机械制造技术基础(5-7章-重庆大学-刘英)

一、平面加工的技术要求1.平面的形状精度tt一、平面加工的技术要求1.平面的形状精度2.平面的位置精度tBtAAB二、平面加工方法的选择（重点）选择平面加工方法的依据：1）表面粗糙度；2）表面的形状、位置精度3）工件材料的切削加工性能；4）工件的形状结构特点；5）工厂现有设备情况。二、平面加工方法的选择（重点）车平面；铣平面；刨平面；拉平面；磨平面；刮研平面；研磨平面。常用的粗加工方法常用的精加工方法平面的光整加工方法图5-2平面的加工方法及顺序粗铣IT11~13Ra5~20粗磨IT8~10Ra1.25~10高速精铣IT6~8Ra0.16~1.25精铣IT6~8Ra0.63~5抛光Ra0.008~1.25半精铣IT8~11Ra2.5~10研磨IT5~6Ra0.008~0.63半精刨IT8~11Ra2.5~10粗刨IT11~13Ra5~20精磨IT6~8Ra0.16~1.25导轨磨IT6Ra0.16~1.25宽刀精刨IT6Ra0.16~1.25精刨IT6~8Ra0.63~5金刚石车IT6Ra0.02~1.25精密磨IT5~6Ra0.01~0.32刮研Ra0.04~1.25砂带磨IT5~6Ra0.01~0.32粗车IT12~13Ra10~80半精车IT8~11Ra2.5~10精车IT6~8Ra1.25~5精拉IT6~9Ra0.32~2.5粗拉IT10~11Ra5~20二、常用铣床床身底座主轴工作台床鞍（滑座）升降台一、铣削过程及特点1.常用铣刀的类型及用途1）加工平面的铣刀图5-3圆柱铣刀加工图5-4面铣刀加工一、铣削过程及特点1.常用铣刀的类型及用途2）加工沟槽的铣刀图5-5加工沟槽的铣刀角度铣刀键槽铣刀立铣刀三面刃铣刀一、铣削过程及特点1.常用铣刀的类型及用途3）其他类型的铣刀图5-7成形铣刀及锯片铣刀一、铣削过程及特点2.铣削用量要素1）背吃刀量asp一、铣削过程及特点2.铣削用量要素1）背吃刀量asp图5-8铣削用量要素一、铣削过程及特点2.铣削用量要素2）侧吃刀量ase图5-8铣削用量要素一、铣削过程及特点2.铣削用量要素3）铣削速度VC（m/min）(5-1)式中，do——铣刀直径，单位：mm；no——铣刀转速，单位：r/min。100000ndvc一、铣削过程及特点2.铣削用量要素4）进给运动速度与进给量a.每齿进给量fZ图5-8铣削用量要素一、铣削过程及特点2.铣削用量要素4）进给运动速度与进给量a.每齿进给量fZ（mm/z）b.每转进给量f（mm/r）c.进给运动速度（mm/min）Vf=nf=n0zfz一、铣削过程及特点3.铣削方式1）周铣法（用圆柱铣刀加工平面）a.逆铣b.顺铣图5-9逆铣与顺铣一、铣削过程及特点3.铣削方式2）端铣法（用面铣刀加工平面）a.对称铣削b.不对称逆铣c.不对称顺铣图5-10面铣刀的铣削方式一、铣削过程及特点4.铣削特点1）断续切削，冲击、振动大；2）多刀多刃切削；3）半封闭式切削；4）切削负荷呈周期变化。二、常用铣床1.卧式升降台铣床床身悬梁主轴刀杆支架工作台滑座升降台底座二、常用铣床2.立式升降台铣床床身底座主轴工作台床鞍（滑座）升降台二、常用铣床3.圆台铣床床身主轴箱工作台床鞍（滑座）立柱二、常用铣床4.龙门铣床主轴箱工作台床身立柱顶梁横梁立铣头卧铣头卧铣头立柱一、刨削加工特点1.机床和刀具结构简单，通用性好；一、刨削加工特点一、刨削加工特点1.机床和刀具结构简单，通用性好；2.生产率低；3.刨削加工精度一般可达IT8～IT7，表面粗糙度可控制在Ra6.3～1.6。因刨削的切削速度、加工表面质量、几何精度和生产率，在一般条件下都不太高，所以在批量生产中常被铣削、拉削和磨削所取代。但在加工一些中小型零件上的槽时（如V形槽、T形槽、燕尾槽），刨削也有突出的优点。二、刨床和插床床身刀架工作台滑枕床鞍（滑座）工作台二、刨床和插床分度装置工作台滑枕溜板床鞍一、平面磨削方法1.周边磨削一、平面磨削方法1.周边磨削2.端面磨削二、平面磨床图5-20卧轴矩台平面磨床外形立柱工作台砂轮架床身滑座二、平面磨床立柱工作台砂轮架床身床鞍一、孔的分类按孔的形状分：圆柱形孔一般孔和深孔（长径比5）圆锥孔螺纹孔成型孔方孔、六边形孔、花键孔二、孔的技术要求1.孔的尺寸精度二、孔的技术要求2.孔的形状精度二、孔的技术要求3.孔的位置精度二、孔的技术要求4.孔的表面质量三、孔加工方法的选择（重点）钻孔；扩孔；铰孔；镗孔；拉孔；磨孔；1.钻IT13～IT11Ra252.钻→铰IT9Ra6.3～3.23.钻→粗铰→精铰IT8～IT7Ra3.2～1.64.钻→扩IT11Ra25～12.55.钻→扩→铰IT9～IT7Ra6.3～3.26.钻→扩→粗铰→精铰IT7Ra3.2～1.67.钻→扩→机铰→手铰IT7～IT6Ra0.8～0.28.钻→扩→拉IT9～IT7Ra3.2～0.2大批大量生产9.粗镗（或扩孔）IT13～IT11Ra25～12.510.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）IT9～IT8Ra6.3～3.211.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）→精镗（铰）IT8～IT7Ra3.2～1.612.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗IT7～IT6Ra1.6～0.813.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗→挤压IT7～IT6Ra1.6～0.414.粗镗→半精镗→磨孔IT8～IT7Ra1.6～0.415.粗镗→半精镗→粗磨→精磨IT7～IT6Ra0.4～0.216.粗镗→半精镗→精镗→金刚镗IT7～IT6Ra0.8～0.117.钻→扩→粗铰→精铰→珩磨IT7～IT6Ra0.4～0.051.钻IT13～IT11Ra252.钻→铰IT9Ra6.3～3.23.钻→粗铰→精铰IT8～IT7Ra3.2～1.64.钻→扩IT11Ra25～12.55.钻→扩→铰IT9～IT7Ra6.3～3.26.钻→扩→粗铰→精铰IT7Ra3.2～1.67.钻→扩→机铰→手铰IT7～IT6Ra0.8～0.28.钻→扩→拉IT9～IT7Ra3.2～0.2大批大量生产9.粗镗（或扩孔）IT13～IT11Ra25～12.510.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）IT9～IT8Ra6.3～3.211.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）→精镗（铰）IT8～IT7Ra3.2～1.612.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗IT7～IT6Ra1.6～0.813.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗→挤压IT7～IT6Ra1.6～0.414.粗镗→半精镗→磨孔IT8～IT7Ra1.6～0.415.粗镗→半精镗→粗磨→精磨IT7～IT6Ra0.4～0.216.粗镗→半精镗→精镗→金刚镗IT7～IT6Ra0.8～0.117.钻→扩→粗铰→精铰→珩磨IT7～IT6Ra0.4～0.0517.钻→扩→粗铰→精铰→珩磨18.钻→扩→拉→珩磨IT7～IT6Ra0.4～0.0519.粗镗→半精镗→精镗→珩磨20.钻→扩→粗铰→精铰→研磨21.钻→扩→拉→研磨IT6以上Ra0.2～0.01222.粗镗→半精镗→精镗→研磨一、钻孔工件钻模板钻套钻头一、钻孔1.工艺特点1）钻孔是孔的粗加工方法；2）可加工直径0.05～125mm的孔；3）孔的尺寸精度在IT10以下；4）孔的表面粗糙度一般只能控制在Ra12.5μm。对于精度要求不高的孔，如螺栓的贯穿孔、油孔以及螺纹底孔，可直接采用钻孔。一、钻孔2.高速钢麻花钻的结构一、钻孔2.高速钢麻花钻的结构钻头切削部分5个刀刃6个刀面两条主切削刃两条副切削刃一条横刃两个螺旋形前刀面两个经刃磨获得的后刀面两个圆弧段的副后刀面一、钻孔3.钻削用量1）背吃刀量asp单位：mmdospa一、钻孔3.钻削用量2）钻削速度vc单位：m/min1000ndocv一、钻孔3.钻削用量3）钻削进给量与进给速度：f单位：mm/rfz单位：mm/zVf单位：mm/min二、扩孔1.工艺特点1）扩孔是孔的半精加工方法；2）一般加工精度为IT10～IT9；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3～3.2μm。当钻削dw＞30mm直径的孔时，为了减小钻削力及扭矩，提高孔的质量，一般先用（0.5～0.7）dw大小的钻头钻出底孔，再用扩孔钻进行扩孔，则可较好地保证孔的精度和控制表面粗糙度，且生产率比直接用大钻头一次钻出时还要高。二、扩孔2.扩孔钻的结构图6-10扩孔钻1)齿数多（3、4齿）；2）不存在横刃；3）切削余量小，排屑容易。三、铰孔1.铰刀的类型图6-14铰刀的类型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1：50三、铰孔2.铰削过程的实质铰削过程不完全是一个切削过程，而是包括切削、刮削、挤压、熨平和摩擦等效应的一个综合作用过程。三、铰孔3.铰削用量1）铰削余量粗铰余量为0.10mm～0.35mm；精铰余量为0.04mm～0.06mm。2）切削速度和进给量铰削速度为1.5m/min～5m/min；铰削钢件时，进给量为0.3mm/r～2mm/r；铰削铸铁件时，进给量为0.5mm/r～3mm/r。三、铰孔4.工艺特点1）铰孔是孔的精加工方法；2）可加工精度为IT7、IT8、IT9的孔；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra3.2～0.2μm；4）铰刀是定尺寸刀具；5）切削液在铰削过程中起着重要的作用。三、铰孔5.铰刀的结构图6-13手铰刀结构四、镗孔1.工艺特点1）镗孔可不同孔径的孔进行粗、半精和精加工；2）加工精度可达为IT7～IT6；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3～0.8μm。4）能修正前工序造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形状位置误差；四、镗孔2.镗刀结构五、拉孔1.拉削过程五、拉孔1.拉削过程图6-27拉削圆孔五、拉孔1.拉削过程图6-26拉削键槽五、拉孔1.拉削过程齿升量图6-22常见的拉削截形（A～Ｇ为内拉拉削，Ｈ～Ｌ为外拉削）2.拉削工艺范围五、拉孔3.拉刀结构图6-25圆拉刀结构五、拉孔4.工艺特点1)拉削生产率高。2)拉削精度高，质量稳定。拉削精度一般可达IT9-IT7级，表面粗糙度一般可控制到Ra1.6mm～Ra0.8mm，拉削表面的形状、尺寸精度和表面质量主要依靠拉刀设计、制造及正确使用保证。3)拉削成本低，经济效益高。4)拉刀是定尺寸、高精度、高生产率专用刀具，制造成本很高，所以，拉削加工只适用于批量生产，最好是大批大量生产，一般不宜用于单件、小批生产。六、内圆磨削六、内圆磨削1.工艺特点1）磨削是零件精加工的主要方法之一；2）对长径比小的，内孔磨削的经济精度可达IT5～IT6，表面粗糙度可控制到Ra0.8mm～Ra0.2mm；3）可加工较硬的金属材料和非金属材料，如淬火钢、硬质合金和陶瓷等。六、内圆磨削内圆磨削与外圆磨削相比，存在如下一些主要问题：1)内圆磨削的表面较外圆磨削的粗糙。2)生产率较低。3)磨削接触区面积较大，砂轮易堵塞，散热和切削液冲刷困难。因此内孔磨削一般仅适用于淬硬工件的精加工，在单件、小批生产中和在大批大量生产中都有应用。七、高精度孔的珩磨1.珩磨头及珩磨原理图6-29珩磨原理与珩磨头结构绝大多数孔都是在钻床和镗床上加工的。一、钻削加工设备（钻床）图6-30钻床上经常使用的加工方法一、钻削加工设备（钻床）钻床的主要类型：台式钻床立式钻床摇臂钻床各种专门化钻床一、钻削加工设备（钻床）1.台式钻床只能加工小孔（一般，孔径12mm）。一、钻削加工设备1.立式钻床底座工作台主轴箱立柱手柄一、钻削加工设备2.摇臂钻床底座手柄外立柱内立柱摇臂主轴箱二、镗床图6-34卧式镗床的工艺范围二、镗床镗床的主要类型：卧式镗床立式镗床坐标镗床金刚镗床二、镗床1.卧式镗床图6-35T68型卧式镗床外观图后立柱工作台镗轴平旋盘径向刀架主轴箱前立柱尾架床身下滑座上滑座二、镗床2.坐标镗床床身立柱横梁工作台立柱顶梁主轴箱图6-38立式双柱坐标镗床外观图二、镗床2.坐标镗床主要特点：1）主要零部件的制造精度和装配精度都很高，而且还具有良好的刚性和抗振性；2）机床对使用环境温度和工作条件提出了严格要求；3）机床上配备有