1、機械加工方法與切削機床第1頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四學習目的與要求（1）熟悉傳統加工方法的加工范圍（2）熟悉主要加工機床的類型、結構及其加工工藝特點（3）了解各種刀具的結構和用途（4）了解機床的分類和型號編制方法（5）熟悉機床的傳動方法和傳動鏈（6）了解特種加工與常規切削加工的區別（7）了解特種加工的原理、特點和應用范圍第2頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四主要內容第1章 機械加工方法與切削機床1.1 傳統切削加工方法與切削機床1.1.1 車削與車床1.1.2 銑削與銑床1.1.3 刨削與刨床1.1.4 鉆削與鉆床1.1.5 鏜削與鏜床1.1

2、.6 磨削與磨床1.2 曲面加工方法與加工機床1.2.1 齒面加工與加工機床1.2.2 復雜曲面加工與加工中心1.3 特種加工方法與加工機床1.3.1 電火花加工1.3.2 電解加工1.3.3 激光加工1.3.4 超聲波加工1.4 金屬切削機床基礎1.4.1 概述1.4.2 金屬切削機床的主要部件1.5 現代機床的發展1.5.1 數控機床1.5.2 加工中心思考與練習： 第3頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四1-1 傳統切削加工方法與切削機床一、車削加工與車床 1、車削加工 運動：工件旋轉作主運動、車刀作進給運動 工藝特點 適用范圍廣 易保證被加工零件各表面的位置精度 可

3、用于有色金屬零件的精加工 切削過程比較平穩 生產成本較低 加工的萬能性好第4頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 車床加工典型工序外圓柱面外圓錐面螺紋端面溝槽內圓錐面內圓柱面旋轉曲面中心孔打孔滾花第5頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 2、車床的種類 臥式車床第6頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 立式車床：主要用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸相對較小且形狀比較復雜的大型或重型零件。按結構形式分為單柱式和雙柱式第7頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 轉塔車床：沒有尾座和絲杠，床身尾部裝有多工位刀架，一般不能車螺紋

4、第8頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四二、銑削加工與銑床 1、銑削加工 運動：銑刀旋轉作主運動、工件作進給運動 應用：平面、溝槽、復雜曲面、孔 工藝特點： 生產效率高 刀齒散熱條件較好 銑削加工應用范圍廣泛 銑削時容易產生振動 分類：平面銑削端銑周銑逆銑順銑第9頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四（1）端銑與周銑 端銑：加工質量好，大平面銑削 周銑：適應性較強，小平面、溝槽、成形面 加工特點比 較： 端銑的生產率高于周銑 端銑的加工質量比周銑好 周銑的適應性比端銑好第10頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四（2） 順銑與逆銑 順銑：

5、主切削運動方向與工件進給方向相同 逆銑：主切削運動方向與工件進給方向相反 加工特點比較 順銑容易引起打刀；逆銑則可以避免打刀 銑削鑄件或鍛件等表面有硬皮的工件時，采用逆銑 逆銑時，切削厚度從零開始增大，加速刀具的磨損 逆銑時，銑削力將工件上抬，容易引起振動第11頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 2、銑床的種類 升降臺式銑床臥式升降臺銑床：主軸水平立式升降臺銑床：主軸垂直第12頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 床身式銑床：工作臺不升降，加工中等尺寸的零件 龍門銑床：適于采用大切削用量的切削雙軸圓形工作臺銑床龍門銑床第13頁，共70頁，2022年，5

6、月20日，2點35分，星期四三、刨削加工與刨床 1、刨削加工 運動：刀具的往復直線運動為主切削運動、工件臺帶動工件作間歇的進給運動 應用：平面、直槽、母線為直線的成形面 工藝特點： 機床與刀具簡單，通用性好 刨削精度低 生產率低 加工成本低第14頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 2、刨床的種類 龍門刨床：工作臺帶著工件作直線往復運動；大型工件第15頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 牛頭刨床：滑枕帶著刨刀作直線往復運動 插床：立式刨床。主運動為滑枕帶動插刀沿垂直方向的直線往復運動第16頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四四、鉆削

7、加工與鉆床 1、鉆削加工 運動：鉆頭的旋轉運動為主切削運動，鉆頭的軸向運動為進給運動 應用：鉆、擴、鉸孔；攻絲；锪孔、锪平等 （1）鉆孔 粗加工 刀具：麻花鉆 特點：容易產生“引偏” 排屑困難：分屑槽 切削熱不易傳散 加工精度差第17頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四鉆孔隱偏減少隱偏措施預鉆錐形定心坑鉆套為鉆頭導向四差一大導向差、剛性差、加工精度差、切削條件差 和軸向力大第18頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四（2） 擴孔和鉸孔 分別為半精加工和精加工 擴孔鉆的結構特點： 剛性較好 導向性較好 切削條件好 鉸孔特點：P10P11注意擴孔和鉸孔無法提高

8、孔軸線的位置精度和直線度；而鏜孔則可以第19頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 2、鉆床的種類 立式鉆床 搖臂鉆床 其他鉆床（如深孔鉆床）第20頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 五、鏜削加工與鏜床 1、鏜削加工 運動：鏜刀旋轉為主切削運動，工件或鏜刀直行為進給運動 應用：直徑較大的已有孔和孔系；外圓和平面 工藝特點 加工機座、箱體、支架等外形復雜的大型零件 加工范圍廣泛 能獲得較高的精度和較低的粗糙度 可有效地校正原孔的軸線偏斜，保證孔及孔系的位置精度 生產率低第21頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四2、鏜床的種類 臥式鏜床車

9、床鏜孔鏜床鏜孔區別鏜床是鏜刀旋轉作主運動，工件或鏜刀作進給運動；車床是工件旋轉作主運動，車刀作進給運動第22頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 坐標鏜床臥式坐標鏜床立式坐標鏜床立式單柱坐標鏜床立式雙柱坐標鏜床第23頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四六、磨削加工與磨床 1、磨削加工 定義 運動：砂輪的旋轉為主運動 工藝特點 加工精度高，表面粗糙度小 可加工高硬度材料 徑向分力大 磨削溫度高 砂輪的自銳性 應用越來越廣泛第24頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四2、磨床的種類 外圓磨床普通外圓磨床無心磨床M1432A型萬能外圓磨床第2

10、5頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 特點：工件置于砂輪和導論之間并用托板支承定位，工件中心略高于兩輪中心的連線，在導論的摩擦力作用下旋轉 分類：縱磨法（貫穿磨法）和橫磨法（切入磨法）無心磨削示意圖無心磨削第26頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 內圓磨床第27頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 平面磨床臥軸矩臺平面磨床立軸圓臺平面磨床第28頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四1-2 曲面加工方法與加工機床一、齒面加工與加工機床 1、齒輪齒形加工方法 成形法普通銑床 展成法滾齒機、插齒機等 （1）銑齒成形法第

11、29頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四成本低、加工精度低、生產率低、僅適用于單件小批生產 或加工精度不高的低速齒輪，也用于齒形的粗加工銑齒工藝特點弧齒錐齒輪銑齒機 第30頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四（2） 滾齒展成法 滾齒所需要的運動 主運動：滾刀的高速旋轉 分齒運動（展成運動）：滾刀與被切齒輪之間的嚙合關系運動 垂直進給運動：滾刀沿工件軸向的進給運動第31頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四滾齒機上滾切斜齒圓柱齒輪 運動：展成運動漸開線齒形 差動運動螺旋線齒長 四條傳動鏈：速度傳動鏈 展成傳動鏈 軸向進給傳動鏈 差動傳動鏈

12、第32頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四滾齒加工特點 齒形精度和機床分度精度較銑齒高 可滾削出同模數而不同齒數的齒輪，提高了精度，降了成本 加工范圍廣 連續切削，精度和生產效率高 不能滾削內齒輪和相距太近的多聯齒輪 適宜于單件小批或成批大量生產第33頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 Y3150E型滾齒機 第34頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四（3）插齒展成法 插齒所需要的運動 主運動：插齒刀的上下往復直線運動 分齒運動(展成運動)：插齒刀和工件之間的嚙合關系運動 圓周進給運動 徑向進給運動 讓刀運動第35頁，共70頁，202

13、2年，5月20日，2點35分，星期四插齒加工特點： 節省刀具，降低成本 與滾齒的加工精度基本相同 加工出的工件的齒形精度比滾齒高，分齒精度略低于滾齒 生產效率較滾齒低 加工范圍較廣泛 適宜于單件小批或成批大量生產第36頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四（4）剃齒展成法 插齒加工特點： 齒形精加工 精度可達76級 主要用來提高齒形精度和齒向精度，減小表面粗糙度值 機床結構簡單，生產效率高 用于加工插齒或滾齒后未經淬火的直齒和螺旋齒圓柱齒輪 多用于大批大量生產的齒形精加工第37頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四（5）珩齒展成法 珩齒加工特點： 一種齒形光

14、整加工過方法，屬于展成法加工 具有磨齒、剃齒、和拋光等精加工的綜合作用 對齒形精度改善不大 用于加工經過淬火的齒輪（6）磨齒 成形法磨齒第38頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 展成法磨齒錐形砂輪磨齒雙碟形砂輪磨齒第39頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四（7）研齒展成法第40頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 2、齒形加工方法選擇加工方案精度等級齒面表面粗糙度Ra/m適用范圍成形法銑齒9級以下6.33.2 單件小批生產中加工直齒和螺旋齒輪及齒條展成法插齒871.6 各種批量生產中加工內外圓柱齒輪、雙聯齒輪、扇形齒輪、短齒條等，但

15、插削斜齒只適用于大批量生產滾齒873.21.6 各種批量生產中加工直齒、斜齒外嚙合圓柱齒輪和蝸輪剃齒760.80.4 大批量生產中滾齒或插齒后未經淬火的齒輪精加工珩齒761.60.4 大批量生產中高頻淬火后齒形精加工磨齒630.80.2 單件小批生產中淬硬或不淬硬齒形的精加工研齒0.40.2 淬硬齒輪的齒形精加工，可有效的減小齒面的Ra值第41頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四二、復雜曲面加工與加工中心第42頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四特種加工方法與加工機床 種類：化學、電化學、電化學機械加工，電火花加工，超聲波加工、激光束加工，離子束加工、電

16、子束加工，磨料流加工，磨料噴射加工，液體噴射加工及各類復合加工 特點 可加工超硬脆材料和精密微細零件 靠電能、化學能、聲能、光能、熱能等去除多余材料 可獲得很低的表面粗糙度，殘余應力、冷作硬化、熱影響度遠小于一般金屬切削加工 加工范圍廣、適應性強 各種加工方法易復合形成新工藝方法，便于推廣應用特種加工第43頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 1、電火花加工 加工原理 工藝特點 適應性強，可加工任何導電的硬脆、軟韌及難切削加工材料 “無切削力”，方便地加工難加工的小孔、窄槽、薄壁件和各種特殊及復雜形狀截面的型孔、型腔等 工件表面硬度高，表面潤滑性和耐磨性較好，特別適用于模具

17、制造 一般加工速度較慢第44頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四電火花加工原理示意圖第45頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四切割各宗高硬度的導電材料切割形狀很復雜的模具幾乎沒有切削力，切割極薄或易變形的工件 金屬絲電極，故不需制造成型電極電火花線切割加工第46頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 2、點解加工 加工原理 工藝特點 工作電壓小，電流大 應用范圍廣 生產率較高 工具電極可長期使用 適于加工易變形或薄壁件 加工精度難以控制 附屬設備多，造價高 電解液腐蝕機床，污染環境第47頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，

18、星期四 3、激光加工 加工原理 工藝特點 無加工工具，不存在工具磨損、斷屑、排屑問題 幾乎可加工任何難加工的金屬和非金屬，加工異形孔 非接觸加工，工件無受力變形 效率高，工件受力熱變形小，切割邊緣質量好 激光束傳遞方便 易于控制第48頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 4、超聲波加工 加工原理 工藝特點 各種脆硬材料，特別是電火花和點解加工難以加工的不導電材料和半導體材料，導電的硬質合金、淬火鋼 各種型孔、型腔及復雜成型表面 加工質量好，無殘余應力、組織改變及燒傷等現象 刀具硬度可低于被加工材料的，易加工復雜形狀工件 機床結構簡單，操作維修方便 應用 型孔型腔加工 超聲波

19、切割 超聲波清洗 超聲波復合加工 第49頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四超聲波加工示意圖第50頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四1-4 金屬切削機床基礎 一、概述 1、機床的基本組成 動力源 傳動系統 基礎件 工作部件 控制系統 冷卻系統 潤滑系統 其他裝置 2、機床的運動 表面成形運動（工作運動）、輔助運動 3、機床技術性能指標 工藝范圍 技術規格 加工精度和表面粗糙度 生產率 自動化程度 機床的效率和精度保持性 其他機床的主要技術參數：尺寸參數、運動參數和動力參數第51頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 4、機床精度與剛度

20、 （1）機床精度：幾何精度、運動精度、傳動精度、定位精度、工作精度和精度保持性 （2）機床剛度：靜剛度和動剛度 5、機床的分類及型號編制 （1）分類 （2）型號編制 通用機床型號表示方法 機床的類別和組別劃分 機床的特性代號 機床主參數和第二主參數 機床的重大改進順序號 同一型號機床的變型代號第52頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四二、金屬切削機床的主要部件 1、主軸部件 （1）基本要求 旋轉精度、靜剛度、抗振性、熱變形 （2）傳動方式 齒輪傳動、帶傳動、電動機直接驅動 （3）主軸部件結構 主軸的支承形式：兩支承方式、三支承方式 構造 材料和熱處理 普通機床：中碳鋼調質處

21、理+局部高頻淬火 精密機床等：合金鋼第53頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四車床主軸簡圖第54頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 主軸軸承：滾動軸承、液體動壓軸承、液體靜壓軸承、空氣靜壓軸承、自調磁浮軸承等第55頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 2、機床的傳動系統 （1）主傳動系統 按電動機類型：交流電動機驅動和直流電動機驅動 按傳動裝置：機械傳動裝置、液壓傳動裝置、電氣傳動裝置及它們的組合 按變速連續性：分級變速傳動和無級變速傳動 （2）進給傳動系統 機械進給傳動 液壓進給傳動 電伺服進給傳動第56頁，共70頁，2022年，

22、5月20日，2點35分，星期四 控制類型 開環系統 閉環系統 半閉環系統電氣伺服系統第57頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 驅動部件 步進電動機(脈沖電動機) 直流伺服電動機：小慣量直流電動機和大慣量直流電動機 交流伺服電動機 直線伺服電動機：同步式和感應式第58頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 機械傳動部件：主要指齒輪(或同步齒輪)和絲杠螺母傳動副滾珠絲杠 作用：旋轉運動直線運動 支承方式：角接觸球軸承或雙向推力圓柱滾子軸承與滾針軸承的組合軸承第59頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 3、機床基礎件：床身、立柱、橫梁、底座

23、等大件 （1）基本要求 具有足夠的剛度和較高的剛度-質量比 較好的動態特性；各階頻率不共振；不因薄壁振動產生噪聲 熱穩定性好 排泄通暢，吊運安全，良好的結構工藝性 （2）結構 箱形類 板塊類 梁支類a）車床類床身 b）鏜床、龍門刨床類床身 c）大型和重型機床類床身第60頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 （3）材料 鑄鐵：灰鑄鐵，HT200，HT150，HT100 鋼板焊接結構 預應力鋼筋混凝土 天然花崗巖 4、機床導軌：動導軌和靜導軌（支承導軌） （1）主要技術要求 導向精度高 承載能力大，剛度好 精度保持性好 低速運動平穩性好第61頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 （2）導軌截面形狀和組合形式第62頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四機床組合導軌形式雙三角形導軌雙矩形導軌矩形和三角形導軌的組合矩形和燕尾形導軌的組合a）雙三角形導軌 b）寬式雙矩形導軌 c）窄式雙矩形導軌第63頁，共70頁，2022年，5月20日，2點35分，星期四 （3）結構類型及特點 滑動導軌 靜壓導軌 卸荷導軌 滾動導軌滾動導軌滾動體類型a）滾珠循環型 b）滾柱循環型 c）滾針不循環型第6