第01章 機械加工方法

1、第一節(jié)第一節(jié) 零件的成形方法零件的成形方法第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法第一章第一章 機械加工方法機械加工方法第一節(jié)第一節(jié) 零件的成形方法零件的成形方法 一、產(chǎn)品的制造過程一、產(chǎn)品的制造過程 產(chǎn)品的制造過程實際上包括了零件、部件、整機的制造。部件和整機的制造一般是一個裝配的過程。 企業(yè)組織產(chǎn)品的生產(chǎn)可以有多種模式。 1) 生產(chǎn)全部零部件、組裝機器。 2) 生產(chǎn)一部分關(guān)鍵的零部件，其余的由其它企業(yè)供應(yīng)。 3) 完全不生產(chǎn)零部件，自己只負責(zé)設(shè)計及銷售。 二、零件的制造方法二、零件的制造方法 零件的制造實際上是獲取具有一定幾何特性和物理、化學(xué)、力學(xué)性能的零件的過程，使零件具有一定幾何形狀的工

2、藝方法。 按照由原材料或毛坯制造成為零件過程中，其質(zhì)量m的變化可分為： ( (一一)m0)m0的制造的制造 m0主要指切削加工，在制造過程中材料逐漸被切除而獲得幾何形狀。 切削加工是通過工件和刀具之間的相對運動及相互力的作用下實現(xiàn)的。 切削過程中，有力、熱、變形、振動、磨損等現(xiàn)象發(fā)生。這些現(xiàn)象的綜合決定了零件最終獲得的幾何形狀及加工質(zhì)量。 正確選擇機床、刀具、夾具、加工方法及切削用量是關(guān)鍵。 另外還有一些特種加工技術(shù)也屬于m0)m0的制造的制造 快速成型(Rapid Prototyping)技術(shù)，又稱為材料累加法制造(Material 1ncress Manufacturing，MIM)，就是

3、m0的情況。 快速制造出來的原型可供設(shè)計評估、投標(biāo)或樣件展示。成為加速新產(chǎn)品開發(fā)及實現(xiàn)并行工程的有效技術(shù) 1.光固化法SL法(Stereo1ithography) 2.疊層制造法LOM法(Laminated Object Manufacturing) 3.激光選區(qū)燒結(jié)法SLS法(Selective Laser Sinering) 4. 熔積法FDM法(Fused Deposition Modeling) 第一章 機械加工方法 第一節(jié) 零件的成形方法 第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法 一、車削一、車削 在車床上進行，工件旋轉(zhuǎn)作主運動，車刀作進給運動的切削加工方法稱為車削加工。 一般普通車床

4、，刀具的進給運動為直線運動。 仿形車床或數(shù)控車床上，可以控制刀具沿著一條曲線進給，則形成一特定的旋轉(zhuǎn)曲面。第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法 采用成型車刀橫向進給，也可加工出旋轉(zhuǎn)曲面來。 車削的應(yīng)用 主要是加工各種回轉(zhuǎn)表面 車削的工藝特點 1)易于保證工件各加工面的位置精度 2)切削過程比較平穩(wěn)、生產(chǎn)率高 3)車刀結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用范圍廣 4)車削加工的工件材料種類多 第一章第一章 機械加工方法機械加工方法 第一節(jié) 零件的成形方法 第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法 一、車削 二、銑削二、銑削 二、銑削二、銑削 在銑床上進行，銑刀旋轉(zhuǎn)作主運動，工件作進給運動的切削加工方法稱為銑削加工。 1

5、. 銑削方式銑削方式 (1)周銑周銑 用圓柱銑刀的圓周刀齒加工平面稱為周銑。 周銑有逆銑和順銑兩種方式。 1)1)逆銑逆銑 在切削部位刀齒的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進給方向相反。銑削時每齒ac從零漸增到最大后切出。 2)2)順銑順銑 在切削部位刀齒的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進給方向相同。銑削時每齒ac從最大逐漸減小到零。 逆銑時： 刀刃開始切削時在已加工表面上擠壓滑行，加速了刀具的磨損，加工表面質(zhì)量下降 銑削力將工件上抬，易引起振動。 順銑時： 避免了刀齒滑動，減小了磨損，銑刀耐用度大大提高，工件表面粗糙度也有所降低。 切削力容易引起工件和工作臺一起向前竄動，使進給量突然增大，容易引起振動和打刀。 在銑削鑄件

6、或鍛件等工件時，順銑加劇了銑刀的磨損。 實際銑削時常采用逆銑逆銑，只有在具有消除絲杠螺母間隙裝置的銑床以及加工表面沒有硬皮時才使用順銑順銑。 (2)(2)端銑端銑 用銑刀的端面刀齒加工平面。 2. 銑削的工藝特點銑削的工藝特點 1) 生產(chǎn)率高 2) 切削過程不平穩(wěn) 3) 刀齒冷卻條件較好 4) 加工成本較高 3. 銑削的應(yīng)用銑削的應(yīng)用 普通銑削一般只能加工平面，用成形銑刀也可以加工出特定的曲面。 數(shù)控銑床可以銑出復(fù)雜曲面 如加上附件“分度頭”、“圓形工作臺”、“鏜桿”等，銑削還可以加工齒輪、凸輪、鏜孔等。 第一章第一章 機械加工方法機械加工方法 第一節(jié) 零件的成形方法 第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方

7、法機械加工方法 一、車削 二、銑削 三、刨削、插削三、刨削、插削 三、刨削、插削三、刨削、插削 用刨刀對工件作水平水平相對直線直線往復(fù)運動的切削加工方法稱為刨削加工。 1. 刨削的工藝特點刨削的工藝特點 1) 刨床、刨刀簡單 2) 生產(chǎn)率一般較低，刨削比銑削平穩(wěn)。 3) 加工精度中等。 2. 刨削的應(yīng)用刨削的應(yīng)用 刨削主要用于加工各種平面、溝槽、斜面。 多適用于單件小批量生產(chǎn)；在狹長平面狹長平面加工時有其特殊的優(yōu)點。 用插刀對工件作垂直垂直相對直線直線往復(fù)運動的切削加工方法稱為插削加工插削加工。 主要用來加工鍵槽等內(nèi)表面。插齒機的插刀與轉(zhuǎn)動的工件形成范成運動用于加工齒輪的漸開線齒面。 第一章第

8、一章 機械加工方法機械加工方法 第一節(jié) 零件的成形方法 第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法 一、車削 二、銑削 三、刨削、插削 四、磨削四、磨削 四、磨削四、磨削 用砂輪或其它磨具以較高的線速度對工件表面進行加工的方法稱為磨削加工。 1. 1. 磨削過程的實質(zhì)磨削過程的實質(zhì) 磨削也是一種切削加工。其主運動是砂輪的旋轉(zhuǎn)。砂輪上的每個磨粒都可以看成一個微小刀齒，磨削過程的實質(zhì)是切切削、刻劃和摩擦拋光削、刻劃和摩擦拋光的綜合作用過程。 2. 2. 磨削的工藝特點磨削的工藝特點 磨削是以很大的負前角切削 (1)加工精度高及表面粗糙度值小 (2)徑向磨削分力(背向力Fp)較大 光磨：工件磨到接近最后

9、尺寸時不再吃刀的磨削。 (3) 磨削溫度高，表面變形強化和殘余應(yīng)力嚴(yán)重 (4) 砂輪有自銳作用 磨鈍的磨粒脫落，露出一層新的磨粒，這就是砂輪的“自銳性”。 第一章第一章 機械加工方法機械加工方法 第一節(jié) 零件的成形方法 一、產(chǎn)品的制造過程 二、零件的制造方法 第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法 一、車削 二、銑削 三、刨削、插削 四、磨削四、磨削 3. 3. 磨削的應(yīng)用磨削的應(yīng)用 磨削加工一般常用于半精加工和精加工。 利用不同類型的磨床可分別磨削外圓、內(nèi)孔、平面、溝槽、成形面。 磨削可以加工的工件材料范圍很廣，特別是淬硬淬硬的金屬材料。但不宜加工塑性較大的有色合金工件。 第一章第一章 機械

10、加工方法機械加工方法 第一節(jié) 零件的成形方法 第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法 一、車削 二、銑削 三、刨削、插削 四、磨削 五、鉆削與鏜削五、鉆削與鏜削 五、鉆削與鏜削五、鉆削與鏜削 ( (一一) )鉆孔鉆孔 用鉆頭在實體材料上加工孔的方法。是在實體材料上打孔的唯一機械加工方法。 1. 1. 鉆孔的工藝特點鉆孔的工藝特點 1) 鉆頭容易引偏 2) 易出現(xiàn)孔徑擴大現(xiàn)象 3) 排屑困難 4) 切削熱不易傳散 2. 鉆孔的應(yīng)用鉆孔的應(yīng)用 鉆孔是最常用的孔加工方法之一， 一般加工直徑D50， 屬于粗加工。 (二二)擴孔擴孔 擴孔是用擴孔鉆對工件上的已有孔的直徑進行擴大的一種加工方法。 1. 擴

11、孔的工藝特點擴孔的工藝特點 1) 容易排屑，切屑不易刮傷已加工表面。 2) 切削比較穩(wěn)定，可校正原孔的軸線歪斜及圓度誤差。 3) 可以采用較大的進給量 2. 擴孔的應(yīng)用擴孔的應(yīng)用 擴孔為孔的一種半精加工方法。 ( (三三) )鉸孔鉸孔 用鉸刀在未淬硬工件孔壁上切除微量金屬層，以提高工件尺寸精度和降低表面粗糙度的方法稱為鉸孔。 1.1.鉸孔的工藝特點鉸孔的工藝特點 1) 加工質(zhì)量較高 2) 一定直徑的鉸刀只能加工一種直徑和尺寸公差等級的孔。 3) 鉸孔只能保證孔本身的精度，而不能校正原孔軸線的偏斜及孔與其他相關(guān)表面的位置誤差。 4) 生產(chǎn)率高，尺寸一致性好。 2.2.鉸孔的應(yīng)用鉸孔的應(yīng)用 孔的一

12、種精加工方法 鉸孔的適應(yīng)性差。 鉸削適用于加工鋼、鑄鐵和有色金屬材料，但不能加工硬度很高的材料。 ( (四四) )锪孔锪孔 用锪鉆(或代用工具)加工平底和錐面沉孔的方法稱為锪孔。一般在鉆床上進行。 ( (五五) )鏜削加工鏜削加工 鏜刀旋轉(zhuǎn)作主運動，工件或鏜刀作進給運動的切削加工方法稱為鏜削加工。 2. 鏜孔的特點鏜孔的特點 1) 適應(yīng)性廣，靈活性大。 2) 能校正原有孔的軸線歪斜與位置誤差。 3) 對操作者技術(shù)要求較高。 4) 生產(chǎn)率較低，且不易保證穩(wěn)定的加工精度 3鏜孔的應(yīng)用鏜孔的應(yīng)用 鏜孔特別適合于單件小批生產(chǎn)中對復(fù)雜的大型工件上的孔系進行加工。 對于直徑較大的孔(直徑大于80mm)、內(nèi)

13、成形表面、孔內(nèi)環(huán)槽等，鏜孔是唯一合適的加工方法。 不適宜細長孔的加工。 第一章第一章 機械加工方法機械加工方法 第一節(jié) 零件的成形方法 第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法 一、車削 二、銑削 三、刨削、插削 四、磨削 五、鉆削與鏜削 六、齒面加工六、齒面加工 機床一般為普通銑床，刀具為成形銑刀，需要兩個簡單成形運動：刀具的旋轉(zhuǎn)運動B1和直線移動A2。 用成形法加工齒形的方法有：用齒輪銑刀銑齒；用成形砂輪磨齒；用齒輪拉刀拉齒等。 六、齒面加工六、齒面加工 齒輪齒面加工方法可分為兩大類： ( (一一) )成形法成形法 成形法的特點：成形法的特點：所用刀具的切削刃形狀與被切齒輪齒槽的形狀相同。

14、(1) 銑齒的加工精度較低。 (2) 銑齒的生產(chǎn)率低 (3)銑齒加工不會出現(xiàn)根切現(xiàn)象 (4) 設(shè)備簡便、費用低，刀具成本低。 成形法的應(yīng)用：成形法的應(yīng)用： 可加工直、斜齒輪、錐齒輪、齒條。適用于加工齒數(shù)少于14的齒輪。 適于單件、小批生產(chǎn)和修配工作中，沒有專用設(shè)備的小廠。 ( (二二) ) 展成法展成法 應(yīng)用齒輪嚙合的原理，其加工出來的齒形輪廓是刀具切削刃運動軌跡的包絡(luò)線。 展成法加工齒形的方法有：插齒、滾齒、剃齒、磨齒、珩齒等。 用展成法加工齒面時，必須有展成運動，由滾刀的旋轉(zhuǎn)運動B11和工件的旋轉(zhuǎn)運動B12組成的。 滾齒的特點：滾齒的特點：主運動是滾刀的旋轉(zhuǎn) 1) 加工精度高 2) 刀具通

15、用性好 3) 生產(chǎn)率高 滾齒的應(yīng)用：滾齒的應(yīng)用： 使用范圍廣泛。能滾切直齒圓柱齒輪，斜齒圓柱齒輪、蝸輪等。一般不能加工內(nèi)齒輪、人字齒輪和相距太近的多聯(lián)齒輪。 插齒的特點插齒的特點：插齒的主運動是刀具的直線往復(fù) 1)插齒的齒面粗糙度值較小。 2)插齒所達到的齒形精度高于滾齒，運動精度不如滾齒。 3)刀具通用性好 4) 插齒的生產(chǎn)率低于滾齒。 插齒的應(yīng)用插齒的應(yīng)用 插齒能加工用滾刀難以加工的內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪、扇形齒輪和齒條，但加工斜齒圓柱齒輪不如滾齒方便。 第一章第一章 機械加工方法機械加工方法 第一節(jié) 零件的成形方法 第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法 一、車削 二、銑削 三、刨削、插削 四

16、、磨削 五、鉆削與鏜削 六、齒面加工 七、復(fù)雜曲面加工七、復(fù)雜曲面加工 七、復(fù)雜曲面加工七、復(fù)雜曲面加工 三維曲面的切削加工，主要采用仿形銑仿形銑和數(shù)數(shù)控銑控銑的方法或特種加工特種加工方法。 仿形銑必須有原型作為靠模。加工中球頭仿形頭始終以一定壓力接觸原型曲面。 原型一般可采用工件樣件、手工制作或快速成型(RP)技術(shù)制造。 加工的誤差取決于原型精度、靠模壓力、切削用量及曲面本身的復(fù)雜程度。 在數(shù)控銑床或加工中心上加工時，數(shù)控系統(tǒng)控制球頭銑刀逐點按曲面坐標(biāo)值加工而成。 關(guān)鍵是曲面加工數(shù)控程序的編制 第一章第一章 機械加工方法機械加工方法 第一節(jié) 零件的成形方法 第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工

17、方法 一、車削 二、銑削 三、刨削、插削 四、磨削 五、鉆削與鏜削 六、齒面加工 七、復(fù)雜曲面加工 八、特種加工八、特種加工 八、特種加工八、特種加工 特種加工方法是為完成傳統(tǒng)的切削加工方法和加工系統(tǒng)難以勝任的制造任務(wù)。 特種加工方法是指區(qū)別于傳統(tǒng)切削加工方法，而利用化學(xué)、物理(電、聲、光、熱、磁)或電化學(xué)方法對工件材料進行加工的一系列加工方法的總稱。 ( (一一) )電火花加工電火花加工 電火花(電脈沖)加工是利用陽板與陰板之間瞬時火花放電所產(chǎn)生的高溫熔蝕工件表面材料來實現(xiàn)加工的。 電火花加工在專用的電火花加工機床上進行。脈沖電源自動進給機構(gòu)工作液的循環(huán)過濾系統(tǒng) 電火花加工必須具備下述條件：

18、 (1)要把電極和工件放入絕緣液體中； (2)使電極與工件之間距離充分變??； (3)使兩者間發(fā)生短時間的脈沖放電； (4)多次重復(fù)這種火花放電。 電火花加工機床分成兩種類型： 一種是用特殊形狀的電極工具加工相應(yīng)工件的電火花成形加工成形加工機床； 另一種是用線(一般為鉬絲、鎢絲或銅絲)電極加工二維輪廓形狀工件的電火花線切割線切割機床。 第一章第一章 機械加工方法機械加工方法 第一節(jié) 零件的成形方法 第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法 一、車削 二、銑削 三、刨削、插削 四、磨削 五、鉆削與鏜削 六、齒面加工 七、復(fù)雜曲面加工 八、特種加工八、特種加工 ( (一一) )電火花加工電火花加工 電

19、火花加工的主要特點是： (1)電火花加工的應(yīng)用范圍很廣 (2)加工時無顯著的切削力 (3)可以在同一臺機床上連續(xù)進行粗、半精、精加工 (4)工具電極本身的耗損是不可避免的，因而勢必引起加工形狀的逐漸變化。 可對硬、脆、韌、軟和高熔點的導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體及非導(dǎo)電材料進行加工。 可以對復(fù)雜形狀的內(nèi)輪廓表面進行加工； 適于精密微細加工 在模具制造中有特殊的作用。 ( (二二) )電解加工電解加工 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(xué)原理對工件進行成形加工的一種方法。 電解加工具有以下特點： 1)工作電壓低(624V)，工作電流大(50020000A)； 2)能以簡單的進給運動一次加工出形狀復(fù)雜的型面或型腔(如鍛模、葉片等)； 3)可加工難加工材料； 4)生產(chǎn)率較高，約為電火花加工的510倍； 5)加工中無機械切削力或切削熱； 6)加工表面質(zhì)量好 7)加工尺寸精度不太高； 8)工具電極損耗小，可長期使用。 9)附屬設(shè)備多，占地面積大，造價高； 10)電解液既腐蝕機床，又容易污染環(huán)境。 電解加工主要用于加工型孔、型腔、復(fù)雜型面、以及進行去毛刺、刻印等。 適合于生產(chǎn)批量較大。 單件、小批生產(chǎn)中使用不經(jīng)濟 只