机械制造基础-课题六

6.1.2车削的加工运动
1.工件的旋转运动 它是车削加工的主运动，常以n（r/min）表示。主运
动是实现车削加工最基本的运动。其速度和所消耗的 功率 都较大。 2.刀具的直线移动 它是车削加工的进给运动，常以f（mm/r）表示。进 给运动分为横向进给运动和纵向进给运动，垂直于工 件旋转轴线方向的移动（车端面）称为横向进给运动 f2；刀具沿工件旋转轴线方向的移动（车圆柱面）称 为纵向进给运动f１。进给运动的速度较低，所消耗的 功率 也较小。
度为IT7~IT8级，表面粗糙度为Ra3.2~0.8 μm，一般作为较高 精度表面的终加工。 ④精细车。为保证高的加工质量，一般采用高切削速度、 小的进给量和背吃刀量，车削在精密车床上进行加工。精细车
削加工精度可达IT6~IT7级，表面粗糙度为Ra0.8~0.2μm。
4.铣削加工有何特点？
主运动
进给运动
第6章 金属切削加工
6.1车削 6.1.2车削的加工运动
主运动和进给运动是形成被加工表面形状所必需的 运动，称为机床的表面成形运动。在多数情况下，工件 的旋转运动和刀具的移动是两个相互独立的运动，称之 为简单成形运动；而加工螺纹时，由于工件旋转和刀具 移动两种运动不是独立的，它们之间保持严格的运动关 系，因此将它们组合成的运动，称之为复合成形运动， 习惯上常称为螺纹进给运动。另外，加工成形回转表面 时，纵向和横向进给运动之间也必须组合成一个复合成 形运动。
CA6140型卧式车床
(2)立式车床
立式车床的主要特征是主轴立式布置，工件装夹
在水平的回转工作台上，刀架在横梁或立柱上移动。
立式车床适合加工直径大、长度短的大型和重型
工件。
(3)转塔、回轮车床
转塔、回轮车床适于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。
回轮车床
第6章 金属切削加工
⑹ 螺纹车刀 用来车削螺纹。
图6-2 常用车刀及用途
五、工件在车床上的安装
车削加工时，工件必须先在车床夹具上进行找正、夹 紧。由于工件的形状、大小和加工数量的不同，必须采用 不同的安装方法。 1 用卡盘安装工件
（a）
（b）
（c）
三爪卡盘能自动定心，装夹方便，但是定心精度不高。 若因三爪卡盘使用太长时间，而失去了应有的精度，在加 工高精度的工件时，也需要找正。三爪卡盘适于装夹截面 为圆形、三角形、六方形的轴类和中小型盘类零件。 用四爪单动卡盘装夹工件的特点：夹紧可靠、用途广 泛，但不能自动定心，需要与划针盘、百分表配合进行找 正安装工件。通过校正后的工件安装精度较高，夹紧可靠。 适于方形、长方形、椭圆形及各种不规则形状零件的装夹。 花盘用于形状不规则无法用卡盘装夹的工件，例如支 架类工件，安装时用角铁和螺钉等夹持在花盘上。
不同的铣削方式对刀具的耐用度、工件的加工表面
粗糙度、铣削过程的平稳性及切削加工的生产率等
都有很大的影响。 1. 周铣法
周铣法－用铣刀圆周上的切削刃来 铣削工件加工表面的方法。
动画2 周铣
切削方式
逆铣法－ 铣刀旋转方向与工件进给方向相反。
顺铣法－ 铣刀旋转方向与工件进给方向相同。
动画3 逆铣
图7-11 逆铣和顺铣 表7-6 逆铣与顺铣比较（续3） 比较内容 工件夹紧程度/切削过程稳定性 刀具磨损 工作台丝杠和螺母有无间隙 由工作台窜动引起的质量事故 加工对象 顺铣 好 小 有 多 精加工 逆铣 差 大 无 少 粗加工
2. 端铣法
端铣法－用铣刀端面的刀齿来铣削工件的 表面。 端铣时，根据铣刀相对于工件安装位置的 不同，可分为三种不同的切削方式。
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铣刀
多齿、多刃
圆柱平面铣刀
面铣刀 两面刃铣刀 三面刃铣刀 错齿刃铣刀 立铣刀 键槽铣刀 角度铣刀 成形铣刀
槽铣刀
§4-3 铣刀及铣削用量
一、铣刀的类型、特点及应用
圆柱铣刀－用于在卧式铣床上加工中小型工件
狭长平面和带圆弧收尾的平面。一般用高速钢制
造，切削性能差，加工效率较低。
圆柱铣刀
硬质合金端铣刀－用于在立式铣床上加工大平
②半精车。半精车是介于精车和粗车之间的车削加工
。半精车的经济精度为IT10~IT8级，表面粗糙度为 Ra6.3~3.2μm。可作为中等精度表面的终加工，也 可作为磨削或其他精加工工序的预加工。
第6章 金属切削加工
6.1.6车削加工
③精车。为保证获得较高车削质量的表面，精车时一般采
用较小的进给量及背吃刀量和较高的车削速度。精车的经济精
铣削深度ap(mm) — 垂直已加工表面测量出的被切
削层尺寸； 铣削宽度ae(mm) — 垂直于进给方向测量出的已加 工表面的宽度。
二、切削层参数
切削厚度ac—相邻刀齿切削刃运动轨迹间的距离。铣削
时，切削厚度ac是随时变化的。这是垂直于刀具轴线进给 的多刃旋转刀具的共同特征。
af af
图7-5 车削加工
图7-6 铣削加工
表7-1 车削与铣削比较 比较内容 刀 具 车削加工 车刀－单刃刀具 铣削加工 铣刀－多刃刀具
工件的旋转运动 铣刀的旋转运动 表面 主运动 成形 刀具在工件轴向/径向上的 工件（铣刀）在垂直于铣刀 进给运动 运动 直线运动 轴线方向上的直线运动
§2 铣削的工艺特点及其应用
2
金属加工工艺方法
6.1 车削 6.2 铣削 6.3 钻削和镗削
6.4 磨削
6.5 刨削和拉削
Βιβλιοθήκη Baidu 车床上常见的加工表面
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车床
(1)卧式车床 卧式车床是目前生产中应用最广的一种车床， 它具有性能良好、结构先进、操作轻便、通用性大 和外形整齐美观等优点。 卧式车床的主要部件有：主轴箱、溜板箱、进 给箱、丝杠、光杠、刀架、尾座、床身、挂轮变速 机构等。
精度为IT10~IT9，Ra为6.3~3.2μm
精度为IT8~IT7，Ra为3.2~1.6μm
§2 铣削的工艺特点及其应用
铣削---是平面的主要加工方法之一。
一 . 铣削的工艺特点 1. 生产率较高； 2.容易产生振动； 3.刀齿散热条件较好。
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１.刀齿散热条件较好
铣刀是多齿刀具，刀齿切入工件是一个断续地、周期
第6章 金属切削加工
（d）
（e）
图 6-6 车床上工件的安装方式 （d）两顶尖间安装及中心架的应用； （e）跟刀架的应用
2 用两顶尖安装工件 对于长径比大于4的细长轴类工件,用两顶尖间进行工 件的安装，一般适于长轴、长丝杠等较长工件，或须经过 多次装夹，或有较多工序的工件等情况。用顶尖安装工件， 需在工件的两端面上预先钻出中心孔。 对于长径比大于10的细长轴类工件，为增加工件的刚 性，还需使用中心架或跟刀架。
面。硬质合金刀片多采用可转位夹固式，或焊接夹 固式安装在刀体上。
端铣刀
槽铣刀－用于在卧式铣床上加工沟槽，两
端面的副刀刃仅参加部分切削和修光工作。
槽(锯片)铣刀
两面刃、三面刃铣刀－刀具的一
侧或两侧有刀齿，主要用于在卧式
铣床上加工台阶面或切槽。
三面刃铣刀
立铣刀－用于在立式铣床上加工沟槽，也可用于加
§1 车削的工艺特点及其应用
在所有的机床种类里，车床的类型最多。
如：普通卧式车床、立式车床、转塔车床、自动车床、 数控车床等。
•其应用范围最广--主要用于加工回转表面。
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车削的应用
加工表面 回转面、 成形面 ...
精度 IT8～ IT7 Ra1.6～ 6.3
生产批量 普通车床 数控车床 小批量 转塔车床 自动车床 成批量 大批量
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车削的工艺特点 易保证各加工面 的位置精度 适用于有色 金属的精加工 切削过程 比较平稳 刀具简单 制造、刃磨方便
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第6章 金属切削加工
１.易于保证工件各加工面的位置精度
工件绕固定轴线回转，易于保证加工面间的同轴 度的要求。 ２.切削过程平稳 在多数情况下车削过程是连续进行的，不会产生冲 击和振动，并且当几何形状、背吃刀量αp和进给量f一 定时，切削层的截面尺寸hD和bD是不变的。 ３.加工的材料范围广
铣削速度v (m/s) － 铣刀刀齿的线速度； 进给量 － 铣刀旋转时，它的轴线与工件的相对
位移；
图7-7 铣削要素
每齿进给量af (mm/齿) － 铣刀每转一个齿间角时， 工件与铣刀的相对位移； 每转进给量f (mm/r) － 铣刀每转一转，工件与铣刀 的相对位移； 每分钟进给量vf (mm/min) － 铣刀相对工件每分钟移 动的距离。

钢材、铸铁、有色金属和某些非金属均可车削，且车
削适用于有色金属和某些低碳不锈钢零件的精加工。
第6章 金属切削加工
４.刀具简单
车刀是所有切削加工中，使用的刀具最简单的一种，其
制造、刃磨和安装极为方便，并且根据工件切削加工的 具体要求，可随时选用、刃磨出合理的车刀角度。 ５.应用广泛
地受冲击的切削过程，刀齿可以得到一定的冷却，散 热条件较好。 ２.生产率较高 铣削时铣刀有几个刀齿同时参加切削，总的切削宽 度较大。铣削的主运动是铣刀的旋转，有利于高速铣 削，所以铣削的生产率较高。 ３.容易产生振动 铣刀的工作齿数的增减 和铣削时每个刀齿的切削厚 度的变化，以及刀齿切入和切出时产生冲击，这些都 会引起切削力和切削面积变化，因此铣削过程不平稳 ，容易产生振动。
不仅可以车削轴类和盘套类零件的外圆，而且也能车削
螺纹、沟槽、端面和内孔等。工件可达到较高的精度和 较小的表面粗糙度。
四 车削加工中使用的刀具
车刀的种类
车刀按用途可分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、成 形车刀、螺纹车刀和车孔刀等，如图6-2所示。由于车刀是 由刀头和刀体组成的，故按其结构车刀又可分为整体车刀、 焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成形车刀等，如图419所示。
工小平面、台阶面和二维曲面。
立铣刀
键槽铣刀－它只有两个刃瓣，铣削时先沿铣 刀轴线进刀，然后沿工件轴线进给铣出键槽的 全长。
角度铣刀－用于在卧式铣 床上铣削角度槽和斜面。
键槽铣刀
角度铣刀
成形铣刀－用于在卧式铣床上加工成形表面 的专用铣刀，如齿轮铣刀等 。
成形铣刀
§4-2 铣削原理
一、铣削要素
铣削---是平面的主要加工方法之一。
卧式万能升降台铣床
主要由床身、横梁、主轴、转台、纵向工作台、横向工作
台、升降台组成。
主要用于铣削中小型零件上的平面、沟槽，尤其是螺旋 槽和需要分度的零件。
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卧 式 升 降 台 铣 床
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铣削 加工 的 典型 表面
铣削
粗 铣
半 精 铣 精 铣
精度为IT13~IT11，Ra为25~12.5μm
各种车刀的基本用途如下：
⑴ 90º 外圆车刀（偏刀） 用来车削工件的外圆、台阶和端 面，分为左偏刀和右偏刀两种。 ⑵ 45º 弯头刀 用来车削工件的外圆、端面和倒角。 ⑶ 切断刀 用来切断工件或在工件表面切出沟槽。
⑷ 车孔刀 刀。
⑸ 成形车刀 形面工件。
用来车削工件的内孔，有通孔车刀和盲孔车
用来车削台阶处的圆角、圆槽或车削特殊
第六章
车削切削加工
教师：周彩虹
常用加工方法综述
机械零件种类繁多，但其形状都 是由一些基本表面组合而成。 零件的最终成形，实际上是由一种 表面形式向另一种表面形式的转化，包 括不同表面的转化、不同尺寸的转化及 不同精度的转化。转化过程的实现，主 要依靠切削运动。 常见的切削加工工艺有：车、刨、 铣、钻、磨、镗等。
第6章 金属切削加工
6.1.6 车削加工
按加工精度和表面粗糙度，车削加工可分为粗车、半
精车、精车和精细车。
①粗车。粗车的主要目的是从毛坯表面上车掉较多的
加工余量，并为后续加工预留一定的余量。一般粗车 时的经济精度为IT12~IT11级，表面粗糙度为 Ra12.5~6.3 μm。一般作为低精度表面的终加工， 或高精度表面的预加工。
p
vf
图7-8 圆柱铣刀铣削时切削厚度的变化
a
切削宽度aw — 铣刀刀齿和工件相接触部分的长度（沿刀刃方向测量）
。
直齿圆柱铣刀：
切削宽度ae＝铣削宽度aw 螺旋齿圆柱铣刀： 切削宽度ae＝变值
图7-9 螺旋齿铣刀的切削宽度
切削面积Ac — Ac＝ac×aw。
六、铣削方式及其合理选用
铣削方式－铣刀相对于工件的运动和位置关系。
动画4 顺铣
图7-10
表7-3 逆铣与顺铣比较 比较 内容 切屑 截面 形状 逆铣 顺铣 结论
顺铣时铣刀寿 命比逆铣高2 ～3倍，加工 表面也较好。
刀齿切削厚度由零逐渐增加。因切削 顺铣时则无此现象， 刃钝圆半径的影响，刀齿在已加工表 但顺铣不宜铣带硬皮 面上滑擦后才切入工件。刀齿磨损快 ，加工表面质量较差。 的工件。