机械加工的基本方法课件.ppt

1、机械加工的基本方法车削刨削铣削磨削钻削镗削一、车削加工车削加工的主要应用：加工内、外圆柱面（外圆柱面为主，内圆柱面需有预留孔）；内、外圆锥面；内、外螺纹；成型回转面；端面；沟槽及滚花等。车削加工的设备称为车床车床类型有：卧式车床、立式车床、转塔式车床、自动车床及数控车床等卧式车床能加工的典型表面车削加工的工艺特点容易保证轴套类零件和盘类零件各表面之间的位置精度切削过程平稳刀具简单、容易制造特别适合有色金属的加工（克服了硬度低难以磨削加工的困难）车削加工工艺确定毛坯种类（棒料、锻件、铸件）确定零件的加工顺序（精加工、粗加工、热处理）确定加工所需的机床、安装方法、测量及加工的工序尺寸确定每一工步的

2、切削用量及工艺参数车削能达到的精度等级粗车表面粗糙度为Ra6.31.6m公差等级一般为IT8IT7精车表面粗糙度为Ra0.40.1m公差等级一般为IT6IT5二、铣削加工1.铣削加工的特点及应用铣削加工是在铣床上利用刀具的旋转运动（主运动）和工件的移动（进给运动）来加工工件 的。铣削加工可加工平面、台阶面、沟槽和成型面等，还可以进行孔加工和分度工作。铣削后的尺寸公差等级可达IT9IT8，表面粗糙度值可达Ra3.21.6m。铣削加工的应用范围2.铣刀的种类和用途圆柱铣刀用在卧式铣床上加工平面端铣刀多用在立式铣床上加工平面立铣刀适用于铣削端面、斜面、沟槽和台阶面等键槽铣刀和T型槽铣刀专门用于加工键

3、槽和T型槽三面刃铣刀用在卧式铣床上加工直角槽，还可加工台阶面和较窄的侧面铣刀的种类2.铣刀的种类和用途（续）锯片铣刀主要用于切断工件或铣削窄槽角度铣刀主要用在卧式铣床上加工各种角度的沟槽成型铣刀主要用在卧式铣床上加工各种成型面3、铣削工艺的特点生产效率高：多齿刃、主运动是刀具的旋转，易实现高速铣削，效率比刨削高容易产生振动：铣刀的刀齿切入和切出时产生冲击刀齿散热条件较好铣削方式有端铣和周铣，同一种铣削方法又可分顺铣和逆铣逆铣和顺铣三、刨削加工1.刨削加工的特点和应用在刨床上用刨刀加工工件叫刨削。在牛头刨床上加工平面时，刀具的直线往复运动为主运动，工件的间歇运动为进给运动；在龙门刨床上则工件的直

4、线往复运动为主运动，刀具的横向间歇进给是进给运动主要用于加工平面。刨削加工的公差等级可达IT8IT10，表面粗糙度值可达Ra6.31.6m。刨床上能完成的工作2.刨刀的种类和用途刨刀的种类很多，一般有平面刨刀：加工水平表面偏刀：加工垂直表面或斜面角度偏刀：加工互成一定角度的表面或斜面切刀：加工槽或切断工件成型刀：加工成型表面刨刀的种类3、刨削工艺的特点通用性好：刨床的结构比车床、铣床简单、成本低、调整和操作很简便；单刃刨刀与车刀基本相同，制造、刃磨和安装也都较方便。生产率通常较低：单刃刨削，工作行程速度慢，回程速度快，但不切削，故所需的基本工艺时间较长，适合于单件或小批量生产。对于窄长表面的加

5、工，若在龙门刨床上采用多刀（或多件装夹）加工时，生产效率可能高于铣削。三、磨削加工1 磨削加工的特点及应用用砂轮或其它磨具对工件表面进行切削加工的方法，称为磨削加工。它是对机械零件进行精加工的主要方法之一。其主要特点有：加工精度高、表面粗糙度小，尺寸公差可达IT5IT7，Ra0.20.8m加工工件的硬度高磨削温度高，在磨削时必须采用大量的切削液常用的磨削加工类型常用砂轮形状、代号和用途常用砂轮形状、代号和用途钻削利用钻床、铣床、车床或镗床在实体材料上用钻头钻出孔的方法称钻孔。钻床主要有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床和专用钻床钻床的主运动是钻头的旋转运动，进给运动是钻头的轴向移动钻削可完成：钻、扩

6、、铰孔、攻丝、锪孔、锪平等工作钻削加工的公差等级一般只能达到IT10，表面粗糙度值为Ra12.56.3m，钻孔的孔径一般小于50mm摇臂钻床钻削的工艺特点导向差，容易引偏钻头刚性差排屑困难、切削条件差加工精度低虽然钻削存在着许多缺点，但对于螺栓通孔、螺纹底孔、汽、水、油的通道孔，都可以用钻削来完成；特别是在传统切削加工方法中，钻削是唯一能实现在实体上开出原孔的方法，所以应用广泛。台钻和 摇臂钻钻头钻孔方式扩孔锪削锪削是指在已加工的孔上加工圆柱形沉头孔、锥形沉头孔和端面凸台。锪削用的刀具统称为锪钻锪钻铰削铰削是利用铰刀在孔壁上切除微小余量，用来提高精度和降低表面粗糙度的方法称为铰孔。精度高、表面

7、要求光洁的小孔，在钻削后常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工，提高工件的尺寸精度和减小表面粗糙度，一般不能提高孔的位置精度铰削加工公差等级一般为IT9IT6，表面粗糙度值为Ra1.60.4m。可以在钻床、镗床、车床、数控机床等多种机床上加工圆柱孔、圆锥孔、通孔和盲孔，直径1100mm，都可以铰削。铰刀的结构孔的加工单件小批量小孔的生产，常采用的加工路线有：钻扩铰钻铰粗车半精车铰钻、扩、锪、铰加工镗削镗削是利用镗刀在镗床或车床上加工孔的加工方法。镗削可用于孔的粗加工、半精加工和精加工，主要用于加工直径较大的已有孔和孔系；可以校正孔的位置精度，如箱体零件上的同轴度、轴线互相平行或垂直的孔，特别适

8、用于箱体类零件上孔系的加工。镗削加工公差等级一般为IT9IT7，表面粗糙度值为Ra6.30.8m。镗削镗削加工，镗刀作旋转主运动，工件或镗刀直行作进给运动镗床的主要类型有卧式镗床、坐标镗床等在镗床上镗孔与车床上镗孔的区别：镗孔时，工件不动，镗刀旋转镗孔与其它孔加工方法相比，突出优点是可以用一种镗刀加工一定范围内各种不同直径的孔，尤其是直径很大的孔缺点是镗刀的刚度比较差、生产效率比较低镗床镗孔与车床镗孔练习题简述车削、铣削、刨削、磨削、钻削、锪削、铰削、镗削加工的特点及各自能实现的加工表面特种加工技术特种加工：是利用各种物理的、化学的能量去除或添加材料，以达到零件设计要求的加工方法的总称。特种加

9、工的特点：（1）能加工各种软、硬、脆、耐热或高熔点金属及非金属材料。易于加工复杂形面、细微表面及柔性零件。（2）获得良好表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等均比较小。（3）各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。常用特种加工方法电火花加工：电火花穿孔成型加工、电火花线切割；电化学加工：电解加工、电铸、镀加工高能束加工：电子束加工、离子束加工等、激光加工等；物料切蚀加工：磨料喷射加工、水射流加工；化学加工：化学铣切、照相制版加工光刻加工；超声加工复合加工一、电火花成型加工电火花加工是利用电腐蚀对材料进行加工的原理：工件和工具之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时产生的局

10、部、瞬时的高温把金属蚀除下来，以达到对零件的尺寸和表面预定的要求。电火花加工也称放电加工或电蚀加工电火花加工的特点和应用1）工件材料的可加工性取决于材料的电学、热学性能，与材料的力学性能无关，可加工软、硬、脆的材料；2）加工中工具电极与工件不直接接触，无显著的切削力，适合加工弹性薄壁件；3）适合加工特殊表面，如形孔、空间曲面及复杂形状的表面电火花加工主要用于加工导电材料，但在一定条件下也可加工半导体材料。电火花线切割加工电火花线切割加工是用线状电极（钼丝或铜丝）靠火花放电对工件进行切割。线切割加工原理、表面粗糙度、材料的可加工性和电火花加工基本相似，但线切割要比电火花穿孔成型加工生产效率高、加

11、工成本低。电火花线切割加工特点与应用省掉了成型工具电极，降低成本，缩短了生产准备时间可加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件，还可多个零件叠起来加工电蚀余量小，适用于加工稀有、贵重金属，且加工精度高便于实现自动控制，目前普遍采用数控线切割二、电解加工电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理去除工件材料的特种加工，最早应用于电解抛光。常用的电镀也是利用阳极溶解的电化学原理进行的。电镀时，将材料作阳极，工件作阴极，作为阳极的电镀材料就会逐渐溶解而附着到作为阴极的工件上形成镀层。如果将工件作为阳极，加工工具作为阴极，使工件按照需要的形状去溶解，直到将工具的型面复印到工件上，从而达到尺寸加工的目的

12、。电解加工的特点与应用(1)应用范围广。不受材料硬度和强度的限制能加工任何高硬度、高强度、高韧性的导电材料，并能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面和型腔.(2)生产率高。约为电火花加工的510倍(3)加工表面质量好。表面粗糙度值一般可达Ra0.20.8m(4)工具电极无损耗 电解加工存在的问题：(1)精度难以控制 (2)电解液过滤、循环装置庞大，造价昂贵 (3)电解液及电解产物容易污染环境 三、电铸电铸加工是用导电的原模作阴极，用于电铸的金属作阳极，金属盐溶液作电铸溶液，即阳极金属材料与金属盐溶液中的金属离子的种类相同。在直流电的作用下，电铸溶液中的金属离子在阴极还原成金属，沉积于原模表

13、面，而阳极金属则源源不断地变成离子溶解到电铸液中进行补充，使溶液中的金属离子的浓度保持不变。当阴极原模电铸层逐渐加厚到要求的厚度时，与原模分离，即获得与原模型面相反的铸件。电铸加工的特点和应用 1）能将传统加工较困难的零件内表面转化为原模外表面，并将难成形的金属转化为易成形的原模材料（如石蜡、树脂等），因而能制造出其它方法不能或很很难制造的特殊形状的零件。2）能准确地复制表面轮廓和细微纹路；可获得高纯度的金属制品。3）改变电铸液的成分和工作条件，使用添加剂，可使电铸层的性能在宽广的范围内变化，以适应不同加工的需要。4）获得尺寸精度高、表面粗糙度Ra0.1m以下的产品；同一原模生产的电铸件一致性

14、好。电铸加工的特点和应用5）可以制造多层结构的构件，并能将多种金属、非金属铸成一个整体。6）电铸有生产周期长、尖角或四槽铸层不均匀、铸层存在一定内应力、原模上的伤痕会带到产品上、电铸加工时间长等缺点。电铸用于加工形状复杂、精度高的空心零件，、如波导等；注塑模具、厚度仅几十微米的薄壁零件；复制精细的表面轮廓，如唱片膜、艺术品、纸币、证券、邮票的印刷版等；表面粗糙度标准样块、反光镜、表盘、喷嘴等特殊零件。四、激光加工 激光加工是利用能量密度很高的激光束照射工件的被加工部位，使工件材料瞬间熔化、蒸发和气化，在气化冲击波作用下，将熔融的物质喷射出去，从而对工件材料进行去除加工的方法。激光加工的特点 (

15、1)能量密度高，适用性广。几乎能加工所有的材料，如各种金属材料和陶瓷、石英、金刚石、橡胶等非金属材料。如果是反射率或投射率高的工件进行打毛或色化处理后，仍可加工。(2)加工速度快，效率高。且热影响区小，热变形也小。(3)加工不需要刀具，属于非接触加工。无机械加工变形，也无工具损耗等问题。激光加工的特点(4)激光束传递方便。能透过空气、惰性气体或透明体对工件进行加工。因此，可通过由玻璃等制成的窗口对被封闭零件进行加工，或在真空环境下也可加工。(5)易于控制。便于与机器人、自动检测、计算机数字控制等先进技术相结合，实现自动化加工 激光加工的应用（1）激光打孔：激光打微型小孔，目前己广泛应用于金刚石

16、拉丝模、钟表仪器的宝石轴承、陶瓷、玻璃等非金属材料和硬质合金、不锈钢等金属材料的小孔（2）激光切割：可以切割多种材料；切缝狭窄且切边平滑不带毛刺；被切工件不承受机械力，故变形小；可用靠模、光电跟踪或数控切割出各种形状的工件；生产率高，经济性好。（3）激光强化：主要是指激光表面淬火、渗涂合金元素等的加工（4）激光焊接五、电子束加工 电子束加工是利用能量密度很高的高速电子流，在一定真空度的加工舱中使工件材料熔化、蒸发和气化而被去除的加工方法 电子束加工的特点 (1)适用于精密微细加工，电子束可用来加工任何材料的微孔或窄缝、半导体电路等。(2)加工精度高、表面质量也好。(3)便于采用计算机控制，实现

17、加工过程自动化。(4)适合于加工易氧化的金属及合金材料，特别是要求纯度极高的半导体材料。由于电子束加工是在真空中进行，因此污染少，加工点处能保持原来材料的纯度。(5)电子束加工需要套价格昂贵的专用设备，加工成本高。（1）电子束焊接：电子束焊接一般不用焊条，焊接过程在真空中进行，因此焊缝处的化学成分纯净，焊接接头的强度高于母材。电子束不仅可焊一般金属，也可焊高熔点及活泼金属和异种材料此外，电子束还可用于焊接半导体材料及陶瓷绝缘材料。（2）电子束打孔：最小孔径则可0.003mm，孔的长径比可达到100：1 电子束加工的应用 六、超声加工超声加工是利用超声频（1625KHz）振动的工具在磨料的液体介

18、质中或干磨料中，超声磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料的加工方法。具有频率高、波长短、能量大和无噪声等特点。超声波加工不仅能加工金属，也能加工非全属。超声加工的特点 (1)适合于加工各种脆硬的非金属材料。如玻璃、陶瓷、半导体、石英、锗、硅、石墨、玛瑙、宝石、金刚石等，对硬质金属材料如淬火钢、硬质合全钢等虽可加工，但效率低。(2)机床的结构简单，操作维修方便。由于工具可用较软的材料做成较复杂的形状，故不需要使工具和工件作比较复杂的相对运动。(3)能获得较好的表面质量。超声波加工过程的热影响小，可加工形状复杂的型腔、型孔、薄壁零件、窄缝、小孔等。一般加工精度可达0.010.0

19、2mm，表面粗糙度可达Ra010.08m。超声加工的应用 1）型孔型腔加工：对硬质合金钢制造的拉深模、拉丝模等模具需采用电火花或超声波加工而获得。2）超声波切割：超声波切割主要用于切割金刚石、半导体、石英、铁氧体和宝石等硬脆材料。3)超声波清洗：超声波清洗仅用于中小型的零件。此外，它也只适合于精清洗 七、复合加工复合加工是指在加工部位上组合两种或两种以上不同类型能量去除工件材料的特种加工方法。如电解机械研磨复合抛光、超声电火花复合精加工、超声电解复合抛光、挤压流磨、磁力研磨等这些新的技术的共同特点是效率高、质量好、操作方便、劳动强度低；不足之处是使用范围有一定的局限性。目前主要用于模具型腔、复

20、杂零件的型腔、通孔及盲孔的精加工、抛光及去毛刺。有的技术特别适用于化工、医药等大型容器型腔的加工及航空复杂零件型腔的加工。电解磨削（或电解抛光）电解磨削的原理：是利用电能的电解作用与机械切削或磨削相结合的复合加工。其加工过程主要是靠电化学作用将材料腐蚀下来，砂轮起磨去电解产物阳极钝化膜和整平工件表面的作用。电解磨削的特点 1）加工范围广、加工效率高。2）加工精度及表面质量高（Ra可低于0.16mm）。3）砂轮的磨损小。机床、家具等需采取防锈措施，还需增加吸气、排气装置，以及需要直流电源、电解液过滤、循环装置等附属设备 电解磨削的应用 可用于内外圆、平面及成形面的加工。例如对硬质合金刀具、量具、

21、挤压模具、拉丝模具、轧辊等高硬度工件的磨削；对小孔、深孔、薄壁筒、细长杆等普通磨削难加工的零件的磨削。超声振动切削加工 超声振动切削加工是利用超声振动的声能与切削的机械能相结合，以切削或磨削为主的复合加工。超声振动切削的特点1）切削力小、切削功率消耗低。2）切削变形小。3）减轻或消除了自激振荡。4）工件精度高、表面粗糙度低。刀具寿命高、加工范围广。超声振动切削的应用 超声振动切削加工作为一种精密加工和难切削加工中的新技术，与各种传统切削加工工艺结合形成各种复合切削加工。超声振动切削可加工淬硬钢、不锈钢、钛及其合金等传统切削难以加工的金属非金属材料；适合深小孔、薄壁件细长杆、低刚度等零件的加工；

22、适合高精度低粗糙度等精密零件的精加工；形状复杂，要求较高，且不宜用传统磨削加工的零件。目前，国内应用较多的超声振动切削主要有超声振动车削、超声振动磨削、超声振动键削、超声振动加工小孔、深孔和超声振动铰孔、攻螺纹等。水喷射加工 水喷射加工是利用高压水射流及混合于其中的磨料对各种材料进行切割、穿孔和表层材料去除等加工。其加工机理是综合了由超高速液流冲击产生的穿透割裂作用和由悬浮于液流中的磨料的游离磨削作用，故称之为磨料水喷射技术。精密和超精密加工精密加工是指加工精度在30.3m，加工公差等级在IT5级以上，表面粗糙度Ra0.30.03m，如精车、研磨、抛光、精磨等适用于精密机床、精密测量等行业；超精密加工是指加工精度在0.30.03m，表面粗糙度值小于Ra0.005m，被认为是纳米级的加工范围。精密和超精密加工 精密和超精密加工方法主要有两类：一是采用金刚石刀具对工件进行超精密的微细切削和应用磨料磨具对工件进行珩磨、研磨、抛光、精密或超米磨削等；二是采用激光加工、微波加工、等离子加工、超声波加工、光刻等特种加工方法