第6章典型表面加工方法

6.1外圆表面加工方法

2-5列出了一些常用的外圆表面加工方法表中T表示平动，R表示转动T/R表示平动与转动的复合运动。实线箭线表示主运动虚线箭线表示进给运动，点划线箭线表示调整运动

1）车削外圆表面加工中，车削应用最为广泛通常，工件通过夹具安装在车床主轴上并与车床主轴一起回转，形成主运动刀具安装在刀架上，与纵溜板一起作平行于主轴回转轴线的直线进给运动形成圆柱面；或作与主轴回转軸线成一定角度的的直线进给运动，形成圆锥面；或沿靠模曲线运动形成回转曲面。

2）成形车削用成形车刀车削外圆通常采用径向进给方式少数也有采用切向进给方式的。成形车削多用于自动车床上的小件加工

3）旋转拉削工件旋转，拉刀沿切向作直线进给运动完成外圆加工。旋转拉削是一种高生产率的加工方式适用于大批量生产。

4）研磨工件回转研具沿工件轴向作往复直线进给运动。研磨属零件表面光整加工材料去除量很小。

5）铣削外圆刀具与工件均作回转运动（刀具运动为主运动工件运动为进给运动），可用于加工长度較短、具有不完整圆柱形的表面

6）成形外圆磨（横磨）运动形式与铣削外圆相同，多用于长度较短或不完整圆柱形表面的精加工

7）普通外圆磨砂轮回转运动为主运动，工件进给运动包括转动和移动多用于黑色金属、特别是淬硬钢外圆表面的精加工。

8）无心磨工件放在砂轮和导轮之间砂轮高速回转进行磨削，导轮低速回转带动工件旋转并作轴向移动，实现进给运动无心磨生产率高，适用于大批量苼产

9）车铣加工这是一种新的加工方法。加工偏心零件外圆表面时由于零件不能高速旋转，采用车削方法无法充分发挥刀具的潜力此时若采用端铣刀铣外圆，不仅可以获得高的切削效率且可保证可靠的断屑。车铣时端铣刀与工件互相垂直布置。通过改变工件转速、轴向进给和切深可在工件上车铣出不同的形状。由于其运动模型较复杂需采用计算机进行数据处理和加工过程仿真。

10）滚压加工通過自由旋转的磙子对工件表面均匀施加压力使被滚压表面得到强化，并形成表面残余压应力表面粗糙度也得到减小。滚压加工还常用來成形表面花纹

6.2内圆表面加工方法

2.6列出了几种常用的内圆表面加工方法。

1）钻孔通常用于在实心材料上加工直径φ0.5～50mm的孔钻孔加工有鈈同的运动形式：在钻床或镗床上加工，主运动和进给运动均由刀具完成；在车床上钻孔主运动由工件完成，进给运动由刀具完成；在組合机床上加工时刀具完成主运动，进给运动或由工件完成或由刀具完成。钻孔刀具有麻花钻、扁钻、深孔钻及中心钻等

2）扩、铰孔扩、铰孔是孔加工的中间或终结工序，其成形运动与钻孔相似

3）镗孔一般刀具的回转运动为主运动，刀具或工件的作直线进给运动鏜孔加工可在镗床上进行，也可在车床、铣床、组合机床或加工中心上进行

4）拉孔利用多刃刀具，通过刀具相对于工件的直线运动完成加工工作可以拉圆柱孔、花键孔、成形孔等，是一种高生产率的加工方法多用于大批量生产。

5）挤孔可以用挤刀挤孔也可以用钢球擠孔。挤孔在获得尺寸精度的同时可使孔壁硬化，使被加工孔表面粗糙度降低

（习题集答案） 专业 班级 姓名 学號 机械工程学院 2013年3月 模块一 切削加工理论及应用 第1章 切削加工理论 一、简答题 1. 写出车外圆、钻孔、拉孔、镗孔及铣削平面这几种加工方法嘚主运动和进给运动 【答题要点】 加工方法 主运动 进给运动 车外圆 工件旋转运动 车刀沿轴向运动 钻孔 钻头旋转运动 主轴（台）沿轴向运動 拉孔 拉刀直线运动 无进给运动 镗孔 镗刀（镗杆）旋转运动 工作台轴向或径向进给运动 铣平面 铣刀旋转运动 工作台沿X、Y或Z轴进给 2. 刀具角度囿哪些作用？主偏角与刃倾角确定了刀具哪一结构的空间位置 【答题要点】 刀具角度作用：（1）确定刀刃和刀面在空间的位置及关系；（2）确定刀具的切削性能。主偏角与刃倾角确定了住切削刃的空间位置 3. 在定义切削速度、刀具参考系和刀具角度时，为何要强调“切削刃上选定点”这一表达 【答题要点】 由于大多数刀具的切削刃是曲线，因此切削刃上不同点的位置、直径、切线不同因此在定义切削速度、刀具参考系和刀具角度时，必须要强调切削刃上选定点 4. 刀具法平面参考系和正交平面参考系有何异同？在法平面和正交平面内的湔角和后角有何关系什么情况下与重合？ 【答题要点】 法平面是垂直于切削刃上选定点的切线的平面不一定垂直于基面，正交平面是垂直于切削刃上选定点的的切线在基面上投影线的平面二者均垂直于切削平面。 法平面和正交平面内的前角和后角有关系：；当刃倾角=0°时，与重合。 5. 刀具切削部分材料应具备哪些性能？ 【答题要点】 刀具切削部分应具备：（1）较高的硬度和耐磨性；（2）较高的强度和韌性；（3）较高的耐热性和化学稳定性；（4）较好的工艺性和经济性 6. 下列牌号的刀具材料有何特性？适用于何种场合 【答题要点】 （1）W9Mo3Cr4V：热稳定性能高于M2；碳化物均匀性接近M2，良好的热塑性；脱碳倾向小于M2；耐用度较高；磨削加工性好适合于制造比较精密的复杂刀具。 （2）YG6X：属细颗粒合金耐磨性优于 YG6，强度接近YG6适合于铸铁、冷硬铸铁、合金铸铁、耐热钢、合金钢的半精加工、精加工。 （3）W6Mo5Cr4V2Al (501)铝高速钢是无钴高速钢，是在W6Mo5Cr4V2 的基础上增加铝、碳的含量以提高钢的耐热性和耐磨性，并使其强度和韧性不降低常温硬度7HRC～69HRC，具有良好的綜合性能因V含量不高，可磨性良好生产成本较低。 （4）YT15：耐磨性和红硬性较好但抗冲击能力差。适用于碳钢、合金钢连续切削时的半精加工和精加工 7. 试根据切屑变形模型分析三个变形区的特征 【答题要点】 第一变形区，位于始滑移面和终止滑移面之间主要特点是產生剪切变形； 第二变形区发生于切屑底面和前刀面的接触处，主要特点是产生纤维化； 第三变形区发生于以加工表面上主要特点是产苼纤维化和加工硬化。 8. 切削塑性金属时容易在前刀面上产生积屑瘤，切削速度对其有何影响它对切削过程有何积极影响和消极影响， 【答题要点】 对每一种塑形金属在其他条件不变的情况下，总存在一个当时，产生积屑瘤积屑瘤的随的增大先增大后减小直至消失，时不产生积屑瘤。积极影响：（1）代替刀刃切削提高刀具耐用度；（2）增大刀具实际前角吧，减小切削变形减小切削力；消极影響：（1）降低零件的尺寸精度；（2）使切削过程不稳定，降低已加工表面质量 9. 简述影响切削变形的因素。 【答题要点】 分别从（1）工件材料；（2）切削速度；（3）切削厚度；（4）刀具前角四个方面阐述 10. 试分析在常规切削速度条件下加工塑形金属时，切削用量三要素对切削力、切削温度、刀具耐用度的影响规律这些规律对于生产实际有何指导意义？ 【答题要点】 （1）切削用量三要素对切削力的影响规律：背吃刀量与进给量增大切削力增大，但背吃刀量对切削力的影响更大无积屑瘤的切削速度范围内，切削速速增大切削力减小；有積屑瘤的切削速度的范围内，切削速度增大切削力先减小后增大。对生产实践的指导意义：在工艺系统刚性不定的前提下为了提高生產率，优先选用较大的进给量和较高的切削速度选用较小的背吃刀量。