《機械制造基礎(chǔ)》第2版 課件 第10章 常用金屬切削機床與刀具

Chapter常用金屬切削機床與刀具10第10章

常用金屬切削機床與刀具案例導(dǎo)入圖10-1減速器傳動軸零件圖第10章

常用金屬切削機床與刀具

初步分析

該傳動軸的材料為40Cr，且為小批量生產(chǎn)。其支承軸頸M、N是傳動軸的裝配基準，尺寸精度為IT6。毛坯可選為圓棒料。

可以在車削成形之后，再進行磨削加工。

除了車削和磨削外，還有多種切削加工方法可供選用。各種切削加工方法的特點、所用機床和刀具10.1車削加工在車床上進行的切削加工稱為車削加工，主要用來加工各種回轉(zhuǎn)表面及端面10.1車削加工普通臥式車床的組成車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應(yīng)的加工。

臥式車床主要加工軸類和直徑不太大的盤、套類零件，故采用臥式布局。主軸水平安裝，刀具在水平面內(nèi)作縱、橫向進給運動，CA6140型臥式車床如圖10-3所示。

1.普通臥式車床的結(jié)構(gòu)刀架：夾持車刀尾座：在尾座套筒內(nèi)安裝頂尖，可支承工件床身：連接各主要部件并保證各部件之間有正確的相對位置床腿

光杠：實現(xiàn)縱向或橫向自動進給

絲杠：將進給運動傳給溜板箱，完成螺紋車削溜板箱：將光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)檐嚨兜目v向或橫向的直線移動進給箱：將運動傳至光杠或絲杠主軸箱：支承主軸部件

掛輪床腿

10-4普通臥式車床傳動系統(tǒng)方框圖2.傳動系統(tǒng)的基本概念機床的三個基本組成部分：

運動源：為執(zhí)行件提供動力和運動的裝置，如電動機。

傳動裝置：傳遞動力和運動的裝置。

執(zhí)行件：執(zhí)行機床運動的部件，如主軸、刀架。

使執(zhí)行件和動力源以及兩個相關(guān)的執(zhí)行件保持運動聯(lián)系的一系列順序排行的傳動件，稱為傳動鏈。傳動鏈外聯(lián)系傳動鏈沒有嚴格的傳動比要求內(nèi)聯(lián)系傳動鏈有嚴格的傳動比要求3.CA6140型車床的傳動系統(tǒng)圖10-7為CA6140型車床的傳動系統(tǒng)圖。其傳動系統(tǒng)有主運動和進給運動兩條傳動鏈。（1）實現(xiàn)主運動的主傳動鏈主傳動鏈的兩端執(zhí)行件為電動機和主軸，沒有嚴格的傳動比要求，屬于外聯(lián)系傳動鏈。置換齒輪主軸箱絲杠光杠拖板箱進給箱帶傳動帶傳動進給箱主軸箱絲杠尾座拖板箱置換齒輪光杠⑵進給運動的傳動鏈兩端執(zhí)行件是主軸和刀架。進給運動傳動鏈縱向進給傳動鏈外聯(lián)系傳動鏈橫向進給傳動鏈車螺紋傳動鏈內(nèi)聯(lián)系傳動鏈10.1車削加工車削的工藝特點1.工藝范圍廣2.切削過程比較平穩(wěn)3.易于保證工件各加工表面之間的位置精度4.刀具簡單5.加工精度范圍大車削加工具有自身的特點，歸納如下：（適于工件的粗加工、半精加工和精加工。)(加工各種回轉(zhuǎn)表面及回轉(zhuǎn)體的端面或更為復(fù)雜的零件。)（單刃刀）10.1車削加工車刀的結(jié)構(gòu)、種類和應(yīng)用圖10-5常用車刀及用途按用途不同，車刀可分為:

外圓車刀端面車刀內(nèi)孔車刀切斷刀

螺紋車刀

成型車刀10.1車削加工車刀的結(jié)構(gòu)、種類和應(yīng)用車刀結(jié)構(gòu)簡單，是生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛的一種刀具。它可以在普通車床、轉(zhuǎn)塔車床、立式車床、自動與半自動車床上完成工件的外圓、內(nèi)孔、端面、切槽或切斷以及部分內(nèi)外成形面等的加工1按用途分類（1）外圓車刀

用于粗車或精車外回轉(zhuǎn)表面(圓柱面或圓錐面)。

寬刃精車刀Ⅰ:切削刃寬度大于進給量，可以獲得表面粗糙度較低的已加工表面，但由于其副偏角為90°，徑向力較大，易振動，故不適用于工藝系統(tǒng)剛度低的場合。

ffnⅠⅡⅢⅣⅤ

直頭外圓車刀Ⅱ:結(jié)構(gòu)簡單，制造較為方便，通用性差，一般僅適用于車削外圓。

90°偏刀Ⅲ:由于主偏角為90°，徑向力較小，故適用于加工階梯軸或細長軸零件的外圓面和肩面。

彎頭車刀IV:不僅可車削外圓，還可車削端面及倒角，通用性較好。一般主、副偏角均做成45°。（2）端面車刀

端面車刀專門用于車削垂直于軸線的平面。一般端面車刀都從外緣向中心進給[圖(a)]，這樣便于在切削時測量工件已加工面的長度。若端面上已有孔，則可采用由工件中心向外緣進給的方法[圖(b)]，這種進給方法可使工件表面粗糙度降低。注意：端面車刀的主偏角一般不要大于90°，否則易引起“扎刀”現(xiàn)象，使加工出的工件端面內(nèi)凹[圖(c)]。（3）

內(nèi)孔車刀I用于車削通孔

Ⅱ用于車削盲孔

Ⅲ用于切割凹槽和倒角內(nèi)孔車刀的工作條件較外圓車刀差。這是由于內(nèi)孔車刀的刀桿懸伸長度和刀桿截面尺寸都受孔的尺寸限制，當?shù)稐U伸出較長而截面較小時，剛度低，容易引起振動。fffn內(nèi)孔車刀（4）切斷刀和切槽刀

切斷刀:用于從棒料上切下已加工好的零件，或切斷較小直徑的棒料，也可以切窄槽。按刀頭與刀身的相對位置，可以分為對稱和不對稱（左偏和右偏）兩種。

切斷刀(a)左偏(b)對稱（c）右偏(a)(b)(c)nf

按結(jié)構(gòu)不同，車刀大致可分為整體式高速鋼車刀、焊接式硬質(zhì)合金車刀和機械夾固式硬質(zhì)合金車刀（又分為機夾可重磨式車刀和可轉(zhuǎn)位式機夾車刀）。2.按結(jié)構(gòu)分類⑴整體式車刀

是車刀的切削部分與夾持部分用同一種材料做成，尺寸不大的高速鋼車刀常用這種結(jié)構(gòu)，截面為正方形或矩形，使用時可根據(jù)不同的用途進行刃磨；整體車刀耗用刀具材料較多，一般只用做切槽、切斷使用。⑵硬質(zhì)合金焊接車刀

焊接式車刀是將一定形狀的硬質(zhì)合金刀片和刀桿通過釬焊連接而成。硬質(zhì)合金焊接式車刀其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，刀具剛性好，使用較靈活，故目前在我國應(yīng)用仍較為廣泛。機夾可重磨式車刀是用機械夾固的方法將刀片固定在刀桿上，由刀片、刀墊、刀桿和夾緊機構(gòu)等組成。如圖10-9所示。12345圖10-6上壓式機夾車刀

1—刀桿；2—刀片；3—壓板；4—螺釘；5—調(diào)整螺釘1234圖10-7可轉(zhuǎn)位機夾車刀l—刀墊；2—刀片；3—夾固元件；4—刀桿⑶機夾車刀機夾車刀是用機械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上使用的車刀。根據(jù)使用情況不同分為機夾重磨車刀和機夾可轉(zhuǎn)位車刀。可轉(zhuǎn)位機夾刀具，是一種把可轉(zhuǎn)位刀片用機械夾固的方法裝夾在特制的刀桿上使用的刀具，如圖10-10所示。10.1車削加工其他車床加工

在生產(chǎn)上，除臥式車床（普通車床）以外，常用的還有、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、落地車床、自動車床、數(shù)控車床等。單柱式和雙柱式

一般用于加工直徑大，長度短且質(zhì)量較大的工件。立式車床的工作臺的臺面是水平面

，主軸的軸心線垂直于臺面，工件的矯正，裝夾比較方便，工件和工作臺的重量均勻地作用在工作臺下面的圓導(dǎo)軌上。

1.立式車床立式車床動畫

立式車床63

（2）轉(zhuǎn)塔車床轉(zhuǎn)塔刀架前刀架轉(zhuǎn)塔車床

除了由前刀架外，還有一個轉(zhuǎn)塔刀架

。轉(zhuǎn)塔刀架由六個裝刀位置，可以沿床身導(dǎo)軌做縱向進給。每一個刀位加工完畢后，轉(zhuǎn)塔刀架快速返回，轉(zhuǎn)動60°，更換到下一個刀位進行加工。適用范圍：成批加工形狀復(fù)雜的盤套類零件。動畫

轉(zhuǎn)塔車床57（3）落地車床

落地車床沒有床身，它主要用于車削大型工件端面，適用于直徑大、長度短、質(zhì)量較小的盤、環(huán)、薄壁筒形工件的車內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、切槽、切斷等的切削加工。如加上輔助裝置也可車螺紋、磨削、仿形加工等。動畫

落地車床6710.2鉆削、鏜削加工鉆削加工鉆削加工是用鉆頭或擴孔鉆等在鉆床上加工孔的方法。在鉆床上可以鉆中心孔、鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋、锪孔和锪平面等，如圖10-14所示。鉆削時，工件固定不動，刀具作旋轉(zhuǎn)主運動并沿軸向移動作進給運動。根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)的不同，鉆床可分為臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、深孔鉆床以及中心孔鉆床等。鉆床的主參數(shù)一般為最大鉆孔直徑。1.鉆床的分類

(1)臺式鉆床（bench-typedrillingmachine）

簡介特點適用范圍

簡稱臺鉆。一種小型立式鉆床，最大鉆孔直徑為12～15毫米，安裝在鉗工臺上使用，多為手動進鉆，常用來加工小型工件的小孔等。

臺式鉆床簡稱臺鉆，是一種體積小巧，操作簡便，通常安裝在專用工作臺上使用的小型孔加工機床。臺式鉆床鉆孔直徑一般在13毫米以下，最大不超過16毫米。其主軸變速一般通過改變?nèi)菐г谒蛶л喩系奈恢脕韺崿F(xiàn)，主軸進給靠手動操作。

臺式鉆床主要作中小型零件鉆孔、擴孔、絞孔、攻螺紋、刮平面等技工車間和機床修配車間使用，與國內(nèi)外同類型機床比較，具有馬力小、剛度高、精度高，剛性好，操作方便，易于維護的特點。

主要適用于一般機械制造業(yè)，在單件、成批生產(chǎn)中或維修工作中對小型零件進行纂孔加工(2)立式鉆床（verticaldrillingmachine）

工作臺和主軸箱可以在立柱上垂直移動，用于加工中小型工件。立式鉆床主軸豎直布置且中心位置固定的鉆床,簡稱立鉆。常用于機械制造和修配工廠加工中、小型工件的孔。簡介特點適用范圍

加工前，須先調(diào)整工件在工作臺上的位置，使被加工孔中心線對準刀具軸線。加工時，工件固定不動，主軸在套筒中旋轉(zhuǎn)并與套筒一起作軸向進給。工作臺和主軸箱可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整位置，以適應(yīng)不同高度的工件。1、可實現(xiàn)立、臥銑兩種加工功能。2、立式主軸套筒具有手動和微動兩種進給。3、工作臺導(dǎo)軌副超音頻淬火后磨削。4、工作臺分三種機動進給方式：A型為三向；C型為單向；D型為兩向。主要適用于機械制造和維修部門中的單件、小批生產(chǎn)，對中小型零件進行鉆孔、擴孔、鉸孔、锪孔及攻螺紋等加工(3)搖臂鉆床（radialdrillingmachine）

主軸箱能在搖臂上移動，搖臂能回轉(zhuǎn)和升降，工件固定不動，適用于加工大而重和多孔的工件，廣泛應(yīng)用于機械制造中。

主軸箱可在搖臂上左右移動，并隨搖臂繞立柱回轉(zhuǎn)±180º搖臂還可沿外柱上下升降，以適應(yīng)加工不同高度的工件。較小的工件可安裝在工作臺上，較大的工件可直接放在底座或地面上。搖臂鉆床的主要變型有滑座式和萬向式兩種。此外，還有車式、壁式和數(shù)字控制搖臂鉆床等。簡介特點適用范圍

液壓搖臂鉆主要特點：

1．采用液壓預(yù)選變速機構(gòu)，可節(jié)省輔助時間

2．主軸正反轉(zhuǎn)、停車（制動）、變速、空擋等動作，用一個手柄控制，操縱輕便

3．主軸箱、搖臂、內(nèi)外柱采用液壓驅(qū)動的菱形塊夾緊機構(gòu)，夾緊可靠

4．搖臂上導(dǎo)軌、主軸套筒及內(nèi)外柱回轉(zhuǎn)滾道等處均進行淬火處理，可延長使用壽命

5．主軸箱的移動除手動外，還能機動

6．有完善的安全保護裝置和外柱防護及自動潤滑裝置

機械搖臂鉆床主要特點：

1，雙速電機

2，單手柄變速

3，聯(lián)鎖夾緊

4，機械電氣雙重保險

5，開門斷電，急停按鈕

適用于各種零件的鉆孔、擴孔、鉸孔、锪孔及攻螺紋等加工，在配備工藝裝備的條件下也可鏜孔2.鉆頭麻花鉆扁鉆深孔鉆中心鉆種類鉆頭：麻花鉆（1）類型直柄＜Φ12錐柄＞Φ12外形鉆頭：麻花鉆（2）各部名稱及作用工作部分導(dǎo)向部分切削部分切削部分導(dǎo)向部分頸部柄部柄部扁尾鉆頭：麻花鉆（2）各部名稱及作用鉆頭：麻花鉆①切削部分：起主要的切削工作。

1-前刀面

2、8-副切削刃

3、7-主切削刃

4、6-后刀面

5-橫刃

9-副后刀面俗稱由5刃6面組成。（2）各部名稱及作用鉆頭：麻花鉆②導(dǎo)向部分：導(dǎo)向排屑

注入冷卻液備磨孔壁③工作部分：切削部分和導(dǎo)向部分的總稱。鉆頭：麻花鉆（2）各部名稱及作用④頸部：連接柄部和工作部分，是磨削鉆頭外圓的退刀槽，并刻有廠標、鉆頭規(guī)格和材料標記。⑤柄部：鉆頭的加持部位，傳遞鉆孔時所需的轉(zhuǎn)矩和軸向力。直柄靠鉆夾頭固定；錐柄靠錐部間的摩擦力固定；麻花鉆的缺陷⑴麻花鉆主切削刃上各點處的前角變化很大。⑵鉆頭橫刃過長，橫刃的前角是很大的負值，達-55°～-60°，從而將產(chǎn)生很大的軸向力。⑶鉆削加工過程是全封閉加工。與其他類型的切削刀具相比，標準麻花鉆的主切削刃很長，不利于分屑與斷屑。3.鉆削：

(1)、鉆孔（IT12-IT11、Ra25-6.3μm）在實心材料上加工孔方式稱為鉆孔

(2)、擴孔（IT10-IT9、Ra6.3-3.2μm

）用擴孔鉆對已鑄出、鍛出或鉆出的孔進一步加工的方法稱為擴孔

(3)、鉸孔（

IT8-IT6、Ra1.6-0.4μm

）采用鉸刀對未淬硬的工件進行的一種精加工方法稱為鉸孔。

(4)、锪孔在已加工出的孔上加工圓柱形沉頭孔、錐形沉頭孔和凸臺端面

定義：用鉆頭在實體材料上加工孔的操作叫鉆孔。

(1)鉆孔麻花鉆鉆孔的方法找正和引導(dǎo)方式：單件小批：按劃線位置鉆孔。批量生產(chǎn)：采用專用鉆床夾具利用鉆套引導(dǎo)。鉆深孔當孔的深度超過孔徑三倍時，鉆孔時要經(jīng)常退出鉆頭及時排屑和冷卻。在硬材料上鉆孔鉆孔速度不能過高，手動進給量要均勻，特別是孔將要鉆透時，應(yīng)注意適當降低速度和進給量。鉆削較大的孔當鉆孔直徑較大（通常＞30mm）時，應(yīng)分兩次鉆削。鉆高塑性材料上的孔在塑性好、韌性高的材料上鉆孔時，斷屑常成為影響加工的突出問題?？赏ㄟ^降低切削速度、提高進給量及時退出鉆頭排屑和冷卻等措施加以改善。在斜面上鉆孔易使鉆頭引偏，造成孔軸線歪斜?？上蕊脸銎矫婧笤龠M行鉆孔），或采用特殊鉆套來引導(dǎo)鉆頭。

(1)鉆孔用擴孔鉆對工件上已有孔進行擴大的加工。精度：IT10~IT9，Ra=3.2擴孔時切削深度：αp=(D-d)/2常作為孔的半精加工及鉸孔前的預(yù)加工。

(2)擴孔定義：特點：①、齒數(shù)較多（一般3～4個齒），導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)；②、切削刃不必由外緣一直到中心，沒有橫刃，可避免橫刃對切削的不良影響；③、鉆心粗，剛性好，可選擇較大的切削用量(進給量一般為鉆孔的1.5~2倍，切削速度約為鉆孔的1/2)。

(2)擴孔定義：用鉸刀對已有孔進行精加工的過程。

(3)鉸孔特點：①、加工精度：IT9～IT7，表面粗糙度：Ra=1.6～0.2um。②、刀齒數(shù)多（6～12個），制造精度高；具有修光部分，可以用來校準孔徑、修光孔壁；③、刀體強度和剛性較好（容屑槽淺，芯部直徑大）；故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)；④、鉸孔的余量小切削力較??；鉸孔時的切速度較低，產(chǎn)生的切削熱較少。

(3)鉸孔鉸刀各部名稱：由工作部分、頸部和柄部3個部分組成。

(3)鉸孔鉸刀各部名稱：①、工作部分：切削部分和校準部分組成。切削部分：切削作用；校準部分：導(dǎo)向、修光孔壁外形為倒錐鉸刀齒為4~8齒，一般偶數(shù)制造②、頸部為磨制鉸刀時供退刀用，也用來刻印商標和規(guī)格。

(3)鉸孔鉸刀各部名稱：③、頸部為磨制鉸刀時供退刀用，也用來刻印商標和規(guī)格。

柄部用來裝夾和傳遞轉(zhuǎn)矩：直柄

錐柄

直柄帶方榫

前兩種用于機用鉸刀，后一種用于手鉸刀。

(3)鉸孔定義：用锪鉆在孔口表面锪出一定形狀的孔或表面的加工方法稱為锪孔。锪孔的應(yīng)用（a）锪圓柱形孔（b）锪錐形孔（c）锪孔口和凸臺平面

(4)锪孔锪鉆的種類用途：1、柱形锪鉆：锪圓柱形埋頭孔；2、錐形锪鉆：锪錐形埋頭孔（60°、75°、90°、120°）；3、端面锪鉆：锪平孔囗端面；

(4)锪孔锪孔工作要點：①、锪孔時，進給量為鉆孔的2～3倍，切削速度為鉆孔的1/3～1/2（精锪，可用慣性锪孔）；

②、盡量選用較短的鉆頭來改磨锪鉆，并注意修磨前面，減小前角，以防扎刀、振動；③、锪鋼件時，應(yīng)在導(dǎo)柱和切削表面加切削液。

(4)锪孔10.2鉆削、鏜削加工鏜削加工在鏜床上進行的切削加工稱為鏜削加工。它可以鏜削單孔或孔系，锪、銑平面，鏜盲孔及鏜端面等10.2鉆削、鏜削加工鏜削加工1.鏜床鏜床是用來加工尺寸較大、精度要求較高的孔的機床，特別適用于加工分布在零件不同位置上的相互位置精度要求較高的孔系。通常對鑄、鍛、鉆的孔作進一步加工。鏜床臥式鏜床：應(yīng)用最多、性能最廣的一種鏜床，適用于單件小批生產(chǎn)和修理車間。落地鏜床和落地鏜銑床：特點是工件固定在落地平臺上，適宜于加工尺寸和重量較大的工件,用于重型機械制造廠。金剛（精）鏜床:使用金剛石或硬質(zhì)合金刀具，以很小的進給量和很高的切削速度鏜削精度較高、表面粗糙度較小的孔，主要用于大批量生產(chǎn)中。坐標鏜床：具有精密的坐標定位裝置，適于加工形狀、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，還可用以進行劃線、坐標測量和刻度等工作，用于工具車間和中小批量生產(chǎn)中。臥式鏜床落地鏜床深孔鉆鏜床臥式鏜床——廣泛使用于各種常規(guī)精度的單件或小批量的孔加工。臥式鏜床有鏜軸、平旋盤的旋轉(zhuǎn)運動2個主運動；有鏜軸的軸向運動、平旋盤刀具溜板的徑向進給運動、主軸箱的垂直進給運動、工作臺的縱向和橫向進給運動及圓周轉(zhuǎn)動等6個進給運動。10.2鉆削、鏜削加工鏜削加工2.鏜刀鏜刀是指在鏜床上用以鏜孔的刀具。鏜刀可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。⑴單刃鏜刀單刃鏜刀切削部位與普通車刀相似，刀體較小，安裝在鏜桿的孔中，根據(jù)被加工孔孔徑大小，通過手工操縱，用螺釘固定刀頭的位置，如圖10-26所示。刀頭與鏜桿軸線垂直可鏜通孔，傾斜安裝可鏜盲孔。

雙刃鏜刀就是鏜刀的兩端有一對對稱的切削刃同時參與切削，切削時可以消除徑向切削力對鏜桿的影響，工件孔徑的尺寸精度由鏜刀來保證。雙刃鏜刀分為固定式和浮動式兩種。

固定式鏜刀塊及其安裝如圖10-27所示。（2）雙刃鏜刀浮動式鏜刀結(jié)構(gòu)如圖10-28所示。其鏜刀塊以間隙配合裝入鏜桿的方孔中，無需夾緊，而是靠切削時作用于兩側(cè)切削刃上的切削力來自動平衡定位，因而能自動補償由于鏜刀塊安裝誤差和鏜桿徑向圓跳動所產(chǎn)生的加工誤差。用該鏜刀加工出的孔徑精度可達IT7～IT6表面粗糙度Ra為1.6～0.4μm。缺點是無法糾正孔的直線度誤差和相互位置誤差。10.2鉆削、鏜削加工鏜削加工3.鏜削

⑴鏜削直徑不大的孔將鏜刀安裝在鏜軸上旋轉(zhuǎn)，工作臺不移動，鏜軸兼作軸向進給運動，如圖10-20a)所示。每完成一次進給運動，主軸退回起點位置后再調(diào)節(jié)背吃刀量繼續(xù)加工，直至加工完畢。鏜削深度靠調(diào)節(jié)鏜刀伸出長度來確定。⑵鏜削不深的大孔

在平旋盤溜板上裝上刀架與鏜刀，平旋盤轉(zhuǎn)動，刀架溜板帶動鏜刀切入所需深度后，工作臺帶動工件作縱向進給運動，如圖10-20b)所示。⑶加工孔邊的端面

如圖10-20c)所示，把刀具裝在平旋盤的刀架上，由平旋盤帶動刀具旋轉(zhuǎn)，同時刀架在刀架溜板的帶動下沿平旋盤徑向進給。⑷鏜削螺紋

安裝在特制刀架上的螺紋鏜刀隨鏜軸帶動旋轉(zhuǎn)，工作臺沿床身按刀具每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)移動一個導(dǎo)程的規(guī)律作進給運動鏜出螺紋。當加工不長的外螺紋時，應(yīng)在每一行程結(jié)束時，將特制刀架沿其溜板方向按需要移動一定距離，就可控制每一行程的背吃刀量，如圖10-20g)所示。鏜內(nèi)螺紋也可將另一特制刀裝在鏜桿上，鏜桿既轉(zhuǎn)動，又按要求作軸向進給，如圖10-20h)所示。10.2鉆削、鏜削加工鉆削、鏜削的工藝特點對比圖10-20鏜削工藝范圍10.3刨削、插削、拉削加工刨削加工在刨床上用刨刀進行切削加工稱為刨削加工。刨削可以加工平面、平行面、垂直面、臺階、溝漕、斜面、曲面等，如圖10-25所示。圖10-25刨削加工范圍10.3刨削、插削、拉削加工刨削加工1.刨床

刨床主要分為牛頭刨床、龍門刨床兩大類。

這兩類刨床的切削運動形式是正好相反的，圖10-26為在牛頭刨床和龍門刨床上刨削平面時的切削運動。

在牛頭刨床上主運動為刀具的直線往復(fù)運動，在龍門刨床上主運動為工件的直線往復(fù)運動。圖10-26刨削運動a)在牛頭刨床上刨削平面

b)在龍門刨床上刨削平面牛頭刨床是滑枕帶著刨刀，作直線往復(fù)運動的刨床，因滑枕前端的刀架形似牛頭而得名。牛頭刨床主要用于單件小批生產(chǎn)中刨削中小型工件上的平面、成形面和溝槽。中小型牛頭刨床的主運動大多采用曲柄搖桿機構(gòu)傳動，故滑枕的移動速度是不均勻的。大型牛頭刨床多采用液壓傳動，滑枕基本上是勻速運動?；淼姆祷匦谐趟俣却笥诠ぷ餍谐趟俣取；韼е俚?，作直線往復(fù)運動的刨床。

(1)牛頭刨床龍門刨床主要用于加工大型或重型的零件上的各種平面、溝槽和各種導(dǎo)軌面，也可以在工作臺上一次裝夾數(shù)個中小型工件進行多件加工。龍門刨床的工作臺帶著工件通過門式框架作直線往復(fù)運動，空行程速度大于工作行程速度。而進給運動則是刨刀的橫向或垂直間歇運動，這剛好與牛頭刨床的運動相反。

(2)龍門刨床10.3刨削、插削、拉削加工刨削加工2.刨刀

刨刀的結(jié)構(gòu)、幾何形狀均與車刀相似。刨刀切入和切出工件時的沖擊大，易發(fā)生“崩刃”和“扎刀”現(xiàn)象，因而刨刀刀桿截面比較粗大，以增加刀桿的剛性，常見的刨刀如圖10-29所示。圖10-29常用刨刀種類a)平面刨刀b)偏刀c)角度偏刀d)切刀e)彎切刀f)切槽刀10.3刨削、插削、拉削加工刨削加工3.刨削加工的工藝特點與應(yīng)用主運動為直線往復(fù)運動，在空行程時作間歇進給運動。刀具的切削角不變生產(chǎn)成本較低、生產(chǎn)效率較低加工精度通常為IT9~IT7，表面粗糙度Ra12.5~1.6μm；采用寬刃刀精刨時，加工精度可達IT6，表面粗糙度Ra值可達0.8~0.2μm牛頭刨床主要適于各種小型工件的單件、小批量生產(chǎn)。大型工件的平面、V形槽、T形槽和燕尾槽或窄長的導(dǎo)軌面等適合于在龍門刨床上加工。其生產(chǎn)效率和加工精度均比牛頭刨床高。10.3刨削、插削、拉削加工插削加工

插削加工是指在插床上用插刀加工工件的方法。插削加工與刨削加工基本相同，只是插削是在插床上沿鉛直方向進行，可視為“立式刨床”加工。插削主要用于單件、小批量生產(chǎn)中加工工件的內(nèi)表面，如方孔、長方孔、各種多邊形孔、孔內(nèi)鍵槽等，如圖10-30所示。圖10-30插削的主要內(nèi)容a)插鍵槽b)插方孔c)插多邊形孔d)插花鍵孔1.插床插床的外形和組成部分如圖10-31所示。插刀隨滑枕在垂直方向上的直線往復(fù)運動是主運動，工件沿縱向橫向及圓周三個方向分別所作的間歇運動是進給運動。插床的主參數(shù)是最大插削長度。10.3刨削、插削、拉削加工插削加工圖10-31插床2.插刀

插刀屬于單刃刀具。與刨刀相比，插刀的前面與后面位置對調(diào)，為了避免刀桿與工件已加工表面碰撞，其主切削刃偏離刀桿正面。常用插刀有尖刃插刀和平刃插刀等，如圖10-32所示。尖刃插刀主要用于粗插或插多邊形孔，平刃插刀主要用于精插或插直角溝槽及多邊形孔。10.3刨削、插削、拉削加工插削加工圖10-32插刀a)尖刃插刀（尖刀）b)平刃插刀（切刀）10.3刨削、插削、拉削加工拉削加工在拉床上用拉刀加工稱為拉削加工，也可認為是刨削加工的進一步發(fā)展。拉削的加工范圍很廣，可拉削各種形狀的內(nèi)外表面，如圖10-33所示。拉削加工是只有主運動，而沒有專門的進給運動。拉削只能提高工件加工表面的尺寸精度和表面粗糙度而不能改善工件各加工面的相互位置精度。圖10-33拉削的典型表面形狀10.3刨削、插削、拉削加工拉刀拉刀是一種多齒精加工刀具。拉削時后一刀齒(或后一組刀齒)的齒高高于(或齒寬等于)前一刀齒(或前一組刀齒)，從而能依次地從工件上切下很薄的金屬層，以獲得精度高、表面質(zhì)量好的工件表面。

根據(jù)加工表面位置不同，可將拉刀分為內(nèi)拉刀與外拉刀兩個大類。10.3刨削、插削、拉削加工拉刀圖10-35圓孔拉刀結(jié)構(gòu)柄部——用于將拉刀裝夾在拉床的夾頭中以傳送運動和拉力。

頸部——用于連接頭部與刀體，一般在頸部上刻印拉刀的標記。過渡錐——使前導(dǎo)部能順利進入初孔(工件上予先加工的孔)，起對準中心的作用。⑵拉刀的結(jié)構(gòu)81前導(dǎo)部——起引導(dǎo)作用，防止拉刀進入工件孔后發(fā)生歪斜，并可檢查拉削孔徑是否符合要求。切削部——它擔負主要的切削工作，其刀齒尺寸逐漸增大，又分為粗切齒與精切齒兩部分。有的拉刀在粗切齒與精切齒之間還有過渡齒。校準部——用于校準與修光被切削表面，起到提高工件加工精度和表面質(zhì)量的作用。其刀齒尺寸不變。當切削部分的刀齒經(jīng)過刃磨尺寸變小后，前幾個校準齒依次變成切削齒，所以校準齒還具有精切齒的后備作用。后導(dǎo)部——它能在拉削終了前保持拉刀的后幾個刀齒與工件間具有正確的相對位置，防止工件偏斜。10.3刨削、插削、拉削加工拉刀⑵拉刀的結(jié)構(gòu)10.4銑削與齒形加工銑削加工圖10-36銑削加工的應(yīng)用a)圓柱銑刀銑平面

b)套式銑刀銑臺階面c)三面刃銑刀銑直角槽

d)端銑刀銑平面e)立銑刀銑凹平面

f)鋸片銑刀切斷g)凸半圓銑刀銑凹圓弧面h)凹半圓銑刀銑凸圓弧面i)齒輪銑刀銑齒輪j)角度銑刀銑V形槽

k)燕尾槽銑刀銑燕尾槽l)T形槽銑刀銑T形槽m)鍵槽銑刀銑鍵槽

n)半圓鍵槽銑刀銑半圓鍵槽

o)角度銑刀銑螺旋槽在銑床上利用銑刀的旋轉(zhuǎn)和工件的移動對工件進行切削加工，稱為銑削加工。

銑削時銑刀回轉(zhuǎn)運動是主運動，工件作直線或曲線運動，是進給運動。銑削的加工范圍很廣，如圖10-36所示，用不同類型的銑刀可以加工平面、斜面、垂直面、各種溝槽和成形面等。10.4銑削與齒形加工銑削加工1.銑床

銑床的種類：臥式及立式升降臺銑床、工具銑床、龍門銑床、仿形銑床、儀表銑床和床身銑床等。

最基本類型為升降臺式銑床和龍門銑床，應(yīng)用普遍的為臥式升降臺銑床。

（1）臥式升降臺銑床臥式升降臺銑床的主軸是水平的，如圖10-37所示，床身1固定在底座8上，內(nèi)裝主運動的變速、操縱等機構(gòu)和主軸3。升降臺7沿床身垂直導(dǎo)軌升降，床鞍6在升降臺7上橫向運動，工作臺5在床鞍上作縱向進給運動。升降臺、工作臺和床鞍可快速移動。故固定在工作臺上的工件可在相互垂直的三個方向中的任一方向?qū)崿F(xiàn)進給運動或調(diào)整位移。銑刀安裝在主軸3上，銑刀旋轉(zhuǎn)作為主運動。圖10-37臥式升降臺銑床1－床身2－懸梁3－主軸4－刀桿支架5－工作臺6－床鞍7－升降臺8－底座

（2）立式升降臺銑床立式升降臺銑床的主軸是垂直布置的，如圖10-38所示。立式升降臺銑床的立銑頭在垂直平面內(nèi)可以向右或向左在±45°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)角度，以擴大工藝范圍。臥式升降臺銑床和立式升降臺銑床適用于單件及成批生產(chǎn)。圖10-38立式升降臺銑床1－銑頭2－主軸3－工作臺4－床鞍5－升降臺

（3）床身式銑床

床身式銑床的工作臺不作升降運動，故又稱工作臺不升降式銑床。機床的豎直運動由安裝在立柱上的主軸箱完成。這樣作可以提高機床剛度，以便采用較大的切削用量。這類機床常用于加工中等尺寸的零件。

這類銑床的工作臺有圓形和矩形兩類。右圖為雙端面圓形工作臺銑床，主要用于粗銑和半精銑頂平面。雙端面圓形工作臺銑床1－主軸箱2－立柱3－回轉(zhuǎn)工作臺4－滑座5－床身

（4）龍門銑床龍門銑床是一種大型高效通用銑床，主要用于加工各類大型工件上的平面、溝槽等。可以對工件進行粗銑、半精銑，也可以進行精銑。圖10-39所示是龍門銑床的外形。龍門銑床可用多個銑頭同時加工一個工件的幾個面或同時加工幾個工件，所以生產(chǎn)率很高，在成批和大量生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。圖10-39龍門銑床1－工作臺2、9－臥銑頭3－橫梁4、8－立銑頭5、7－立柱6－頂梁10－床身10.4銑削與齒形加工銑削加工2.銑刀銑刀種類按其用途可分為加工平面用銑刀、加工溝槽用銑刀、加工成形面用銑刀三大類。通用規(guī)格的銑刀已標準化，一般均由專業(yè)工具廠生產(chǎn)。

（1）加工平面用銑刀a)b)圖10-40圓柱銑刀a)整體式b)鑲齒式

（1）加工平面用銑刀a)

b)c)圖10-41面銑刀a)整體式刀片b)焊接式硬質(zhì)合金刀片c)機械夾固式可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片1－刀體2－定位座3－定位座夾板4－刀片夾板

（2）加工溝槽用銑刀

圖10-42立銑刀a)b)c)圖10-43三面刃銑刀a)直齒三面刃b)錯齒三面刃c)鑲齒三面刃銑刀立銑刀圓柱面上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃沒有通過中心，是副切削刃。工作時不宜作軸向進給運動。注意

（3）加工成形面用銑刀-角度銑刀圖10-44角度銑刀a)單角度銑刀b）雙角度銑刀10.4銑削與齒形加工銑削加工3.銑削的工藝特點⑶容易產(chǎn)生振動銑刀的刀齒切入和切出工件時會產(chǎn)生沖擊，并將同時引起銑刀的工作齒數(shù)的增減和銑削時每個刀齒的切削厚度的變化，這必然要引起切削力和切削面積的變化，因此銑削過程不平穩(wěn)，容易產(chǎn)生沖擊和振動，甚至可能引起硬質(zhì)合金刀片的碎裂。限制了銑削加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的進一步提高。⑵生產(chǎn)率較高銑削時，銑刀有幾個刀齒同時參加切削，總的切削寬度較大。銑削的主運動是銑刀的旋轉(zhuǎn)，有利于高速銑削，所以銑削的生產(chǎn)率一般比刨削高。⑴刀齒散熱條件較好銑刀是多齒刀具，銑刀刀齒在切離工件的一段時間內(nèi)，可以得到一定的冷卻，散熱條件較好。10.4銑削與齒形加工銑削加工4.銑削方式

銑削方式是指銑削時銑刀相對于工件的運動和位置關(guān)系。它對銑刀壽命、工件表面粗糙度、銑削過程平穩(wěn)性及生產(chǎn)率都有較大的影響。

銑平面時根據(jù)所用銑刀的類型（切削刃在銑刀上的分布：圓柱面和端平面）不同，可分為圓周銑削（周銑）和端面銑削（端銑）兩種方式。a）圓周銑削b）端面銑削

（1）周銑和端銑圓周銑削（周銑）端面銑削（端銑）用銑刀圓周上的切削刃來銑削工件，銑刀的回轉(zhuǎn)軸線與被加工表面平行。用銑刀端面上的切削刃來銑削工件，銑刀的回轉(zhuǎn)軸線與被加工表面垂直。通常只在臥式銑床上進行端銑一般在立式銑床上進行，也可在其他形式的銑床上進行只有主刃參加切削，無副刃所以加工后的表面粗糙度較大。主刃副刃同時參加切削，且副刃有修光作用，所以加工后的表面粗糙度較小。周銑時主軸剛性差，生產(chǎn)率較低，適于在中小批生產(chǎn)中銑削狹長的平面、鍵槽及某些成形表面和組合表面。端銑時主軸剛性好，并且面銑刀易于采用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片，因而所用切削用量大，生產(chǎn)率較高，適于在大批大量生產(chǎn)中銑削寬大平面。

（1）周銑和端銑a）逆銑b）順銑

（2）逆銑和順銑項目逆銑順銑結(jié)論切入切出情況切屑厚度從0到最大，因刀刃不能刃磨絕對鋒利，故開始時不能立即切入工件，存在對工件擠壓與摩擦。工件出現(xiàn)加工硬化，降低表面質(zhì)量。此外，刀齒磨損快耐用度降低。但無沖擊。銑刀刀刃切入工件初，切屑厚度最大，逐漸減小到0。后刀面與已加工表面擠壓、摩擦小，刀刃磨損慢，沒有逆銑時的滑行，冷硬程度大為減輕，已加工表面質(zhì)量較高，刀具壽命也比逆銑高。但刀齒切入時沖擊大。順銑時銑刀壽命比逆銑高2~3倍，加工表面也比較好。工作臺絲杠螺母間的接觸情況Ff與工作臺進給方向相反，工作臺不會竄動。水平分力Ff與工作臺進給方向相同，當工作臺進給絲杠與螺母間隙較大，工作臺易出現(xiàn)軸向竄動。導(dǎo)致刀齒折斷，刀軸彎曲，工件與夾具產(chǎn)生位移甚至機床損壞。順銑時，若絲杠螺母間有間隙，則會使工作臺竄動，進給不均，易打刀。工件裝夾可靠性垂直分力FN向上，工件需較大的夾緊力。工件在該方向易產(chǎn)生振動，對工件夾緊不利。銑刀對工件作用力Fc在垂直方向分力FN始終向下，對工件起壓緊作用，切削平穩(wěn)，適于不易夾緊或細長薄板形工件。順銑時工件夾緊比逆銑可靠刀具磨損情況刀刃沿已加工表面切入工件，工件的表面硬皮和雜質(zhì)對刀刃影響小。刀刃從工件外表面切入，工件表層硬皮和雜質(zhì)易使刀具磨損和損壞。順銑刀具磨損較大

（2）逆銑和順銑逆銑和順銑的比較逆銑順銑銑床上沒有消除絲杠螺母之間側(cè)隙裝置時；加工工件材料硬度較高時。在切削用量較?。ㄈ缇姡?，工作表面質(zhì)量要求較高；機床有消除絲杠螺母之間側(cè)隙裝置時；對不易夾牢、薄而長的工件；易產(chǎn)生加工硬化的工件。逆銑和順銑的選擇

（2）逆銑和順銑10.5磨削加工及其光整加工簡介磨削加工圖10-45磨削的工藝范圍在磨床上是用磨具（如砂輪、砂帶、油石和研磨料）以較高的線速度對工件表面進行切削加工的方法稱為磨削加工。10.5磨削加工及其光整加工簡介磨削加工圖10-46M1432A型萬能外圓磨床外形圖1－床身2－頭架3－工作臺4－內(nèi)圓磨具5－砂輪架6－橫向進給機構(gòu)7－尾座8－腳踏操縱板9-橫向進給手柄以磨料磨具為工具進行切削加工的機床稱為磨床。常用的有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、成型面磨床和各種工具磨床等。

圖10-46所示為M1432A型萬能外圓磨床外形圖；該磨床的主要部件有床身、頭架、尾座、工作臺、砂輪架和內(nèi)圓磨頭等1.磨床10.5磨削加工及其光整加工簡介磨削加工2.砂輪砂輪：磨料＋結(jié)合劑砂輪特性決定于五要素：磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織。圖10-47砂輪的構(gòu)造⑴砂輪的主要特性①磨料磨料分為天然和人造磨料兩大類。一般天然磨料含雜質(zhì)多，質(zhì)地不勻；而天然金剛石雖好，但價格昂貴。故目前主要使用的是人造磨料。表10-2人造磨料的性能和適用范圍系別名

稱代

號性

能適用磨削范圍剛玉棕剛玉A棕褐色，硬度較低，韌性較好碳剛、合金鋼、鑄鐵白剛玉WA白色，較A硬度高，磨粒鋒利，韌性差淬火鋼、高速鋼、合金鋼鉻剛玉PA玫瑰紅色，韌性較WA好高速鋼、不銹鋼、刀具刃磨碳化物黑碳化硅C黑色帶光澤，比剛玉類硬度高、導(dǎo)熱性好、韌性差鑄鐵、黃銅、非金屬材料綠碳化硅GC綠色帶光澤硬質(zhì)合金、寶石、光學(xué)玻璃超硬磨料人造金剛石MBD、RVD等白色、淡綠、黑色，硬度最高，耐熱性較差硬質(zhì)合金、寶石、陶瓷立方氮化硼CBN棕黑色，硬度僅次于MBD,韌性較MBD等好高速鋼、不銹鋼、耐熱鋼⑴砂輪的主要特性②粒度指磨料顆粒的大小。粒度分為粗磨粒和微粉。其中，粗磨粒F4～F220是應(yīng)用篩分法檢驗的；微粉（包括F系列微粉和J系列微粉，粒度號前分別冠以字母“F”和字符“#”）是用沉降法測量的。③結(jié)合劑

結(jié)合劑的性能決定了砂輪的強度、耐沖擊性、耐腐蝕性和耐熱性。此外，它對磨削溫度、磨削表面質(zhì)量也有一定的影響。⑴砂輪的主要特性砂輪硬度選擇原則：

磨削硬材，選軟砂輪；磨削軟材，選硬砂輪；磨導(dǎo)熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工件燒傷；砂輪與工件接觸面積大時，選較軟的砂輪；成形磨精磨時，選硬砂輪；粗磨時選較軟的砂輪。④硬度指砂輪工作時在磨削力作用下磨粒脫落的難易程度。取決于結(jié)合劑的結(jié)合能力及所占比例，與磨料硬度無關(guān)。硬度高，磨料不易脫落；硬度低，自銳性好。分7大級(超軟、軟、中軟、中、中硬、硬、超硬)，19小級

反映砂輪中磨料、結(jié)合劑和氣孔三者體積的比例關(guān)系，即砂輪結(jié)構(gòu)的疏密程度，分緊密、中等、疏松三類13級。緊密組織成形性好，加工質(zhì)量高，適于成形磨、精密磨和強力磨削。中等組織適于一般磨削工作，如淬火鋼、刀具刃磨等。疏松組織不易堵塞砂輪，適于粗磨、磨軟材、磨平面、內(nèi)圓等接觸面積較大時，磨熱敏性強的材料或薄件⑴砂輪的主要特性⑤組織10.5磨削加工及其光整加工簡介磨削加工3.磨削加工的工藝特點⑴精度高、表面粗糙度值小砂輪上的磨粒小而多，經(jīng)修整后的砂輪表面為鋒利、等高的微刃，磨床的橫向進給量很小，半鈍的磨粒還具有拋光作用，同時磨削速度很高，每個磨刃從工件上切下一層極薄的金屬，切削厚度可小到幾微米。因此，一般磨削精度可達IT7～IT6，

值為0.2～0.8um。當采用小粗糙度磨削時，粗糙度

值可達0.008～0.1um。⑵砂輪有自銳作用由于砂輪的自銳性，使得磨粒能夠以較鋒利的刃口對工件進行切削。⑶徑向分力較大磨削時由于同時參加磨削的磨粒多，磨粒又以負前角切削，所以徑向磨削分力很大。⑷磨削溫度高高的磨削速度以及負前角的磨粒，造成切屑變形大，擠壓和摩擦較嚴重，產(chǎn)生的切削熱多，加之砂輪本身的傳熱性很差，磨削區(qū)瞬時溫度可達800～1000℃，使磨屑在空氣中氧化成火花飛出。10.5磨削加工及其光整加工簡介磨削加工4.磨削的基本方法外圓磨削內(nèi)圓磨削平面磨削⑴外圓磨削圖10-48外圓磨床上磨外圓①在外圓磨床上磨削外圓在外圓磨床上磨削外圓時，軸類工件可用前、后頂尖帶夾頭安裝，盤套類工件則利用心軸和頂尖安裝。常見磨削方法如圖10-48所示。⑴外圓磨削②在無心外圓磨床上磨削外圓

在無心外圓磨床上磨削外圓時，工件不是支撐在頂尖上或夾持在卡盤中，而是直接放在砂輪和導(dǎo)輪之間，以被磨削表面為基準，支承在托板上，如圖10-49所示。圖10-49無心外圓磨削的加工示意圖（2）內(nèi)圓磨削用砂輪磨削工件內(nèi)孔的磨削方式稱為內(nèi)圓磨削。內(nèi)圓磨削可以在內(nèi)圓磨床上進行，也可以在萬能外圓磨床上進行。內(nèi)圓磨削可以分為普通內(nèi)圓磨削、無心內(nèi)圓磨削和行星內(nèi)圓磨削三種形式