機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第三章課件

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)太原理工大學機械工程學院2015-3-26第三章

金屬切削機床與刀具

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)

重點講述：（1）金屬切削機床型號的編制方法；

（2）CA6140型普通車床的傳動系統(tǒng)和主要結(jié)構(gòu)，以及常用的車刀；

（3）M1432A型萬能外圓磨床的傳動系統(tǒng)，無心外圓磨床和平面磨床的工作原理，以及砂輪的特性與選擇；

（4）齒輪加工的方法和Y3150E型滾齒機的傳動系統(tǒng)，以及常用的齒輪加工刀具。

概括介紹:孔加工機床與刀具、刨床與插床、銑床與銑刀。本章提要3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)3.1.1機床的分類（1）基本分類方法

機床主要是按加工方法和所用刀具進行分類，根據(jù)國家制訂的機床型號編制方法，機床共分為：

車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、特種機床、鋸床和其它機床。

在每一類機床中，又按工藝范圍、布局型式和結(jié)構(gòu)性能為若干組，每一組又分為若干個系（系列）。

3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)（2）其他分類方法

①按萬能程度分:

通用機床、專門化機床、專用機床；②按工作精度分：普通精度機床、精密機床、高精度機床；③按重量和尺寸分：

儀表機床、中型機床、

大型機床（重量＞10t）、

重型機床（重量＞30t）、

超重型機床（重量＞100t）；

④按機床主要器官數(shù)目分：單軸、多軸、單刀、多刀機床等；

⑤按自動化程度分：普通、半自動、自動機床。3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)3.1.2機床的型號編制3.1.2.1通用機床的型號編制按GB/T15375-94《金屬切削機床型號編制方法》3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)通用機床型號的表示方法為：

（1）機床的類別代號用該類機床名稱漢語拼音的第一個字母（大寫）表示。（表）

（2）機床的特性代號用漢語拼音字母表示。

①通用特性代號

當某類型機床除有普通型外，還具有如附表中所列的各種通用特性時，則在類別代號之后加上相應(yīng)的特性代號。

②結(jié)構(gòu)特性代號為了區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機床。3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)（3）機床的組別、系別代號

（表1、2）用兩位阿拉伯數(shù)字表示，前一位表示組別，后一位表示系別。注：每類機床按其結(jié)構(gòu)性能及使用范圍劃分為10個組，用數(shù)字0～9表示。每一組又分為若干個系（系列）。凡主參數(shù)相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的相對的運動特點基本相同，且基本結(jié)構(gòu)及布局形式也相同的機床，即為同一系。3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)（4）機床主參數(shù)、設(shè)計順序號和第二主參數(shù)機床主參數(shù)代表機床規(guī)格的大小，在機床型號中，用阿拉伯數(shù)字給出主參數(shù)的折算值（1／10或1／100）。第二主參數(shù)一般是指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長度、工作臺工作面長度等。第二主參數(shù)也用折算值表示。（表）（5）機床的重大改進順序號，序號按A、B、C、┄等字母的順序選用。（6）其他特性代號（7）企業(yè)代號3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)例題3.1CA6140型臥式車床

3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)例題3.2MG1432A型高精度萬能外圓磨床。

3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)3.1.2.2專用機床的型號編制專用機床型號表示方法為：〇─△設(shè)計順序號（阿拉伯數(shù)字）設(shè)計單位代號例如，北京第一機床廠設(shè)計制造的第15種專用機床為專用銑床，其型號為B1─015。B1─015。

第15種專用機床為專用銑床北京第一機床廠

3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)3.1.3機床的主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)包括：主參數(shù)和基本參數(shù)?；緟?shù)包括：尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)。3.1.3.1尺寸參數(shù)

是指機床的主要結(jié)構(gòu)尺寸。尺寸參數(shù)確定后，機床上所能加工（或安裝）的最大工件尺寸就已確定。它與所設(shè)計機床能加工工件的尺寸有關(guān)。例如：臥式車床CA6140，主參數(shù)：床身上工件最大回轉(zhuǎn)直徑400mm，第二主參數(shù)：最大工件長度（750；1000；1500；2000mm），有時還要確定刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑（210mm）和主軸孔內(nèi)允許通過的最大棒料直徑（48mm）。3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)3.1.3.2運動參數(shù)

指機床執(zhí)行件的運動速度

,包括主運動的速度范圍、速度數(shù)列和進給運動的進給量范圍、進給量數(shù)列，以及空行程的速度等。包括：主運動參數(shù)、進給運動參數(shù)。

（1）主運動參數(shù)①主軸轉(zhuǎn)速對主運動作回轉(zhuǎn)運動的機床，其主運動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速。

n=1000v/πd式中：n—

轉(zhuǎn)速（r/min）；v

—

切削速度（m/min）；d—工件或刀具直徑（mm）。主運動是直線運動的機床，如插床或刨床，主運動參數(shù)是機床工作臺或滑枕的每分鐘往復(fù)次數(shù)。

3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)對于不同的機床，主運動參數(shù)有不同的要求。專用機床用于完成特定的工藝，主軸只需一種固定的轉(zhuǎn)速。通用機床的加工范圍較寬，主軸需要變速，因此需確定它的變速范圍，即最低和最高轉(zhuǎn)速。采用分級變速時，還應(yīng)確定轉(zhuǎn)速級數(shù)。②主軸最低（nmin）和最高（nmax）轉(zhuǎn)速的確定

nmin

=1000vmin/πdmax;nmax

=1000vmax/πdmin變速范圍為:

3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)③有級變速時主軸轉(zhuǎn)速序列主運動的有級變速的轉(zhuǎn)速數(shù)列一般采用等比數(shù)列。如某機床的分級變速機構(gòu)共有Z級，其中n1=nmin、nZ=nmax，Z級轉(zhuǎn)速分別為：

nj+1=njφ;nz=n1φZ-1式中：φ—標準公比（為了便于機床設(shè)計與使用，規(guī)定了標準公比值1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2）。3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)④標準公比為了便于機床設(shè)計與使用，規(guī)定了標準公比值1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。它有下列特性：所采用的公比φ為時，就會使其等比數(shù)列中每隔E1級后的數(shù)值恰好是前面數(shù)值的10倍。所采用的公比φ為時，若主軸的轉(zhuǎn)速中有一轉(zhuǎn)速為n，則每隔E2級就會出現(xiàn)一個轉(zhuǎn)速2n。φ=1.06是公比φ數(shù)列的基本公比，其它六個公比都可以由基本公比派生出來。（表）（2）進給運動參數(shù)

大部分機床（如車床、鉆床等）的進給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)的位移（mm/r）表示。直線往復(fù)運動的機床，如刨床、插床，以每一往復(fù)的位移量表示。銑床和磨床使用的是多刃刀具，進給量常以每分鐘的位移（mm/min）表示。

3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)3.1.3.3動力參數(shù)

機床的動力參數(shù)是指驅(qū)動主運動、進給運動和空行程運動的電動機功率。（1）主傳動功率

P主=P切+P空+P附

①切削功率P切

與加工情況、工件和刀具材料及切削用量的大小有關(guān)。

P切=Fz·Vc/60000kW

3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)

②空載功率P空

是指機床不進行切削，空轉(zhuǎn)時所消耗的功率。

③附加功率P附

指機床進行切削時，因負載而增加的機械摩擦所耗的功率。（2）進給傳動功率通常采用類比和計算相結(jié)合的方法來確定。（3）空行程功率指為節(jié)省零件加工的輔助時間和減輕工人勞動強度，在機床移動部件空行程時快速移動所需的傳動功率。其大小由移動部件重量和部件啟動時的慣性力決定?？招谐坦β释冗M給功率大的多，設(shè)計時常和同類機床進行類比或通過試驗測試等來確定。3.1機床的分類、型號、主要技術(shù)參數(shù)3.2工件表面成形方法與機床運動分析3.2.1工件表面形狀與成形方法

機械加工過程是工件表面的形成過程。根據(jù)具體的設(shè)計要求，選用相應(yīng)的切削加工方法，在機床上通過刀具與工件的相對運動，從工件毛坯上切除多余金屬，使之形成符合要求的形狀、尺寸的表面。（1）工件表面的構(gòu)成

構(gòu)成零件的形狀的基本表面：平面、圓柱面、圓錐面和各種成形表面。這些表面都可以看成是由一根母線沿著導(dǎo)線運動而形成的。一般情況下，母線和導(dǎo)線可以互換，特殊表面──如圓錐表面，不可互換。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線。

：，，3.2工件表面成形方法與機床運動分析

（2）表面成形方法切削加工中發(fā)生線是由刀具的切削刃和工件的相對運動得到的，由于使用的刀具切削刃形狀和采用的加工方法不同，形成發(fā)生線的方法也不同，概括起來有以下四種：有軌跡法、成形法、展成法、相切法。①軌跡法

指的是刀具切削刃與工件表面之間為近似點接觸，通過刀具與工件之間的相對運動，由刀具刀尖的運動軌跡來實現(xiàn)表面的成形。采用軌跡法形成發(fā)生線時，需要一個獨立的成形運動。3.2工件表面成形方法與機床運動分析②成形法是指刀具切削刃與工件表面之間為線接觸，切削刃的形狀與形成工件表面的一條發(fā)生線完全相同，另一條發(fā)生線由刀具與工件的相對運動來實現(xiàn)。③展成法是指對各種齒形表面進行加工時，刀具的切削刃與工件表面相切，刀具與工件之間作展成運動（或稱嚙合運動），齒形表面的母線是切削刃各瞬時位置的的包絡(luò)線。用范成法形成發(fā)生線需要一個獨立的成形運動。

④相切法利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊做軌跡運動對工件進行加工的方法。采用相切法生成發(fā)生線時，需要兩個相互獨立的成形運動。3.2工件表面成形方法與機床運動分析3.2.2機床運動分析3.2.2.1機床的運動

表面成形運動和輔助運動（1）表面成形運動形成發(fā)生線的運動。按組成情況不同，可分為:

簡單成形運動和復(fù)合成形運動。如果一個獨立的成形運動，是由單獨的旋轉(zhuǎn)運動或直線運動構(gòu)成的，則此成形運動稱為簡單成形運動。

簡單成形運動3.2工件表面成形方法與機床運動分析如果一個獨立的成形運動，是由兩個或兩個以上旋轉(zhuǎn)運動或（和）直線運動，按照某種確定的運動關(guān)系組合而成，則稱此成形運動為復(fù)合成形運動。

復(fù)合成形運動3.2工件表面成形方法與機床運動分析按成形運動在切削加工中的作用情況不同，可分為：主運動和進給運動。①主運動刀具與工件之間的相對運動。它使刀具的前刀面能夠接近工件，切除工件上的被切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，從而完成切削加工。一般，主運動速度最高，消耗功率最大，通常只有一個主運動。例如，車削加工時，工件的回轉(zhuǎn)運動是主運動。3.2工件表面成形方法與機床運動分析②進給運動根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進給運動配合主運動實現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層。進給運動與主運動配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工。進給運動可以是多個，也可以是一個；可以是連續(xù)的，也可以是步進的。（2）輔助運動實現(xiàn)機床的各種輔助動作，為表面成形創(chuàng)造條件，如切入運動、切出運動、調(diào)整運動、分度運動以及其他各種空行程運動。3.2工件表面成形方法與機床運動分析3.2.2.2機床的運動聯(lián)系要實現(xiàn)加工過程所需的各種運動，機床必需具備以下幾個主要組成部分：（1）動力源

為執(zhí)行元件提供運動和動力的裝置。如交流異步電動機、直流或交流調(diào)速電動機或伺服電動機。（2）傳動裝置

傳遞動力和運動的裝置。通過它可把動力源的動力和運動傳遞給執(zhí)行件；也可把兩個執(zhí)行件聯(lián)系起來，使二者間保持某種確定的運動關(guān)系。3.2工件表面成形方法與機床運動分析（3）執(zhí)行件

機床上最終實現(xiàn)運動的部件。由動力源--傳動裝置--執(zhí)行件或執(zhí)行件--傳動裝置--執(zhí)行件構(gòu)成的傳動聯(lián)系，稱為傳動鏈。按傳動鏈的性質(zhì)不同可分為:①外聯(lián)系傳動鏈

聯(lián)系動力源與執(zhí)行機構(gòu)之間的傳動鏈。它使執(zhí)行件獲得一定的速度和運動方向，其傳動比的變化，只影響生產(chǎn)率或表面粗糙度，不影響加工表面的形狀和精度。

外聯(lián)系傳動鏈中可以有摩擦傳動等傳動比不準確的傳動副（鏈傳動、帶傳動）。如普通車床在電動機與主軸之間的傳動鏈就是外聯(lián)系傳動鏈。

3.2工件表面成形方法與機床運動分析②內(nèi)聯(lián)系傳動鏈

聯(lián)系一個執(zhí)行機構(gòu)和另一個執(zhí)行機構(gòu)之間運動的傳動鏈。它決定著加工表面的形狀和精度，對執(zhí)行機構(gòu)之間的相對運動有嚴格要求。因此，內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的傳動比必須準確，不應(yīng)有摩擦傳動或瞬時傳動比變化的傳動副（如皮帶傳動和鏈傳動）。車削螺紋時，保證主軸和刀架之間的嚴格運動關(guān)系的傳動鏈就是內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。3.2工件表面成形方法與機床運動分析

傳動鏈中通常包含兩類傳動機構(gòu)：①

定比傳動機構(gòu)（傳動比和傳動方向不變），如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等，稱為定比傳動機構(gòu)。②換置機構(gòu)（可根據(jù)加工要求變換傳動比和傳動方向），如掛輪變速機構(gòu)、滑移齒輪變速機構(gòu)、離合器換向機構(gòu)等。傳動原理圖：為了便于研究機床的傳動聯(lián)系，常用一些簡明的符號把傳動原理和傳動路線表示出來。臥式車床的傳動原理圖在車削螺紋時，臥式車床有兩條主要傳動鏈：

①主運動傳動鏈(外聯(lián)系傳動鏈)，它把電動機的動力和運動傳遞給主軸。

②主軸─刀具(內(nèi)聯(lián)系傳動鏈)，得到刀具和工件間的復(fù)合成形運動(螺旋運動)。3.2工件表面成形方法與機床運動分析3.3車床與車刀3.3.1車床

（1）應(yīng)用：主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面，圓錐面及成形回轉(zhuǎn)表面）和回轉(zhuǎn)體的端面，有些車床可以加工螺紋面。

（2）運動：車床的主運動是由工件的旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)的；進給運動則由刀具的直線移動完成的。

（3）分類：按其用途和結(jié)構(gòu)的不同，主要分為：臥式車床及落地車床，立式車床，轉(zhuǎn)塔車床，儀表車床，單軸自動和半自動車床，多軸自動和半自動車床，仿形車床及多刀專門化車床，數(shù)控車床。3.3車床與車刀3.3.1.1

CA6140型臥式車床

（1）工藝范圍：它適用于加工各種軸類，套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如：內(nèi)圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面；端面及各種常用螺紋；還可以進行鉆孔、擴孔、鉸孔和滾花等工藝。3.3車床與車刀（2）

CA6140機床布局及主要技術(shù)性能

機床的主要技術(shù)性能：床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑----------------------------------400mm最大工件長度--------------------------750；1000；1500；2000mm刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑----------------------------------210mm主軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)

24級---------------------------10～1400r/min

反轉(zhuǎn)

12級---------------------------14～1580r/min進給量：縱向

64級---------------------------0.028～6.33mm/r

橫向

64級---------------------------0.014～3.16mm/r車削螺紋范圍：米制螺紋

44種--------------------P=1～192mm

英制螺紋

20種--------------------α=2～24牙/in

模數(shù)螺紋

39種--------------------m=0.25～48mm

徑節(jié)螺紋

37種--------------------DP=1～96牙/in主電動機功率：-----------------------------------7.5kW3.3車床與車刀

CA6140機床布局

臥式車床主要加工軸類和直徑不太大的盤、套類零件，故采用臥式布局。主軸水平安裝，刀具在水平面內(nèi)作縱、橫向進給運動。主軸箱進給箱溜板箱尾座床身掛輪機構(gòu)刀架床腿光杠絲杠臥式車床CT61403.3車床與車刀（3）臥式車床的傳動系統(tǒng)車床必須具備下列運動：工件的旋轉(zhuǎn)運動─主運動；

刀具的直線移動─進給運動。為實現(xiàn)這些運動，機床的傳動系統(tǒng)需要具備以下傳動鏈：

①實現(xiàn)主運動的主傳動鏈；

②實現(xiàn)縱向進給運動的縱向進給傳動鏈；

③實現(xiàn)橫向進給運動的橫向進給傳動鏈。

傳動系統(tǒng)圖是表示實現(xiàn)機床全部運動的傳動示意圖。圖中將每條傳動鏈中的具體傳動機構(gòu)用簡單的規(guī)定符號表示、并標明齒輪和蝸輪的齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、絲杠導(dǎo)程、帶輪直徑、電動機功率和轉(zhuǎn)速等。傳動鏈的傳動機構(gòu)，按照運動傳遞或聯(lián)系順序依次排列，以展開圖形式畫在能反映主要部件相互位置的機床外形輪廓中。

3.3車床與車刀

①主運動傳動鏈:把動力源（電動機）的運動及動力傳給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。a．傳動路線

兩末端件：主電動機------主軸

傳動路線表達式：3.3車床與車刀注:ⅰ)在軸Ⅰ上裝有雙向多片摩擦離合器M1，使主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。M1左部壓緊時，正轉(zhuǎn)；M1右部壓緊時反轉(zhuǎn)；中位停車；

ⅱ)齒輪與軸的連接方式：固定、滑移、空套；

ⅲ)主軸上的滑移齒輪50移至右端，使其與主軸上的齒式離合器M2嚙合。主軸獲得10r/min～500r/min的低轉(zhuǎn)速；

ⅳ)齒式離合器M2嚙合脫開，運動由軸Ⅲ直接傳給主軸，得到6級高轉(zhuǎn)速，450r/min～1400r/min。

運動平衡式計算：式中：ε——V帶輪的滑動系數(shù)，可取ε=0.02；uⅠ-Ⅱ——為軸I和軸Ⅱ間的可變傳動比，其余類推。3.3車床與車刀b．主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和轉(zhuǎn)速經(jīng)低速傳動路線時，主軸獲得的實際轉(zhuǎn)速是2×3×（2×2-1）=18級轉(zhuǎn)速，加上由高速傳動路線獲得的6級轉(zhuǎn)速，主軸共可獲得24級正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。主軸反轉(zhuǎn)時，有3×[1+（2×2-1）]=12級轉(zhuǎn)速。主軸各級轉(zhuǎn)速按運動平衡式計算。例如：某級轉(zhuǎn)速為：

3.3車床與車刀

②進給運動傳動鏈

功用是使刀架實現(xiàn)縱向及橫向移動、變速與換向。它包括車螺紋進給運動傳動鏈和機動進給運動傳動鏈。兩個末端件：主軸-------刀架（絲杠）

a．車螺紋進給運動傳動鏈

CA6140型臥式車床能車削米制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種標準螺紋，可以車削大導(dǎo)程、非標準和較精密的螺紋。它可以車削右旋螺紋，也可以車削左旋螺紋。計算位移：主軸1r-----刀架移動加工螺紋的一個導(dǎo)程L工（mm）

運動平衡方程式:式中：u─從主軸到絲杠之間的總傳動比；L絲─機床絲杠的導(dǎo)程，CA6140型車床的L絲=12mm；L工─被加工螺紋的導(dǎo)程（mm)。3.3車床與車刀

ⅰ)車削米制螺紋

傳動路線：3.3車床與車刀運動平衡式：化簡后得：式中：u基、u倍——分別為基本變速組傳動比和增倍變速組傳動比。如適當選擇u基和u倍值，就可得到米制螺紋導(dǎo)程L的各值（1～12mm）。3.3車床與車刀進給箱中的基本變速組是雙軸滑移齒輪變速機構(gòu)，ⅩⅣ軸上的四個滑移齒輪可分別與ⅩⅢ軸上鄰近的兩個固定齒輪相嚙合，共有8種傳動比：

除了u基1和u基5外，其余各傳動比用分數(shù)表示時，分子按等差數(shù)列排列。3.3車床與車刀

增倍變速組由軸ⅩⅤ—ⅩⅥ—ⅩⅦ間的三軸滑移齒輪機構(gòu)組成?？勺儞Q四種傳動比：它們之間依次相差2倍，其作用是將基本組的傳動比成倍地增加或縮小，從而可以加工出不同螺距的螺紋。變換u基和u倍的值，就可得到32種導(dǎo)程值，其中標準的有20種。（米制螺紋表）3.3車床與車刀擴大導(dǎo)程傳動路線

從傳動路線表達式可知，擴大螺紋導(dǎo)程時，主軸Ⅵ到軸Ⅸ的傳動比為：當主軸轉(zhuǎn)速為40-125r/min時，

3.3車床與車刀當主軸轉(zhuǎn)速為10-32r/min時，

而正常螺紋導(dǎo)程時，主軸Ⅵ到軸Ⅸ的傳動比為：所以，通過擴大導(dǎo)程傳動路線可將正常螺紋導(dǎo)程擴大4倍或16倍。CA6140型車床車削大導(dǎo)程米制螺紋時，最大螺紋導(dǎo)程為192mm。3.3車床與車刀ⅱ）車削英制螺紋英制螺紋以每英寸長度上的螺紋扣數(shù)α（扣/in）表示，其標準值也按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列。英制螺紋的導(dǎo)程：Lα=1/α（in）由于CA6140型車床的絲杠是米制螺紋，被加工的英制螺紋也應(yīng)換算成以毫米為單位的相應(yīng)導(dǎo)程值，即：3.3車床與車刀

英制螺紋傳動路線與米制螺紋路線相比有以下調(diào)整：改變傳動鏈中部分傳動副的傳動比，使其包含特殊因子25.4；將基本組兩軸的主、被動關(guān)系對調(diào)，以便使分母為等差級數(shù)。其余部分的傳動路線與車削米制螺紋時相同。運動平衡式為：將Lα=25.4/α代入上式，得：

變換u基和u倍的值，就可得到各種標準的英制螺紋。3.3車床與車刀

ⅲ）車削模數(shù)螺紋模數(shù)螺紋主要用在米制蝸桿中，用模數(shù)m表示螺距的大小。螺距與模數(shù)的關(guān)系為：pm=πm（mm）模數(shù)螺紋的導(dǎo)程為：Lm=kπm（mm）式中：k—螺紋的頭數(shù)。模數(shù)螺紋的標準模數(shù)m也是分段等差數(shù)列。車削時的傳動路線與車削米制螺紋的傳動路線基本相同。由于模數(shù)螺紋的螺距中含有π因子，因此車削模數(shù)螺紋時所用的掛輪為：3.3車床與車刀運動平衡式為：式中：?；喓蟮茫?/p>

只要變換u基和u倍，就可車削各種不同模數(shù)的螺紋。

3.3車床與車刀

ⅳ）車削徑節(jié)螺紋徑節(jié)螺紋主要用于同英制蝸輪相配合，即為英制蝸桿。其標準參數(shù)為徑節(jié)，用DP表示，其定義為：對于英制蝸輪，將其總齒數(shù)折算到每一英寸分度圓直徑上所得的齒數(shù)值，稱為徑節(jié)。根據(jù)徑節(jié)的定義可得蝸輪齒距為：式中：z—蝸輪的齒數(shù)；D——蝸輪的分度圓直徑（in）。只有英制蝸桿的軸向齒距PDP與蝸輪齒距π/DP相等才能正確嚙合，而徑節(jié)制螺紋的螺距為英制蝸桿的軸向齒距為：標準徑節(jié)的數(shù)列也是分段等差數(shù)列。3.3車床與車刀徑節(jié)螺紋的導(dǎo)程為：車削徑節(jié)螺紋時，可采用英制螺紋的傳動路線，但掛輪需換為：

運動平衡式:化簡得：變換u基和u倍可得常用的24種徑節(jié)螺紋。3.3車床與車刀

ⅴ）車削非標準螺紋和精密螺紋

所謂非標準螺紋是指利用上述傳動路線無法得到的螺紋。

傳動路線：離合器M3、M4和M5全部嚙合，被加工螺紋的導(dǎo)程L工依靠調(diào)整掛輪的傳動比u掛來實現(xiàn)。運動平衡式：換置公式：

由于傳動鏈短，誤差小，若選擇高精度的齒輪作掛輪，則可加工精密螺紋。3.3車床與車刀

③縱向和橫向進給傳動鏈機動進給傳動鏈主要是用來加工圓柱面和端面，為了減少螺紋傳動鏈絲杠及開合螺母磨損，保證螺紋傳動鏈的精度，機動進給是由光杠經(jīng)溜扳箱傳動的。

a）

縱向機動進給傳動鏈兩末端件：主軸1r-----刀架f（mm）

運動平衡式：3.3車床與車刀化簡后得：正常螺距的米制螺紋加工路線得到進給量0.08---1.22mm/r（32種）；正常螺距的英制螺紋加工路線得到進給量0.86---1.59mm/r（8種）；擴大螺距的米螺紋加工路線得到的進給量0.028---0.54mm/r（8種）；擴大螺距英制螺紋加工路線得到進給量1.71---6.33mm/r(16種）。3.3車床與車刀b)橫向機動進給傳動鏈

ⅩⅫ--M8--ⅩⅩⅢⅩⅨ--ⅩⅩ--M6—M7--ⅩⅪⅩⅩⅣ--ⅩⅩⅤ--ⅩⅩⅥ--M9--ⅩⅩⅦ(橫）當橫向機動進給與縱向進給的傳動路線一致時，2f橫

=f縱，橫向與縱向進給量的種數(shù)相同（64種）。

3.3車床與車刀c）刀架快速移動為了縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率，CA6140型臥式車床的刀架可實現(xiàn)快速機動移動。刀架的縱向和橫向快速移動由快速移動電動機（P=0.25kw，n=2800r／min）傳動，經(jīng)齒輪副13/29使軸ⅩⅩ高速轉(zhuǎn)動，再經(jīng)蝸輪蝸桿副4/29、溜板箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，使刀架實現(xiàn)縱向或橫向的快速移動。快移方向由溜板箱中雙向離合器M8和M9控制。Ⅰ傳動路線表達式為:刀架快速縱向左移的速度為：

3.3車床與車刀3.3車床與車刀

（4）CA6140型臥式車床的主要結(jié)構(gòu)

①主軸箱

主軸箱是車床的主要部件，其主要功能是支承主軸，并實現(xiàn)其開、停、換向、制動和變速，把進給運動從主軸傳向進給系統(tǒng)（展開圖）。注：要表示清楚主軸箱部件的結(jié)構(gòu)，僅有展開圖是不夠的，因為它不能表示出主軸箱的高度、深度和各傳動軸的空間位置及其他一些較為復(fù)雜的機構(gòu)和零件。因此，要完整地表示出主軸箱的全部結(jié)構(gòu)，還需另加若干剖面圖、向視圖和外形圖

a）卸荷帶輪把徑向載荷卸給箱體，即避免因V型帶的拉力而使軸Ⅰ產(chǎn)生彎曲變形，提高了傳動的平穩(wěn)性。卸荷路徑：F徑向（皮帶輪2）—螺釘—花鍵套1—深溝球軸承—法蘭3—箱體43.3車床與車刀b）雙向多片摩擦離合器及其操縱機構(gòu)摩擦離合器除傳遞運動和動力，使主軸實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)、停車外，還能起過載保險裝置的作用（摩擦離合器結(jié)構(gòu)圖1\2、操縱圖）。3.3車床與車刀3.3車床與車刀制動機構(gòu)12—調(diào)節(jié)螺釘；14—杠桿；15—制動帶；16—制動盤；22—齒條軸c）主軸組件

應(yīng)具有較高的旋轉(zhuǎn)精度及足夠的剛度和良好的抗振性。前支承精度比后支承高一級，前后軸承間隙可調(diào)；主軸為空心階梯軸，其內(nèi)孔用來通過棒料或通過氣動、電動或液壓等夾緊驅(qū)動裝置；主軸最右邊的是空套在主軸上的左旋斜齒輪，其傳動較平穩(wěn)，齒輪傳動所產(chǎn)生的軸向力指向前軸承，以抵消部分軸向切削力，從而減小了前軸承所承受的軸向力；主軸定位。d）變速操縱機構(gòu)集中操縱機構(gòu)，分別操縱Ⅱ軸上的雙聯(lián)滑移齒輪和Ⅲ軸上的三聯(lián)滑移齒輪(仿真圖1/圖2/圖3。）3.3車床與車刀3.3車床與車刀卡盤與撥盤的安裝

1—螺釘；2—外環(huán)；3—主軸；4—卡盤座；5—螺栓；6—螺母

②溜板箱功用：將進給運動或快速移動由進給箱或快速移動電動機傳給溜板和刀架，使刀架實現(xiàn)縱、橫向和正、反向機動走刀或快速移動。a）開合螺母機構(gòu)

開合螺母機構(gòu)(CA6140)

6—手柄；7—軸；24—支承套；25—下半螺母；26—上半螺母；27—圓銷；28—槽盤3.3車床與車刀

開合螺母合上，與絲杠相嚙合，實現(xiàn)加工螺紋的進給。反之，開合螺母分開，實現(xiàn)縱向、橫向機動進給或快速移動。

b）縱向、橫向機動進給及快速移動的操縱機構(gòu)c）互鎖機構(gòu)作用：為了避免損壞機床，在接通機動進給或快速移動時，開合螺母不應(yīng)閉合。反之，合上開合螺母時，就不允許接通機動進給和快速移動。（動畫）螺紋加工機動進給

d）安全離合器

作用：機床過載或發(fā)生事故時，為防止機床損壞而自動斷開，起安全保護作用。當載荷消失后，可自動恢復(fù)正常工作。(動畫)互鎖3.3車床與車刀3.3車床與車刀超越離合器27—空套齒輪Z56；29—滾柱；32—頂銷；33—彈簧；26—星形體e）超越離合器

在蝸桿軸ⅩⅩ的左端與齒輪之間裝有超越離合器M6，避免光杠和快速電動機同時傳動蝸桿軸。3.3.1.2其他車床（1）立式車床單柱式和雙柱式，一般用于加工直徑大，長度短且質(zhì)量較大的工件。立式車床的工作臺的臺面是水平面

，主軸的軸心線垂直于臺面，工件的矯正，裝夾比較方便，工件和工作臺的重量均勻地作用在工作臺下面的圓導(dǎo)軌上。（2）轉(zhuǎn)塔車床

除了有前刀架外，還有一個轉(zhuǎn)塔刀架

。轉(zhuǎn)塔刀架由六個裝刀位置，可以沿床身導(dǎo)軌做縱向進給。每一個刀位加工完畢后，轉(zhuǎn)塔刀架快速返回，轉(zhuǎn)動60°，更換到下一個刀位進行加工。

適用范圍：成批加工形狀復(fù)雜的盤套類零件。3.3車床與車刀3.3.2車刀（1）車刀主要類型車刀種類及應(yīng)用3.3車床與車刀(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)

(i)(j)(k)（a）75°偏頭外圓車刀；（b）90°偏頭端面車刀；（c）45°偏頭外圓車刀；（d）90°偏頭外圓車刀；（e）93°偏頭仿形車刀；（f）切槽刀、切斷刀；（g）機夾式切斷刀；（h）75°內(nèi)孔車刀；（i）90°內(nèi)孔車刀；（j）外螺紋車刀；（k）內(nèi)螺紋車刀

（2）車刀分類車刀按結(jié)構(gòu)可分為：

1）整體車刀

2）焊接車刀其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，刀具剛度好，抗振性能強，制造方便，使用靈活。其缺點是切削性能較低，刀桿不能重復(fù)利用，輔助時間長。

3.3車床與車刀焊接式車刀機夾車刀

機夾車刀是將硬質(zhì)合金刀片用機械夾固的方法安裝在刀桿上的車刀。機夾車刀只有一條主切削刃，用鈍后必須修磨，而且可修磨多次。機夾可重磨式車刀與硬質(zhì)合金焊接車刀相比有優(yōu)點:刀片不經(jīng)高溫焊接，排除了產(chǎn)生焊接應(yīng)力和裂紋的可能；刀桿可以多次重復(fù)使用，刀桿材料利用率大大提高，刀桿成本下降；刀片用鈍后可多次刃磨，不能使用時還可以回收。缺點:在使用過程中仍需刃磨，不能完全避免由于刃磨而引起的熱裂紋；其切削性能仍取決于工人刃磨的技術(shù)水平；刀桿制造復(fù)雜。

3）機夾車刀

4）可轉(zhuǎn)位車刀使用可轉(zhuǎn)位刀片的機夾車刀。其優(yōu)點是刀具使用壽命長，生產(chǎn)效率高，有利于推廣新技術(shù)，新工藝，有利于降低刀具成本。可轉(zhuǎn)位車刀的組成1—刀桿；2—刀墊；3—刀片；4—夾固元件3.3車床與車刀（3）轉(zhuǎn)位車刀的夾緊要求1）定位精度高刀片轉(zhuǎn)位或更換新刀片后，刀尖位置的變化應(yīng)在工件精度允許的范圍內(nèi)。2）刀片夾緊可靠

應(yīng)保證刀片、刀墊、刀桿接觸面緊密貼合，經(jīng)得起沖擊和振動。同時，夾緊力也不宜過大，應(yīng)力分布應(yīng)均勻，以免壓碎刀片。3）排屑流暢刀片前面上最好無障礙，保證切屑排出流暢，并容易觀察。特別對于車孔刀，最好不用上壓式，防止切屑纏繞劃傷已加工表面。4）使用方便轉(zhuǎn)換刀刃和更換新刀片方便、迅速。3.3車床與車刀3.3車床與車刀(a)(b)(c)

(d)(e)(f)

3.3車床與車刀硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的常用形狀(a)三角形；(b)偏8°三角形；(c)凸三角形；(d)正方形；(e)五角形；(f)圓形陶瓷刀片3.3車床與車刀（4）可轉(zhuǎn)位車刀刀片的夾緊形式1）杠桿式夾緊杠桿式夾緊a）直桿式；b）直桿式；c）曲桿式１—刀桿；２—刀片；３—刀墊；４—杠桿；５—彈簧套；６—螺釘；７—彈簧；８—螺釘3.3車床與車刀

2）偏心銷式夾緊１—偏心銷２—刀墊３—刀片４—刀桿１—刀墊２—刀片３—銷軸４—楔塊５—螺釘６—彈簧片3）楔銷式夾緊3.3車床與車刀

4）拉墊式夾緊12１—拉墊２—刀片３—銷軸４—錐端螺釘

3.3車床與車刀5）上壓式夾緊１—銷軸；２—刀墊；３—刀片；４—壓板；５—錐孔壓板；６—螺釘；７—支釘；８—彈簧

3.3車床與車刀3.3車床與車刀3.3車床與車刀（5）成形車刀用在各類車床上加工內(nèi)，外回轉(zhuǎn)體成形表面，其刃形根據(jù)工件輪廓計。成形車刀種類該種車刀有平體、棱體、圓體三種型式。3.3車床與車刀平體成形車刀只能用來加工外成形表面，并且沿前刀面的可重磨次數(shù)不多；棱體成形車刀可重磨次數(shù)比平體成形車刀多，也只能用來加工外成形表面；圓體成形車刀的外形是回轉(zhuǎn)體，切削刃在圓周表面上分布，可用來加工內(nèi)、外成形表面。由于重磨時磨的是前刀面，故可重磨次數(shù)更多。徑向進給的成形車刀a）平體；b）棱體；C）圓體3.3車床與車刀3.4孔加工機床與刀具3.4.1鉆床（1）應(yīng)用鉆床是用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較小，精度要求不太高的孔。可完成鉆孔，擴孔，鉸孔及攻螺紋等工作。（2）運動分析工件固定，刀具作旋轉(zhuǎn)主運動，同時沿軸向作進給運動。（3）鉆床的主參數(shù)最大鉆孔直徑。

。3.4孔加工機床與刀具（4）分類

立式鉆床，適用于中小工件的單件，小批量生產(chǎn)。

搖臂鉆床，適用于加工一些大而重的工件上的孔(工件不動，移動主軸)。臺式鉆床，小型鉆床，常安裝在臺桌上，用來加工直徑小于12mm的孔。深孔鉆床及其他鉆床。（5）鉆削特點，刀具剛性差，排屑困難，直觀性差，切削熱不易排出，規(guī)格品種多。3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具3.4.2鏜床（1）應(yīng)用鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較大，精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求較高的孔。如箱體上的孔，還可以進行銑削，鉆孔，擴孔，鉸孔等工作。（2）鏜削特點

刀具結(jié)構(gòu)簡單，通用性大，可粗加工也可半精加工和精加工，適用批量較小的加工，鏜孔質(zhì)量取決于機床精度。（3）運動分析

主運動為鏜刀的旋轉(zhuǎn)運動，進給運動為鏜刀或工件的移動。3.4孔加工機床與刀具（4）分類1）臥式鏜床臥式鏜床既要完成粗加工（如粗鏜、粗銑、鉆孔等），又要進行精加工（如精鏜孔）。因此對鏜床的主軸部件的精度、剛度有較高的要求.

臥式鏜床的主參數(shù)是鏜軸直徑。臥式鏜床的主要運動3.4孔加工機床與刀具2）坐標鏜床一種高精度的機床。其主要特點是具有坐標位置的精密測量裝置；有良好的剛性和抗振性。它主要用來鏜削精密孔（IT5級或更高），例如鉆模、鏜模上的精密孔。工藝范圍：可以鏜孔、鉆孔、擴孔、鉸孔以及精銑平面和溝槽，還可以進行精密刻線和劃線以及進行孔距和直線尺寸的精密測量工作。

臥式坐標鏜床1—下滑座；2—上滑座；3—工作臺；4—立柱；5—主軸箱；6—床身底座坐標鏜床的主要技術(shù)參數(shù)是工作臺的寬度。3.4孔加工機床與刀具3）金剛鏜床一種高速精密鏜床。主要特點是主運動vc很高，ap和f很小，加工精度可達IT5—IT6，Ra達0.63--0.08μm。金剛鏜床的主軸短而粗，剛度較高，傳動平穩(wěn)，能加工出低表面粗糙度值和高精度孔。單面臥式金剛鏜床

3.4孔加工機床與刀具主軸箱；2—主軸；3—工作臺；4—床身這類機床主要用于成批大量生產(chǎn)中精加工活塞、連桿、氣缸及其它零件，在汽車、拖拉機和航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

3.4.3孔加工刀具按用途可分為兩大類。一類是從實體材料中加工出孔的刀具，如：麻花鉆，扁鉆，中心鉆和深孔鉆等。另一類是對工件上已有孔進行再加工的刀具，常用的有擴孔鉆，鉸刀及鏜刀。3.4.3.1麻花鉆是常見的孔加工刀具。一般用于實體材料上的粗加工。鉆孔的尺寸精度為IT11--IT12，Ra為50-12.5μm。加工孔徑范圍為0.1—80mm，以Φ30mm以下時最常用。

標準麻花鉆由柄部、頸部和工作部分組成。（1）柄部用在與機床或夾具聯(lián)接，起夾持定位作用,并傳遞扭矩和軸向力。（2）頸部位于工作部分和柄部之間，磨削柄部時，是砂輪的退刀槽。鉆頭的標記也常注于此。（3）工作部分由切削部分和導(dǎo)向部分組成。。3.4孔加工機床與刀具麻花鉆的工作部分有兩個對稱的刃瓣（通過中間的鉆芯連接在一起），兩條對稱的螺旋槽（用于容屑和排屑）；導(dǎo)向部分磨有兩條棱邊（刃帶），為了減少與加工孔壁的摩擦，棱邊直徑磨有(0.03～0.12）/100的倒錐量，形成副偏角κr′。麻花鉆的兩個刃瓣可以看作兩把對稱的車刀。其切削部分的構(gòu)成為：

前刀面—螺旋槽的螺旋面；

主后刀面—與工件過渡表面（孔底）相對的端部兩曲面；

副后刀面—與工件的加工表面（孔壁）相對的兩條棱邊；

主切削刃—螺旋槽與主后刀面的兩條交線；

副切削刃—棱邊與螺旋槽的兩條交線；

橫刃—兩后刀面在鉆芯處的交線。麻花鉆的主要幾何參數(shù)有螺旋角β、鋒角(頂角)

2Ф、前角γo、后角α。和橫刃斜角ψ等。3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具標準高速鋼麻花鉆

3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具涂層高速鋼麻花鉆硬質(zhì)合金麻花鉆可轉(zhuǎn)位麻花鉆標準麻花鉆存在切削刃長、前角變化大（從外緣處的大約+30°逐漸減小到鉆芯處的大約-30°)、螺旋槽排屑不暢、橫刃部分切削條件很差(橫刃前角約為-60°）等結(jié)構(gòu)問題。生產(chǎn)中，為了提高鉆孔的精度和效率，常將標準麻花鉆按特定方式刃磨成“群鉆”。其修磨特點為：將橫刃磨窄、磨低，改善橫刃處的切削條件，將靠近鉆心附近的主刃修磨成一段頂角較大的內(nèi)直刃及一段圓弧刃，以增大該段切削刃的前角。同時，對稱的圓弧刃在鉆削過程中起到定心及分屑作用；在外直刃上磨出分屑槽，改善斷屑、排屑情況。經(jīng)過綜合修磨而成的群鉆，切削性能顯著提高。鉆削時軸向力下降35%～50%，扭矩降低10%～30%，刀具使用壽命提高3～5倍，生產(chǎn)率、加工精度都有顯著提高。3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具3.4.3.2中心鉆用來加工各種軸類工件的中心孔。

中心鉆a）無護錐； b）有護錐3.4孔加工機床與刀具3.4.3.3深孔鉆用于加工孔深L與孔徑D之比L/D≥20-100的特殊深孔。在加工過程中，必須解決斷屑、排屑、冷卻潤滑和導(dǎo)向等問題。

3.4孔加工機床與刀具單刃外排屑深孔鉆結(jié)構(gòu)及工作情況1—工件；2—切削部分；3—鉆桿3.4.3.4

擴孔鉆常用作鉸孔或磨孔前的預(yù)加工擴孔以及毛坯孔的擴大，作半精加工，在成批或大量生產(chǎn)時應(yīng)用較廣。擴孔的加工精度可達IT10-IT11,Ra可達6.3-3.2μm。擴孔特點：切削刃不必自外圓延續(xù)到中心，避免了橫刃和由橫刃引起的不良影響；由于ap小，切屑窄，易排除；同時排屑槽可作得較小較淺，增加刀具剛度；生產(chǎn)率高,導(dǎo)向性較好,切削較平穩(wěn)。3.4孔加工機床與刀具擴孔鉆

(a)整體式結(jié)構(gòu)；(b)鑲齒套式結(jié)構(gòu)；(c)可轉(zhuǎn)位式結(jié)構(gòu)3.4.3.5锪鉆锪鉆用于在已加工孔上锪各種沉頭孔和孔端面的凸臺平面。下圖所示為四種類型的锪鉆。锪鉆上的定位導(dǎo)向柱是用來保證被锪的孔或端面與原來的孔有一定的同軸度或垂直度。導(dǎo)向柱可以拆卸，以便制造锪鉆的端面齒。锪鉆可制成高速鋼整體結(jié)構(gòu)或硬質(zhì)合金鑲齒結(jié)構(gòu)。3.4孔加工機床與刀具锪鉆的類型

(a)帶導(dǎo)柱平底锪鉆；(b)帶導(dǎo)柱錐面锪鉆；(c)不帶導(dǎo)柱錐面锪鉆；(d)端面锪鉆（a）（b）（c）（d）

3.4.3.5鉸刀

用于對孔進行半精加工和精加工，加工精度可達IT6-IT8。Ra可達1.6-0.4μm。鉸刀分為：

機用鉸刀：用于在機床上鉸孔，常用高速鋼制造，有錐柄和直柄兩種型式；

手用鉸刀：常為整體式結(jié)構(gòu)，直柄方頭，結(jié)構(gòu)簡單，手工操作，使用方便。3.4孔加工機床與刀具鉸刀的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)3.4孔加工機床與刀具不同種類的鉸刀

3.4孔加工機床與刀具(a)直柄機用鉸刀；(b)錐柄機用鉸刀；(c)硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀；(d)手用鉸刀；(e)可調(diào)節(jié)手用鉸刀；(f)套式機用鉸刀；(g)直柄莫氏錐度鉸刀；(h)手用1:50錐度銷子鉸刀3.4.3.6鏜刀

多用于箱體孔的粗，精加工。一般可分為單刃鏜刀和多刃鏜刀兩大類。（1）單刃鏜刀結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，通用性好。（2）多刃鏜刀兩端都有切削刃，工作時可消除徑向力對鏜桿的影響，工件的孔徑尺寸與精度由鏜刀徑向尺寸保證。多采用浮動連接結(jié)構(gòu)，可減少鏜刀塊安裝誤差及鏜桿徑向跳動所引起的加工誤差?？椎募庸ぞ瓤蛇_IT6-IT7，Ra達0.8μm。3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具微調(diào)鏜刀3.4孔加工機床與刀具3.4.3.7拉刀是一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具，廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，可加工各種內(nèi)、外表面，可分為內(nèi)拉刀和外拉刀（附圖）。其加工裝備為拉床。

圓孔拉刀的結(jié)構(gòu)及其工作情況。工作時，拉刀沿其軸線作直線運動，以其后一刀齒高于前一刀齒來完成拉削任務(wù)。拉削速度較低，一般為v=2～8m/min，切削厚度很薄（齒升量af：粗切齒為0.02～0.2mm；精切齒為0.005～0.015mm），拉削平穩(wěn)，拉削精度可達TI7～IT9，表面粗糙度值Ra2.5~1.25μm。由于同時工作的齒數(shù)多，切削刃長，一次行程完成粗、精加工，而且每一刀齒在工作行程中只切削一次，刀具磨損較慢，生產(chǎn)率和刀具的耐用度較高。由于拉刀的設(shè)計、制造復(fù)雜，價格昂貴，因此適用于大批量生產(chǎn)。3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具3.4孔加工機床與刀具臥式外拉床拉削扇形齒輪的齒3.5刨床與插床3.5.1刨床用于刨削各種平面和溝槽，主要類型有牛頭刨床和龍門刨床。刨削特點：機床刀具簡單、通用性好、生產(chǎn)率較低、加工精度較低。3.5.1.1牛頭刨床（1）主運動：由滑枕沿床身導(dǎo)軌在水平方向作往復(fù)直線運動來實現(xiàn)；（2）特點：主運動速度不能太高（因為滑枕換向時有大的慣性力），加之只能單刀加工，且在反向運動時不加工，所以牛頭刨床效率和生產(chǎn)效率低；（3）應(yīng)用：主要適用于單件，小批量生產(chǎn)或機修車間，在大批量生產(chǎn)中被銑床代替；（4）主參數(shù)：最大刨削長度。3.5刨床與插床3.5.1.2龍門刨床

（1）應(yīng)用主要用于加工大型或重型零件上的各種平面,溝槽和各種導(dǎo)軌面;（2）運動分析主運動為工作臺的往復(fù)直線運動;（3）主參數(shù)最大刨削寬度。龍門刨床1—床身；2—工作臺；3—橫梁；4—立刀架；5—頂梁；6—立柱；7—進給箱；8—主傳動部件；9—側(cè)刀架3.5刨床與插床

3.5.2插床

插床實質(zhì)上是立式刨床。其主運動為滑枕帶動插刀沿垂直方向作直線往復(fù)運動。主要用于加工工件的內(nèi)表面,如內(nèi)孔中鍵槽及多邊形孔等,有時也用于加工成形內(nèi)表面。插床3.5刨床與插床1—圓工作臺；2—滑枕；3—立柱；4—下滑座；5—上滑座；6—床身3.6銑床與銑刀

3.6.1銑床

（1）應(yīng)用

加工平面（水平面、垂直面等），溝槽（鍵槽、T型槽、燕尾槽等）。多齒零件的齒槽（齒輪、鏈輪、棘輪、花鍵軸等），螺紋形表面及各種曲面。（2）銑削特點

每個刀齒不均勻，不連續(xù)切削，切入與切離時均會引起振動；銑削時切削層參數(shù)及切削力是變化的，也易引起振動，影響加工質(zhì)量；同時參加切削的刀齒較多，生產(chǎn)率較高。3.6銑床與銑刀（3）銑削方法1）端銑：端銑有對稱銑與不對稱逆銑、不對稱順銑三種方式。銑淬硬鋼采用對稱銑；銑碳鋼和合金鋼用不對稱逆銑，減小切入沖擊，提高刀具壽命；銑不銹鋼和耐熱合金用不對稱順銑。

端面銑削3.6銑床與銑刀2）周銑

順銑：銑刀旋轉(zhuǎn)切人工件的方向與工件進給方向相同稱為順銑。(1)順銑時，刀齒的切削厚度從至hDmax到hD=0，容易切下切削層，刀齒磨損較少，已加工表面質(zhì)量較高。有些試驗表明，順銑法可提高刀具耐用度2～3倍，尤其銑削難加工材料時效果更加明顯。(2)但在順銑過程中，作用于工件上的進給力Ff是與進給方向相同的，此時如果工作臺下面的傳動絲杠與螺母之間的間隙較大，則力Ff有可能使工作臺連同絲杠一起沿進給方向移動，導(dǎo)致絲杠與螺母之間的間隙轉(zhuǎn)移到另一側(cè)面上去，引起進給速度時快時慢，影響工件表面粗糙度，有時甚至會因進給量突然增加很多而損壞銑刀刀齒。因此，使用順銑法加工時，要求銑床的進給機構(gòu)具有消除絲杠螺母間隙的裝置。(3)用順銑法加工時，要求工件表面沒有硬皮，否則銑刀很易磨損。3.6銑床與銑刀

逆銑：銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件的進給方向相反稱為逆銑。(1)逆銑時，刀齒的切削厚度從hD=0至hDmax。當hD=0時，刀齒在工件表面上擠壓和摩擦，刀齒較易磨損。同時，工件表面受到較大的擠壓應(yīng)力，冷硬現(xiàn)象嚴重，更加劇刀齒磨損，并影響已加工表面質(zhì)量。(2)逆銑時刀齒作用于工件上的垂直進給力FfN朝上，有挑起工件的趨勢，這就要求工件裝夾緊固。

(3)逆銑時刀齒是從切削層內(nèi)部開始工作的，當工件表面有硬皮時，對刀齒沒有直接影響；

(4)作用于工件上的進給力Ff與其進給方向相反，使銑床工作臺進給機構(gòu)中的絲杠螺母始終保持良好的右側(cè)面接觸，因此進給速度比較均勻。3.6銑床與銑刀（4）銑床分類臥式升降臺銑床、立式升降臺銑床，工件可在三個方向進行位置調(diào)整或作進給運動。

龍門銑床，機床剛度高，可多刀同時加工多個工件或多個表面，生產(chǎn)率高。適于成批大量生產(chǎn)中加工大型工件上平面和溝槽或多件同時加工。工具銑床各種專門化銑床

3.6銑床與銑刀3.6.2銑刀銑刀是一種多刃回轉(zhuǎn)刀具。銑削時同時參加切削的切削刃較長,且無空行程，Vc也較高，所以生產(chǎn)率較高。銑刀的種類多，結(jié)構(gòu)不一，應(yīng)用范圍很廣。按其用途可分為：

加工平面用銑刀，如圓柱平面銑刀、端銑刀等（圖a、b）；加工溝槽用銑刀，如立銑刀、兩面刃或三面刃銑刀、鋸片銑刀、T形槽銑刀和角度銑刀（圖c、d、e、f、g、h、i、j、k）；加工形成面用銑刀，如凸半圓（圖l）；加工其它復(fù)雜形成面用銑刀（圖m、n、o）。3.6銑床與銑刀3.6銑床與銑刀①圓柱銑刀它用于臥式銑床上加工平面。主要用高速鋼制造，也可以鑲焊螺旋形的硬質(zhì)合金刀片。圓柱銑刀采用螺旋形刀齒以提高切削工作的平穩(wěn)性。圓柱銑刀僅在圓柱表面上有切削刃，沒有副切削刃。②端銑刀它用于立式銑床上加工平面，軸線垂直于被加工表面，端銑刀的主切削刃分布在圓錐表面或圓柱表面上，端部切削刃為副切削刃。端銑刀主要采用硬質(zhì)合金刀齒，故有較高的生產(chǎn)率。③盤形銑刀盤形銑刀分槽銑刀、兩面刃銑刀、三面刃銑刀和錯齒三面刃銑刀，槽銑刀一般用于加工淺槽；兩面刃銑刀用于加工臺階面；三面刃銑刀用于切槽和臺階面。④鋸片銑刀這是薄片的槽銑刀，用于切削窄槽或切斷材料，它和切斷車刀類似，對刀具幾何參數(shù)的合理性要求較高。3.6銑床與銑刀⑤立銑刀用于加工平面、臺階、槽和相互垂直的平面，利用錐柄或直柄緊固在機床主軸中。立銑刀圓柱表面上的切削刃是主切削刃，端刃是副切削刃。工作時不能沿銑刀軸線方向作進給運動。⑥鍵槽銑刀鍵槽銑刀一般有2~3個刃瓣，端刃為完整刃口，既像立銑刀又像鉆頭，它可以用軸向進給對毛坯鉆孔，然后沿鍵槽方向運動銑出鍵槽的全長。鍵槽銑刀重磨時只磨端刃。⑦角度銑刀角度銑刀有單角度銑刀[圖3.70(i)]和雙角度銑刀[圖3.70(j)]⑧成形銑刀是用于加工成形表面的刀具，其刀齒廓形要根據(jù)被加工工件的廓形來確定。3.6銑床與銑刀3.6銑床與銑刀3.6銑床與銑刀3.6銑床與銑刀3.6銑床與銑刀3.7磨床與砂輪3.7.1磨床

磨床是用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石和研磨料）為工具進行切削加工的機床。廣泛用于零件的精加工，尤其是淬硬鋼件，高硬度特殊材料及非金屬材料（如陶瓷）的精加工。磨床種類很多，其主要類型有：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床、刀具和刃具磨床及各種專門化磨床，如曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床等。此外還有珩磨機、研磨機和超精加工機床等。3.7磨床與砂輪

3.7.1.1外圓磨床主要用于磨削內(nèi)、外圓柱和圓錐表面，也能磨階梯軸的軸肩和端面，可獲得IT6-IT7級精度，Ra在1.25--0.08μm之間。外圓磨床的主要類型有：普通外圓磨床、萬能外圓磨床、無心外圓磨床、寬砂輪外圓磨床和端面外圓磨床等。主參數(shù)：最大磨削直徑。

萬能型外圓磨床加工各種典型表面時，機床各部件的相對位置關(guān)系和所需要的各種運動：

磨外圓砂輪的旋轉(zhuǎn)運動N砂；磨內(nèi)孔砂輪的旋轉(zhuǎn)運動N內(nèi)；工件旋轉(zhuǎn)運動f周；工件縱向往復(fù)運動f縱；砂輪橫向進給運動f橫（往復(fù)縱磨時是周期的間歇運動；切入磨削時是連續(xù)進給運動）。此外，機床還有兩個輔助運動：砂輪架的橫向快速進退運動；尾架套筒的伸縮移動。3.7磨床與砂輪3.7.1.2無心外圓磨床

無心外圓磨削是一種高生產(chǎn)率、易于實現(xiàn)自動化的磨削方法。無心磨削，工件尺寸可達IT5～IT6公差等級，表面粗糙度Ra值在0.2～0.8μm之間，適用于成批、大量生產(chǎn)。工作原理（1）工件放在砂輪和導(dǎo)軌之間，由托板支撐進行磨削。而由工件的被磨削外圓面作為定位面；（2）導(dǎo)輪是用樹脂或橡膠為粘結(jié)劑制成的剛玉砂輪，不起磨削作用，它與工件之間的摩擦系數(shù)較大，靠摩擦力帶動工件旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)圓周進給運動；（3）導(dǎo)輪的線速度在10～50m/min范圍內(nèi)。砂輪的轉(zhuǎn)速很高，從而在砂輪和工件間形成很大的相對速度，即磨削速度；3.7磨床與砂輪

（4）為了避免磨削出棱圓形工件，工件的中心應(yīng)高于磨削砂輪與導(dǎo)輪的中心連線（高出工件直徑的15～25%），使工件和導(dǎo)輪、砂輪的接觸相當于是在假想的V形槽中轉(zhuǎn)動，工件的凸起部分和V形槽兩側(cè)的接觸不可能對稱，這樣使工件在多次轉(zhuǎn)動中，逐步磨圓。無心外圓磨床與外圓磨床相比，具有以下優(yōu)點:（1）生產(chǎn)率高(無須打中心孔，且裝夾省時)，所以多用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)；（2）磨削表面尺寸精度，幾何形狀精度較高,表面粗糙度Ra??；（3）能配上自動上料機構(gòu)，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

3.7磨床與砂輪3.7.1.3內(nèi)圓磨床用于磨圓柱孔和圓錐孔,主參數(shù)是最大磨削內(nèi)孔直徑。主要類型：普通內(nèi)圓磨床、無心內(nèi)圓磨床、行星內(nèi)圓磨床及專用內(nèi)圓磨床。

砂輪主軸部件是內(nèi)圓磨床的關(guān)鍵部分。應(yīng)用較普遍的中型內(nèi)圓磨床砂輪主軸，轉(zhuǎn)速一般在10,000～20,000r/min左右，常由普通的交流異步電動機經(jīng)平帶傳動。在磨削小孔（例如直徑小于10mm）時，要求砂輪主軸的轉(zhuǎn)速高達80,000～120,000r/min或更高。目前常采用內(nèi)連式中頻（或高頻）電動機驅(qū)動的內(nèi)圓磨具。由于沒有中間傳動件，可達到的轉(zhuǎn)速較高，同時它還具有輸出功率大，短時間過載能力強、速度特性硬、振動小等優(yōu)點，所以近年來應(yīng)用日益廣泛。3.7磨床與砂輪內(nèi)圓磨床砂輪架安裝在工作臺上作縱向進給運動；橫向進給運動都由砂輪架實現(xiàn)；工件頭架都可繞垂直軸線調(diào)整角度，以便磨削錐孔。

3.7磨床與砂輪普通內(nèi)圓磨床內(nèi)圓磨床的工件頭架安裝在工作臺上，隨工作臺一起往復(fù)移動，完成縱向進給運動。

3.7磨床與砂輪普通內(nèi)圓磨床3.7.1.4平面磨床

平面磨床用于磨削各種零件的平面。

臥軸矩臺式磨床（生產(chǎn)率低些，但加工精度較高，Ra較小，屬于周邊磨削）；立軸矩臺式磨床；立軸圓臺式磨床（生產(chǎn)率高，但加工精度較低，Ra較大，屬于端面磨削）；臥軸圓臺式磨床。磨削方式：端面磨削、周邊磨削。

3.7磨床與砂輪（1）臥軸矩臺式平面磨床：砂輪旋轉(zhuǎn)n是主運動，工作臺縱向往復(fù)（f1）和砂輪架橫向進給（f2），砂輪架豎直運動f3是切入運動；（2）立軸矩臺式平面磨床：砂輪旋轉(zhuǎn)n是主運動，矩形工作臺縱向往復(fù)運動f1是進給運動，砂輪架間歇的豎直運動f2是切入運動；

3.7磨床與砂輪（3）立軸圓臺式平面磨床：砂輪旋轉(zhuǎn)n是主運動，圓工作臺轉(zhuǎn)動f1是圓周進給運動，砂輪架間歇的豎直運動f2是切入運動；（4）臥軸圓臺式平面磨床：砂輪旋轉(zhuǎn)n是主運動，圓工作臺轉(zhuǎn)動f1是圓周進給運動，砂輪架連續(xù)徑向運動f2是徑向進給運動，間歇的豎直運動f3是切入運動。此外，工作臺的回轉(zhuǎn)中心線可調(diào)整至傾斜位置，以便磨削錐面，例如磨削圓鋸片的側(cè)面。3.7磨床與砂輪

砂輪端面磨削的平面磨床與用周邊磨削的平面磨床相比較:

端面磨削的砂輪直徑比較大，能一次磨出工件的全寬，磨削面積較大，生產(chǎn)率較高，但端面磨削時砂輪和工件表面是成弧形線或面接觸，接觸面積大，冷卻困難，且磨屑不易排除，所以加工精度較低，表面粗糙度值較大。砂輪周邊磨削，砂輪和工件接觸面較小，發(fā)熱量少，冷卻和排屑條件較好，可獲得較高的加工精度和較小的表面粗糙度值。

圓臺平面磨床與矩臺平面磨床相比:

圓臺式是連續(xù)進給，圓臺式的生產(chǎn)率稍高些，而矩臺式有換向時間損失。圓臺式只適于磨削小零件和大直徑的環(huán)形零件端面。不能磨削窄長零件。而矩臺式可方便地磨削各種零件，包括直徑小于矩臺寬度的環(huán)形零件。3.7