金属切削机床加工的方法综述

许应朝

摘 要：文章分别讨论了金属切削机床加工的相关方法。

关键词：金属切削机床；加工；方法

1 引言

金属切削机床是采用切削加工、特种加工等方法将金属毛坯（或半成品）的多余金属去除，制成机械零件的一种机器。又称为“工作母机”或“工具机”，简称为机床。

2 金属切削加工的方法

2.1 车削加工

车削加工是指在车床上，工件旋转，车刀在平面内相对于工件做直线或曲线移动的切削形式。车削加工的特点是工作范围广，生产率高，加工成本低，加工精度范围大，高速精细加工是加工有色金属高精度回转表面的主要方法，数控车床可加工出位置、形状精度要求很高的零件。

2.1.1 外圆车削

外圆车削可分为粗车、半精车、精车。粗车是应在充分发挥道具和机床的性能条件下，背吃刀量尽可能取得大一些，尽可能在一次工作形成中车完粗加工余量。在精加工时，用试切法控制尺寸，切削时，紧靠刻度盘定切削时的背吃刀量，难以保证精度，在单件小批生产中，试切法是获得尺寸进度的常用方法。精车时，可采用硬质合金刀具高速精车，或者用高速钢宽刃刀具低速精车。粗车后需经调质或正火的工件，应考虑热处理变形对工件的影响，留出1.5～2.5mm余量。需磨削加工的工件，可不必精车，半精车时留出磨削余量即可，单件小批生产中对只需精车的工件，如果粗糙度达不到要求，可适当用砂布或锉刀抛光。

2.1.2 圆锥面车削

（1）小滑板转位法。当内外锥面的圆锥角度为α时，将小刀架转位α/2就可以加工。可以加工锥角为任意大小的内外圆锥面，但所加工圆锥面的长度受小滑板行程长度的限制，只能加工短锥面，且多为手动进给，故车削时进给量不均匀，表面质量较差。（2）尾座偏移法。自动进给车削较长的圆锥面，但尾座可偏移距离较小，中心孔顶尖配合不良，特别是当半圆锥角大于6°后误差较大，尾座偏移量较大，使中心孔与顶尖的配合变坏，装夹不可靠。所以一般用于车削小锥度的长锥面，且精确调整尾座偏移量较费时，也不能加工锥孔。（3）靠模法。靠模板是车床加工圆锥面的附件，在自动进给条件下车削锥体，能保证一批工件获得稳定一致的合格锥度。

2.2 铣削加工

铣削加工时，铣刀的旋转是主运动，铣刀或工件沿坐标方向的直线运动或回转运动是进给运动。不同坐标方向运动的配合联动和不同形状刀具相配合，可以实现不同类型表面的加工。铣削加工可以对工件进行粗加工和半精加工，其加工精度可到IT7～IT9，精铣表面粗糙度Ra值可达3.2～1.6μm，高精度铣削的加工精度可达IT6～IT5，表面粗糙度Ra值可达0.2μm。

铣平面，用圆柱铣刀铣平面→卧式铣床铣平面；用端铣刀铣平面→镶有硬质合金刀头的端铣刀→立式铣床或卧式铣床上进行。铣斜面，可分为倾斜工件铣斜面和倾斜铣刀铣斜面两种。其中，倾斜工件铣斜面方法有按划线铣斜面，用台虎钳装夹铣斜面，倾斜垫铁铣斜面，用分度头装夹铣斜面。倾斜铣刀铣斜面方法有用面铣刀铣斜面，用立铣刀的圆柱面刀刃铣斜面，用角度铣刀铣斜面。铣沟槽，键槽铣刀铣键槽→纵向进程终了时→垂直进给→反方向走刀→反复直至完成加工；立铣刀铣键槽→铣刀断面齿垂直进给切削很难→先在封闭式键槽的一端圆弧处用相同半径的钻头钻一个孔→立铣刀加工。

2.3 钻削加工

钻削加工的工艺特点是钻头在半封闭的状态下进行切削加工的，金属切除量较大，排屑困难；摩擦严重，产生热量多，散热困难，切削温度高；钻头不宜磨成对称的切削刀刃，加工的孔径常会扩大；挤压严重，切削力大，容易产生孔壁的冷作硬化，钻头细而悬伸长，刚性差，加工时容易发生引偏。

在钻孔开始时，应进行试钻，然后检查孔的中心是否正确，若有偏斜应及时纠正。钻通孔时，在孔将钻透时，要减小进给量，以提高钻孔质量并防止小直径钻头折断，钻不通孔时应注意掌握钻孔深度，常用的控制方法是调整钻床上的深度标尺或做标记。当孔的深度超过孔径三倍时，钻孔时要经常退出钻头及时排屑和冷却，否则容易造成切屑堵塞或使钻头过度磨损甚至折断，影响孔的加工质量。在硬材料钻孔时，钻孔速度不能过高，手动进给量要均匀，特别是孔将要钻通时，应注意适当降低速度和减小进给量。当钻孔直径较大时，应分两次钻削，第一次用0.6～0.8倍孔径的钻头先钻，然后再钻到所要求的直径，有利于钻头的轴向抗力，也利于提高钻削质量。

2.4 镗削加工

镗削加工是利用镗刀对已有孔进行加工的一种方法。镗削加工灵活性大，适应性强。在镗床上除可加工孔和孔系外，还可加工外圆、端面等，加工尺寸可大可小，对于不同的生产类型和精度要求都适用。镗削加工操作技术要求高，要保证工件的尺寸精度和表面粗糙度，除取决于所用的设备外，更与工人的技术水平有关，同时机床、刀具调整时间也较多，镗削是参加工作的切削刃少，镗削的生产效率较低。

2.4.1镗同轴孔系加工方法

（1）导向法，利用导向套导向加工同轴孔，用镗床后立柱上的导向套作支承导向，用已加工孔作支承导向。（2）找正法，在工件一次装夹镗出一端孔后，将镗床工作台回转180°，再对箱体另一端同轴线的孔进行找正加工。（3）镗模法，批量生产中用镗模保证同周度，工作装夹在镗模上，镗杆支承在前后镗套的导向孔中，由镗套引导镗杆在工件的正确位置上镗孔。

2.4.2 镗平行孔系加工方法

（1）坐标法，将被加工孔系间的孔距尺寸换算成两个相互垂直的坐标尺寸，然后按此坐标尺寸精确的调整机床主轴和工件在水平与垂直方向的相对位置，通过控制机床的坐标位移尺寸和公差来保证孔距尺寸精度。（2）找正法，在通用机床上镗孔时，借助一些辅助装置去找正每一个被加工孔的正确位置。可以分为划线找正法和量块心轴找正法。划线找正法是在加工前按图样要求在毛坯上划出各孔的位置轮廓线，加工时按划线一一找正刀具与工件的相互位置进行加工，同时结合试刀法进行，用于孔距精度要求不高，生产批量较小的孔系加工。量块心轴找正法是将精密心轴分别插入镗床主轴孔和已加工孔中，然后组合一定尺寸量块来找正主轴的位置，找正时，在量块与心轴间要用塞尺测定间隙，以免量块与心轴直接接触而产生变形，用于单件小批生产。

2.4.3 镗垂直孔系加工方法

镗垂直孔系加工方法主要主要是找正法，镗垂直孔时，当一个方向的孔加工完毕后，将工作台调转90°，在镗与其垂直方向上的孔，孔系的垂直度精度靠镗床工作台90°对准装置来保证。

3 结束语

金属切削机床加工的方法有很多，认真掌握好各种金属切削机床加工的方法，选择正确的加工方法，高效率、高质量的生产。