金属切削加工方法与设备课件.ppt

,第二章 金属切削加工方法与设备Metal Cutting Method and Equipment,刨削、拉削、镗削加工,铣削加工,车削加工,金属切削机床的基本知识,钻削、铰削加工,磨削加工,精整和光整加工,齿轮齿形加工,数控机床加工,第一节 金属切削机床的基本知识,2.1.1金属切削机床的分类,金属切削机床,按加工性质、所用刀具和机床用途,按机床的通用性程度,按照加工零件的大小和机床重量,按照机床的工作精度,按照自动化程度,按照机床的自动控制方式,第二章 金属切削加工方法与设备,通用机床：如卧式车床、卧式升降台铣床、万能外圆磨床专门化机床：如曲轴车床、凸轮轴车床、花键铣床、精密丝杠车床专用机床：车床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床、组合机床等,普通精度机床（P级）、精密机床（M级）、高精度机床（G级）,仪表机床、一般机床、大型机床、重型机床、超重型机床,按照机床的主要工作部件的数量,按加工性质、所用刀具和机床用途分,车 床 (C),第一节 金属切削机床的基本知识,2.1.2 金属切削机床的型号,第二章 金属切削加工方法与设备,机床的型号编制：机床的型号是机床产品的代号，用以表明机床的类型，通用和结构特性，主要技术参数等。 GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法规定，我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。,第一节 金属切削机床的基本知识,2.1.2 金属切削机床的型号,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-1 金属切削机床的型号,第一节 金属切削机床的基本知识,2.1.2金属切削机床的型号1.机床的类别代号,第二章 金属切削加工方法与设备,第一节 金属切削机床的基本知识,2.1.2金属切削机床的型号2.机床的通用特性代号,第二章 金属切削加工方法与设备,第一节 金属切削机床的基本知识,2.1.2金属切削机床的型号,3.结构特性代号 结构特性代号是为了区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音字母区分。4.机床的组别、系别代号5.机床的主参数,设计顺序号和第二参数6.机床的重大改进顺序号7.其他特性代号8.企业代号,例如：CA6140C类别代号（车床类）A结构特性代号6组别代号（落地及卧式车床组）1系别代号（卧式车床系）40主参数代号（最大工件回转直径400mm）,第二章 金属切削加工方法与设备,用两位阿拉伯数字表示，前者表示组，后者表示系。 每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系。 在同一类机床中，凡主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。凡在同一组机床中，若其主参数相同、主要结构及布局型式相同的机床，即为同一系。,机床主参数：代表机床规格的大小,在机床型号中,用数字给出主参数的折算数值(1/10或1/100或1/1)； 设计顺序号：当无法用一个主参数表示时,则在型号中用设计顺序号表示； 第二参数：一般是主轴数,最大跨距,最大工作长度,工作台工作面长度等,它也用折算值表示。,第一节 金属切削机床的基本知识,2.1.2金属切削机床的型号,第二章 金属切削加工方法与设备,第二节 车削加工,图2-2 车床加工零件举例,第二章 金属切削加工方法与设备,车削加工是在车床上利用工件旋转（vc）和刀具移动（vf），从工件表面切除多余材料，使其成形的切削加工方法。应用普遍、数量多。 主要加工各回转面（内外圆柱面、圆锥面、成形回转面）和回转体端面，加工螺纹面。,2.2.1车刀,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-3 车刀种类和用途,2.2.1车刀,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,图 常用的外圆车刀,粗或精车外回转面I：宽刃精车刀II：直头外圆车刀III：90度偏刀IV：弯头车刀（45度偏刀）,2.2.1车刀,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,图 常用的端面车刀,45度弯头端面车刀,45度弯头端面车刀,端面车刀主偏角一般不大于90度,2.2.1车刀,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,图 常用的内孔车刀（镗刀）,I：用于通孔II：用于盲孔III：切凹槽和倒角,2.2.1车刀,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,图 常用的切断刀,a：左偏b：对称c：右偏,2.2.1车刀,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,图 常用的螺纹车刀 a外螺纹车刀，b内螺纹车刀,2.2.1车刀 车刀按结构分为整体式、焊接式、机夹重磨式、可转位（机夹不重磨）式。,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,2.2.2 车床及其附件,1.卧式车床,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,1主轴箱 2刀架 3尾座 4床身 5床腿 6溜板箱（光杠/丝杠）7变速箱 8进给箱,图2-4 C6132,主轴箱内装主轴和主轴变速机构。电动机的运动经V带传动传给主轴箱，通过变速机构使主轴得到不同的转速。主轴又通过传动齿轮带动配换齿轮旋转，将运动传给进给箱。主轴为空心结构。前部外锥面用于安装夹持工件的附件(如卡盘等)，前部内锥面用来安装顶尖，细长的通孔可穿入长棒料。,2.2.2 车床及其附件,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,刀架用来夹持车刀使其作纵向、横向或斜向进给运动。大拖板(又称大刀架):与溜板箱连接，带动车刀沿床身导轨作纵向移动。中滑板(又称中刀架、横刀架):沿大拖板上面的导轨作横向移动。转盘:用螺栓与中滑板紧固在一起，松开螺母，可使其在水平面内扳转任意角度。小滑板(又称小刀架):沿转盘上的导轨可作短距离的移动。将转盘扳转某一角度后，小滑板便可带动车刀作相应的斜向移动。方刀架:夹持车刀，可同时安装四把车刀。,2.2.2 车床及其附件,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,尾座安装在车床导轨上在尾座的套筒内安装顶尖可用来支承工件，也可安装钻头、铰刀，在工件上钻孔和铰孔。,2.2.2 车床及其附件,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,床身用来支承和连接各主要部件并保证各部件之间有严格、正确的相对位置。床身上的导轨，用以引导刀架和尾座相对于主轴箱进行正确的移动。床身的左右两端分别支承在左右床腿上，床腿固定在地基上。左右床脚分别装有变速箱和电气箱。床腿支承床身，并与地基连接。,2.2.2 车床及其附件,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,溜板箱与大拖板连在一起，是车床进给运动的操纵箱。它可将光杠传来的旋转运动通过齿轮、齿条机构（或丝杠、螺母机构）变为车刀需要的纵向或横向的直线运动，也可操纵对开螺母由丝杠带动刀架车削螺纹。,2.2.2 车床及其附件,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,光杠、丝杠将进给箱的运动传给溜板箱。光杠用于自动走刀车削除螺纹以外的表面，如外圆面、端面等，丝杠只用于车削螺纹。丝杠的传动精度比光杠高，光杠和丝杠不得同时使用。,2.2.2 车床及其附件,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,变速箱变速箱内装主运动的变速机构，将车床电动机和主轴连接，将动力和扭矩传递到主轴，C6132车床主轴箱只有一级变速（远离）可按所需要的主轴转速量或螺距调整其变速机构，改变进给速度。,2.2.2 车床及其附件,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,进给箱内装进给运动的变速机构，可按所需要的进给量或螺距调整其变速机构，改变进给速度。,2.2.2 车床及其附件,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,进给量调整手柄,2.2.2 车床及其附件 C6132卧式车床传动系统 主运动传动系统主轴转速：45r/min、 66r/min、 94r/min、 120r/min、 173r/min、 248r/min、 360r/min、 530r/min、 750r/min、 958r/min、 1380r/min、 1980r/min 进给运动传统系统20种进给量，纵向进给0.06-3.34mm/r，横向进给0.04-2.45mm/r,第二节 车削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,2.2.2 车床及其附件,第二节 车削加工,2.立式车床（分单柱式和双柱式）,第二章 金属切削加工方法与设备,1-底座 2-工作台 3-侧刀架 4-立柱 5-垂直刀架 6-横梁 7-顶梁,图2-6 立式车床,3.转塔车床,第二节 车削加工,2.2.2 车床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-7 转塔车床,各常见车床的适用条件： 单件小批量中，轴类、盘类、套类中小型零件一般在卧式车床加工 成批、大批生产中，小型轴、套类零件，广泛使用转塔车床、多刀半自动车床、自动车床 大型盘类零件多采用立式车床 生产率高、变更频繁的中小型零件，选用数控车床,第二节 车削加工,2.2.2 车床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,CMS6140B高速精密车床,VS-2500高速精密车床,VS-1800 高速精密变频车床,CKA6136普及型数控车床,CKA6763、CKA6780数控车床,4.车床附件(1）三爪自定心卡盘,第二节 车削加工,2.2.2 车床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,三个卡爪同时移动并能自行对中(其对中精度约为0.050.15 mm)。适宜快速夹持截面为圆形、正三边形、正六边形的工件。装夹方便、夹紧力小。,图2-9 自定心卡盘,4.车床附件(2）四爪单动卡盘,第二节 车削加工,2.2.2 车床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,四个卡爪通过四个调整螺杆独立移动，不但可以安装截面是圆形的工件，还可以安装截面为方形、长方形、椭圆或其他某些形状不规则的工件。在圆盘上车偏心孔也常用四爪单动卡盘安装。四爪单动卡盘的夹紧力比三爪自定心卡盘大，所以也用来安装较重的圆形截面工件。 安装精度可达0.01mm。,图2-10 单动卡盘,4.车床附件(3）顶尖,第二节 车削加工,2.2.2 车床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,加工长轴或工序较多的轴类零件时用。常见双顶尖。前顶尖在主轴锥孔中，随主轴与工件一起转动，无摩擦，故采用死顶尖；后顶尖常用死顶尖。但高速切削时，采用后顶尖为活顶尖，以避免顶尖损坏。粗、半精加工用活顶尖；精加工用死顶尖。,图2-13 顶尖的应用,4.车床附件（4）心轴,第二节 车削加工,2.2.2 车床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-15 锥度心轴 图2-16 圆柱体心轴 对于盘套类零件,可以利用已精加工过的孔把零件安装在心轴上，再把心轴安装在前后顶尖之间，当成阶梯轴来加工外圆和端面.,锥度1/2000-1/5000,装卸方便、对中性好、不能承受较大的切削力、多用于盘套类零件的精加工,装卸较方便、对中性不好、夹紧力大、多用于盘套类零件的粗、半精加工,4.车床附件(5）花盘,第二节 车削加工,2.2.2 车床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,对于某些形状不规则的零件，当要求外圆、孔的轴线与安装基面垂直，或端面与安装面平行时，可以把工件直接压在花盘上加工。花盘是安装在车床主轴上的一个大铸铁圆盘，盘面上有许多用于穿放螺栓的槽。端面要求平整，圆跳动要小。安装时需找正。,图2-17 花盘,2022/12/21,38,4.车床附件(6）花盘一弯板,第二节 车削加工,2.2.2 车床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,对于某些形状不规则的零件，当要求孔的轴线与安装面平行，或端面与安装基面垂直时，可用花盘一弯板安装工件用花盘或花盘一弯板安装工件时，由于重心往往偏向一边，需要在另一边加平衡铁，以减少旋转时的振动。,图2-18 花盘-弯板,4.车床附件(7）中心架和跟刀架,第二节 车削加工,2.2.2 车床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,加工长径比大于20的细长轴时，为防止轴受切削力的作用而产生弯曲变形，往往需要加用中心架或跟刀架。,图2-19 中心架,4.车床附件(7）中心架和跟刀架,第二节 车削加工,2.2.2 车床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-20 跟刀架,与中心架不同，跟刀架固定在床鞍上，随床鞍纵向移动。 多用于加工光滑轴（光杠、丝杠）。,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-21 车削典型加工工艺,为了提高生产率及保证加工质量，外圆面的车削分为粗车、半精车、精车和精细车。,第二节 车削加工,2.2.3 车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,目的从毛坯上切去大部分余量，为精车作准备。 特点：采用较大的背吃刀量ap、较大的进给量f以及中等或较低的切削速度vc，以达到高的生产率。 粗车后的尺寸公差等级一般为IT13IT11，表面粗糙度Ra值为5012.5m。 粗车也可作为低精度表面的最终工序。,第二节 车削加工,2.2.3 车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,目的提高精度和减小表面粗糙度，可作为中等精度外圆的终加工，亦可作为精加工外圆的预加工。 半精车的背吃刀量和进给量较粗车时小。 半精车的尺寸公差等级可达IT10IT9，表面粗糙度Ra值为6.33.2m。,第二节 车削加工,2.2.3 车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,目的保证工件所要求的精度和表面粗糙度，作为较高精度外圆面的终加工，也可作为光整加工的预加工。 精车一般采用小的背吃刀量（ap0.15mm）和进给量(f0.1mm/r)，可以采用高的或低的切削速度，以避免积屑瘤的形成。 精车的尺寸公差等级一般为IT8IT7，表面粗糙度Ra值为1.60.8m。 低速精车钢件用乳化液，低速精车铸铁时用煤油润滑。,第二节 车削加工,2.2.3 车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,一般用于技术要求高的、韧性大的有色金属零件的加工。 精细车所用机床应有很高的精度和刚度，多使用仔细刃磨过的金刚石刀具。 车削时采用小的背吃刀量（ap0.03mm0.05mm）、小的进给量（f =0.02mm/r0.2mm/r）和高的切削速度（vc2.6m/s）。 精细车的尺寸公差等级可达IT6IT5，表面粗糙度Ra值为0.40.1m。,第二节 车削加工,2.2.3 车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,1.车外圆,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺 适用于各种轴、套、盘类的回转面，端面和各种常用螺纹面，可钻孔、扩孔、铰孔和滚花。,第二章 金属切削加工方法与设备,主要用于粗车外圆和车无台阶或台阶不大的外圆,车带直角台阶的工件、车细长轴,图2-22 车外圆,既车外圆又车端面，车45度倒角，应用广,1.车外圆 试切法,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,1.车外圆 试切法,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,车削工件时，为了正确迅速地控制背吃刀量，可以利用中拖板上的刻度盘。中拖板刻度盘安装在中拖板丝杠上。当摇动中拖板手柄带动刻度盘转一周时，中拖板丝杠也转了一周。 这时，固定在中拖板上与丝杠配合的螺母沿丝杠轴线方向移动了一个螺距。因此，安装在中拖板上的刀架也移动了一个螺距。如果中拖板丝杠螺距为4mm，当手柄转一周时，刀架就横向移动4mm。若刻度盘圆周上等分200格，则当刻度盘转过一格时，刀架就移动了0.02mm。,1.车外圆 试切法,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,车外圆时的质量分析： 1）尺寸不正确：原因时车削时粗心大意，看错尺寸；刻度盘计算错误或操作失误；测量时不仔细，不准确而造成的。 2）表面粗糙度不合要求：原因是车刀刃磨角度不对；刀具安装不正确或刀具磨损，以及切削用量选择不当；车床各部分间隙过大而造成的。 3）外径有锥度：原因是吃刀深度过大，刀具磨损；刀具或拖板松动；用小拖板车削时转盘下基准线不对准“0”线；两顶尖车削时床尾“0”线不在轴心线上；精车时加工余量不足造成的。,2.车端面 一般先车出，刀具进给方向与工件轴线垂直，刀尖对准端面中心。,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-23 车端面,精车或加工小直径时，多用弯刀。易损刀尖、扎刀,粗车或加工大直径时,精车或加工小直径时，切削顺利,3.车台阶,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-24 车台阶,台阶高度5mm，由正装偏刀车外圆时车出,台阶5mm时，用主偏角大于90度的偏刀车外圆几次走刀后沿径向向外车出,4.切槽与切断,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-25 切槽,槽宽度5mm，切槽刀主切削刃=槽宽,槽宽5mm时，先纵向分段粗车、精车，车出槽深及槽宽,4.切槽与切断 切断刀形状与切槽刀相似，但刀头窄长，厚度大，且主切削刃两边要磨出斜刃以利于排屑。刀具安装时，主切削刃必须对准工件的旋转中心，过高、过低均会使工件中心部位形成凸台并损坏刀头。切削时，刀具径向进刀直至工件中心。,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-27 切断,5.车圆锥 车圆锥面主要有下列四种方法：小滑板转位法、尾座偏移法、靠模法和宽刃刀法。车锥体时，必须特别注意车刀安装的刀尖要严格对准工件的中心，否则，车出的圆锥母线不是直线，而是双曲线。,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-28 小滑板旋转法车锥面,5.车圆锥小滑板转位法 转动小滑板车削圆锥，是将小滑板按零件的要求转动一定的角度（小滑板转动的角应为圆锥母线与车床主轴轴线的夹角），使车刀的运动轨迹与所要车削的圆锥母线平行，然后紧固其转盘，再摇动进给手柄进行切削，如图所示。,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-28 小滑板旋转法车锥面,操作简单，适用范围广，可车削各种角度的内外圆锥。但受小滑板的行程限制，只可车削较短的圆锥体。且加工时只能用双手转动小滑板进给车削，劳动强度较大，零件表面粗糙度较难控制。,5.车圆锥尾座偏移法 尾座偏移法车削圆锥，是将工件置于前后顶尖之间，调整尾座横向移动一段距离s后，使工件轴线与纵向走刀方向成（/2）角，自动走刀切出锥面，如图所示。,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图 尾座偏移法车锥面,尾座偏移法适于车削锥度小、锥体较长的工件。可用自动走刀车锥面，加工出来的工件表面质量好。但因为顶针在中心孔中歪斜，接触不良，所以中心孔磨损不均匀，车削锥体时尾座偏移量不能过大。,5.车圆锥靠模法 靠模法是使用专用的靠模装置进行锥面加工，如图所示。车削锥度时，大滑板作纵向移动，滑块4就沿靠模板斜面滑动。又因为滑块4与中滑板丝杆连接，则中滑板就沿着靠模板斜度作横向进给，车刀就合成斜走刀运动。,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图 靠模法车锥面,靠模法车削锥度适于加工小锥度工件。可自动进刀车削圆锥体和圆锥孔，且中心孔接触良好，故锥面质量好。靠模板调整方便、准确。,5.车圆锥宽刃刀法 宽刃刀法是采用与工件形状相适应的刀具横向进给车削锥面，如图所示。宽刃刀的刀刃必须平直，刀刃与主轴轴的夹角应等于工件圆锥斜角。当工件的圆锥斜面长度大于刀刃长度时，可以采用多次接刀的方法，但接刀必须平整。,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图 宽刃刀法车锥面,该方法适于车削较短的圆锥面，但要求车床必须具有很好的刚性。,6.成形面车削,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-32、33 双手操纵法、靠模法车成形面,过程中需要经常用成形样板检验；加工-检验-修正；简单方便、操作者技术高、生产率低、加工精度低、用于单件或小批量生产,变形小、振动小、工件的加工质量好、生产率高、用于成批或大量生产,6.车成形面成形刀法,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,加工精度主要靠刀具保证，因切削时接触面大、切削抗力大、易出现振动和工件移位，因此切削力要小、工件要加紧。 生产率高、刀具刃磨困难，车削时容易振动，只用于批量大的生产，车刚性好、长度短且简单的成形面。,7.孔加工,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-34 在车床上钻孔,8.车螺纹,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-36 车螺纹步骤,9.滚花 滚花刀挤压工件，使其表面产生塑性变形而形成花纹。滚花的径向挤压力很大，因此加工时工件转速要低，充分供冷却润滑液，以免研坏滚花刀和防止细屑滞塞在滚花刀内产生乱纹。,第二节 车削加工,2.2.3车削基本工艺,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-37、38 滚花刀和滚花,1.易于保证零件各加工表面的相互位置精度,第二节 车削加工,2.2.4车削的工艺特点,对于轴、套筒、盘类等零件，在一次安装中加工出同一零件不同直径的外圆面、孔及端面，可保证各外圆面之间的同轴度、各外圆面与内圆面之间的同轴度以及端面与轴线的垂直度。2.生产率高 与铣削和刨削相比，车削过程平稳，允许采用较大的切削用量，常可以采用强力切削和高速切削，生产率高。,第二章 金属切削加工方法与设备,3.生产成本低 车刀是刀具中最简单的一种，制造、刃磨和安装方便，刀具费用低。车床附件多，装夹及调整时间较短，生产准备时间短，加之切削生产率高，生产成本低。 4.应用范围广 车削除了经常用于车外圆、端面、孔、切槽和切断等加工外，还用来车螺纹、锥面和成形表面。同时车削加工的材料范围较广，可车削黑色金属、有色金属和某些非金属材料，特别是适合于有色金属零件的精加工。车削既适于单件小批量生产，也适于中、大批量生产。,第二节 车削加工,2.2.4车削的工艺特点,第二章 金属切削加工方法与设备,第三节 铣削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,2.3 铣削加工 主要加工平面（主要）、斜面、垂直面、各种沟槽以及成形面。 铣削分粗铣和精铣，有色金属采用高速铣。铣平面尺寸精度达IT9-IT7，Ra6.3-1.6m，直线度达0.12-0.08/1000。 主运动是铣刀的旋转运动，进给运动是工件随工作台的直线运动。,图2-39 铣削加工方法,第三节 铣削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,2.3 铣削加工,第三节 铣削加工,2.3.1铣刀,1.带孔铣刀多用于卧式铣床,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-40 带孔铣刀,加工中小型平面1 具有较高的生产率 。2 铣削力波动大，有振动。3 多刀多刃切削铣刀的刀齿多，切削刃的总长度大。4 刀齿容易出现径向跳动，这将造成刀齿负荷不等，磨损不均匀，影响已加工表面质量；二是刀齿的容屑空间必须足够，否则会损害刀齿,加工小台阶面、直槽和四方或六方螺钉小侧面,加工窄缝、切断,属于成形铣刀，铣削齿轮的齿形槽,属于成形铣刀,加工各种角度槽和斜面属于成形铣刀,加工各种角度槽和斜面,属于成形铣刀,属于成形铣刀，用于铣削内凹和外凸圆弧表面,第三节 铣削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,2.3 铣削加工 铣刀安装方法正确与否，决定了铣刀运转平稳性和铣刀寿命，影响铣削质量。 圆柱形铣刀和三面刃铣刀等带孔铣刀安装需要通过刀杆，铣刀杆是装夹铣刀的过渡工具。 铣刀杆结构及形状有差异：,将铣刀杆椎体（7：24）一端插入铣床主轴锥孔，椎体尾端有内螺纹孔，通过拉紧螺杆拉紧。 椎体前端有带两缺口的凸缘，与主轴轴端凸键配合。 刀杆中部是光轴，安装铣刀和垫圈，键槽装键后安装铣刀。 铣刀杆右端是螺纹和轴颈。通过套筒调整铣刀位置，刀杆另一端用吊架支承。,第三节 铣削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,端面带键槽的套式铣刀安装,第三节 铣削加工,2.3.1铣刀,2.带柄铣刀多用于立式铣床，有时也可用于卧式铣床 面铣刀：刀齿分布在刀体端面和圆柱面上。刀杆伸出长度短、刚性好、铣削平稳，Ra小。,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-41 面铣刀,第三节 铣削加工,2.3.1铣刀,2.带柄铣刀,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-42 立铣刀、键槽铣刀、T形槽铣刀、燕尾槽铣刀,刀齿分布在圆柱面和端面（三个刃），主要用于直槽、小平面、台阶面和内凹平面,刀齿分布在圆柱面和端面（两个刃），主要用于轴上封闭式键槽,第三节 铣削加工,2.3.1铣刀,第二章 金属切削加工方法与设备,图 端铣刀的安装,图 带柄铣刀的安装,如铣刀柄部锥度与铣床主轴锥孔锥度相同，则擦净铣刀直接装入主轴，旋入拉紧螺杆，用专用拉杆扳手旋紧；否则用中间锥套（变形套）安装。 直柄铣刀的柄部装入钻夹头或弹簧夹头内，钻夹头或弹簧夹头柄部装入株主轴锥孔内。,第三节 铣削加工,2.3.1铣刀 铣刀主要参数选择,第二章 金属切削加工方法与设备,第三节 铣削加工,2.3.1铣刀 铣刀主要参数选择,第二章 金属切削加工方法与设备,面铣刀直径16-630mm； 后角较大，5-12； 刃倾角5-15； 主偏角45-90,第三节 铣削加工,2.3.2 铣床及其附件,1.卧式铣床 卧式铣床（主轴轴线与工作台平行）、万能铣床、立式铣床、龙门铣床、数控铣床及各种专用铣床。 单件小批加工中小型工件在卧式铣床；大型工件、同时加工多个中小型工件，或成批大量加工工件在龙门式铣床。,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-43 X6125万能卧式铣床,转台,横梁,吊架,纵向工作台,横向工作台,床身,主轴,升降台,底座,床身：用于支承和连接铣床各部件，其内部装有传动机构。主轴是空心轴，前端有7:24的精密锥孔用于安装铣刀或刀轴，并带动铣刀或刀轴旋转。横梁上面可安装吊架，用来支承刀轴外伸的一端，以加强刀轴的刚度。横梁可沿床身顶部的水平导轨移动，以调整其伸出的长度。纵向工作台可以在转台的导轨上作纵向移动，以带动安装在台面上的工件作纵向进给。横向工作台位于升降台上面的水平导轨上，可带动纵向工作台一起作横向进给。转台的惟一作用是能将纵向工作台在水平面内扳转一个角度(顺时针、逆时针最大均可转过)，用于铣削螺旋槽等。有无转台，是万能卧铣与普通卧铣的主要区别。,第三节 铣削加工,2.3.2 铣床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,第三节 铣削加工,2.3.2 铣床及其附件,2.立式铣床,第二章 金属切削加工方法与设备,立式铣床（主轴轴线与工作台垂直），主轴可偏转一定角度。 主轴做旋转运动，工作台横向、纵向、垂向进给。,图2-44 X5030立式铣床,图 万能回转头立式铣床,第三节 铣削加工,2.3.2 铣床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,图 数控立式升降台铣床,第三节 铣削加工,2.3.2 铣床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,图 圆形工作台铣床,无升降工作台，垂直方向的调整和进给由主轴箱完成，其刚性和抗震性较好，适用于采用较大切削用量。,第三节 铣削加工,2.3.2 铣床及其附件,第二章 金属切削加工方法与设备,图 龙门铣床,一种大型通用铣床，主要加工各类大型工件上的平面、沟槽等；也可以进行粗铣、半精铣、精铣。 可用多个铣头同时加工一个工件的几个面或几个工件，生产率高、成批和大量生产广泛采用。,第三节 铣削加工,2.3.3铣削的基本工艺,1.铣削加工方式(1）周铣法,第二章 金属切削加工方法与设备,a)机用平口钳 b)回转式机用平口钳1钳体 2固定钳口 3、4钳口护片 5活动钳口 6丝杠 7方榫 8导轨 9压板,图2-45 附件,第三节 铣削加工,2.3.3铣削的基本工艺,1.铣削加工方式周铣法和端铣法(1）周铣法用铣刀的圆周刀齿加工平面、成形面,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-46 逆铣与顺铣,刀齿易磨损，影响已加工面质量，有振动，要求工件装夹紧固。工件上的硬皮对刀齿无影响。,已加工面质量较好，加工平稳。工件有硬皮时易打刀。,第三节 铣削加工,2.3.3铣削的基本工艺,1.铣削加工方式(2）端铣法,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-47 端铣,端铣时刀尖形成以加工表面，周铣则由切削刃形成加工表面。,工件相对于铣刀回转中心处于对称位置。刀齿切入工件与切出工件的切削厚度相同。,铣削时铣刀轴线与工件铣削宽度对称中心线不重合。刀齿切入时的切削厚度小于或大于切出时的切削厚度。,第三节 铣削加工,2.3.3铣削的基本工艺,1.铣削加工方式(3）周铣法与端铣法的比较端铣的加工质量比周铣好 端铣的生产率比周铣高 周铣的适应性好于端铣,第二章 金属切削加工方法与设备,周铣时，同时参加工作的刀齿一般只有12个，而端铣时同时参加工作的刀齿多，切削力变化小，因此，端铣的切削过程比周铣时平稳； 端铣刀的刀齿切入和切出工件时，虽然切削厚度较小，但不像周铣时切削厚度变为零，从而改善了刀具后刀面与工件的摩擦状况，提高了刀具耐用度，并可减小表面粗糙度； 端铣时还可以利用修光刀齿修光已加工表面，因此，端铣可达到较小的表面粗糙度。,端铣刀一般直接安装在铣床的主轴端部，悬伸长度较小，刀具系统的刚性好，而圆柱铣刀安装在细长的刀轴上，刀具系统的刚性远不如端铣刀； 端铣刀可以方便地镶装硬质合金刀片，而圆柱铣刀多采用高速钢制造。 端铣时可以采用高速铣削，大大地提高了生产率，同时还可以提高已加工表面的质量。,周铣便于使用各种结构形式的铣刀铣削斜面、成形表面、台阶面、各种沟槽和切断等。,第三节 铣削加工,2.3.3铣削的基本工艺,2. 铣削加工方法 (1)铣平面 面铣刀、圆柱形铣刀、套式立铣刀、三面刃铣刀、立铣刀。 面铣刀端铣法常见。,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-48 铣平面,第三节 铣削加工,2.3.3铣削的基本工艺,2. 铣削加工方法(2)铣斜面,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-49 铣斜面,第三节 铣削加工,2.3.3铣削的基本工艺,2. 铣削加工方法(3)铣沟槽,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-49 铣沟槽,第三节 铣削加工,2.3.3铣削的基本工艺,2. 铣削加工方法(4)铣齿轮 属于成形加工，只用于单件小批量生产。,第二章 金属切削加工方法与设备,生产率高铣刀刀齿散热条件好铣削过程不平稳铣刀的结构较复杂，成本高，所以一般适用于成批、大量生产,第三节 铣削加工,第二章 金属切削加工方法与设备,2.3.4 铣削的特点,第四节 钻削、铰削加工,2.4.1钻孔 可以在钻床、车床或镗床上进行，也可以在铣床上进行。 在车床上钻，工件旋转是主运动，钻头纵向进给；在钻床，钻头旋转是主运动，钻头轴向进给运动。 钻孔精度达IT13-IT10，Ra12.5-6.3m。,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-50 车床上钻孔,第四节 钻削、铰削加工,2.4.1钻孔,1.钻床,第二章 金属切削加工方法与设备,在钻床上采用不同的刀具，可以完成钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪埋头孔和锪凸台端面等。,图2-51 钻床工作,第四节 钻削、铰削加工,2.4.1钻孔,1.钻床台式钻床 台式钻床简称台钻，其实质上是一种加工小孔的立式钻床，结构简单小巧，使用灵活方便，适于加工小型零件上的小孔。钻孔直径一般小于15mm。,第二章 金属切削加工方法与设备,图 台式钻床,第四节 钻削、铰削加工,2.4.1钻孔,1.钻床立式钻床,第二章 金属切削加工方法与设备,应用较广，其特点是主轴轴线垂直布置，且位置固定，需调整工件位置，使被加工孔中心线对准刀具的旋转中心线。 立式钻床操作不便，生产率不高。适用于单件小批生产中加工中小型零件。 立式钻床的传动原理 主运动：单速电动机经齿轮分级变速机构传动；主轴旋转方向的变换，靠电动机正反转实现 进给运动：主轴随同主轴套筒在主轴箱中作直线移动。进给量用主轴每转一转时，主轴的轴向移动量来表示。,图 立式钻床,第四节 钻削、铰削加工,2.4.1钻孔,1.钻床摇臂钻床,第二章 金属切削加工方法与设备,主轴箱可沿摇臂上的导轨横向调整位置，摇臂可沿立柱的圆柱面上、下调整位置，还可绕立柱转动。加工时，工件固定不动， 靠调整主轴的位置，使其中心对准被加工孔的中心，并快速夹紧，保持准确的位置。摇臂钻床广泛地应用于单件和中、小批生产中，加工大、中型零件。 如果要加工任意方向和任意位置的孔和孔系，可以选用万向摇臂钻床，机床主轴可在空间绕特定轴线作回转。机床上端还有吊环，可以吊放在任意位置。,图 摇臂钻床,第四节 钻削、铰削加工,2.4.1钻孔,2.钻孔用的刀具,第二章 金属切削加工方法与设备,麻花钻由工作部分、柄部和颈部组成。 切削部分担负着切削工作，有两“套”前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削刃及一个横刃组成。横刃为两个主后面相交形成的刃，副后面是钻头的两条刃带，工作时与工件孔壁(即已加工表面)相对。,图 2-52 麻花钻的构造,第四节 钻削、铰削加工,2.4.1钻孔,4.钻孔的工艺特点（1）容易产生引偏 （2）排屑困难 （3）切削温度高、刀具磨损快,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-53 钻孔引偏,图2-54 减少引偏,第四节 钻削、铰削加工,2.4.2扩孔,扩孔是用扩孔钻对工件上已有的孔进一步扩大孔径并提高孔质量的加工方法。可以在车、钻、镗床上进行。 扩孔加工一般尺寸公差等级可达IT10IT9，表面粗糙度Ra值为6.33.2m。对技术要求不太高的孔，扩孔可作为终加工；对精度要求高的孔，常作为铰孔前的预加工。由于是在已有孔上扩孔加工，切削量小，进给量大，生产率较高。,第二章 金属切削加工方法与设备,1) 齿数多（3-4齿）；,2）不存在横刃；,3）切削余量小，排屑容易。,第四节 钻削、铰削加工,2.4.2扩孔,第二章 金属切削加工方法与设备,第四节 钻削、铰削加工,2.4.3铰孔,铰孔是用铰刀对孔进行最后精加工。铰孔的尺寸公差等级可达IT7IT6，表面粗糙度Ra随可达1.60.8m。铰孔的加工余量很小，粗铰为0.150.25 mm，精铰为0.050.15 nm。切削力和热少，工件变形小。 铰刀一般有6-12个切削刃，制造精度高；铰刀具有修光部分，可校准孔径、修光侧壁；容屑槽小、芯部直径大、刚度好。,第二章 金属切削加工方法与设备,第四节 钻削、铰削加工,2.4.3铰孔,铰孔是用铰刀对孔进行最后精加工。铰孔的尺寸公差等级可达IT7IT6，表面粗糙度Ra随可达1.60.8m。铰孔的加工余量很小，粗铰为0.150.25 mm，精铰为0.050.15 nm。切削力和热少，工件变形小。 铰刀一般有6-12个切削刃，制造精度高；铰刀具有修光部分，可校准孔径、修光侧壁；容屑槽小、芯部直径大、刚度好。,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-56 铰刀的结构,第四节 钻削、铰削加工,2.4.3铰孔,第二章 金属切削加工方法与设备,图 铰刀,直柄机用铰刀,锥柄机用铰刀,硬质合金锥柄机用铰刀,手用铰刀,可调节手用铰刀,套式机用铰刀,直柄莫氏圆锥铰刀,锥度铰刀,手用1：50,1.要校准2.两手用力要平衡3.切削厚度要小4.铰退出时不能反转5.不适合硬度太高的材料6.要采用较低的切削速度7.一把铰刀只能加工一种尺寸8.用完要擦净涂油，以免碰坏刀刃,保证孔的精度，可通过钻孔-扩孔-铰孔加工出精度要求很高的孔（IT8IT6，表面粗糙度为1.60.4m）。 保证孔与孔之间的尺寸精度和位置精度，可以利用钻模，或镗孔。,第四节 钻削、铰削加工,2.4.3铰孔,第二章 金属切削加工方法与设备,第五节 刨削、拉削、镗削加工,2.5.1刨削加工,在刨床上用刨刀加工工件的过程称为刨削，使用单刃刀具相对于工件做直线往复运动进行切削。在机床床身导轨、机床镶条等较长较窄零件表面加工中，刨削占据非常重要的地位。1.刨床牛头刨床 刨刀直线往复运动为主运动，工件的间歇移动为进给运动。加工小于1000mm长的中小型工件。,第二章 金属切削加工方法与设备,第五节 刨削、拉削、镗削加工,2.5.1刨削加工,1.刨床牛头刨床 有床身、滑枕、刀架、工作台、横梁等部分组成。,第二章 金属切削加工方法与设备,图2-57 B6065牛头刨床,第五节 刨削、拉削、镗削加工,2.5.1刨削加工,1.刨床牛头刨床床身：用来支承和连接刨床