機(jī)械加工工藝培訓(xùn)

研發(fā)部培訓(xùn)平臺(tái)

2010年元月

前言

部門(mén)現(xiàn)有設(shè)計(jì)中，不僅在打樣過(guò)程中經(jīng)常會(huì)有一些加工工藝性的問(wèn)題，也有很多歸檔轉(zhuǎn)產(chǎn)的零件存在加工困難的情況，不僅影響開(kāi)發(fā)進(jìn)度和量產(chǎn)，也影響結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量。“一次做好，次次做對(duì)”，所以當(dāng)收到外觀工程師發(fā)來(lái)的外觀效果圖時(shí)，各工程師需要對(duì)產(chǎn)品首先進(jìn)行模具成型及后加工的工藝分析，以避免產(chǎn)品先天**。

  編寫(xiě)《機(jī)械加工工藝培訓(xùn)》目的，就是為了方便工程師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)清楚一些常用的、基本的、關(guān)鍵的加工工藝知識(shí)，更好地保證工程師設(shè)計(jì)出的零件有較好的加工工藝性，統(tǒng)一結(jié)構(gòu)要素，減少不必要的開(kāi)模，加快加工進(jìn)度，降低加工成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本來(lái)機(jī)械加工工藝知識(shí)是機(jī)械行業(yè)，特別是我司五金研發(fā)部設(shè)計(jì)、制造、管理人員所必備的知識(shí)。

   為熟悉和解決加工工藝問(wèn)題的方法，掌握加工工藝方面的基本理論和基本知識(shí)，了解機(jī)械加工方面的發(fā)展，結(jié)合我司現(xiàn)場(chǎng)的工藝設(shè)備重點(diǎn)介紹車(chē)削、鉆削、銑削加工工藝過(guò)程的主要問(wèn)題。

由于時(shí)間和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有限，培訓(xùn)資料中錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)大家批評(píng)指正，希望經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的實(shí)踐檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)將來(lái)補(bǔ)充、修訂、完善之后，能夠成為一部非常實(shí)用的培訓(xùn)教程參考書(shū)，對(duì)我們的設(shè)計(jì)工作起到很好的指導(dǎo)作用。考慮培訓(xùn)資料手冊(cè)的篇幅和實(shí)用性，以及我們的設(shè)計(jì)主要是五金鑄造類(lèi)零件設(shè)計(jì)，因此，本培訓(xùn)資料機(jī)加工藝主要以車(chē)、鉆、銑等為主。

                                                            編者  俞群華

                                                      2010年元月于九牧研發(fā)部

**節(jié)  機(jī)械加工工藝規(guī)程概述

§1.1基礎(chǔ)知識(shí)和術(shù)語(yǔ)

1.1.1 工藝過(guò)程  改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程。

1.1.2 工藝過(guò)程的組成  由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成的。工序是工藝過(guò)程的基本組成單位，也是生產(chǎn)組織和計(jì)劃的基本單元。工序又可細(xì)劃分若干個(gè)安裝、工位、工步等，見(jiàn)圖1.1-1。它們的含義見(jiàn)表1.1-1。

圖1.1-1 工藝過(guò)程的組成

表1.1-1  工藝過(guò)程各組成部分的含義

§1.2 組成部分的區(qū)別  

1.2.1 區(qū)分工序的主要依據(jù)  是工作地（或設(shè)備）是否變動(dòng)和完成的那一部分工藝內(nèi)容是否連續(xù)。圖1.2-1所示的圓盤(pán)零件，單件小批生產(chǎn)時(shí)其加工工藝過(guò)程如表1.2-1所示；成批生產(chǎn)時(shí)其加工工藝過(guò)程如表1.2-2所示。

表1.2-1  圓盤(pán)零件單件小批機(jī)械加工工藝過(guò)程

表1.2-2 圓盤(pán)零件成批機(jī)械加工工藝過(guò)程

由表1.2-1可知，該零件的機(jī)械加工分車(chē)削和鉆削兩道工序。因?yàn)閮烧叩牟僮鞴と恕C(jī)床及加工的連續(xù)性均已發(fā)生變化。而在車(chē)削加工序中，雖然含有多個(gè)加工表面和多種加工方法（如車(chē)、鉆等），其劃分工序的要素未改變，故屬同一工序。而表1.2-2分為四道工序。雖然工序1與工序2同為車(chē)削，但考慮質(zhì)量和效率等方面的因素分為兩臺(tái)機(jī)器加工，故加工的連續(xù)性已變化，因此應(yīng)為兩道工序；同樣工序4修邊口銳邊及毛刺，因?yàn)閳?chǎng)地和使用設(shè)備均發(fā)生變化，因此也應(yīng)作為另一道工序。由此可見(jiàn)工序不僅是組成工藝過(guò)程的基本單元，也是制訂時(shí)間定額，配備工人，安排作業(yè)和進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的基本單元。

1.2.2 工步與走刀 為了便于分析和描述工序的內(nèi)容,工序還可以進(jìn)一步劃分工步。一個(gè)工序可以包括幾個(gè)工步，也可以只有一個(gè)工步。如表1.2-1中的工序1。在安裝Ⅰ中進(jìn)行車(chē)大端面、車(chē)外圓、鉆φ20孔、倒角等加工，由于加工表面和使用刀具的不同，即構(gòu)成四個(gè)工步。

   一般來(lái)多，構(gòu)成工步的任一要素（加工表面、刀具及加工連續(xù)性）改變后，即成為另一個(gè)工步。但下面指出一些的情況應(yīng)視為一個(gè)工步：

(1)對(duì)于那些一次裝夾中連續(xù)進(jìn)行的若干相同的工步應(yīng)視為一個(gè)工步。如圖1.2-1零件上級(jí)三個(gè)φ8孔鉆削。可以作為一個(gè)工步。鉆3-φ8。

(2)為了提高生產(chǎn)效率，有時(shí)用幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)表面，此時(shí)也應(yīng)視為一個(gè)工步，

稱(chēng)為復(fù)合工步。如圖1.2-2的加工方案。

   在一個(gè)工步內(nèi)，若被加工表面切去的金屬層很厚，需分幾次切削，則每進(jìn)行一次切削就是一次走刀。一個(gè)工步可以包括一次走刀或幾次走刀。

1.2.3 安裝與工位  工件在加工前，在機(jī)床或夾具上先占據(jù)一正確位置（定位），然后再夾緊的過(guò)程稱(chēng)為裝夾。工件（或裝配單元）經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序內(nèi)容稱(chēng)為安裝。在一道工序中可以有一個(gè)或多個(gè)安裝。表1.2-1中工序1即有兩個(gè)安裝，而工序2有一個(gè)安裝。工件加工應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，因?yàn)槎嘁淮窝b夾就多一次裝夾誤差，而且增加了輔助時(shí)間。因此生產(chǎn)中常用各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移動(dòng)夾具等，以便在工件一次裝夾后，可使其處于不同的位置加工。為完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾工件后，工件(或裝配單元)與夾具或設(shè)備固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置,稱(chēng)為工位。

   圖1.2-3所示為一種利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在一次裝夾后順序完成裝卸工件、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔四個(gè)工位加工的實(shí)例。

§1.3 工藝規(guī)程及其制訂

1.3.1 工藝規(guī)程   規(guī)定產(chǎn)品或零件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。

1.3.2 制定工藝規(guī)程的原則  保證圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)效率高，勞動(dòng)條件良好。

1.3.3 制定工藝規(guī)程的原始材料  產(chǎn)品裝配圖及零件圖；產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類(lèi)型；原材料及毛坯的生產(chǎn)水平；現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件(機(jī)床設(shè)備與工藝裝備、工人技術(shù)水平等)；國(guó)內(nèi)外有關(guān)工藝、技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。

1.3.4 制定工藝規(guī)程的程序  計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型；分析產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝審查；確定毛坯的種類(lèi)、形狀、尺寸及精度；擬定工藝路線(xiàn)（劃分工藝過(guò)程的組成、選擇定位基準(zhǔn)、選擇零件表面的加工方法、安排加工順序、選擇機(jī)床設(shè)備等）；進(jìn)行工序設(shè)計(jì)（確定各工序加工佘量、切削用量、工序尺寸及公差，選擇工藝裝備，計(jì)算時(shí)間定額等）；確定工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法，填寫(xiě)工藝文件。

§1.4 生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類(lèi)型

1.4.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)  企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計(jì)算：

Ｎ＝Ｑn（1+α+β）

式中   N—零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件／年）；

　　  Q—機(jī)器產(chǎn)品年產(chǎn)量（臺(tái)／年）

ｎ—每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件／臺(tái)）；

　　  α—備品的百分率；

β—廢品的百分率

1.4.2 生產(chǎn)類(lèi)型  企業(yè)（或車(chē)間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi)。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品特征（即產(chǎn)品屬于重型、中型或輕型零件）、年生產(chǎn)綱領(lǐng)、批量以及投入生產(chǎn)的連續(xù)性，一般分為三種生產(chǎn)類(lèi)型，即單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。

1.4.3 生產(chǎn)批量   一次投入或產(chǎn)出的同一產(chǎn)品（或零件）的數(shù)量。

   生產(chǎn)類(lèi)型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系見(jiàn)表1.4-1,各種生產(chǎn)類(lèi)型的特點(diǎn)見(jiàn)表1.4-2。

表1.4-1 生產(chǎn)類(lèi)型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系

表1.4-2 生產(chǎn)類(lèi)型的工藝特點(diǎn)

**節(jié)  零件的工藝分析

§2.1 審查零件圖樣和產(chǎn)品的裝配圖

制訂工藝規(guī)程時(shí)，通過(guò)分析零件圖樣和部件的裝配圖，主要是明確被加工零件在產(chǎn)品中的位置與作用，找出該零件上有多少主要加工表面，找出該零件主要的技術(shù)要求和加工中的關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題，了解各項(xiàng)公差與技術(shù)要求制定的依據(jù)，在編制工藝過(guò)程中,有針對(duì)性的解決這些問(wèn)題。

具體內(nèi)容包括：

(1)審查零件圖的視圖、尺寸、公差和技術(shù)條件等是否完整。

(2)審查各項(xiàng)技術(shù)要**否合理。

(3)審查零件材料及熱處理選用是否合適。

§2.2 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿(mǎn)足使用要求的前提下，制造的方便性、可行性和經(jīng)濟(jì)性。即零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)方便于加工時(shí)工件的裝夾、對(duì)刀、測(cè)量，可以提高切削效率等。結(jié)構(gòu)工藝性不好會(huì)使加工困難，浪費(fèi)材料和工時(shí)，有時(shí)甚至無(wú)法加工。所以應(yīng)該對(duì)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝性審查，如發(fā)現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)不合理之處．應(yīng)與有關(guān)設(shè)計(jì)人員一起分析，按規(guī)定手續(xù)對(duì)圖樣進(jìn)行必要的修改及補(bǔ)充。表2.2-1所示為便于加工零件結(jié)構(gòu)示例

表2.2-1 零件機(jī)械加工工藝性實(shí)例

§2.3 數(shù)控加工對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性的影響

數(shù)控加工的特點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，加工精度高，對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)，可以與計(jì)算機(jī)通訊（DNC），實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造一體化。因此數(shù)控加工對(duì)傳統(tǒng)的零件結(jié)構(gòu)工藝性衡量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生了很大影響，在下列情況下采用數(shù)控加工，其工藝性是好的：

(1) 單件小批生產(chǎn)的零件的加工，成批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序的加工。

(2) 加工精度高，具有形狀復(fù)雜的曲線(xiàn)或曲面的零件加工。

(3) 需要多次改型設(shè)計(jì)的零件的加工。

(4) 需要鉆、鏜、鉸、攻絲及銑削多個(gè)工步加工的工件，如箱體零件的加工。

(5) 價(jià)值高的零件。

(6) 進(jìn)行精密復(fù)制的零件的加工。

(7) 用通用機(jī)床加工時(shí)，需要復(fù)雜的專(zhuān)用夾具或需要很長(zhǎng)的調(diào)整時(shí)間的零件的加工。

零件的外形、內(nèi)腔*好是采用統(tǒng)一的幾何形狀和尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還有可能應(yīng)用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長(zhǎng)度。例如圖2.3-1 a)所示，有的數(shù)控機(jī)床有對(duì)稱(chēng)加工的功能,編程時(shí)對(duì)于一些對(duì)稱(chēng)零件，例如圖2.3-1 b)所示的零件，只需編其半邊的程序,這樣可以節(jié)省許多編程時(shí)間。

第三節(jié)  毛坯的選擇

§3.1 選擇毛坯應(yīng)考慮的因素

3.1.1 零件的力學(xué)性能要求 相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力學(xué)性能有所不同。鑄鐵件的強(qiáng)度，離心澆注，壓力澆注，金屬型澆注，砂型澆注的鑄件依次遞減；鋼質(zhì)零件的鍛造毛坯，其力學(xué)性能高于鋼質(zhì)捧料和鑄鋼件。

3.1.2 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外廓尺寸 直徑相差不大的階梯軸宜采用捧料，相差較大時(shí)宜采用鍛件。形狀復(fù)雜、力學(xué)性能要求不高可采用鑄鋼件。形狀復(fù)雜和薄壁的毛坯不宜采用金屬型鍛造。尺寸較大毛坯，不宜采用模鍛，壓鑄和精鑄，多采用砂型鑄造和自由鍛造。外形復(fù)雜的小零件宜采用精密鑄造方法，以避免機(jī)械加工。

3.1.3 生產(chǎn)綱領(lǐng)和批量 生產(chǎn)綱領(lǐng)大時(shí)宜采用高精度與高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，生產(chǎn)綱領(lǐng)小時(shí)，宜采用設(shè)備投資小的毛坯制造方法。

3.1.4 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件和發(fā)展 應(yīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和論證。

§3.2 常用的毛坯類(lèi)型

3.2.1 冷沖件 指各種不同型號(hào)、不同厚度的金屬板形料，根據(jù)零件幾何形狀的具體要求制作相應(yīng)的模具、模塊，用沖壓機(jī)將其沖制成各種類(lèi)型的零件毛坯，即為冷沖件。

3.2.2 鑄件 將熔融金屬澆入鑄型，凝固后所得到的金屬毛坯。適用于形狀比較復(fù)雜，所用材料又具備可鑄性的零件。鑄件的材料可以是鑄鐵、鑄鋼或有色金屬。表3.2-1 所示為例鑄件與鍛件毛坯制造方法的工藝特點(diǎn)。

3.2.3 鍛件　金屬材料經(jīng)過(guò)鍛造變形而得到的毛坯。適用于力學(xué)性能要求高，材料（鋼材）又具有可鍛性，形狀比較簡(jiǎn)單的零件。生產(chǎn)批量大時(shí)，可用模鍛代替自由鍛。表3.2-1 所示為例鑄件與鍛件毛坯制造方法的工藝特點(diǎn)。

表3.2-1鑄件與鍛件毛坯制造方法的工藝特點(diǎn)

3.2.4 型材　各種熱軋和冷拉的圓鋼、板材、異型材等，適用于形狀簡(jiǎn)單的、尺寸較小的零件。

3.2.5 焊接件 是將各種金屬零件用焊接的方法，而得到的結(jié)合件。在單件小批生產(chǎn)中，用焊接件制作大件毛坯，可以縮短生產(chǎn)周期。

第四節(jié)  定位基準(zhǔn)的選擇

§4.1 定位基準(zhǔn)種類(lèi) 

4.1.1 基準(zhǔn) 用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線(xiàn)、面。

4.1.2 定位基準(zhǔn) 加工中用來(lái)使工件在機(jī)床或夾具上定位的所依據(jù)的工件上的點(diǎn)、線(xiàn)、面。按工件上用作定位的表面狀況把定位基準(zhǔn)分為:

(1)粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)  在零件加工的**道工序，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱(chēng)為粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)是用工件上未經(jīng)加工的表面定位。而利用工件上已加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)面，稱(chēng)為精基準(zhǔn)。

(2)輔助基準(zhǔn)  零件設(shè)計(jì)圖中某不要求加工的表面，有時(shí)為了工件裝夾的需要，而專(zhuān)門(mén)將其加工作為定位用；或者為了定位需要，加工時(shí)有意提高了零件設(shè)計(jì)精度的表面，這種表面不是零件上的工作表面，只是由于工藝需要而加工的基準(zhǔn)面，稱(chēng)為輔助基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)。

零件的加工過(guò)程是首先用粗基準(zhǔn)定位，加工出精基準(zhǔn)表面；然后采用精基準(zhǔn)定位，加工零件的其它表面。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，首先考慮用那一組精基準(zhǔn)定位加工出工件的主要表面，然后確定用怎樣的粗基準(zhǔn)定位加工出精基準(zhǔn)的表面。

§4.2 粗基準(zhǔn)的選擇

4.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇影響  一是影響工件上加工表面與不加工表面的相互位置，二是影響加工余量的分配。

4.2.2 粗基準(zhǔn)的選擇原則

(1)對(duì)于同時(shí)具有加工表面和不加工表面的零件，當(dāng)必須保證其不加工表面與加工表面的相互位置時(shí)，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。如果零件上有多個(gè)不加工表面，應(yīng)選擇其中與加工表面相互位置要求高的表面為粗基準(zhǔn)。

(2)對(duì)于有較多加工表面的工件，粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能合理分配加工余量。合理分配加工余量指：a)若工件必須首先保證某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。

b)選擇毛坯上余量*小的表面為粗基準(zhǔn)，以保證各加工表面都有足夠加工余量。

(3)作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡量平整，不應(yīng)有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，這樣可減少定位誤差，并使工件夾緊可靠。

(4)為保證重要加工面的余量均勻，應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。

(5)應(yīng)避免重復(fù)使用粗基準(zhǔn)，在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)只準(zhǔn)使用一次。因?yàn)榇只鶞?zhǔn)是毛坯表面，定位誤差大，兩次以同一粗基準(zhǔn)裝夾下加工出的各表面之間會(huì)有較大的位置誤差。

§4.3 精基準(zhǔn)的選擇

4.3.1精基準(zhǔn)的選擇考慮 選擇精基準(zhǔn)主要應(yīng)從保證工件的位置精度和裝夾方便這兩方面來(lái)考慮。

4.3.2 精基準(zhǔn)的選擇原則

(1)基準(zhǔn)重合原則　應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這一原則稱(chēng)為基準(zhǔn)重合原則。

(2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則　當(dāng)零件需要多道工序加工時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中選擇同一組精基準(zhǔn)定位，稱(chēng)為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。

(3)自為基準(zhǔn)原則　有時(shí)精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，則應(yīng)以加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為自為基準(zhǔn)原則。如拉孔、鉸孔、研磨、無(wú)心磨等。

(4)互為基準(zhǔn)原則　某個(gè)工件上有兩個(gè)相互位置精度要求很高表面，采用工件上的這兩個(gè)表面互相作為定位基準(zhǔn)，反復(fù)加工另一表面，稱(chēng)為互為基準(zhǔn)。

(5)所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確，裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適用。

第五節(jié) 工藝路線(xiàn)的選擇

§5.1 工序順序的確定

5.1.1確定工序順序考慮  精基準(zhǔn)的選擇在選定零件各表面加工方法和加工時(shí)的定位基準(zhǔn)之后，要把對(duì)零件的加工分散到各工序中去完成，確定工藝路線(xiàn)中各工序的內(nèi)容和工序的順序，這時(shí)須考慮兩個(gè)問(wèn)題：一是加工階段的劃分，二是機(jī)械加工順序的安排。

5.1.2劃分加工階段的原則  將工藝路線(xiàn)劃分為幾個(gè)加工階段，會(huì)增加工序數(shù)目，從而增加加工成本。因此在工件剛度高，工藝路線(xiàn)不劃分階段也能夠保證加工精度的情況下，就不應(yīng)該劃分加工階段，即在一個(gè)工序內(nèi)連續(xù)完成某一表面的粗、半精和精加工工步。例如重型零件的加工中，為減少工件的運(yùn)輸和裝夾，常在一次裝夾中完成某些表面的加工。數(shù)控加工中因其設(shè)備的剛度高、功率大、精度高，常不劃分加工階段，通常加工中心就是在一次裝夾下完成工件多個(gè)表面的粗加工、半精加工和精加工工步，達(dá)到零件的設(shè)計(jì)尺寸要求。

5.1.3加工階段的劃分 在加工較高精度的工件時(shí)，如工序數(shù)較多，可把工件各表面的粗加工工序集中起來(lái)，安排工序順序時(shí)，首先加工，稱(chēng)為粗加工階段；然后集中進(jìn)行各表面的半精加工工序，稱(chēng)為半精加工階段；*后集中完成各表面的精加工工序，稱(chēng)為精加工階段。即把工藝路線(xiàn)分成幾個(gè)加工階段，各加工階段的作用是：

(1)粗加工階段　高效率地去除各加工表面上的大部分余量，并為半精加工提供精度準(zhǔn)備和表面粗糙度的準(zhǔn)備。粗加工階段所能達(dá)到的精度較低，表面粗糙度大，要求粗加工中能夠有高的生產(chǎn)率。

(2)半精加工階段　目的是消除主要表面上經(jīng)粗加工后留下的加工誤差，使其達(dá)到一定的精度，為進(jìn)一步精加工做準(zhǔn)備，同時(shí)完成一些次要表面的加工。

(3)精加工階段　該階段中的加工余量和切削用量都很小，其主要任務(wù)是保證工件的主要表面的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度。

(4)光整加工階段　包括珩磨、超精加工、鏡面磨削等光整加工方法，其加工余量極小，主要目的是進(jìn)一步提高尺寸精度和減小表面粗糙度，一般不能用于糾正位置誤差。

5.1.4機(jī)械加工順序的安排 機(jī)械加工順序應(yīng)該遵循下述原則：

(1)先加工基準(zhǔn)面，后加工其他面；即先用粗基準(zhǔn)定位加工精基準(zhǔn)表面，為其他表面的加工提供可靠的定位基準(zhǔn)，然后再用精基準(zhǔn)定位加工其他表面。

(2)先加工平面后加工孔；箱體零件一般先以主要孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔系。

(3)先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

(4)先加工主要表面，后加工次要表面；零件的主要表面是加工精度和表面質(zhì)量要求高的表面，它的工序較多，其加工質(zhì)量對(duì)零件質(zhì)量影響大，因此先加工。

§5.2 工序的組合

5.2.1工序的組合 在一個(gè)工序中安排多個(gè)工步，所以在確定加工順序后，還要把工步序列進(jìn)行適當(dāng)組合，以形成以工序?yàn)閱挝坏墓に囘^(guò)程。在工序的組合中，主要要考慮以下兩個(gè)方面。

5.2.2確定工序內(nèi)容 確定一個(gè)工序所包括的若干工步，需要考慮這幾個(gè)工步是否能在同一機(jī)床上加工；是否需要在一次安裝中加工，以保證相互位置精度。幾個(gè)工步能在同一機(jī)床完成是它們能被組合成一個(gè)工序的先決條件。此外，零件的一組表面在一次安裝中加工，可以保證這些表面間的相互位置精度。所以對(duì)于有較高位置精度要求的一組表面，應(yīng)安排在一個(gè)工序內(nèi)加工。

5.2.3工序的集中與分散 如何確定零件工藝過(guò)程中的工序數(shù)目，就是工序的集中與分散問(wèn)題。如果一個(gè)零件的加工集中在少數(shù)工序內(nèi)完成，每道工序加工內(nèi)容多，稱(chēng)為工序集中。反之，稱(chēng)為工序分散。工序集中使得工藝路線(xiàn)短，減少了工件的裝夾次數(shù)，即可提高生產(chǎn)率，又有利于保證加工表面的位置精度，降低生產(chǎn)成本。工序分散便于采用簡(jiǎn)單的加工設(shè)備和工藝裝備，加工調(diào)整容易，可采用*合理的切削用量，便于劃分加工階段。在擬定工藝路線(xiàn)時(shí)，通常單件小批生產(chǎn)多采用工序集中。

§5.3 輔助工序的安排

5.3.1輔助工序  包括去毛刺、倒棱、清洗、防銹、檢驗(yàn)等工序。其中檢驗(yàn)工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量的有效措施之一，檢驗(yàn)工序一般可安排在：關(guān)鍵工序前后；零件從一個(gè)車(chē)間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車(chē)間加工前后；粗加工階段結(jié)束后；零件全部加工完畢后。應(yīng)該注意的是某一工序后面不再有去毛刺工序時(shí)，本工序產(chǎn)生的毛刺應(yīng)由本工序去除。

§5.4 零件表面加工方法的選擇

5.4.1加工經(jīng)濟(jì)精度和加工經(jīng)濟(jì)表面粗糙度  一種加工方法能夠保證的加工精度有一個(gè)相當(dāng)大的范圍，但如果要求它保證的加工精度過(guò)高，需要采取的一些特殊的工藝措施，加工成本隨之加大。一種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人，不延長(zhǎng)加工時(shí)間）所能保證的加工精度。各種加工方法達(dá)到的加工經(jīng)濟(jì)精度和加工經(jīng)濟(jì)表面粗糙度可查閱各種金屬切削加工工藝手冊(cè)。

5.4.2典型表面的加工路線(xiàn)  機(jī)械零件是由一些簡(jiǎn)單的幾何表面如外圓柱、孔、平面等組合而成的，因此零件的工藝路線(xiàn)就是這些表面加工路線(xiàn)的恰當(dāng)組合，表5.3-1、表5.3-2和表5.3-3分別是外圓柱、孔、平面的典型加工路線(xiàn)，供選用時(shí)參考。

表5.3-1　外圓柱面的加工路線(xiàn)

表5.3-2　孔的加工路線(xiàn)

表5.3-3　平面的加工路線(xiàn)

第六節(jié) 機(jī)床的選擇

§6.1機(jī)床的選擇

6.1.1普通機(jī)床的選擇考慮  要考慮以下幾個(gè)方面：

(1)機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與工件的外形輪廓尺寸相適應(yīng)，即小工件應(yīng)選小型機(jī)床加工，大工件應(yīng)選大型機(jī)床加工，合理使用設(shè)備。

(2)機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)。

(3)機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)。盡量利用工廠現(xiàn)有的機(jī)床設(shè)備。

6.1.2數(shù)控機(jī)床的選擇  選擇數(shù)控機(jī)床作為工序中的加工設(shè)備，稱(chēng)為數(shù)控加工。數(shù)控加工方法是根據(jù)被加工零件圖樣和工藝要求，編制成加工程序，由加工程序控制數(shù)控機(jī)床并自動(dòng)加工出工件。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。但是數(shù)控機(jī)床的初始投資費(fèi)用比較大，在選用數(shù)控機(jī)床加工時(shí)要充分考慮其經(jīng)濟(jì)效益。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床適用于加工零件較復(fù)雜、精度要求高、產(chǎn)品更新快、生產(chǎn)周期要求短的場(chǎng)合。

§6.2工藝裝備的選擇  

6.2.1工藝裝備  指零件的制造過(guò)程中的所用各種工具的總稱(chēng)，包括夾具、刀具、量具和輔具。

6.2.2夾具的選擇  所用夾具應(yīng)與生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)。單件小批生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇通用夾具。如各種通用卡盤(pán)、平口虎鉗、分度頭、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。也可使用組合夾具。中批生產(chǎn)可以選用通用夾具、專(zhuān)用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具。大批大量生產(chǎn)應(yīng)盡量使用高產(chǎn)效率的專(zhuān)用夾具，如氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)夾具。此外夾具的精度應(yīng)能滿(mǎn)足加工精度的要求。

6.2.3夾具、輔具的選擇  一般應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)也可選用高效率的復(fù)合刀具和專(zhuān)用刀具。所用刀具的類(lèi)型、規(guī)格和精度應(yīng)能滿(mǎn)足加工要求。機(jī)床輔具是用以連結(jié)刀具與機(jī)床的工具，如刀柄、接桿、夾頭等。一般要根據(jù)刀具和機(jī)床結(jié)構(gòu)選擇輔具，盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)輔具。

6.2.4量具的選擇  單件小批生產(chǎn)應(yīng)選用通用量具，如游標(biāo)卡尺、千分表等。大批大量生產(chǎn)時(shí)盡量選用極限量規(guī)、高效專(zhuān)用檢具。

第七節(jié) 鉆削加工

§7.1鉆削歷史與發(fā)展

人類(lèi)認(rèn)識(shí)和使用鉆頭的歷史可以上溯到史前時(shí)代。燧人氏“鉆木取火”所使用的石鉆，可以看作*原始的鉆頭。現(xiàn)代工業(yè)加工中廣泛使用的麻花鉆（俗稱(chēng)鉆頭），是一種形狀復(fù)雜的實(shí)工件孔加工刀具，誕生于一百多年前。現(xiàn)在，全世界每年消耗的各類(lèi)鉆頭數(shù)以?xún)|計(jì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)，機(jī)械加工中鉆孔工序的比重約占50%；而在飛機(jī)制造業(yè)，鉆孔工序所占的比重則更高。盡管鉆頭的使用如此廣泛，但眾所周知，鉆削加工也是*復(fù)雜的機(jī)械加工方法之一。正因?yàn)槿绱耍藗円恢敝铝τ阢@頭的改進(jìn)和鉆削過(guò)程的研究。

§7.2鉆削工藝

7.2.1鉆削  用各種鉆頭進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔或锪孔的切削加工。具體含義如下：

(1)鉆孔是用麻花鉆、扁鉆或中心孔鉆等在實(shí)體材料上鉆削通孔或盲孔。

(2)擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)大工件上預(yù)制孔的孔徑。

(3)锪孔是用锪孔鉆在預(yù)制孔的一端加工沉孔、錐孔、局部平面或球面等，以便安裝緊固件。

7.2.2鉆削方式  主要有以下兩種方式：

(1)工件不動(dòng)，鉆頭作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向進(jìn)給，這種方式一般在鉆床、鏜床、加工中心或組合機(jī)床上應(yīng)用。

(2)工件旋轉(zhuǎn)，鉆頭僅作軸向進(jìn)給，這種方式一般在車(chē)床或深孔鉆床上應(yīng)用。

麻花鉆的鉆孔孔徑范圍為0.05～100mm，采用扁鉆可達(dá)125mm。對(duì)于孔徑大于100mm的孔，一般先加工出孔徑較小的預(yù)制孔(或預(yù)留鑄造孔)，而后再將孔徑鏜削到規(guī)定尺寸。 

鉆削時(shí)，鉆削速度v是鉆頭外徑的圓周速度(米/分)；進(jìn)給量f是鉆頭(或工件)每轉(zhuǎn)鉆入孔中的軸向移動(dòng)距離(mm/r)。圖7.2-1是麻花鉆的鉆削要素，由于麻花鉆有兩個(gè)刀齒，故每齒進(jìn)給量af=f/2(mm/齒)。切削深度ap有兩種：鉆孔時(shí)按鉆頭直徑d的一半計(jì)算；擴(kuò)孔時(shí)按(d-d0)/2計(jì)算，其中d0為預(yù)制孔直徑。每個(gè)刀齒切下的切屑厚度a0=afsinKr，單位為mm。式中Kr為鉆頭頂角的一半。使用高速鋼麻花鉆鉆削鋼鐵材料時(shí)，鉆削速度常取16～40

米/分，用硬質(zhì)合金鉆頭鉆孔時(shí)速度可提高1倍。

鉆削過(guò)程中，麻花鉆頭有兩條主切削刃和一條橫刃，俗稱(chēng)“一尖(鉆心尖)三刃”，參與切削工作，它是在橫刃嚴(yán)重受擠和排屑不利的半封閉狀態(tài)下工作，所以加工的條件比車(chē)削或其他切削方法更為復(fù)雜和困難，加工精度較低，表面較粗糙。鉆削鋼鐵材料的精度一般為IT13～10，表面粗糙度為Ra20～1.25µm，擴(kuò)孔精度可達(dá)IT10～9，表面粗糙度為Ra10～0.63µm。鉆削加工的質(zhì)量和效率很大程度上決定于鉆頭切削刃的形狀。在生產(chǎn)中往往用修磨的方法改變麻花鉆頭切削刃的形狀和角度以減少切削阻力，提高鉆削性能，中國(guó)的群鉆就是采用這種方法創(chuàng)制出來(lái)的。 

當(dāng)鉆孔的深度l與直徑d之比大于6時(shí)，一般視為深孔鉆削。鉆削深孔的鉆頭細(xì)長(zhǎng)，剛度差，鉆削時(shí)鉆頭容易偏斜并與孔壁發(fā)生摩擦，同時(shí)對(duì)鉆頭的冷卻和排屑也較困難。因此，當(dāng)l/d大于20時(shí)需要采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的深孔鉆，并輸入一定流量和壓力的切削液加以冷卻和把切屑沖刷出來(lái)，才能達(dá)到較高的鉆削質(zhì)量和效率。 

7.2.3鉆頭  用以在實(shí)體材料上鉆削出通孔或盲孔，并能對(duì)已有的孔擴(kuò)孔的刀具。常用的鉆頭主要有麻花鉆、扁鉆、中心鉆、深孔鉆和套料鉆。擴(kuò)孔鉆和锪鉆雖不能在實(shí)體材料上鉆孔，但習(xí)慣上也將它們歸入鉆頭一類(lèi)。各類(lèi)鉆頭具體形狀如圖7.2-2所示。

(1)麻花鉆是應(yīng)用*廣的孔加工刀具。通常直徑范圍為0.25～80mm。它主要由工作部分和柄部構(gòu)成。工作部分有兩條螺旋形的溝槽，形似麻花，因而得名。為了減小鉆孔時(shí)導(dǎo)向部分與孔壁間的摩擦，麻花鉆自鉆尖向柄部方向逐漸減小直徑呈倒錐狀。麻花鉆的螺旋角主要影響切削刃上前角的大小、刃瓣強(qiáng)度和排屑性能，通常為25°～32°。螺旋形溝槽可用銑削、磨削、熱軋或熱擠壓等方法加工，鉆頭的前端經(jīng)刃磨后形成切削部分。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的切削部分頂角為118°，橫刃斜角為40°～60°，后角為8°～20°。由于結(jié)構(gòu)上的原因，前角在外緣處大 向中間逐漸減小，橫刃處為負(fù)前角(可達(dá)-55°左右)，鉆削時(shí)起擠壓作用。為了改善麻花鉆的切削性能，可根據(jù)被加工材料的性質(zhì)將切削部分修磨成各種形狀(如群

鉆)。麻花鉆的柄部形式有直柄和錐柄兩種，加工時(shí)前者夾在鉆夾頭中，后者插在機(jī)床主軸或尾座的錐孔中。一般麻花鉆用高速鋼制造。 焊硬質(zhì)合金刀片或齒冠的麻花鉆適于加工鑄鐵、淬硬鋼和非金屬材料等，整體硬質(zhì)合金小麻花鉆用于加工儀表零件和印刷線(xiàn)路板等。圖7.2-3所示為麻花鉆具體結(jié)構(gòu)。

(2)扁鉆的切削部分為鏟形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，切削液容易導(dǎo)入孔中，但切削和排屑性能較差。扁鉆的結(jié)構(gòu)有整體式和裝配式兩種。整體式主要用于鉆削直徑0.03～0.5mm的微孔。裝配式扁鉆刀片可換，可采用內(nèi)冷卻，主要用于鉆削直徑25～500mm的大孔。

(3)深孔鉆通常是指加工孔深與孔徑之比大于6的孔的刀具。常用的有槍鉆、BTA深孔鉆、噴射鉆、DF深孔鉆等。套料鉆也常用于深孔加工。 

擴(kuò)孔鉆有3～4個(gè)刀齒，其剛性比麻花鉆好，用于擴(kuò)大已有的孔并提高加工精度和光潔度。 

(4)锪鉆有較多的刀齒，以成形法將孔端加工成所需的形狀，用于加工各種沉頭螺釘?shù)某令^孔，或削平孔的外端面。 

(5)中心鉆供鉆削軸類(lèi)工件的中心孔用，它實(shí)質(zhì)上是由螺旋角很小的麻花鉆和锪鉆復(fù)合而成，故又稱(chēng)復(fù)合中心鉆。

§7.3鉆床 

7.3.1鉆床系統(tǒng) 指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工精度相對(duì)較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)行攻絲等加工。

7.3.2 鉆床類(lèi)型 可分為下列：

(1)臺(tái)式鉆床：可安放在作業(yè)臺(tái)上，主軸垂直布置的小型鉆床。

(2)立式鉆床：主軸箱和工作臺(tái)安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。

(3)搖臂鉆床：搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)、升降，通常主軸箱可在搖臂上作水平移動(dòng)的鉆床。它適用于大件和不同方位孔的加工。

(4)銑鉆床：工作臺(tái)可縱橫向移動(dòng)，鉆軸垂直布置，能進(jìn)行銑削的鉆床。

(5)深孔鉆床：使用特制深孔鉆頭，工件旋轉(zhuǎn)，鉆削深孔的鉆床。

(6)平端面中心孔鉆床：切削軸類(lèi)端面和用中心鉆加工的中心孔鉆床。

(7)臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動(dòng)的鉆床。

(8)多軸鉆床：立體鉆床，有多個(gè)可用鉆軸，可靈活調(diào)節(jié)。

7.3.3鉆床操作規(guī)程 認(rèn)真執(zhí)行《金屬切削機(jī)床通用操作規(guī)程》有關(guān)規(guī)定；在工作中認(rèn)真做到：

(1)操作前要穿緊身防護(hù)服，袖口扣緊，上衣下擺不能敞開(kāi)，嚴(yán)禁戴手套，不得在開(kāi)動(dòng)的機(jī)床旁穿、脫換衣服，或圍布于身上，防止機(jī)器絞傷。必須戴好**帽，辮子應(yīng)放入帽內(nèi)，不得穿裙子、拖鞋。 

(2)開(kāi)車(chē)前應(yīng)檢查機(jī)床傳動(dòng)是否正常、工具、電氣、**防護(hù)裝置，冷卻液擋水板是否完好，鉆床上保險(xiǎn)塊，擋塊不準(zhǔn)拆除，并按加工情況調(diào)整使用。 

(3)搖臂鉆床在校夾或校正工件時(shí)，搖臂必須移離工件并升高，剎好車(chē)，必須用壓板壓緊或夾住工作物，以免回轉(zhuǎn)甩出傷人。 

(4)鉆床床面上不要放其他東西，換鉆頭、夾具及裝卸工件時(shí)須停車(chē)進(jìn)行。帶有毛刺和不清潔的錐柄，不允許裝入主軸錐孔，裝卸鉆頭要用楔鐵，嚴(yán)禁用手錘敲打。 

(5)鉆小的工件時(shí)，要用臺(tái)虎鉗，鉗緊后再鉆。嚴(yán)禁用手去停住轉(zhuǎn)動(dòng)著的鉆頭。 

(6)薄板、大型或長(zhǎng)形的工件豎著鉆孔時(shí)，必須壓牢，嚴(yán)禁用手扶著加工，工件鉆通孔時(shí)應(yīng)減壓慢速，防止損傷平臺(tái)。 

(7)機(jī)床開(kāi)動(dòng)后，嚴(yán)禁戴手套操作，**鐵屑要用刷子，禁止用嘴吹。 

(8)鉆床及搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)，不準(zhǔn)堆放物品，應(yīng)保持清潔。 

(9)工作完畢后，應(yīng)切斷電源，卸下鉆頭，主軸箱必須靠近端，將橫臂下降到立柱的下部邊端，并剎好車(chē)，以防止發(fā)生意外。同時(shí)清理工具，做好機(jī)床保養(yǎng)工作。

第八節(jié) 車(chē)削加工

§8.1車(chē)削歷史與發(fā)展

古代的車(chē)床是靠手拉或腳踏，通過(guò)繩索使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的。1797年，英國(guó)機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動(dòng)刀架的現(xiàn)代車(chē)床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國(guó)人羅伯茨采用了四級(jí)帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來(lái)改變主軸轉(zhuǎn)速。為了提高機(jī)械化自動(dòng)化程度，1845年，美國(guó)的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車(chē)床。1848年，美國(guó)又出現(xiàn)回輪車(chē)床。1873年，美國(guó)的斯潘塞制成一臺(tái)單軸自動(dòng)車(chē)床，不久他又制成三軸自動(dòng)車(chē)床。20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶有齒輪變速箱的車(chē)床。**次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車(chē)和其他機(jī)械工業(yè)的需要，各種高效自動(dòng)車(chē)床和專(zhuān)門(mén)化車(chē)床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車(chē)床得到推廣，與此同時(shí)，多刀車(chē)床也得到發(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷(xiāo)板和撥碼盤(pán)等的程序控制車(chē)床。數(shù)控技術(shù)于60年代開(kāi)始用于車(chē)床，70年代后得到迅速發(fā)展。

§8.2車(chē)削工藝

8.2.1車(chē)削 就是在車(chē)床上，利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變毛坯的形狀和尺寸，把它加工成符合圖紙的要求。車(chē)削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。車(chē)削是*基本、*常見(jiàn)的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車(chē)削適于加工回轉(zhuǎn)表面，大部分具有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車(chē)削方法加工，如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等，所用刀具主要是車(chē)刀。

8.2.2車(chē)削運(yùn)動(dòng)基本概念 具體內(nèi)容如下：

1、工作運(yùn)動(dòng)

在切削過(guò)程中，為了切除多余的金屬，必須使工件和刀具作相對(duì)的工件運(yùn)動(dòng)。按其作用，工作運(yùn)動(dòng)可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩種。如圖8.2-1所示

（1）主運(yùn)動(dòng)  機(jī)床的主要運(yùn)動(dòng)它消耗機(jī)床的主要?jiǎng)恿Α＼?chē)削時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)。通常主運(yùn)動(dòng)的速度較高。

（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)  使工件的多余材料不斷被去除的工作運(yùn)動(dòng)。如車(chē)外圓時(shí)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，車(chē)端面時(shí)的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)等。

2、工件上形成的表面

車(chē)刀切削工件時(shí)，使工件上形成已加工表面、過(guò)渡表面和待加工表面。如圖8.2-1所示。

（1）已加工表面  工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面。

（2）過(guò)渡表面  工件上由切削刃形成的那部分表面。

（3）待加工表面  工件上有待切除之表面。

8.2.3 切削用量的基本概念 內(nèi)容如圖8.2-2，具體含義下：

1、切削深度(ap) 工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離，也就是每次進(jìn)給時(shí)車(chē)刀切入工件的深度（單位mm）。車(chē)削外圓時(shí)的切削深度(ap)可按下式計(jì)算：

            ap= (dw-dm)/2

式中        ap——切削深度，mm;

dw——工件待加工表面直徑，mm

dm——工件已加工表面直徑，mm。

2、進(jìn)給量（f）  工件每轉(zhuǎn)一周，車(chē)刀沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離(單位mm/r)。

縱進(jìn)給量——沿車(chē)床床身導(dǎo)軌方向的進(jìn)給量；

橫進(jìn)給量——垂直于車(chē)床床身導(dǎo)軌方向的進(jìn)給量。

3、切削速度(vc)  在進(jìn)行切削時(shí)，刀具切削刃上的某一點(diǎn)相對(duì)于待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的瞬時(shí)速度，也可以理解為車(chē)刀在一分鐘內(nèi)車(chē)削工件表面的理論展開(kāi)直線(xiàn)長(zhǎng)度（單位m/min）。

切削速度(vc)的計(jì)算公式為：

                        vc=πdn/1000

  或                    vc≈dn/318

式中    vc——切削速度，m/min

d ——工件直徑，mm;

n ——車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速，r/min.

§8.3 車(chē)刀 

8.3.1 車(chē)刀的幾何結(jié)構(gòu) 具體如下：

1、外圓(90°)車(chē)刀是*基本、*典型的切削刀具，其切削部分（又稱(chēng)刀頭）由前刀面、主刀后面、副刀后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所組成。其形態(tài)如圖8.3-1，定義分別為：

（1）前刀面 刀具上與切屑接觸并相互作用的表面（即切屑流過(guò)的表面）。                                                    
     （2）主刀后面 刀具上與工件過(guò)渡表面相對(duì)并相互作用的表面。                             

（3）副刀后面 刀具上與已加工表面相對(duì)并相互作用的表面。                                   

（4）主切削刃 前刀面與主后刀面的交線(xiàn)。它完成主要的切削工作。

（5）副切削刃 前刀面與主后刀面的交線(xiàn)。它配合主切削刃完成切削工作，并*終形成已加工表面。

（6）刀尖 主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃。它可以是小的直線(xiàn)段或圓弧。

具體參見(jiàn)切削運(yùn)動(dòng)與切削表面圖和車(chē)刀的組成圖。其它各類(lèi)刀具，如刨刀、鉆頭、銑刀等，都可以看作是車(chē)刀的演變和組合。

 2、確定車(chē)刀角度的輔助平面

（1）切削平面  通過(guò)切削刃上某選定點(diǎn)，切于工件過(guò)渡表面的平面。如右圖8.3-2。

（2）基面  通過(guò)切削刃上某選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。如右圖8.3-2。

（3）截面  通過(guò)切削刃上某選定點(diǎn)。同時(shí)垂直于切削平面與基面的平面。

3、車(chē)刀的角度

（1）前角(γ0)  前刀面和基面間的夾角。前角影響刃口的鋒利程度和強(qiáng)度，影響切削變形和切削力。前角增大能使車(chē)刀刃口鋒利，減少切削變形，可使切削省力，并使切屑順利排出, 負(fù)前角能增加切削刃強(qiáng)度并抗沖擊。如右圖8.3-3。

（2）后角（α0)  后刀面與切削平面間的夾角。后角的主要作用是減少車(chē)刀后刀面與工件的摩擦。如右圖8.3-3。 

（3）主偏角（kr） 主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向間的夾角。主偏角的主要作用是改變主切削刃和刀頭的受力及散熱情況。如右圖8.3-4。

（4）副偏角（kr′）副切削刃在基面上的投影與背離進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向間的夾角。副偏角的主要作用是減少副切削刃與工件已加工表面的摩擦。如右圖8.3-4。

控制排屑作用

圖8.3-5 車(chē)刀受沖擊時(shí)保護(hù)刀尖

（5）刃傾角(λs)  主切削刃與基面間的夾角。刃傾角的主要作用是控制排屑方向，當(dāng)刃傾角為負(fù)值時(shí)。可增加刀頭的強(qiáng)度和車(chē)刀受沖擊時(shí)保護(hù)車(chē)刀。如右圖8.3-5。

（6）楔角(β0)  在主截面內(nèi)前刀面與后刀面間的夾角。它影響刀頭的強(qiáng)度。

（7）刀尖角（εr）主切削刃和副切削刃在基面上的投影間繁榮夾角。它影響刀尖強(qiáng)度和散熱性能。

8.3.2 車(chē)刀的基本性能 具體如下：

車(chē)刀切削部分在很高的切削溫度下工作，連續(xù)經(jīng)受強(qiáng)烈摩擦，并承受很大的切削力和沖擊，所以切削部分的材料必須具備下列基本性能：

（1）硬度  車(chē)刀切削部分材料的硬度必須高于被加工材料的硬度。常溫下，刀具硬度應(yīng)在HRC60以上。

（2）耐磨性  刀具材料在切削過(guò)程中承受劇烈的摩擦，因此必須具有較好的耐磨性。

（3）強(qiáng)度和韌性  切削時(shí)車(chē)刀要能承受切削力與沖擊力。

（4）耐熱性  耐熱性越好，材料允許的切削速度越高。

（5）工藝性  刀具材料應(yīng)盡可能具有良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。

8.3.3 車(chē)刀常用材料 具體如下：

1、高速鋼  高速鋼刀具制造簡(jiǎn)單，刃磨方便，容易刃磨得到鋒利的刃口，而且韌性較好，能承受較大的沖擊力，因此常用于承受沖擊力較大的場(chǎng)合。高速鋼可用于加工的材料范圍也很廣泛，包括有色金屬、鑄鐵、碳鋼、合金鋼等。但它耐熱性較差，因此不能用于高速切削。

2、硬質(zhì)合金  硬質(zhì)合金鋼是用鎢和鈦的碳化物粉末加鈷作為粘結(jié)劑，高壓壓制成型后再高溫?zé)Y(jié)而成的粉末冶金制品。常用硬質(zhì)合金鋼的硬度、耐磨性、耐熱性均高于工具鋼，適合于高速切削。但其缺點(diǎn)是韌性較差，承受不了大的沖擊力。但這一缺陷，可通過(guò)刃磨合理的刀具角度來(lái)彌補(bǔ)。所以硬質(zhì)合金是目前應(yīng)用*廣泛的一種車(chē)刀材料。                                                                                                                         

8.3.4 車(chē)刀的種類(lèi) 一般可按用途和結(jié)構(gòu)分類(lèi)，具體如下：

1、按用途分類(lèi)

車(chē)刀按其用途可分為：外圓車(chē)刀、內(nèi)孔車(chē)刀、端面車(chē)刀、切斷車(chē)刀、螺紋車(chē)刀等，如圖8.3-6所示。外圓車(chē)刀又分直頭和彎頭車(chē)刀，還常以主偏角的數(shù)值來(lái)命名，如κr=90°時(shí)稱(chēng)為90°外圓車(chē)刀，κr=45°時(shí)稱(chēng)為45°外圓車(chē)刀。

2、按結(jié)構(gòu)分類(lèi)

車(chē)刀按結(jié)構(gòu)可分為：整體車(chē)刀、焊接車(chē)刀、焊接裝配車(chē)刀、機(jī)夾車(chē)刀和可轉(zhuǎn)位車(chē)刀等。

（1） 整體車(chē)刀 如圖8.3-7所示，用整塊高速鋼做成長(zhǎng)條形狀，俗稱(chēng)“白鋼刀”。刃口可磨得較鋒利，主要用于小型車(chē)床或加工有色金屬。

（2） 焊接車(chē)刀 如圖8.3-8所示，它是將一定形狀的刀片和刀柄用紫銅或其它焊料通過(guò)鑲焊連接成一體的車(chē)刀，一般刀片選用硬質(zhì)合金，刀柄用45鋼。

焊接車(chē)刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，可根據(jù)需要刃磨，硬質(zhì)合金利用充分，但其切削性能取決于工人的刃磨水平，并且焊接時(shí)會(huì)降低硬質(zhì)合金硬度，易產(chǎn)生熱應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致硬質(zhì)合金裂紋，影響刀具壽命。此外，焊接車(chē)刀刀桿不能重復(fù)使用，刀片用完后，刀桿也隨之報(bào)廢。

一般車(chē)刀，特別是小車(chē)刀多為焊接車(chē)刀。

（3） 焊接裝配車(chē)刀 如圖8.3-9所示，它是將硬質(zhì)合金刀片釬焊在小刀塊上，再將小刀塊裝配到刀桿上。焊接裝配車(chē)刀多用于重型車(chē)刀，采用裝配式結(jié)構(gòu)以后，可使刃磨省力，刀桿也克重復(fù)使用。

（4） 機(jī)夾車(chē)刀 如圖8.3-10所示，機(jī)夾車(chē)刀是指用機(jī)械方法定位，夾緊刀片，通過(guò)刀片體外刃磨與安裝傾斜后，綜合形成刀具角度的的車(chē)刀。

機(jī)夾車(chē)刀可用于加工外圓、端面、內(nèi)孔車(chē)槽、車(chē)螺紋等。機(jī)夾車(chē)刀的優(yōu)點(diǎn)在于避免焊接引起的缺陷，刀柄能多次使用，刀具幾何參數(shù)設(shè)計(jì)選用靈活。如采用集中刃磨對(duì)提高刀具質(zhì)量、方便管理，降低刀具費(fèi)用等方面都有利。

機(jī)夾車(chē)刀設(shè)計(jì)時(shí)必須從結(jié)構(gòu)上保證刀片夾固可靠，刀片重磨后應(yīng)可調(diào)整尺寸，有時(shí)還應(yīng)考慮斷屑的要求。常用的刀片夾緊方式有上壓式和側(cè)壓式兩種。

（5）可轉(zhuǎn)位車(chē)刀 如圖8.3-1所示，可轉(zhuǎn)位車(chē)刀是將可轉(zhuǎn)位刀片用機(jī)械夾固的方法裝夾在特制刀桿上的一種車(chē)刀。它由刀片、刀墊、刀柄及刀桿、螺釘?shù)仍M成。刀片上壓制出斷屑槽，周邊經(jīng)過(guò)精磨，刃口磨鈍后可方便的轉(zhuǎn)位換刀，不需重磨就可使新的切削刃投入使用，只有當(dāng)全部切削刃都用鈍后才需更換新刀片。 

可轉(zhuǎn)位車(chē)刀是國(guó)家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目之一，它的主要優(yōu)點(diǎn)是：不用焊接，避免了焊接、刃磨引起的熱應(yīng)力，提高刀具壽命及抗破壞能力；可使用涂層刀片，有合理槽形與幾何參數(shù)，斷屑效果好，能選用較高切削用量，提高生產(chǎn)率；刀片轉(zhuǎn)位、更換方便，縮短了輔助時(shí)間；刀具已標(biāo)準(zhǔn)化，能實(shí)現(xiàn)一刀多用，減少刀具儲(chǔ)備量，簡(jiǎn)化刀具管理等工作。

可轉(zhuǎn)位車(chē)刀刀片形狀很多，常用的有三角形、偏80三角形、凸三角形、五角形和圓形等。如圖8.3-12所示。

（6） 成型車(chē)刀 如圖8.3-13所示。成型車(chē)刀又稱(chēng)樣板刀，是在普通車(chē)床、自動(dòng)車(chē)床上加工內(nèi)外成形表面的專(zhuān)用刀具。用它能一次切出成形表面，故操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高。用成形車(chē)刀加工零件可達(dá)到公差等級(jí)IT10～I(xiàn)T8，粗糙度Ra10～5μm。成型車(chē)刀制造較為復(fù)雜，當(dāng)切削刃的工作長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，易產(chǎn)生振動(dòng)，故主要用于批量加工小尺寸的零件。

§8.4 車(chē)床

8.4.1車(chē)床系統(tǒng)  主要用車(chē)刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車(chē)削加工的機(jī)床。在車(chē)床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車(chē)床主要用于加工軸、盤(pán)、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用*廣的一類(lèi)機(jī)床。銑床和鉆床等旋轉(zhuǎn)加工的機(jī)械都是從車(chē)床引伸出來(lái)的。

8.4.2 普通車(chē)床各部分 有主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。如圖8.4-1，具體作用如下:

1、主軸部分

（1）主軸箱內(nèi)有多組齒輪變速機(jī)構(gòu)，變換箱外手柄位置，可以使主軸得到各種不同的轉(zhuǎn)速。

（2）卡盤(pán)用來(lái)夾持工件，帶動(dòng)工件一起旋轉(zhuǎn)。

2、掛輪箱部分  它的作用是把主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳送給進(jìn)給箱。變換箱內(nèi)齒輪，并和進(jìn)給箱及長(zhǎng)絲杠配合，可以車(chē)削各種不同螺距的螺紋。

3、進(jìn)給部分

（1）進(jìn)給箱  利用它內(nèi)部的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以把主軸傳遞的動(dòng)力傳給光杠或絲杠得到各種不同的轉(zhuǎn)速。

（2）絲杠  用來(lái)車(chē)削螺紋。

（3）光杠  用來(lái)傳動(dòng)動(dòng)力，帶動(dòng)床鞍、中滑板，使車(chē)刀作縱向或橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

4、溜板部分

（1）溜板箱  變換箱外手柄位置，在光杠或絲杠的傳動(dòng)下，可使車(chē)刀按要求方向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

（2）滑板  分床鞍、中滑板、小滑板三種。床鞍作縱向移動(dòng)、中滑板作橫向移動(dòng)，小滑板通常作縱向移動(dòng)。                             

（3）刀架  用來(lái)裝夾車(chē)刀。

5、尾座  用來(lái)安裝**、支頂較長(zhǎng)工件，它還可以安裝其它切削刀具，如鉆頭、絞刀等。

6、床身  用來(lái)支持和安裝車(chē)床的各個(gè)部件。床身上面有兩條**的導(dǎo)軌，床鞍和尾座可沿著導(dǎo)軌移動(dòng)。

7、附件  中心架和跟刀架，車(chē)削較長(zhǎng)工件時(shí)，起支撐作用。

車(chē)床的通用性好，可完成各種回轉(zhuǎn)表面、回轉(zhuǎn)體端面及螺紋面等表面加工，是一種應(yīng)用*廣泛的金屬切削機(jī)床。

8.4.3 車(chē)床類(lèi)型 按用途和結(jié)構(gòu)的不同，車(chē)床主要分為臥式車(chē)床和落地車(chē)床、立式車(chē)床、轉(zhuǎn)塔車(chē)床、單軸自動(dòng)車(chē)床、多軸自動(dòng)和半自動(dòng)車(chē)床、仿形車(chē)床及多刀車(chē)床和各種專(zhuān)門(mén)化車(chē)床，如凸輪軸車(chē)床、曲軸車(chē)床、車(chē)輪車(chē)床、鏟齒車(chē)床。在所有車(chē)床中，以臥式車(chē)床應(yīng)用*為廣泛。臥式車(chē)床加工尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT8～I(xiàn)T7，表面粗糙度Ra值可達(dá)1.6μm。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛運(yùn)用到機(jī)床制造業(yè)，隨之出現(xiàn)了數(shù)控車(chē)床、車(chē)削加工中心等機(jī)電一體化的產(chǎn)品。

8.4.4車(chē)床操作規(guī)程 認(rèn)真執(zhí)行《車(chē)床技術(shù)**操作規(guī)程》有關(guān)規(guī)定；在工作中認(rèn)真做到：

（1）工作前按規(guī)定潤(rùn)滑機(jī)床，檢查各手柄是否到位，并開(kāi)慢車(chē)試運(yùn)轉(zhuǎn)五分鐘，確認(rèn)一切正常方能操作。 

（2）卡盤(pán)夾頭要上牢，開(kāi)機(jī)時(shí)扳手不能留在卡盤(pán)或夾頭上。 

（3）工件和刀具裝夾要牢固，刀桿不應(yīng)伸出過(guò)長(zhǎng)（鏜孔除外）；轉(zhuǎn)動(dòng)小刀架要停車(chē)，防止刀具碰撞卡盤(pán)、工件或劃破手。 

（4）工件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，操作者不能正對(duì)工件站立，身不靠車(chē)床，腳不踏油盤(pán)。 

（5）高速切削時(shí)，應(yīng)使用斷屑器和擋護(hù)屏。 

（6）禁止高速反剎車(chē)，退車(chē)和停車(chē)要平穩(wěn)。 

（7）**鐵屑，應(yīng)用刷子或?qū)Ｓ勉^。 

（8）用銼刀打光工件，必須右手在前，左手在后；用砂布打光工件，要用“手夾”等工具，以防絞傷。 

（9）一切在用工、量、刃具應(yīng)放于附近的**位置，做到整齊有序。 

（10）車(chē)床未停穩(wěn)，禁止在車(chē)頭上取工件或測(cè)量工件。 

（11）車(chē)床工作時(shí)，禁止打開(kāi)或卸下防護(hù)裝置。 

（12）臨近下班，應(yīng)清掃和擦試車(chē)床，并將尾座和溜板箱退到床身*右端。

第九節(jié) 銑削加工

§9.1銑削歷史與發(fā)展

*早的銑床是美國(guó)人惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床；為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國(guó)人布朗于1862年創(chuàng)制了**臺(tái)萬(wàn)能銑床，這是升降臺(tái)銑床的雛形；1884年前后又出現(xiàn)了龍門(mén)銑床；二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)了半自動(dòng)銑床，工作臺(tái)利用擋塊可完成“進(jìn)給-快速”或“快速-進(jìn)給”的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動(dòng)化程度。尤其是70年代以后，微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。

§9.2銑削工藝

9.2.1 銑削銑削是被廣泛應(yīng)用的一種切削加工方法，是在銑床上利用銑刀的旋轉(zhuǎn)（主運(yùn)動(dòng)）和工件的移動(dòng)（進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）來(lái)加工工件的。銑削加工可以在臥式銑床、立式銑床、龍門(mén)銑床、工具銑床以及各種專(zhuān)用銑床上進(jìn)行，對(duì)于單件小批量生產(chǎn)的中小型零件，以臥式銑床和立式銑床*為常用。在切削加工中，銑床的工作量?jī)H次于車(chē)床。

9.2.2銑削范圍 銑削加工的范圍比較廣泛，可以加工平面、臺(tái)階面、溝槽和成形面等，如圖9.2-1所示。此外，還可以進(jìn)行孔加工和分度工作。銑削后平面的尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT9～I(xiàn)T8，表面粗糙度Ra值可達(dá)3.2μm ～1.6μm。

9.2.3銑削方式 平面銑削有周銑和端銑兩種方式。周銑是用圓柱形銑刀圓周上的刀齒進(jìn)行切削，端銑是用面銑刀端面上的刀齒進(jìn)行切削。

（1） 圓周銑削方式 圓周銑削有二種銑削方式：逆銑和順銑。如圖9.2-2a所示，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向相反時(shí)稱(chēng)為逆銑，相同時(shí)稱(chēng)為順銑。如圖9.2-2b所示。

逆銑時(shí)，切削厚度從零逐漸增大。銑刀刃口有一鈍圓半徑R，造成開(kāi)始切削時(shí)前角為負(fù)值，刀齒在過(guò)渡表面上擠壓，滑行，使工件表面產(chǎn)生嚴(yán)重冷硬層，并加劇了刀齒磨損。此外，當(dāng)瞬時(shí)接觸角大于一定數(shù)值后，F(xiàn)向上，有抬起工件趨勢(shì)；順銑時(shí)，刀齒的切削厚度從*大開(kāi)始，避免了擠壓，滑行現(xiàn)象，并且F始終壓向工作臺(tái)，有利于工件夾緊，可提高銑刀壽命和加工表面質(zhì)量。

若在絲杠與螺母副中存在間隙情況下采用順銑，當(dāng)進(jìn)給力F逐漸增大，超過(guò)工作臺(tái)摩擦力時(shí)，使工作臺(tái)帶動(dòng)絲桿向左竄動(dòng)，造成進(jìn)給不均，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使銑刀崩刃。逆銑時(shí)，由于進(jìn)給力F作用，使絲杠與螺母?jìng)鲃?dòng)面始終貼緊，故銑削過(guò)程較平穩(wěn)。

（2） 端銑方式 在端銑時(shí)，根據(jù)面銑刀相對(duì)于工件安裝位置不同，也可分為逆銑和順銑。如圖9.2-2a所示，面銑刀軸線(xiàn)位于銑削弧長(zhǎng)的中心位置，上面的順銑部分等于下面的逆銑部分，稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)端銑。圖9.2-2b中的逆銑部分大于順銑部分，稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)逆銑。圖9.2-2c中的順銑部分大于逆部分稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)順銑。

§9.3銑刀

9.3.1銑刀種類(lèi) 按安裝方法可分為帶孔銑刀和帶柄銑刀兩大類(lèi)。帶孔銑刀如圖9.3-1所示，一般用于臥式銑床，帶柄銑刀如圖9.3-2所示，多用于立式銑床。

銑刀既是多齒刀具又進(jìn)行斷續(xù)切削，因此，切削過(guò)程具有一些特殊規(guī)律。

9.3.2銑刀的幾何參數(shù) 銑刀基本形式是圓柱銑刀和端銑刀，前者軸線(xiàn)平行于加工表面，后者軸線(xiàn)垂直于加工表面。銑刀刀齒數(shù)雖多，但各刀齒的形狀和幾何角度相同，所以可以對(duì)一個(gè)刀齒進(jìn)行研究。無(wú)論是端銑刀，還是圓柱銑刀，每個(gè)刀齒都可視為一把外車(chē)刀，故車(chē)刀幾何角度的概念完全可以應(yīng)用于銑刀上。

9.3.3 銑削用量 包括銑削速度、進(jìn)給量、待銑削層深度和待銑削層寬度等。具體如下：

（1）銑削速度 它是指銑刀*大直徑處切削刃的圓周速度。

（2）進(jìn)給量  銑削的進(jìn)給量有三種表示方法。銑刀每轉(zhuǎn)過(guò)一齒，工件沿進(jìn)給方向所移動(dòng)的距離，稱(chēng)為每齒進(jìn)給量；銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件沿進(jìn)給方向所移動(dòng)的距離，稱(chēng)為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量；銑刀旋轉(zhuǎn)一分鐘，工件沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離，稱(chēng)為每分鐘進(jìn)給量，即進(jìn)給速度。

（3）待銑削層深度 在垂直于銑刀軸線(xiàn)方向測(cè)量的切削層尺寸。

（4）待切削層寬度 在平行于銑刀軸線(xiàn)方向測(cè)量的切削層尺寸。

9.3.4 切削層參數(shù)  銑削時(shí)的削層為銑刀相鄰兩刀齒在工件上形成的過(guò)度表面之間的金屬層。切削層形狀與尺寸規(guī)定在基面內(nèi)度量，它對(duì)銑削過(guò)程有很大影響。切削層參數(shù)有以下幾個(gè)：

（1）切削厚度 它是銑刀相鄰兩刀齒主切削刃運(yùn)動(dòng)軌跡（即切削平面）間的垂直距離。用圓柱銑刀銑削時(shí)，切削厚度在每一瞬間都是變化的。端銑時(shí)的切削厚度也是變化的。

（2）切削寬度 它是銑刀主切削刃與工件的接觸長(zhǎng)度，即銑刀主切削刃參加工作的長(zhǎng)度。

（3）切削面積 銑刀每齒的切削面積等于切削寬度和切削厚度的乘積。銑削時(shí)，銑刀有幾個(gè)刀齒同時(shí)參加切削，故銑削時(shí)的切削面積應(yīng)為各刀齒切削面積的總和。

由于切削厚度是個(gè)變值，使銑刀的負(fù)荷不均勻，在工作中易引起振動(dòng)。但用螺旋圓柱銑刀加工時(shí)，不但切削厚度是個(gè)變值，而且切削寬度也是個(gè)變值，N個(gè)工作刀齒的工作長(zhǎng)度不同，因此有可能使切削層面積的變化大為減少，從而切削力的變化減小，實(shí)現(xiàn)較均衡的切削條件。

§9.4銑床

9.4.1銑床系統(tǒng) 是主要用銑刀在工件上加工各種表面的機(jī)床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工件臺(tái)(和)銑刀的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。

9.4.2 銑床的種類(lèi) 按其結(jié)構(gòu)、布局形式和適用范圍、控制方式。具體如下：

1、按其結(jié)構(gòu)分：

（1）臺(tái)式銑床：小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。

（2）懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂通常可沿床身一側(cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動(dòng)，銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動(dòng)。

（3）滑枕式銑床：主軸裝在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)，滑鞍可沿立柱導(dǎo)軌作垂直移動(dòng)。

（4）龍門(mén)式銑床：床身水平布置，其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門(mén)架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動(dòng)。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動(dòng)，工作臺(tái)可沿床身導(dǎo)軌縱向移動(dòng)。用于大件加工。

（5）平面銑床：用于銑削平面和成型面的銑床，床身水平布置，通常工作臺(tái)沿床身導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，主軸可軸向移動(dòng)。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。

（6）仿形銑床：對(duì)工件進(jìn)行仿形加工的銑床。一般用于加工復(fù)雜形狀工件。

（7）升降臺(tái)銑床：具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移動(dòng)的升降臺(tái)的銑床，通常安裝在升降臺(tái)上的工作臺(tái)和滑鞍可分別作縱向、橫向移動(dòng)。

（8）搖臂銑床：搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)和移動(dòng)，銑頭能在搖臂的端面上回轉(zhuǎn)一定角度的銑床。

（9）床身式銑床：工作臺(tái)不能升降，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，銑頭或立柱可作垂直移動(dòng)的銑床。

（10）專(zhuān)用銑床：例如工具銑床：用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，加工形狀復(fù)雜。

2、按布局形式和適用范圍分，主要的有升降臺(tái)銑床、龍門(mén)銑床、單柱銑床和單臂銑床、儀表銑床、工具銑床等。

　　升降臺(tái)銑床有萬(wàn)能式、臥式和立式幾種，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用*廣；龍門(mén)銑床包括龍門(mén)銑鏜床、龍門(mén)銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件；單柱銑床的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動(dòng)，工作臺(tái)作縱向進(jìn)給；單臂銑床的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動(dòng)，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。單柱銑床和單臂銑床均用于加工大型零件。

　　儀表銑床是一種小型的升降臺(tái)銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件；工具銑床主要用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬(wàn)能角度工作臺(tái)和插頭等多種附件，還可進(jìn)行鉆削、鏜削和插削等加工。其他銑床還有鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，它們都是為加工相應(yīng)的工件而制造的專(zhuān)用銑床。

3、按控制方式分，銑床又可分為仿形銑床、程序控制銑床和數(shù)控銑床等。

9.4.3銑床操作規(guī)程 認(rèn)真執(zhí)行《銑床技術(shù)**操作規(guī)程》有關(guān)規(guī)定；在工作中認(rèn)真做到： 

　　（1）操作前檢查銑床各部位手柄是否正常，按規(guī)定加注潤(rùn)滑油，并低速試運(yùn)轉(zhuǎn)1～2分鐘，方能操作。 

（2）工作前應(yīng)穿好工作服，女工要戴工作帽，操作時(shí)嚴(yán)禁戴手套。

（3）裝夾工件要穩(wěn)固。裝卸、對(duì)刀、測(cè)量、變速、緊固心軸及清潔機(jī)床，都必須在機(jī)床停穩(wěn)后進(jìn)行。

（4）工作臺(tái)上禁止放置工量具、工件及其它雜物。

（5）開(kāi)車(chē)時(shí)，應(yīng)檢查工件和銑刀相互位置是否恰當(dāng)。

（6）銑床自動(dòng)走刀時(shí)，手把與絲扣要脫開(kāi)；工作臺(tái)不能走到兩個(gè)極限位置，限位塊應(yīng)安置牢固。

（7）銑床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，禁止徒手或用棉紗清掃機(jī)床，人不能站在銑刀的切線(xiàn)方向，更不得用嘴吹切屑。

（8）工作臺(tái)與升降臺(tái)移動(dòng)前，必須將固定螺絲松開(kāi)；不移動(dòng)時(shí)，將螺母擰緊。

（9）刀桿、拉桿、夾頭和刀具要在開(kāi)機(jī)前裝好并擰緊，不得利用主軸動(dòng)轉(zhuǎn)來(lái)幫助裝卸。

（10）實(shí)訓(xùn)完畢應(yīng)關(guān)閉電源，清掃機(jī)床，并將手柄置于空位，工作臺(tái)移至正中。

第十節(jié) 機(jī)加工工藝過(guò)程的生產(chǎn)率

§10.1機(jī)加工生產(chǎn)率 

在制定工藝規(guī)程時(shí)，要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前題下，提勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本。機(jī)械加工勞動(dòng)生產(chǎn)率是指工人在單位時(shí)間內(nèi)制造合格產(chǎn)品的數(shù)量。

10.1.1時(shí)間定額 在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間。時(shí)間定額是安排生產(chǎn)計(jì)劃，核算產(chǎn)品成本的重要依據(jù)之一。對(duì)于新建工廠（或車(chē)間），它又是計(jì)算設(shè)備數(shù)量、工人數(shù)量、車(chē)間布置、生產(chǎn)組織的依據(jù)。確定時(shí)間定額也是工藝設(shè)計(jì)中的內(nèi)容之一。

工藝文件中的時(shí)間定額是單件時(shí)間，在機(jī)械加工中完成零件加工工藝過(guò)程中的一道工序所規(guī)定的時(shí)間，稱(chēng)為單件時(shí)間Ｔd，它包括下列組成部分：

（1）基本時(shí)間Ｔj  是指直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相互位置，表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過(guò)程所消耗的時(shí)間。對(duì)切削加工而言，就是直接用于切除余量所消耗的時(shí)間（包括刀具的切出、切入時(shí)間），可以由計(jì)算確定。

（2）輔助時(shí)間Tf   是指為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。它包括在機(jī)床上裝卸工件，開(kāi)、停機(jī)床，進(jìn)刀、退刀操作，測(cè)量工件等所用時(shí)間，基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和稱(chēng)為作業(yè)時(shí)間Tz。顯然作業(yè)時(shí)間是直接用于制造零件所消耗的時(shí)間。

（3）布置工作地點(diǎn)時(shí)間Tb  是指為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時(shí)間。一般可按作業(yè)時(shí)間的2%～7%計(jì)算。

（4）休息與生理需要時(shí)間Tx  是指工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿(mǎn)足生理上的需要所消耗的時(shí)間。一般可按作業(yè)時(shí)間的2%～4%計(jì)算。

綜上所述，單件時(shí)間Ｔd用公式表示為： Td＝Ｔj＋Ｔf＋Ｔb＋Ｔx

（5）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間Te  是指對(duì)成批生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，工人為加工一批工件進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所作所消耗的時(shí)間。例如熟悉工藝文件、**毛坯、借取和安裝刀具和夾具、調(diào)整機(jī)床、歸還工藝裝備、送交成品等。準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間對(duì)一批工件只消耗一次，如每批工件數(shù)（批量）記為N，則分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間為“Te/N”。所以成批生產(chǎn)時(shí)的單件時(shí)間為： Td＝Ｔj＋Ｔf＋Ｔb＋Ｔx＋Ｔe／Ｎ

§10.2提高機(jī)加工生產(chǎn)率的工藝途徑

提高勞動(dòng)生產(chǎn)率涉及到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造工藝、生產(chǎn)管理等多方面因素。僅就機(jī)械加工來(lái)說(shuō)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的工藝途徑是：縮短單件工時(shí)和采用自動(dòng)化加工等現(xiàn)代化生產(chǎn)方法。

10.2.1縮短單件時(shí)間 采取合理的工藝措施以縮短各工序的單件時(shí)間，是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的有效措施之一，下面從單件時(shí)間的組成進(jìn)行分析：

（1） 縮短基本時(shí)間 提高切削用量是縮短基本時(shí)間的有效方法。目前廣泛采用的是高速車(chē)削和高速磨削，高速切削中采用硬質(zhì)合金車(chē)刀的切削速度一般達(dá)到200m/min，陶瓷刀具的切削速度達(dá)500m/min，人造金剛石車(chē)刀在切削普通鋼材時(shí)的切削速度達(dá)到900m/min，而在切削HRC60以上的淬火鋼時(shí)，切削速度達(dá)到90m/min。高速滾齒機(jī)的切削速度可達(dá)65～75 m/min。在磨削方面，高速磨削達(dá)到60m/s以上。此外，采用強(qiáng)力磨削的磨削深度可達(dá)6～12mm，金屬去除率比普通磨削提高數(shù)倍。

減少工作行程在切削加工過(guò)程中可以采用多刀切削，多件加工，合并工步等方法 來(lái)減少工作行程。

（2） 縮短輔助時(shí)間　一是直接縮短輔助時(shí)間，采用高效夾具，如氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)及多件夾緊等夾具，可減少裝夾工件的時(shí)間；采用主動(dòng)測(cè)量裝置減少加工中的停機(jī)測(cè)量時(shí)間。二是間接縮短輔助時(shí)間，將輔助時(shí)間與基本時(shí)間全部或部分地重合，如采用多工位夾具，雙工作臺(tái)等措施，使工件的裝卸時(shí)間完全和基本時(shí)間重合，可以間接減少輔助時(shí)間。

（3） 縮短布置工作地點(diǎn)時(shí)間　主要的措施有：提高刀具或砂輪的耐用度以減少換刀次數(shù)；采用刀具微調(diào)裝置、專(zhuān)用對(duì)刀樣板等可減少刀具調(diào)整時(shí)間；數(shù)控機(jī)床上也可采用機(jī)外調(diào)刀儀機(jī)外調(diào)刀，省去了在數(shù)控機(jī)床上的對(duì)刀時(shí)間；使用不重磨刀片，當(dāng)?shù)度心p需換切削刀時(shí)只要通過(guò)松緊螺釘，更換標(biāo)準(zhǔn)刀片或刀片轉(zhuǎn)位即可重新使用，換刀時(shí)間縮短。

（4） 縮短準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間　成批生產(chǎn)時(shí)盡量擴(kuò)大工件的批量，減少分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。如采用成組技術(shù)等。

10.2.2采用自動(dòng)化生產(chǎn)方法 采用現(xiàn)代化的生產(chǎn)技術(shù)；在大批和大量生產(chǎn)中，采用組合機(jī)床、自動(dòng)線(xiàn)加工；在單件小批、中批生產(chǎn)中，采用數(shù)控加工及成組加工，都可以有效的提高生產(chǎn)率。