第 7章 典型表面切削成形的
基本方法
主要内容
7.1 外圆表面切削成形 7.2 平面切削成形
7.3 孔的加工成形 7.4 成形面切削成形
本章目的
了解各种不同类型的加工方法及相应机床的工
艺特点及适用范围，从而能根据不同零件的特点，
正确选择加工方法及机床，制订最佳加工方案
7.1 外圆表面切削成形
外圆表面的
典型零件
轴类零件,盘类零件
外圆表面的典
型加工方法
外圆表面的
技术要求
车削,磨削
1、尺寸精度
2、形状精度
3、位置精度
4、表面质量
车削加
工范围
? 7.1.1 外圆表面的车削
? 车削加工的工艺范围
粗车 (coarse turning) IT 10-IT13 Ra 6.3-12.5μm
半精车 (semi-extractive turning) IT 9-IT10 Ra 3.2-
6.3μm
精车 (extractive turning) IT 7-IT8 Ra 0.8-3.2μm
精细车 (fine turning) IT 6-IT7 Ra 0.2-0.8μm
? 外圆表面车削加工设备及工艺特点
生产率高 应用广泛 加工材料范围较广
? 车削外圆时工件的装夹特点
装夹方便快捷 易于保证位置精度
? 7.1.2 外圆表面的磨削
a.磨削的实质及磨削过程
砂轮的组
成与分类
磨削运动
磨削的实质
砂轮 是由磨
料与粘结剂
组成的多孔
物体
磨料种类 (刚玉,立方氮化
硼 )
粘结剂种类 (金属,橡胶,陶
瓷 )
砂轮硬度 (Y,ZR,R)
磨料的粒度 (40#,60#
120#)
磨削运动演示
磨削的实质演示
无心磨
中心磨
砂轮的组成
返回
磨削运动
返回
返回
中心磨
纵向
进给
横向进给
无心磨
返回
? 7.1.3 外圆加工方案的制订
a.影响外圆加工方案的主要因素
工件材料 加工精度 热处理状态
b.典型外圆加工方案
1.粗车 2.粗车 -半精车
3.粗车 -半精车 -精车
4.粗车 -半精车 -磨削
5.粗磨 -精磨 -研磨
加工路线
车削
磨削
7.2 平面切削成形
7.2.1平面车削 (plane turning)
7.2.2平面刨削 (planing)
? 7.2.3平面铣削 (milling)
周铣法
顺铣
逆铣
端铣法
周铣法与端铣法的比较
铣削加工的工艺特点
用圆柱铣刀的圆周上分布
的刀齿加工平面的方法
用圆柱铣刀端面分布的刀齿加工
平面的方法
铣削
加工
应用
1、周铣法
返回
返回2、端铣法
3、周铣与端铣的比较
加工质量, 端铣比周铣高
加工效率, 端铣比周铣
高加工适应性, 端铣比周铣差
4、铣削加工工艺特点
a.生产率较刨削高
c.刀具耐用度高
b.加工精度及表面
粗糙度较差
d.适用范围广
返回
? 1）顺铣法（ down milling)
? 每齿切削厚度从最大到最小，刀具易切入工件，刀具耐用
度较高。
? 刀齿对工件的切削分力 F1向下，有利于工件的夹紧，故顺
铣的切削过程比较平稳。
? 顺铣时因切削水平分力 F2与工件进给方向一致，当水平分
力大于工作台的摩擦阻力时，由于工作台进给丝杆与固定
螺母间一般存在较大间隙，造成工作台串动。因此，顺铣
时应调整好丝杠与螺母间的间隙。
? 顺铣在开始切削时切削力较大，如果刀杆刚性较差，就会
出现扎刀现象。
返回
? 2）逆铣法（ up milling)
? 逆铣时切削水平分力 F2方向与工件进给方向相反，
因此，切削送进平稳，有利于提高表面质量和防
止扎刀现象。
? 逆铣时水平分力 F1向上，不利于工件的夹紧。
? 逆铣时刀齿从已加工表面开始进刀，刀具磨损较
大，且影响已加工表面质量。
返回
? 7.2.4 平面磨削 (grinding)
1.平面磨削方法
(1)周磨
a.砂轮与工件接触
面积小,磨削热少,排
屑和冷却条件好
b.加工精度高
c.生产率低 d.适用于批量生产磨削精度较 高的中小型零件,
(2)端磨
a.接触面积大,磨
削热多,排屑和冷
却条件差
b.磨削精度低
c.生产率高 d.适用于成批大量生产
2.平面磨削工艺特点
? 机床结构简单,系统刚性较强,加工质量及生产率较
内外圆磨高,
? 工件装夹简单,生产率高,
? 成批,大量生产中可以磨削代替铣削与刨削去掉毛
坯表面上的硬皮,既能提高生产率,又内有效保证加
工质量
? 7.2.5平面加工方案的制订
序
号
加工方案 加工精度 表面粗糙度
Ra μm
适用范围
1 粗车 —— 精车 IT8-IT11 1.6-12.5 车削工件的端面
2 粗铣 (或粗刨 ) IT11-IT13 12.5-25 不淬火钢,铸铁和非
铁金属件的平面
3 粗铣 —— 精铣 IT7-IT10 1.6-6.3
4 粗刨 —— 精刨 IT7-IT10 1.6-6.3
5 粗铣 (刨 )—— 拉 IT6-IT7 0.4-0.8
6 粗铣 (刨 )-精铣（刨） -
磨
IT5-IT6 0.2-0.8 钢,铸铁的中小零件
的平面
7.3 孔的加工成形
孔的技术要求
孔的加工方法
尺寸精度
形状精度
位置精度
表面质量
钻,扩,铰,镗
拉
磨,珩磨,研磨
? 7.3.1 钻削
(1) 钻孔
利用钻头在实体材料上加工内孔的工艺方法
a.钻头切削部分的组成
b.钻孔的工艺特点
刀具简单 钻头刚性较差,容易 引偏 排屑困难
c.钻孔工艺的应用
低精度孔的最终加工
只能保证单个孔的精度
高精度孔的粗加工
钻孔
钻头切削部分的组成
返回
引偏
返回
钻孔工艺
? (2) 扩孔 （ core drilling)
a.刀具刀刃多，切削用量
小,无横刃，刚性好 b.加工精度较高 IT10，Ra 3.2-6.3μm
c.加工效率较高 d.用于一般精度孔的最终加工，高精
度孔的半精加工
用扩孔刀对已有的孔进
行扩大的加工。
扩孔
? (3) 铰孔 (reaming)
a.铰刀刀刃多,导向性好,刚性好
b.铰刀制造精度高
c.铰刀有修光刃,可校准孔
径和修光孔壁
d.铰孔加工余量小,切削力小,
切削热少,排屑,冷却润滑条
件好
e.加工精度高 IT6-IT8,Ra
0.4-1.6μm
铰孔
7.3.2 镗孔
1) 车床镗孔
2) 镗床镗孔
其它种类的镗床
镗床应用
3) 镗削工艺特点
a.适应性广
b.不仅可以保证单
个孔的尺寸精度和
形状,而且可以保
证孔与孔之间的相
互位置精度,
d.生产率低
c.广泛用于单件,
小批量生产中
的孔或孔系的
加工
镗刀结构
? 7.3.3 磨孔 磨孔是孔的精加工方法
之一，加工精度 IT6-IT8，
Ra 0.4-1.6μm
与外圆磨削相比较,具
有以下工艺特点
a.表面粗糙度较大
b.磨削精度控制比较困难
c.生产率较低
结论：磨孔主要用于不宜或
无法进行镗削，铰削或拉削
的高精度及淬硬孔的精加工
7.3.4 孔加工方案的制订
序
号
加工方案 加工精度 表面粗糙度
Ra/μm
适用范围
1 钻孔 IT11--IT13 12.5-25 任何批量,实体工件
2 钻 ---铰 IT7— IT8 1.6-3.2 不淬火钢件,铸
铁件和非铁合金
件小孔,细长孔3 钻 ---扩 ---铰 IT6— IT8 0.4-1.64 钻 ---扩 ---粗铰 ---精铰 IT6— IT7 0.4-0.8
5 粗镗 ---半精镗 ---铰 IT7— IT8 0.8-1.6 Φ30-100铸锻孔
6 (钻 )粗镗 ---拉 IT7— IT8 0.4-1.6 成批,大量生产
7 (钻 )粗镗 ---半精镗 IT9— IT10 3.2-6.3 除淬火件外各种
零件小批生产8 (钻 )粗镗 ---半精镗 ---精镗 IT7— IT8 0.8-1.6
9 粗镗 ---半精镗 ---浮动镗 IT7— IT8 0.8-1.6 成批,大量生产
10 (钻 )粗镗 ---半精镗 ---磨 IT7— IT8 0.8-1.6 钢及铸铁件孔的
精加工11 (钻 )粗镗 ---半精镗 ---粗磨 -
--精磨
IT6— IT7 0.4-0.8
7.4 成形面切削成形
成形
面的
种类
回转成形面
直线成形面
立体成形面
成形面
的技术
要求
a.尺寸精度
b.形状精度
c.位置精度
d.表面质量
加工方法 加工
精度
表面
粗糙度
生产
率
机床 适用范围
成
形
面
的
切
削
加
工
成
形
刀
具
加
工
车削 较高 较小 较高 车床 成批,小尺寸回转面
铣削 较高 较小 较高 铣床 成批,外直线成形面
刨削 较低 较大 较高 刨床 成批,外直线成形面
拉削 较高 较小 高 拉床 成批,大量生产各种小
型直线成形面
简
单
刀
具
加
工
手动进给 较低 较大 低 普通机床 小批,各种成形面
靠模装置 较低 较大 较低 普通机床 成批,各种直线成形面
仿形装置 较高 较大 较低 仿形机床 小批,各种成形面
数控装置 高 较小 较高 数控机床 中小批,各种成形面
7.4.1 成形面加工方法分析
加工方法 加工
精度
表面
粗糙度
生产
率
机床 适用范围
成
形
面
的
磨
削
加
工
成形砂轮
磨削
较高 较小 较高 平面磨,
工具磨,
外圆磨
成批加工回转成形面,
外直线成形面
成形夹具
磨削
高 小 较高 成形磨
床,平面
磨床
单件,小批生产各种外直
线成形面
砂带磨削 高 小 较低 砂带磨
床
加工各种批量外直线成
形面和回转成形面
连续轨迹
数控坐标
磨削
很高 很小 较高 坐标磨
床
单件小批加工各种内外
直线成形面,(主要是模具
型腔 )
成形面的磨削加工
? 7.4.2.1 用成形刀具加工
车削成形面
铣削成形面
刨削成形面
拉削成形面
磨削成形面
工艺特点,
a.加工精度主要取决于刀具精度
b.易于保证同一批零件形状
及尺寸的一致性和互换性
c.生产率高
d.刀具重磨次数多,使用寿命长
e.刀具设计制造复杂,成本高
车削成形面
铣削成形面
磨削成形面
? 7.4.2.2 用简单刀具加工
(1)用靠模装置加工成形面
a.生产效率高
b.加工精度由靠模决定
c.靠模形状复杂,成
本高
e.靠模易摩损
d.适合成批生产
中应用
? (2)按运动轨迹法加工成形面
外球面的铣削
内球面的铣削
外球面的车削
内球面的车削
外球面的磨削
内球面的磨削
铣削
车削
磨削
铣削头结构简
单，操作方便
生产率高，刀
尖易损
生产率高，表面粗糙度小（ Ra 1.6um)
加工精度，生产率较高，适
合于大批量生产
球面直径不宜过小
加工精度高，表面粗糙度小，生产率
低，适合小批生产
精度高粗糙度小，球磨机上磨直径
大，深度小的零件
外球面的铣削 内球面的铣削
外球面的车削 内球面的车削