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机械加工培训教材技术篇Ⅰ机械加工根底知识2011年8月第一局部：机械加工根底知识一、 机床(一) 机床概论机床是工件加工的工作母机.一个工件或零件从原始的毛胚状态加工成所需的形状和尺寸,都需在机床上完成.从加工的对象来分类,机床可以分为：◆金属加工机床◆木材加工机床◆石材加工机床等等….机械加工的对象大多为金属材料,所以,我们以下涉及的机床只针对金属加工机床.金属加工机床分类:◆锻压机床---通过压力使工件产生塑形变形，例如：压力机、弯板机、剪板机等等◆特种机床---通过特种方法加工工件，例如：电火花机床、线切割机床、激光切割机床、水压切割机床等等◆金属切削机床---采用刀具、砂轮等工具,除去工件上多余的材料, 将其加工成所需的形状和尺寸的机床,主要包括:车床:工件与主轴一起旋转,刀具作轴向与径向进给运动.主要用于旋转工件、盘类零件、轴类零件的加工.车床的分类如下：Ø 根据主轴中心线的方向：卧式车床,立式车床.Ø 根据车床的大小：仪表车床、小型车床、普通车床、大型车床Ø 根据控制方式：普通〔手动〕车床、简易数控车床、全功能数控车床Ø 根据控制轴数：普通〔手动〕车床与数控车床〔*、Z轴〕、车铣中心〔*、Z、C轴〕、复合车铣中心〔*、Y、Z、C轴〕Ø 根据主轴及刀塔数量：单主轴、双主轴、双刀塔车床。

铣床:刀具旋转，工件与工作台一起作轴向运动主要用于方型及箱体零件加工铣床的分类如下：Ø 根据主轴中心线的方向：卧式铣床,立式铣床.Ø 根据控制方式：普通〔手动〕铣床、数控铣床Ø 根据控制轴数：普通铣床〔*、Y、Z轴〕、4轴数控铣床〔*、Y、Z、A轴〕、5轴数控铣床〔*、Y、Z、A、B轴〕Ø 根据主轴数量:双主轴铣床镗〔铣〕床:刀具旋转，工件与工作台一起作轴向运动主要用于铣削与镗孔一般为卧式镗床分类如下：Ø 根据镗床大小：台式镗床、大型落地镗铣床Ø 根据控制方式：普通〔手动〕镗床、坐标镗床、数控镗床Ø 根据控制轴数：普通镗床〔*、Y、Z、B轴〕、带W轴的数控镗床〔W、*、Y、Z、B轴〕、带平园盘的数控镗床〔W、*、Y、Z、B、U轴〕钻床:钻孔用机床有台式、摇背钻之分，也有数控钻床攻丝机床:攻丝用机床一般钻床也有攻丝功能加工中心：带刀库及自动换刀系统的数控铣床或镗床有钻削中心、立式加工中心、卧式加工中心、卧式镗铣加工中心、龙门加工中心、五面体加工中心、落地镗铣加工中心等等磨床:有外圆磨、圆磨、平面磨床等专用机床:为加工*个零件的*些部位专门设计的机床二) 机床的控制轴机床的控制轴是以刀具作为基点，按照右手坐标系来定义的〔车削以装刀具的刀塔为基点，铣削以装刀具的主轴为基点〕：Ø 三个直线轴：*,Y,ZØ 三个旋转轴: A,B,CØ 其它辅助轴：W,UZ轴C轴 Y轴B轴*轴A轴(三) 常见的数控机床及所能完成的加工容1. 全功能卧式数控车床Ø 车外圆〔包括直线，曲线，台阶，倒角〕Ø 车端面Ø 轴向钻孔Ø 镗孔〔包括直线，曲线，台阶，倒角〕Ø 外圆切槽Ø 孔切槽Ø 端面切槽Ø 外螺纹Ø 螺纹Ø 切断2. 全功能立式数控车床所能完成的加工容同上3. 立式加工中心Ø 铣平面Ø 铣沟槽Ø 铣侧面，斜面，台阶面Ø 铣型腔，铣曲面Ø 钻孔Ø 攻丝Ø 铣外螺纹Ø 铣沉孔，扩孔，镗孔Ø 铰孔Ø 孔口倒角，侧边倒角4. 卧式加工中心所能加工的容与立式加工中心一样，但因为其工作台可以旋转，控制轴数比立式的*,Y,Z轴多一个旋转轴---B轴，所以更适合箱体类零件的四周加工。

卧式加工中心的另一个特点，是双工作台，可以自动交换卧式加工中心一般按工作台大小〔方形工作台〕，作为主要的规格参数，分为：400*400500*500630*630800*8001000*10005. 卧镗加工中心卧镗加工中心与卧式加工中心的区别在于多出一个与Z轴平行的W轴，也就是说在主轴里面还有一个"镗杆〞可以伸出〔可以进给〕，以便镗孔作业，所以卧镗加工中心的镗孔能力比卧式加工中心强另外，卧镗加工中心一般为大型设备，只有一个工作台主规格一般按可伸出的镗杆直径来定义，比方：φ110，130，150，200，250mm等等6. 落地镗铣床〔加工中心〕大型卧式镗铣床，床身与立柱别离，工作台与地面平行，便于大型工件上下7. 龙门立式加工中心，龙门五面体加工中心大型机床，Y轴为主轴在龙门横梁上的移动，Z轴可以是滑枕的上下移动，也有的是整体横梁的上下移动规格主要按工作台面尺寸来定义，比方：3000*1500〔长、宽〕，3000*2000，4000*2000, 6000*2500，等等如果除了刀具可以自动交换之外，主轴还可以进展立、卧头的交换〔或转换〕，则称之为五面体加工中心，即除了工件的底面不能加工之外，其它五个面都可以加工。

8. 车铣中心在一般的数控车床根底上，加上一个C轴〔即主轴的分度轴〕，再加上可以旋转的动力刀头，就可以进展铣削加工，称之为车铣中心能安装动力刀头的刀塔，不同于一般数控车床所采用的日本式刀塔，我们称之为德国标准的VDI刀塔VDI刀塔有几个刀位可以装一般的车刀杆，另外几个刀位可以安装动力刀座动力刀座又分为轴向动力刀座〔与主轴中心线平行〕与径向动力刀座〔与主轴中心线垂直〕，分别进展轴向与径向铣削9. 复合车铣中心比上述车铣中心功能更强大，可以进展复杂的车削与铣削，相当于数控车床+立〔卧〕加工中心，这种复合车铣机床的构造、形式有多种总之，最终目标就是要尽可能在一次装夹的情况下完成工件原来需要几台机床才能完成的的多种加工二、 机械加工工艺机械技术工作主要分为：设计与工艺设计人员负责设计产品工艺人员负责如何将产品制造出来所以简单地说：机械加工工艺就是零件的加工流程、方法、技巧、艺术有关机械加工工艺的几个概念：1. 工艺流程就是工艺人员制作的完成一个零件加工的总的过程和顺序例如：2. 工序是整个工艺流程中的*一个局部的加工工作，比方上述流程中的车削工序、铣削工序等，一个零件的加工工艺可能由多个工序组成。

3. 工位，工步简单说，工位就是一个工作位置，工步就是一个工作步骤在一道工序中可能包含了多个工位及工步比方：一个棒料在车削这道工序中，要分两头加工，即要两次装夹，一次装夹就是一个工位一个工位又可能由几个工步组成比方，在装夹一头来加工另一头时，要更换外圆车刀、外圆切槽、钻孔、镗孔4把刀来完成加工，也就是4个工步4．工艺卡是工艺人员就*道工序编制的正式的、详细的加工步骤包括该道工序分几个工位或工步完成，每一步的切削参数，装夹方式，刀具型号，精度与外表质量控制要求，如何测量及测量工具等等，数控加工还包括加工程序5. 工艺文件工艺人员编制的工艺流程、工艺卡、加工程序以及设计的刀具、夹具图纸等统称为*零件的工艺文件三、 机械加工精度机械加工的精度即为加工的精细程度，也就是加工后的实际参数与理论参数〔名义参数〕的符合程度在加工中，不可能完全到达理论值，总会有误差，对一批零件加工时，每一个零件的加工误差都不一样，所以对理论参数规定一个公差〔公共误差〕，在此围之的零件即为合格，反之即为超差我们用公差的大小作为衡量精度的标准公差越小，精度越高，加工本钱越高，加工难度越大；公差越大，精度越低加工本钱越低，加工难度越小。

机械加工精度分为：Ø 尺寸精度Ø 形状、位置精度Ø 综合精度(一) 尺寸精度单一的尺寸，如长度，直径的公差大小包括线性尺寸〔孔与轴〕与角度尺寸，1. 线性尺寸精度Ø 精度等级国家标准将线性尺寸精度分为20个等级，代号为：每一精度等级的公差大小〔公差带宽度〕与根本尺寸相关，国家标准将根本尺寸分成假设干段，根本尺寸、精度等级与公差值得对应关系如下：Ø 公差带两个根本要素：ü 公差带大小〔宽度〕ü 公差带位置ES---代表孔的上极限偏差〔简称上偏差〕EI----代表孔的下极限偏差〔简称下偏差〕es---代表轴的上极限偏差〔简称上偏差〕ei---代表轴的下极限偏差〔简称下偏差〕Ø 孔与轴线性尺寸分为孔尺寸与轴尺寸，这里的孔与轴的概念是广义的：如以下图：Ø 根本偏差的国家标准国家标准除对公差带宽度〔精度等级〕作了规之外，还就公差带位置，按根本偏差进展了规：Ø 公差带代号及标注2. 角度尺寸精度角度尺寸精度没有专门的标准，而是采用锥度精度标准，共分12级，分别为：AT1、AT2、AT3…….AT12上下(二) 形状与位置精度〔形位公差〕1. 形状精度零件上*一形状的精度，包括：Ø 直线度：Ø 平面度：Ø 园度：Ø 圆柱度：Ø 线轮廓度：Ø 面轮廓度2．位置精度表示零件上2个要素相对位置的精度，包括：Ø 平行度Ø 垂直度Ø 倾斜度Ø 同轴度Ø 对称度Ø 位置度Ø 园跳动Ø 全跳动.(三) 综合精度是对*个零件，特别是标准件，或*个零件的*一局部的多个要素〔尺寸，形状，位置〕的公差进展规，从而形成该零件的综合精度，比方：齿轮精度，轴承精度，螺纹精度等等。

公制螺纹精度：螺纹：分4,5,6,7,8级〔小径及中径〕，根本偏差规定了2个位置：G,H标识：M10*1-6H外螺纹：分3,4,5,6,7,8,9〔中径〕分4，6，8〔大径〕，根本偏差规定了4个位置：e,f,g,h标识：M10-5g6g四、 加工外表质量加工外表质量主要包括两方面容：Ø 外表的几何形状----主要指外表粗糙度Ø 外表的物理品质---加工硬化程度，冷硬层深度，外表剩余应力等等(一) 外表粗糙度外表粗糙度表示已加工外表的平滑程度1. 三个指标：Ø Ra-----算术平均值------我国一般采用此指标Ø Rz-----十点平均值Ø Ry-----最大值如以下图：RaRzRy2. 粗糙度标识方法：3. Ra，Rz，Ry三者的大致关系Ra≈1/4Rz≈1/4Ry4. 光洁度〔我国老标准〕，粗糙度Ra，日本三角记号之间的关系我国老标准〔▽〕我国新标准〔Ra 〕日本老三角记号〔▽〕25 ▽12.5 ▽▽4 6.3 ▽▽▽5 3.2 ▽▽▽6 1.6 ▽▽▽▽7 0.8 ▽▽▽▽8 0.4 ▽▽▽0.2 ▽▽▽▽0.1 ▽▽▽▽(二) 粗糙度对零件的使用性能的影响Ø 粗造度影响零件的耐磨性Ø 粗造度影响配合的稳定性Ø 粗造度影响零件的疲劳强度Ø 粗造度影响零件的抗腐蚀性Ø 粗造度影响零件的密封性(三) 主要加工方法能到达的外表粗糙度影响机械加工外表粗糙度的。