1、第二章数控切削加工方法第一节数控车削加工一、数控车削加工概述2z1.tif 车削加工是工件旋转作主运动和车刀作进给运动的切削加工方法。其主要加工对象是回转体零件。基本的车削加工内容有车外圆、车端面、切断和车槽、钻中心孔、钻孔、车孔、铰孔、锪孔、车螺纹、车圆锥面、车成形面、滚花和攻螺纹等，如图2-1所示。一、数控车削加工概述2z2.tif 例如，图2-2所示的轴承内圈，原采用三台液压半自动车床和一台液压仿形车床加工，需多次装夹，因而造成较大的壁厚差，达不到图样要求。后改用数控车床加工，一次装夹即可完成滚道和内孔的车削，壁厚差大为减小，且加工质量稳定。一、数控车削加工概述2z3.tif2.轮廓形状
2、复杂的零件 由于数控车床具有直线和圆弧插补功能，还有部分车床数控装置具有某些非圆曲线插补功能，故能车削由任意平面曲线轮廓所组成的回转体零件，包括不能用数学方程描述的列表曲线类零件，如图2-3所示“口小肚大”形状的零件。二、数控车削的刀具与选用2z4.tif 按刀片与刀体固定方式的不同可分为焊接式和机夹式两种。按用途不同可分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、螺纹刀具以及成形刀具等。常用车刀如图2-4所示。二、数控车削的刀具与选用2z5.tif (1)机械夹固式可转位车刀的结构、特点与种类除经济型数控机床外，目前已广泛地使用机械夹固式可转位刀具。如图2-5所示的机械夹固式可转位车刀，主要由刀
3、体、刀片、刀垫和刀片夹紧元件4部分组成。二、数控车削的刀具与选用 可转位车刀按其用途不同可为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、切槽车刀、切断车刀和螺纹车刀等，见表2-1。表2-1可转位车刀种类二、数控车削的刀具与选用表2-1可转位车刀种类 可转位车刀的型号由按规定顺序排列的一组字母和数字代号组成，用10位代号分别表示车刀的各项特征。各位代号所表示的内容如表2-2所示。二、数控车削的刀具与选用图2-6切削刃长度、背吃刀量和主偏角的关系 2)刀片尺寸的选择。刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度L。有效切削刃长度与背吃刀量ap和车刀的主偏角r有关，如图2-6所示。使用时可查阅有关刀具手册。
4、二、数控车削的刀具与选用2z7.tif 3)刀片形状的选择。刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。常见可转位车刀刀片形状及角度如图2-7所示。二、数控车削的刀具与选用图2-8动力刀架 转塔式刀架有立式和卧式两种结构形式。转塔刀架是一刀多位的自动定位装置，通过转塔头的旋转、分度和定位来实现机床的自动换刀动作。一般来说，转塔刀架应分度准确、定位可靠、重复定位精度高、转位速度快、夹紧刚性好，以保证数控车床的高精度和高效率。有的转塔刀架不仅可以实现自动定位，而且可以传递动力，完成铣削加工等工序，如图2-8所示。二、数控车削的刀具与选用2z9.tif二、数控
5、车削的刀具与选用2z10.tif 刀具装入刀座后的相关尺寸是编程的重要数据，它是建立坐标系不可缺少的基本数据。如图2-10所示，刀具安装后应把每一把刀具与刀盘基面在向和Z向的距离都测量标示出来，供计算坐标用。三、切削用量的选择表2-3切削速度参考表 对使用交流变频调速的数控机床，由于其低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。表2-3所示为硬质合金外圆车刀切削速度的参考值，可结合实践经验参考选用。表2-4硬质合金车刀粗车外圆及端面的进给量四、工件在数控车床上的装夹图2-11自动夹紧拨动卡盘结构1工件2顶尖3套筒4杠杆5支撑销6弹簧7锥环 1)自动夹紧拨动卡盘。自动夹紧拨动卡盘的结构如图2-11所示
6、。工件1安装在顶尖2和车床的尾座顶尖上。四、工件在数控车床上的装夹2z12.tif 2)拨齿顶尖。图2-12所示为拨齿顶尖结构。壳体1可通过标准变径套或直接与车床主轴孔联结，壳体内装有用于坯件定心的顶尖2，拨齿套5通过螺钉4与壳体联四、工件在数控车床上的装夹2z13.tif (2)自定心中心架图2-13所示为数控自定心中心架，用以减少细长轴加工时的受力变形，并提高其加工精度。该件常作为机床附件提供。其工作原理为：通过安装架与机床导轨相连，工作时由主机发信号，通过液压或气动力源作夹紧或松开，其润滑则采用中心润滑系统。四、工件在数控车床上的装夹2z14.tif(3)一夹一顶安装工件图2-14所示为
7、复合卡盘。由传动装置驱动拉杆8，经套5、6和楔块杠杆4、3传给卡爪1而夹紧工件，中心轴组件8为多种插换调整件，若为弹簧顶尖则将卡盘改为顶尖，转矩则由自动调位卡爪1传给座块2。四、工件在数控车床上的装夹图2-15轴向限位a)用限位支承b)用工件台阶限位 为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向位移，必须在卡盘内装一限位支承(见图2-15a)，或利用工件的台阶限位(见图2-15b)，这样能承受较大的轴向切削力，轴向定位准确。四、工件在数控车床上的装夹2z16.tif(1)液压动力卡盘为提高生产率和减轻劳动强度，数控车床广泛采用液压自定心卡盘。如图2-16所示四、工件在数控车床上的装夹2z17.tif
8、(2)可调卡爪式卡盘可调卡爪式卡盘的结构如图2-17所示。四、工件在数控车床上的装夹图2-18快速可调卡盘的结构1壳体2基体3螺杆4钢球5卡爪6基体卡座 (3)快速可调卡盘快速可调卡盘的结构如图2-18所示。使用该卡盘时，用专用扳手将螺杆3旋动90，即可将单独调整或更换的卡爪5相对于基体卡座6快速移动至所需要的尺寸位置，而不需要对卡爪进行车削。五、数控车削加工的调整图2-19试切法对刀原理示意图 数控车床所用的位置检测器分相对式和绝对式两种。下面介绍采用相对位置检测器的对刀过程，这里以Z向为例说明对刀方法(如图2-19所示)。五、数控车削加工的调整图2-20机外对刀仪1刻度尺2微型读数器3刀具
9、台安装座4底座5光源6、10轨道7投影放大镜8X向进给手柄9Z向进给手柄 利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床即可以使用。五、数控车削加工的调整图2-21刀尖在放大镜中的对刀投影a)端面外径刀尖b)对称刀尖c)端面内径刀尖 机外对刀的大至顺序是；将刀具随同刀座一起紧固在对刀刀具台上，摇动X向和Z向进给手柄，使移动部件载着投影放大镜沿着两个方向移动，直至假想刀尖点与放大镜中十字线交点重合为止(如图2-21所示)。第二节数控铣削加工一、数控铣削加工概述图2-22顺、逆铣加工示意图a)顺铣b)逆铣2)可选用不同的铣削方式。数控铣削主要有顺铣和逆铣两种方式，如图2-22所示一、数控铣
10、削加工概述2z23.tif图2-24变斜角类零件(1)平面类零件的定义加工面平行、垂直于水平面或加工面与水平面的夹角为定角的零件称为平面类零件。如图2-23所示的三个零件均属平面类零件。目前，在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。(1)变斜角零件的定义加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件，这类零件多数为飞机零部件。图2-24所示为飞机上的一种变斜角梁椽条。一、数控铣削加工概述2z25.tif 但当工件斜角过大，超过铣床主轴摆角范围时，可用角度成形刀加以弥补，以直线插补方式摆角加工，如图2-25a所示。加工时，为保证刀具与零件型面在全长上始终贴合，刀具绕A轴摆动角度。一、
11、数控铣削加工概述图2-26用鼓形刀分层铣削变斜角面 图2-26所示为用鼓形刀铣削变斜角面的情形。由于鼓径可以做得较大(比球头刀的球径大)，所以加工后的叠刀刀峰较小，故加工效果比球头刀好，而且能加工闭斜角(小于90的斜面)。一、数控铣削加工概述图2-27二轴半坐标行切加工示意图1)采用三坐标数控铣床进行二轴半坐标控制加工，加工时只有两个坐标联动，另一个坐标按一定行距周期性进给。这种方法常用于不太复杂的空间曲面的加工。图2-27所示为对曲面进行二轴半坐标行切加工的示意图。二、数控铣削的刀具与选用图2-28硬质合金可转位式面铣刀 如图2-28所示。这种结构成本低，制作方便，刀刃用钝后，可直接在机床上
12、转换刀刃和更换刀片，因而生产率高，应用广泛。二、数控铣削的刀具与选用表2-5可转位铣刀直径与齿数的关系 面铣刀齿数对铣削生产率和加工质量有直接影响，齿数越多，同时工作齿数也多，生产率高，铣削过程平稳，加工质量好。可转位面铣刀的齿数根据直径不同可分为粗齿、细齿、密齿三种(参见表2-5)。粗齿铣刀主要用于粗加工；细齿铣刀用于平稳条件下的铣削加工；密齿铣刀的每齿进给量较小，主要用于薄壁铸铁的加工。二、数控铣削的刀具与选用2z29.tif(2)立铣刀立铣刀是铣削加工最常用的一种刀具，主要有高速钢立铣刀和硬质合金立铣刀两种类型，如图2-29所示，主要用于加工凸轮、台阶面、凹槽和箱口面。二、数控铣削的刀具
13、与选用 参见表2-6。粗齿铣刀刀齿数目少、强度高、容屑空间大，适用于粗加工；细齿齿数多、工作平稳，适用于精加工。中齿介于粗齿和细齿之间。表2-6立铣刀的直径与齿数二、数控铣削的刀具与选用图2-30高速钢模具铣刀a)圆锥形立铣刀b)圆柱形球头力铣刀c)圆锥形球头立铣刀 图2-30所示为高速钢制造的模具铣刀，图2-31所示为用硬质合金制造的模具铣刀。小规格的硬质合金模具铣刀多制成整体结构；?6mm以上直径的，制成焊接或机夹可转位刀片结构。二、数控铣削的刀具与选用2z31.tif二、数控铣削的刀具与选用2z32.tif(4)键槽铣刀键槽铣刀如图2-32所示，它有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面
14、刃延至中心，既象立铣刀，又像钻头。加工时先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。二、数控铣削的刀具与选用2z33.tif(5)鼓形铣刀图2-33所示是一种典型的鼓形铣刀，它的切削刃分布在半径为R的圆弧面上，端面无切削刃。加工时控制刀具上下位置，相应改变刀刃的切削部位，可以在工件上切出从负到正的不同斜角。二、数控铣削的刀具与选用2z34.tif(6)成形铣刀图2-34所示为常见的几种成形铣刀，一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类零件的特定形状(如角度面、凹槽面等)，也适于加工特形孔和凸台。二、数控铣削的刀具与选用2z35.tif 由于立铣刀是数控铣削加工中最常用
15、的一种铣刀，因此，下面介绍选择立铣刀加工时刀具的有关参数。这些参数一般按下列经验方法选取(参见图2-35)：二、数控铣削的刀具与选用2z36.tif5)粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径D可按下式计算(参见图2-36)二、数控铣削的刀具与选用2z37.tif 2)带柄式铣刀的装夹。其柄部有直柄和锥柄两种。目前锥柄铣刀主要是通过莫氏孔铣刀柄过渡，然后安装在铣床主轴上；直柄铣刀通过弹簧夹头刀柄安装，将直柄铣刀装入弹簧夹头并旋紧夹头螺母即可，如图2-37所示。二、数控铣削的刀具与选用2z38.tif 弹簧夹头外圆上有三条弹性槽，螺母锁紧时，三条槽合拢，内孔收缩，将直柄铣刀夹紧。弹簧夹头的结构如图2-38
16、所示。三、切削用量的选择图2-39铣削用量参数a)端铣b)圆周铣(1)背吃刀量(端铣)或侧吃刀量(圆周铣)铣削用量参数如图2-39所示。背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。三、切削用量的选择 工件表面粗糙度要求越高，fz就越小。每齿进给量的确定可参考表2-7选取。工件刚性差或刀具强度低时，应取小值。表2-7各种铣刀每齿进给量(单位：mm/z)三、切削用量的选择表2-7各种铣刀每齿进给量(单位：mm/z)三、切削用量的选择 刀具寿命的提高使允许使用的切削速度降低。但是加大铣刀直径d则可改善散热条件，因而可提高切削速度。表2-8所示为铣刀的切削速度，供参考。表2-8铣刀切削速
17、度(单位：m/min)四、工件在数控铣床上装夹图2-40机床用平口虎钳 (1)机床用平口虎钳装夹工件机床用平口虎钳结构如图2-40所示。虎钳在机床上安装的大致过程：清除工作台面和虎钳底面的杂物及毛刺，将虎钳定位键对准工作台T型槽，调整两钳口平行度，然后紧固虎钳。四、工件在数控铣床上装夹2z41.tif(2)压板装夹工件对中型、大型和形状比较复杂的零件，一般采用压板将工件紧固在数控铣床工作台台面上，如图2-41所示。四、工件在数控铣床上装夹2z42.tif (3)气动夹紧通用虎钳图2-42所示为可调支承钳口、气动类夹紧通用虎钳。该系统夹紧时由压缩空气使活塞6下移，带动杠杆1使活动钳口2右移，快速
18、调整固定钳口是借手柄5反转而使支承板4的凸块从槽中退出完成。四、工件在数控铣床上装夹图2-43数控铣床上通用可调夹具系统1基础件2立式液压缸3卧式液压缸4、5销(5)通用可调夹具系统图2-43所示为数控铣床上通用可调夹具系统。该系统由图示基础件和另外一套定位夹紧调整件组成。五、数控铣削加工的调整图2-44对刀点的设定 如图2-44所示，在有机床原点的数控机床上，对刀点距工件坐标系原点p的距离是x、y，据此可以设定工件坐标系(xpy坐标系)。五、数控铣削加工的调整图2-45对刀仪的示意图这里对图2-45所示常用对刀仪的基本组成说明如下：第三节数控加工中心加工一、数控加工中心概述图2-46箱体类零
19、件示例(1)箱体类零件箱体类零件一般是指具有一个以上孔系，内部有一定型腔，在长、宽、高方向有一定比例的零件。这类零件在机械、汽车、飞机等行业较多，如汽车的发动机缸体，变速箱体，机床的主轴箱，柴油机缸体，齿轮泵壳体等，如图2-46所示。一、数控加工中心概述图2-47轴向压缩机涡轮 图2-47所示为轴向压缩机涡轮，它的叶面是一个典型的三维空间曲面，加工这样的型面，可采用四轴以上联动的加工中心。一、数控加工中心概述2z48.tif(3)异形零件异形件是指外形不规则的零件，大多需要点、线、面多工位混合加工，如支架、基座、样板、靠模等。如图2-48所示为支架。一、数控加工中心概述2z49.tif (4)
20、盘、套、板类零件这类零件是指带有键槽或径向孔，或端面有分布的孔系、曲面的盘套或轴类零件，例如带法兰的轴套，带有键槽或方头的轴类零件等。还有具有较多孔加工的板类零件，如各种电动机盖等，如图2-49所示。二、数控加工中心的刀具图2-50麻花钻的组成 麻花钻的组成如图2-50所示，主要由工作部分和柄部组成。工作部分包括切削部分和导向部分。前者担负主要的切削工作；后者起导向、修光、排屑和输送切削液作用，也是钻头重磨的储备部分。二、数控加工中心的刀具2z51.tif 来分有高速钢和硬质合金两种。高速钢扩孔钻有整体直柄(用于较小的孔)、整体锥柄(用于中等直径的孔，见图2-51a所示)和套式(用于直径较大的
21、孔，见图2-53b)三种。二、数控加工中心的刀具2z52.tif 钻削直径在?20mm?60mm、孔的长径比小于3的中等浅孔时，可选用图2-52所示的可转位浅孔钻，其结构是在带排屑槽及内冷却通道钻头的头部装有一组刀片(多为凸多边形、菱形和四边形)，多采用深孔刀片，通过该中心压紧刀片。二、数控加工中心的刀具图2-53扩孔钻 扩孔钻可用来扩大孔径，提高孔的加工精度。也可用于孔的终加工或铰孔、磨孔的预加工。扩孔钻形状与麻花钻相似，但齿数较多，一般有3条主切削刃。按切削部分材料来分有高速钢和硬质合金两种。高速钢扩孔钻有整体直柄(用于较小的孔)、整体锥柄(用于中等直径的孔，见图2-51a所示)和套式(用
22、于直径较大的孔，见图2-53b)三种。二、数控加工中心的刀具图2-54机夹可转位扩孔钻 硬质合金扩孔钻也有直柄、锥柄和套式等形式。对于扩孔直径在?20mm?60mm之间的孔，常采用机夹可转位形式，如图2-54所示。它的两个可转位刀片的外刃位于同一外圆直径上，并且可作微量(0.1mm)调整。二、数控加工中心的刀具2z55.tif1)单刃镗刀。大多数单刃镗刀制成可调结构。图2-55a、b和c所示分别为用于镗削通孔、阶梯孔和盲孔的单刃镗刀，螺钉1用于调整尺寸，螺钉2起锁紧作用。二、数控加工中心的刀具2z56.tif 图2-56所示为近年来广泛使用的双刃机夹镗刀，其刀片更换方便，不需重磨，易于调整，对
23、称切削镗孔的精度较高。同时，与单刃镗刀相比，每转进给量可提高一倍左右，生产率高。二、数控加工中心的刀具2z57.tif 大直径的镗孔加工可选用图2-57所示的可调双刃镗刀，其镗刀头部可作大范围的更换调整，最大镗孔直径可达1000mm。二、数控加工中心的刀具图2-58微调镗刀1刀体2刀片3调整螺母4刀杆5螺母6拉紧螺钉7导向键3)微调镗刀。加工中心常用图2-58所示的精镗微调镗刀。这种镗刀的径向尺寸可以在一定范围内调整，其读数值可达0.01mm。二、数控加工中心的刀具图2-59机用铰刀 在加工中心上铰孔时，多采用通用的标准铰刀。此外，还有机夹硬质合金刀片的单刃铰刀和浮动铰刀。通用标准铰刀如图2-
24、59所示，有直柄、锥柄和套式三种。二、数控加工中心的刀具表2-9铰刀齿数的选择 标准铰刀有4齿。齿数过多，刀具的制造刃磨较困难，在刀具直径一定时，刀齿的强度会降低，容屑空间小，由此造成切屑堵塞和划伤孔壁甚至蹦刃。齿数过少，则铰削时的稳定性差，刀齿的切削负荷增大，且容易产生几何形状误差。铰刀齿数可参照表2-9选择。二、数控加工中心的刀具2z60.tif 图2-60所示为加工中心采用的专门设计的浮动铰刀。这种铰刀不仅能保证在换刀和进刀过程中刀具的稳定性，而且又能通过自由浮动而准确地定心，因此其加工精度稳定。二、数控加工中心的刀具图2-61丝锥的结构(5)丝锥丝锥是数控机床加工内螺纹的一种常用刀具，
25、其基本结构是一个轴向开槽的外螺纹，如图2-61所示。螺纹部分可分为切削锥部分和校准部分。二、数控加工中心的刀具2z62.tif 例如“铰铰铰”组合铰刀、“镗镗镗”组合镗刀等。不同类工艺复合刀具种类较多，应用也较为广泛。图2-62所示为三种常见的不同类工艺复合刀具。二、数控加工中心的刀具图2-63刀具的定位长度1刃具2接杆3TSG辅具4主轴端面T刀具长度 间连接工具、刃具几部分装在一起的总长(见图2-63)。确定刀具定位长度的原则是：在满足零件加工要求的前提下，尽量减小该刀具长度，以提高刀具系统的刚性。特别是在调转180方向加工零件时，要初步确定每一把刀具的定位长度范围，为刀具准备提供方便。二、
26、数控加工中心的刀具2z64.tif 在确定刀具定位长度时，应根据零件尺寸、编程零点、零件在工作台上大致装夹位置以及机床主轴端面距工作台中心的最大距离和最小距离，凭经验估算出刀具定位长度，如图2-64所示。二、数控加工中心的刀具2z65.tif3.钻头的装夹 钻头的柄部通常有直柄和锥柄两种。直柄钻头用钻夹头装夹，钻夹头装在加工中心刀柄上，如图2-65所示。二、数控加工中心的刀具2z66.tif 加工中心上一般采用724圆锥刀柄，如图2-66所示。这类刀柄不自锁，换刀比较方便，比直柄有较高的定心精度和刚度。其锥柄部分和机械抓拿部分都有相应的国际和国家标准。二、数控加工中心的刀具2z67.tif 柄
27、和接杆连成一体，不同品种和规格的工作部分都必须带有与机床主轴相连的柄部。其优点是结构简单、使用方便、可靠、更换迅速等。缺点是锥柄的品种规格和数量较多。图2-67所二、数控加工中心的刀具 选用时一定要按图示进行配置。表2-10所示为TSG82工具系统的代码和意义。表2-10TSG82工具系统的代码和意义三、切削用量的选择2z68.tif 国内的TMG10工具系统和TMG21工具系统就属于这一类。图2-68所示为TMG工具系统的示意图。三、切削用量的选择表2-11、表2-12所示为推荐的孔加工常用的切削用量，供参考。表2-11镗孔切削用量三、切削用量的选择表2-12用高速钢钻头钻孔切削用量三、切削
28、用量的选择表2-12用高速钢钻头钻孔切削用量四、工件在数控加工中心上的装夹2z69.tif(1)夹紧机构或其他元件不得影响进给，加工部位要敞开，夹紧元件的空间位置能低就低要求夹持工件后夹具上一些组成件(如定位块、压块和螺栓等)不能与刀具运动轨迹发生干涉。四、工件在数控加工中心上的装夹2z70.tif 内部空间来安排夹紧机构，将其加工表面敞开，如图2-70所示。当在卧式加工中心上对工件的四周进行加工时，若很难安排夹具的定位和夹紧装置，则可以通过减少加工表面来留出定位夹紧元件的空间。四、工件在数控加工中心上的装夹图2-71夹具(工件)在工作台上的安装与定位a)侧面定位b)中心孔定位c)中央T型槽定
29、位d)基准槽定位e)基准销孔定位(4)夹具应便于与机床工作台面及工件定位面间的定位连接加工中心的工作台是夹具和工件定位与安装的基础，但因加工中心的形式和工作台的结构差异而有所不同。四、工件在数控加工中心上的装夹图2-72数控回转工作台(座)(1)数控回转工作台图2-72所示为数控回转工作台(座)，用于在加工中心上一次装夹工件后同时可以从四面加工坯料。四、工件在数控加工中心上的装夹2z73.tif 图2-73所示为数控气动立卧工作台。端齿盘为分度元件，靠气动转位分度，可完成5为基数的整倍垂直(或水平)回转坐标的分度。四、工件在数控加工中心上的装夹2z74.tif(2)可调整夹具可调整夹具与组合夹
30、具极为相似，但它们也有差异。其根本不同点在于可调整夹具有一系列整体刚性好的夹具体(见图2-74)。四、工件在数控加工中心上的装夹图2-75槽系组合夹具(3)组合夹具组合夹具适合于小批量生产或研制时的中、小型工件在数控铣床及加工中心上进行装夹加工，体现了与数控柔性加工相配套的夹具的柔性。组合夹具的结构主要分为孔系与槽系两种基本形式。槽系为传统组合夹具的基本形式，如图2-75所示(原理及使用在后续内容讲解)。五、数控加工中心加工的调整2z76.tif图2-76所示为工件及夹具装在托板上的示意图。工件的输送及其在机床上的夹紧都是通过托板来实现的。五、数控加工中心加工的调整2z77.tif 图2-77
31、a所示为端面车刀的机外预调装置。使用时将刀具置于定位槽内，使刀尖与刀槽的对刀面相接触，调好调整螺钉。此时刀尖所接触的对刀面相当于实际车削时刀具相对已加工表面的位置。为了提高对刀精度，一般也常与百分表配合使用，如图2-77b所示。第四节数控磨削加工一、数控磨削加工概述图2-78磨削原理 削中突出较小且较钝的磨粒不能切入工件，仅与工件表面摩擦，起熨压抛光作用。因此，磨削过程是在高速旋转的条件下，砂轮表面上的磨粒对工件表面进行切削、熨压抛光的综合过程。磨削的原理如图2-78所示。二、砂轮常用磨料的名称、代号、特性及应用范围如表2-13所示。表2-13常用磨料二、砂轮表2-14常用磨料的粒度及其适用范
32、围 微粉的粒度用显微镜下测量的基本尺寸表示。表2-14列出了常用磨料的粒度及其适用范围。二、砂轮 砂轮的硬度、耐冲击性、耐热性、耐蚀性及使用寿命等，主要取决于结合剂的性能。常用结合剂的种类、性能及应用如表2-15所示。表2-15结合剂二、砂轮表2-16砂轮的硬度等级二、砂轮2z79.tif 砂轮的组织表示砂轮中磨粒、结合剂和孔隙三者体积的比例关系。磨料和结合剂在砂轮中占据的体积大，孔隙占据的体积就小，组织就紧密；反之，组织疏松。如图2-79所示。二、砂轮表2-17砂轮组织 组织疏松的砂轮，因为容屑空间大，砂轮不易堵塞，工件表面不易烧伤和变形，适用于磨削面积大(如端磨)或薄壁件的磨削。砂轮的组织
33、如表2-17所示。三、磨削运动与磨削用量的选择2z80.tif 各种磨床都是以砂轮的旋转运动作为磨削加工的主运动，再辅以各种进给运动以构成加工所需的成形运动。磨削加工的进给运动不只一个。图2-80所示为几种常见的磨削运动。三、磨削运动与磨削用量的选择 磨削用量的选择步骤是：先选较大的工件切线速度vw，再选工件轴向进给量fa，最后选砂轮径向进给量fr。砂轮线速度因固定不变，不必选择。表2-18磨削用量参考值*第五节特种加工一、概述 表2-19列举了一些特种加工方法的基本原理、特性及主要的适用范围。本章仅简单介绍几种最常见的特种加工方法的基本原理、加工工艺、加工特点及它们的应用。表2-19各种特种
34、加工方法的综合比较二、电火花加工图2-81电火花加工原理简图1电源2工件3调节装置4工具电极5工作液6泵 电火花加工是在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。电火花加工的原理如图2-81所示。二、电火花加工 根据加工过程中工具电极与工件相对运动的特点和用途，电火花加工可分为四大类，如表2-20所示。表2-20电火花加工工艺分类二、电火花加工图2-82数控线切割机加工原理图1数控装置2工具电极丝3脉冲电源4贮丝筒5工件6导轮7喷嘴8泵9工作液10步进电动机11工作台 穿孔的尺寸精度主要取决于工具电极的尺寸精度、表面粗糙度和放电间隙，故对工具电极的精度和
35、表面粗糙度都有一定的要求。三、电解加工2z83.tif 电解加工是利用金属工件在电解液中产生阳极熔解作用而进行加工的方法。这种现象在机械工业中早已被用来实现电抛光和电镀。电解加工是在电抛光的基础上经过重大的革新而发展起来的，其加工原理如图2-83所示。三、电解加工2z84.tif电解加工成形的原理如图2-84所示。四、超声波加工图2-85超声波加工原理图1超声波发生器2超声换能器3变幅杆4悬浮液(1)超声波加工的原理超声波加工是利用产生超声振动的工具，带动工件和工具间的磨料悬浮液，冲击和抛磨工件的被加工部位，使其局部材料破坏而成粉末，以进行穿孔、切割和研磨等。其加工原理如图2-85所示。五、激光加工图2-86激光加工原理示意图1、4反射镜2激光工作物质3激励能源5透镜6工件因此，激光束可以作为一种有效的工具用来对任何材料进行去除加工，或者采用较小能量密度的激光束，使加工区域的材料熔融粘合，对工件进行焊接。激光加工的原理如图2-86 所示。五、激光加工图2-87红宝石激光器1、4反射膜2谐振腔3红宝石棒5氙灯6脉冲电源图2-87所示为固体红宝石激光器。
