第 4章
机械加工方法及设备
本章主要内容及课时分配
1、常用的金属切削机床的知识：金属切削机床 的分类、金属切削机床型号的标注方法，车床 的工作原理、特点及其应用范围； 2、磨床、齿轮加工机床的工作原理、特点及其 应用范围； 3、铣床、孔加工设备的工作原理、特点及其应 用范围。
本章第一讲
主要内容
类别、结构特征、组别、第一主参数、第二主参数、第三主参数、改进号、 企业代号
3、机床的基本要求
（1）工艺范围
工艺范围：适应不同生产要求的能力
通用机床
专门化机床 专用机床 数控机床 加工中心 （2）加工精度和表面粗糙度 机床的精度与其他机械产品 比较 （3）生产效率和自动化程度 （4）噪声和效率 机床的效率:切削的有效功率 电机输出功 率

此外，刀片不经高温焊接，排除了产生焊接

可转位车刀使用可转位刀片的机夹车刀， 与普通机夹车刀的不同点在于刀片为多边形，
每一边都可作为切削刃，用钝后只需将刀片
转位，即使新的切削刃投人工作，当每个切 削刃都用钝后，再改换新刀片。

可转位车刀除具备机夹车刀的优点外，其最 大优点在于几何参数完全由刀片和刀槽保证，
2、机床型号的编制方法
机床的型号用以简明地表示机床的类型、
通用和结构特性、主要技术参数等。

我国现在最新的机床型号，是按 1994 年颁布的
标准“ GB/T15375-94 金属切削机床型号编制方 法”编制的。该标准规定，机床型号由汉语拼
音字母和数字按一定的规律组合而成。如：
1） .
机床的分类及类代号
B
L
D
G
Q
音
车
钻
镗
磨
2磨 3磨
牙
丝
铣
刨
拉
电
割
其
2）.
通用特性代号和结构特性代
号
(1)
通用特性代号
简式 J 简
通用特 高精 半自 加工中 加重 有统一的固定含义，在各类机床中表示的 精密 自动 数控 仿形 轻型 性 度 动 心 型
G M Z 代号 意义相同。 读音 高 密 自
B 半
K 控
式和结构等，分为 10 个组，每一组 又细分为若干系（系列）。
在上述基本分类方法的基础上，还
车床：① 卧式车床
② 立式车床 ③ 转塔车床 ④ 回轮车床 ⑤ 落地车床 ⑥ 液压仿行车床 ⑦ 多刀自动和半自动车床 ⑧ 专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床
按应用范围（通用性程度）又可
分为：
1） .
按自动化程度分 ：手动、机动、半自动
和自动的机床。
按重量与尺寸分 ：仪表机床、中型机床

通常，机床根据加工性质进行分类，再根据 其某些特点进一步描述，如多刀半自动车床、
高精度外圆磨床等。

随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。 现代机床正向数控化方向发展，数控机床的 功能日趋多样化，工序更加集中。
4.1 金属切削机床基本知识

金属切削机床，是指用切削、特种加工 等方法加工金属工件，使之获得所要求 的几何形状、尺寸精度和表面质量的机 器。它是制造机器的机器，故又称为

在现代机械制造工业中，制造的机器零 件，特别是精密零件的最终形状、尺寸
及表面粗糙度，主要是借助金属切削机 床加工来获得的，因此机床是制造机器 零件的主要设备。
H 换
F 仿
Q 轻
C 重

表机床的通用特性代号

(2) 结构特性代号 对主参数相同而结
构、性能不同的机床进行区分，在型号 中无统一含义，只在同类机床中区分结 构、性能。如： CA6140 型卧式车床型 号中的“ A” ，即在结构上区别 C6140型
3）.
机床组、系的划分原则及
代号

每类机床划分为十组（每组用一位 阿拉伯数字表示）；
硬质合金焊接车刀的缺点：

切削性能主要取决于工人刃磨的技术水平使用，当刀片用完以后，刀杆也
随之报废；

在制造工艺上，由于硬质合金和刀杆材料（一 般是中碳钢）的线膨胀系数不同，当焊接工艺

焊接装配式车刀 将硬质合金刀片钎焊在小
刀块上，再将小刀块装配到刀杆上，多用于 重型车刀。重型车刀体积和重量较大，刃磨 整体车刀，劳动强度大，采用焊接装配式结
氧化物
磨削碳钢、合金钢、 通用高速钢 磨削硬铸铁、硬质 合金、非铁金属 磨削硬脆材料、硬 质合金、宝石、高 温合金
磨 料
碳化物 超硬磨料

金刚石是最硬的磨料
导热系数大、摩擦系数小，适于加工硬质合金、 光学玻璃、陶瓷等硬质材料。但不宜加工铁族金

属，因为它与 Fe 在高温下化学稳定性差，易磨损。

立方氮化硼（CBN） 硬度仅次于金刚石，但抗热冲击性、抗弯强度比 金刚石好得多，可用于磨削高硬度、高强度钢等
4.2
外圆车削
下面以CA6140普通卧式车床为 例，介绍车床的功能和运动。
一、CA6140卧式车床的功能和 运动
1.结构 2.功能
CA6140卧式车床的外形
CA6140车床的功能
3.
CA6140车床的运动 工件的旋转运动 刀具的进给运动


二、 车刀
（一）
车刀的种类和结构
按用途不同分类：外圆车刀、端面车刀、

1、机床的分类
机床的传统分类方法：按加工性质和所
用的刀具进行分类。

目前我国机床分为：车床、钻床、镗 床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机
卧式铣床
立式铣床
立式钻床
摇臂钻床
卧式镗床外形
牛头刨床(Horizontal Shaper)
插齿(Gear Shaping)机
特种加工机床
棱体成形车刀
外形是棱柱体，只能用于加工外 成形表面，可重磨次数比平体成
形车刀多。

一般用专用刀夹夹住车刀的燕尾 部分，安装在普通机床或自动机
(3)

圆柱体成形车刀：
外形是回转体，由于刀体是圆柱状，重磨
时磨前刀面，可重磨次数多，而且可以加工 内、外成形表面。圆体成形车刀以圆柱孔作 为定位基准套装在刀夹上进行安装。
碟形金刚石砂
轮
一、砂轮特性参数及选择

砂轮 一种用结合剂把磨粒粘结起来， 经压坯、干燥、焙烧及车整，具有一定形 状的多孔体。

砂轮特性参数决定砂轮性能的因素，如
砂轮的结构及作用
主要起切削作用 主要起容屑和冷却作用 主要起粘接作用
1）砂轮的磨料
取决于工件材料的硬度
棕刚玉 白刚玉 络刚玉 黑色碳化硅 绿色碳化硅 碳化硼 人造金刚石 立方氮化硼
切断车刀等类型
外圆车刀 用来加工工件的圆柱形和圆锥
形外表面；

按结构不同分类：整体车刀、焊接车刀、焊
接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀；机械
夹固刀片的车刀又分为机夹车刀和可转位车 刀。

整体车刀 主要是高速钢车刀，俗称“白钢 刀”，截面为正方形或矩形，使用时可根据
不同用途进行修磨。

焊接车刀 在普通碳钢刀杆上镶焊（钎焊）

（涂层）硬质合金可转位刀片
陶瓷可转位刀片
可转位刀片
可转位刀片形状
可转位车刀组成
刀杆、刀片、刀垫和夹固元件。硬质合金可
转位刀片已有国家标准（GB2079-80）。刀
片形状很多，常用的有三角形、正方形、五
角形和圆形等。刀片大多不带后角，但在每
个切削刃上做有断屑槽并形成刀片的前角。
刀具的实际角度由刀片和刀槽的角度组合确

磨削 用磨料磨具（砂轮、砂带、 油石或研磨料等）作为工具对工件表 面进行加工。
磨削是一种精加工方法。 尺寸精度可达IT5～IT6。 表面粗糙度能达到0.8～
0.08μm
国外已开始将磨削作为大量切
削金属的一种手段.
砂
轮
内圆磨砂轮
超硬磨料砂轮
平形金刚石砂轮
超硬磨料砂轮
碗形金刚石砂轮
构以后，只需装卸小刀块，刃磨省力，刀杆
也可重复使用。

可转位车刀

模块式可转位车刀

按切削方向分：左切、右切
机夹车刀的优点：

刀杆可以重复使用，刀具管理简便；
刀杆也可进行热处理，提高硬质合金刀片支 承面的硬度和强度，相当于提高了刀片的强
度，减少了打刀的危险性，从而可提高刀具
的使用寿命
与工人熟练程度无关，因此可以保证被加工工件表面
形状和尺寸精度的一致性和互换性

只要一次切削行程就能切出成形表面，生产率较高；


1. 成形车刀的种类
平体成形车刀：外形呈平条状，和普通 车刀的外形相似，但其切削刃是成形的。 螺纹车刀和铲齿车刀属于这类成形车刀。 装夹方法和普通车刀一样。
(2)

本讲作业

P121，4-1，4-7
主要内容 教学重点
本章第二讲
1、砂轮的特性与选择，磨削的原 砂轮的特性与选择，磨削的原理，磨 理，磨削的分类及其特点；
削的分类及其特点；

教学难点
2、磨床（M1432A）的结构，加工 特点和加工范围；
磨削的原理，磨削的分类及其特点；
4.3 磨削加工与磨床
2．楔销式夹固结构：

刀片由销子在孔中定位，楔块向下运动时将 刀片夹固在内孔的销子上；松开螺钉时，弹簧 垫圈自动抬起楔块。
1.刀垫、2.刀片、3.柱销、4.楔块 、5.压紧螺钉、6.弹簧垫圈
3．上压式夹固结构

该螺钉压板结构尺寸小，不需要多大的压紧 力，易避开切屑流出方向。一般用于夹固不 带孔的刀片。