机械制造技术基础 北京交通大学机电学院 刘伟 1 零件表面的切 削加工成形方法  2．切削加工的成形运动 2．切削加工的成形运动 3 典型表面加工方法 1. 研磨 研磨是指用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的精加工方法。 研磨是以物理和化学作用除去零件表层金属的一种加工方法，因而包含着物理和化学的综合作用。 3.2 内圆表面加工 3.3 平面及复杂曲面加工 3.4 齿轮加工 4. 切削用量与切削层截面参数 4. 切削用量与切削层截面参数 4. 切削用量与切削层截面参数 图2-23 切削运动与加工表面 图2-24 切削用量和切削层参数 扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出或锻出的孔作进一步加工。扩孔钻与麻花钻相似，但刀齿数较多，没有横刃。 2．扩孔 图2-8 扩孔 图2-9 扩孔钻 扩孔除了可以加工圆柱孔之外，还可以用各种特殊形状的扩孔钻（亦称锪钻）来加工各种沉头座孔和锪平端面。锪钻的前端常带有导向柱，用已加工工孔导向。 加工沉头座孔 加工锥面 锪平端面 图2-10 锪钻 二、铰孔 铰孔是孔的精加工方法之一，在生产中应用很广。对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济实用的加工方法。 铰刀 三、镗孔 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。 镗孔有三种不同的加工方式。 1．镗孔方式 （1）工件旋转，刀具作进给运动 镗圆柱孔 镗锥孔 图2-11 工件旋转、刀具进给的镗孔方式 （2）刀具旋转，工件作进给运动 镗床上镗孔 专用镗模镗孔 镗杆 镗刀 工件 工件台 主轴 镗模 拖板 镗刀 镗杆 工件 图2-12 刀具旋转、工件进给的镗孔方式 （3）刀具旋转并作进给运动 镗杆 镗刀 工件 工件台 主轴 图2-13 刀具既回转又进给的镗孔方式 1．珩磨原理及珩磨头 四、珩磨孔 珩磨是利用带有磨条（油石）的珩磨头对孔进行精整、光整加工的方法。 图2-14 珩磨原理 珩磨头磨条的径向伸缩调整有手动、气动和液压等多种结构形式。 图为手动调整结构。 螺母 弹簧 调整锥 磨条 本体 沙条座 顶销 弹簧卡箍 图2-15 珩磨头 五、拉孔 卧式拉床 圆孔拉削 压力表 液压缸 活塞拉杆 随动支架 夹头 床身 拉刀 靠板 工件 滑动托架 球面支承垫圈 工件 拉刀 图2-16 在卧式拉床上拉孔 一、概述 平面是箱体类零件、盘类零件的主要表面之一，平面加工的技术要求包括：平面本身的精度（例如直线度、平面度），表面粗糙度，平面相对于其他表面的位置精度（例如平行度、垂直度等）。 加工平面的方法很多，常用的有铣、刨、车、拉、磨削等方法。其中铣平面是平面加工应用最广泛的方法。 二、铣平面 图2-17 铣平面 铣削方式 顺铣 1.铣削方式 端铣 端铣 逆铣 周铣 周铣 顺铣和逆铣各有特点，应根据加工的具体条件合理选择。 由于端铣的加工质量和生产效率比周铣高，在大批量生产中端铣比周铣用得多。周铣可使用多种形式的铣刀，能铣槽、铣成形表面，并可在同一刀杆上安装几把刀具同时加工几个表面，适用性好，在生产中用得也比较多。 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加工直齿圆锥齿轮的刨齿、铣齿、拉齿和加工弧齿轮的铣齿。 一、插齿 插齿原理及所需要的运动 图2-19 插齿原理及加工时所需的运动 插齿刀刀刃运动轨迹形成一个齿轮，称为产形齿轮，直齿插齿刀刀刃在端面上的投影就是产形轮的齿形。 齿轮滚刀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。 二、滚齿 用齿轮滚刀加工齿轮的情况 图2-20 滚齿 三、剃齿 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。 图2-21 剃齿工作情况 1-剃齿刀；2工件 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。 盘形剃齿刀 小模数剃齿刀 蜗轮剃齿刀 图2-22 几种典型的剃齿刀 四、磨齿机床 磨齿机多用于对淬硬的齿轮进行齿廓的精加工。 1、成形砂轮磨齿机的原理和运动 2、展成法磨齿机的原理和运动 1）连续磨齿 2）分度磨齿 ●切削运动—刀具与工件间的相对运动 1.主运动 —速度最高、消耗机床功率最多的运动 2.进给运动 —金属层不断投入切削的运动 3.合成运动 —主运动、进给运动合成的运动 4.加工表面 —待加工表面、过渡表面、已加工表面 ●切削参数 ◆切削用量 1.切削速度 vc —切削刃上点在主运动方向的瞬时速度 2.进给量 f —每转刀具相对工件的位移量 进给速度vf 3.背吃刀量 ap —垂直于主运动和进给运动的切削层最大尺寸 俗称切削深度 * 机械制造技术基础 第2章 机械制造过程基础知识 Fundamental of Mechanical Manufacturing Process 2.2 零件机械加工方法 Mechanical Machining Method for Parts 机器零件都是由若干不同类型的基本表面（例如外圆表面、内圆表面、平面等）构成的，零件的加工过程实际上就是获得这些表面的过程。 零件表面的切削加工成形方法 切削加工的成形运动 典型表面加工方法 切削用量与切削层截面参数 1 4 2 3 加工过程中质量的变化 （ ） 〈0：材料去除加工 =0：材料成形加工：如铸造、锻造、挤压、粉末冶金等。 〉0：材料累积：加工利用微体积材料逐渐叠加的方式使零件成形 切削加工：利用切削刀具从工件上切除多余材料 特种加工：指利用机械能以外的其他能量直接去除材料 一、机械制造中的加工方法 二、零件表面的切削加工成形方法 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： （3）特形表面： （2）纵向表面： 2．零件表面的形成方法 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 。 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）。 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）。 展成法：又称范成法，其工件的一条生线也是刀刃运动轨迹的包络线，且包络线需通过刀具与工件之间的范成运动来生成。 主运动 指直接切除工件上的余量形成加工表面的运动。主运动的速度即切削速度，用v（m/s）表示。 进给运动 指为不断把余量投入切削的运动。进给运动的速度用进给量（f—mm/r）或进给速度（vf —mm/min）表示。 定位和调整运动 使工件或刀具进入正确加工位置的运动。如调整切削深度，工件分度等。 ◆ 主运动和进给运动是实现切削加工的基本运动，可以由刀具来完成，也可以由工件来完成；可以是直线运动（用 T 表示），也可以是回转运动（用 R 表示）。正是由于上述不同运动形式和不同运动执行元件的多种组合，产生了不同的加工方法。 3.1 外圆表面加工方法 一、外圆表面的车削加工 3．精细车 2．精车 1．粗车 提高外圆表面车削生产效率的途径 车削是轴类、套类和盘类零件外圆表面加工的主要工序，也是这些零件加工耗费工时最多的工序。提高外圆表面车削生产效率的途径主要有： 2）采用强力切削 强力切削是通过增大切削面积来提高生产效率的。 l）采用高速切削 高速切削是通过提高切削速度来提高加工生产效率的。切削速度的提高除要求车床具有高转速外，主要受刀具材料的限制。 3）采用多刀加工方法 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 （2）横向进给磨削（切入磨削） (3)外圆和端面同时磨削 2．工件无中心支承的外圆磨削 2-4 无心外圆磨削 （二）外圆磨削的尺寸控制 三、外圆表面的精整、光整加工 精整、光整加工是精加工后，从工件表面上不切除或切除极薄金属层，用以提高加工表面的尺寸和形状精度、减小表面粗糙度或用以强化表面的加工方法。半岛电竞入口 研磨分手工研磨和机械研磨两种。 图2-5 机械研磨外圆 2．超精加工 （1）定义：用极细磨料的油石，以恒定压力（5～20Mp）和复杂相对运动对工件进行微量切削，以降低表面粗糙度为主要目的的精密加工方法。 （2）加工方法：工件以较低速度旋转，油石做往复振动和纵向进给 （3）加工范围：大批量生产中加工曲轴、凸轮轴的轴径外圆、飞轮、离合器盘的端平面以及滚动轴承的滚道等。 2．超精加工 图2-6 外圆的超精加工 1．钻孔 钻头旋转 工件旋转 一、钻孔与扩孔加工 图2-7 两种钻孔方式 常用的钻孔刀具有：麻花钻、中心钻、深孔钻等。标准麻花钻的结构如图。 *

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