第一章机械加工方法

1.运动特点 主切削运动是镗刀随镗杆转动，进给运动是工件做 直线进给运动。 2.表面质量 加工精度一般镗孔： IT9~IT7，Ra为0.8~1.6 精细镗： IT7~IT6 ，Ra为0.2~0.8
3．三种不同的镗孔方式 （1）工件旋转，刀具作进给运动
镗圆柱孔
镗锥孔
（2）刀具旋转，工件作进给运动
工作台丝 杠、螺母 间隙
逆铣时，工件承受的水平铣 削力FH与进给速度的方向相 反，铣床工作台丝杠始终与 螺母接触。
顺铣时，工件承 受的水平铣削力 FH与进给速度相 同，由于丝杠螺 母间有间隙，铣 刀会带动工件和 工作台窜动，使 铣削进给量不均 匀，容易打刀。 采用顺铣法加工 时必须采取措施 消除丝杠与螺母 之间的间隙。
(2)排屑困难 ﹡切削较宽，排屑困难，与孔壁有较大的摩擦 和挤压，降低了孔壁的质量，有时切削阻塞 在容屑槽里，卡死钻头，甚至将钻头扭断。 ﹡排屑是钻孔重要问题之一 可多次退出，或修磨出分屑槽。 (3)切削热不易传散
b镗削：
用镗刀对已有孔进行再加工，称为镗孔。 对较大孔，内成形面，孔内环槽等，镗削是唯 一合适的加工方法。
一、车削
1.运动特点 主切削运动是工件的回转运动，进给运动是刀具的 直线运动。 2.典型加工表面 圆柱面 圆锥面 成形表面 端面 螺纹 3.表面质量 加工精度IT8-IT7 表面粗糙度Ra6.3-1.6
4. 车削工艺特点及应用
车削工艺特点
1、易于保证工件各加工面的位臵精度 ﹡例如易于保证同轴度要求 利用卡盘安装工件，回转轴线是车床主轴回转轴线 利用前后顶尖安装工件，回转轴线是两顶尖的中心连线 ﹡易于保证端面与轴线垂直度要求 由横溜板导轨，与工件回转轴线的垂直度 2、切削过程较平稳 避免了惯性力与冲击力，允许采用较大的切削用量，高速切削， 利于生产率提高。 3、适于有色金属零件的精加工 有色金属零件表面粗糙度大Ra值要求较小时，不宜采用磨削加工， 需要用车削或铣削等。 用金刚石车刀进行精细车时，可达较高质量。 4、刀具简单 车刀制造、刃磨和安装均较方便。
主轴 镗杆 镗刀 工件 工件台 镗床上镗孔 工件 镗刀 镗模
镗杆
拖板
专用镗模镗孔
（3）刀具旋转并作进给运动
主 轴
镗杆 镗刀 工件 工作台
4．镗孔的工艺特点及应用范围
镗孔和钻一扩一铰工艺相比，孔径 尺寸不受刀具尺寸的限制，且镗孔具有较 强的误差修正能力，可通过多次走刀来修 正原孔轴线偏斜误差，而且能使所镗孔与 定位表面保持较高的位臵精度。
2、剃齿刀的用途和种类 剃齿刀是一种精加工齿轮刀具，主要限 制是不能加工淬硬的齿轮。 剃齿刀按其结构可以分为下列几种： （1）齿条形剃齿刀 （2）盘形剃齿刀
周铣法与端铣法的比较 ﹡参加工作齿数 △周铣法，与ae有关(ae ：铣削宽度，垂直于铣刀轴线) 一般1~2齿(ap ：铣削深度，同铣刀轴线) △端铣法，与ae有关(相当于工件宽度)一般较多 △端铣的切削过程比周铣时平稳， 有利于提高质量 ﹡切削层厚度 端铣：切削层厚度均匀，刀具磨损小，并减少表面粗糙度 周铣：切削层厚度不均匀，刀具磨损稍大，表面粗糙度稍差 两者比较后，端铣可达较小的表面粗糙度。 ﹡端铣刚度较好，且多半采用硬质合金刀片，而周铣多半用高 速钢，端铣可用高速铣削，生产率高，也提高工件表面质量 ﹡目前铣削平面时多采用端铣法 周铣法适应性广，除平面外，还有铣沟槽、齿形等，也常采用
二、零件表面的形成方法及所需运动
1．零件表面的形状
零件表面可以看作是一条线（称为母线） 沿另一条线（称为导线）运动的轨迹。母 线和导线统称为形成表面的发生线。常见 的零件表面按其形状可分为3类：
（1）旋转表面：
（2）纵向表面： （3）特形表面：
2．零件表面的形成方法
（1） 轨迹法：刀具 切削点按一定的规律 作轨迹运动，形成所 需的发生线（刀具需 要有一个独立的成形 运动 。 （2）成形法：刀具 刀刃就是切削线，它 的形状及尺寸与需要 成形的发生线一致 （刀具不需要专门的 成形运动）。
（一）插齿原理、插齿机床和插齿刀
1、插齿机床及其插齿原理
（1）插齿原理及所需要的运动
（二）滚齿原理、滚刀和滚齿机床
1、滚齿原理
齿轮滚刀是按展成法加工齿轮的刀具，在齿轮制 造中应用很广泛，可以用来加工外啮合的直齿轮、斜 齿轮、标准齿轮和变位齿轮。用齿轮滚刀加工齿轮的 过程，相当于一对螺旋齿轮啮合滚动的过程。
顺铣 顺铣时则无此现 象，但顺铣不宜 铣带硬皮的工件
结论 顺铣时铣刀 寿命比逆铣 高2－3倍， 加工表面也 比较好
切屑截面 形状
工件装夹 可靠性
顺铣时，刀齿对 工件的垂直作用 逆铣时，刀齿对工件的垂直 力Fv向下，使工 作用力Fv向上，容易使工件 件压紧在工作台 的装夹松动。 上，加工比较平 稳。
顺铣时工件 加紧比逆铣 可靠
切削加工：利用切削刀具从工件上切除多 余材料.
特种加工：指利用化学、物理或电化学方 法对工件材料进行去除的一系列方法的总 称。
2、Δm=0：材料成型加工
特点是材料成型前后，其质量基本保持 不变，主要通过模具成型。包括铸造、锻造、 冲压、注塑、粉末冶金等工艺。
3. Δm〉0：材料累积加工
利用微体积材料逐渐叠加的方式 和快速成形(Rapid Prototyping)技 术，通过材料累加来使零件成形。
1)生产率较高 多齿工作，旋转运动利于高速铣削 2)容易产生振动 由于多齿工作，每个齿切削厚度变化， 切削力变化，切削过程不稳定，易产生振动 3)刀齿散热条件较好 多齿工作，每个齿间歇工作，有冷却时间，散 热条件好，但切入切出时冲击可能引起刀片碎裂
6.端铣和周铣 1）周铣法 ﹡逆铣 △切削层由0增大到最大值 △切削开始刀刃不切入工件，而是挤压滑行， 刀刃磨损，工件表面质量下降 △切削力上抬工件，增加了工件振动可能 △逆铣时，螺母中间隙处于有利位臵，不至使工件 窜动，不易损坏刀具 △目前常用逆铣法 ﹡顺铣 由于螺母中间隙处于不利位臵，工件可能会窜动， 可能会损坏刀具，损坏工件 ﹡工件有黑皮时常用逆铣法 2）端铣法
（3）相切法：刀具中 心按一定规律作轨迹运 动，切削点运动轨迹与 工件相切就形成了发生 线（刀具需要有两个独 立的成形运动，即刀具 的旋转和刀具中心按一 定规律运动）。图 （4）展成法：切削线与发 生线逐点相切，发生线是切 削线的包络线（刀具和工件 需要有一个独立的复合成形 运动--展成运动）。
2．机床切削成形运动
（1）从切屑截面形状分析 （2）从工件装夹可靠性分析 （3）从Biblioteka Baidu作台丝杆、螺母间隙分析
逆铣
顺铣
对比角度
逆铣 逆铣时，刀齿的切削厚度由 零逐渐增加，刀齿切入工件 时切削厚度为零，由于切削 刃钝圆半径的影响，刀齿在 已加工表面上滑擦一段距离 后才能真正切入工件，因而 刀齿磨损快，加工表面质量 较差。
几种镗刀镗孔的特点
1、单刃镗刀镗孔(刀头结构与车刀类似) (1) 适应性较广，灵活性较大 可粗加，半精加，精加工 一把镗刀可加工直径不同的孔 (2) 可以校正原有孔轴线歪斜或位臵偏差 (3) 生产率较低，较适用于单件小批量生产 单刃镗刀的刚度较低，为减少变形和振动，采用 较小的切削用量，另外，仅有一个主切削刃工作， 所以生产率较低。
顺铣时工作 台有窜动， 容易打刀。
2015-4-27
5. 铣削工艺特点及其应用 由于铣刀是多刃刀具，刀齿能连续地依 次进行切削，没有空程损失，且主运动为回 转运动，可实现高速切削，故铣平面的生产 效率一般都比刨平面高。 由于铣平面的生产率高，在大批大量生 产中铣平面已逐渐取代了刨平面。因为刨平 面不能获得足够的切削速度，有色金属材料 的平面加工几乎全部都用铣削。
机床的切削成形运动由表面成形运动 和辅助运动组成。 用来形成被加工表面形状的运动（刀 具与工件间的相对运动）称为表面成形运 动，表面成形运动由机床的主运动和进给 运动组成。
用来形成被加工表面形状的运动称为表面成形 运动，成形运动由机床的主运动和进给运动组成。
主 运 动：
切下切屑所需最基本的运动，一般说来，它是 速度最高、消耗功率最大的运动。主运动只有一个。 如：车削是工件的旋转运动，平面刨削时刀具的往复 运动。
2、多刃镗刀镗孔 多刃镗刀的镗刀片是浮动的，两个对称的 切削刃产生的切削力，自动平衡其位臵。 (1) 加工质量较高 刀片浮动可抵偿偏摆引起不良影响 较宽的修光刃可减少孔壁粗糙度值 (2)生产率较高，两刀刃同时工作，故生产率较高 (3) 刀具成本较单刃镗刀高 浮动镗刀主要用于批量生产，精加工箱体 零件上直径较大的孔。
三、刨削
1.运动特点 主切削运动是刀具的往复直线运动； 进给运动是垂直于主运动方向所做的间歇运动。 2.典型加工表面 平面 斜面 沟槽 成形表面 3.表面质量 加工精度IT8-IT7 表面粗糙度Ra6.3-1.6um
四、钻削（孔）和镗削（孔）
钻孔是在事先无孔的加工表面形成 孔的加工方法。镗孔是在预制孔上用切 削刀具使之扩大的一种加工方法，镗孔 工作既可以在镗床上进行，也可以在车 床上进行。
端铣
逆铣
铣削 周铣 方式
周铣
顺铣
定义1.按切削速度方向定义 铣削时主运动速度方向与进给运动方向相同的叫 顺铣；反之，叫逆铣。 定义2.按切屑厚度变化定义 铣削时切屑厚度由大变小（最大 零）是顺铣； 铣削时切屑厚度由小变大（零 最大）是逆铣。 顺铣 顺铣.avi和逆铣 图 逆铣.avi各有特点，应 图 根据加工的具体条件合理选择。
五、齿面加工 齿轮的切削加工，按其形成齿型的原理， 可分为两类：即成形法和展成法。用成形法 加工齿轮时采用的刀具是盘状模数铣刀和指 状模数铣刀。
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圆柱齿轮加工的方法主要有滚齿和插 齿等；锥齿轮的加工方法有：直齿圆锥齿 轮的刨齿、铣齿、拉齿和加工弧齿轮的铣 齿。 精加工齿轮齿面方法有研齿、剃齿和 磨齿。
二、铣削
1.运动特点 主切削运动是刀具的回转运动，进给运动是工作台 带动工件运动。 2.典型加工表面 平面 键槽 螺旋槽（麻花钻） 成形面（齿轮） 复杂曲面（数控铣床） 键槽 3.表面质量 铣刀 加工精度IT8-IT7 表面粗糙度Ra6.3-1.6um
4.顺铣和逆铣
端铣
进给运动：
配合主运动连续不断的切除切屑，同时得到具 有几何特性所需的运动。进给运动可以是一个或多 个，其消耗功率较主运动小。 如：车刀的纵向连续进给、刨平面的间歇进给运动。
第二节 机械加工方法综述
根据机床的运动不同，刀具不同，可分 为不同的加工方法：如车削、铣削、磨削、 刨削、钻削等。
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a钻削： 1.运动特点 主切削运动是钻头的旋转运动，进给运动是钻头相对 于工件的轴向运动。 2.表面质量 加工精度IT13-IT11 表面粗糙度Ra12.5-6.3
3工艺特点 (1)容易产生“引偏” ﹡引偏：1)由于钻头弯曲而引起孔径扩大，孔不圆。 2)孔的轴线歪斜 ﹡引偏原因： 1)麻花钻是最常用刀具，由于细长而刚性差 2)麻花钻上有两条较深的螺旋槽，刚性差 3)钻头仅有两条很窄二棱边与孔壁接触，接触刚度和导向作用也 很差。 4)钻头横刃处前角有很大负值，切削条件极差，钻孔时一半以上 的轴向力由横刃产生，稍有偏斜将产生较大附加力矩，使钻头 弯曲 此外，两切削刃不对称，工件材料不均匀，也易引偏。
第一章 机械加工方法
第一节 零件表面成形 一、 零件成形的方法
根据零件的功能不同，它便具有 不同的形状，研究如何形成这些形状 的方法，就是零件成形的方法。 按照零件形成过程中质量的变化， 可将零件成形方法分为三类：
1、Δm〈0：材料去除加工
传统的切削加工方法，在制造过程中通 过材料切除而获得需要的几何形状。包括车、 铣、刨、钻、镗、磨削加工和特种加工。
用齿轮滚刀加工齿轮的情况
4、滚齿机床 滚齿机主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮 和蜗轮。 （1）滚切直齿圆柱齿轮 机床的运动和传动原理图
（2）滚切斜齿圆柱齿轮 机床的运动和传动原理图
（3）滚齿机结构
刀架溜板 刀杆 后立柱
立柱
心轴 工作台
床身
（三）剃齿原理和剃齿刀
1、剃齿工作原理 盘形剃 齿刀外型很 像齿轮，加 工时剃齿刀 和齿轮轴交 错成一角度， 作螺旋齿轮 啮合。