第三章外圆表面加工
习题册参考答案-《机械制造工艺学(第二版)习题册》-B01-4148.docx
全国技工院校机械类专业通用（高级技能层级）机械制造工艺学（第二版）习题册参考答案1第一章机械加工精度与表面质量第一节机械加工精度一、填空题1．符合2．加工精度表面质量3．尺寸精度形状精度位置精度4．测量5．φ40 .008φ606．φ18.010φ18.018mm7．工艺系统8．静态动态9．“让刀”10．垂直度11．平面度12．锥形圆柱度二、选择题1A2C3D4C5C6C三、判断题1（×） 2（×）3（√） 4（×）5（√） 6（√） 7（× ）8（√） 9（√） 10（×）四、名词解释1．工艺系统由机床、夹具、刀具和工件组成的系统。
2．加工误差加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面的相互位置）与理想几何参数的偏离程度。
3.定尺寸刀具法是指用具有一定尺寸精度的刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）来保证工件被加工部位（如孔）的尺寸精度。
五、简答题1．答：加工精度是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面的相互位置）与理想几何参数的符合程度。
2机械加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度三方面的内容。
获得机械加工精度的方法有：（1）获得尺寸精度的方法：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法、数字控制法。
（2）获得形状精度的方法：轨迹法、成形法、展成法。
（3）获得相互位置精度的方法：一次安装法、多次安装法。
2.答：通常在设计机器零件及规定零件加工精度时，应注意将形状误差控制在位置公差内，位置误差又应小于尺寸公差。
精密零件或零件重要表面，其形状精度要求应高于位置精度要求，位置精度要求应高于尺寸精度要求。
3.答：第一种误差是马鞍形圆柱度误差，其原因：（1）径向力方向改变。
（2）加工粗短轴时，轴的刚度比较机床的大，工艺系统的变形主要是由主轴箱、尾座、刀架等形成（3）由机床误差引起。
改进措施：（1）加工细长轴，可采用与上述消除腰鼓形圆柱度误差相同的方法。
机械制造技术基础(第2版)第三章课后习题答案
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第三章机械制造中的加工方法及装备3-1 表面发生线的形成方法有哪几种答：（p69-70）表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法、展成法。
具体参见第二版教材p69图3-2。
3-2 试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动，哪些运动是进给运动答：如图3-20（p87），外圆磨削砂轮旋转n c是主运动，工件旋转n w、砂轮的横向移动f r、工作台往复运动f a均为进给运动。
3-3机床有哪些基本组成部分试分析其主要功用。
答：（p70-71）基本组成部分动力源、运动执行机构、传动机构、控制系统和伺服系统、支承系统。
动力源为机床运动提供动力；运动执行机构产生主运动和进给运动；传动机构建立从动力源到执行机构之间的联系；控制和伺服系统发出指令控制机床运动；支承系统为上述部分提供安装的基础和支承结构。
3-4什么是外联系传动链什么是内联系传动链各有何特点答：外联系传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。
如铣床、钻床传动链；内联系传动链：执行件和执行件之间的传动联系。
如车螺纹、滚齿的传动链。
外联系传动链两端没有严格的传动关系，而内联系传动链两端有严格的传动关系或相对运动要求。
3-5 试分析提高车削生产率的途径和方法。
答：（p76）提高切削速度；采用强力切削，提高f、a p；采用多刀加工的方法。
3-6 车刀有哪几种试简述各种车刀的结构特征及加工范围。
答：（p77）外圆车刀（左、右偏刀、弯头车刀、直头车刀等），内、外螺纹车刀，切断刀或切槽刀，内孔车刀（通孔、盲孔车刀、）端面车刀、成形车刀等。
顾名思义，外圆车刀主要是切削外圆表面；螺纹车刀用于切削各种螺纹；切断或切槽车刀用于切断或切槽；内孔车刀用于车削内孔；端面车刀切断面；成形车刀用于加工成形表面。
3-7试述CA6140型卧式车床主传动链的传动路线。
答：（p82）CA6140型卧式车床主传动链的传动路线：3-8 CA6140型卧式车床中主轴在主轴箱中是如何支承的三爪自定心卡盘是怎样装到车床主轴上去的答：（p83-84）3-9 CA6140型卧式车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动的答：如教材图3-17和3-18所示，操纵手柄向上，通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向右滑移，拨动摆杆10使拉杆向左，压紧左边正向旋转摩擦片，主轴实现正转；若操纵手柄向下，通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向左滑移，拨动摆杆10使拉杆向右，压紧右边反向旋转摩擦片，主轴反转。
模具制造工艺学练习习题-第三章模具零件的机械加工
模具制造工艺学练习习题-第三章模具零件的机械加工第三章模具零件的机械加工一、填空题1．构成导柱和导套的基本表面，都是回转体表面，按照它们的结构尺寸和设计要求，可以直接选用适当尺寸的作坯料。
2．导柱外圆常用的加工方法有、、及等。
3．对有色金属材料的外圆的精加工，不宜采用精磨，原因是、，影响加工质量。
4．在导柱的加工过程中，外圆柱面的车削和磨削都足以两端的中心孔定位，这样可使外圆柱面的基准与基准重合。
5．导柱在热处理后修正中心孔，目的在于过程中可能产生的变形和其它缺陷，获得精确定位，保证形状和位置精度要求。
6．修正中心孔可以采用、和等方法，可以在、或专用机床上进行。
7．用研磨法修正中心孔，是用代替，在被研磨的中心孔表面加研磨剂进行研磨。
8．研磨导套常出现的缺陷是。
9．外圆表面磨削的方法有和。
10．拉孔是用拉刀加工工件内表面的高效率的精加工方法。
拉孔精度一般为，粗糙度为。
11．模座加工主要是加工和加工。
为了使加工方便和易于保证加工技术要求，在各工艺阶段应先，再以定位加工。
12．平面的加工方法主要有、、、、和等。
13．冷冲模主要零件的机械加工，除普通的车、铣、刨、磨削等一般切削加工之外，还常常使用和加工。
14．单型孔凹模上的孔在热处理前可采用、等方法进行粗加工和半精加工，热处理后在上精加工。
15．压印锉修是利用的凸模、凹模或另外制造的工艺冲头作为，垂直放置在——的对应刃口或工件上，施以压力，以压印基准件的切削与挤压作用，在工件上压出印痕，再按此印痕修整而作出刃口或工件。
16．采用压印锉修加工的凸模在压印前应经过加工，沿刃口轮廓留0.2mm左右的单面加工余量，余量厚度应尽量，以防压印时产生偏斜。
17．压印加工可在和压印机上进行。
18．刨模机床主要用于加工的凸模和冲头等零件。
19．采用成形刨加工时，凸模根部应设计成形，而凸模的安装配合部分则可设计成或。
20．在模具制造中，成形磨削可对热处理淬硬后的或进行精加工，因此可消除对模具精度的影响。
第三章常用的加工方法综述(第三次课)
磨削时采用切削液的作用：
（1）冷却和润滑作用。 （2）冲洗砂轮的作用。
磨削时采用切削液的种类：
（1）磨削钢件时，广泛应用的切削液是苏打水或乳化液。 （2）磨削铸铁、青铜等脆性材料时，一般不加切削液，而用吸尘器清除尘屑。
5. 表面变形强化和残余应力严重
及时修整砂轮，施加充足的切削液，增加光磨次数，都可在一定程度上减 少表面变形强化和残余应力。
砂轮硬度的选用原则：
•工件材料硬，应选用软砂轮，以便砂轮磨钝磨粒及时脱落，露出锋利的
新磨粒继续正常磨削；
•工件材料软，因易于磨削，磨粒不易磨钝，砂轮应选硬一些。
但对于有色金属、橡胶、树脂等软材料磨削时，由于切屑容易堵塞砂 轮，应选用较软砂轮。
•粗磨时，应选用较软砂轮； •精磨、成形磨削时，应选用硬一些砂轮，以保持砂轮的必要形状精度。
粒度表示磨粒的大小程度。
粒度的表示方法有两种：
（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7μm～5μm， 粒度号越小，微粉颗粒越细。
（3）深磨法只适用于大批大量生产中加工刚度较大的短轴。
2、在无心外圆磨床上磨外圆
无心外圆磨削是工件不定回转中心的磨削，为一种生产率很高的精 加工方法。 磨削时，工件置于磨轮和导轮（用橡胶结合剂作的粒度较粗的砂轮） 之间，靠托板支撑。由于不用顶尖支撑，所以称无心磨削。 无心外磨削主要适用于大批大量生产销轴类零件，特别适合于磨削细长的光轴。
2. 砂轮有自锐作用
第三章磨床基础知识
2020年4月23日星期四
适用于：那些不宜用卡盘夹紧的薄壁，而其内外同心 度要求较高的且外圆表面已经精加工工件。如轴承环 类型的零件。
特点：加工精度高、自动化程度高，适用于大批量生产
（4）平面磨削
对于精度要求高的平面以及淬火零件的平面加工， 需要采用平面磨削方法。
分类：
● 按照砂轮的工作面不同
圆周（即砂轮轮缘）磨削
包括内圆磨床、行星式内圆磨床、无心内 圆磨床等。
主要用于轴套类零件和盘套类零件内孔表 面及端面的磨削。
（3）平面磨床 包括卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床
、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等。 主要用于各种零件的平面及端面的磨削。
（4）工具磨床 包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床、丝锥沟槽
磨床等。
（7）其它磨床 包括珩磨机、研磨机、砂带磨床、超精加工机
床、砂轮机等
在生产中应用最多的是外圆磨床，内圆磨床、 平面磨床、无心磨床四种。
万能外圆磨床
无心外圆磨床
普通外圆磨床
头架
往复工 作台
砂轮架
内圆磨床 无心内圆磨床
平面磨床
工具磨床
曲轴磨床
螺纹磨床
研磨机
抛光机
砂轮机
5、磨床的主要加工范围及方法
工作原理：砂轮和导轮的旋转方向相同，但由 于砂轮的圆周速度大（约为导轮的70～80倍）， 通过切向切削力带动工件旋转，但导轮（用摩 擦系数较大的树脂或橡胶作粘接剂制成的刚玉 砂轮）则依靠摩擦力限制工件旋转，使工件的 圆周线速度基本上等于导轮的线速度，从而在 砂轮和工件间形 成很大速度差产 生磨削作用。改 变导轮的转速， 便可以调节工件 的圆周进给速度。
第三章磨床基础知识
2020年4月23日星期四
磨工工艺-第三章-磨削用量
工件圆周速度是表示工件被磨削表面上任意一点，在每分钟内所走 过的路程，用μw表示，计算式为
式中dw—工件外圆直径（mm）；
w
dwnw
1000
nw—工件转速（r/min）；
Vw—工件圆周速度（m/min）。
工件的圆周速度远低于砂轮的圆周速度，一般为5～30m/min。
在实际生产中，工件直径是已知的，加工时通常需要确定工件的转速，为此 可将上式变换为
nw—工件转速（r/min）；
μf—工作台纵向速度（m/min）。
❖ 四、横向进给量
外圆磨削时，在每次行程结束后，砂轮在纵向进给方向上的移动量，叫做横向进给量，
用apo表示。他是衡量磨削深度大小的参数，又称背吃刀量。其尺寸从垂直于进给方向
运动测量。
计算公式为 式中D—进给前工件直径（mm）； d—进给后工件直径（mm）； ap—横向进给量（mm）。
❖ 一、砂轮的圆周速度
砂轮外圆表面上任一磨粒在单位时间内所经过的磨削路程，称为砂轮的圆 周速度，用μ0表示。此速度也即磨削主运动速度。μ0的单位为m/s，按 下式计算：
0
Dono
1000 60
式中Do—砂轮直径（mm）； no—砂轮转速（r/min） Vo—砂轮的圆周速度（m/s）。
❖ 二、工件圆周速度
ap D d 2
外圆磨削时，横向进给量很小，一般取0.005～0.04mm，精磨时取小值，粗磨时取大值。 切削速度、进给量、背吃刀量通常称为“切削三要素”磨削时应合理选择。 磨削用量的选择原则是：粗磨时以提高生产效率为主，选大的背吃刀量和纵向进给量；精
磨时以保证精度和表面粗糙度要求为主，选择较小的背吃刀量和纵向进给量。同时还要 考虑磨床、工件等具体情况，在综合分析确定。
第三章 常用金属切削加工方法
孔中键槽及多边形孔等，有时也用于加
工成形内外表面
二、拉 削
指在拉床上用拉刀进行加工的方法， 拉削可以认为是刨削的进一步发展。
它是利用多齿的拉刀，逐齿依次从工件 上切下很薄的金属层，使表面达到较高 的精度和较小的粗糙度值。
拉削时，一般由拉刀作低速直线运动， 被加工表面在一次走刀中形成
第三章 常用金属切削加工方法
车削加工 钻削和镗削加工 刨削和拉削加工 铣削加工 磨削加工
概述
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，主要依靠运动。不同切削运动（主运动和进给 运动）的组合便形成了不同的切削加工方法。常用 的切削加工方法有车削、钻削、镗削、刨削、铣削、 磨削等，对某一表面的加工可采用多种方法，只有 了解了各种加工方法的特点和应用范围，才能合理 选择加工方法，进而确定最佳加工方案
在实际生产中,钻_扩_铰是较精密孔的典型加工工艺
三、镗孔
在镗床上完成孔加工的过程，叫镗孔。
工件安装在工作台上，工作台可作横向和纵向进给， 并能旋转任意角度。镗刀装在主轴或转盘的径向刀 架上，通过主轴箱可使主轴获得旋转主运动、轴向 进给运动，主轴箱还可沿立柱导轨上下移动。
镗削加工所用的刀具
单刃镗刀 浮动镗刀(V=0.08～0.13m/s)
3）减小背吃刀量，增加进给次数，以降低切削力。 （2）偏心工件的车削 偏心工件主要包括偏心轴和偏心套。如图3-8 （3）曲轴的车削 如图3-9
（二）车端面及台阶
（三）孔加工 （四）车槽及切断 （五）圆锥面的车削 常用圆锥面车削的方法有： 宽刀法，小刀架转位法，偏移尾座法和靠模法。
外轮廓加工 数控车床编程
三、程序编制
（下一页续表）
续表
外圆和端面加工误差分析
（下一页续表）
续表
在FANUC 0i系统中加工该零件。
零件图
第二节 车削圆弧面
1.掌握G02、G03指令的应用。 2.掌握G40、G41、G42指令的应用。 3.能正确合理地安排圆弧加工工艺路线。
一、G02/G03——顺圆加工/逆圆加工 1. 指令格式
第三章 外轮廓加工
在数控车床上经常加工类似中间轴的轴类零件，其外表面多为 外圆、端面、锥面及圆弧轮廓加工，是零件加工的基本步骤和 前期工步。
中间轴
第一节 车削外圆/端面及外锥面 第二节 车削圆弧面 第三节 外圆粗车复合循环G71/G70的应用 第四节 端面粗车复合循环G72/G70的应用 第五节 仿形切削粗车复合循环G73/G70
就会造成“欠切”或“过切”现象，产生加工表面的形状误差。
刀尖圆弧对加工产生的影响——车削锥面
消除车削加工产生误差的方法：采用刀具半径补偿功能。 编程时只需按工件轮廓编程，执行刀具半径补偿后，刀具自动 补偿误差值，从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状和尺寸的影 响。
（2）刀尖方位号 对应每个刀具补偿号，都有一组偏置量X、Z，刀尖圆弧半径 补偿量R和刀尖方位号TIP。
（2）在调用新刀具前或更改刀具补偿方向时，中间必须取消 前一个刀具补偿，避免产生加工误差。
（3）在G41或G42程序段后面加G40程序段，便可以取消刀尖 圆弧半径补偿。
程序的最后必须以取消偏置状态结束，否则刀具不能在终点定 位，而是停在与终点位置偏移一个矢量的位置上。
（4）G41、G42、G40是模态代码。 （5）在G41方式中，不要再指定G42方式，否则补偿会出错； 同样，在G42方式中，不要再指定G41方式。 （6）在使用G41和G42之后的程序段中，不能出现连续两个或 两个以上的不移动指令，否则G41和G42指令会失效。
第三章复习题（参考）
第三章复习题（参考）第三章复习题第一节概述3-1-1按工件加工过程中的质量变化，机械制造加工方法可分为：材料去除加工_、_材料成形加工_、_材料积累加工_三种。
3-1-2表面发生线的形成方法有哪几种？试简述其形成原理。
P69-703-1-3 机床有哪些基本组成部分？试分析其主要功用。
P70-713-1-4 什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？各有何特点？P713-1-5．试说明下列机床型号的含义CM6132 CK6150A B2316 MG1432 CKM1116/NJ第二节外圆表面加工3-2-1. 粗车、精车、细车目的是什么？他们各有什么特点？P753-2-2. 试分析提高车削生产率的途径和方法。
P763-2-3 车刀有哪几种？P773-2-4 按车床的用途和结构可以将车床分为哪几类？P793-2-5. 请简述CA6140车床的主要部件与功能。
P 79-803-2-6. 试根据P82图3-13叙述CA6140型车床主传动链的传动路线。
并且写出主传动路线表达式。
P813-2-7.（请参见P82图3-13）在CA6140车床的主传动系统中，电动机经V形带动Ⅰ轴，Ⅰ轴通过一对双联滑移齿轮副传至Ⅱ轴，Ⅱ轴与Ⅲ轴之间为三联滑移齿轮副传动，问Ⅲ轴可以获得几种不同的转速：( ) P82A．3种；B. 5种；C. 6种；D. 8种。
3-2-8. CA6140型车床中主轴在主轴箱中是如何支承的? P813-2-9. CA6140型车床主轴箱Ⅰ轴上带的拉力作用在哪些零件上？P833-2-10. CA6140型车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动的？P84-863-2-11 在外圆磨床上磨削工件外圆表面，其主运动是（A）。
A. 砂轮的回转运动；B. 工件的回转运动；C. 砂轮的直线运动；D. 工件的直线运动。
3-2-12．有支承外圆磨削加工时纵向进给磨削与横向进给磨削各有什么特点？P87-883-2-13. 简述无心磨外圆的工艺特点P883-2-14. 简述外圆磨削的工艺特点及应用范围。
机械制造工艺学基础
机械制造工艺学基础概述刀具切削部分的几何参数1.1金属切削的基础知识刀具材料金属的切削过程磨削机理车削外圆1.2外圆表面加工磨削外圆外圆表面的光整加工外圆表面的加工方法选择钻孔扩孔铰孔1.3内孔表面加工镗孔拉孔珩磨磨孔研磨第一章孔的精密加工滚压机械加工内孔表面的加工方法选择金刚镗原理与方法平面的车削加工平面的铣削加工平面的刨削和拉削加工1.4平面加工平面磨削平面的精密加工平面刮研平面研磨平面抛光平面的加工方案沟槽的车削加工1.5沟槽加工沟槽的铣削加工沟槽的刨削和插削加工特形面的车削1.6特形面加工特形面的铣削螺纹的车削普通螺纹的加工攻螺纹和套螺纹梯形螺纹的车削1.7 螺纹加工传动螺纹的加工梯形螺纹的铣削梯形螺纹的精加工螺纹的加工方案概述第一章机械加工铣齿原理与方法滚齿插齿剃齿1.8齿轮加工齿面精加工珩齿磨齿常用齿轮齿形加工方法的工艺特点及应用齿轮齿面加工方案一机床夹具的作用二机床夹具的分类2.1概述三机床夹具的组成一六点定位原理完全定位二定位方式不完全定位欠定位2.2机床夹具重复定位的定位原理和定位元件工件以平面定位及其定位元件三定位元件工件以内孔定位及其定位元件工件以外圆柱面定位及其定位元件1 基准不重合误差2.3定位误差1）平面定位的分析与计算一定位误差产生的原因2）用圆柱销，定第二章 2 基准位移误差位心轴定位机床夹具3）用定位套定位基础知识4）用V形块定位二定位误差的计算（1）动力装置1 夹紧装置的组成一夹紧装置的（2）夹紧机构组成及基本要求 2 夹紧装置的基本要求1 夹紧力的方向选择2.4机床夹具二夹紧力的确定 2 夹紧力的作用点选择的夹紧装置 3 夹紧力的大小1 斜楔夹紧机构2 螺旋夹紧机构3 偏心夹紧机构三典型夹紧机构刚性定心夹紧机构4定心夹紧机构弹性斜定心夹紧机构2.5典型机床一车床夹具专用夹具实例二钻床夹具三铣床夹具生产技术准备过程毛坯制造过程生产过程零件的加工过程生产过程和工艺过程产品的装配过程产品的辅助劳动过程工艺过程3.1基本概念工序安装机械加工工艺过程的组成工位工步走刀生产纲领生产纲领与生产类型单件生产小批生产第三章生产类型成批生产中批生产机械加工大量生产大批生产工艺规程的制定工艺规程的内容机械加工工艺过程卡片作用与格式机械加工工艺卡片3.2机械加工工艺规程的编制机械加工工序卡片技术上的先进性制定工艺规程的原则经济上的合理性有良好的劳动条件产品的装配图和零件图产品验收的质量标准产品的生产纲领需要的原始资料毛坯资料现场设备和工艺装备国内外生产技术的发展情况有关的工艺手册及图册制定工艺规程的步骤1.分析研究产品的装配图和零件图2.按零件批量大小确定生产类型4.拟定工艺路线3.确定毛坯的种类和尺寸，画出毛坯的草图，作出材料预算5.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差6.确定各工序的设备，刀具，夹具，量具和辅助工具7.确定切削用量和工时定额8.确定各主要工序的技术要求及检验方法9.填写工艺文件零件的结构工艺性分析各加工表面的尺寸精度主要加工表面的形状精度零件的技术要求分析主要加工表面间的相互位置精度各表面的表面粗糙度及表面质量方面的要求热处理及其他要求，如动平衡，配重等3.3零件的铸件———时效结构工艺性分析毛坯的锻件———正火及毛坯的选择类型及型材特点型材焊接件———时效毛坯的选择零件对材料的要求毛坯生产纲领的大小选择的零件结构形状和尺寸大小原则现有生产条件第三章1设计基准机械加工工序基准工艺规程一基准的2工艺基准定位基准的制定概念与分类测量基准装配基准1作为基准的点，线，面在工件上不一定存在（如球心，轴心线，中心平面等），通常由3基准的分析某些具体表面来体现，这些表面称为基面2各表面间的位置精度（如平行度，垂直度）也有基准关系基准重合原则基准统一原则3.4定位基准 1 精基准的选择自为基准原则的选择互为基准原则1如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作粗基准二定位基准2如果必须首先保证工件某重要表面的的选择余量均匀，应选择该表面作粗基准2 粗基准的选择3作为粗基准的表面，应面积大，平整，光洁，没有浇口，冒口，坡口或飞边等缺陷，以便定位和夹紧可靠。
《机械制造技术》电子教案 第三章 箱体类零件的加工
【教学目的和要求】掌握在不同生产类型、不同精度要求的生产中，箱体类零 件加工工艺过程拟定的方法和步骤，基本能够编制中等复杂程度箱体类零 件的工艺规程。
【教学内容摘要】 1．概述 2．孔的加工 3．平面加工 4．专用夹具 5．典型箱体零件加工工艺分析 习题 箱体类零件的工艺路线的制定 【教学重点、难点】
图3-1 几种箱体的结构简图
2．箱体零件的主要技术要求
图3-2 变速箱壳体
2．箱体零件的主要技术要求
（1）箱体上的孔大都是轴承支承孔，加工质量 要求较高；平行孔系之间，应有一定孔距尺 寸精度和平行度要求，；同轴线上的孔应有 一定的同轴度要求。
（2）箱体的装配基准面和加工中的定位基准面 应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值要 求。
3．箱体零件的材料和毛坯
一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号根据需要可选用 HT200～HT400，常用HT200；某些负荷大的箱体采用铸钢件；单件小 批生产情况下，可采用钢板焊接；在某些特定条件下，可采用其它材 料。
铸件毛坯的加工余量视生产批量而定，单件小批生产时，一般采 用木模手工造型，毛坯的精度低，加工余量较大；而大批量生产时， 通常采用金属模机器造型，毛坯的精度较高，加工余量可适当减少。 单件小批生产直径大于50mm的孔，成批生产大于30mm的孔，一般都在 毛坯上铸出预孔，以减少加工余量。
重点:掌握箱体零件加工工艺过程拟定的方法和步骤
难点:根据零件的技术要求灵活地选择粗、精基准和确定加工工序顺序
【教学方法和使用教具】 多媒体讲授，挂图，教具，实验
【教学时数】 24（18+6）
单元一 概述
1．箱体零件的功用与结构特点 2．箱体零件的主要技术要求 3．箱体零件的材料和毛坯
第3章机械制造中的加工方法及装备.ppt
(2）加工质量好。加工精度高（IT6～IT5 )，加工表 面粗糙度小（Ra可小至0.1μm)，原因如下：
1)磨粒的刃口钝圆半径ρ小
2)磨粒在砂轮上随机分布，同时参加磨削的磨粒数相 当多，磨痕轨迹纵横交错，容易磨出表面粗糙度小的光洁 表面。
2.进给运动系统 主轴→刀具 传动结构式表示如下：
二、外圆表面的磨削加工
（一）加工方法
1．工件有中心支承的外圆磨削
(1)纵向进给磨削
磨削精度较高，表 面粗糙度较小，但生产 率较低，适于在单件小 批生产中磨削较长的外 圆表面。
(2)横向进给磨削
横向进给磨削的生产效率高，但加工精度低，表面粗 糙度较大，适于在大批大量生产中加工刚性较好的工件外 圆表面。
同时磨削外圆和端面：
生产效率高，适于在大批大量生产中磨削轴颈对相邻 轴肩有垂直度要求的轴、套类工件。
2. 工件无中心支承的外圆磨削（无心磨削）
生产效率高，容易实现工艺过程的自动化；但不能磨 削带长键槽和平面的圆柱表面，也不能用于磨削同轴度要 求较高的阶梯轴外圆表面。
（二）外所用的附件 （一）铣床
1. 卧式铣床 主要用于铣削平面、沟槽和成形表面等。
2. 立式铣床
3.龙门铣床 适于在成批、大量生产中加工大、中型工件的表面。
五、磨床及安装工件所用的附件 （一）磨床 1.外圆磨床 1）普通外圆磨床 2）万能外圆磨床
3）无心外圆磨床
无心磨削外圆时，工件不用顶尖支承，而由托板和导 轮支持，用砂轮进行磨削。
精车时车刀应选用较大的前角、后角和正值的刃倾角， 以提高加工表面质量。精车可作为较高精度外圆的最终加 工或作为精细加工的预加工。精车的加工精度可达IT8～ IT6级，表面粗糙度Ra可达1.6～0.8μm。
第三章常用机械加工方法及其装备
第三章 常用机械加工方法及其装备机械零件结构形状多种多样，零件表面的成形方法亦很多，但机械加工方法以其具有的高精度、高生产率及其良好的经济性等特点广泛应用于机械零件的加工。
零件表面的成形依赖于加工设备、刀具、夹具所组成的工艺系统所创设的加工环境来完成，零件表面形式不同，所需设备的结构布局及其所提供的运动不同，刀具材料、结构及其参数不同，夹具的构造不同，即所组成的工艺系统不同，同时也形成不同的加工方法。
生产中为完成零件表面加工的方法很多，本章主要对生产中常用的加工方法作应用范围与特点、设备与工装结构及应用特点等方面的介绍。
第一节 车削及其装备一、车削加工车削加工是机械加工方法中应用最广泛的方法之一，主要用于回转体零件上回转面的加工，如各轴类、盘套类零件上的内外圆柱面、圆锥面、台阶面及各种成形回转面等。
采用特殊的装置或技术后，利用车削还可以加工非圆零件表面，如凸轮、端面螺纹等；借助于标准或专用夹具，在车床上还可完成非回转零件上的回转表面的加工。
车削加工的主要工艺类型如图3-1所示。
图3-1 车削加工的主要工艺类型车削加工时，以主轴带动工件的旋转做主运动，以刀具的直线运动为进给运动。
车削螺纹表面时，需要机床实现复合运动──螺旋运动。
车削加工是在由车床、车刀、车床夹具和工件共同构成的车削工艺系统中完成的。
根据所用机床精度不同，所用刀具材料及其结构参数不同及所采用工艺参数不同，能达到的加工精度及表面粗糙度不同，因此，车削一般可以为粗车、半精车、精车等。
如在普通精度的卧式车床上，加工外圆柱表面，可达IT7~IT6级精度，表面粗糙度达Ra1.6~0.8μm；在精密和高精密机床上，利用合适的工具及合理的工艺参数，还可完成对高精度零件（如计算机硬盘的盘基）的超精加工。
二、车床车床是完成车削加工必备的加工设备。
它为车削加工提供特定的位置（刀具、工件相对位置）环境及所需运动及动力。
由于大多数机械零件上都具有回转面，加之机床较广的通用性，所以，车床的应用极为广泛，在金属切削机床中占有比重最大，约为机床总数的20%～35%。
机械制造技术第三章
（2）车外圆及台阶面 A 车外圆（前面已讲述） B 车台阶面 ①低台阶面：台阶高度低于5mm的台阶面。 常常一次走刀完成，刀具主切削刃垂直于工件中心线。刀尖
卧 式 车 床 的 传 动 CA6140 普 通
预先在工件留下痕迹，以此作为加工的界限。 ②高台阶面：台阶高度高于5mm的台阶面。 常常分几次走刀完成，刀具主切削刃略微倾斜于工件轴线， 常呈95°，以便最后一刀切削台阶面。
图5-20 常用车刀的用途
二、焊接车刀
焊接车刀是由刀片和刀柄通过镶焊连接成一体的车 一般刀片选用硬质合金，刀柄用45钢 刀。一般刀片选用硬质合金，刀柄用 钢。 选用焊接车刀时应具备的原始资料是： 选用焊接车刀时应具备的原始资料是：被加工零件 的材料、工序图、使用机床的型号、规格。 的材料、工序图、使用机床的型号、规格。 选焊接车刀时，应考虑车刀型式、刀片材料与型号、 选焊接车刀时，应考虑车刀型式、刀片材料与型号、 刀柄材料、外形尺寸及刀具参数等。 刀柄材料、外形尺寸及刀具参数等。对大刃倾角或 特殊几何形状的车刀， 特殊几何形状的车刀，用户在重磨时尚需计算刃磨 工艺参数，以便刃磨时按其调整机床。 工艺参数，以便刃磨时按其调整机床。
2、几种基本表面的车削方法 、 （1）车端面 常用的车端面方法有：右偏刀车端面和弯头刀车端面两种方 法。 A 右偏刀车端面：从外向中心走刀（直径较小或台阶的端面） 从中心向外走刀（中心有孔） B 弯头刀车端面：加工方法与右偏刀基本相同 注意事项：若工件中心为实心时，刀具中心要与工件中心等 高。
CA6140 普 通 卧 式 车 床 的 传 动
概 述
一、概述 车削类机床是既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、扩孔铰刀、 丝锥、板牙、滚花刀等对工件进行加工的一类机床。 在所有车床中，卧式车床的应用最为广泛。它的工艺范围广，加工尺寸范 围大(由机床主参数决定)， 既可以对工件进行粗加工、半精加工，也可以进行精 加工。 1．工艺范围 ． （1）车削主要用于加工各种回转表面：外圆（含外圆转槽），内圆（含内 圆转槽），平面（含台阶端面），锥面，螺纹和滚花面等。（见下页图） （2）特殊加工：非圆零件表面。如凸轮、端面螺纹等。 2．工艺特点 ． ①易于保证各加工面的位置精度②切削过程比较平稳 ③适用于有色金属零件的精加工④刀具简单
机加工第三章外圆表面的加工
一、车削外圆（P53）
由于车刀的几何角度不同和切削用量不同，车削 的精度和表面粗糙度也不同。因此，车削外圆可分为： 1）粗车：IT12～IT11；50～12.5um；较大的ap、f值， ）粗车： 小的切削速度v以提高生产率； 2）半精车：IT10 ～IT9；6.3～3.2um； ap、f值均比粗 ）半精车： 车时要小； 3）精车： IT8 ～IT7；1.6～0.8um；高速或低速精车； ）精车： 车床要具备很高的精度和刚度，刀刃要锋利，采用金 刚石或细晶粒硬质合金； 4）精细车：IT6； 0.8～0.4um；低的ap、f值，大的切削 ）精细车： 速度v。
外圆磨削是外圆精加工的主要方法。 粗磨就可达到精车的效果，IT8～IT7、Ra值为1.6～ 1.8um；精磨可达到精细车的效果，IT6、Ra值为 0.4～0.2um。 外圆磨削常在外圆磨床和万能外圆磨床上进行。外圆 磨削可采用纵磨法、横磨法、深磨法，也可在无心磨 床上进行加工。
磨削加工视频 外圆磨削加工
§3－3 外圆表面加工方案的选择（P62）
外圆表面的加工方案如表3－1所示，可作为拟定实施 方案的基本依据。 外圆表面加工方案的选择，除应满足技术要求之外， 还与零件的材料、热处理、零件结构、生产类型、设 备等密切相关。 淬火钢件： 淬火钢件：采用先车后磨，淬火放在车磨之间。 不淬火钢件和铸铁件： 不淬火钢件和铸铁件：一般应先车后磨。因为磨较容 易达到高的精度和较低的Ra值。 有色金属件： 车 车 车 研磨 有色金属件：采用车
P55图3－3为深磨法示意图，工件的运动向进 给运动。 横磨法的特点： a）生产率高，适宜于磨削刚性大的短轴； b）磨削深度可达0.1～0.35mm，纵向进给量较小，一 般f＝1～2mm/r，约为纵磨法的15%。
第3章 常见表面加工方法-1外圆面加工
2、研磨的工艺特点
① 方法简便。研磨除可在专用研磨机床上进行外，也可在 改装后的通用机床上研磨。设备和研具均简单。 ② 研磨质量高。因研磨的切削力小、切削热少，所以可提 高尺寸、形状精度，降低表面粗糙度值。但不能纠正位置 误差。 ③ 研磨工件材料广泛。可加工钢件、铸铁件、铜、铝等有 色金属件和高硬度的淬火钢件、硬质合金及半导体元件、 陶瓷元件等。 ④ 金属切除率低。研磨对工件进行的是微量切削，前道工 序为研磨留的余量，一般不超过0.01mm~0.03mm。
2、车削外圆的工艺特点
① 容易保证零件各加工面的位置精度。车削时，工件上各表面具有同 一个回转轴线。一次装夹中车出外圆、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，保证外圆轴线 与端面的垂直度等。 ② 生产率较高。车削的切削过程大多是连续的，切削面积不变，切削 力变化很小，切削过程比刨削和铣削平稳，常可采用高速切削和强力 切削，生产率较高，车削加工既适宜单件小批生产，也适宜大批大量 生产。 ③ 生产成本较低。车刀是刀具中最简单的一种，制造、刃磨和安装均 很方便，故刀具费用低，车床附件多，装夹及调整时间较短，加之切 削生产率高，故车削成本较低。 ④ 适于车削加工的材料广泛。除难以切削30HRC以上硬度高的淬火 钢件外，可以车削黑色金属、有色金属及非金属材料，特别适合有色 金属零件的精加工。
视频
图 纵磨法
② 横磨法
磨削时工件不作纵向往复运动，而由砂轮作慢速的横 向进给，直到磨去全部磨削余量。
这种方法生产率高，但由于砂轮与工件接触面大，磨 削力大，发热量多，磨削温度高，工件易发生变形和烧伤。 同时砂轮的修整精度以及砂轮的磨钝情况，均直接影响到 工件的尺寸精度和形状精度，所以横磨法适宜用于成批、 大量生产中，加工精度较低、刚性较好的工件。
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纵磨法
横磨法
深磨法
• 纵磨法
纵磨法磨削外圆时，砂轮的高速旋转为主运动，工件作圆周 进给运动的同时，还随工作台作纵向往复运动，实现沿工件轴向 进给。每单次行程或每往复行程终了时，砂轮作周期性的横向移 动，实现沿工件径向的进给，从而逐渐磨去工件径向的全部留磨 余量。磨削到尺寸后，进行无横向进给的光磨过程，直至火花消 失为止。
§3外圆加工方案的选择
选择外圆的加工方 法，除应满足图纸 技术要求之外，还 与零件的材料、热 处理要求、零件的 结构、生产纲领及 现场设备和操作者 技术水平等因素密 切相关
外圆加工的主要方法是 车削和磨削。对于精度 要求高、表面粗糙度值 小的工件外圆，还需经 过研磨、超精加工等才 能达到要求；对某些精 度要求不高但需光亮的 表面，可通过滚压或抛 光获得
• 提问： 分隔板的作用是什么？分隔板作何种运动？为什
么会作这种运动？为什么要作这种运动？
• 研具应采用比工件软的材料制成，一般采用灰 铸铁，或是铜、铅和木材制成，在研磨时，部 分磨粒在一定的切削压力下嵌入研具表面，从 而在工件表面磨去一层极薄的金属。
四、超精加工
• 超精加工是降低零件表面粗糙度，延长 零件零件寿命的一种高生产率的光整加 工方法。
外圆表面的加工方案
一、加工淬火钢件
粗车一半精车─淬火一粗磨一精磨一研磨或抛光等 (IT7~IT6，Ra0.1～0.008) 。
二、加工不淬钢件或铸铁件 粗车一半精车一精车(IT8～IT7，Ral.6-~0.8μm)
三、加工有色金属等韧性材料 粗车一半精车─精车一精细车(1T7~IT6，Ra0.8～0.4μm)
• 高光洁磨削可加工各种回转面、平面和成形面，生产 效率高，能部分地修正工件的形位公差。
2）高效磨削——指金属切除率（mm3/s·mm）高于常规磨 削5倍的磨削。
（1）高速磨削 主运动速度＞50m/s的磨削。进给量与 普通磨削相同，故磨削时每个磨粒切削厚度很薄，即 每个磨粒的负荷很小。从而使砂轮使用寿命和生产率 提高；工件表面精度高，表面质量高。高速磨削应采 用含极压添加剂的切削液，含硫、磷、氯、碘等的添 加剂在高温下能与金属表面生成吸附膜，可防止高温 时磨粒与工件直接接触，保持润滑作用。
由于纵磨法每次的径向进给量少，磨削力小，散热条件好， 充分提高了工件的磨削精度和表面质量，能满足较高的加工质量 要求，但磨削效率较低。纵磨法磨削外圆适合磨削较大的工件， 是单件、小批量生产的常用方法。
• 横磨法
采用横磨法磨削外圆时，砂轮宽度比工件的磨削宽度大，工 件不需作纵向（工件轴向）进给运动，砂轮以缓慢的速度连续地 或断续地沿作横向进给运动，实现对工件的径向进给，直至磨削 达到尺寸要求。
2）尾架采用弹性顶尖，工件受热伸长时，顶尖可后退， 避免因此顶弯细轴；
3）采用三支承块的跟刀架，提高工件刚性；
4）改变走刀方向，反向进给，使工件受拉向力而不易产 生弯曲变形。
• 问题： 磨削为什么能加工淬硬的材料？为什么磨削工件
的精度高、表面粗糙度低？
答：
因为
1）磨床的结构刚性好； 2）砂轮切入运动机构可以精密调节，因而可精密控制切
一、外圆车削
• 单件、小批量中常采用卧式车床加工；
成批、大量生产中常采用仿形车床、自 动车床、多刀半自动车床和转塔车床加 工；对于大尺寸工件常采用大型立式车 床加工；对于复杂形状的高精度外圆成
• 形表面还可采用数控车床加工。 依据毛坯情况和加工要求，分为粗车、 半精车、精车和精细车等加工阶段。
车削外圆的方法及效果
分类 精度(IT) Ra（μm)
措施
荒车 粗车
＞13 12～ll
＞50 大进给量，较低切削速 度
50-12.5 大进给量，切削速度低
半精 车 精车
10～9 6.3-312 进给量较小，切削速度 稍高
8～7 1.6-0.8 高速切削，小进给量
精细 6～5 0.4以下 超高速切削：微小进给 车
荒车
毛坯为自由锻件或大型铸件时， 其加工余量很大且不均匀，荒车 可以切除大部分余量，减少其形 状和位置偏差，为保证后续加工 的加工精度作准备
无心磨工作原理视频
• 提问： 1.采用工件中心为何要高于砂、导轮连线？ 2.无心磨的导轮外形为何要修整成单叶双曲面？ 3.为什么无心磨床上不能加工带长键的轴？
• 无心磨削具有以下工艺特征
无须打中心孔，且安装工件省时省 力，可连续磨削，故生产效率高
尺寸精度较好；但不能改变 工件原有的位置误差
支承刚度好，刚度差的工件也可 采用较大的切削用量进行磨削
• 深磨法
工件旋转和作慢速轴向运动；砂轮只作高速旋转 运动。适于加工刚性大短轴（大量）。
深磨法是一种比较先进的方法，生产率高，磨削 余量一般为0.1~0.35mm．用这种方法可一次走刀将整 个余量磨完。磨削时，进给量较小，一般取纵进给量 为1~2 mm／r, 约为“纵磨法”的15%，加工工时约为纵 磨法的30~75%。
提高外圆表面车削 生产率的措施
采用 高速 车削 或强 力车
削
采用 新型 刀具 材料
采用 先进 的车 削设 备
采用加热车 削、低温冷 冻车削、振 动车削等方 法加工，减 少切削阻 力，提高刀
具寿命
车削外圆的特点： • l. 可采用高速或强力切削，生产率高； • 2．刀具成本低； • 3．可一次装夹同时加工几个不同表面； • 4．适于加工除淬硬钢以外的各种材料。
削深度ap ； 3)砂轮的磨粒微细、锐利、分布稠密且高速运动，每一磨
粒只从工件表面切下极薄的一层切屑。
所以磨削可加工淬硬材料和加工出精度高、表面粗糙 度低的工件。
无心磨削
直接以磨削表面定位加工
无心外圆磨削工作原理 工件靠自身外圆柱定位，置于砂轮和导轮之间，由托
板支承，其中心略高于砂轮和导轮中心连线，由于导轮与 工件的摩擦力较大，。故磨削时工件由导轮带动旋转。而 导轮轴线相对于工件倾斜一角度，它与工件接触点的线速 度可分解为使工件旋转的V工和使工件轴向移动的V通，从 而对直通式工件进行自动加工。
机械制造基础——第3章
第三章 外圆表面加工
§1外圆面加工概述
• 外圆面是轴类、套类和盘类等回转体 • 零件的主要表面
外圆面的主要技术要求有
尺寸 精度
形状 精度
位置 精度
表面 质量
尺寸精度主要是直径和长度； 形位精度形状和位置如：圆度、圆柱度、同轴度、垂直度、跳动量 等； 表面质量即表面粗糙度，表层的加工硬化和加工应力，金相组织变化 等。
五、抛光
• 抛光是用涂有抛光膏的高速旋转的软轮对工作表面进 行光整加工的过程。
抛光的工作原理 用布、皮革或毛毡等叠制的抛光轮的圆周上涂刷
抛光膏(磨料加油脂配成)，作高速旋转，使压在抛光轮 上的工件表面受高速擦磨而出现高温，于是表层金属 被磨粒挤压而产生塑性流动，填平原有的微观不平度 ，遂使工件表面呈镜状。
• 研磨是在研具和工件之间置发研磨剂，对工件表面进 行光整加工的过程。
• 机械研磨工作原理
磨盘由上、下铸铁研磨盘组成。下研磨盘与机床 转轴刚性联接，上研磨盘为浮动联接，可按下研磨盘 自动调整。两磨盘之间的分隔板上开有放置工件的长 槽，槽与隔板径向线倾斜一定的角度。当下研磨盘转 动时，分隔板由偏心轴带动作偏心转动，工件除在槽 内转动外，还作轴向滑动，故其表面在研磨剂作用下 便均匀地切除余量，获得复杂的网状轨迹，。
2)可加工普通钢和淬硬钢，但不适于加工 塑性大的材料；
3)加工面的高温易使工件表层产生残余应 力或微小的裂纹。
• 3.先进磨削方法 1）高光洁磨削——磨削后工件表面得到Ra＜0.1μm的方
法。 • 高光洁磨削除使用高精度磨床外，还采用具有微刃性
及微刃之间等高性的砂轮。磨削中，锐利的微刃逐渐 磨损为半钝化状态，这时的微刃能在一定压力下对工 件表面产生摩擦抛光，从而得到低Ra值的加工表面。
二、外圆磨削
• 外圆面精加工的主要方法
Ra：0.4～0.2μm，精度IT6级。
• 既能加工淬硬零件，也能加工未淬火零件 • 根据不同的加工精度和粗糙度要求，外圆
磨削可分为粗磨、精磨、精密磨削和超精
• 密磨削 根据工件的定位方式和装夹状况，外圆磨 削分为中心磨削和无心磨削两种方式
中心磨削
又称普通外圆磨削，工件 以中心孔或外圆定位
外圆磨削方式
• 提问：
上述中心磨削法是以轴的中心孔作定位基 准，它是怎样使该轴旋转的？在上图中 代表 什么？
• 问题 车削细长轴时，常采用哪些措施增加工件的刚性
，提高加工质量？
答：
1）在三爪卡盘与工件之间，增加一圈钢丝，减少接触面 积，使工件在卡盘内能自由调节位置，避免夹紧时弯 曲力矩和避免切削产生内应力；
（2）强力磨削 大的进给量（十几mm）和小的轴向进 给量（0.000166～0.005m/s）的磨削。生产率高，磨削 范围大，加工精度稳定。
（3）砂带磨削 用粘有砂粒的砂带作工具的磨削。其特 点是加工精度、生产率高，散热条件好，加工表面质 量好；设备简单，可加工回转内、外表面、平面和成 形表面。
三、研磨外圆
容易实现工艺过程的自动化
前工序的形状误差会影响磨削的加工精 度，且不能改善加工表面与工件上其它 表面的位置精度，并有一定的棱圆度误 差产生，圆度误差一般不小于0.002mm
所能加工的工件有一定局限， 不能磨带槽的工件，也不能磨 内外圆同轴度要求较高的工件
• 2.外圆磨削的特点
1)加工精度高，包括尺寸精度、形位公差 精度和表面粗糙度的要求；
其特点是：充分发挥了砂轮的切削能力，磨削效率高，同时 也适用于成形磨削。然而，在磨削过程中砂轮与工件接触面积大 ，使得磨削力增大，工件易发生变形和烧伤。另外，砂轮形状误 差直接影响工件几何形状精度，磨削精度较低，表面粗糙度值较 大。因而必须使用功率大，刚性好的磨床，磨削的同时必须给予 充分的切削液以达到降温的目的。使用横磨法，要求工艺系统刚 性要好，工件宜短不宜长。短阶梯轴轴颈的精磨工序，通常采用 这种磨削方法。