《金工實(shí)習(xí)》第6章切削加工的基本知識(shí)

1、蚈第6章切削加工的基本知識(shí)蚄螁6.1概述莈在現(xiàn)代機(jī)器制造中，切削加工占全部機(jī)器制造工作量的三分之一。為了生產(chǎn) 出合格的機(jī)器和裝置，利用切削工具從工件或毛坯上切除多余的材料，以獲得尺寸、形狀、位置和粗糙度完全符合圖樣要求的零件的加工方法稱為切削加工。肆一、切削加工的分類莃切削加工方法分為機(jī)械加工和人工加工兩大類。螁1、機(jī)械加工（機(jī)工）蝿機(jī)械加工是由人工操作機(jī)床來完成工件的切削加工。常用的切削加工方法有：車削、銑削、刨削、磨削、鉆削等，如圖 6-1所示。袈車削鉆削洶刨削削蒆圖6-1切削加工的主要方法袁2、人工加工（稱鉗工）膀一般是通過人工手持工具切削加工工件， 常用的鉗工切削加工方法有： 鋸削、

2、銼削、鏨削、刮削、研磨、鉆孔、攻絲、套絲等。由于它使用工具簡單，加工靈 活，是裝配修理中不可缺少的加工方法， 在現(xiàn)代加工中， 鉗工的加工方法也朝著 機(jī)械化的方向發(fā)展。芆二、切削加工的切削運(yùn)動(dòng)膅在機(jī)加工中，不管采用哪種機(jī)床加工，刀具與工件之間都應(yīng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由 于切削過程中的作用不同， 可以將它們分為兩大類運(yùn)動(dòng)， 即：主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。羈 1 、主運(yùn)動(dòng)薁主運(yùn)動(dòng)是提供切削最基本的運(yùn)動(dòng)， 它是切削過程中機(jī)床消耗動(dòng)力最大的運(yùn)動(dòng)， 速度最高的運(yùn)動(dòng)，而且在切削加工中，主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。例如：車削中的工件的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 銑加工中的刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 牛頭刨加工中刀具往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)； 磨削加 工中砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。羈

3、2 、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)羄進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指提供連續(xù)切削的運(yùn)動(dòng)，也就是當(dāng)主運(yùn)動(dòng)完成一個(gè)切削周期以后， 使工件多余材料不斷被切除的工作運(yùn)動(dòng)。 在切削加工中，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有一個(gè)或幾個(gè)。 例如：車床車削中車刀的移動(dòng)； 銑床銑削中工件的水平移動(dòng)； 牛頭刨床刨平面時(shí) 工件的間歇移動(dòng)；平面磨床磨削中工件的往復(fù)移動(dòng)；鉆床鉆削中鉆頭的移動(dòng)。肁三、切削加工的切削三要素羂切削過程中的三要素是指：切削速度 VC、進(jìn)給量f、切削深度（吃刀量）apo根據(jù)不同的加工，選擇不同的切削要素。蒅例如：車削、銑削、刨削的切削三要素，如圖6-2所示謁加工我曲博加工喪血I（b）就刖用三雹0 WI存加工視fti注幀茂血(r).ff K圖6-2切削用三菱I

4、t賺1、切削速度VC肇單位時(shí)間內(nèi)工件和刀具在主運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)移動(dòng)的距離，即刀具在工件表面切削的線速度（m/min或m/s）腿車削、鉆削和銑削的切削速度為：-+-芁n Dn葿螅VC=(m/mi n)薄袀磨削的切削速度為:莇 VC=芃 n Dn 莀(m/s)聿1000X 60蒀刨削的切削速度為:蕆2Ln肅蒈VC=衿(m/mi n)1000襖式中D 為工件待加工表面或刀具砂輪切削處的最大直徑（ mm；羄 n為工件、刀具、砂輪的轉(zhuǎn)速（r/min ）；芀nr牛頭刨床刨刀每分鐘往復(fù)次數(shù)（str/min ）；蚆L 牛頭刨刀的往復(fù)行程長度（mm袇2、進(jìn)給量（f ）羄切削加工過程中，主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)或單位時(shí)間內(nèi)刀

5、具與工件沿進(jìn)給方向相 對(duì)移動(dòng)的距離。例如：車削中工件旋轉(zhuǎn)一圈，車刀沿工件進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（mm/r）；銑削中進(jìn)給量為工件每分鐘沿工件進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（mm/mir）；刨削中進(jìn)給量由往復(fù)一次沿工件進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（mm/str ）。蟻3、切削深度ap莈為工件待加工表面與工件已加工表面之間的垂直距離肄D(zhuǎn) d蚅ap=肁薈膃芄蕿肆芆莃羀 螈 肅 蒃莁膆螄薃蒈袈 薃 薃薆蚃肇6.2零件加工的技術(shù)要求莀莄螃按照設(shè)計(jì)要求加工出來的零部件，才能生產(chǎn)出合格的機(jī)器。為了達(dá)到機(jī)器設(shè)備的性能和使用壽命，對(duì)各種零部件提出不同的技術(shù)要求， 零部件的技術(shù)要求有 以下幾個(gè)方面：螀一、表面粗糙度薅切削的過程，就是擠壓變形

6、的過程。由于擠壓、摩擦等原因，使已加工的表 面質(zhì)量受到不同的影響?？此品浅９饣谋砻?，通過放大，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們高低不平, 有微小的峰谷，微小峰谷的高低程度和間距為表面粗糙度。 表面粗糙度評(píng)定參數(shù), 常用輪廓算術(shù)平均值Ra,其單位為E膃國家標(biāo)準(zhǔn)GB35083，GB10383，GB1383中詳細(xì)規(guī)定了表面粗糙度的各種參數(shù)及其數(shù)值。所采用的加工方法能達(dá)到的表面粗糙度R值如表6-1所示袃表6-1常用切削方法與加工表面粗糙值Ra值的對(duì)應(yīng)表賺 R/芇舊國標(biāo)的光潔度膆表面特征羃加工方法羋 50 O/)1羅可見明顯刀痕肂粗加工：車、銑、刨、 鏜、鉆孔。蠆 25 ( 7威2蚄可見刀痕肀 12.5 (iiyV)腿7

7、3蒃微見刀痕tiy蒁6.3 (勺)薇 4蒆可見加工痕跡節(jié)半精加工：車、銑、刨、薈 3.2 (百5芅微見加工痕跡鏜芃 1.6(V )肀J 6羋不見加工痕跡螆精加工：車、銑、刨、鏜蚃 0.8()螂?yún)[7莀可辨加工方向祎粗加工磨肄 0.4 ( )膀 8聿微辨加工痕跡方向祎精加工磨蒅 0.2(丹9袈不辨加工痕跡方向薂 0.1 0.008肅按表面光澤判斷（H/ 莀（-V )蚇110 14羃（鏡面）肂精密加工膅二、精度 莄是指零件在切削加工后，其尺寸、形狀等參數(shù)的實(shí)際數(shù)值同它們的絕對(duì)準(zhǔn)確的 理論數(shù)值相符合的程度。相符合的程度愈高，加工精度就愈高。精度包括：薀1、尺寸精度葿尺寸精度是指加工零件實(shí)際尺寸與理想公

8、稱尺寸的精確程度，尺寸精度是由 尺寸公差來決定的。 尺寸公差是加工中尺寸的變動(dòng)范圍， 同一尺寸的零件， 公差 變動(dòng)愈小，尺寸的精度愈高，公差變動(dòng)大，尺寸精度愈底。芅國家標(biāo)準(zhǔn)GB180 79至GB180 79將尺寸精度的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)分為 20級(jí)分 別用IT01 , IT0, IT2IT18表示，IT01公差值最小，尺寸精度最高。螅尺寸精度愈高，其表面粗糙度 Ra 值越小。但是表面粗糙度值小，尺寸精度卻 不一定高。我們常見的外科手術(shù)刀、剪刀其表面很光潔，粗糙度很小，但外形尺 寸卻不精確。節(jié)2、形狀精度羋僅僅只有精確尺寸和較低粗糙度，還不能滿足機(jī)械設(shè)備的裝配要求，對(duì)零件 的形狀和相互的位置也要提出相

9、應(yīng)要求，也稱形狀精度，以圖 6-3 為例。蒞以上零件的尺寸都在尺寸公差范圍以內(nèi)， 但這八種形狀組成了八種形狀精度。 在機(jī)械的裝配中， 它們對(duì)機(jī)械的使用效果會(huì)產(chǎn)生不同的影響。 所以對(duì)零件的形狀 精度要用六種參數(shù)加以控制。HE=H蠆圖6-3 軸的形狀示例蒅零件的形狀精度是指零件上的線、面要素相對(duì)理想形狀的準(zhǔn)確程度，它可以 用形狀公差來控制。國標(biāo)中GB11880至GB118 80規(guī)定了六項(xiàng)形狀公差。其 符號(hào)見表6-2莂表6-2形狀公差的名稱及符號(hào)Ktl平曲度血輸和T79O1 Qr3、位置精度零件點(diǎn)、線、面的準(zhǔn)確位置與實(shí)際位置的誤差稱為位置精度。加工中由于各種因素造成誤差是不可避免的。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB

10、11880和GB118 80規(guī)定，相互位置精度用位置公差來 控制，位置公差共有8項(xiàng)，位置公差的名稱及符號(hào)見表 6-3。表6-3位置公差的名稱及符號(hào)瑁目位度對(duì)序廈全RI功曲號(hào)/丄三/零部件技術(shù)要求的部分標(biāo)注示例，如圖6-4所示6.3 切削刀具及材料金屬切削過程中，刀具是完成切削加工余量的工作，刀具切削部分的材料和 刀具的幾何形狀、角度直接影響零件的質(zhì)量。一、刀具材料的性能要求：在刀具切削過程中，刀具承受很大的劑壓、摩擦及高溫的切削熱，由于加工 工件的不同，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)，因此對(duì)切削刀具的材料，提出了以下的性 能要求。1、 硬度：刀具材料的硬度要高于工件材料硬度，常溫下一般要大于62HRC

11、以上。2、耐磨度：抵抗切削加工中的磨損。3、強(qiáng)度和韌性：能承受切削中的切削力、沖擊和振動(dòng)，防止刀具產(chǎn)生斷裂 及崩刃。4、熱硬性：是指在高溫下仍然保持刀具切削硬度。5、工藝性：便于制造。包括鍛造、軋制、焊接、切削加工和熱處理的工藝性要求。6、化學(xué)穩(wěn)定性：切削中不易與被加工的材料產(chǎn)生化學(xué)、氧化反應(yīng)，不粘結(jié)二、刀具材料的種類： 刀具材料種類很多，主要有工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金鋼石、立 方氮化硼等。常見刀具材料主要性能牌號(hào)用途見表 6-4表6-4舉用刀具材料主要性能牌號(hào)及用途種類硬度（淬火）熱硬度/ C抗彎強(qiáng)度/103MPa常用牌號(hào)用途碳素工具鋼60 64HRC81-83HRA200 C2.

12、52.8T8AT10AT12A切削速度不高 的刀具（手動(dòng) 的銼刀鋸條）合金工具鋼60 65HRC(8183.5HRA)250300 C2.52.89CrSiCrWM nCrW5切削速度不高 （手動(dòng)復(fù)雜刀 具絲錐、板牙、 鉸刀）高速鋼62 70HRC(82 87HRA)540600 C2.54.5W18Gr4VW6Mo5Cr4V2用于復(fù)雜的機(jī) 動(dòng)刀具，如鉆 頭、鉸刀、銑 刀、齒輪刀具 等硬質(zhì) 合 金89 94HRC(74 82HRA)8001000C0.92.5鎢鉆類YG3YG6YG8（鑄鐵加工）做成刀片焊、 鑲嵌在刀體 上，如車刀刀 頭、銑刀刀頭、 刨刀刀頭等鎢 鈦 鉆 類YT5YT15YT30（鋼的精加工）僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet