机械制造基础,机械加工工艺基础,一、车削的工艺特点,1.,易于保证各表面的位置精度。,2.,生产率较高。,3.,适合加工材料广泛。,4.,生产成本低。,第三章 常用的加工方法综述,1 车削的工艺特点及其应用,一、车削的工艺特点1.易于保证各表面的位置精度。2.生产,单件小批量生产中，多在卧式车床上加工；,生产率要求高、变更频繁的中小型零件，可选数控车床加工；,大型圆盘类零件,(,如火车轮、大型齿轮等,),多用立式车床加工。,加工多轴线的零件,(,如曲轴、偏心轮等,),或盘形凸轮,二、车削的应用,加工单一轴线的零件,成批生产外形较复杂，且具有内孔及螺纹的中小型轴、套类,零件时，广泛采用转塔车床进行加工。,大批量生产形状不太复杂的小型零件，如螺钉、螺母、管接头、,轴套类等时，广泛采用多刀半自动车床及自动车床进行加工。,单件小批量生产中，多在卧式车床上加工；加工多轴线的零件(如曲,2,钻削、镗削的工艺特点及其应用,1),钻头易产生“引偏”,一、钻孔,“引偏”原因,钻头的刚性和导向性差,横刃的存在,2 钻削、镗削的工艺特点及其应用1)钻头易产生“,2),排屑困难,3),切削温度高，刀具磨损快,使工件表面质量降低；,卡死、甚至折断钻头。,钻削产生的热量大部分集中在工件和钻头中，而且不易传散出去。使刀具磨损加剧。,钻削的应用,钻孔主要用于粗加工。如螺钉孔、油孔、内螺纹底孔等。,单件、小批生产中、小型工件上的,小孔（,D13mm,）,，,常用台式钻床加工。,大型工件上的孔,，则采用摇臂钻床加工。,回转体工件上的孔,，多在车床上加工。,中、小型工件上,较大的孔（,D50mm,）,，常用立式钻床加工。,2)排屑困难 3)切削温度高，刀具磨损快 使工件表面,二、扩孔和铰孔,1.,扩孔,刀体刚度好，能采用较大的切削用量,导向好，切削平稳,切削条件好,在一定程度上矫正原孔轴线的歪斜。,应用：,对已有的孔进行半精加工,IT10-IT7 Ra,6.3-3.2,二、扩孔和铰孔1.扩孔刀体刚度好，能采用较大的切削用量应,2.,铰孔,铰孔余量小,切削速度低,适应性差,需施加切削液,只能保证孔本身精度，不能保证位置精度,刀具：,铰刀,工艺特点：,钻,扩,铰,是非常典型的工艺。,孔的精加工,IT8,IT6,R,a:1.6,0.4,2.铰孔铰孔余量小刀具：铰刀工艺特点：钻扩铰,二、镗孔,用镗削方法扩大孔的方法，,IT8-IT6 Ra,1.6-0.8,方法：,在车床上镗孔:加工回转体零件轴心孔,切削运动,在镗床上镗孔:加工箱体类零件上的孔,切削运动,单刃镗刀及工艺特点：,单刃镗刀：,工艺特点：,适应性广；,可校正原有孔轴线歪斜,制造刃磨简单方便，费用较低,生产率较低,二、镗孔用镗削方法扩大孔的方法，方法：在车床上镗孔:加工,工艺特点：,加工质量较高；,生产率较高；,刀具成本较单刃镗刀高；,不能校正原有孔轴线歪斜，与铰孔,相似；,（双刃镗刀）,浮动镗刀镗孔,浮动镗刀：,多刃镗刀，在对角线的方位上有两个对称的切削刃。,工艺特点：（双刃镗刀）浮动镗刀镗孔浮动镗刀：多刃镗刀，在对,3,刨削、拉削的工艺特点及其应用,一、刨削,1.,刨削的工艺特点,1),生产率较低；,2),通用性好。,2.,刨削的应用,主要用于,加工平面,，,也广泛用于加工各种,沟槽、成形面等。,3),加工质量较低；,加工精度：,IT9IT8,，表面粗糙度：,Ra=3.21.6um,插削,3 刨削、拉削的工艺特点及其应用一、刨削1.刨,二、拉削,1.,工艺特点：,加工精度高,表面粗糙度值小,;,生产率高,;,拉刀寿命长,;,拉刀成本高,仅适于大批量生产,;,不能加工台阶孔,不通孔和薄壁孔,;,不能纠正孔的位置误差。,2.,拉削的应用,二、拉削1.工艺特点：2.拉削的应用,第四节 铣削的工艺特点及其应用,（一）铣削运动及加工设备,铣床,龙门铣床,升降台式铣床,立式铣床,卧式铣床,（二）铣削方式,周铣,端铣,用圆柱铣刀铣平面。,用端铣刀铣平面。,铣削运动,精度：,IT8IT7,，表面粗糙度：,Ra=6.31.6um,第四节 铣削的工艺特点及其应用（一）铣削运动及加工设,顺铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。,逆铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。,1.,周铣,顺铣,逆铣,刀具寿命长；,工件表面质量高；,有利于工件的夹紧。,工件表面质量低。,刀具磨损严重；,不利于工件的夹紧。,生产中常采用逆铣,顺铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。逆铣：在,2.,端铣,对称铣,不对称逆铣,不对称顺铣,对称铣,，具有较大的平均切削厚度，可保证刀齿在切削表面的冷硬层之下铣削。,不对称逆铣,，可减小切入时的冲击，提高铣削的平稳性，适合,于当加工普通碳钢和低合金钢。,不对称顺铣,，加工塑性较大的不锈钢、耐热合金等材料时，可减少毛刺及刀具,的黏结磨损，刀具耐用度可大大提高。,2.端铣对称铣 不对称逆铣 不对称顺铣 对称铣，具有较大的,2.,端铣与周铣的比较,端铣:加工质量好,;,生产率高,;,周铣:适应性好；,3.,铣削的应用,主要加工平面。同时,可加工沟槽、成形面、,切断等。,2.端铣与周铣的比较端铣:加工质量好;3.铣削的应,4),刀具与机床费用：铣削费用高,(,三）铣削工艺特点及应用,1.,铣削特点（与刨削比较）,3,）生产率高（多齿刀具、速度高）；,1,）加工质量：大体相同；,2,）适应性：铣削适应性好。,4)刀具与机床费用：铣削费用高(三）铣削工艺特点及应用1,第五节 磨削的工艺特点及其应用,一、砂轮的特征要素,砂轮：磨料结合剂,砂轮特性决定于五要素：,磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。,用磨具以较高的线速度对零件表面进行加工的方法。,磨具,:,砂轮,磨床,:,外圆磨床、内圆磨床和平面磨床等。,第五节 磨削的工艺特点及其应用一、砂轮的特征要素砂轮,2.,碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）,黑色碳化硅（,C,）韧性低、硬度高，磨铸铁、黄铜等脆材,绿色碳化硅,(GC),韧性差、更硬，磨,Y,合金、陶瓷、玻璃等,3.,超硬磨料,人造金刚石（,D,）、立方氮化硼（,CBN,）,具有高强度、高硬度，适用于磨削高速钢、硬质合金、宝石等。,（一）磨料,锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性,1.,氧化物系（刚玉类，主要成份,Al2O3,）,棕刚玉（,A,）韧，硬度低，磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁,白刚玉（,WA,）韧性低、硬，磨淬火钢、高速钢、高碳钢,2.碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）3.超硬磨料（一）磨料,（二）粒度,粒度表示磨粒的大小程度。其表示方法有两种。,（,1,）以磨粒所能通过的筛网上每英寸长度上的孔数作为粒度,粒度号为,4,240,号，粒度号越大，则磨料的颗粒越细。,(2),粒度号比,240,号还要细的磨粒称为微粉。微粉的粒度,用实测的实际最大尺寸，并在前冠以字母“,W”,来表示。,粒度号为,W63,W0.5,，例如,W7,，即表示此种微粉的最大尺,寸为,7,5,，粒度号越小，微粉颗粒越细。,粒度的大小主要影响加工表面的粗糙度和生产率。,粗加工,:,宜选粒度号小,(,颗粒较粗,),的砂轮，,精加工,:,选用粒度号大,(,颗粒较细,),的砂轮；,微粉则用于精磨、超精磨等加工。,（二）粒度粒度的大小主要影响加工表面的粗糙度和生产率。,（三）结合剂,砂轮的强度、耐热性和耐磨性等重要指标，在很大程度上取决,于结合剂的特性。,结合剂的基本要求是：与磨粒不发生化学作用，能持久地保持,其对磨粒的黏结强度，并保证所制砂轮在磨削时安全可靠。,1.,陶瓷结合剂（,V,）,占,90%,，,化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为,35m/s,。,2.,树脂结合剂（,B,）,强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或,切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差,(300),，自锐性好。,3.,橡胶结合剂（,R,）,强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、,导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差,(200),，自锐性好。,（三）结合剂1.陶瓷结合剂（V）占90%，化学稳定性好、耐,（四）硬度,指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。,取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关。,硬度高，磨料不易脱落；硬度低，,自锐性,好。,分,7,大级,(,超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬,),，,16,小级,砂轮硬度选择原则：,1.,磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；,2.,磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；,3.,砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；,4.,成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。,（四）硬度,（五）组织,反映砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，,即砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类,15,级。,组织号为,0,者，组织最紧密，组织号为,14,者，组织最疏松。,紧密组织,成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨,和强力磨削。,中等组织,适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。,疏松组织,不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内,圆等接触面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件,（五）组织,（六）砂轮的标志方法,标志顺序如下：磨具形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、组织、结合剂和最高线速度。,14006075WA 60L 5 V-35m/s,形状代号,外径,400,厚度,60,内径,75,磨料,(,刚玉,),最高线速度,结合剂陶瓷,V,5,号组织,硬度,L(,中软,2),粒度号,60,（六）砂轮的标志方法14006075WA 60L,二、磨削过程,1.,滑擦阶段,砂轮表面的磨粒在切入零件时，其作用大致可分为,3,个阶段，,2,刻划阶段,3.,切削阶段,图,3.32,磨粒切削过程,1,滑擦,2,刻划,3,切削,二、磨削过程1.滑擦阶段砂轮表面的磨粒在切入零件时，其作用,三、磨削的工艺特点,1.,精度高，表面粗糙度小。,2.,砂轮有自锐作用。,3.,背向磨削力,Fy,较大。,4.,磨削温度高。,5.,表面变形强化和残余应力严重。,三、磨削的工艺特点1.精度高，表面粗糙度小。2.砂轮有自,1.,外圆磨削,1),纵磨法,2),横磨法,3),深磨法,四、磨削的的应用及发展,1.外圆磨削1)纵磨法 2)横磨法 3)深磨法 四、,4),无心外圆磨,导轮,工件,工件,托板,托板,磨削轮,磨削轮,导轮,4)无心外圆磨 导轮工件工件托板托板磨削轮磨削轮导轮,2.,孔的磨削,（,1,）方法：,纵磨法和横磨法,多采用纵磨法,2.孔的磨削（1）方法：纵磨法和横磨法多采用纵磨法,（,2,）内圆磨与外圆磨相比较：,表面粗糙度大；,生产率低。,（,3,）内圆磨与铰孔和拉孔相比较：,可以加工淬硬工件的孔；,不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质量，还可以提高孔的位置精度和形状精度。,生产率低比铰孔低，比拉孔更低。,磨孔一般仅用于淬硬工件孔的精加工。,同一个砂轮，可磨削不同直径的孔。,（2）内圆磨与外圆磨相比较：表面粗糙度大；生产率低,磨削是精加工方法，磨削精度可达,IT6IT5，,表面粗糙度,Ra,0.80.2,m。,（,1,）平面磨削的方式及特点,周磨,精度高,效率低,端磨,精度低,效率高,加工质量高,生产率较高,（,2,）平面磨削工艺特点：,3.,平面磨削,磨削是精加工方法，磨削精度可达IT6IT5，表面粗糙度Ra,4.,先进磨削方法,1,）高精度、小粗糙度磨削,2,）高效磨削,精密磨削（,Ra=0.040.1um,）,超精磨削（,Ra=0.0120.025um,）,镜面磨削（,Ra=0.040.1um,）,高速磨削：,强力磨削：以大的磨削深度、小的磨削速度进行磨削。,砂带磨削：以砂带代替砂轮进行磨削。,工件,传送带,张紧轮,压轮,支承板,4.先进磨削方法1）高精度、小粗糙度磨削2）高效磨削精密磨,