.5其它機床和加工方法概述滾齒和插齒比較：①相同點：滾齒和插齒均屬于展成法，兩種方法加工出來的齒輪精度和齒面粗糙度基本相同，精度為8~7級，表面Ra值為1.6μm左右；兩種方法在各種加工批量中均被廣泛應(yīng)用。②不同點：插齒刀的制造、刃磨與檢驗比滾刀方便，插齒刀的精度較高，但插齒機的分齒傳動鏈（使刀和被切齒輪強制實現(xiàn)按一定傳動比嚙合的傳動鏈）較滾齒機的復(fù)雜，增加了傳動誤差。因此滾齒加工分齒精度較高，而插齒加工齒形精度較高；滾齒加工齒輪的齒寬全長是由刀具多次斷續(xù)切削出來的，不能像插齒那樣通過調(diào)整圓周進給量來控制齒面的粗糙度，因此，插齒后的齒面粗糙度優(yōu)于滾齒；滾齒為連續(xù)切削，而插齒不僅有空行程，而且上下往復(fù)運動限制了切削速度的提高，所以，滾齒的生產(chǎn)率高于插齒；滾齒和插齒的加工范圍：螺旋齒輪在滾齒機上加工比在插齒機上加工方便且經(jīng)濟，而內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪受結(jié)構(gòu)所限，只能插齒而不能滾齒，對于蝸輪和軸向尺寸較大的齒輪軸，只能用滾齒而不能用插齒。2.2.5其它機床和加工方法概述3）齒輪的精加工：

進一步提高齒輪加工精度或降低齒面粗糙度的方法對于7級精度以上或淬火后的齒輪，在銑齒、滾齒和插齒后還需要進行精加工，進一步提高齒形的精度剃齒用剃齒刀；一般用于在滾齒或插齒后未經(jīng)淬火（35HRC以下）的圓柱齒輪加工。剃齒精度可達7~6級，齒面的粗糙度Ra值可達0.8~0.4μm。要點：剃齒刀的結(jié)構(gòu)和齒形特點、剃齒運動、微量去除材料原理剃齒刀剃齒工藝特點及應(yīng)用：沒有強制性的分齒運動，所以不能糾正分齒誤差，但可以提高齒形精度和齒向精度，降低表面粗糙度，所以剃前一般采用滾齒加工。剃齒的生產(chǎn)率很高，多用于大批量生產(chǎn)。一般剃齒刀用高速鋼制造，難以加工高硬度齒面2.2.5其它機床和加工方法概述珩齒用珩磨輪在珩磨機上進行的齒形精加工方法，其原理與剃齒完全相同，只是用珩磨輪代替剃齒刀珩齒主要用于加工齒面硬度在35HRC以上的圓柱齒輪，珩齒可達6級精度，齒面粗糙度Ra值可達0.4~0.2μm。要點：珩磨輪的結(jié)構(gòu)和制作、珩齒運動、微量去除材料原理珩齒的工藝特點和應(yīng)用：珩齒過程中有剃、磨、拋光綜合作用。珩齒主要用于消除淬火后的氧化皮和齒面的輕微磕碰而產(chǎn)生的毛刺，進一步降低表面粗糙度，并使齒輪嚙合時的噪聲有所降低。珩齒常作為7級或766級齒輪“滾-剃-淬火-珩”工藝的最終工序。2.2.5其它機床和加工方法概述磨齒磨齒的方法：成形法：用成形砂輪，在普通磨床即可展成法：錐形砂輪磨齒雙蝶形砂輪磨齒蝸桿砂輪法磨削齒面是用砂輪對未淬火或淬火后的齒面進行精加工

錐形砂輪磨齒

雙蝶形砂輪磨齒要點：加工原理、展成運動、砂輪形貌展成法磨齒側(cè)工藝特點和應(yīng)用：展成法磨齒的加工精度高，可達6~4級，最高可達3級，表面粗糙度在0.4μm以下；常用于齒面淬火后的高精度齒輪的加工。2.2.5其它機床和加工方法概述3.數(shù)控機床和加工中心數(shù)控機床的本質(zhì)：數(shù)控機床仍采用刀具和磨具對工件上多余材料進行切削去除，這點在本質(zhì)上和普通機床并沒有不同，但在如何控制機床的切削運動等方面與傳統(tǒng)的切削加工存在較大差別。數(shù)控機床的分類：按工藝用途分：數(shù)控機床可分為數(shù)控車床、銑床、鏜床、沖床、電火花機床等等；根據(jù)所控制的聯(lián)動坐標(biāo)軸數(shù)不同：數(shù)控機床又可以分為二軸聯(lián)動、三軸聯(lián)動、四軸聯(lián)動、五軸聯(lián)動甚至更多軸的聯(lián)動，以適應(yīng)日益復(fù)雜、精度更高的零件的加工需求。2.2.5其它機床和加工方法概述數(shù)控機床的組成和工作原理組成：程序編制和存儲載體及輸入裝置、數(shù)控裝置（CNC）、伺服驅(qū)動裝置、位置檢測裝置、輔助控制裝置、機床本體等幾部分組成工作原理：以立式數(shù)控鏜銑床為例2.2.5其它機床和加工方法概述數(shù)控機床的特點：自動化程度高。生產(chǎn)效率高。加工的零件精度高。有利于實現(xiàn)計算機輔助制造。目前，CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用廣泛，柔性制造系統(tǒng)（FMS）、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)CIMS不斷發(fā)展和推廣，而數(shù)控機床及其加工技術(shù)正是這些技術(shù)和系統(tǒng)得以推廣和應(yīng)用的硬件基礎(chǔ)。適應(yīng)性強。如果加工對象改變，除了更換刀具和解決工件的裝夾方式外，只需改變相應(yīng)的加工程序即可，所以數(shù)控機床特別適合目前多品種、小批量、變化快的生產(chǎn)特征，它不但能夠加工形狀簡單的零件，而且特別適合加工形狀復(fù)雜的輪廓表面。初始投資較大，加工成本較高。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)用，數(shù)控機床的價格是不斷下降的趨勢。2.2.5其它機床和加工方法概述加工中心：

帶刀庫的數(shù)控機床常見類型：鏜銑類加工中心車削類加工中心鏜銑類加工中心車削類加工中心要點：機床結(jié)構(gòu)主要加工對象優(yōu)勢和局限性2.2.5其它機床和加工方法概述4.精密與特種加工方法精密加工常用的切削加工方法：珩磨、研磨、超精加工、拋光、金剛石鏜削、金剛石車削、砂帶磨削和鏡面磨削等。精密加工切削的工作原理：普通切削基本相同，所不同的是：加工所用的刀具、機床性能不一樣，切削用量不一樣，加工環(huán)境和測量手段不一樣等等2.2.5其它機床和加工方法概述研磨概念：研磨是利用研磨工具（稱研具或研磨盤）和研磨劑，在一定壓力下通過研具和工件之間的復(fù)雜相對運動，從工件表面去除極薄表面層的精密加工方法要點：研磨設(shè)備（研磨機）研磨工具：研具或研磨盤研磨劑研磨運動及參數(shù)研磨加工研磨劑：由磨料、研磨液和輔料混合調(diào)配而成。磨料一般用剛玉、碳化硅、金剛石等的微粉；研磨液可用煤油或煤油加機油，主要起冷卻和潤滑作用；2.2.5其它機床和加工方法概述研具或研磨盤研磨劑的載體，用以涂敷和鑲嵌磨料。研具或研磨盤材料的硬度一般比被研工件材料軟，以便磨料能嵌入研具表面而不是工件表面，較好的發(fā)揮切削作用。研具材料應(yīng)組織均勻，耐磨性好，否則不易保持其幾何精度，影響加工質(zhì)量。最常用的研具或研磨盤材料是鑄鐵，也可使用軟鋼、銅、塑料等。2.2.5其它機床和加工方法概述研磨運動及參數(shù)：研磨盤轉(zhuǎn)速研磨軌跡：復(fù)雜且不重復(fù)壓力機械研磨小零件外圓研磨工藝特點及應(yīng)用：研磨加工能加工外圓、內(nèi)孔和平面等，工件的尺