七种常用金属加工方法

七种常用的金属加工方法

组成机器的零件大小不一。金属切削加工方法也多种多样。常用的形状和结构各不相同。有车削、钻削、镗削、刨削、拉削、铣削和磨削等。尽管它加工原理方面有许多共同之处。切削运动形式不同，但由于所用机床和刀具不同，所以它有各自的工艺特点及应用范围。

一、车削

1.1 车削的定义

英文名称：turning

定义：工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。

车削的主运动为零件旋转运动，特别适用于加工回转面，刀具直线移动为进给运动。如图1-1所示。

图1-1 车削加工示意图

由于车削比其他加工方法应用的普遍。车床往往占机床总数的一般的机械加工车间中20%~50%甚至更多。根据加工的需要。如卧式车床、立式车床、转塔车床有很多类型车床、自动车床和数控车床等。卧式车床和立式车床结构如图1-2，1-3，1-4所示。

图1-2 卧式车床和立式车床结构图

图1-3 转塔车床示意图图1-4 转塔刀架结构图

1.2 车削的工艺特点：

1. 易于保证零件各加工面的位置精度

零件各表面具有相同的回转轴线(车床主轴的回转轴线)——一次装夹中加工车削时，同一零件的外圆、内孔、端平面、沟槽等。能保证各外圆轴线之间及外圆与内孔轴线间的同轴度要求。

2. 生产率较高

一般情况下车削过程是连续进行的，不易产生冲击，切削力基本上不发生变化。并且当车刀几何形状、吃刀量和进给量次走刀过程中刀齿多次切入和切出一定时，切削过程可采用高速切削和强切削层（公称横截面积）是不变的切削力变化很小。车削加工既适于单件小批量生产，生产效率高，也适宜大批量生产。

3. 生产成本较低

车刀是刀具中最简单的一种，故刀具费用低，制造、刃磨和安装均较方便。车床附件多，加之切削生产率高，装夹及调整时间较短，故车削成本较低。

4. 适于车削加工的材料广泛

可以车削黑色金属（铁、锰、铬）、有色金属，非金（除难以切削的30HRC（洛氏硬度）以上高硬度的淬火钢件外），塑性材料(有机玻璃、橡胶等)，特别适合于有色金属零件的精加工。某些有色金属零件的硬度较低，塑性较大，若用砂轮磨削，软的磨屑易堵塞砂轮，难以得到很光洁的表面。因此不宜采用磨削加工，当有色金属零件外表粗糙度值要求较小时，而要用车削或铣削等方法精加工。

1.3 车削的应用

车床上使用不同的车刀或其他刀具。如内外圆柱面、内外可以加工各种回转表面，如圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等。加工精度可达IT8~IT7，外表粗糙度Ra值为1.6~0.8 m，精细车的尺寸公差等级可达IT6～IT5，表面粗糙度Ra值为0.4～0.1μm。车削常用来加工单一轴线的零件，还可以加工多轴线的零件(如曲轴、偏心轴等)或盘形凸轮，只需将刀具位置或将车床适当改装。

图1-5 车外圆的方法

左偏刀主要用于需要从左向右进给车削右边有直角轴肩的外圆以及右偏刀无法车削的外圆。

2.车孔

车孔是用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面。车盲孔和台阶孔时，车刀先纵向进给，当车到孔的根部时再横向从外向中心进给车端面或台阶端面。

图1-6 车孔的方法

3.车端面

车平面主要是车端面。图（a）是用弯头刀车平面，可采用较大背吃刀量，切削顺利，表面光洁，大小平面均可切削；图（b）是90°右偏刀从外向中心进给车平面，适宜车削尺寸较小的平面或一般的台肩端面；图（c）是90°右偏刀从中心向外进给车平面，适宜车削中心带孔的端面或一般的台肩端面；图（d）是左偏刀车平面，刀头强度较好，适宜车削较大平面，尤其是铸锻件的大平面。

图1-7 车平面的方法

锥面可看作是内外圆的一种特殊形式。内锥面具有配合紧密、拆卸方便、多次拆卸后仍能保持准确对中的特点，广泛用于要求对中准确和需要经常拆卸的配合件上。常用的标准圆锥有莫氏圆锥、米制圆锥和专用圆锥三种。

种类规格说明应用

莫氏圆锥0，1，2… 6等7个号

0号尺寸最小（大端直径9.045mm），

6号最大（大端直径63.348mm）其

中锥角α/2 在1°30´左右

车床主轴锥孔及

顶尖、钻头、铰刀

的锥柄等

米制圆锥4，6，80，100，120，140，

160，200共8个号

号数系指大端直径尺寸（mm），各号

锥度固定不变，均为1：20

专用圆锥1：4，1：12，1：50，

7：24等

多用于机器零件或某些刀具的特殊部位。例如，1：50圆

锥用于圆锥定位销和锥铰刀，7：24用于铣床主轴锥孔及

铣刀杆的锥柄。

车锥面的方法：

（1）小滑板转位法：主要用于单件小批生产中精度较低和长度较短（≤ 100mm）的内锥面。

（2）尾座偏移法：用于单件或成批生产中轴类零件上较长的外锥面。

（3）靠模法：用于成批和大量生产中较长的内外锥面。

（4）宽刀法：用于成批和大量生产中较短（≤ 20mm）的内外锥面。

图1-8 车锥面的方法

单件小批生产中，各种轴、盘、套等类零件多选用适应性广的卧式车床或数控车床进行加工；直径大而长度短(长径比L/D＝0.3～0.8)的重型零件，多用立式车床加工。

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，应选用转塔车床进行加工。

大批、大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，多选用半自动和自动车床进行加工。它的生产率很高但精度较低。

二、钻削

2.1 钻削的定义

中文名称：钻削

英文名称：drilling

其他名称：钻孔

定义：钻削刀具与工件作相对运动并作轴向进给运动，

在工件上加工孔的方法。

钻孔是一种最基本的孔加工方法。钻孔经常在钻床

图2-5钻孔示意图

和车床上进行，也可以在镗床和铣床上进行。常用的

钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。

钻孔与车削外圆相比，钻头工作局部处在已加工表面工作条件要困难得多，因而引起一些特殊问题。例如钻头的刚度和强度、容屑和排屑、导向和冷却润解围中滑等，其特点可概括如下：

1. 钻头易引偏

引偏：指加工时由于钻头弯曲而引起的孔径扩大、孔不圆或孔的轴线歪斜等，见图2-6。

原因：由于钻头横刃定心不准，钻头刚性和导向作用较差，切入时钻头易偏移、弯曲。

图2-6 引偏a）在钻床上钻孔b）在车床上钻孔

2. 排屑困难

钻孔的切屑较宽，容屑槽尺寸又受到限制，流出时与孔壁发生剧烈摩表面，孔内被迫卷成螺旋状。使切屑与孔壁发生较大的摩擦，挤压、拉毛和刮伤已加工表面，降低表面质量。甚至会切屑阻塞在容屑槽里，卡死或折断钻头，刀具磨损快。

为了改善排屑条件，可在钻头上修磨出分屑槽，将宽的切屑分成窄条，以利于排屑。当钻深孔时，应采用合适的深孔钻进行加工。