機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課件

製造將原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程（狹義）將社會資源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程（廣義）製造業(yè)通過製造過程將社會資源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的行業(yè)除採掘業(yè)、公用業(yè)外的所有30個行業(yè)

是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，體現(xiàn)綜合國力水準(zhǔn)

機(jī)械製造業(yè)是製造業(yè)中的核心產(chǎn)業(yè)

，為工、農(nóng)、國防、科研等各行各業(yè)提供機(jī)械裝備及產(chǎn)品【基本概念】

機(jī)械製造概論1.1.1製造業(yè)的發(fā)展過程製造與使用工具，新石器時代、青銅器、鐵器時代

18世紀(jì)，以英國人發(fā)明蒸汽機(jī)和氣缸鏜床為標(biāo)誌的第一次工業(yè)革命，揭開了機(jī)械化生產(chǎn)時代的序幕1.1機(jī)械製造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用瓦特及發(fā)明的蒸汽機(jī)威爾遜發(fā)明的汽缸鏜床1.1.1製造業(yè)的發(fā)展過程19世紀(jì)中後期，內(nèi)燃機(jī)、電氣產(chǎn)品和通訊工具的發(fā)明應(yīng)用引發(fā)了第二次工業(yè)革命，人類跨入電氣化時代1.1機(jī)械製造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用20世紀(jì)初，以內(nèi)燃機(jī)為動力的飛機(jī)上天，福特汽車生產(chǎn)線的大批量生產(chǎn)模式，標(biāo)誌著自動化時代到來。

內(nèi)燃機(jī)

福特最早的汽車生產(chǎn)線愛迪生發(fā)明的電話20世紀(jì)中至今，電腦、微電子、資訊技術(shù)飛速發(fā)展，許多先進(jìn)製造模式出現(xiàn)，柔性製造、電腦集成製造、虛擬製造和智能製造等，人類進(jìn)入了資訊化時代。1.1機(jī)械製造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用1.1.1製造業(yè)的發(fā)展過程第三次工業(yè)革命當(dāng)今，以德國作為領(lǐng)頭羊，基於強(qiáng)大的製造工業(yè)和資訊技術(shù)，正在開啟一個新的工業(yè)時代——工業(yè)4.0，宣告人類將步入智能製造時代——第四次工業(yè)革命。1.1機(jī)械製造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用1.1.1製造業(yè)的發(fā)展過程工業(yè)4.0：核心是智能生產(chǎn)技術(shù)和智能生產(chǎn)模式，通過“物聯(lián)網(wǎng)”和“務(wù)(服務(wù))聯(lián)網(wǎng)”，把產(chǎn)品、設(shè)備、資源、人有機(jī)聯(lián)繫在一起，推動各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)共用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命週期和全製造流程的數(shù)位化。基於資訊物理系統(tǒng)CPS構(gòu)建高度靈活的智能製造模式，四部曲是生產(chǎn)製造自動化、流程管理數(shù)位化、企業(yè)資訊網(wǎng)絡(luò)化、智能製造雲(yún)端化。TRUMPF公司SAP公司W(wǎng)ITTENSTEIN公司FESTO公司BOSCH公司

工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)德國一些企業(yè)已經(jīng)開始實(shí)施industry4.01.1.2.製造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用

機(jī)械製造業(yè)機(jī)械製造業(yè)的技術(shù)水準(zhǔn)是衡量一個國家工業(yè)化程度和國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力的重要標(biāo)誌。

製造技術(shù)完成製造活動的一切手段的總和，如設(shè)備工具、操作技能、工藝方法、運(yùn)用知識資訊能力等是製造企業(yè)生存與發(fā)展的根本動力，若忽視其發(fā)展將會導(dǎo)致製造業(yè)的萎縮和國民經(jīng)濟(jì)的衰退。

我國已成為名副其實(shí)的製造業(yè)大國，但不是製造強(qiáng)國。產(chǎn)品精度、自動化程度及綜合性能不高

，自主產(chǎn)權(quán)的少，競爭力弱，資源消耗高，重大裝備、精密儀器依賴進(jìn)口。

2014年手機(jī)挽救了金屬切削機(jī)床行業(yè)，蘋果6、小米、華為、魅族、三星等手機(jī)使用金屬邊框，深受潮流人士喜愛，使得製造金屬邊框的主力機(jī)床鑽銑中心需求量大增。

工業(yè)4.0成為機(jī)床行業(yè)上市公司的救命稻草，14年底借助股市反彈和工業(yè)4.0概念，企業(yè)紛紛搭載工業(yè)4.0贏得資金掩飾糟糕業(yè)績。但工業(yè)4.0是遠(yuǎn)景，目前能解近渴的是搭載工業(yè)機(jī)器人，無疑一劑強(qiáng)力救心丸，艱難而充滿希望。2014年國際國內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢下滑，製造業(yè)大潮消退，特別是機(jī)床行業(yè)大多舉步維艱，逃離製造業(yè)的現(xiàn)象非常明顯。源於國內(nèi)勞動力成本和社保支出的急劇上升，製造業(yè)利潤微薄，使眾多資本撤離製造業(yè)。部分高端產(chǎn)業(yè)向資本技術(shù)輸出國回流，中低端產(chǎn)業(yè)向成本低廉的東南亞遷徙。1.2機(jī)械產(chǎn)品的製造過程與生產(chǎn)組織市場需求調(diào)研產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)產(chǎn)品製造售後服務(wù)回收

產(chǎn)品銷售“大製造”廣義是將社會資源（物料、能源、設(shè)備、資訊、人力等）轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的全過程，是一個綜合的系統(tǒng)。製造系統(tǒng)

是指覆蓋產(chǎn)品全生命週期的製造活動所形成的系統(tǒng)，即設(shè)計(jì)、製造、裝配及市場乃至回收的全過程。

機(jī)械製造的根本宗旨

以最小的資源消耗、最低的環(huán)境污染度，產(chǎn)生最大的社會和經(jīng)濟(jì)效益，綠、快、好、省

按照製造系統(tǒng)的觀點(diǎn)來分析處理問題，可取得理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果—必須以滿足市場需求作為戰(zhàn)略決策的核心。

製造系統(tǒng)的概念擴(kuò)大和豐富了製造技術(shù)學(xué)科的內(nèi)容，也指出了它的研究方向，這是製造技術(shù)學(xué)科的重大突破。

優(yōu)質(zhì)、高效、低耗隨之也增加了新的內(nèi)涵。

優(yōu)質(zhì)不單是產(chǎn)品加工品質(zhì)好，而是滿足市場的品質(zhì)要求；

高效不單是產(chǎn)品加工效率高，重要的回應(yīng)市場快，產(chǎn)品更新快；

低耗不僅指產(chǎn)品的成本低，而是企業(yè)的綜合效益要好；用戶不僅購買產(chǎn)品便宜，且使用維護(hù)經(jīng)濟(jì)，售後服務(wù)好，以保證穩(wěn)定的產(chǎn)品市場。1.2.1機(jī)械產(chǎn)品的製造過程

製造過程是指從原材料到產(chǎn)品的全過程，包括零件製造、部件裝配和整機(jī)組裝等。製造過程包括生產(chǎn)設(shè)計(jì)、技術(shù)準(zhǔn)備、生產(chǎn)計(jì)畫、毛坯製造、機(jī)械加工、熱處理、裝配、品質(zhì)檢驗(yàn)以及儲運(yùn)等工藝過程。

製造過程中，原材料、毛坯，加工中的半成品、零部件及產(chǎn)品整機(jī)形成了物料流；產(chǎn)品裝配圖、零部件圖、各種工藝檔、CAD軟體、CAM軟體、產(chǎn)品的定單、生產(chǎn)調(diào)度計(jì)畫等形成了資訊流；電能、機(jī)械能、熱能等形成了能量流。機(jī)械製造系統(tǒng)圖

製造過程的物料流、資訊流、能量流及設(shè)備與人構(gòu)成了機(jī)械製造系統(tǒng)。物料流是製造系統(tǒng)的本質(zhì)，在物料流動過程中，原材料變成了產(chǎn)品。能量流為物料流提供了動力，電力驅(qū)動電動機(jī)，再驅(qū)動各種機(jī)械運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)加工和運(yùn)輸；熱能用來加熱金屬進(jìn)行鑄造、鍛造、熱處理等。資訊流則控制物料如何運(yùn)動，控制能量如何作功。在整個製造過程中，人和設(shè)備是製造活動的支撐條件，所有的製造活動都受各種條件和環(huán)境的約束。

機(jī)械產(chǎn)品的製造過程1.2.2生產(chǎn)類型與生產(chǎn)模式1．生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型：指產(chǎn)品生產(chǎn)的專業(yè)化程度，按照產(chǎn)品或零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)來劃分。

產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)即產(chǎn)品的年生產(chǎn)量Q

零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算：N=Qn(1+a)(1+b)

產(chǎn)品的用途及市場需求不同，決定了生產(chǎn)批量的不同，形成了不同的生產(chǎn)規(guī)模（亦即生產(chǎn)類型），相應(yīng)的生產(chǎn)組織方式及工藝過程也不相同。＞

50000＞

5000＞

1000大量生產(chǎn)5001~50000501~5000301~1000大批生產(chǎn)501~5000201~500101~300中批生產(chǎn)

101~50021~2006~100小批生產(chǎn)≤100≤20≤5單件生產(chǎn)小型機(jī)械中型機(jī)械

重型機(jī)械零件生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）

生產(chǎn)類型

表1-1生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)係表1-2各種生產(chǎn)類型的工藝特徵

類型特徵單件小批生產(chǎn)中批生產(chǎn)大批量生產(chǎn)互換性零件不互換，鉗工修配多數(shù)互換，部分試配或修配全部互換或分組互換毛坯製造木模造型、自由鍛金屬模造型、模鍛金屬模機(jī)器造型、模鍛機(jī)床設(shè)備通用設(shè)備、數(shù)控設(shè)備部分通用、專門及數(shù)控設(shè)備專用、自動設(shè)備及自動線機(jī)床佈局按機(jī)群式佈置按工件類別、分工段排列按流水線或自動線排列夾具通用或組合夾具專用夾具高效專用夾具刀具量具通用刀具和量具專用或通用刀具量具專用刀具量具、自動測量生產(chǎn)率低，用數(shù)控機(jī)床可提高中等高成本高中等低工人技術(shù)高中等一般工藝檔簡單比較詳細(xì)詳細(xì)編制2．工藝特徵

大批量生產(chǎn)廣泛採用高效專用機(jī)床和自動生產(chǎn)線、專用刀、夾、量具等工藝裝備，生產(chǎn)效率高，加工品質(zhì)穩(wěn)定，但適應(yīng)性差，當(dāng)市場發(fā)生變化時轉(zhuǎn)產(chǎn)難。

單件小批生產(chǎn)常採用通用設(shè)備和通用工藝裝備，適應(yīng)性強(qiáng)，但生產(chǎn)效率低，加工品質(zhì)不穩(wěn)定，成本高。

目前市場廣泛需求的是多品種小批量生產(chǎn)，新的科學(xué)技術(shù)不斷湧現(xiàn)，如數(shù)控技術(shù)和設(shè)備智能化逐漸改變了這種狀況，由此也推動了製造哲理的革新和生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。3.生產(chǎn)模式（1）生產(chǎn)全部零部件，自主裝配整機(jī)

大而全，過去一些大型國企，一拖、一汽、二汽（2）生產(chǎn)部分關(guān)鍵零部件，其餘由其他企業(yè)供應(yīng)，進(jìn)行整機(jī)裝配

目前大多數(shù)製造企業(yè)採用這種生產(chǎn)模式，橄欖式（3）完全不生產(chǎn)零部件，只負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和銷售

兩頭在內(nèi)，中間在外；或兩頭大中間小，啞鈴式

1.3.1零件的製造方法（1）材料去除法（Δm＜0）按照一定的方式從毛坯上去除多餘材料形成符合技術(shù)要求的零件的工藝方法。主要包括切削加工和特種加工。（2）材料成形法（Δm=0）利用模型使原材料形成毛坯或零件的工藝方法。常用成形工藝方法有鑄造、鍛造、衝壓、注塑等。

（3）材料累加法（Δm＞0）將零件以微元疊加的方式逐漸累加形成的工藝方法。常用的方法有立體光固化法(SLA)、疊層製造法(LOM)、鐳射選區(qū)燒結(jié)法(SLS)、熔積法(FDM)、三維列印法等。1.3零件的製造過程1.3.2零件製造過程

零件製造是產(chǎn)品製造過程的基本單元。零件的製造主要利用材料去除法完成（包括切削加工及特種加工）精度要求不高的零件可由材料成形法直接完成。材料累加法主要用於新產(chǎn)品開發(fā)。

絕大部分零件是通過機(jī)械加工完成的。機(jī)械加工工藝系統(tǒng)物流資訊流能量流毛坯存儲機(jī)床刀具夾具機(jī)械加工工藝過程檢驗(yàn)工件工藝信息資訊系統(tǒng)能源能量系統(tǒng)工藝規(guī)程、數(shù)控程式、適用控制模型等上工序下工序

主要應(yīng)解決選用毛坯大小，選擇加工方法、加工順序，確定加工過程，選用機(jī)床、刀具切削參數(shù)等工藝問題，完成這些工作就是制訂零件加工工藝規(guī)程。工藝路線：僅列出加工順序和主要加工單元的工藝過程稱為工藝路線。階梯軸的製造過程

當(dāng)生產(chǎn)類型不同時，其工藝過程是不同的

單件小批生產(chǎn)的工藝過程工序號工序內(nèi)容設(shè)備1車端面，鑽中心孔車床2車兩外圓及倒角車床3銑鍵槽，去毛刺銑床

當(dāng)生產(chǎn)類型不同時，其工藝過程是不同的

大批量生產(chǎn)的工藝過程工序號工序內(nèi)容設(shè)備1銑端面，打中心孔銑端面打中心孔機(jī)床2車大外圓及倒角車床CA61403車小外圓及倒角車床CA61404銑鍵槽銑床X61325去毛刺鉗工臺1.4本課程的性質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求1.本課程的性質(zhì)和教學(xué)內(nèi)容（1）機(jī)械加工系統(tǒng)(機(jī)床、刀具、夾具)基本知識（2）金屬切削過程與控制（3）機(jī)械加工與裝配工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)（4）機(jī)械加工品質(zhì)分析與控制（5）先進(jìn)製造技術(shù)與製造系統(tǒng)是機(jī)械類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程

2.本課程的教學(xué)要求（1）掌握機(jī)械加工的基本知識，能正確選擇加工方法和

機(jī)床、刀具、夾具等工藝裝備；（2）掌握金屬切削基本規(guī)律，能合理選擇切削加工參數(shù)，計(jì)算切削力、切削功率等；（3）掌握機(jī)械加工精度和表面品質(zhì)的基本知識；（4）具備制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的能力；（5）初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力；

（6）初步具備對製造系統(tǒng)、生產(chǎn)模式選擇決策的能力。製造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用製造業(yè)的發(fā)展過程

機(jī)械加工方法與裝備

基本方法：

表面—

運(yùn)動—

傳動—

機(jī)構(gòu)2.1金屬切削加工的基本知識2.1.1工件表面的形成方法及所需的運(yùn)動1.工件表面的形成方法

1）工件表面的形成原理

圓柱面直線（母線）、圓（導(dǎo)線）

圓錐面直線（母線）、圓（導(dǎo)線）

平面直線或圓、直線（導(dǎo)線）

成形面（如螺紋面、漸開線表面）型線、螺旋線或直線母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為形成表面的發(fā)生線

（1）軌跡法：刀刃為切削點(diǎn)，它按一定的軌跡運(yùn)動而形成發(fā)生線。

此發(fā)生線需要一個獨(dú)立的成形運(yùn)動

（2）成形法：刀刃為一條切削線，其形狀與發(fā)生線相同。

此發(fā)生線不需要成形運(yùn)動

2）工件表面的形成方法形成發(fā)生線的方法可歸納為以下四種：

（3）相切法:刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運(yùn)動，刀具切削點(diǎn)運(yùn)動軌跡的包絡(luò)線形成一條發(fā)生線。此發(fā)生線需要兩個獨(dú)立的成形運(yùn)動

（4）展成法:刀刃為一條切削線，但形狀與發(fā)生線不吻合，刀具與工件作展成運(yùn)動，發(fā)生線是切削刃各暫態(tài)位置的的包絡(luò)線。此發(fā)生線需要一個獨(dú)立的成形運(yùn)動，刀工共同完成2.機(jī)床的成形運(yùn)動形成發(fā)生線所需的運(yùn)動—成形運(yùn)動

按組成情況不同，可分為

簡單成形運(yùn)動：複合成形運(yùn)動：一個成形運(yùn)動是由單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線運(yùn)動構(gòu)成的。

型線、螺旋線常需成型刀刃或幾個簡單運(yùn)動組合，如由展成運(yùn)動形成漸開線。一個成形運(yùn)動，是由兩個或兩個以上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線運(yùn)動，按照某種確定的運(yùn)動關(guān)系組合而成。

除成形運(yùn)動外，還有下列運(yùn)動：

1）分度運(yùn)動

2）切入運(yùn)動

3）輔助運(yùn)動進(jìn)刀、退刀、回程和轉(zhuǎn)位等

4）操縱及控制運(yùn)動操縱離合器、改變速度、進(jìn)給量等

按作用情況不同，可分為

主運(yùn)動速度最高，消耗功率最大，通常只有一個主運(yùn)動。

進(jìn)給運(yùn)動

可以是一個或多個；可以是連續(xù)的，也可以是斷續(xù)的。

成形運(yùn)動是機(jī)床最基本的運(yùn)動圖2-5切削運(yùn)動和加工表面3.切削時的工作表面

切削過程中工件上存在著三個不斷變化著的表面：（１）待加工表面工件上即將被切除的表面。隨著切削運(yùn)動的繼續(xù)，待加工表面逐漸減小直至全部切去。（２）已加工表面工件上經(jīng)刀具切削後形成的表面。它隨著切削運(yùn)動的進(jìn)行而逐漸擴(kuò)大。（３）過渡表面工件上由切削刃正在切削的表面。它在切削過程中不斷變化，總介於待加工表面和已加工表面之間。4.切削用量（1）切削速度vc

(m/s或m/min)

主運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動vc=πdn/1000

往復(fù)運(yùn)動vc=2Lnr

/1000（2）進(jìn)給量f(mm/r或

mm/雙行程)

進(jìn)給速度

vf=nf

=nfz

z

（mm/s或mm/min)3.背吃刀量（切削深度）

ap

車削外圓時

ap=(dw-dm)/2

鑽孔時

ap=dm/2

應(yīng)用案例2-1

車外圓時工件加工前直徑為62mm，加工後直徑為56mm，工件轉(zhuǎn)速為4r/s，刀具每秒鐘沿工件軸向移動2mm，工件加工長度為110mm，切入長度為3mm，求vc、f、ap和切削工時t。解：

vc=πdn/1000=π·62·4/1000

=0.779m/sf=vf/n

=2/4=0.5mm/rap=(dw-dm)/2=(62-56)/2=3mmt=(l+l1+l2)/vf=(110+3+0)/2=56.5s1.機(jī)床的分類和型號（GB/T15375-2008）（1）機(jī)床的分類按加工方式分

11大類按通用程度分：通用機(jī)床、專門化機(jī)床、專用機(jī)床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自動化程度：手動、機(jī)動、半自動、自動機(jī)床按機(jī)床品質(zhì)分：儀錶機(jī)床、中型、大型、重型機(jī)床車床鑽床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨插床拉床鋸床其他機(jī)床2.1.2機(jī)床的基本知識（2）機(jī)床型號的編制按GB/T15375-2008《金屬切削機(jī)床型號編制方法》規(guī)定：

a.通用機(jī)床型號類別車床鑽床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨床拉床鋸床其他機(jī)床代號CZTM2M3MYSXBLGQ讀音車鑽鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉割其1）機(jī)床的類代號示例：

CA61

4

0

機(jī)床類代號（車床類）結(jié)構(gòu)特性代號（結(jié)構(gòu)不同）組代號（落地及臥式車床組）系代號（臥式車床系）主參數(shù)（最大車削直徑400mm）2）機(jī)床的特性代號（a）通用特性代號通用特性代號通用特性代號高精度G仿形F精密M輕型Q自動Z加重型C半自動B柔性加工單元R數(shù)控K數(shù)顯X加工中心自動換刀H高速S（b）結(jié)構(gòu)特性代號

區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床，在型號中用漢語拼音區(qū)分。通用特性代號已用的字母及字母“I”、“O”

不能用。如CA6140型普通車床3）機(jī)床的組代號和系代號

每類機(jī)床分10組（從0～9組），每組又分10系（從0～9系）4）主要參數(shù)代號

代表機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，常用主參數(shù)的折算值（1/10或1/100或1/1）來表示。5）機(jī)床重大改進(jìn)序號

用字母“A、B、C……

”表示，附機(jī)床型號末尾，以示區(qū)別。b.專用機(jī)床型號

型號表示方法：c.機(jī)床自動線型號

例

：

B1－100

北京第一機(jī)床廠第100種專用機(jī)床（專用銑床）2.機(jī)床的基本組成和傳動

1）機(jī)床的基本組成（2）動力源

通常為電動機(jī)，包括交流電動機(jī)、直流電動機(jī)、伺服電動機(jī)、變頻調(diào)速電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。（3）傳動件

把動力源的動力和運(yùn)動按要求傳遞給執(zhí)行件或?qū)⑦\(yùn)動由—個執(zhí)行件傳遞到另一執(zhí)行件的零部件，如齒輪、絲杠螺母、液壓傳動件等（1）執(zhí)行件

機(jī)床上直接夾持刀具或工件並實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動的零部件，如主軸、刀架、工作臺等。2）機(jī)床的傳動鏈

把動力源和執(zhí)行件或執(zhí)行件之間聯(lián)繫起來的一系列傳動件，構(gòu)成了一個傳動聯(lián)繫，稱其為傳動鏈。傳動鏈兩端的元件稱為末端件，它可以是動力源或執(zhí)行件。（1）傳動鏈中通常包括兩類傳動機(jī)構(gòu)

a）定比傳動機(jī)構(gòu)傳動比和傳動方向固定不變的傳動機(jī)構(gòu)，如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等

b）換置機(jī)構(gòu)根據(jù)加工要求可變換傳動比和傳動方向的傳動機(jī)構(gòu)，如掛輪變速機(jī)構(gòu)、滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)、離合器換向機(jī)構(gòu)等。（2）按傳動鏈的性質(zhì)不同可分為

a）外聯(lián)系傳動鏈

傳動鏈兩個末端件之間不要求有嚴(yán)格的傳動比關(guān)係，如

車削時電機(jī)與主軸間的傳動鏈

b）內(nèi)聯(lián)系傳動鏈

傳動鏈兩個末端件之間要求有嚴(yán)格的傳動比關(guān)係，如

車削螺紋主軸與刀架間的傳動鏈；滾切齒輪工件與滾刀間的傳動鏈；

內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中不能用帶傳動、摩擦輪傳動和鏈傳動。（1）傳動原理圖為了便於研究機(jī)床的傳動原理,用一些簡明的符號把動力源、執(zhí)行件之間的傳動聯(lián)繫表示出來的示意圖。

並不表達(dá)實(shí)際傳動機(jī)構(gòu)的種類和數(shù)量3）傳動原理圖和傳動系統(tǒng)圖

（2）傳動系統(tǒng)圖表示機(jī)床全部運(yùn)動的傳動關(guān)係的示意圖，用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號表示各種傳動元件，並按照運(yùn)動傳遞的順序，畫在能反映機(jī)床外形和各主要部件相互位置的展開圖中。只表示傳動關(guān)係，而不表示各零件的實(shí)際尺寸和位置1.刀具切削部分的組成三面（rakeface，majorflank，minorflank）

前刀面Aγ：直接作用於被切削金屬層切屑沿其流出的刀面

後刀面Aα：與工件過渡表面相對並相互作用的刀面

副後刀面Aα′與工件已加工表面相對並相互作用的表面

2.1.3刀具的幾何角度主切削刃副切削刃刀尖兩刃主切削刃Smajor

cuttingedge副切削刃S′minor

cuttingedge一尖Toolnose

過渡刃

刀具標(biāo)注角度參考系

設(shè)計(jì)製造測量角度時的基準(zhǔn)2.刀具角度的參考系刀具工作角度參考系實(shí)際切削中確定角度的基準(zhǔn)

vcReference

systemsfortoolangles刀具標(biāo)注角度參考系

(1)正交平面參考系

pr、ps、po

(2)法平面參考系

pr、ps、pn

(3)進(jìn)給平面背平面參考系

pr、ps、pf、

pp基面Pr

通過切削刃上的選定點(diǎn)並垂直於切削速度方向的平面切削平面Ps

通過切削刃上的選定點(diǎn)並與工件加工表面相切的平面正交平面Po通過切削刃上的選定點(diǎn)同時垂直於基面和切削平面的平面Orthogonalplanereference

systemcuttingedgeplanetoolreferenceplaneorthogonalplane圖2.11刀具正交平面參考系

法平面Pn

過切削刃上選定點(diǎn)並垂直於主切削刃或其切線的平面進(jìn)給平面Pf過切削刃上選定點(diǎn)平行進(jìn)給方向垂直於基面的平面

背平面Pp

過切削刃上選定點(diǎn)同時垂直於進(jìn)給平面和基面的平面NormalplanereferencesystemnormalplaneassumedworkingplanebakeplaneReference

systemsforthemarkedanglesofturningtool在正交平面參考系中的標(biāo)注角度（1）主偏角κr“一刃四角”（5）副偏角κrˊ（6）副後角αoˊ

派生角度：楔角βo、刀尖角εr餘偏角Ψr

3.刀具的標(biāo)注角度Markedanglesofcuttingtoolcuttingedgeanglecuttingedgeinclinationanglerakeangleclearanceangle（4）後角αo（2）刃傾角λs（3）前角γo圖2.12法平面參考系中的標(biāo)注角度（1）主偏角κr（2）刃傾角λs（3）法前角γn（4）法後角αn“一刃四角”（5）副偏角κrˊ（6）副後角αoˊminorcuttingedgeanglenormalrakeanglenormalclearanceangle在進(jìn)給、背平面參考系中的標(biāo)注角度（1）主偏角κr（2）進(jìn)給前角γf（3）進(jìn)給後角αf（4）背前角γp（5）背後角αp（6）副偏角κrˊ（7）副後角αoˊ4.刀具的工作角度

進(jìn)給運(yùn)動對刀具工作角度的影響

1）橫向進(jìn)給運(yùn)動的影響

γoe=γo＋μαoe=αo－μ

tanμ＝f/πd①當(dāng)進(jìn)給量f一定時，隨d值↓—μ值↑，接近中心αoe為負(fù)值。②當(dāng)f↑—μ值↑橫車時f不宜過大，並應(yīng)適當(dāng)加大αo圖2.142）縱向進(jìn)給運(yùn)動的影響γoe=γo＋μαoe=αo－μ

tanμ＝tanμfsinκr

＝fsinκr/(πdw)f↑或dw↓時，μf、μ均↑車削右螺紋時左側(cè)刃應(yīng)↑αo(α左

8°α右2°)右刃應(yīng)↑γo車右螺紋時左側(cè)刃

γfe=γf＋μfαfe=αf－μf

tanμf＝f/πdw圖2.14

刀具安裝位置對工作角度的影響

3）刀具安裝高低的影響γpe=γp＋θpαpe=αp－θptanθp＝h/γoe=γo＋θαoe=αo－θ

tanθ＝tanθpcosκr假定車刀λs＝0,刀尖高於工件中心若刀尖低於工件中心，角度變化與上述相反圖2.164）刀柄安裝偏斜對工作角度的影響=+G

=-G=-G

=+G圖2.17刀柄安裝偏斜對工作角度的影響5.切削層參數(shù)

由切削刃正在切削的這一層金屬叫作切削層。切削層的截面尺寸稱為切削層參數(shù)。它決定了刀具切削部分所承受的負(fù)荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr內(nèi)度量。1.切削厚度

hD(λs=0)

hD＝

fsinκr

2.切削寬度bD

bD＝ap/sinκr3.切削層面積AD(=0)

AD＝hDbD

＝f

ap2.1.4刀具材料刀具的切削性能決定於刀具結(jié)構(gòu)、切削部分的材料和幾何參數(shù)1.刀具材料應(yīng)具備的性能

1）高的硬度和耐磨性常溫硬度60HRC以上，耐磨性是硬度、組織結(jié)構(gòu)及化學(xué)性能等的綜合反映。2）足夠的強(qiáng)度和衝擊韌性3）高耐熱性

高溫硬度、強(qiáng)度、耐磨性，抗氧化性、抗擴(kuò)散粘結(jié)性等4）良好的工藝性

鍛造性能、磨削性能、熱處理性能等5）經(jīng)濟(jì)性2.常用刀具材料

碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石、立方氮化硼等。1）高速鋼（1）通用型高速鋼（含碳量0.7～0.9%，62～66HRC）

鎢系高速鋼

W18Cr4V

W14Cr4MnRE

鉬系高速鋼W6Mo5Cr4V2

高溫塑性好主要用於一般材料的常規(guī)加工，速度不高於50m/min.（2）高性能高速鋼（增加碳量釩量，添加鈷鋁等66～70HRC）

9W18Cr4VW6Mo5Cr4V3W6Mo5Cr4V2Co8

W2Mo9Cr4VCo8

W6Mo5Cr4V2Al

W10Mo4Cr4V3Al

主要用於難加工材料的加工，加工普通材料可達(dá)90m/min.粉末冶金化，表面處理及塗層等2）硬質(zhì)合金金屬碳化物(WC、TiC、TaC、NbC等)＋金屬粘接劑(Co、Ni等)高壓成形後，高溫?zé)Y(jié)而成。

硬度、耐熱性、耐磨性很高，切削速度遠(yuǎn)高於高速鋼抗彎強(qiáng)度低、脆性大，抗衝擊振動性能差分類YG

(K)

類

YT

(P)類

YW(M)類短切屑黑色金屬加工長切屑的鋼材、鑄鐵等有色金屬非金屬黑色金屬有色金屬非金屬

WC+CoWC+TiC+CoWC+TiC+TaC+Co常用硬質(zhì)合金牌號及應(yīng)用範(fàn)圍碳鋼、合金鋼、淬硬鋼連續(xù)表面的精加工YN10碳鋼、合金鋼的高速精車，系統(tǒng)剛性好的細(xì)長軸精車同上YN05高強(qiáng)度鋼、碳鋼、鑄鐵、有色金屬等的半精與粗加工YW2高強(qiáng)度鋼、碳鋼、鑄鐵、有色金屬等的精、半精加工同上YW1碳素鋼、合金鋼的粗加工，可用於斷續(xù)切削YT5碳鋼、合金鋼連續(xù)切時粗、半精加工，斷續(xù)切精加工YT15碳素鋼、合金鋼的精加工硬度、抗彎耐磨強(qiáng)度、切削韌性、速度進(jìn)給YT30鑄鐵、有色金屬、高溫合金粗加工，可用於斷續(xù)切削YG8鑄鐵、有色金屬、高溫合金的半精加工和粗加工YG6鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精、半精加工，YG6X冷硬鑄鐵、淬硬鋼、有色金屬及合金的精、半精加工YA6鑄鐵、有色金屬、高溫合金的精、半精加工，無衝擊硬度、抗彎耐磨強(qiáng)度、性、韌性、切削進(jìn)給速度量YG3應(yīng)用範(fàn)圍牌號新型硬質(zhì)合金簡介1）調(diào)整化學(xué)成份，提高綜合性能添加TaC、NbC；添加稀土元素；TiC(N)基，高速鋼基等2）塗層硬質(zhì)合金（可轉(zhuǎn)位刀片）

TiC塗層、TiN塗層、複合塗層、陶瓷塗層3）細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金3.其他刀具材料1）陶瓷（硬、脆、價(jià)格低）

普通陶瓷、複合氧化鋁陶瓷、複合氮化矽陶瓷，適於精加工2）金剛石（最硬、耐磨性好，耐熱性較差800℃

加工陶瓷、硬質(zhì)合金、有色金屬等，不適於鐵系金屬加工3）立方氮化硼

硬度僅次於金剛石，化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性好，加工淬火鋼等主偏角κr

主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動方向的夾角

Cuttingedgeangle刀具主偏角的作用Toolcuttingedgeinclinationangle刀具刃傾角的作用直角切削：λs＝0的切削，主切削刃與切削速度方向垂直斜角切削：λs≠0的切削，主切削刃與切削速度方向不垂直刀具前角、後角的作用刀具安裝高低的影響切削運(yùn)動加工表面切削用量2.2車削加工2.2.1

車削加工的工藝特點(diǎn)

加工範(fàn)圍：軸、盤套零件上內(nèi)外回轉(zhuǎn)面、端面、螺紋面等；運(yùn)動特徵：主運(yùn)動為主軸帶動工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動；

所用刀具：車刀、鑽頭、擴(kuò)孔鑽、鉸刀、絲錐等；車床種類：臥式、立式、轉(zhuǎn)塔、仿形、自動和半自動、

專門化車床（曲軸、凸輪軸車床、鏟齒車床）加工精度：經(jīng)濟(jì)精度IT10~IT7,表面粗糙度Ra0.2~6.3車削加工

車床占機(jī)床總數(shù)的20%～30%

車床種類：臥式、立式、轉(zhuǎn)塔、仿形、自動和半自動、

專門化車床（曲軸、凸輪軸車床、鏟齒車床）

CA6140

通用性好，加工範(fàn)圍廣，能加工中小型軸類、盤套類零件內(nèi)外回轉(zhuǎn)面、端面，加工米制、英制、模數(shù)制、徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋及加大螺距、非標(biāo)準(zhǔn)螺距螺紋等。但結(jié)構(gòu)複雜，自動化程度低，適於單件小批生產(chǎn)及修配車間。1.CA6140型臥式車床的組成

（1）主軸箱（4）刀架（2）進(jìn)給箱（5）尾架（3）溜板箱（6）床身2.2.2車床2.CA6140型臥式車床的傳動系統(tǒng)分析

為便於瞭解和分析機(jī)床的運(yùn)動和傳動情況，常用機(jī)床的傳動系統(tǒng)圖。傳動系統(tǒng)可分解為主運(yùn)動傳動鏈和進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈。進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈又可分為縱向機(jī)動和橫向機(jī)動進(jìn)給傳動鏈、螺紋進(jìn)給傳動鏈，還有刀架快速移動傳動鏈。Φ1301）主運(yùn)動傳動鏈①主運(yùn)動傳動路線

分析方法：抓兩端，連中間②主軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速級數(shù)

a）主軸轉(zhuǎn)速運(yùn)動平衡式為：n主＝n電d/D

(1-ε)

i12

i23

i36

主軸最高轉(zhuǎn)速為：

n主＝1450×130/230（1-0.02)56/38×39/41×63/50≈1400r/min

主軸最低轉(zhuǎn)速為：

n主＝1450×130/230（1-0.02)51/43×22/58×20/80×20/80×26/58≈10r/min

b）主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)

正轉(zhuǎn)時2×3×(

1

+

3

)=

6

+

18

=

24級

反轉(zhuǎn)時

1×3×(

1

+

3

)=

3

+

9

=

12級2）進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈①車削螺紋

主軸轉(zhuǎn)1r—刀具移動Lmm

運(yùn)動平衡式1主軸×iL絲＝La）車削普通螺紋運(yùn)動平衡式：

L

=1×58/58×33/33×63/100×100/75

×25/36×i基×25/36×36/25×i倍×12

=

7i基

i倍可得8×4=32種導(dǎo)程值，符合標(biāo)準(zhǔn)的只有20種，通過背輪可車24種大螺距螺紋b）車削模數(shù)螺紋（米制蝸桿）導(dǎo)程為：Lm=Kπm運(yùn)動平衡式：

Lm

=1×58/58×33/33×64/100×100/97

×25/36×i基×25/36×36/25×i倍×12

=

7π/4

i基

i倍m=7i基

i倍/(4K)d）車削徑節(jié)螺紋（英制蝸桿）徑節(jié)DP＝Z/D分

PDP=D分π/

Z=π/DP吋導(dǎo)程為：LDP=KPDP=Kπ/DP×25.4

mmLDP=1×58/58×33/33×64/100×100/97

×1/i基×36/25×i倍×12

=

π/7×25.4×i倍/i基

mmDP=7Ki基

/i倍牙/英寸c）車削英制螺紋導(dǎo)程為：La=KPa=K×25.4/a運(yùn)動平衡式：

La

=1×58/58×33/33×63/100×100/75

×1/i基×36/25×i倍×12

=

4/7×25.4×i倍/i基

a=7K/4

×i基/i倍（扣/英寸）e）車削非標(biāo)準(zhǔn)螺距及精密螺紋

離合器M3、M4、M5全部嚙合,螺紋導(dǎo)程靠調(diào)整掛輪傳動比i掛來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動平衡式：導(dǎo)程：

L

=KP非

=1×58/58×33/33×i掛×12i掛=a/b

×c/d=

L/12=KP非/12螺紋a.縱向機(jī)動進(jìn)給量a)普通螺紋正常螺距路線，32種縱向進(jìn)給量f縱=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×i基×25/36×36/25×i倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×28/80×π×2.5×12=0.71i基i倍mm/rf橫=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×i基×25/36×36/25×i倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×59/18×5mm/rb)英螺紋常螺距8種較大c)普螺紋擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)(6高速),8種細(xì)進(jìn)給量d)英螺大距16種大進(jìn)量b.橫向機(jī)動進(jìn)給量

f橫/f縱≈1/2

刀架的快速移動2600×13/29×……②進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈3.CA6140臥式車床的主要部件

1）主軸箱（1）主軸組件（2）變速操作機(jī)構(gòu)2）溜板箱（1）縱向、橫向機(jī)動進(jìn)給及快速移動操作機(jī)構(gòu)（2）超越離合器（實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，學(xué)生自學(xué)）4.

其他車床簡介

1）立式車床適於加工高度小於直徑的大型盤套類零件2）轉(zhuǎn)塔車床（六角車床）適用範(fàn)圍：成批加工形狀複雜的盤套類零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沒有絲杠和尾座，而在床尾裝有一個可縱向移動的轉(zhuǎn)塔刀架，其上可裝多把刀，工作中週期性轉(zhuǎn)位，順序地對工件進(jìn)行加工。刀具行程由擋塊控制，易保證精度，提高生產(chǎn)率。1.擋塊限送料長度；2.雙刀同時車外圓；3.車外圓及倒角；4.打中心孔；5.鑽孔；6.套車外螺紋；7.前刀架刀切槽；8.前刀架刀倒角；9.前刀架刀滾花；10.切斷刀切下工件2.2.3車刀1.車刀的分類1）直頭外圓車刀；2）彎頭車刀；3）偏刀；4）切槽或切斷刀；5）鏜孔刀；6）螺紋車刀；7）成形車刀；2.車刀的結(jié)構(gòu)形式整體式（HSS)、焊接式、機(jī)械夾固式（重磨式、可轉(zhuǎn)位式）刀片夾緊方式：

1）上壓式夾緊力大，

定位可靠，阻礙流屑

2）偏心式結(jié)構(gòu)簡單，不礙流屑，夾緊力不大

3）綜合式夾緊力大，耐衝擊，結(jié)構(gòu)複雜

4）杠桿式可轉(zhuǎn)位式車刀的組成：可轉(zhuǎn)位刀片、刀墊、刀桿、夾緊機(jī)構(gòu)切削性能好，輔助時間短，生產(chǎn)率高

成形刀具2.3.1鑽削加工1.鑽削加工的特點(diǎn)（1）鑽削加工鑽頭旋轉(zhuǎn)一般是主運(yùn)動，軸向移動是進(jìn)給運(yùn)動。若在車床上鑽孔，工件旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，刀具沿軸向移動為進(jìn)給運(yùn)動。

（2）鑽頭容易引偏（3）鑽孔是半封閉式切削加工，排屑和散熱條件較差。2.3鑽削、鉸削和鏜削加工2.鑽床

可完成鑽孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲、鑽沉頭孔、鍃平面

刀具作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動同時沿軸向移動作進(jìn)給運(yùn)動。鑽孔、擴(kuò)孔、鉸孔立式鑽床通過移動工件位置使被加工孔中心與主軸中心對中，操作不便，生產(chǎn)率不高。適於單件小批生產(chǎn)中加工中小型零件。搖臂鑽床

搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)和升降，主軸箱可在搖臂上作水準(zhǔn)移動。工件固定不動，可方便地移動主軸，使主軸中心對準(zhǔn)被加工孔中心。適於單件小批生產(chǎn)中加工大而重的零件。3.鑽削刀具

鉆削刀具有兩類：

一類是在實(shí)體工件上鉆孔的刀具，如扁鉆、麻花鉆、中心鉆及深孔鉆等；另一類是對工件上已有孔進(jìn)一步加工的刀具，如擴(kuò)孔鑽、鍃鑽等。

1）標(biāo)準(zhǔn)麻花鑽

標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆由工作部分、頸部及柄部三部分組成。①工作部分分切削部分和導(dǎo)向部分。兩個前刀面、兩個後刀面、兩個副後刀面、兩個主刃、兩個副刃、一個橫刃。鑽芯直徑朝柄部方向遞增。②柄部

夾持部分，有直柄和錐柄。③頸部用於磨柄部時砂輪的退刀。2）麻花鑽的修磨前角從＋30°到－30°,橫刃長前角－55°，定心差，軸向力大，剛性差，排屑困難磨短橫刃增大前角，修磨主刃頂角分屑槽（3）擴(kuò)孔鑽

擴(kuò)鑽孔是對工件已有孔進(jìn)行再加工，以擴(kuò)大孔徑和提高加工品質(zhì)的刀具。

擴(kuò)鑽孔的刀齒一般有3～4個，故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)。由於擴(kuò)孔餘量較小，容屑槽較淺，刀體強(qiáng)度和剛性較好；擴(kuò)孔沒有橫刃，改善了切削條件，因此，可大大提高切削效率和加工品質(zhì)。（4）鍃鑽用於加工各種沉孔、錐孔和凸臺端面等。2.3.2鉸削加工

1．鉸削加工的特點(diǎn)（1）有校準(zhǔn)部分校準(zhǔn)孔徑、修光孔壁，孔的加工品質(zhì)高。（2）鉸刀是標(biāo)準(zhǔn)刀具，一種鉸刀只能加工一種直徑的孔。（3）鉸孔只能保證孔本身的精度，而不能校正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，適於成批和大量生產(chǎn)。鑽—擴(kuò)—鉸是常用的加工較高精度孔的工藝方案。

5）鉸削適用於加工鋼、鑄鐵和非鐵金屬材料，但不能加工硬度很高的材料（如淬火鋼、冷硬鑄鐵等）。2.

鉸刀

鉸刀用於中、小尺寸孔的半精加工和精加工，也可用於磨孔或研孔前的預(yù)加工。

鉸刀齒數(shù)6～12個導(dǎo)向性好，芯部直徑大剛性好。鉸削餘量小切削速度低，能獲較高的加工精度和較好的表面品質(zhì)。分手用鉸刀和機(jī)用鉸刀兩類。手用鉸刀又分為整體式和可調(diào)整式，機(jī)用鉸刀分帶柄的和套式的。

2.3.3鏜削加工

1.鏜削加工的特點(diǎn)

（1）適合加工機(jī)座、箱體等大型、複雜零件上孔徑較大、尺寸精度較高、有位置精度要求的孔和孔系。（2）靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)。一把鏜刀可加工一定直徑和長度範(fàn)圍內(nèi)的孔，生產(chǎn)批量可大可小。在鏜床上配備一些附件後，還可車外圓、車端面、銑平面等。（3）加工精度較高、表面粗糙度值較小。一般尺寸精度為IT8～I(xiàn)T7，Ra值1.6～0.8μm。若採用座標(biāo)鏜床、金剛鏜床和加工中心，則加工精度和表面品質(zhì)更高。（4）鏜床鏜刀調(diào)整複雜，操作技術(shù)要求高，不使用鏜模時生產(chǎn)率較低。大批量生產(chǎn)中可用鏜模提高生產(chǎn)率。2.

鏜床加工各種複雜和大型工件上（如箱體）有預(yù)製孔的孔，尤其是直徑較大的孔或孔系，一次安裝多面加工，精度高。（1）臥式銑鏜床除鏜孔外，還可鑽、擴(kuò)、鉸孔，車螺紋、攻螺紋車端面、銑端面等，稱萬能鏜床。生產(chǎn)率較低。（2）座標(biāo)鏜床3．鏜刀

單刃鏜刀：通用性好，但剛性差

雙刃鏜刀：孔徑尺寸和精度由鏜刀保證，通用性差，

且不能糾正原有孔的軸線歪斜。

單刃鏜刀微調(diào)鏜刀l—緊固螺釘2—精調(diào)螺母3—鏜刀頭4—刀片5—鏜桿6—導(dǎo)向鍵浮動鏜刀塊1—刀塊2—刀片3—調(diào)節(jié)螺釘4—斜面墊板5—緊固螺釘4．鏜孔的三種加工方式（1）刀具旋轉(zhuǎn)、工件進(jìn)給鏜桿懸伸一定對孔軸向精度無影響

（2）刀具旋轉(zhuǎn)並進(jìn)給鏜桿變形，形成錐形，適於短孔（3）工件旋轉(zhuǎn)、刀具進(jìn)給車床上鏜孔外圓與內(nèi)孔有同軸度要求不同鏜孔方式鏜削加工2.4銑削加工

銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，工件或銑刀移動為進(jìn)給運(yùn)動2.4.1銑削加工的特點(diǎn)（1）工藝範(fàn)圍廣（2）生產(chǎn)效率高多刃刀具

（3）切削過程不平穩(wěn)斷續(xù)切削過程

（4）加工品質(zhì)中等可加工平面、臺階面、溝槽、成形面等，多刃切削效率高

2.4.2銑床

1）臥式升降臺式銑床

2）立式升降臺式銑床

工件可在三個方向進(jìn)行位置調(diào)整或作進(jìn)給運(yùn)動。萬能式在工作臺與床鞍之間增裝一轉(zhuǎn)盤，工作臺可在水平面內(nèi)扳轉(zhuǎn)一角度以加工螺旋槽等。

3）龍門銑床

機(jī)床剛度高，可多刀同時加工多個工件或多個表面，生產(chǎn)率高。適於成批大量生產(chǎn)中加工大型工件上平面和溝槽或多件同時加工。

2.4.3

銑刀

1）銑刀的分類①圓柱平面銑刀②面銑刀③盤銑刀單面刃、雙面刃、三面刃、錯齒三面刃④鋸片銑刀⑤立銑刀⑥鍵槽銑刀⑦角度銑刀⑧成形銑刀2.4.4

銑削方式1）端銑和周銑2）順銑和逆銑周銑有順銑和逆銑兩種方式。順銑切削厚度大，接觸長度短，銑刀壽命長，加工表面光潔，但不宜加工帶硬皮工件，且進(jìn)給絲杠與螺母間應(yīng)消除間隙。否則，應(yīng)採用逆銑。3）對稱銑與不對稱銑

端銑有對稱銑與不對稱逆銑、不對稱順銑二種方式。銑淬硬鋼採用對稱銑；銑碳鋼和合金鋼用不對稱逆銑，減小切入衝擊，↑刀具壽命；銑不銹鋼和耐熱合金用不對稱順銑。2.5刨削和拉削加工2.5.1

刨削加工

刨刀或工件所作的直線往復(fù)運(yùn)動是主運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動是工件或刀具沿垂直於主運(yùn)動方向所作的間歇運(yùn)動。

刨削主要用於加工平面、溝槽和成形面。1．刨削加工的特點(diǎn)

（1）加工費(fèi)用低。

（2）適於加工窄長的平面及溝槽，可達(dá)較高的直線度。

（3）生產(chǎn)率較低。

（4）刨削過程中有衝擊。

2．刨床刨床、拉床屬直線運(yùn)動機(jī)床，加工平面、溝槽、通孔及成形面。1）牛頭刨床機(jī)床和刀具簡單，應(yīng)用靈活方便。但有空行程，有衝擊，效率低。單件小批生產(chǎn)中加工平面、溝槽及縱向成形面。2）龍門刨床

主要用來加工大平面，尤其是長而窄的平面，也可加工溝槽

或同時加工幾個中小型零件的平面。生產(chǎn)率不如銑削高，主要用於中小批生產(chǎn)及修理車間。

3）插床

插刀上下運(yùn)動為主運(yùn)動，工件可作縱橫兩個方向的移動，工作臺還可作分度運(yùn)動。加工與安裝面垂直的面、溝槽3．刨刀

刨刀一般可分為平面刨刀、偏刀、角度刀、切刀、彎切刀和樣板刀等刨刀類型2.5.2拉削加工

用拉刀在拉床上切削出內(nèi)、外幾何表面的一種加工方式。

拉刀與工件的相對運(yùn)動為主運(yùn)動，一般為直線運(yùn)動。1.拉削加工的特點(diǎn)

1）生產(chǎn)率高。多齒刀具，一次完成粗、半精、精加工

2）加工品質(zhì)好。校準(zhǔn)齒進(jìn)行校準(zhǔn)修光工作，拉削平穩(wěn)

3）拉床只有一個主運(yùn)動，結(jié)構(gòu)簡單。

4）拉刀使用壽命長。切削速度較低，刀具磨損慢

5）拉削是屬於封閉式切削。容屑、排屑和散熱較困難

6）拉刀結(jié)構(gòu)複雜，製造成本高，適於成批大量生產(chǎn)。2．拉床

拉床只有主運(yùn)動，結(jié)構(gòu)簡單，可一次加工成形，品質(zhì)好，效率高，但刀具設(shè)計(jì)製造複雜，適於大批量生產(chǎn)。拉床按加工表面分為內(nèi)拉床和外拉床；按佈局分為臥式和立式兩類。3.拉刀

1）拉刀種類拉刀按加工表面分為內(nèi)拉刀和外拉刀；

按拉削方式分普通式、輪切式及綜合式；

按受力不同分拉刀和推刀2）拉刀的結(jié)構(gòu)普通圓孔拉刀結(jié)構(gòu)如下：2.6磨削加工

2.6.1磨削加工的特點(diǎn)（1）具有很高的加工精度和很小的表面粗糙度（2）具有很高的磨削速度（3）磨削溫度高（4）具有很小的切削餘量（5）能夠磨削硬度很高的材料2.6.2磨床磨削應(yīng)用廣泛，精加工精度IT7～I(xiàn)T5級，Ra0.8～0.04um，

也可粗加工，高速磨、強(qiáng)力磨；可磨普通材料，又可磨高硬度難加工材料；適應(yīng)各種工件形狀、表面及生產(chǎn)批量。磨床種類：（1）外圓磨床普通、萬能、無心外圓磨床等。（2）內(nèi)圓磨床普通、無心、行星式內(nèi)圓磨床等。（3）平面磨床臥軸(立軸)矩臺(圓臺)平面磨床等。（4）工具磨床工具曲線磨床、鑽頭溝槽磨床等。（5）刀具刃磨床萬能工具磨床、拉刀、滾刀磨床等。（6）專門化磨床曲軸、花鍵軸、齒輪、螺紋磨床等。（7）其他磨床研磨機(jī)、珩磨機(jī)、拋光機(jī)等。1.M1432A型萬能外圓磨床（1）機(jī)床結(jié)構(gòu)

①床身②頭架③工作臺④砂輪架⑤內(nèi)圓磨具⑥尾座M1432A型萬能外圓磨床1—床身2—頭架3—內(nèi)圓磨具4—砂輪架5—尾座6—滑鞍7—手輪8—工作臺（2）機(jī)床的運(yùn)動1）主運(yùn)動：砂輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(m/s)2）工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（周向進(jìn)給運(yùn)動）3）工件縱向往復(fù)運(yùn)動(軸向進(jìn)給運(yùn)動)4）砂輪橫向進(jìn)給運(yùn)動（3）機(jī)床的機(jī)械傳動系統(tǒng)4）砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動

手輪A—Ⅷ—50/50（粗進(jìn)給）或20/80（細(xì)進(jìn)給）—Ⅸ—44/88—橫向進(jìn)給絲杠(p=4mm)—砂輪架的橫向移動粗進(jìn)給時,手輪A轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn),砂輪橫移量為：1×50/50×44/88×4=2mm手輪圓周刻度為200格，轉(zhuǎn)1格進(jìn)給0.01mm；細(xì)進(jìn)給時轉(zhuǎn)1格進(jìn)0.0025mm3）工作臺的手動驅(qū)動手輪E—Ⅴ—15/72—Ⅵ—18/72—Ⅶ—Z18/齒條—工作臺縱向移動手輪E轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，工作臺縱向移動量為：1×15/72×18/72×18×2π≈6mm工作臺手動驅(qū)動與液壓驅(qū)動之間有互鎖裝置。1）砂輪的傳動①外圓砂輪的傳動砂輪電機(jī)(1440r/min)—Φ127/Φ113—砂輪旋轉(zhuǎn)（一般取v砂≈35m/s）

②內(nèi)圓磨具的傳動磨具電機(jī)(2840r/min)—Φ170/Φ50或Φ170/Φ32—磨具旋轉(zhuǎn)(2種轉(zhuǎn)速)2.平面磨床臥軸(立軸)矩臺(圓臺)平面磨床等

1）臥軸矩臺平面磨床周磨法：砂輪與工件接觸面小，散熱、排屑條件好，加工品質(zhì)好。但剛性小，磨削用量較小，生產(chǎn)率低，適於精磨。

2）立軸圓臺平面磨床端磨法：砂輪軸伸出短，剛性好，磨削用量較大，生產(chǎn)率高。但砂輪與工件接觸面大，散熱、排屑條件差，加工品質(zhì)低。適於粗磨或半精磨。3.其他磨床簡介（1）普通外圓磨床

頭架、砂輪架不能轉(zhuǎn)位，無內(nèi)圓磨頭，工藝範(fàn)圍窄，但剛度高，旋轉(zhuǎn)精度好，適於中、大批量磨削外圓柱面、小錐度外圓錐面及階梯軸軸肩。（2）無心磨床工件不需夾持，放在砂輪和導(dǎo)輪之間，連續(xù)磨削，操作簡單，生產(chǎn)率高，適於大批量磨削無中心孔的軸、套、銷等零件。（3）內(nèi)圓磨床有普通、無心、行星式等，又分普通、半自動、全自動。

一般採用縱磨法。因砂輪直徑小，線速度較低15～25m/s,砂輪軸細(xì)長，剛性差，進(jìn)給量小，冷卻、排屑條件差，生產(chǎn)率低，適於單件小批生產(chǎn)磨削淬硬零件上的孔。2.6.3磨料與磨具砂輪磨料＋結(jié)合劑砂輪特性決定於五要素：磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織。1.磨料

鋒利的形狀、高硬度和熱硬性、適當(dāng)?shù)膱?jiān)韌性

（1）氧化物系（剛玉類，主要成份Al2O3）①棕剛玉（A）韌，硬度低，磨碳素鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵②白剛玉（WA）韌性低、硬，磨淬火鋼、高速鋼、高碳鋼③鉻剛玉（PA）韌，硬度低，Ra小，磨高速鋼、不銹鋼等（2）碳化物系（主要成份碳化矽、碳化硼）①黑色碳化矽（C）韌性低、硬度高，磨鑄鐵、黃銅等脆材②綠色碳化矽(GC)韌性差、更硬，磨Y合金、陶瓷、玻璃等（3）超硬磨料

人造金剛石（D）、立方氮化硼（CBN）

2.粒度

以剛能通過的那一號篩網(wǎng)的網(wǎng)號來表示磨料的粒度，如60＃微粉：磨粒的直徑＜40um時，如W20磨粒尺寸在20～14um

粗磨用粗粒度，精磨用細(xì)粒度；當(dāng)工件材料軟，塑性大，磨削麵積大時，採用粗粒度，以免堵塞砂輪燒傷工件。3.結(jié)合劑1)陶瓷結(jié)合劑（V）化學(xué)穩(wěn)定性好、耐熱、耐腐蝕、價(jià)廉，占90%，但性脆，不宜製成薄片，不宜高速，線速度一般為35m/s。

2)樹脂結(jié)合劑（B）強(qiáng)度高彈性好，耐衝擊，適於高速磨或切槽切斷等工作，但耐腐蝕耐熱性差(300℃)，自銳性好。

3)橡膠結(jié)合劑（R）強(qiáng)度高彈性好，耐衝擊，適於拋光輪、導(dǎo)輪及薄片砂輪，但耐腐蝕耐熱性差(200℃)，自銳性好。

4)金屬結(jié)合劑（M）青銅、鎳等，強(qiáng)度韌性高，成形性好，但自銳性差，適於金剛石、立方氮化硼砂輪。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。取決於結(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)，16小級砂輪硬度選擇原則：1）磨削硬材，選軟砂輪；磨削軟材，選硬砂輪；2）磨導(dǎo)熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工件燒傷；3）砂輪與工件接觸面積大時，選較軟的砂輪；4）成形磨精磨時，選硬砂輪；粗磨時選較軟的砂輪。5.組織反映砂輪中磨料、結(jié)合劑和氣孔三者體積的比例關(guān)係，即砂輪結(jié)構(gòu)的疏密程度，分緊密、中等、疏鬆三類13級。緊密組織成形性好，加工品質(zhì)高，適於成形磨、精密磨和強(qiáng)力磨削。中等組織適於一般磨削工作，如淬火鋼、刀具刃磨等。疏鬆組織不易堵塞砂輪，適於粗磨、磨軟材、磨平面、內(nèi)圓等接觸面積較大時，磨熱敏性強(qiáng)的材料或薄件6.砂輪的標(biāo)誌方法按GB2484—84規(guī)定，標(biāo)誌順序如下：磨具形狀、尺寸、磨料、粒度、硬度、組織、結(jié)合劑和最高線速度。砂輪標(biāo)誌方法示例如下：

PB400×40×60A60L5B35形狀代號薄片外經(jīng)D＝400mm厚度H＝40mm內(nèi)徑d＝60mm磨料（棕剛玉）60號粒度硬度中軟25號組織樹脂結(jié)合劑最高工作線速度（m/s）

7.砂輪的修整磨損表現(xiàn)為磨耗磨損和破碎磨損。自銳性有限，應(yīng)及時修整，保證砂輪有合理使用壽命，否則引起振動、Ra值增大、表面燒傷或裂紋等。

砂輪修整除用於磨損砂輪外，還用於以下場合：①砂輪被切屑堵塞；②部分工材粘結(jié)在磨粒上；③砂輪廓形失真；④精密磨中的精細(xì)修整等。常用修整工具是單顆粒金剛石。修整用量包括修整導(dǎo)程fx

（≈磨粒平均尺寸）和修整深度ap（粗磨0.01～0.03mm)修整時應(yīng)使用充足的切削液。2.6.4常用磨削加工方法

分為普通磨削、高效磨削、低粗糙度磨削和砂帶磨等。其中低粗糙度磨削屬于精密加工范疇。1．普通磨削（1）磨外圓（2）磨內(nèi)圓（包括內(nèi)錐面）（3）磨平面（4）無心磨削2．高效磨削（1）高速磨削（2）緩進(jìn)給深磨削（3）寬砂輪與多砂輪磨削（4）砂帶磨削2.6.5光整加工（1）刮削（2）寬刀細(xì)刨（3）金剛石精密切削（4）研磨（5）珩磨（6）拋光2.7齒輪齒面加工2.7.1齒輪齒面加工方法

按輪齒成形原理分兩大類：

1）成形法

加工精度和生產(chǎn)率較低，適於單件小批生產(chǎn)。

2）展成法加工精度和生產(chǎn)率較高，一把刀可加工相同模

數(shù)、相同壓力角的任何齒數(shù)的齒輪。按照加工方式分為：1.銑齒

在銑床上用成形銑刀加工齒面的方法。加工精度和生產(chǎn)率較低，用於單件小批生產(chǎn)或齒輪修配中。2.滾齒齒輪滾刀與工件模擬一對螺旋齒輪嚙合過程。滾齒生產(chǎn)率較高、應(yīng)用最廣泛。3.插齒模擬一對圓柱齒輪的嚙合過程。應(yīng)用也很廣泛，不僅能加工直齒輪，更適合加工內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪等。4.齒面的精加工（1）剃齒（2）珩齒（3）磨齒成形法加工齒輪及滾齒2.7.2

齒輪加工機(jī)床1.滾齒機(jī)的傳動原理（1）滾齒原理—模擬一對螺旋齒輪嚙合過程（2）滾齒機(jī)運(yùn)動分析主運(yùn)動—滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；展成(嚙合)運(yùn)動—齒坯與滾刀按一定速比轉(zhuǎn)動；進(jìn)給運(yùn)動—滾刀沿齒坯軸向運(yùn)動;差動運(yùn)動。1）加工直齒圓柱齒輪時的運(yùn)動分析內(nèi)傳動鏈為：滾刀—4—5—ix—6—7—齒坯

ix為展成傳動鏈中換置機(jī)構(gòu)的傳動比③進(jìn)給運(yùn)動A2齒坯—7—8—if—9—10—刀架升降，if為進(jìn)給鏈換置機(jī)構(gòu)的傳動比②展成運(yùn)動滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動B111/K轉(zhuǎn)(1齒)齒坯旋轉(zhuǎn)運(yùn)動B121/z轉(zhuǎn)(1齒)

①主運(yùn)動B11電機(jī)—1—2—iv—3—4—滾刀

iv為主傳動鏈中換置機(jī)構(gòu)的傳動比④滾刀的安裝滾刀螺旋升角為λ0，滾刀軸線與齒坯端面傾斜δ角，稱為安裝角。加工直齒時，δ=λ0

右旋滾刀如圖所示，左旋滾刀相反2）加工斜齒圓柱齒輪時的運(yùn)動分析①主運(yùn)動B11電機(jī)—1—2—iv—3—4—滾刀②展成運(yùn)動滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動B111/K轉(zhuǎn)(1齒)齒坯旋轉(zhuǎn)運(yùn)動B121/z轉(zhuǎn)(1齒)

內(nèi)傳動鏈為：滾刀—4—5—ix—6—7—齒坯③進(jìn)給運(yùn)動A21與B22(螺旋線)齒坯B12—7—8—if—9—10—A21A21—11—iy—12—7—齒坯附加轉(zhuǎn)動B22(產(chǎn)生螺旋線的內(nèi)傳動鏈)