第四章 装备与刀具
第一节 机床的分类, 型号编制方法和构造
第二节 车床与车刀
第三节 钻床, 镗床与孔加工刀具
第四节 铣床与铣刀
第五节 刨床, 拉床及工艺特点
第六节 磨床与砂轮
第七节 齿轮加工机床与齿轮加工刀具
第一节 机床的分类、型号编制方法和构造
一、机床的分类：（ 12大类）
按万能性分,
? 通用机床（普通机床）：加工范围广，可用于
多种零件的不同工序。
?专门化机床（专能机床）：加工范围较窄，用
于加工某一类（或几类）零件的某一道（或几道）
特定工序。
? 专用机床：用于加工某一种零件的某一道特
定工序。
大量的通用部件
少量的专
用部件
二、机床型号编制方法（ GB15375—94）
1、通用机床,
（ △）○（〇） △ △ △ （ × △ ）（ 〇） /（ ）（ - ）
企业代号
其他特性代号
重大改进顺序号
主轴数或第二主参数
主参数
系代号（主参数相同）
组代号（每类机床分为 10组）
通用特性、结
构特性代号 类代号 分类代号
例,
C A 6 1 40
主参数
直径,400mm
系别：卧式车床
组：落地及卧
式车床组
车床
结构特性,
2、专用机床,
设计顺序号 设计单位
代号 B1—015
第 15种专用机
床（铣床） 北京第一 机床厂
三、机床的基本运动
?表面成形运动,
四、机床的传动链
? 动力源：提供动力
? 执行件：执行运动部件
? 传动装置：传递运动和动力
两种传动链,
? 外联系传动链
“联系动力源和机床执行
件的传动链, 。 它使执行
件得到预定速度的运动并
传递一定的动力 。
联系两个执行件, 以形
成复合成形运动的传动
链, 。 两个末端件之间的
相对速度或相对位移必须
有严格的比例关系 。
?内联系传动链
五、五种基本传动副
1,带传动,
2,齿轮传动,
3,蜗杆传动,
4,齿轮齿条传动,
5,丝杠螺母传动,
规定,
i=被动轮转速 /主动轮转速 =n2/n1
平稳, 吸振, 通常用在高
速级传动 。
2
1
1
2
d
d
n
ni ????
传动比准确, 传递动力大,
但有噪音 。
2
1
1
2
d
d
n
ni ??
传动平稳, 无噪音 。 多用于
大速比, 交叉轴传动
z
k
n
n
i
1
2 ??
将旋转运动变为直线运动,
传动效率高, 结构紧凑 。
60
nzm
60
nDv ?????????
将旋转运动变为直线运动, 工
作平稳, 无噪音, 传动效率低 。
60
tnv ??
六、机床的基本构造,
1,主传动部件：用来实现机床的主运动。
2,进给传动部件：用来实现机床的进给运动。
3,刀具的安装部件：用来安装刀具。
4,工件的安装部件：用来安装工件。
5,支承部件：用来支承和连接机床各零部件。
6,动力部件：为机床提供动力。
第二节 车床与车刀
一,车床的运动,
?主运动：工件的旋转
?进给运动：刀具的直线移动
二,车削加工的工艺特点,
1,能保证轴、套、盘等类零件的各表面位置精度；
2.加工范围广泛，适应性强；
经济精度,IT8～ IT7,Ra1.6～ 6.3
对有色金属，利用精细车的方法可达到,
IT6～ IT5,Ra0.2～ 0.8
3.切削过程平稳；
4.刀具简单，成本低； ① 过程连续
② 无冲击
三,CA6140车床运动分析,
1,机床布局结构,
主轴箱 刀架 尾架
床身
床腿 溜板箱 进给箱
2,CA6140传动系统分析,
2,CA6140传动系统分析,
① 主运动分析,
抓两端、连中间
A.找首、末件,
首件,电机 ——末件,主轴
B.连中间，写出传动机构式,
主轴的转速级数,
由结构式,
正转速级数为,2× 3× (1+2× 2)=30 级
但：从 Ⅲ 轴～ Ⅵ 轴的 5种传动比中有两级基本
相等。均为,1/4。
故：实际级数为,2× 3× (1+2× 2-1)=24 级
反转速级数为,3× (1+2× 2-1)=12 级
主轴转速,
主轴转速之间通常是等比级数排列,
25.16140
1
11
?
???? ??
?
???
而言：对
为公比
CA
nnn jjj
r p mn
r p mn
10
58
26
80
20
80
20
58
22
43
51
98.0
230
130
1450
1400
50
63
41
39
38
56
98.0
230
130
1450
m i n
m a x
?????????
???????
② 进给运动分析,
A,找首、末件,
首件：主轴 —— 末件：刀架
计算位移,主轴转一转 —— 刀架移动一个 f
② 进给运动分析,
B,连中间，写出传动结构式,
CA6140车床共有 64种纵向、横向进给量，分
别由 4种类型的传动路线来实现。即,
? 正常进给量（ 32级）
? 较大进给量（ 8级）
? 加大进给量（ 16级）
? 细进给量（ 8级）
正常进给量,
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
????
?
?
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?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
横向丝杠
纵向齿轮、齿条
光杠主轴
倍基
18
59
48
48
48
30
30
40
48
40
80
28
48
40
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
25
25
33
33
33
58
58
7
7
6
6
8
M
M
M
M
M
ii
由主轴经正常螺距及公制螺纹传动路线来实现。
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
21
36
21
33
14
20
14
19
28
36
28
32
28
28
28
26
基
i
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
48
15
45
18
48
15
35
28
28
35
45
18
28
35
35
28
倍
i
正常进给量,
)/(125.2
80
28
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
33
58
58
1
rmm
iif
?????????
???????????
?
倍基纵
化简,
倍基纵 iif ??? 71.0
)r/mm(22.11
7
12
71.0f
)r/mm(08.0
8
1
7
5.6
71.0f
m a x
m i n
????
????
纵
纵
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
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???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
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???
?????
??????????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
横向丝杠
纵向齿轮、齿条
光杠主轴
倍基
18
59
48
48
48
30
30
40
48
40
80
28
48
40
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
25
25
33
33
33
58
58
7
7
6
6
8
M
M
M
M
M
ii
正常进给量,
)/(5
18
59
48
48
48
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
33
58
58
1
rmm
iif
???????
??????????? 倍基横
化简,
倍基横 iif ??? 355.0
)/(61.01
7
12
3 5 5.0
)/(04.0
8
1
7
5.6
3 5 5.0
m a x
m i n
rmmf
rmmf
????
????
横
横
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
??
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
???
?????
??????????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
横向丝杠
纵向齿轮、齿条
光杠主轴
倍基
18
59
48
48
48
30
30
40
48
40
80
28
48
40
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
25
25
33
33
33
58
58
7
7
6
6
8
M
M
M
M
M
ii
正常进给量,
级共
级共
横
纵
32)r/mm(61.0~04.0f
32)r/mm(22.1~08.0f
?
?
较大进给量,
运动由主轴经正常螺距及英制螺纹传动路线实现
其纵向进给运动平衡式,
)/(125.2
80
28
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
361
75
100
100
63
33
33
58
58
1
rmm
i
i
f
????????
??????????
?
倍
基
纵
化简,
基
倍
纵 i
i
f ?? 474.1
较大进给量,
其横向进给运动平衡式,
化简,
基
倍
横 i
i
f ?? 7 3 7.0
)/(5
18
59
48
48
48
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
361
75
100
100
63
33
33
58
58
1
rmm
i
i
f
???????
?????????
倍
基
横
较大进给量,
变换 i倍 =1 可得,
级共
级共
横
纵
8)/(79.0~43.0
8)/(59.1~86.0
rmmf
rmmf
?
?
加大进给量,
当主轴处于较低的 12级转速时 (10~125rpm),运动由主轴经扩
大螺距机构及英制螺纹传动路线来实现 。 传动结构式,
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
??
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
???
??????
?????????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
横向丝杠
纵向齿轮、齿条
光杠
主轴
倍
基
18
59
48
48
48
30
30
40
48
40
80
28
48
40
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
361
75
100
100
63
33
33
58
26
44
44
20
80
50
50
20
80
26
58
7
7
6
6
8
M
M
M
M
M
i
i
加大进给量,
级共
级共
横
纵
16)r/mm(16.3~86.0f
16)r/mm(33.6~71.1f
?
?
供强力切削时使用
细进给量,
当主轴高速 (450~1400rpm,其中 500rpm除外 )时, 运动由主轴
经扩大螺距机构及公制螺纹传动路线来实现 。 运动平衡式,
)/(125.2
80
28
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
33
58
26
44
44
63
50
1
rmm
iif
??????????
????????????
?
倍基纵
化简,
倍基纵 iif ??? 253.0
取,i倍 =1/8 级共
纵 8)/(054.0~028.0 rmmf ?
同样可得,级共
横 8)/(027.0~014.0 rmmf ?
综上所述,
可得 64级纵、横进给量,
)r/mm(16.3~0 1 4.0f
)r/mm(33.6~0 2 8.0f
?
?
横
纵
③ 螺纹进给传动链,
运动关系,
主轴转一转，刀具均匀移动一个导程
Sti ??? 丝1
i：从主轴到丝杠之间的总传动比
t丝,丝杠螺距。 t丝 =12mm
S：被加工螺纹导程。
运动平衡式,
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
21
36
21
33
14
20
14
19
28
36
28
32
28
28
28
26
基
i
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
48
15
45
18
48
15
35
28
28
35
45
18
28
35
35
28
倍
i
公制螺纹,
)(12253636253625751 0 01 0 063333358581 mmiiS ??????????? 倍基
化简,
倍基 iiS ?? 7
经上述路线可加工 20种标准螺距的螺纹,
最大螺距,12mm。
经扩大导程机构，将螺距扩大 4或 16倍，最终获得
44种螺距的螺纹。可加工的最大螺距为 192mm。
四,CA6140车床的主要结构
卸荷皮带轮
摩擦离合器
变速操纵机构,
溜
板
操
纵
机
构
六、车刀
六、车刀
第三节 钻床、镗床及孔加工刀具
一、钻床的运动,
主运动：钻头的旋转
进给运动：钻头的直
线移动
二、钻削的特点,
1,麻花钻结构,
2,钻削的特点,
①,三差一大”。
? 刚性差：两个大而深的排屑槽使刚性 ↙↙ 。
? 导向性差：导向棱少且窄。
? 切削条件差：排屑困难，不易散热。
? 轴向力大：由于横刃的存在，产生较大的轴向力。
② 属于粗加工工序,
经济精度,IT13~IT11,Ra25~12.5
三、钻床的加工方法,
扩孔：对已有孔进行扩大加工的方法 。
经济精度,IT10~IT9,Ra6.3~3.2。
扩孔余量：一般为孔径的 1/8。
铰孔：对已有孔进行精加工的方法 。
经济精度,IT9~IT7,Ra1.6~0.4。
余量小：粗铰,0.12~0.35 mm
精铰,0.05~0.15 mm
切速低,V=0.025~0.16 m/s
四、钻床的类型,
? 台式钻床,（ D<12 mm）
? 立式钻床,
? 摇臂钻床,
五、孔加工刀具,
1,麻花钻的改进,
? 修磨横刃,
? 修磨棱边,
? 修磨前刀面,
? 修磨切削刃,
? 磨出分屑槽,
群钻,
群钻特点,
三尖七刃锐当先,
月牙弧槽分两边。
一侧外刃开屑槽,
横刃磨低窄又尖。
2,扩孔钻,
① 3~4条切削刃及排
屑槽, 钻芯大, 刚
性强
② 3~4条导向棱, 稳
定性 ↗
③ 没有横刃
扩孔钻的种类,
直柄、锥柄、套式
3,铰刀,
① 6~12个刀刃, 排屑槽更浅, 刚性 ↗↗ 。
② 有修光刃, 可校准孔径和修光孔壁 。
③ 切削条件好, 切削余量小 。
铰刀的种类,手用铰刀,d=1~71 mm
特点：工作部分长, 刃锥
角小 。
机用铰刀,50
特点：工作部分短,
角大 。
套式,d=23.6~100 mm
一般用于较大孔径的加工
五、镗床,
1,镗床的运动,
? 主运动：镗刀的旋转 。
? 进给运动：工件或镗
刀的直线运动 。
2、镗孔的特点,
① 镗刀的结构简单，调整方便。
? 单刃镗刀
? 多刃镗刀
② 通用性大。
经济精度,IT8~IT7,Ra1.6~0.8
精细镗 (有色金属 ),IT7~IT6,Ra0.8~0.4
③ 可保证孔的尺寸及位置精度。
④ 生产率低。
3、镗床的加工方法,
4、镗床的主要类型,
第四节 铣床与铣刀
一、铣床的运动,
? 主运动：铣刀的
旋转。
? 进给运动：工件
的直线运动。
周铣和端铣
二、铣削的工艺特点,
1,铣削过程不平稳，有冲击。
2,多齿刀具切削，生产率较高。
3,经济精度,IT8~IT7,Ra6.3~1.6。
4,铣削方式,
逆铣：铣刀的旋
转方向与工件进
给方向相反。
顺铣：铣刀的旋
给方向相同。
三、铣床的类型,
四、铣床的工作,
五、常用铣刀,
第五节 刨床、拉床及工艺特点
一、刨床,
1.刨床的运动,
?主运动：刀具的直
线往复运动。
?进给运动：工件的
间歇直线运动。
2,工艺特点,
① 机床、刀具简单，通用性好。
② 生产率低。
?运动不连续，有空程损失。
?冲击大，切削用量不可过大。
③ 经济精度,IT8~IT7,Ra3.2~1.6
3、刨床的类型,
二、拉床,
1、拉刀的特点,
① 切削刃与被加工表面的横截面形状相同。
② 切削刃的高度逐齿递增, 其递增量即为每齿进
给量 。
③ 拉刀的最后几个齿为修光齿, 其形状, 尺寸与
被加工表面的最后尺寸形状完全一致 。
2、拉削方式,
a) 分层式拉削,
特点,
① 可获得较高的表面质量 。 ② 刀齿上的分屑槽造成
切屑上有一加强筋, 切屑卷曲困难 。 ③ 拉刀长度较
长, 降低了拉削生产率 。 ④ 拉刀成本高 。
2、拉削方式,
b) 分块式拉削,
特点,
① 切削厚度大, 在相同余量下, 拉刀所需的刀齿总
数较分层式少 。 ② 切屑上无加强筋, 切屑卷曲顺利 。
③ 拉刀长度短, 提高了拉削生产率 。 ④ 可拉削带硬
皮的铸件, 锻件 。 ⑤ 拉削后的表面质量较差 。
2、拉削方式,
c) 综合式拉削,
特点,
① 粗切齿制成轮切式结构, 分块拉削, 精切齿采用
成形式结构, 分层拉削 。 ② 缩短了拉刀长度 。 ③ 提
高了拉削生产率 。 ④ 拉削后的表面质量较好 。
3、拉削的工艺特点及应用,
① 生产率高。
② 加工精度高，表面质量好。 IT8~IT7,Ra0.8~0.4
③ 刀具成本高。
④ 可拉削特形表面。
⑤ 机床结构简单，只有一个运动。
第六节 磨床与砂轮
一、磨削运动,
1,主运动：砂轮的旋转 。
2,径向进给运动：指砂轮
径向切入工件的运动。
3,轴向进给运动：工件
相对于砂轮的轴向运
动。
4,工件运动：工件的旋转或直
线移动
二、磨削过程,
1.滑擦阶段,
2.刻划阶段,
3.切削阶段,
三、砂轮的特性与选择
1.磨料,
三、砂轮的特性与选择
2,粒度：指磨料颗粒的大小。
磨粒：用筛选法分类 。 它的粒度号以筛网上 1英
寸长度内的孔眼数来表示 。
微粉：用显微测量法分类 。 它的粒度号以磨料
的实际尺寸来表示 。
选择,
粗磨时选粗磨料，精磨时选较细的磨料。
软金属选粗磨料，硬金属选较细的磨料。
三、砂轮的特性与选择
3.砂轮的硬度：是指砂轮工作时，磨料在磨削力作用
下，从砂轮上脱落的难易程度。
选择,
精磨时选用较硬的砂轮，以保证精度和表面质量。
磨削较硬的金属，选用软砂轮。反之，则选用硬砂
轮。
三、砂轮的特性与选择
4.结合剂：用来粘结磨料的物质, 其性能决定着砂轮
的强度, 抗冲击性, 耐热性以及抗腐蚀能力
? 陶瓷结合剂：（ V）
? 树脂结合剂：（ B）
? 橡胶结合剂：（ R）
? 金属结合剂：（ M）
性能,
强度高, 耐热, 耐腐蚀性
好, 气孔率大, 但较脆,
弹性差 。
适用范围,
适用于通用砂轮、成形磨
削砂轮。一般 V<35m/s。, 弹性好, 耐热性差 (<300℃ ),气孔率小,
易磨损 。
适用范围,
适用于高速磨削, 速度达
50m/s以上 。 可制成薄片
砂轮, 用于切口, 开槽 。
强度与弹性均高于陶瓷和
树脂结合剂, 但耐热性差
(<150℃ )。
多用于切断, 开槽, 抛光
用砂轮以及无心磨床的导
轮 。 速度高达 65m/s。
强度最高, 导热性好, 但
自锐性差 。 常见的是青铜
结合剂 。
主要用于金刚石砂轮及电
解磨削用砂轮 。 磨削硬质
合金, 玻璃, 陶瓷等 。
三、砂轮的特性与选择
5.组织：指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体
积的比例关系。
共分 15级, 组织号 (0~14)越小, 砂轮越致密 。 金刚石砂轮用浓
度表示, 4.39克拉 /cm3时为 100%。 有 25%,75%—150%等 。
四、磨削工艺特点
1.精度高，表面粗糙度小；
经济精度,IT6~IT5,Ra0.8~0.2
2.砂轮有自锐性；
3.径向力 Fy最大； Fy=(1.6~3.2)Fz，轴向力 Fx很小。
4.用于加工较硬的金属、非金属材料；
5.磨削温度高，易烧伤工件；
退火烧伤 回火烧伤 淬火烧伤
工件表面温度超过相变
温度 AC3,但无冷却液,
工件表面被退火 。
工件干磨时易发生这种
烧伤 。
工件表面温度未达到相
变温度 AC3,但超过马
氏体的转变温度, 工件
表层组织为回火屈氏体
或索氏体 。
工件表面温度超过相变
温度 AC3,冷却充分,
工件表面被二次淬火 。
但淬透层很薄, 其下层
仍为回火屈氏体或索氏
体 。
五、常见的磨床类型及应用
1,外圆磨床,
床身
头架
内圆磨头 砂轮架
尾座
工作台
横向
导轨
滑鞍 手轮
五、常见的磨床类型及应用
外圆磨削方法,
?纵磨法
?横磨法 (切入磨法 )
?综合磨法 (先横后纵 )
?深磨法
五、常见的磨床类型及应用
2,内圆磨床,
床身
头架
砂轮修整器 砂轮 砂轮架
工作台
横向
手轮
纵向
手轮
五、常见的磨床类型及应用
纵磨法
磨内孔
横磨法
磨内孔
利用端磨
头磨平面
内圆磨削方法
五、常见的磨床类型及应用
3,平面磨床,
?卧轴矩台式
?立轴矩台式
?卧轴圆台式
?立轴圆台式
五、常见的磨床类型及应用
平面磨削方法,
周磨 端磨
自定位方式加工, 适用于细长光
轴, 可得到较高质量的尺寸精度
和几何形状精度, 但不能保证位
置精度 。
五、常见的磨床类型及应用
4,无心磨床,
六、先进磨削方法
1.高速磨削,
2.缓进给，深磨削（强力磨削）,
3.砂带磨削,
4.宽砂轮、多砂轮磨削,
5.低粗糙度磨削,
磨削深度达 3~30mm,约
为普通磨削的 100~1000倍 。
生产率高, 磨削质量好 。
现已成功用于丝杠, 齿轮,
转子槽等沟槽的以磨代铣
加工 。
砂轮的线速度大于 50m/s。
目前,
国内普遍采用 V=50~80m/s
国外发达国家已达 23 m/s
经济效益明显，生产率提
高 30~100%，砂轮耐用度
提高 0.7~1倍。
与普通磨削相比,
?磨削前，工件表面 Ra<0.4μm。
?砂轮需精细修整。
?进给量 <,005~0.025mm/s，
V=15~30m/s。
第七节 齿轮加工机床及刀具
第七节 齿轮加工机床及刀具
一,齿轮的技术要求
1.运动精度：指传递运动的准确性。即要求在齿轮每
转一转的范围内的最大转角误差不应超过一定的限
度。
产生转角误差的主要原因：齿轮的几何偏心、运动
偏心以及轮齿分布不均等。
2.工作平稳性：指运转平稳，冲击小，振动和噪声低。
必须限制齿轮瞬时传动比的变化量。
影响工作平稳性的主要因素：齿形误差、基节偏差
等。
一,齿轮的技术要求
3.接触精度：指啮合齿面沿齿高和齿宽的实际接触程
度。要求接触齿面上载荷分布的均匀性好，以避免
因应力集中造成齿面局部过早磨损。
影响接触精度的主要因素：齿向误差、接触线误差、
齿形误差等。
4.齿侧间隙：指齿轮副啮合轮齿非工作面之间沿法线
方向的间隙。
其作用在于补偿齿轮的加工误差和安装误差，补偿
热变形和防止齿轮卡死。
?GB10095—88中规定了 12个精度等级, 其中：
1~2级为远景级精度, 3~5级为高级精度, 6~8级
为中级精度, 9~12级为低级精度 。
?GB10095—88中规定了三个公差组, 分别控制运
动精度, 平稳性精度及载荷分布均匀性 。
?齿侧间隙是根据工作条件通过选择齿厚极限偏差
获得 。 与齿轮精度没有直接关系 。 国标中规定了
14个齿厚极限偏差, 代号为,C,D,E,F,G、
H,J,K,L,M,N,P,R,S,其值依次降低 。
举例,
?“677HKGB10095 — 88” 表示运动精度为 6级，平
稳性和接触精度均为 7级，齿厚上偏差为 H，下偏
差为 K。
?,7FLGB10095— 88” 表示三种精度均为 7级,齿厚
上偏差为 F，下偏差为 L。
二、铣齿及齿轮铣刀
铣齿为成形法加工齿轮的方法
齿轮铣刀,
盘状齿轮铣刀,m≤8
指状齿轮铣刀,m>8
铣齿的特点,
1,成本低；
2,生产率低；
3,精度低；用于 9级以下齿
轮的加工。
铣齿时, 应根据被切齿轮的齿
数选出相应刀号的铣刀 。
三、滚齿机滚齿
1,滚齿原理,
“根据范成法的原理, 模拟一对斜齿园柱齿轮
啮合过程, 。
2、滚刀的结构,
3、滚齿的运动,
① 主运动：滚刀的旋转，以 n0表示。
传动链：电机 -1-2-iv-
3- 4-滚刀。
② 分齿运动：维持滚刀与
被切齿轮之间的啮合关
系 。 (B11,B12)
w0
w
z
k
n
n ?
内传动链：滚刀 -4-5-ix-
6-7-工件。
③ 轴向进给运动：保证滚刀
在齿轮全齿宽上切除齿形 。
(A2)
传动链：工件 -7-8-if-9-
10-刀架升降丝杠。
工件每转一转，滚刀移
动的距离。 (mm/r)
滚切斜齿园柱齿轮,
附加运动：产生螺旋线的运动。用来保证工件准确地转一转时，
滚刀刚好移动一个工件的螺旋线导程。 (B22)
4、滚刀的安装,
?滚刀的等级：滚刀有
AAA,AA,A,B,C
五个精度等级, AAA
级最高, A,B,C为
普通级 。 A级滚刀可加
工出 8级精度的齿轮,
AA级可直接滚切出 7
级精度的齿轮 。
5、滚齿机结构,
四、插齿机插齿
1,插齿原理,
,根据范成法的原理，模拟一对园柱齿轮啮合过程”。
2、插齿刀结构
插齿刀是一个具有不
等变位系数并制出前,
后角而形成切削刃的
高精度齿轮, 其渐开
线齿形精确 。
3、插齿机及其运动
主运动：插刀的直线往复运动。（ str/min）
传动链：电机 -1-2-iv-3-4-偏心轮 -刀具主轴
分齿运动：维持插齿刀与被切齿轮之间
的啮合关系。
内传动链,B11-8-9-ix-10-11-B12
工
刀
刀
工
z
z
n
n ?径向进给运动：在分齿运动的同时，插齿刀沿
工件半径方向的进给运动。当进给到要求深度
时，径向进给停止。
圆周进给运动：插齿刀的转动。
传动链：偏心轮 -4-5 6 if 7-8-刀具主轴
让刀运动：插齿刀在回程时径向退离工件，切
削时复原。
五、滚齿与插齿的比较
?加工精度和齿面粗糙度基本相同，精度为 8~7级,Ra
值为 1.6 μm左右。
?插齿的分齿精度略低于滚齿，而齿形精度高于滚齿。
?插齿后的齿面粗糙度略优于滚齿。
?滚齿的生产率高于插齿。
?加工范围不同。插齿通常用于内齿轮、小间距的多联
齿轮等的加工；园柱齿轮、螺旋齿轮、蜗轮、齿轮轴
等多由滚齿加工。
刨齿,
六、齿轮的精加工,
1,剃齿：非强制啮合的展成加工。用于未经淬火
的齿轮的精加工。
精度,7~6级,
Ra0.8~0.4
主运动：剃齿刀正、
反转。
轴向进给：工件沿轴
向往复进给。
径向进给：工件每往
复一次，剃齿刀沿工
件径向进给一次。
六、齿轮的精加工,
2,珩齿：用于淬硬后齿轮的精加工, 精度 7~6级,
Ra0.4。 原理与剃齿完全相同, 所不同的是刀具 。
典型工艺：滚齿 ——剃齿 ——淬火 ——珩齿
六、齿轮的精加工,
3,磨齿,
成形法：精度 6~5级
展成法
双斜边砂轮磨齿
两个碟形砂轮磨齿
精度,5~4级
六、齿轮的精加工,
4,研齿,
齿轮光整加工,
只降低齿面粗糙
度,不能提高齿
形精度 。
Ra1.6~0.2
第八节 数控机床工作原理
一,概述,
数控机床就是采用了数控技术的机床, 或者说是装备了数控系
统的机床 。
二、数控机床的工作原理,
程序 输入设备
输出设备
计算机数字
控制装置
（ CNC装
置）
主轴控制
单元
速度控制
单元
主轴电机
机床
进给电机
位置检测
可编程
序控制
器
三、数控机床的构成,
1,机床本体,
是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。由
床身、立柱、主轴、工作台、进给机构等组成。
主要特点,
① 结构上具有较高的动态刚性、阻尼精度及耐磨性。
② 传动简洁、结构简单。
③ 采用高效、无间隙传动装置和元件。如：滚珠丝杠、直线导
轨、塑料导轨等。
④ 机床功能部件增多。
三、数控机床的构成,
2,数控装置,
是一种程序控制系统。用于实现输入数字化的零件加工程序，并
完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制
功能。
3,伺服系统,
是以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。分为主轴驱
动系统和进给驱动系统。前者控制机床主轴的旋转运动，后者控
制机床各坐标轴的切削进给运动。
伺服系统主要由驱动部件（主轴电机、进给电机等）和速度控制
单元组成，其职能是提供切削过程中所需的转矩和功率，可以任
意调节运转速度。
对进给驱动的要求,
① 定位精度高；
② 良好的快速响应特性；
③ 调速范围宽；
④ 低速大转矩。
4,辅助装置,
保证数控机床功能充分发挥所需
的配套部件 。 包括：冷却过滤装
置, 吸尘防护, 润滑装置, 对刀
仪, 自动排屑器, 物料储运及上
下料装置等 。
四、数控机床的分类,
按运动方式分类
① 点位控制，如：数控钻床
② 直线控制，如：数控车床
③ 轮廓控制，如：加工中心
按运动方式分类
① 开环控制：无位置检测，精度低
② 闭环控制：检测元件装在机床坐标轴
移动部件上，精度高。
③ 半闭环控制：检测元件装在丝杠或电
机轴上，精度略低但稳定性高。
五、数控机床的特点,
1,具有较强的适应性和通用性；
2,具有较高的生产率；一般普通机床的净切削时间为 15~20%，
数控机床可达 65~70%。加工复杂件时比普通机床提高 5~10
倍。
3,具有较高的加工精度和稳定的加工质量；
4,特别适合加工形状复杂的轮廓表面；
5,大大减轻了工人的劳动强度；
6,便于现代化的生产管理；
加工中心
带有刀库的数控机床 ——加工中心
第一节 机床的分类, 型号编制方法和构造
第二节 车床与车刀
第三节 钻床, 镗床与孔加工刀具
第四节 铣床与铣刀
第五节 刨床, 拉床及工艺特点
第六节 磨床与砂轮
第七节 齿轮加工机床与齿轮加工刀具
第一节 机床的分类、型号编制方法和构造
一、机床的分类：（ 12大类）
按万能性分,
? 通用机床（普通机床）：加工范围广，可用于
多种零件的不同工序。
?专门化机床（专能机床）：加工范围较窄，用
于加工某一类（或几类）零件的某一道（或几道）
特定工序。
? 专用机床：用于加工某一种零件的某一道特
定工序。
大量的通用部件
少量的专
用部件
二、机床型号编制方法（ GB15375—94）
1、通用机床,
（ △）○（〇） △ △ △ （ × △ ）（ 〇） /（ ）（ - ）
企业代号
其他特性代号
重大改进顺序号
主轴数或第二主参数
主参数
系代号（主参数相同）
组代号（每类机床分为 10组）
通用特性、结
构特性代号 类代号 分类代号
例,
C A 6 1 40
主参数
直径,400mm
系别：卧式车床
组：落地及卧
式车床组
车床
结构特性,
2、专用机床,
设计顺序号 设计单位
代号 B1—015
第 15种专用机
床（铣床） 北京第一 机床厂
三、机床的基本运动
?表面成形运动,
四、机床的传动链
? 动力源：提供动力
? 执行件：执行运动部件
? 传动装置：传递运动和动力
两种传动链,
? 外联系传动链
“联系动力源和机床执行
件的传动链, 。 它使执行
件得到预定速度的运动并
传递一定的动力 。
联系两个执行件, 以形
成复合成形运动的传动
链, 。 两个末端件之间的
相对速度或相对位移必须
有严格的比例关系 。
?内联系传动链
五、五种基本传动副
1,带传动,
2,齿轮传动,
3,蜗杆传动,
4,齿轮齿条传动,
5,丝杠螺母传动,
规定,
i=被动轮转速 /主动轮转速 =n2/n1
平稳, 吸振, 通常用在高
速级传动 。
2
1
1
2
d
d
n
ni ????
传动比准确, 传递动力大,
但有噪音 。
2
1
1
2
d
d
n
ni ??
传动平稳, 无噪音 。 多用于
大速比, 交叉轴传动
z
k
n
n
i
1
2 ??
将旋转运动变为直线运动,
传动效率高, 结构紧凑 。
60
nzm
60
nDv ?????????
将旋转运动变为直线运动, 工
作平稳, 无噪音, 传动效率低 。
60
tnv ??
六、机床的基本构造,
1,主传动部件：用来实现机床的主运动。
2,进给传动部件：用来实现机床的进给运动。
3,刀具的安装部件：用来安装刀具。
4,工件的安装部件：用来安装工件。
5,支承部件：用来支承和连接机床各零部件。
6,动力部件：为机床提供动力。
第二节 车床与车刀
一,车床的运动,
?主运动：工件的旋转
?进给运动：刀具的直线移动
二,车削加工的工艺特点,
1,能保证轴、套、盘等类零件的各表面位置精度；
2.加工范围广泛，适应性强；
经济精度,IT8～ IT7,Ra1.6～ 6.3
对有色金属，利用精细车的方法可达到,
IT6～ IT5,Ra0.2～ 0.8
3.切削过程平稳；
4.刀具简单，成本低； ① 过程连续
② 无冲击
三,CA6140车床运动分析,
1,机床布局结构,
主轴箱 刀架 尾架
床身
床腿 溜板箱 进给箱
2,CA6140传动系统分析,
2,CA6140传动系统分析,
① 主运动分析,
抓两端、连中间
A.找首、末件,
首件,电机 ——末件,主轴
B.连中间，写出传动机构式,
主轴的转速级数,
由结构式,
正转速级数为,2× 3× (1+2× 2)=30 级
但：从 Ⅲ 轴～ Ⅵ 轴的 5种传动比中有两级基本
相等。均为,1/4。
故：实际级数为,2× 3× (1+2× 2-1)=24 级
反转速级数为,3× (1+2× 2-1)=12 级
主轴转速,
主轴转速之间通常是等比级数排列,
25.16140
1
11
?
???? ??
?
???
而言：对
为公比
CA
nnn jjj
r p mn
r p mn
10
58
26
80
20
80
20
58
22
43
51
98.0
230
130
1450
1400
50
63
41
39
38
56
98.0
230
130
1450
m i n
m a x
?????????
???????
② 进给运动分析,
A,找首、末件,
首件：主轴 —— 末件：刀架
计算位移,主轴转一转 —— 刀架移动一个 f
② 进给运动分析,
B,连中间，写出传动结构式,
CA6140车床共有 64种纵向、横向进给量，分
别由 4种类型的传动路线来实现。即,
? 正常进给量（ 32级）
? 较大进给量（ 8级）
? 加大进给量（ 16级）
? 细进给量（ 8级）
正常进给量,
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
??
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
???
?????
??????????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
横向丝杠
纵向齿轮、齿条
光杠主轴
倍基
18
59
48
48
48
30
30
40
48
40
80
28
48
40
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
25
25
33
33
33
58
58
7
7
6
6
8
M
M
M
M
M
ii
由主轴经正常螺距及公制螺纹传动路线来实现。
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
21
36
21
33
14
20
14
19
28
36
28
32
28
28
28
26
基
i
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
48
15
45
18
48
15
35
28
28
35
45
18
28
35
35
28
倍
i
正常进给量,
)/(125.2
80
28
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
33
58
58
1
rmm
iif
?????????
???????????
?
倍基纵
化简,
倍基纵 iif ??? 71.0
)r/mm(22.11
7
12
71.0f
)r/mm(08.0
8
1
7
5.6
71.0f
m a x
m i n
????
????
纵
纵
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
????
?
?
?
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?
?
?
??
???
?????
??????????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
横向丝杠
纵向齿轮、齿条
光杠主轴
倍基
18
59
48
48
48
30
30
40
48
40
80
28
48
40
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
25
25
33
33
33
58
58
7
7
6
6
8
M
M
M
M
M
ii
正常进给量,
)/(5
18
59
48
48
48
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
33
58
58
1
rmm
iif
???????
??????????? 倍基横
化简,
倍基横 iif ??? 355.0
)/(61.01
7
12
3 5 5.0
)/(04.0
8
1
7
5.6
3 5 5.0
m a x
m i n
rmmf
rmmf
????
????
横
横
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
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?
?
?
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?
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??
???
?????
??????????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
横向丝杠
纵向齿轮、齿条
光杠主轴
倍基
18
59
48
48
48
30
30
40
48
40
80
28
48
40
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
25
25
33
33
33
58
58
7
7
6
6
8
M
M
M
M
M
ii
正常进给量,
级共
级共
横
纵
32)r/mm(61.0~04.0f
32)r/mm(22.1~08.0f
?
?
较大进给量,
运动由主轴经正常螺距及英制螺纹传动路线实现
其纵向进给运动平衡式,
)/(125.2
80
28
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
361
75
100
100
63
33
33
58
58
1
rmm
i
i
f
????????
??????????
?
倍
基
纵
化简,
基
倍
纵 i
i
f ?? 474.1
较大进给量,
其横向进给运动平衡式,
化简,
基
倍
横 i
i
f ?? 7 3 7.0
)/(5
18
59
48
48
48
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
361
75
100
100
63
33
33
58
58
1
rmm
i
i
f
???????
?????????
倍
基
横
较大进给量,
变换 i倍 =1 可得,
级共
级共
横
纵
8)/(79.0~43.0
8)/(59.1~86.0
rmmf
rmmf
?
?
加大进给量,
当主轴处于较低的 12级转速时 (10~125rpm),运动由主轴经扩
大螺距机构及英制螺纹传动路线来实现 。 传动结构式,
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
??
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
???
??????
?????????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
横向丝杠
纵向齿轮、齿条
光杠
主轴
倍
基
18
59
48
48
48
30
30
40
48
40
80
28
48
40
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
361
75
100
100
63
33
33
58
26
44
44
20
80
50
50
20
80
26
58
7
7
6
6
8
M
M
M
M
M
i
i
加大进给量,
级共
级共
横
纵
16)r/mm(16.3~86.0f
16)r/mm(33.6~71.1f
?
?
供强力切削时使用
细进给量,
当主轴高速 (450~1400rpm,其中 500rpm除外 )时, 运动由主轴
经扩大螺距机构及公制螺纹传动路线来实现 。 运动平衡式,
)/(125.2
80
28
48
30
30
40
29
4
56
32
32
36
56
28
25
36
36
25
36
25
75
1 0 0
1 0 0
63
33
33
58
26
44
44
63
50
1
rmm
iif
??????????
????????????
?
倍基纵
化简,
倍基纵 iif ??? 253.0
取,i倍 =1/8 级共
纵 8)/(054.0~028.0 rmmf ?
同样可得,级共
横 8)/(027.0~014.0 rmmf ?
综上所述,
可得 64级纵、横进给量,
)r/mm(16.3~0 1 4.0f
)r/mm(33.6~0 2 8.0f
?
?
横
纵
③ 螺纹进给传动链,
运动关系,
主轴转一转，刀具均匀移动一个导程
Sti ??? 丝1
i：从主轴到丝杠之间的总传动比
t丝,丝杠螺距。 t丝 =12mm
S：被加工螺纹导程。
运动平衡式,
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
21
36
21
33
14
20
14
19
28
36
28
32
28
28
28
26
基
i
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
48
15
45
18
48
15
35
28
28
35
45
18
28
35
35
28
倍
i
公制螺纹,
)(12253636253625751 0 01 0 063333358581 mmiiS ??????????? 倍基
化简,
倍基 iiS ?? 7
经上述路线可加工 20种标准螺距的螺纹,
最大螺距,12mm。
经扩大导程机构，将螺距扩大 4或 16倍，最终获得
44种螺距的螺纹。可加工的最大螺距为 192mm。
四,CA6140车床的主要结构
卸荷皮带轮
摩擦离合器
变速操纵机构,
溜
板
操
纵
机
构
六、车刀
六、车刀
第三节 钻床、镗床及孔加工刀具
一、钻床的运动,
主运动：钻头的旋转
进给运动：钻头的直
线移动
二、钻削的特点,
1,麻花钻结构,
2,钻削的特点,
①,三差一大”。
? 刚性差：两个大而深的排屑槽使刚性 ↙↙ 。
? 导向性差：导向棱少且窄。
? 切削条件差：排屑困难，不易散热。
? 轴向力大：由于横刃的存在，产生较大的轴向力。
② 属于粗加工工序,
经济精度,IT13~IT11,Ra25~12.5
三、钻床的加工方法,
扩孔：对已有孔进行扩大加工的方法 。
经济精度,IT10~IT9,Ra6.3~3.2。
扩孔余量：一般为孔径的 1/8。
铰孔：对已有孔进行精加工的方法 。
经济精度,IT9~IT7,Ra1.6~0.4。
余量小：粗铰,0.12~0.35 mm
精铰,0.05~0.15 mm
切速低,V=0.025~0.16 m/s
四、钻床的类型,
? 台式钻床,（ D<12 mm）
? 立式钻床,
? 摇臂钻床,
五、孔加工刀具,
1,麻花钻的改进,
? 修磨横刃,
? 修磨棱边,
? 修磨前刀面,
? 修磨切削刃,
? 磨出分屑槽,
群钻,
群钻特点,
三尖七刃锐当先,
月牙弧槽分两边。
一侧外刃开屑槽,
横刃磨低窄又尖。
2,扩孔钻,
① 3~4条切削刃及排
屑槽, 钻芯大, 刚
性强
② 3~4条导向棱, 稳
定性 ↗
③ 没有横刃
扩孔钻的种类,
直柄、锥柄、套式
3,铰刀,
① 6~12个刀刃, 排屑槽更浅, 刚性 ↗↗ 。
② 有修光刃, 可校准孔径和修光孔壁 。
③ 切削条件好, 切削余量小 。
铰刀的种类,手用铰刀,d=1~71 mm
特点：工作部分长, 刃锥
角小 。
机用铰刀,50
特点：工作部分短,
角大 。
套式,d=23.6~100 mm
一般用于较大孔径的加工
五、镗床,
1,镗床的运动,
? 主运动：镗刀的旋转 。
? 进给运动：工件或镗
刀的直线运动 。
2、镗孔的特点,
① 镗刀的结构简单，调整方便。
? 单刃镗刀
? 多刃镗刀
② 通用性大。
经济精度,IT8~IT7,Ra1.6~0.8
精细镗 (有色金属 ),IT7~IT6,Ra0.8~0.4
③ 可保证孔的尺寸及位置精度。
④ 生产率低。
3、镗床的加工方法,
4、镗床的主要类型,
第四节 铣床与铣刀
一、铣床的运动,
? 主运动：铣刀的
旋转。
? 进给运动：工件
的直线运动。
周铣和端铣
二、铣削的工艺特点,
1,铣削过程不平稳，有冲击。
2,多齿刀具切削，生产率较高。
3,经济精度,IT8~IT7,Ra6.3~1.6。
4,铣削方式,
逆铣：铣刀的旋
转方向与工件进
给方向相反。
顺铣：铣刀的旋
给方向相同。
三、铣床的类型,
四、铣床的工作,
五、常用铣刀,
第五节 刨床、拉床及工艺特点
一、刨床,
1.刨床的运动,
?主运动：刀具的直
线往复运动。
?进给运动：工件的
间歇直线运动。
2,工艺特点,
① 机床、刀具简单，通用性好。
② 生产率低。
?运动不连续，有空程损失。
?冲击大，切削用量不可过大。
③ 经济精度,IT8~IT7,Ra3.2~1.6
3、刨床的类型,
二、拉床,
1、拉刀的特点,
① 切削刃与被加工表面的横截面形状相同。
② 切削刃的高度逐齿递增, 其递增量即为每齿进
给量 。
③ 拉刀的最后几个齿为修光齿, 其形状, 尺寸与
被加工表面的最后尺寸形状完全一致 。
2、拉削方式,
a) 分层式拉削,
特点,
① 可获得较高的表面质量 。 ② 刀齿上的分屑槽造成
切屑上有一加强筋, 切屑卷曲困难 。 ③ 拉刀长度较
长, 降低了拉削生产率 。 ④ 拉刀成本高 。
2、拉削方式,
b) 分块式拉削,
特点,
① 切削厚度大, 在相同余量下, 拉刀所需的刀齿总
数较分层式少 。 ② 切屑上无加强筋, 切屑卷曲顺利 。
③ 拉刀长度短, 提高了拉削生产率 。 ④ 可拉削带硬
皮的铸件, 锻件 。 ⑤ 拉削后的表面质量较差 。
2、拉削方式,
c) 综合式拉削,
特点,
① 粗切齿制成轮切式结构, 分块拉削, 精切齿采用
成形式结构, 分层拉削 。 ② 缩短了拉刀长度 。 ③ 提
高了拉削生产率 。 ④ 拉削后的表面质量较好 。
3、拉削的工艺特点及应用,
① 生产率高。
② 加工精度高，表面质量好。 IT8~IT7,Ra0.8~0.4
③ 刀具成本高。
④ 可拉削特形表面。
⑤ 机床结构简单，只有一个运动。
第六节 磨床与砂轮
一、磨削运动,
1,主运动：砂轮的旋转 。
2,径向进给运动：指砂轮
径向切入工件的运动。
3,轴向进给运动：工件
相对于砂轮的轴向运
动。
4,工件运动：工件的旋转或直
线移动
二、磨削过程,
1.滑擦阶段,
2.刻划阶段,
3.切削阶段,
三、砂轮的特性与选择
1.磨料,
三、砂轮的特性与选择
2,粒度：指磨料颗粒的大小。
磨粒：用筛选法分类 。 它的粒度号以筛网上 1英
寸长度内的孔眼数来表示 。
微粉：用显微测量法分类 。 它的粒度号以磨料
的实际尺寸来表示 。
选择,
粗磨时选粗磨料，精磨时选较细的磨料。
软金属选粗磨料，硬金属选较细的磨料。
三、砂轮的特性与选择
3.砂轮的硬度：是指砂轮工作时，磨料在磨削力作用
下，从砂轮上脱落的难易程度。
选择,
精磨时选用较硬的砂轮，以保证精度和表面质量。
磨削较硬的金属，选用软砂轮。反之，则选用硬砂
轮。
三、砂轮的特性与选择
4.结合剂：用来粘结磨料的物质, 其性能决定着砂轮
的强度, 抗冲击性, 耐热性以及抗腐蚀能力
? 陶瓷结合剂：（ V）
? 树脂结合剂：（ B）
? 橡胶结合剂：（ R）
? 金属结合剂：（ M）
性能,
强度高, 耐热, 耐腐蚀性
好, 气孔率大, 但较脆,
弹性差 。
适用范围,
适用于通用砂轮、成形磨
削砂轮。一般 V<35m/s。, 弹性好, 耐热性差 (<300℃ ),气孔率小,
易磨损 。
适用范围,
适用于高速磨削, 速度达
50m/s以上 。 可制成薄片
砂轮, 用于切口, 开槽 。
强度与弹性均高于陶瓷和
树脂结合剂, 但耐热性差
(<150℃ )。
多用于切断, 开槽, 抛光
用砂轮以及无心磨床的导
轮 。 速度高达 65m/s。
强度最高, 导热性好, 但
自锐性差 。 常见的是青铜
结合剂 。
主要用于金刚石砂轮及电
解磨削用砂轮 。 磨削硬质
合金, 玻璃, 陶瓷等 。
三、砂轮的特性与选择
5.组织：指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体
积的比例关系。
共分 15级, 组织号 (0~14)越小, 砂轮越致密 。 金刚石砂轮用浓
度表示, 4.39克拉 /cm3时为 100%。 有 25%,75%—150%等 。
四、磨削工艺特点
1.精度高，表面粗糙度小；
经济精度,IT6~IT5,Ra0.8~0.2
2.砂轮有自锐性；
3.径向力 Fy最大； Fy=(1.6~3.2)Fz，轴向力 Fx很小。
4.用于加工较硬的金属、非金属材料；
5.磨削温度高，易烧伤工件；
退火烧伤 回火烧伤 淬火烧伤
工件表面温度超过相变
温度 AC3,但无冷却液,
工件表面被退火 。
工件干磨时易发生这种
烧伤 。
工件表面温度未达到相
变温度 AC3,但超过马
氏体的转变温度, 工件
表层组织为回火屈氏体
或索氏体 。
工件表面温度超过相变
温度 AC3,冷却充分,
工件表面被二次淬火 。
但淬透层很薄, 其下层
仍为回火屈氏体或索氏
体 。
五、常见的磨床类型及应用
1,外圆磨床,
床身
头架
内圆磨头 砂轮架
尾座
工作台
横向
导轨
滑鞍 手轮
五、常见的磨床类型及应用
外圆磨削方法,
?纵磨法
?横磨法 (切入磨法 )
?综合磨法 (先横后纵 )
?深磨法
五、常见的磨床类型及应用
2,内圆磨床,
床身
头架
砂轮修整器 砂轮 砂轮架
工作台
横向
手轮
纵向
手轮
五、常见的磨床类型及应用
纵磨法
磨内孔
横磨法
磨内孔
利用端磨
头磨平面
内圆磨削方法
五、常见的磨床类型及应用
3,平面磨床,
?卧轴矩台式
?立轴矩台式
?卧轴圆台式
?立轴圆台式
五、常见的磨床类型及应用
平面磨削方法,
周磨 端磨
自定位方式加工, 适用于细长光
轴, 可得到较高质量的尺寸精度
和几何形状精度, 但不能保证位
置精度 。
五、常见的磨床类型及应用
4,无心磨床,
六、先进磨削方法
1.高速磨削,
2.缓进给，深磨削（强力磨削）,
3.砂带磨削,
4.宽砂轮、多砂轮磨削,
5.低粗糙度磨削,
磨削深度达 3~30mm,约
为普通磨削的 100~1000倍 。
生产率高, 磨削质量好 。
现已成功用于丝杠, 齿轮,
转子槽等沟槽的以磨代铣
加工 。
砂轮的线速度大于 50m/s。
目前,
国内普遍采用 V=50~80m/s
国外发达国家已达 23 m/s
经济效益明显，生产率提
高 30~100%，砂轮耐用度
提高 0.7~1倍。
与普通磨削相比,
?磨削前，工件表面 Ra<0.4μm。
?砂轮需精细修整。
?进给量 <,005~0.025mm/s，
V=15~30m/s。
第七节 齿轮加工机床及刀具
第七节 齿轮加工机床及刀具
一,齿轮的技术要求
1.运动精度：指传递运动的准确性。即要求在齿轮每
转一转的范围内的最大转角误差不应超过一定的限
度。
产生转角误差的主要原因：齿轮的几何偏心、运动
偏心以及轮齿分布不均等。
2.工作平稳性：指运转平稳，冲击小，振动和噪声低。
必须限制齿轮瞬时传动比的变化量。
影响工作平稳性的主要因素：齿形误差、基节偏差
等。
一,齿轮的技术要求
3.接触精度：指啮合齿面沿齿高和齿宽的实际接触程
度。要求接触齿面上载荷分布的均匀性好，以避免
因应力集中造成齿面局部过早磨损。
影响接触精度的主要因素：齿向误差、接触线误差、
齿形误差等。
4.齿侧间隙：指齿轮副啮合轮齿非工作面之间沿法线
方向的间隙。
其作用在于补偿齿轮的加工误差和安装误差，补偿
热变形和防止齿轮卡死。
?GB10095—88中规定了 12个精度等级, 其中：
1~2级为远景级精度, 3~5级为高级精度, 6~8级
为中级精度, 9~12级为低级精度 。
?GB10095—88中规定了三个公差组, 分别控制运
动精度, 平稳性精度及载荷分布均匀性 。
?齿侧间隙是根据工作条件通过选择齿厚极限偏差
获得 。 与齿轮精度没有直接关系 。 国标中规定了
14个齿厚极限偏差, 代号为,C,D,E,F,G、
H,J,K,L,M,N,P,R,S,其值依次降低 。
举例,
?“677HKGB10095 — 88” 表示运动精度为 6级，平
稳性和接触精度均为 7级，齿厚上偏差为 H，下偏
差为 K。
?,7FLGB10095— 88” 表示三种精度均为 7级,齿厚
上偏差为 F，下偏差为 L。
二、铣齿及齿轮铣刀
铣齿为成形法加工齿轮的方法
齿轮铣刀,
盘状齿轮铣刀,m≤8
指状齿轮铣刀,m>8
铣齿的特点,
1,成本低；
2,生产率低；
3,精度低；用于 9级以下齿
轮的加工。
铣齿时, 应根据被切齿轮的齿
数选出相应刀号的铣刀 。
三、滚齿机滚齿
1,滚齿原理,
“根据范成法的原理, 模拟一对斜齿园柱齿轮
啮合过程, 。
2、滚刀的结构,
3、滚齿的运动,
① 主运动：滚刀的旋转，以 n0表示。
传动链：电机 -1-2-iv-
3- 4-滚刀。
② 分齿运动：维持滚刀与
被切齿轮之间的啮合关
系 。 (B11,B12)
w0
w
z
k
n
n ?
内传动链：滚刀 -4-5-ix-
6-7-工件。
③ 轴向进给运动：保证滚刀
在齿轮全齿宽上切除齿形 。
(A2)
传动链：工件 -7-8-if-9-
10-刀架升降丝杠。
工件每转一转，滚刀移
动的距离。 (mm/r)
滚切斜齿园柱齿轮,
附加运动：产生螺旋线的运动。用来保证工件准确地转一转时，
滚刀刚好移动一个工件的螺旋线导程。 (B22)
4、滚刀的安装,
?滚刀的等级：滚刀有
AAA,AA,A,B,C
五个精度等级, AAA
级最高, A,B,C为
普通级 。 A级滚刀可加
工出 8级精度的齿轮,
AA级可直接滚切出 7
级精度的齿轮 。
5、滚齿机结构,
四、插齿机插齿
1,插齿原理,
,根据范成法的原理，模拟一对园柱齿轮啮合过程”。
2、插齿刀结构
插齿刀是一个具有不
等变位系数并制出前,
后角而形成切削刃的
高精度齿轮, 其渐开
线齿形精确 。
3、插齿机及其运动
主运动：插刀的直线往复运动。（ str/min）
传动链：电机 -1-2-iv-3-4-偏心轮 -刀具主轴
分齿运动：维持插齿刀与被切齿轮之间
的啮合关系。
内传动链,B11-8-9-ix-10-11-B12
工
刀
刀
工
z
z
n
n ?径向进给运动：在分齿运动的同时，插齿刀沿
工件半径方向的进给运动。当进给到要求深度
时，径向进给停止。
圆周进给运动：插齿刀的转动。
传动链：偏心轮 -4-5 6 if 7-8-刀具主轴
让刀运动：插齿刀在回程时径向退离工件，切
削时复原。
五、滚齿与插齿的比较
?加工精度和齿面粗糙度基本相同，精度为 8~7级,Ra
值为 1.6 μm左右。
?插齿的分齿精度略低于滚齿，而齿形精度高于滚齿。
?插齿后的齿面粗糙度略优于滚齿。
?滚齿的生产率高于插齿。
?加工范围不同。插齿通常用于内齿轮、小间距的多联
齿轮等的加工；园柱齿轮、螺旋齿轮、蜗轮、齿轮轴
等多由滚齿加工。
刨齿,
六、齿轮的精加工,
1,剃齿：非强制啮合的展成加工。用于未经淬火
的齿轮的精加工。
精度,7~6级,
Ra0.8~0.4
主运动：剃齿刀正、
反转。
轴向进给：工件沿轴
向往复进给。
径向进给：工件每往
复一次，剃齿刀沿工
件径向进给一次。
六、齿轮的精加工,
2,珩齿：用于淬硬后齿轮的精加工, 精度 7~6级,
Ra0.4。 原理与剃齿完全相同, 所不同的是刀具 。
典型工艺：滚齿 ——剃齿 ——淬火 ——珩齿
六、齿轮的精加工,
3,磨齿,
成形法：精度 6~5级
展成法
双斜边砂轮磨齿
两个碟形砂轮磨齿
精度,5~4级
六、齿轮的精加工,
4,研齿,
齿轮光整加工,
只降低齿面粗糙
度,不能提高齿
形精度 。
Ra1.6~0.2
第八节 数控机床工作原理
一,概述,
数控机床就是采用了数控技术的机床, 或者说是装备了数控系
统的机床 。
二、数控机床的工作原理,
程序 输入设备
输出设备
计算机数字
控制装置
（ CNC装
置）
主轴控制
单元
速度控制
单元
主轴电机
机床
进给电机
位置检测
可编程
序控制
器
三、数控机床的构成,
1,机床本体,
是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。由
床身、立柱、主轴、工作台、进给机构等组成。
主要特点,
① 结构上具有较高的动态刚性、阻尼精度及耐磨性。
② 传动简洁、结构简单。
③ 采用高效、无间隙传动装置和元件。如：滚珠丝杠、直线导
轨、塑料导轨等。
④ 机床功能部件增多。
三、数控机床的构成,
2,数控装置,
是一种程序控制系统。用于实现输入数字化的零件加工程序，并
完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制
功能。
3,伺服系统,
是以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。分为主轴驱
动系统和进给驱动系统。前者控制机床主轴的旋转运动，后者控
制机床各坐标轴的切削进给运动。
伺服系统主要由驱动部件（主轴电机、进给电机等）和速度控制
单元组成，其职能是提供切削过程中所需的转矩和功率，可以任
意调节运转速度。
对进给驱动的要求,
① 定位精度高；
② 良好的快速响应特性；
③ 调速范围宽；
④ 低速大转矩。
4,辅助装置,
保证数控机床功能充分发挥所需
的配套部件 。 包括：冷却过滤装
置, 吸尘防护, 润滑装置, 对刀
仪, 自动排屑器, 物料储运及上
下料装置等 。
四、数控机床的分类,
按运动方式分类
① 点位控制，如：数控钻床
② 直线控制，如：数控车床
③ 轮廓控制，如：加工中心
按运动方式分类
① 开环控制：无位置检测，精度低
② 闭环控制：检测元件装在机床坐标轴
移动部件上，精度高。
③ 半闭环控制：检测元件装在丝杠或电
机轴上，精度略低但稳定性高。
五、数控机床的特点,
1,具有较强的适应性和通用性；
2,具有较高的生产率；一般普通机床的净切削时间为 15~20%，
数控机床可达 65~70%。加工复杂件时比普通机床提高 5~10
倍。
3,具有较高的加工精度和稳定的加工质量；
4,特别适合加工形状复杂的轮廓表面；
5,大大减轻了工人的劳动强度；
6,便于现代化的生产管理；
加工中心
带有刀库的数控机床 ——加工中心
