《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 第2版》 課件 2.3 課程設(shè)計基礎(chǔ)知識-工藝裝備

機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計第八節(jié)工藝裝備的選擇工藝裝備：機(jī)床、夾具、量具、刀具、輔具

一.機(jī)床的選擇

(1)

機(jī)床的尺寸規(guī)格要與被加工的零件尺寸相適；

(2)

機(jī)床精度要與被加工零件的加工要求相適應(yīng)；

(3)機(jī)床的生產(chǎn)率與被加工零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)；

(4)機(jī)床的選用要考慮節(jié)省投資和適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展;(5)

改（擴(kuò)）建車間，要充分利用原有設(shè)備。二.夾具的選擇

機(jī)床夾具的選擇主要考慮生產(chǎn)類型。（1）單件小批量生產(chǎn)應(yīng)盡量選用通用夾具；（2）大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)采用高生產(chǎn)效率的專用機(jī)床夾具。

此外，夾具的精度應(yīng)與零件的加工精度相適應(yīng)。三.刀具的選擇

刀具的選擇主要取決于：工序所采用的加工方法；加工表面的尺寸大??；工件材料；要求的加工精度；表面粗糙度；生產(chǎn)率；經(jīng)濟(jì)性。在選擇時應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。

四.量具的選擇

量具的選擇主要根據(jù)生產(chǎn)類型和要求的檢驗精度進(jìn)行。

對于尺寸誤差：

1）在單件小批生產(chǎn)中，廣泛采用通用量具（游標(biāo)卡尺、千分尺等）；

2）成批生產(chǎn)多采用極限量規(guī)；

3）大量生產(chǎn)多采用自動化程度高的量儀，如電動或氣動量儀等。

對于形位誤差：

1)

在單件小批生產(chǎn)中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐標(biāo)測量機(jī)的；

2）在成批大量生產(chǎn)中，多采用專用檢具。五、切削液的選擇1.切削液的作用（1）冷卻作用（2）潤滑作用（3）清洗作用

2.切削液的種類（1）水溶液（2）乳化液（3）切削油

1).切削液的分類

水溶液水＋添加劑冷卻粗加工乳化液乳化油＋水切削油礦物油＋添加劑潤滑精加工2).切削液的作用機(jī)理冷卻↓摩擦熱的產(chǎn)生；將熱量帶走。本身導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、汽化熱及流量、流速、冷卻方式等。②潤滑切削液的滲透性、形成潤滑膜能力、潤滑膜強(qiáng)度。③排屑、清洗。④防銹防銹添加劑。3.切削液的選用1)按加工性質(zhì)選用：①粗加工時，應(yīng)選用以冷卻為主的水溶液或乳化液；②精加工時，應(yīng)選用潤滑為主的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液。③鉆削、鉸削、拉削和深孔加工時，應(yīng)選用粘度較小的極壓水溶液、極壓乳化液和極壓切削油，并應(yīng)加大流量和壓力。極壓切削油：含有極壓添加劑，能承受重載荷和沖擊載荷，降低機(jī)械磨損的切削油。2)

按刀具材料選用：①

高速鋼刀具粗加工，用極壓水溶液或極壓乳化液。高速鋼刀具精加工，用極壓乳化液或極壓切削油，以減小摩擦，提高表面質(zhì)量和精度，延長刀具壽命。②

硬質(zhì)合金刀具高速切削，一般不使用切削液。③使用立方氮化硼刀具或砂輪時，不宜使用水質(zhì)切削液。3)

按工件材料選用要注意以下幾點(diǎn)：①

鑄鐵、黃銅及硬鋁等脆性材料，由于切屑碎末會堵塞冷卻系統(tǒng)，容易使機(jī)床磨損，一般不加切削液。但精加工時為了降低表面粗糙度，可采用粘度較小的煤油或7%~10%乳化液。②

切削有色金屬和銅合金時，不宜采用含硫的切削液，以免腐蝕工件。③

切削鎂合金時，不能用油質(zhì)切削液，以免燃燒起火。六、金屬切削機(jī)床的分類按通用程度分：通用機(jī)床、專門化機(jī)床、專用機(jī)床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自動化程度：手動、機(jī)動、半自動、自動機(jī)床按機(jī)床質(zhì)量分：儀表機(jī)床、中型、大型、重型機(jī)床按GB/T15375《金屬切削機(jī)床型號編制方法》規(guī)定（一）通用機(jī)床型號類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨床拉床電加工機(jī)床切斷機(jī)床其它機(jī)床代號CZTM2M3MYSXBLDGQ讀音車鉆鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉電割其1.機(jī)床的類別代號例：

CA61

4

0機(jī)床類別代號（車床類）機(jī)床特性代號（結(jié)構(gòu)特性）機(jī)床組別代號（落地及臥式車床組）機(jī)床系別代號（臥式車床系）機(jī)床主參數(shù)代號（最大車削直徑400mm）2.機(jī)床的特性代號（1）通用特性代號通用特性代號通用特性代號高精度G自動換刀H精密M仿形F自動Z萬能W半自動B輕型Q數(shù)字程序控制K簡式J（2）結(jié)構(gòu)特性代號

區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床，在型號中用漢語拼音區(qū)分。通用特性代號已用的字母及字母“I”、“O”

不能用。例：CA6140型普通車床3.機(jī)床的組別和系別代號

每類機(jī)床分10組（從0～9組），每組又分10系（從0～9型）4.主要參數(shù)代號

代表機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，常用主參數(shù)的折算值（1/10或1/100或1/1）來表示。5.機(jī)床重大改進(jìn)序號

用字母“A、B、C……

”表示，附機(jī)床型號末尾，以示區(qū)別。（二）專用機(jī)床型號

型號表示方法：（三）組合機(jī)床及自動線型號

例

：

B1－3100

北京第一機(jī)床廠第三組第100種專用機(jī)床（專用銑床）組合機(jī)床及自動線分類代號分類代號大型組合機(jī)床U小型組合機(jī)床H自換刀數(shù)控組合機(jī)床K大型組合機(jī)床自動線UX小型組合機(jī)床自動線HX自換刀數(shù)控自動線KX

七．刀具的磨損和選用1、刀具磨損的形成

1）前刀面磨損。

2）后刀面磨損。刀具磨損的形式3）前、后面同時磨損。2、刀具磨損過程

1）初期磨損階段（AB段）

2）正常磨損階段（BC段）

3）急劇磨損階段（CD段）

刀具磨損過程

（3）刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，見表2-12。（4）刀具耐用度，見表2-13。表2-12硬質(zhì)合金車刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)加工條件磨鈍標(biāo)準(zhǔn)VB/mm加工條件磨鈍標(biāo)準(zhǔn)VB/mm精車0.1~0.3粗車鋼料0.6~0.8粗車合金鋼、粗車剛性較差的工件0.4~0.5精車鑄鐵0.8~1.2鋼及鑄鐵大件低速粗車1.0~1.5表2-13車刀耐用度

刀具材料耐用度硬質(zhì)合金高速鋼普通車刀普通車刀成形車刀T/min60601203．刀具材料及其選用

（1）高速鋼

1）普通高速鋼

2）高性能高速鋼

（2）硬質(zhì)合金

1）鎢鈷類硬質(zhì)合金（YG）

2）鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金（YT）

3）鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)保金（YW）（3）涂層刀具材料（4）其他刀具材料

1）陶瓷材料。

2）金剛石。

3）立方氮化硼。三高一專的先進(jìn)刀具高精度高效率高可靠性專業(yè)化先進(jìn)的專用可轉(zhuǎn)位刀具八、常用刀具

1.車刀的種類（1）直頭外圓車刀；（2）彎頭車刀；（3）偏刀；（4）切槽或切斷刀；（5）鏜孔刀；（6）螺紋車刀；（7）成形車刀；（一）、車刀2.車刀的結(jié)構(gòu)形式整體式（HSS)、焊接式、機(jī)械夾固式（重磨式、可轉(zhuǎn)位式）可轉(zhuǎn)位式車刀的組成：可轉(zhuǎn)位刀片、刀墊、刀桿、夾緊機(jī)構(gòu)。切削性能好，輔助時間短，生產(chǎn)率高。

車刀的四種結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)與用途見下表。名稱特點(diǎn)適用場合整體式用整體高速鋼制造，刃口可高枕而臥得較鋒利小型車床或加工有色金屬焊接式焊接硬質(zhì)合金或高速鋼刀片，結(jié)構(gòu)緊湊，使用靈活各類車刀特別是小刀具機(jī)夾式避免了焊接產(chǎn)生的應(yīng)力、裂紋等缺陷，刀桿利用諧調(diào)。刀片可集中刃磨獲得所需參數(shù)，使用靈活方便外圓、端面、鏜孔、切斷、螺紋車刀等可轉(zhuǎn)位式避免了焊接產(chǎn)生的應(yīng)力、裂紋等缺陷，刀桿利用率高。刀片可集中刃都用鈍后，才需要換刀片，生產(chǎn)率高；斷屑穩(wěn)定，可使用涂層刀片大中型車床加工外圓、端面、鏜孔。特別適用于自動線和數(shù)控機(jī)床刀片夾緊方式：（1）上壓式夾緊力大，定位可靠，阻礙流屑。（2）偏心式結(jié)構(gòu)簡單，不礙流屑，夾緊力不大。（3）綜合式夾緊力大，耐沖擊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（4）杠桿式（二）、孔加工刀具1鉆床刀具鉆床上可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲、鉆沉頭孔、锪平面刀具作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動同時沿軸向移動作進(jìn)給運(yùn)動。麻花鉆（1）標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆

標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆由工作部分、頸部及柄部三部分組成。1）工作部分分切削部分和導(dǎo)向部分。兩個前刀面、兩個后刀面、兩個副后刀面、兩個主刃、兩個副刃、一個橫刃。鉆芯直徑朝柄部方向遞增。2）柄部

夾持部分，有直柄和錐柄。

3）頸部用于磨柄部時砂輪的退刀。（2）麻花鉆的修磨前角從＋30°到－30°,橫刃長前角－55°，定心差，軸向力大，剛性差，排屑困難磨短橫刃增大前角，修磨主刃頂角分屑槽2.鏜刀加工各種復(fù)雜和大型工件上（如箱體）有預(yù)制孔的孔，尤其是直徑較大的孔或孔系，一次安裝多面加工，精度高。

（三）、銑刀銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，工件或銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動。（四）、刨床、拉床及拉刀刨床、拉床屬直線運(yùn)動機(jī)床，加工平面、溝槽、通孔及成形面。1.牛頭刨床機(jī)床和刀具簡單，應(yīng)用靈活方便。但有空行程，有沖擊，效率低。單件小批生產(chǎn)中加工平面、溝槽及縱向成形面。2、拉刀

拉床只有主運(yùn)動，結(jié)構(gòu)簡單，可一次加工成形，質(zhì)量好，效率高，但刀具設(shè)計制造復(fù)雜，適于大批量生產(chǎn)。拉床按加工表面分為內(nèi)拉床和外拉床；按布局分為臥式和立式兩類。

（1）.拉刀種類拉刀按加工表面分為內(nèi)拉刀和外拉刀；

按拉削方式分普通式、輪切式、及綜合式；

按受力不同分拉刀和推刀（2）.拉刀的結(jié)構(gòu)普通圓孔拉刀結(jié)構(gòu)如下：

（五）、齒輪刀具

按齒形的形成原理分成形法齒輪刀具和展成法齒輪刀具1、滾刀（1）.滾刀基本蝸桿根據(jù)滾切原理知，滾刀基本蝸桿的端面齒形應(yīng)是漸開線，法向模數(shù)和壓力角應(yīng)分別等于被切齒輪的模數(shù)和壓力角。（2）.齒輪滾刀的結(jié)構(gòu)和類型整體齒輪滾刀

高速鋼材料套裝式結(jié)構(gòu)軸肩與內(nèi)孔同心裝刀檢測徑跳多為零前角頂刃后角10～12°

側(cè)刃后角大約3°

齒輪滾刀大多為單頭，螺旋升角較小，加工精度較高；粗加工用滾刀有時做成雙頭，以提高生產(chǎn)率。鑲齒齒輪滾刀

齒輪模數(shù)較大時，做成鑲齒結(jié)構(gòu)，既節(jié)約高速鋼，又使刀片易鍛造，提高性能和使用壽命。硬質(zhì)合金滾刀用于小模數(shù)齒輪或精加工硬齒面齒輪，代替磨齒。常采用大的負(fù)前角，可達(dá)－30°～－45°2、插齒刀（1）標(biāo)準(zhǔn)直齒插齒刀

①盤形插齒刀加工外齒輪和大徑內(nèi)齒輪

Φ75、100、125、160、200②碗形插齒刀加工多聯(lián)齒輪和內(nèi)齒輪，有Φ50、75、100、125mm。

③錐柄插齒刀加工內(nèi)齒輪，有Φ25mm(m1~2.75)、Φ38mm(m1~3.75)（2）斜齒插齒刀盤形插齒刀Φ100；錐柄插齒刀Φ38,β均有15°和23°兩種。（3）人字齒輪插齒刀加工無空刀槽的人字齒輪，

有Φ100、150、180,β為30°。（六）、磨料與磨具砂輪磨料＋結(jié)合劑砂輪特性決定于五要素：磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織。1、磨料

鋒利的形狀、高硬度和熱硬性、適當(dāng)?shù)膱皂g性（1）.氧化物系（剛玉類，主要成份Al2O3）①棕剛玉（A）韌，硬度低，磨碳素鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵②白剛玉（WA）韌性低、硬，磨淬火鋼、高速鋼、高碳鋼③鉻剛玉（PA）韌，硬度低，Ra小，磨高速鋼、不銹鋼等

（2）.碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）①黑色碳化硅（C）韌性低、硬度高，磨鑄鐵、黃銅等脆材②綠色碳化硅(GC)韌性差、更硬，磨Y合金、陶瓷、玻璃等

（3）.超硬磨料

人造金剛石（D）、立方氮化硼（CBN）2、粒度

以剛能通過的那一號篩網(wǎng)的網(wǎng)號來表示磨料的粒度，如60＃微粉：磨粒的直徑＜40um時，如W20磨粒尺寸在20～14um

粗磨用粗粒度，精磨用細(xì)粒度；當(dāng)工件材料軟，塑性大，磨削面積大時，采用粗粒度，以免堵塞砂輪燒傷工件。3、結(jié)合劑（1）.陶瓷結(jié)合劑（V）化學(xué)穩(wěn)定性好、耐熱、耐腐蝕、價廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，線速度一般為35m/s。（2）.樹脂結(jié)合劑（B）強(qiáng)度高彈性好，耐沖擊，適于高速磨或切槽切斷等工作，但耐腐蝕耐熱性差

(300℃)，自銳性好。（3）.橡膠結(jié)合劑（R）強(qiáng)度高彈性好，耐沖擊，適于拋光輪、導(dǎo)輪及薄片砂輪，但耐腐蝕耐熱性差

(200℃)，自銳性好。（4）.金屬結(jié)合劑（M）青銅、鎳等，強(qiáng)度韌性高，成形性好，