機械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第二章)

1、主講主講: : 肖新華肖新華天津工業(yè)大學機械工程學院天津工業(yè)大學機械工程學院2.1 概述概述 機械零件的結(jié)構(gòu)形狀千變?nèi)f化。零件結(jié)構(gòu)形式的機械零件的結(jié)構(gòu)形狀千變?nèi)f化。零件結(jié)構(gòu)形式的不同，使之有很多的加工方法，根據(jù)加工過程中零不同，使之有很多的加工方法，根據(jù)加工過程中零件質(zhì)量的變化情況，零件的制造過程可分為件質(zhì)量的變化情況，零件的制造過程可分為m0三種形式，不同的類型有不同的工藝三種形式，不同的類型有不同的工藝方法。方法。 一一. m0. m0的制造過程的制造過程可以成形任意復雜形狀的零件，而無須刀可以成形任意復雜形狀的零件，而無須刀具、夾具等生產(chǎn)準備活動。這類加工方法包括具、夾具等生產(chǎn)準備活動。

2、這類加工方法包括電鍍、化學鍍、噴涂等沉積加工以及快速原型電鍍、化學鍍、噴涂等沉積加工以及快速原型制造等。制造等?？焖僭危焖僭危≧apid PrototypingRapid Prototyping：RPRP，3D3D打?。┘夹g(shù)是在零件三維打?。┘夹g(shù)是在零件三維CADCAD模型建立之后，可模型建立之后，可立即輸入快速成形系統(tǒng)，然后自動生成數(shù)控代立即輸入快速成形系統(tǒng)，然后自動生成數(shù)控代碼控制成形機進行零件的制造?？焖僦圃斐鰜泶a控制成形機進行零件的制造?？焖僦圃斐鰜淼脑涂勺鳛樵O(shè)計評估、投標或展示的樣件，的原型可作為設(shè)計評估、投標或展示的樣件，有些甚至可以用于樣機試驗。有些甚至可以用于樣機試驗。

3、2.2 零件的成形方法零件的成形方法一、零件表面的形狀一、零件表面的形狀內(nèi)內(nèi) 孔孔外外 圓圓平平 面面錐錐 面面漸開線表面漸開線表面螺紋表面螺紋表面二、零件表面成形原理二、零件表面成形原理 零件表面可看成母線沿著導線運動形成的軌跡。零件表面可看成母線沿著導線運動形成的軌跡。母線母線A和和導線導線B統(tǒng)稱為形成表面的統(tǒng)稱為形成表面的發(fā)生線發(fā)生線。根據(jù)母。根據(jù)母線和導線的運動關(guān)系，常見零件表面可分成線和導線的運動關(guān)系，常見零件表面可分成3類類 1.旋轉(zhuǎn)表面旋轉(zhuǎn)表面2.縱向表面縱向表面3.特形表面特形表面 三、零件表面成形方法三、零件表面成形方法1.軌跡法軌跡法2.成形法成形法3.相切法相切法4.展成

4、法展成法 四、零件表面的成形運動四、零件表面的成形運動1.主運動主運動(只有一個只有一個)2.進給運動進給運動3.輔助運動輔助運動 分度運動分度運動 切入運動切入運動外圓表面的技術(shù)要求一般為：外圓表面的技術(shù)要求一般為：（1 1）外圓面直徑和長度的尺寸精度。）外圓面直徑和長度的尺寸精度。（2 2）圓度、圓柱度和軸線的直線度）圓度、圓柱度和軸線的直線度等形狀精度。等形狀精度。（3 3）與其他外圓面（或孔）之間的）與其他外圓面（或孔）之間的同軸度，與相關(guān)平面的垂直度和徑向同軸度，與相關(guān)平面的垂直度和徑向圓跳動等。圓跳動等。（4 4）表面粗糙度、表面）表面粗糙度、表面層硬度等熱處理要求等。層硬度等熱處

5、理要求等。 2.3外圓表面加工外圓表面加工1.車削車削2.磨削磨削3.光整加工光整加工 2.3外圓表面加工外圓表面加工2.3外圓表面加工外圓表面加工車削加工車削加工鉗工和機械加工鉗工和機械加工 車削加工范圍車削加工范圍車削的四個階段車削的四個階段：外圓車削外圓車削粗車粗車半精車半精車精細車精細車精車精車IT13IT10 Ra12.56.3 m IT8IT7 Ra3.20.8 m IT10IT9 Ra6.33.2 m IT7IT6 Ra0.80.2 m 七七. .磨削磨削特點特點: :主運動是砂輪的旋轉(zhuǎn)運動；主運動是砂輪的旋轉(zhuǎn)運動；磨削過程磨削過程: :實際上是磨粒對工件表面的切削、刻削和滑擦三

6、種實際上是磨粒對工件表面的切削、刻削和滑擦三種作用的綜合效應(yīng)；作用的綜合效應(yīng)；砂輪的砂輪的“自銳性自銳性” ：磨削中，磨粒本身也會由尖銳逐漸磨鈍，：磨削中，磨粒本身也會由尖銳逐漸磨鈍，使切削能力變差，切削力變大，當切削力超過粘結(jié)劑強度時，使切削能力變差，切削力變大，當切削力超過粘結(jié)劑強度時，磨鈍的磨粒會脫落，露出一層新的磨粒，這就是砂輪的磨鈍的磨粒會脫落，露出一層新的磨粒，這就是砂輪的“自自銳性銳性”。 砂輪的修整砂輪的修整 由于砂輪的由于砂輪的“自銳性自銳性”以及切屑和碎磨粒會阻塞砂輪，以及切屑和碎磨粒會阻塞砂輪，在磨削一定時間后，需用金剛石車刀等對砂輪進行修整在磨削一定時間后，需用金剛石車

7、刀等對砂輪進行修整七七. .磨削磨削 磨床是精加工機床磨床是精加工機床, , 磨削精磨削精度可達度可達IT6IT6IT4, IT4, 表面粗糙度表面粗糙度RaRa可達可達1.251.250.01m, 0.01m, 甚至可甚至可達達0.10.10.008m.0.008m.往往作為最往往作為最終加工工序終加工工序. .磨削的另一特點是磨削的另一特點是可以對可以對淬硬淬硬的金屬材料進行加的金屬材料進行加工。磨削時工。磨削時, , 產(chǎn)生熱量大產(chǎn)生熱量大, , 需有需有充分的切削液進行冷卻。充分的切削液進行冷卻。1.中心磨削中心磨削(1)縱磨縱磨(2)橫磨橫磨(3)復合磨復合磨2.無心磨削無心磨削(縱磨

8、、橫磨、復合磨縱磨、橫磨、復合磨)外圓表面的磨削外圓表面的磨削縱磨特點：縱磨特點：工件或砂輪需作軸向進給。工件或砂輪需作軸向進給。磨削深度小、磨削接觸面積磨削深度小、磨削接觸面積小，散熱較好，容易得到較高的精度和表面質(zhì)量，因而應(yīng)用廣泛。小，散熱較好，容易得到較高的精度和表面質(zhì)量，因而應(yīng)用廣泛。但由于走刀次數(shù)多，生產(chǎn)效率低，適用于單件小批生產(chǎn)中磨削較長但由于走刀次數(shù)多，生產(chǎn)效率低，適用于單件小批生產(chǎn)中磨削較長的外圓表面。的外圓表面。橫磨橫磨橫磨特點：橫磨特點：砂輪寬度大于磨削寬度。工件不需作軸砂輪寬度大于磨削寬度。工件不需作軸向進給，砂輪相對工件連續(xù)或斷續(xù)地作徑向進給。向進給，砂輪相對工件連續(xù)或

9、斷續(xù)地作徑向進給。橫磨法生產(chǎn)效率高，但加工精度低，表面粗糙度大。主要原因是磨橫磨法生產(chǎn)效率高，但加工精度低，表面粗糙度大。主要原因是磨削時工件與砂輪的接觸面積大，磨削力大，發(fā)熱較多，容易產(chǎn)生磨削時工件與砂輪的接觸面積大，磨削力大，發(fā)熱較多，容易產(chǎn)生磨削燒傷和變形。適用于大批大量生產(chǎn)中磨削剛性較好的工件外圓。削燒傷和變形。適用于大批大量生產(chǎn)中磨削剛性較好的工件外圓。 復合磨復合磨 對于剛性較好的長軸外圓表面，可以先用橫磨法分段粗對于剛性較好的長軸外圓表面，可以先用橫磨法分段粗磨外圓表面的全長，相鄰各段留磨外圓表面的全長，相鄰各段留515mm515mm重合區(qū)域，最后重合區(qū)域，最后用縱磨法進行精磨，

10、此法即為復合磨法。復合磨法兼有橫用縱磨法進行精磨，此法即為復合磨法。復合磨法兼有橫磨法的高生產(chǎn)效率和縱磨法加工質(zhì)量較好的優(yōu)點。磨法的高生產(chǎn)效率和縱磨法加工質(zhì)量較好的優(yōu)點。無心磨削無心磨削加工視頻加工視頻無心磨削特點無心磨削特點1）生產(chǎn)效率較高，省去了打中心孔的工序。同時，由于有導輪和托板全長支撐工件，即使剛度較差的工件也可以用較大的磨削深度進行磨削。2）無心磨削所獲得的外圓表面的尺寸精度和形狀精度較高，表面質(zhì)量也比較好。這是因為沒有中心孔之間誤差的影響，主軸跳動的影響。3）配以適當?shù)淖詣友b卸工件機構(gòu)，容易實現(xiàn)加工過程的自動化。4）工件的外圓表面與其它表面的位置精度較低。5）調(diào)整比較費時，批量小

11、時不宜采用。外圓表面的光整加工外圓表面的光整加工光整加工是從工件表面不切除或切除極薄金屬層，以提高工件表面的尺寸和形狀精度、減小表面粗糙度和提高表面性能為目的的加工方法。加工精度能達到IT6以上，表面粗糙度能達到小于0.2m。外圓表面的光整加工方法有高精度磨削、超精加工、研磨、珩磨及拋光等。(1)高精度磨削高精度磨削 高精度磨削是在普通磨削方法的基礎(chǔ)上：提高砂輪磨粒的等高性 選擇合適的砂輪(材料、粒度、硬度)選擇合適的磨削用量 (磨削速度、進給量、磨削深度)性能良好的切削液 精度和剛度較高的磨床 (2)超精加工超精加工 強烈切削階段強烈切削階段 、正常切削階段、正常切削階段 、微弱切削階段、微

12、弱切削階段 、停止、停止切削階段切削階段 超精加工視頻超精加工視頻(3)研磨研磨 研磨是由游離的磨粒通過研具對工件進行微量切削的過程，其精度可達到亞微米級 研磨視頻研磨視頻1 研磨視頻研磨視頻2研磨劑研磨劑孔加工比外圓加工困難得多，主要是因為：孔加工比外圓加工困難得多，主要是因為：1 1）加工孔的刀具尺寸受被加工孔尺寸的限）加工孔的刀具尺寸受被加工孔尺寸的限制，剛性差，容易產(chǎn)生彎曲變形和振動；制，剛性差，容易產(chǎn)生彎曲變形和振動；2 2）被加工孔的尺寸往往直接取決于刀具的）被加工孔的尺寸往往直接取決于刀具的尺寸，刀具的制造誤差和磨損將直接影響孔的加尺寸，刀具的制造誤差和磨損將直接影響孔的加工精度

13、工精度3 3）加工孔時，切削區(qū)在工件內(nèi)部，排屑及）加工孔時，切削區(qū)在工件內(nèi)部，排屑及散熱條件差，加工精度和表面質(zhì)量都不易控制。散熱條件差，加工精度和表面質(zhì)量都不易控制?？椎募夹g(shù)要求與外圓的技術(shù)要求相似，只不孔的技術(shù)要求與外圓的技術(shù)要求相似，只不過孔的加工精度不易保證，加工成本較高。過孔的加工精度不易保證，加工成本較高。常用的孔加工方法有：常用的孔加工方法有：鉆孔、擴孔和鉸孔，鏜鉆孔、擴孔和鉸孔，鏜孔孔 ，拉孔，拉孔 ，磨孔，磨孔 ，研磨孔，研磨孔 ，珩磨孔，珩磨孔 2.4孔加工孔加工2.4.1鉆孔、擴孔和鉸孔鉆孔、擴孔和鉸孔 鉆削運動構(gòu)成鉆削運動構(gòu)成:鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動為主切削運動，鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動

14、為主切削運動，加工精度較低。加工精度較低?？煞殖摄@頭旋轉(zhuǎn)、工件不動和工件旋轉(zhuǎn)、刀具不動可分成鉆頭旋轉(zhuǎn)、工件不動和工件旋轉(zhuǎn)、刀具不動鉆孔鉆孔鉆孔鉆孔在夾具上進行鉆孔在夾具上進行鉆孔（連桿鉆孔）（連桿鉆孔）鉆孔鉆孔在夾具上進行鉆孔在夾具上進行鉆孔（支架鉆孔）（支架鉆孔）在夾具上進行鉆孔在夾具上進行鉆孔（套筒鉆孔）（套筒鉆孔）二、擴孔二、擴孔 當使用特形狀的擴孔鉆（亦稱锪鉆），锪鉆有三種形式：外錐面锪鉆、內(nèi)錐面锪鉆和平面锪鉆。 三、鉸孔三、鉸孔 鉸孔是孔的精加工方法之一，適用于直徑較小的孔的精加工，在實際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。鉸削過程不完全是一個切削過程，而是切削、刮削、擠壓、燙平和摩擦等綜合作用的結(jié)構(gòu)。

15、鉸削的工藝特點是精度高。由于加工余量小、齒數(shù)多，又有較長的修光刃，鉸孔精度可到IT6IT8，表面粗糙度可到Ra3.20.2m。采用浮動鉸孔時，不能提高孔的位置精度，只能提高尺寸精度和形狀精度。鉸孔的效率較高，費用較低，因此在鉸孔的精加工中應(yīng)用廣泛。2.4.2鏜孔鏜孔鏜孔是用鏜刀對已鉆出孔或毛坯孔作鏜孔是用鏜刀對已鉆出孔或毛坯孔作進一步加工的方法，可分為粗鏜、半精鏜、進一步加工的方法，可分為粗鏜、半精鏜、精鏜和精細鏜（金剛鏜）。精鏜和精細鏜（金剛鏜）。鏜孔視頻鏜孔視頻鏜孔方式鏜孔方式鏜孔方式鏜孔方式鏜孔方式鏜孔方式2.4.3拉孔拉孔 拉孔是在拉床上用拉刀對孔進行精加工的一種方法。拉刀是一種多齒刀

16、具，沿著拉刀運動方向刀齒高度逐漸增加，從而一層層地從工件上切下余量，并獲得較高的尺寸精度和較好的表面質(zhì)量。2.4.3拉孔加工范圍拉孔加工范圍 2.4.4磨孔磨孔 磨孔是精加工孔的一種方法，精度可達IT7，表面粗糙度Ra可達1.60.4m?？椎哪ハ饔袃煞N方式，一種是工件和砂輪均回轉(zhuǎn)；另一種是工件不回轉(zhuǎn)，砂輪作行星式運動。前者用于加工一般孔，后者用于大型工件孔的加工。 研磨孔是孔的一種光整加工方法，精度可達研磨孔是孔的一種光整加工方法，精度可達IT7IT7IT6IT6，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa0.40.40.0250.025 mm，形狀精度也有相應(yīng)的，形狀精度也有相應(yīng)的提高，但不能提高位置精

17、度。提高，但不能提高位置精度。內(nèi)孔研磨分手工研磨和在車床上手工研磨。研磨過內(nèi)孔研磨分手工研磨和在車床上手工研磨。研磨過程中不斷調(diào)整研磨棒直徑，以使工件得到相應(yīng)的尺寸和精程中不斷調(diào)整研磨棒直徑，以使工件得到相應(yīng)的尺寸和精度。度。研磨孔與研磨外圓的機理相同，只是在研具結(jié)構(gòu)上研磨孔與研磨外圓的機理相同，只是在研具結(jié)構(gòu)上有所不同，見表有所不同，見表2-32-3。 2.4.5 研磨孔研磨孔 不開槽式：不可調(diào)研棒，是實心整體圓柱體。剛性好、研不開槽式：不可調(diào)研棒，是實心整體圓柱體。剛性好、研磨精度高磨精度高 。用于精研內(nèi)圓柱面。用于精研內(nèi)圓柱面 整體式：不開槽，開槽整體式：不開槽，開槽開槽式：不可調(diào)研棒，

18、是在實心圓柱體外圓表面上開直開槽式：不可調(diào)研棒，是在實心圓柱體外圓表面上開直槽或螺旋槽或交叉槽，螺旋槽研棒研磨效率高，但研磨槽或螺旋槽或交叉槽，螺旋槽研棒研磨效率高，但研磨表面粗糙度和圓度較差；交叉螺旋槽或十字交叉槽研棒表面粗糙度和圓度較差；交叉螺旋槽或十字交叉槽研棒加工質(zhì)量好、水平研磨開直槽較好；垂直研磨開螺旋槽加工質(zhì)量好、水平研磨開直槽較好；垂直研磨開螺旋槽較好。用于粗研內(nèi)圓柱面。較好。用于粗研內(nèi)圓柱面。 可調(diào)式：可調(diào)式：心棒錐度與研磨套的配合錐度為心棒錐度與研磨套的配合錐度為1:201:50。錐套外。錐套外徑比工件小徑比工件小0.010.02mm，大端壁厚為被研磨孔徑的，大端壁厚為被研磨

19、孔徑的0.1250.8倍，研具長度為開槽式研磨用于粗研被研表面長度的倍，研具長度為開槽式研磨用于粗研被研表面長度的0.71.5倍，其結(jié)構(gòu)有開槽或不開槽兩種倍，其結(jié)構(gòu)有開槽或不開槽兩種 。；不開槽式研磨用于精。；不開槽式研磨用于精研研 可調(diào)式：可調(diào)式可調(diào)式：可調(diào)式 ，簡易可調(diào)式，簡易可調(diào)式 簡易可調(diào)式簡易可調(diào)式 ：中間沿軸向開有一條寬度為：中間沿軸向開有一條寬度為B的槽，用幾的槽，用幾個平頭螺釘調(diào)節(jié)研磨棒的直徑。結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，個平頭螺釘調(diào)節(jié)研磨棒的直徑。結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，但調(diào)整不便，可靠性差，精度差但調(diào)整不便，可靠性差，精度差 。用于研磨精度不高的。用于研磨精度不高的內(nèi)圓柱面內(nèi)圓柱面 盲

20、孔式盲孔式 ：利用螺紋，通過錐度使外徑脹大，研棒的工作：利用螺紋，通過錐度使外徑脹大，研棒的工作部分長度必須大于被研磨孔的長度部分長度必須大于被研磨孔的長度2030mm。錐度為。錐度為1:501:20研磨盲孔由于磨料不易均布，可在外徑開螺研磨盲孔由于磨料不易均布，可在外徑開螺旋槽，或在軸向做反錐。旋槽，或在軸向做反錐。用于研盲孔的內(nèi)圓柱面用于研盲孔的內(nèi)圓柱面 。彈性式彈性式 ：由：由300320HBS的彈簧絲制成，可研孔徑的彈簧絲制成，可研孔徑d為為14mm的小孔的小孔 。用于研一般精度的小孔或母線為用于研一般精度的小孔或母線為曲線的小孔曲線的小孔 。研磨孔視頻研磨孔視頻 珩磨孔是利用安裝于珩

21、磨頭圓周上的珩磨孔是利用安裝于珩磨頭圓周上的油石油石，采用特定結(jié)構(gòu)推，采用特定結(jié)構(gòu)推動油石徑向擴張，直至與工件接觸，并保持一定的壓力，以較低動油石徑向擴張，直至與工件接觸，并保持一定的壓力，以較低的切削速度對孔進行精加工。加工過程中，油石不斷作徑向進給的切削速度對孔進行精加工。加工過程中，油石不斷作徑向進給運動，珩磨頭作旋轉(zhuǎn)和沿孔軸心方向的直線運動，從而實現(xiàn)對孔運動，珩磨頭作旋轉(zhuǎn)和沿孔軸心方向的直線運動，從而實現(xiàn)對孔的低速切削，顯著提高孔的尺寸精度和形狀精度，降低表面粗糙的低速切削，顯著提高孔的尺寸精度和形狀精度，降低表面粗糙度值。度值。 采用珩磨加工孔時，加工精度可達采用珩磨加工孔時，加工精

22、度可達IT7IT7IT6IT6，孔的圓度和圓，孔的圓度和圓柱度誤差可控制在柱度誤差可控制在5 53 3 mm，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa為為0.0250.0250.20.2 mm，加，加工質(zhì)量好，切削效率高。工質(zhì)量好，切削效率高。 珩磨視頻珩磨視頻2.4.6 珩磨孔珩磨孔 圖圖2-222-22所示為圓柱孔珩磨頭的所示為圓柱孔珩磨頭的結(jié)構(gòu)，磨條結(jié)構(gòu)，磨條4 4裝入磨條座裝入磨條座5 5中，砂條座中，砂條座6 6兩端用彈簧箍在磨條座兩端用彈簧箍在磨條座5 5中，旋轉(zhuǎn)螺母中，旋轉(zhuǎn)螺母1 1可推動調(diào)整錐向下運動，通過頂銷可推動調(diào)整錐向下運動，通過頂銷7 7使使珩磨頭直徑擴張。本體通過浮動聯(lián)軸節(jié)珩磨

23、頭直徑擴張。本體通過浮動聯(lián)軸節(jié)與機床主軸相連，因此珩磨精度主要取與機床主軸相連，因此珩磨精度主要取決于珩磨頭的精度。這種珩磨頭結(jié)構(gòu)簡決于珩磨頭的精度。這種珩磨頭結(jié)構(gòu)簡單，但只能手工調(diào)節(jié)珩磨頭直徑，適用單，但只能手工調(diào)節(jié)珩磨頭直徑，適用于單件小批量生產(chǎn)中，在大批量生產(chǎn)中于單件小批量生產(chǎn)中，在大批量生產(chǎn)中常用液壓或氣動裝置自動調(diào)整珩磨頭直常用液壓或氣動裝置自動調(diào)整珩磨頭直徑。徑。2.4.6 珩磨珩磨 研磨與珩磨區(qū)別n研磨： 利用涂敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒，通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對加工表面進行的精整加工（如切削加工）。研磨可用于加工各種金屬和非金屬材料，加工的表面形狀有平面，內(nèi)、外圓

24、柱面和圓錐面，凸、凹球面，螺紋，齒面及其他型面。加工精度可達IT5，表面粗糙度可達Ra0.630.01微米。n珩磨：用鑲嵌在珩磨頭上的油石（又稱珩磨條）對精加工表面進行的精整加工。又稱鏜磨。主要加工直徑5500毫米甚至更大的各種圓柱孔，孔深與孔徑之比可達10或更大。在一定條件下，也可加工平面、外圓面、球面、齒面等。珩磨頭外周鑲有210根長度約為孔長 1334的油石，在珩孔時既旋轉(zhuǎn)運動又往返運動，同時通過珩磨頭中的彈簧或液壓控制而均勻外漲，所以與孔表面的接觸面積較大，加工效率較高。珩磨后 孔的尺寸精度為 IT74 級，表面 粗糙 度可達Ra0.320.04微米。珩磨余量的大小，取決于孔徑和工件材

25、料，一般鑄鐵件為 0.020.15 毫米，鋼件為 0.010.05毫米 。珩磨頭的轉(zhuǎn)速一般為100200轉(zhuǎn)分，往返運動的速度一般為1520米分。為沖去切屑和磨粒，改善表面粗糙度和降低切削區(qū)溫度，操作時常需用大量切削液，如煤油或內(nèi)加少量錠子油，有時也用極壓乳化液。平面是箱體、支架、盤類零件的平面是箱體、支架、盤類零件的主要表面之一，平面加工的主要技術(shù)主要表面之一，平面加工的主要技術(shù)要求包括直線度、平面度、表面粗糙要求包括直線度、平面度、表面粗糙度、表面層物理力學性能以及與其他度、表面層物理力學性能以及與其他平面或孔的位置精度（平行度、垂直平面或孔的位置精度（平行度、垂直度）等。平面加工的常用方法

26、有車、度）等。平面加工的常用方法有車、銑、刨、磨、拉、研磨、刮研及拋光銑、刨、磨、拉、研磨、刮研及拋光等。等。 2.5平面加工平面加工2.5.1銑平面銑平面 銑削加工的特點是銑削加工的特點是, 生產(chǎn)率較高生產(chǎn)率較高. 不連續(xù)切削不連續(xù)切削, 易形易形成沖擊成沖擊, 切削過程容易產(chǎn)生振動切削過程容易產(chǎn)生振動, 表面質(zhì)量較差表面質(zhì)量較差, 也加劇也加劇了刀具的磨損和破損了刀具的磨損和破損, 但是散熱條件較好但是散熱條件較好.主切削運動是刀具的旋轉(zhuǎn)主切削運動是刀具的旋轉(zhuǎn). 按銑床主軸與工件表面間位置關(guān)系不同分為按銑床主軸與工件表面間位置關(guān)系不同分為端銑端銑和和周周銑銑； 按主運動方向與進給運動方向的

27、不同分按主運動方向與進給運動方向的不同分順銑順銑和和逆銑逆銑.2.5.1銑平面銑平面 u工件臺進給絲杠與固定螺母之間一般工件臺進給絲杠與固定螺母之間一般有間隙存在，因此切削力容易引起工件有間隙存在，因此切削力容易引起工件和工作臺一起向前竄動，使進給量突然和工作臺一起向前竄動，使進給量突然增大，引起打刀。增大，引起打刀。u在銑削鑄件或鍛件等表面有硬度的工在銑削鑄件或鍛件等表面有硬度的工件時，順銑刀齒首先接觸工件硬皮，加件時，順銑刀齒首先接觸工件硬皮，加劇了銑刀的磨損。劇了銑刀的磨損。 順銑順銑(動畫演示動畫演示)周銑周銑銑刀主運動方向在加工表面方向的分量與銑刀進銑刀主運動方向在加工表面方向的分量

28、與銑刀進給運動方向相同時給運動方向相同時逆銑逆銑(動畫演示動畫演示)u切削厚度從零開始逐漸切削厚度從零開始逐漸增大增大u切削硬化的已加工表面切削硬化的已加工表面上擠壓滑行加速了刀具上擠壓滑行加速了刀具的磨損的磨損u銑削力將工件上抬，易銑削力將工件上抬，易引起振動引起振動u適于適于切削帶硬皮的工件切削帶硬皮的工件周銑周銑銑刀主運動方向在加工表面方向的銑刀主運動方向在加工表面方向的分量與銑刀進給運動方向相分量與銑刀進給運動方向相反反時時端銑端銑 對稱銑削。對稱銑削。銑刀位于工件加工表面的對稱線上，切入和切出的切削層厚度銑刀位于工件加工表面的對稱線上，切入和切出的切削層厚度相同且最小。常用于銑削淬硬

29、鋼或機床導軌，工件表面粗糙度均勻，刀具耐用度相同且最小。常用于銑削淬硬鋼或機床導軌，工件表面粗糙度均勻，刀具耐用度較高。較高。 不對稱順銑。銑刀以最小切削厚度切入工件，以最大切削厚度切出工件，不對稱順銑。銑刀以最小切削厚度切入工件，以最大切削厚度切出工件，減小了沖擊力而使切削平穩(wěn)，對提高刀具耐用度有利，適合于銑削碳鋼、鑄鐵等減小了沖擊力而使切削平穩(wěn)，對提高刀具耐用度有利，適合于銑削碳鋼、鑄鐵等。 不對稱逆銑。銑刀以最大切削厚度切入工件，以最小切削厚度切出工件，不對稱逆銑。銑刀以最大切削厚度切入工件，以最小切削厚度切出工件，雖然有一定沖擊力，但金屬粘刀量小，適合銑削冷硬性材料和不銹鋼、耐熱合金雖

30、然有一定沖擊力，但金屬粘刀量小，適合銑削冷硬性材料和不銹鋼、耐熱合金等。等。 銑削的加工精度一般可達銑削的加工精度一般可達IT8IT8IT7, IT7, 表面粗糙度為表面粗糙度為6.36.31.6m. 1.6m. 數(shù)控銑床可以實現(xiàn)幾軸聯(lián)動數(shù)控銑床可以實現(xiàn)幾軸聯(lián)動, , 銑出復雜曲銑出復雜曲面來面來. . 立式銑床加工立式銑床加工 數(shù)控銑視頻數(shù)控銑視頻 2.5.2 2.5.2 刨平面刨平面 運動構(gòu)成運動構(gòu)成: :刀具的往復直線運動為切削主運動，生刀具的往復直線運動為切削主運動，生產(chǎn)率較低。產(chǎn)率較低。刨削比銑削平穩(wěn)刨削比銑削平穩(wěn), , 其加工精度一般可達其加工精度一般可達IT8IT8IT7, IT

31、7, 表面粗糙度為表面粗糙度為Ra6.3Ra6.31.6m, 1.6m, 精刨平面度可精刨平面度可達達0.02/1000, 0.02/1000, 表面粗糙度為表面粗糙度為0.80.80.4m.0.4m. 數(shù)控銑數(shù)控銑刨削視頻刨削視頻存在空行程和沖擊，生產(chǎn)效率較低。刨削加工精度一般可達存在空行程和沖擊，生產(chǎn)效率較低。刨削加工精度一般可達IT8IT7，表，表面粗糙度面粗糙度Ra6.31.6 m。具有較高的直線度，特別適合加工狹長的平面（如。具有較高的直線度，特別適合加工狹長的平面（如機床導軌、箱體平面等）。機床導軌、箱體平面等）。2.5.2刨削2.5.3磨平面磨平面 平面磨削是平面的精加工方法之一

32、，可以平面磨削是平面的精加工方法之一，可以得到較高的加工精度和表面質(zhì)量。得到較高的加工精度和表面質(zhì)量。 磨削平面磨削平面2.5.4刮研平面刮研平面 n刮研是利用刮刀在工件表面上刮去很薄一刮研是利用刮刀在工件表面上刮去很薄一層金屬的光整加工方法，一般是在精刨之后層金屬的光整加工方法，一般是在精刨之后進行的。刮研可以得到很高的表面質(zhì)量，表進行的。刮研可以得到很高的表面質(zhì)量，表面粗糙度可達面粗糙度可達Ra1.60.4m。平面直線度可達。平面直線度可達0.01mm/m，甚至可達，甚至可達0.0050.0025mm/m。n刮研由于生產(chǎn)率低、勞動強度大，故常用刮研由于生產(chǎn)率低、勞動強度大，故常用于單件、小

33、批生產(chǎn)和修理車間，加工未淬火于單件、小批生產(chǎn)和修理車間，加工未淬火的、要求高的固定連接面、導向面等。的、要求高的固定連接面、導向面等。2.6成形表面加工成形表面加工 1)回轉(zhuǎn)成形面 由一條母線繞以固定軸線旋轉(zhuǎn)而成。2)直線成形面 由一條直母線沿一條曲線平移而形成的曲面. 3)立體成形面 零件各個剖面具有不同的輪廓形狀。 2.6.1用成形刀具加工用成形刀具加工兩種方法兩種方法: :成形法和展成法成形法和展成法( (又稱范成法又稱范成法) )；2.6.1用成形刀具加工用成形刀具加工齒輪加工齒輪加工在滾齒機上滾切斜齒圓柱齒輪時，由展成運動和在滾齒機上滾切斜齒圓柱齒輪時，由展成運動和差動運動組成差動運

34、動組成齒輪加工齒輪加工插齒加工常見齒面加工：插齒、銑齒、滾齒齒輪加工齒輪加工銑齒加工滾齒加工2.6.2仿形加工仿形加工 仿形加工是利用仿形裝置，根據(jù)樣板或樣件的表面控制簡單刀具做一定軌跡的運動，從而復制出相應(yīng)的成形表面，亦即模仿樣板或樣件來進行加工。仿形裝置有機械仿形、液壓仿形、電氣仿形等（表2-5）。 2.6.2仿形加工仿形加工 機械仿形機械仿形結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單，但靠模壓力但靠模壓力大，樣板容大，樣板容易磨損，仿易磨損，仿形精度和效形精度和效率低，一般率低，一般只用于臥式只用于臥式車床改裝，車床改裝，型面角較小型面角較小的工件的工件 2.6.2仿形加工仿形加工 液壓仿形液壓仿形液壓仿形裝液

35、壓仿形裝置的體積小置的體積小、質(zhì)量小、質(zhì)量小、慣性小、運慣性小、運動平穩(wěn)、工動平穩(wěn)、工作可靠、應(yīng)作可靠、應(yīng)用較多用較多 主要方法主要方法: :仿形銑、數(shù)控銑、特種加工方法仿形銑、數(shù)控銑、特種加工方法2.6.2仿形加工仿形加工 仿形銑仿形銑: :必須有原型作為必須有原型作為靠模，加工中球頭仿形頭靠模，加工中球頭仿形頭始終以一定壓力接觸原型始終以一定壓力接觸原型曲面。曲面。 仿形頭的運動變換為仿形頭的運動變換為電感量，信號經(jīng)過放大控電感量，信號經(jīng)過放大控制銑床運動，形成刀頭沿制銑床運動，形成刀頭沿曲面運動的軌跡。曲面運動的軌跡。2.6.2仿形加工仿形加工 數(shù)控銑數(shù)控銑: :曲面是通過球頭銑刀逐點按

36、曲面坐標值曲面是通過球頭銑刀逐點按曲面坐標值加工而成。在編制數(shù)控程序時，要考慮刀具半加工而成。在編制數(shù)控程序時，要考慮刀具半徑補償。徑補償。2.6.2仿形加工仿形加工 1能加工輪廓形狀復雜或可用數(shù)學模型描述的零件，如殼體零能加工輪廓形狀復雜或可用數(shù)學模型描述的零件，如殼體零件內(nèi)腔中的成形面，螺旋槳及自由曲面等。件內(nèi)腔中的成形面，螺旋槳及自由曲面等。2能加工超精零件。例如在高精密的數(shù)控機床上，可加工出幾能加工超精零件。例如在高精密的數(shù)控機床上，可加工出幾何輪廓精度達何輪廓精度達0.1m，表面粗糙度，表面粗糙度Ra0.02m的零件。的零件。3一次裝夾定位后，可進行多道工序加工。在加工中心機床上一次

37、裝夾定位后，可進行多道工序加工。在加工中心機床上可方便地實現(xiàn)對箱體類零件進行鉆孔、擴孔、鏜孔及攻螺紋、可方便地實現(xiàn)對箱體類零件進行鉆孔、擴孔、鏜孔及攻螺紋、銑端面等多道工序的加工，從保證表面之間較高的位置精度。銑端面等多道工序的加工，從保證表面之間較高的位置精度。 2.7數(shù)控加工特點數(shù)控加工特點 數(shù)控加工數(shù)控加工1 數(shù)控加工數(shù)控加工2 數(shù)控換刀數(shù)控換刀 4一臺數(shù)控機床可同時加工兩個或多個相同的零件，也可同時一臺數(shù)控機床可同時加工兩個或多個相同的零件，也可同時加工多工序的不同零件。加工多工序的不同零件。5數(shù)控機床加工的自動化程度很高，除刀具的進給運動外，對數(shù)控機床加工的自動化程度很高，除刀具的進

38、給運動外，對零件的裝夾、刀具的更換、切屑的排除等項工作均能自動完零件的裝夾、刀具的更換、切屑的排除等項工作均能自動完成。同時，由于其加工過程多為封閉式，故能極大地減輕操成。同時，由于其加工過程多為封閉式，故能極大地減輕操作者的勞動強度和緊張程度。作者的勞動強度和緊張程度。6在數(shù)控機床上加工零件，一般可省去前期劃線、中間檢驗等在數(shù)控機床上加工零件，一般可省去前期劃線、中間檢驗等工作，通常還可省去復雜的工裝，減少零件的安裝、調(diào)整等工作，通常還可省去復雜的工裝，減少零件的安裝、調(diào)整等工作，故能明顯縮短加工的準備時間，提高生產(chǎn)率。工作，故能明顯縮短加工的準備時間，提高生產(chǎn)率。 2.7數(shù)控加工特點數(shù)控加

39、工特點 2.82.8特種加工特種加工特種加工方法特種加工方法區(qū)別區(qū)別于傳統(tǒng)切削加工方法，而是利用化學、于傳統(tǒng)切削加工方法，而是利用化學、物理物理( (電、聲、光、熱、磁電、聲、光、熱、磁) )或電化學方法對工件材料進或電化學方法對工件材料進行去除的一系列加工方法的總稱。行去除的一系列加工方法的總稱。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍: :具有高硬度、高強度、高脆性或高熔點的各具有高硬度、高強度、高脆性或高熔點的各種難加工材料零件的加工，具有較低剛度或復雜曲面形種難加工材料零件的加工，具有較低剛度或復雜曲面形狀的特殊零件的加工等。狀的特殊零件的加工等。主要技術(shù)主要技術(shù): :電火花加工、電解加工、激光加工、超聲波電

40、火花加工、電解加工、激光加工、超聲波加工。加工。2.8.1 2.8.1 特種加工概述特種加工概述特種加工技術(shù)與常規(guī)的機械加工方法主要區(qū)別體特種加工技術(shù)與常規(guī)的機械加工方法主要區(qū)別體現(xiàn)在：現(xiàn)在： 能量密度高，能加工常規(guī)切削方法難以加工的能量密度高，能加工常規(guī)切削方法難以加工的材料。材料。 非機械接觸加工，加工時間短、工件受力受熱非機械接觸加工，加工時間短、工件受力受熱小、工件不易變形。小、工件不易變形。 加工能量容易控制，可進行微細零件的精密加加工能量容易控制，可進行微細零件的精密加工。工。 無切屑或僅有粉末狀切削，易于自動處理。無切屑或僅有粉末狀切削，易于自動處理。 加工過程易于實現(xiàn)自動化。加

41、工過程易于實現(xiàn)自動化。 2.8.22.8.2電火花加工電火花加工原理原理：電火花加工是利用工具電極和工件電極：電火花加工是利用工具電極和工件電極間瞬時火花放電所產(chǎn)生的高溫，熔蝕工件材料間瞬時火花放電所產(chǎn)生的高溫，熔蝕工件材料來獲得工件成形的來獲得工件成形的分類分類：電火花：電火花成形成形加工機床；電火花加工機床；電火花線切割線切割機機床床電火花成形加工電火花成形加工 工件1與工具電極4分別連接脈沖電源2的兩輸出端。自動進給調(diào)節(jié)裝置3使工具和工件間經(jīng)常保持很小的放電間隙，當脈沖電壓加至兩極時會擊穿介質(zhì)，局部產(chǎn)生放電火花，瞬時高溫使工件熔蝕掉部分金屬 電火花加工視頻電火花加工視頻電火花線切割加工電

42、火花線切割加工 電火花線切割加工視頻電火花線切割加工視頻電火花加工工藝特點電火花加工工藝特點電火花加工時工具不與工件直接接觸，沒有切削力作用，對機床加工系統(tǒng)的剛度要求不高；可加工任何導電材料的工件，不受工件材料強度、硬度、脆性和韌性的影響，為耐熱鋼、淬火鋼、硬質(zhì)合金等難加工材料的加工提供了有效的加工手段。電火花加工中一組配好的電參數(shù)，如電壓、電流、頻率、脈寬等稱為電規(guī)準。電規(guī)準通常分粗規(guī)準和精規(guī)準，以適應(yīng)不同的加工要求。電火花加工的應(yīng)用范圍很廣，可加工各種型孔、曲線孔、微小孔及各種曲面型腔，還可用于切割、刻字和表面強化等 2.8.3 2.8.3 電解加工電解加工原理原理：電解加工是利用金屬在電

43、解液中產(chǎn)生陽極溶解的：電解加工是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽極溶解的電化學原理對工件進行成形加工的一種方法；電化學原理對工件進行成形加工的一種方法；電解加工視頻電解加工視頻主要特點主要特點：n工作電壓小工作電壓小, ,工作電流大；工作電流大；n能以簡單的進給運動一次加工出形狀復雜的型面或型腔；能以簡單的進給運動一次加工出形狀復雜的型面或型腔；n可加工難加工材料；可加工難加工材料；n生產(chǎn)率較高生產(chǎn)率較高, ,約為電火花加工的約為電火花加工的5 51010倍；倍；n加工中無機械切削力或切削熱，適于易變形或薄壁零件加工中無機械切削力或切削熱，適于易變形或薄壁零件的加工；的加工；n平均加工公差可達平均加工

44、公差可達0.1mm0.1mm左右左右2.8.3 2.8.3 電解加工電解加工n附屬設(shè)備多附屬設(shè)備多, ,占地面積大占地面積大, ,造價高；造價高；n電解液既腐蝕機床電解液既腐蝕機床, ,又容易污染環(huán)境。又容易污染環(huán)境。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍：電解加工主要用于加工型孔、型腔、復雜型：電解加工主要用于加工型孔、型腔、復雜型面、小直徑深孔、膛線以及進行去毛刺、刻印等；面、小直徑深孔、膛線以及進行去毛刺、刻印等；2.8.3 2.8.3 電解加工電解加工2.8.42.8.4激光加工激光加工原理原理: :利用激光的能量密度高、方向性好、單色性好、利用激光的能量密度高、方向性好、單色性好、相干性好的特點相干性好的

45、特點, ,通過光學系統(tǒng)聚焦成一個極小的光斑通過光學系統(tǒng)聚焦成一個極小的光斑, ,從而獲得極高的能量密度和極高的溫度從而獲得極高的能量密度和極高的溫度, ,使堅硬的材料使堅硬的材料瞬時急劇熔化和蒸發(fā)瞬時急劇熔化和蒸發(fā), ,并產(chǎn)生強烈的沖擊波并產(chǎn)生強烈的沖擊波, ,使熔化的物使熔化的物質(zhì)爆炸式地噴射去除質(zhì)爆炸式地噴射去除; ;激光加工視頻激光加工視頻1激光加工視頻激光加工視頻2特點特點: : 不需要加工工具不需要加工工具; ; 幾乎對任何難加工的金屬和非金屬材料都可以加工幾乎對任何難加工的金屬和非金屬材料都可以加工; ; 非接觸加工，工件非接觸加工，工件無受力變形無受力變形; ; 激光打孔、切割的

46、速度激光打孔、切割的速度很高很高, ,加工部位周圍的材料加工部位周圍的材料幾乎不受切削熱的影響，幾乎不受切削熱的影響，工件工件, ,熱變形很小。熱變形很小。2.8.42.8.4激光加工激光加工2.8.5 2.8.5 電子束加工電子束加工 1. 加工原理加工原理 電子束加工是在真空條件下，利用聚焦后電子束加工是在真空條件下，利用聚焦后能量密度極高（能量密度極高（106109W/cm2）的電子束，）的電子束，以極高的速度沖擊到工件表面的極小位置上，以極高的速度沖擊到工件表面的極小位置上，在極短的時間內(nèi)（幾分之一微秒）內(nèi)，這些在極短的時間內(nèi)（幾分之一微秒）內(nèi)，這些極高的能量大部分轉(zhuǎn)化為熱能，而此時被

47、加極高的能量大部分轉(zhuǎn)化為熱能，而此時被加工的位置達到幾千度的高溫，從而引起材料工的位置達到幾千度的高溫，從而引起材料局部的熔化和氣化，被真空系統(tǒng)帶走。局部的熔化和氣化，被真空系統(tǒng)帶走。 2. 工藝特點電子束加工屬于精密加工方法。電子束加工屬于精密加工方法。屬于非接觸式加工，不產(chǎn)生屬于非接觸式加工，不產(chǎn)生接觸應(yīng)力和變形。接觸應(yīng)力和變形。由于能量密度高，相比其他特種由于能量密度高，相比其他特種加工方法加工效率高。加工方法加工效率高。 通過對電子束的位置、強度和通過對電子束的位置、強度和聚焦等參數(shù)的控制，易于實現(xiàn)加聚焦等參數(shù)的控制，易于實現(xiàn)加工過程的自動化。工過程的自動化。 由于是在真空中進行加工，因此特別適由于是在真空中進行加工，因此特別適合加工易氧化金屬和合金，以及對加合加工易氧化金屬和合金，以及對加工環(huán)境要求較高的工件。工環(huán)境要求較高的工件。 由于是在真空中進行加工，設(shè)備造價由于是在真空中進行加工，設(shè)備造價高，其工藝成本相對較高。高，其工藝成本相對較高。 3. 3. 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 電子束廣泛應(yīng)用于