機(jī)械制造全冊(cè)配套最完整精品課件1

1、機(jī)械制造全冊(cè)配套最完整機(jī)械制造全冊(cè)配套最完整精品課件精品課件1機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)參考教材：參考教材：n機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，賈振元、王福吉主編，科機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，賈振元、王福吉主編，科學(xué)出版社，學(xué)出版社，2011n機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第3版），盧秉恒主編，版），盧秉恒主編，機(jī)械工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社，2009n金屬切削原理（第金屬切削原理（第2版），陳日曜主編，機(jī)械版），陳日曜主編，機(jī)械工業(yè)出版社，工業(yè)出版社，2009緒緒 論論n制造業(yè)與制造技術(shù)制造業(yè)與制造技術(shù)n零件與機(jī)器零件與機(jī)器n單工序與制造系統(tǒng)單工序與制造系統(tǒng)n本課程的內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法本課程的內(nèi)容與學(xué)習(xí)方

2、法零件的成形原理零件的成形原理1 1、質(zhì)量變化、質(zhì)量變化m m0 0的制造過程的制造過程n去除成形：切削加工、磨削加工、電加工、去除成形：切削加工、磨削加工、電加工、三束加工等。三束加工等。n切削加工切削加工通過刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及力的作用通過刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及力的作用實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。切削過程中有力、熱、變形、振動(dòng)、磨損等切削過程中有力、熱、變形、振動(dòng)、磨損等現(xiàn)象發(fā)生?，F(xiàn)象發(fā)生。這些運(yùn)動(dòng)和現(xiàn)象的綜合決定了零件最終獲得這些運(yùn)動(dòng)和現(xiàn)象的綜合決定了零件最終獲得的幾何形狀及表面質(zhì)量。的幾何形狀及表面質(zhì)量。2 2、質(zhì)量變化、質(zhì)量變化m m0 0的制造過程的制造過程n受迫成形：受迫成形：鑄造、壓

3、力加工、模具成形等。鑄造、壓力加工、模具成形等。n模具成形模具成形現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的6090需要使用模具加需要使用模具加工。工。模具成形制品適合于大批量生產(chǎn)。模具成形制品適合于大批量生產(chǎn)。模具制造一般是單件或小批量生產(chǎn)。模具制造一般是單件或小批量生產(chǎn)。3 3、質(zhì)量變化、質(zhì)量變化m m0 0的制造過程的制造過程n堆積成形：焊接、涂覆、快速成形、堆積成形：焊接、涂覆、快速成形、3D3D打印等。打印等。n快速成形快速成形零件是通過材料逐漸累加成形，可以成形任意零件是通過材料逐漸累加成形，可以成形任意復(fù)雜形狀的零件，而無需刀具、夾具等生產(chǎn)準(zhǔn)復(fù)雜形狀的零件，而無需刀具、夾具等生產(chǎn)準(zhǔn)備活動(dòng)。備活

4、動(dòng)?？焖僭图夹g(shù)（快速原型技術(shù)（RPRP）基于基于RPRP的快速模具制造技術(shù)的快速模具制造技術(shù)3D3D打印打印第第1 1章章 機(jī)械加工方法與切削機(jī)床機(jī)械加工方法與切削機(jī)床學(xué)習(xí)目的與要求：學(xué)習(xí)目的與要求：（1 1）熟悉傳統(tǒng)加工方法的加工范圍。）熟悉傳統(tǒng)加工方法的加工范圍。（2 2）熟悉主要加工機(jī)床的類型、結(jié)構(gòu)及其加工）熟悉主要加工機(jī)床的類型、結(jié)構(gòu)及其加工工藝特點(diǎn)。工藝特點(diǎn)。（3 3）了解各種刀具的結(jié)構(gòu)和用途。）了解各種刀具的結(jié)構(gòu)和用途。（4 4）了解機(jī)床的分類和型號(hào)編制方法。）了解機(jī)床的分類和型號(hào)編制方法。（5 5）熟悉機(jī)床的傳動(dòng)方法和傳動(dòng)鏈。）熟悉機(jī)床的傳動(dòng)方法和傳動(dòng)鏈。（6 6）了解特種加工

5、與常規(guī)切削加工的區(qū)別。）了解特種加工與常規(guī)切削加工的區(qū)別。（7 7）了解特種加工的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。）了解特種加工的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。機(jī)械加工機(jī)械加工通過機(jī)床利用工具去除毛坯上多余通過機(jī)床利用工具去除毛坯上多余的材料，獲得零件所需的形狀、尺寸和表面質(zhì)的材料，獲得零件所需的形狀、尺寸和表面質(zhì)量。量。也就是通過刀具和工件之間力的作用以及相對(duì)運(yùn)也就是通過刀具和工件之間力的作用以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)去除材料形成工件表面。動(dòng)去除材料形成工件表面。n主（切削）運(yùn)動(dòng)：施加力的作用去除材料。主（切削）運(yùn)動(dòng)：施加力的作用去除材料。n進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：通過相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成所需要的工件表進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：通過相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成所需要的工件表面

6、。面。機(jī)械加工方法機(jī)械加工方法運(yùn)動(dòng)關(guān)系和工具形式運(yùn)動(dòng)關(guān)系和工具形式1.1 1.1 傳統(tǒng)切削加工方法與切削機(jī)床傳統(tǒng)切削加工方法與切削機(jī)床 1.1.1 1.1.1 車削與車床車削與車床 1 1、車削加工、車削加工n最基本的機(jī)械加工方法。最基本的機(jī)械加工方法。n以工件旋轉(zhuǎn)作為主運(yùn)動(dòng)，通過刀具對(duì)工件實(shí)現(xiàn)以工件旋轉(zhuǎn)作為主運(yùn)動(dòng)，通過刀具對(duì)工件實(shí)現(xiàn)不同的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，獲得不同的工件形狀。不同的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，獲得不同的工件形狀。n主要形成回轉(zhuǎn)表面，也可以加工平面。主要形成回轉(zhuǎn)表面，也可以加工平面。 刀具沿平行于工件旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，形成內(nèi)、刀具沿平行于工件旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，形成內(nèi)、外圓柱面。外圓柱面。刀具沿與軸線相交

7、的斜線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，形成內(nèi)、刀具沿與軸線相交的斜線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，形成內(nèi)、外圓錐面。外圓錐面。刀具沿一條曲線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，形成特定的旋轉(zhuǎn)曲刀具沿一條曲線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，形成特定的旋轉(zhuǎn)曲面。面。車削還可以加工螺紋面、端平面、偏心軸等。車削還可以加工螺紋面、端平面、偏心軸等。n工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)適用范圍廣泛。適用范圍廣泛。容易保證被加工零件各表面的位置精度。容易保證被加工零件各表面的位置精度。可用于有色金屬零件的精加工?？捎糜谟猩饘倭慵木庸?。切削過程比較平穩(wěn)（切削力穩(wěn)定、慣性小、沖切削過程比較平穩(wěn)（切削力穩(wěn)定、慣性小、沖擊?。?。擊?。?。生產(chǎn)成本較低。生產(chǎn)成本較低。加工的萬能性好。加工的萬能性好。n加工精度和表面粗

8、糙度加工精度和表面粗糙度普通車削：普通車削：IT8IT8IT7IT7，Ra6.3Ra6.31.61.6m(m(4 46)6)。精密車削：精密車削：IT6IT6IT5IT5，Ra0.4Ra0.40.10.1m(m(8 810)10)。超精密車削：超精密車削：Ra0.04Ra0.04m(m(1111以上以上) )。2、車床、車床臥式車床，立式車床，轉(zhuǎn)塔車床，自動(dòng)和半自動(dòng)臥式車床，立式車床，轉(zhuǎn)塔車床，自動(dòng)和半自動(dòng)車床，仿形車床，數(shù)控車床等。車床，仿形車床，數(shù)控車床等。臥式車床：中小型零件加工。臥式車床：中小型零件加工。立式車床：大型或重型零件加工。立式車床：大型或重型零件加工。轉(zhuǎn)塔車床：形狀比較復(fù)雜

9、的小型零件加工，不轉(zhuǎn)塔車床：形狀比較復(fù)雜的小型零件加工，不能加工螺紋。能加工螺紋。圖圖1.2 CA6140普通型臥式車床普通型臥式車床1、11-床腿；床腿；2-進(jìn)給箱；進(jìn)給箱；3-主軸箱；主軸箱；4-床鞍；床鞍；5-中滑板；中滑板；6-刀架；刀架；7-回轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)盤8-小滑板；小滑板；9-尾座；尾座；10-床身；床身；12-光杠；光杠；13-絲杠；絲杠；14-溜板箱溜板箱圖圖1.4 1.4 普通轉(zhuǎn)塔車床及加工零件普通轉(zhuǎn)塔車床及加工零件1-1-主軸箱主軸箱 2-2-前刀架前刀架 3-3-床身床身 4-4-前刀架溜板箱前刀架溜板箱 5-5-轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架1.1.2 1.1.2 銑削與銑床銑削與銑床

10、1 1、銑削加工、銑削加工n以刀具的旋轉(zhuǎn)作為主運(yùn)動(dòng)，工件通過裝夾在以刀具的旋轉(zhuǎn)作為主運(yùn)動(dòng)，工件通過裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)上完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。機(jī)床的工作臺(tái)上完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。普通銑削一般加工平面、溝槽面等。普通銑削一般加工平面、溝槽面等。采用成形銑刀可以加工特定的曲面，如銑削采用成形銑刀可以加工特定的曲面，如銑削齒輪等。齒輪等。數(shù)控銑床通過控制幾個(gè)軸按一定關(guān)系聯(lián)動(dòng)，數(shù)控銑床通過控制幾個(gè)軸按一定關(guān)系聯(lián)動(dòng)，采用球頭銑刀，可以加工復(fù)雜曲面，如模具采用球頭銑刀，可以加工復(fù)雜曲面，如模具型腔、葉輪葉片等。型腔、葉輪葉片等。n銑削方式銑削方式按照完成切削的銑刀刀刃區(qū)分：按照完成切削的銑刀刀刃區(qū)分：周銑：由銑刀的外圓面刀

11、刃完成加工表面。周銑：由銑刀的外圓面刀刃完成加工表面。端銑：由銑刀的端面刀刃完成加工表面。端銑：由銑刀的端面刀刃完成加工表面。加工特點(diǎn)：加工特點(diǎn)：端銑：加工質(zhì)量好，多用于大平面銑削。端銑：加工質(zhì)量好，多用于大平面銑削。周銑：適應(yīng)性強(qiáng)，多用于小平面、溝槽和成形周銑：適應(yīng)性強(qiáng)，多用于小平面、溝槽和成形面銑削。面銑削。按照銑削（周銑）時(shí)主運(yùn)動(dòng)速度方向與工件進(jìn)給按照銑削（周銑）時(shí)主運(yùn)動(dòng)速度方向與工件進(jìn)給方向的相同或相反區(qū)分：方向的相同或相反區(qū)分：順銑：銑削的主運(yùn)動(dòng)速度方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)順銑：銑削的主運(yùn)動(dòng)速度方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相同。方向相同。缺點(diǎn)：切削力容易使工件和工作臺(tái)一起向前竄動(dòng)，缺點(diǎn)：切削力容

12、易使工件和工作臺(tái)一起向前竄動(dòng)，進(jìn)給量突然增大引起打滑；銑削有硬皮的鑄件進(jìn)給量突然增大引起打滑；銑削有硬皮的鑄件和鍛件時(shí)，首先接觸工件外皮，加劇刀具的磨和鍛件時(shí)，首先接觸工件外皮，加劇刀具的磨損。損。逆銑：銑削的主運(yùn)動(dòng)速度方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)逆銑：銑削的主運(yùn)動(dòng)速度方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相反。方向相反。缺點(diǎn)：切削厚度從零逐漸開始增大，切削之初存缺點(diǎn)：切削厚度從零逐漸開始增大，切削之初存在切削刃在加工表面的擠壓滑行過程，加劇刀在切削刃在加工表面的擠壓滑行過程，加劇刀具的磨損；逆銑將工件上抬，易引起振動(dòng)。具的磨損；逆銑將工件上抬，易引起振動(dòng)。生產(chǎn)中多采用逆銑。生產(chǎn)中多采用逆銑。n工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)多刃切削

13、，生產(chǎn)率較高。多刃切削，生產(chǎn)率較高。斷續(xù)切削，散熱條件較好。斷續(xù)切削，散熱條件較好。應(yīng)用范圍廣泛。應(yīng)用范圍廣泛。銑刀刀齒的切入切出形成沖擊，切削過程容易銑刀刀齒的切入切出形成沖擊，切削過程容易產(chǎn)生振動(dòng)，限制表面質(zhì)量的提高。產(chǎn)生振動(dòng)，限制表面質(zhì)量的提高。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度普通銑削：普通銑削：IT8IT7，Ra6.31.6m(46)。高速銑削：高速銑削：IT6以上，以上， Ra0.80.4m(78)以上。以上。2、銑床、銑床升降臺(tái)式銑床，床身式銑床，龍門銑床，工具銑升降臺(tái)式銑床，床身式銑床，龍門銑床，工具銑床，仿形銑床，數(shù)控銑床等。床，仿形銑床，數(shù)控銑床等。升降臺(tái)式銑床：工

14、作臺(tái)升降，單件小批量中小升降臺(tái)式銑床：工作臺(tái)升降，單件小批量中小型零件加工。型零件加工。床身式銑床：刀具升降，大批量中等尺寸零件床身式銑床：刀具升降，大批量中等尺寸零件加工。加工。龍門銑床：大型零件加工。龍門銑床：大型零件加工。圖圖1.10 立式升降臺(tái)銑床立式升降臺(tái)銑床1-立銑頭立銑頭 2-主軸主軸 3-工作臺(tái)工作臺(tái) 4-床鞍床鞍 5-升降臺(tái)升降臺(tái)圖圖1.8 臥式升降臺(tái)銑床臥式升降臺(tái)銑床1-床身床身 2-懸臂懸臂 3-銑刀心軸銑刀心軸 4-掛架掛架 5-工作臺(tái)工作臺(tái) 6-床鞍床鞍 7-升降臺(tái)升降臺(tái) 8-底座底座圖圖1.11 雙軸圓形工作臺(tái)銑床雙軸圓形工作臺(tái)銑床1-主軸主軸 2-立柱立柱 3-圓

15、工作臺(tái)圓工作臺(tái) 4-滑座滑座 5-底座底座圖圖1.9 萬能升降臺(tái)銑床萬能升降臺(tái)銑床 圖圖1.12 龍門銑床龍門銑床1-床身床身 2、8-臥銑頭臥銑頭 3、6-立銑頭立銑頭 4-立柱立柱 5-橫梁橫梁 7-控制器控制器 9-工作臺(tái)工作臺(tái)1.1.3 1.1.3 刨削與刨床刨削與刨床1 1、刨削、刨削n刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)作為主運(yùn)動(dòng)，垂直于主刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)作為主運(yùn)動(dòng)，垂直于主切削運(yùn)動(dòng)方向的刀具與工件之間的相對(duì)移動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)方向的刀具與工件之間的相對(duì)移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。n工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)機(jī)床與刀具簡單，加工成本低。加工精度低，生機(jī)床與刀具簡單，加工成本低。加工精度低，生產(chǎn)率低。產(chǎn)率低。n加工精

16、度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度普通刨削：普通刨削：IT8IT7，Ra6.31.6m(46)。精密刨削：平面度精密刨削：平面度0.02/1000，Ra0.80.4m(78)。2、刨床、刨床牛頭牛頭刨床刨床：中小型工件的單件生產(chǎn)。：中小型工件的單件生產(chǎn)。龍門龍門刨床刨床：加工大型工件。：加工大型工件。插床：可以看成立式的牛頭刨床，可以加工工插床：可以看成立式的牛頭刨床，可以加工工件的內(nèi)表面如鍵槽、花鍵槽、多邊形孔等，還件的內(nèi)表面如鍵槽、花鍵槽、多邊形孔等，還可加工漸開線齒輪齒面?？杉庸u開線齒輪齒面。圖圖1.16 插床插床圖圖1.15 牛頭刨床牛頭刨床圖圖1.14 龍門刨床龍門刨床1.1.4

17、1.1.4 鉆削與鉆床鉆削與鉆床1 1、鉆削加工、鉆削加工鉆削是最常用的孔加工方法，鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為鉆削是最常用的孔加工方法，鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭的軸向運(yùn)動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)，鉆頭的軸向運(yùn)動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。單件小批量生產(chǎn)單件小批量生產(chǎn)中小型零件中小型零件DD13,13,臺(tái)式鉆床加工。臺(tái)式鉆床加工。中小型零件中小型零件1313DD50,50,立式鉆床加工。立式鉆床加工。大型零件，搖臂鉆床加工。大型零件，搖臂鉆床加工。大批量生產(chǎn)中，采用鉆模、多軸鉆或組合機(jī)大批量生產(chǎn)中，采用鉆模、多軸鉆或組合機(jī)床加工。床加工。精度高和表面質(zhì)量要求高的小孔，在鉆削后精度高和表面質(zhì)量要求高的小孔，在鉆削后常常采用擴(kuò)

18、孔（擴(kuò)孔鉆頭）和鉸孔（鉸刀）常常采用擴(kuò)孔（擴(kuò)孔鉆頭）和鉸孔（鉸刀）進(jìn)行半精加工和精加工。進(jìn)行半精加工和精加工。圖圖1.20 分屑槽分屑槽n工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)（1）鉆孔）鉆孔加工精度低，表面質(zhì)量差，用于粗加工。加工精度低，表面質(zhì)量差，用于粗加工。容易產(chǎn)生容易產(chǎn)生“引偏引偏”。排屑困難。排屑困難。不易散熱。不易散熱。圖圖1.18 鉆孔引偏鉆孔引偏圖圖1.19 減少引偏的措施減少引偏的措施（2）擴(kuò)孔）擴(kuò)孔半精加工，鉸孔前的預(yù)加工。半精加工，鉸孔前的預(yù)加工。剛性較好。剛性較好。導(dǎo)向性較好。導(dǎo)向性較好。切削條件較好。切削條件較好。（3）鉸孔）鉸孔精加工。精加工。剛性和導(dǎo)向性好，容易保證孔的尺寸精度和形剛性

19、和導(dǎo)向性好，容易保證孔的尺寸精度和形狀精度。狀精度。不能校正原有孔的軸線偏斜。不能校正原有孔的軸線偏斜。鉆鉆-擴(kuò)擴(kuò)-鉸不能保證孔與孔之間的尺寸精度和位鉸不能保證孔與孔之間的尺寸精度和位置精度。置精度。2、鉆床、鉆床鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲、锪鉆等。鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲、锪鉆等。臺(tái)式鉆床，立式鉆床，搖臂鉆床，深孔鉆床，中臺(tái)式鉆床，立式鉆床，搖臂鉆床，深孔鉆床，中心孔鉆床等。心孔鉆床等。圖圖1.21 鉆床的加工方法鉆床的加工方法臺(tái)式鉆床：小型零件的單件小批量加工。臺(tái)式鉆床：小型零件的單件小批量加工。立式鉆床：中小型零件的單件小批量加工。立式鉆床：中小型零件的單件小批量加工。搖臂鉆床：大中型零件的單

20、件小批量加工。搖臂鉆床：大中型零件的單件小批量加工。圖圖1.22 立式鉆床立式鉆床 圖圖1.23 搖臂鉆床搖臂鉆床 1.1.5 1.1.5 鏜削與鏜床鏜削與鏜床1 1、鏜削加工、鏜削加工n鏜床鏜孔：鏜刀隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，形成主切削鏜床鏜孔：鏜刀隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，形成主切削運(yùn)動(dòng)，工件軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)，工件軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。n車床鏜孔：工件旋轉(zhuǎn)形成主切削運(yùn)動(dòng)，刀具軸車床鏜孔：工件旋轉(zhuǎn)形成主切削運(yùn)動(dòng)，刀具軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。n工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)（1）加工箱體、機(jī)座、支架等大型零件上已有）加工箱體、機(jī)座、支架等大型零件上已有預(yù)孔的孔和孔系。預(yù)孔的孔和孔系。（2） 可有效地校正原孔

21、的軸線偏斜，保證孔和可有效地校正原孔的軸線偏斜，保證孔和孔系的位置精度。孔系的位置精度。（3）能獲得較高的精度和較低的表面粗糙度。）能獲得較高的精度和較低的表面粗糙度。（4）加工范圍廣泛。）加工范圍廣泛。（5）加工效率低。）加工效率低。2、鏜床、鏜床臥式鏜床，坐標(biāo)鏜床，金剛鏜床等。臥式鏜床，坐標(biāo)鏜床，金剛鏜床等。圖圖1.26 臥式鏜床臥式鏜床圖圖1.27 立式單柱坐標(biāo)鏜床立式單柱坐標(biāo)鏜床n擴(kuò)孔、鉸孔與鏜孔的區(qū)別擴(kuò)孔、鉸孔與鏜孔的區(qū)別擴(kuò)孔、鉸孔無法提高原底孔軸線的位置精度和擴(kuò)孔、鉸孔無法提高原底孔軸線的位置精度和直線度。直線度。鏜孔后的軸線以鏜桿的回轉(zhuǎn)軸線決定，因此可鏜孔后的軸線以鏜桿的回轉(zhuǎn)軸線

22、決定，因此可以校正原底孔軸孔軸線的位置精度。以校正原底孔軸孔軸線的位置精度。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度鉆孔：鉆孔：IT10IT10，Ra12.5Ra12.56.36.3m(m(3)3)擴(kuò)孔：擴(kuò)孔：IT10IT10IT9IT9，Ra6.3Ra6.33.23.2m(m(4)4)鉸孔：鉸孔：IT9IT9IT6IT6，Ra1.6Ra1.60.40.4m(m(6 68)8)鏜孔：鏜孔：IT9IT9IT7IT7，Ra1.6Ra1.60.80.8m(m(6 67)7)1.1.6 1.1.6 磨削與磨床磨削與磨床1 1、磨削加工、磨削加工n磨削是通過砂輪或其他磨具對(duì)工件進(jìn)行加工，磨削是通過砂輪

23、或其他磨具對(duì)工件進(jìn)行加工，砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，砂輪與工件之間砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，砂輪與工件之間的相對(duì)直線移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。的相對(duì)直線移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。n磨削方式主要有外圓磨削、內(nèi)圓磨削和平面磨削方式主要有外圓磨削、內(nèi)圓磨削和平面磨削。磨削。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度 IT6以上，以上，Ra120012001400-1400700-800800強(qiáng)度強(qiáng)度(GPa)(GPa)2.22.22.42.42.5-42.5-4 0.9-0.9-2.452.450.45-0.45-0.80.80.30.30.21-0.21-0.490.49思考題思考題1、刀具材料

24、應(yīng)具備哪些性能？常用刀具材料有哪些？各、刀具材料應(yīng)具備哪些性能？常用刀具材料有哪些？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？有何優(yōu)缺點(diǎn)？2、硬質(zhì)合金的主要種類及用途是什么？、硬質(zhì)合金的主要種類及用途是什么？3、超硬材料、超硬材料（立方氮化硼和人造金剛石）的特點(diǎn)及（立方氮化硼和人造金剛石）的特點(diǎn)及用途用途是什么？是什么？4、試選擇合理的刀具材料及牌號(hào)：、試選擇合理的刀具材料及牌號(hào)： 1 1）4545鋼鍛件粗車；鋼鍛件粗車； 2 2）HT200HT200灰鑄鐵精車；灰鑄鐵精車；3 3）低速精）低速精車合金鋼蝸桿；車合金鋼蝸桿；4 4）精車調(diào)質(zhì)鋼軸；）精車調(diào)質(zhì)鋼軸；5 5）高速精車鋁合）高速精車鋁合金；金；6 6）高速精車淬

25、硬鋼軸；）高速精車淬硬鋼軸；7 7）精車?yán)溆茶T鐵；）精車?yán)溆茶T鐵；8 8）精）精車不銹鋼法蘭盤；車不銹鋼法蘭盤；9 9）粗車）粗車40Cr40Cr鑄件；鑄件；1010）機(jī)用絲錐；）機(jī)用絲錐；1111）加工中碳鋼用的齒輪滾刀；）加工中碳鋼用的齒輪滾刀；1212）精車?yán)溆埠辖疖垼┚嚴(yán)溆埠辖疖堓仯惠仯?313）粗銑灰鑄鐵床身平面；）粗銑灰鑄鐵床身平面；1414）粗加工鎳基高溫）粗加工鎳基高溫合金；合金；1515）精加工鎳基高溫合金。）精加工鎳基高溫合金。1 1）4545鋼鍛件粗車鋼鍛件粗車 2 2）HT200HT200灰鑄鐵精車灰鑄鐵精車 3 3）低速精車合金鋼蝸桿）低速精車合金鋼蝸桿4 4）精車

26、調(diào)質(zhì)鋼軸）精車調(diào)質(zhì)鋼軸5 5）高速精車鋁合金）高速精車鋁合金6 6）高速精車淬硬鋼軸）高速精車淬硬鋼軸7 7）精車?yán)溆茶T鐵）精車?yán)溆茶T鐵8 8）精車不銹鋼法蘭盤）精車不銹鋼法蘭盤9 9）粗車）粗車40Cr40Cr鑄件鑄件1010）機(jī)用絲錐）機(jī)用絲錐1111）加工中碳鋼用的齒輪滾刀）加工中碳鋼用的齒輪滾刀1212）精車?yán)溆埠辖疖堓仯┚嚴(yán)溆埠辖疖堓?313）粗銑灰鑄鐵床身平面）粗銑灰鑄鐵床身平面1414）粗加工鎳基高溫合金）粗加工鎳基高溫合金1515）精加工鎳基高溫合金）精加工鎳基高溫合金2.3 2.3 金屬切削過程及其物理現(xiàn)象金屬切削過程及其物理現(xiàn)象金屬切削過程：刀具與工件作用使材料變形破壞金

27、屬切削過程：刀具與工件作用使材料變形破壞形成切屑。形成切屑。擠壓過程擠壓過程剪切變形剪切變形材料變形和摩擦材料變形和摩擦物理現(xiàn)象物理現(xiàn)象物理現(xiàn)象：切削力物理現(xiàn)象：切削力 切削熱切削熱 積屑瘤積屑瘤 刀具磨損刀具磨損 加工硬化加工硬化2.3.1 切屑形成過程切屑形成過程n三個(gè)變形區(qū)劃分及其基本特征三個(gè)變形區(qū)劃分及其基本特征第一變形區(qū)（基本變形區(qū)，主剪切區(qū)）第一變形區(qū)（基本變形區(qū)，主剪切區(qū)）切削層投入切削的塑性變形區(qū)域。從切削層投入切削的塑性變形區(qū)域。從OA開始發(fā)生塑性變開始發(fā)生塑性變形，到形，到OE晶粒的剪切滑移完成。晶粒的剪切滑移完成。特征：沿滑移線剪切變形，并產(chǎn)生加工硬化。特征：沿滑移線剪切

28、變形，并產(chǎn)生加工硬化。第一變形區(qū)的塑性變形行為決定了所形成的切屑類型，第一變形區(qū)的塑性變形行為決定了所形成的切屑類型，對(duì)切屑的控制具有一定影響。對(duì)切屑的控制具有一定影響。第二變形區(qū)（摩擦變形區(qū)）第二變形區(qū)（摩擦變形區(qū)）切屑與前刀面摩擦的區(qū)域。切屑沿前刀面流出時(shí)進(jìn)一步切屑與前刀面摩擦的區(qū)域。切屑沿前刀面流出時(shí)進(jìn)一步受到擠壓和摩擦，使靠近前刀面的切屑底層再次發(fā)生受到擠壓和摩擦，使靠近前刀面的切屑底層再次發(fā)生塑性變形。塑性變形。特征：切屑底層材料纖維化，流速減慢，滯留粘結(jié)前刀特征：切屑底層材料纖維化，流速減慢，滯留粘結(jié)前刀面；切屑與前刀面接觸區(qū)溫度升高；切屑彎曲。面；切屑與前刀面接觸區(qū)溫度升高；切屑

29、彎曲。第二變形區(qū)直接影響到前刀面的磨損。第二變形區(qū)直接影響到前刀面的磨損。第三變形區(qū)（加工表面變形區(qū)）第三變形區(qū)（加工表面變形區(qū)）已加工表面與后刀面的接觸區(qū)域。已加工表面受到后刀已加工表面與后刀面的接觸區(qū)域。已加工表面受到后刀面的擠壓和摩擦，產(chǎn)生變形和回彈。面的擠壓和摩擦，產(chǎn)生變形和回彈。特征：表面層材料加工硬化，應(yīng)力集中。特征：表面層材料加工硬化，應(yīng)力集中。第三變形區(qū)影響到工件的表面粗糙度和表面完整性。第三變形區(qū)影響到工件的表面粗糙度和表面完整性。n變形程度的表示方法變形程度的表示方法切屑變形規(guī)律切屑變形規(guī)律變形程度變形程度1）剪切角）剪切角剪切面與切削速度之間的夾角。剪切面與切削速度之間的

30、夾角。切削方程式切削方程式根據(jù)塑性力學(xué)以及滑移線場理論建立。根據(jù)塑性力學(xué)以及滑移線場理論建立。1）麥錢特剪切角公式）麥錢特剪切角公式 /4/20/22）李和謝夫剪切角公式）李和謝夫剪切角公式 /402）相對(duì)滑移）相對(duì)滑移第一變形區(qū)剪應(yīng)變。第一變形區(qū)剪應(yīng)變。3）變形系數(shù)）變形系數(shù)切屑厚度與切削厚度之比。切屑厚度與切削厚度之比。n變形程度分析的定性結(jié)果變形程度分析的定性結(jié)果剪切角與變形系數(shù)、相對(duì)滑移成反比。剪切角與變形系數(shù)、相對(duì)滑移成反比。（1）前角增大，剪切角增大，變形系數(shù)減小。）前角增大，剪切角增大，變形系數(shù)減小。（2）摩擦角增大，剪切角減小，變形系數(shù)增）摩擦角增大，剪切角減小，變形系數(shù)增大。

31、大。n 切屑變形的變化規(guī)律切屑變形的變化規(guī)律刀具前角對(duì)切屑變形的影響刀具前角對(duì)切屑變形的影響 切削速度和切削厚度對(duì)切屑變形的影響切削速度和切削厚度對(duì)切屑變形的影響2.3.2 切屑的類型及其控制切屑的類型及其控制工件材料，變形程度。工件材料，變形程度。形態(tài)特征，產(chǎn)生條件，相互轉(zhuǎn)化。形態(tài)特征，產(chǎn)生條件，相互轉(zhuǎn)化。1）帶狀切屑）帶狀切屑切削加工中最常見的一種切屑，內(nèi)表面光滑，切削加工中最常見的一種切屑，內(nèi)表面光滑，外表面毛茸。外表面毛茸。切削塑性材料，刀具前角較大，切削速度較高，切削塑性材料，刀具前角較大，切削速度較高，切削厚度較小。切削厚度較小。切削過程平穩(wěn)，切削力波動(dòng)較小，已加工表面切削過程平穩(wěn)

32、，切削力波動(dòng)較小，已加工表面粗糙度值較小。粗糙度值較小。2）擠裂切屑）擠裂切屑外表面呈鋸齒形，內(nèi)表面時(shí)有裂紋，第一變形外表面呈鋸齒形，內(nèi)表面時(shí)有裂紋，第一變形區(qū)局部剪切滑移量較大，可能達(dá)到材料的破裂區(qū)局部剪切滑移量較大，可能達(dá)到材料的破裂強(qiáng)度。強(qiáng)度。切削塑性材料，刀具前角較小，切削速度較低，切削塑性材料，刀具前角較小，切削速度較低，切削厚度較大。切削厚度較大。3）單元切屑）單元切屑切屑沿整個(gè)剪切面斷裂，切屑呈梯形單元。切屑沿整個(gè)剪切面斷裂，切屑呈梯形單元。切削某些塑性材料，刀具前角更小，切削速度切削某些塑性材料，刀具前角更小，切削速度更低，切削厚度更大。更低，切削厚度更大。n切削塑性材料切削塑

33、性材料帶狀切屑常見；擠裂切屑時(shí)有；單元切屑少見。帶狀切屑常見；擠裂切屑時(shí)有；單元切屑少見。刀具前角減小刀具前角減小切削速度降低切削速度降低切削厚度增大切削厚度增大4）崩碎切屑）崩碎切屑切屑形狀不規(guī)則，呈崩碎狀，加工表面凸凹不切屑形狀不規(guī)則，呈崩碎狀，加工表面凸凹不平。平。切削脆性材料，切削過程中工件材料發(fā)生脆性切削脆性材料，切削過程中工件材料發(fā)生脆性斷裂。斷裂。切削過程很不平穩(wěn)，已加工表面粗糙。切削過程很不平穩(wěn)，已加工表面粗糙。n 切屑控制切屑控制不良切屑不良切屑劃傷工件已加工表面，使表面粗糙度惡化。劃傷工件已加工表面，使表面粗糙度惡化。劃傷機(jī)床，切屑卡在機(jī)床運(yùn)動(dòng)付之間。劃傷機(jī)床，切屑卡在機(jī)床

34、運(yùn)動(dòng)付之間。碰撞刀具，造成刀具的早期破損。碰撞刀具，造成刀具的早期破損。影響操作者的安全。影響操作者的安全。限制了數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線、柔性制造系統(tǒng)等自動(dòng)限制了數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線、柔性制造系統(tǒng)等自動(dòng)化加工設(shè)備能力的發(fā)揮。化加工設(shè)備能力的發(fā)揮。切屑控制（切屑處理，斷屑）切屑控制（切屑處理，斷屑）在切削加工中采取適當(dāng)?shù)拇胧┮钥刂魄行嫉木砬?、在切削加工中采取適當(dāng)?shù)拇胧┮钥刂魄行嫉木砬?、流出和折斷，使之形成流出和折斷，使之形成“可接受可接受”的良好切屑的良好切屑形狀。形狀。切屑可控性的主要衡量?biāo)準(zhǔn)切屑可控性的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)不妨礙正常加工，切屑不纏繞在工件和刀具上，不妨礙正常加工，切屑不纏繞在工件和刀具上，不飛

35、濺到機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件中。不飛濺到機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件中。不影響操作者的安全。不影響操作者的安全。易于清理、存放和搬運(yùn)。易于清理、存放和搬運(yùn)。實(shí)際措施實(shí)際措施斷屑槽；斷屑槽；斷屑臺(tái)；斷屑臺(tái)；可轉(zhuǎn)位刀具?？赊D(zhuǎn)位刀具。斷屑槽斷屑槽斷屑臺(tái)斷屑臺(tái)2.3.3 積屑瘤積屑瘤n在形成連續(xù)切屑的一定切削速度范圍內(nèi)，加工在形成連續(xù)切屑的一定切削速度范圍內(nèi)，加工一般鋼料或某些塑性材料時(shí)，前刀面刀刃處常一般鋼料或某些塑性材料時(shí)，前刀面刀刃處常常粘附一塊剖面近似呈三角狀具有較高硬度的常粘附一塊剖面近似呈三角狀具有較高硬度的金屬硬塊，代替刀刃進(jìn)行切削，這塊冷焊在前金屬硬塊，代替刀刃進(jìn)行切削，這塊冷焊在前刀面上的金屬稱為積屑瘤（刀瘤）

36、。刀面上的金屬稱為積屑瘤（刀瘤）。n積屑瘤與切削速度的關(guān)系積屑瘤與切削速度的關(guān)系n 積屑瘤對(duì)切削過程的影響積屑瘤對(duì)切削過程的影響1 1）刀具實(shí)際前角增大；）刀具實(shí)際前角增大；2 2）實(shí)際切削厚度增大；）實(shí)際切削厚度增大；3 3）已加工表面粗糙度增大；）已加工表面粗糙度增大；4 4）積屑瘤相對(duì)穩(wěn)定時(shí)可代替刀刃切削，減少刀）積屑瘤相對(duì)穩(wěn)定時(shí)可代替刀刃切削，減少刀具磨損。具磨損。n防止積屑瘤產(chǎn)生的方法防止積屑瘤產(chǎn)生的方法1）降低或提高切削速度，避開積屑瘤產(chǎn)生的切）降低或提高切削速度，避開積屑瘤產(chǎn)生的切削速度范圍。削速度范圍。2）增大刀具前角，減小刀具切屑接觸區(qū)壓力。）增大刀具前角，減小刀具切屑接觸區(qū)

37、壓力。3）采用潤滑性能好的切削液，減小摩擦。）采用潤滑性能好的切削液，減小摩擦。4）改變材料加工特性，減小加工硬化傾向。）改變材料加工特性，減小加工硬化傾向。思考題思考題1、金屬切削過程有何特征？用什么參數(shù)來表示、金屬切削過程有何特征？用什么參數(shù)來表示和比較？和比較？2、切削過程的三個(gè)變形區(qū)各有何特點(diǎn)？它們之、切削過程的三個(gè)變形區(qū)各有何特點(diǎn)？它們之間有什么關(guān)聯(lián)？間有什么關(guān)聯(lián)？3、分析積屑瘤產(chǎn)生的原因及其對(duì)加工的影響，、分析積屑瘤產(chǎn)生的原因及其對(duì)加工的影響，生產(chǎn)中最有效的控制積屑瘤的手段是什么？生產(chǎn)中最有效的控制積屑瘤的手段是什么？2.4 2.4 切削力與切削功率切削力與切削功率2.4.1 2.

38、4.1 切削力及其來源；切削合力及其分解；切削力及其來源；切削合力及其分解； 切削功率切削功率n切削力切削力切削加工時(shí)，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生切削加工時(shí)，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力。變形并成為切屑所需的力。n切削力的實(shí)際意義切削力的實(shí)際意義計(jì)算功率消耗；計(jì)算功率消耗；設(shè)計(jì)機(jī)床、刀具、夾具；設(shè)計(jì)機(jī)床、刀具、夾具；制定合理的切削用量；制定合理的切削用量；優(yōu)化刀具幾何參數(shù)；優(yōu)化刀具幾何參數(shù)；監(jiān)控切削過程和刀具工作狀態(tài)。監(jiān)控切削過程和刀具工作狀態(tài)。n切削力的來源切削力的來源1 1）克服被加工材料彈性變形的抗力。）克服被加工材料彈性變形的抗力。2 2）克服被加工材料塑性

39、變形的抗力。）克服被加工材料塑性變形的抗力。3 3）克服切屑與前刀面的摩擦力、后刀面與過渡）克服切屑與前刀面的摩擦力、后刀面與過渡表面和已加工表面之間的摩擦力。表面和已加工表面之間的摩擦力。n切削合力切削合力F及其分解及其分解由切屑變形過程所需各力的總和，形成作用在刀由切屑變形過程所需各力的總和，形成作用在刀具上的合力。具上的合力。為了便于測量與應(yīng)用，為了便于測量與應(yīng)用， F可分解為相互垂直的三可分解為相互垂直的三個(gè)分力（矢量關(guān)系）。個(gè)分力（矢量關(guān)系）。主切削力主切削力FzFz（切向力）（切向力）與過渡表面相切并與基面垂直。與過渡表面相切并與基面垂直。用于計(jì)算刀具強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床零件、確定機(jī)床功

40、用于計(jì)算刀具強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床零件、確定機(jī)床功率等。率等。進(jìn)給力進(jìn)給力F Fx（軸向力）（軸向力）處于基面內(nèi)并與工件軸線平行，方向與進(jìn)給方向處于基面內(nèi)并與工件軸線平行，方向與進(jìn)給方向相反。相反。用于設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、計(jì)算進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率等。用于設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、計(jì)算進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率等。背向力背向力F Fy（徑向力）（徑向力）處于基面內(nèi)并與工件軸線垂直。處于基面內(nèi)并與工件軸線垂直。用于計(jì)算工件撓度、刀具強(qiáng)度、機(jī)床零件強(qiáng)度等。用于計(jì)算工件撓度、刀具強(qiáng)度、機(jī)床零件強(qiáng)度等。使工件在切削過程中產(chǎn)生振動(dòng)的主要因素之一。使工件在切削過程中產(chǎn)生振動(dòng)的主要因素之一。n各分力之間的關(guān)系各分力之間的關(guān)系F Fz FN Fz Fx Fy

41、外圓車削實(shí)驗(yàn)外圓車削實(shí)驗(yàn)當(dāng)當(dāng)r=45=45，s=0=0，0=15=15時(shí)：時(shí)：Fy （0.40.40.50.5）FzFx （0.30.30.40.4）Fz計(jì)算得到：計(jì)算得到：F （1.121.121.181.18）Fz比例系數(shù)的變化范圍與刀具材料、工件材料、比例系數(shù)的變化范圍與刀具材料、工件材料、刀具幾何參數(shù)、切削用量、刀具磨損程度等刀具幾何參數(shù)、切削用量、刀具磨損程度等因素有關(guān)。因素有關(guān)。n切削功率切削功率Pc（kWkW）消耗在切削過程中的功率，為主切削力和進(jìn)給消耗在切削過程中的功率，為主切削力和進(jìn)給力所消耗的功率之和。力所消耗的功率之和。Pc（FzvFxnwf/1000）10進(jìn)給運(yùn)動(dòng)消耗的

42、功率很小，可以忽略。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)消耗的功率很小，可以忽略。Pc Fzv10考慮機(jī)床的傳動(dòng)效率考慮機(jī)床的傳動(dòng)效率，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率：，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率：PE Pc/一般取一般取0.750.85。 2.4.2 切削力的測量切削力的測量n切削力的理論計(jì)算切削力的理論計(jì)算n切削力的測量方法切削力的測量方法通過測定機(jī)床功率計(jì)算切削力通過測定機(jī)床功率計(jì)算切削力采用測力儀測量切削力采用測力儀測量切削力測量原理：利用切削力作用在測力儀的彈性元件測量原理：利用切削力作用在測力儀的彈性元件上所產(chǎn)生的變形，或作用在壓電晶體上產(chǎn)生的上所產(chǎn)生的變形，或作用在壓電晶體上產(chǎn)生的電荷經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后，得到各切削分力電荷經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后，

43、得到各切削分力Fz、Fx、Fy的值。的值。n常用的切削力測量儀常用的切削力測量儀電阻應(yīng)變片測力儀：靈敏度較高，量程范圍較大，電阻應(yīng)變片測力儀：靈敏度較高，量程范圍較大，測量精度較高。測量精度較高。 電阻應(yīng)變儀電阻應(yīng)變儀電流參數(shù)電流參數(shù)壓電晶體測力儀：靈敏度高，剛度大，線性度和壓電晶體測力儀：靈敏度高，剛度大，線性度和抗干擾性都較好且無慣性的高精度測量儀，特抗干擾性都較好且無慣性的高精度測量儀，特別適用于測量動(dòng)態(tài)力及瞬時(shí)力。別適用于測量動(dòng)態(tài)力及瞬時(shí)力。 電荷放大器電荷放大器電壓參數(shù)電壓參數(shù) 2.4.3 切削力經(jīng)驗(yàn)公式和切削力估算切削力經(jīng)驗(yàn)公式和切削力估算（1）計(jì)算切削力的指數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式）計(jì)算切削力

44、的指數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式表表2.2刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)硬質(zhì)合金刀具：硬質(zhì)合金刀具：r=45=45，0=10=10，s=0=0；高速鋼刀具：高速鋼刀具：r=45=45，0=20=202525，r r=1.0mm=1.0mm。當(dāng)當(dāng)?shù)毒邘缀螀?shù)等條件不符時(shí)，可進(jìn)行相應(yīng)修刀具幾何參數(shù)等條件不符時(shí)，可進(jìn)行相應(yīng)修正，修正系數(shù)的積正，修正系數(shù)的積KFz、KFy、KFx受到工件材受到工件材料、刀具材料和刀具幾何參數(shù)等條件的影響，料、刀具材料和刀具幾何參數(shù)等條件的影響，可查閱切削用量手冊(cè)（金屬切削原理）計(jì)算?？刹殚喦邢饔昧渴謨?cè)（金屬切削原理）計(jì)算。（2）按照單位切削力計(jì)算切削力和切削功率）按照單位切削力計(jì)算切削力和切

45、削功率單位切削力單位切削力kc（N/mm）：單位切削面積上的）：單位切削面積上的主切削力。主切削力。kcFz/AcFz/apfFz/acaw單位切削功率單位切削功率Ps（kW/mms-）：單位時(shí)間內(nèi)）：單位時(shí)間內(nèi)切除單位體積金屬所消耗的功率。切除單位體積金屬所消耗的功率。PsPc/QzQz（mm/s）：單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量。）：單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量。Qz1000vapf切削功率切削功率PcFzv10-kcapfv10-Pskcapfv10-/1000vapfkc10-6 2.4.4 影響切削力的因素影響切削力的因素第一變形區(qū)：塑性變形。第一變形區(qū)：塑性變形。第二變形區(qū)：摩擦。第二變形區(qū)：摩

46、擦。（1）工件材料）工件材料物理機(jī)械性能物理機(jī)械性能加工硬化加工硬化化學(xué)成分（含碳量，易切鋼）化學(xué)成分（含碳量，易切鋼）熱處理狀態(tài)及金相組織熱處理狀態(tài)及金相組織（2）切削用量）切削用量背吃刀量和進(jìn)給量背吃刀量和進(jìn)給量切削速度切削速度1）背吃刀量）背吃刀量背吃刀量增大，切削面積增大，變形力、摩擦背吃刀量增大，切削面積增大，變形力、摩擦力增大，切削力增大；不影響變形系數(shù)和摩力增大，切削力增大；不影響變形系數(shù)和摩擦系數(shù)；影響指數(shù)基本為擦系數(shù)；影響指數(shù)基本為1，與切削力成正，與切削力成正比。比。2）進(jìn)給量）進(jìn)給量進(jìn)給量增大，切削面積增大，變形力、摩擦力進(jìn)給量增大，切削面積增大，變形力、摩擦力增大，切削

47、力增大；進(jìn)給量增大，變形系數(shù)增大，切削力增大；進(jìn)給量增大，變形系數(shù)和摩擦系數(shù)減?。挥绊懼笖?shù)小于和摩擦系數(shù)減?。挥绊懼笖?shù)小于1大于大于0，與，與切削力成正比。切削力成正比。 3）切削速度）切削速度無積屑瘤條件下，切削速度提高，變形系數(shù)和無積屑瘤條件下，切削速度提高，變形系數(shù)和摩擦系數(shù)減小，切削力減??；切削溫度提高，摩擦系數(shù)減小，切削力減??；切削溫度提高，被加工材料強(qiáng)度硬度降低，切削力減??；影被加工材料強(qiáng)度硬度降低，切削力減?。挥绊懼笖?shù)小于響指數(shù)小于0，與切削力成反比。，與切削力成反比。（3）刀具幾何參數(shù)）刀具幾何參數(shù)前角前角主偏角主偏角刃傾角刃傾角負(fù)倒棱負(fù)倒棱刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑1）前角）前

48、角前角增大，變形系數(shù)減小，摩擦系數(shù)減小，前角增大，變形系數(shù)減小，摩擦系數(shù)減小，切削力減小。切削力減小。2）負(fù)倒棱）負(fù)倒棱 3 3）主偏角）主偏角n主偏角增大，受幾何關(guān)系影響，進(jìn)給力增大，主偏角增大，受幾何關(guān)系影響，進(jìn)給力增大，背向力減小。背向力減小。n主偏角增大，切削厚度增大（圖主偏角增大，切削厚度增大（圖2.342.34），變形），變形減小，主切削力減小；繼續(xù)增大，受刀尖圓弧減小，主切削力減小；繼續(xù)增大，受刀尖圓弧半徑影響，主切削力增大?？傮w變化較小。半徑影響，主切削力增大?？傮w變化較小。4）刀尖圓弧半徑）刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑增大相當(dāng)于主偏角減小對(duì)切削力的刀尖圓弧半徑增大相當(dāng)于主偏角減小

49、對(duì)切削力的影響。影響。5）刃傾角）刃傾角刃傾角增大：主切削力不變；進(jìn)給方向前角減小，刃傾角增大：主切削力不變；進(jìn)給方向前角減小，進(jìn)給力增大；背向方向前角增大，背向力減小。進(jìn)給力增大；背向方向前角增大，背向力減小。 （4）刀具材料）刀具材料摩擦系數(shù)：超硬材料摩擦系數(shù)：超硬材料 陶瓷陶瓷 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 進(jìn)給量進(jìn)給量 背吃刀量背吃刀量n刀具壽命的變化規(guī)律刀具壽命的變化規(guī)律正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布2.6.5 刀具合理耐用度的選用原則刀具合理耐用度的選用原則質(zhì)量，效率，成本。質(zhì)量，效率，成本。最高生產(chǎn)率耐用度最高生產(chǎn)率耐用度Tp以單位時(shí)間生產(chǎn)最多數(shù)量產(chǎn)品或加工每個(gè)零件所消以單位時(shí)

50、間生產(chǎn)最多數(shù)量產(chǎn)品或加工每個(gè)零件所消耗的生產(chǎn)時(shí)間最少衡量。耗的生產(chǎn)時(shí)間最少衡量。Tp=（1-m）/m tcttct為換刀一次所消耗的時(shí)間。為換刀一次所消耗的時(shí)間。最低成本耐用度最低成本耐用度Tc以每件產(chǎn)品（或工序）的加工費(fèi)用最低為原則衡量。以每件產(chǎn)品（或工序）的加工費(fèi)用最低為原則衡量。Tc=（1-m）/m （tct + Ct/M）Ct為刀具刃磨成本，為刀具刃磨成本，M為工序成本。為工序成本。Tc 大于大于Tp，通常多采用最低成本耐用度，通常多采用最低成本耐用度Tc，需要提高效率時(shí)選用，需要提高效率時(shí)選用最高生產(chǎn)率最高生產(chǎn)率耐用度耐用度Tp。n刀具耐用度選用原則：刀具耐用度選用原則：1）根據(jù)刀具

51、復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。）根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具耐用度，應(yīng)選得比單刃刀復(fù)雜和精度高的刀具耐用度，應(yīng)選得比單刃刀具高些。具高些。2）對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀和陶瓷刀具，由于換刀）對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀和陶瓷刀具，由于換刀時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)率，耐用度可選得低一些。率，耐用度可選得低一些。3）對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、）對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床和自動(dòng)化加工刀具，耐用度應(yīng)選得高組合機(jī)床和自動(dòng)化加工刀具，耐用度應(yīng)選得高一些。一些。4）車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車間的

52、）車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車間的生產(chǎn)率提高時(shí)，該工序的刀具耐用度要選得低生產(chǎn)率提高時(shí)，該工序的刀具耐用度要選得低一些；當(dāng)工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)的全廠開支一些；當(dāng)工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)的全廠開支M較大時(shí)，刀具耐用度也應(yīng)選得低一些。較大時(shí)，刀具耐用度也應(yīng)選得低一些。5）大件精加工時(shí)，為了保證至少完成一次走刀，）大件精加工時(shí)，為了保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具耐用度應(yīng)按零件精避免切削時(shí)中途換刀，刀具耐用度應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。度和表面粗糙度來確定。6）在柔性加工時(shí)，要保證刀具的可靠性和刀具）在柔性加工時(shí)，要保證刀具的可靠性和刀具材料切削性能的可預(yù)測性，應(yīng)根據(jù)多目標(biāo)優(yōu)化材

53、料切削性能的可預(yù)測性，應(yīng)根據(jù)多目標(biāo)優(yōu)化后的綜合經(jīng)濟(jì)效果來選定刀具耐用度。后的綜合經(jīng)濟(jì)效果來選定刀具耐用度。思考題思考題1、刀具的磨損過程可分為幾個(gè)階段？各階段的、刀具的磨損過程可分為幾個(gè)階段？各階段的特點(diǎn)是什么？刀具的磨損應(yīng)限制在哪一階段？特點(diǎn)是什么？刀具的磨損應(yīng)限制在哪一階段？2、刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是什么意思？它的確定與哪些、刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是什么意思？它的確定與哪些因素有關(guān)？因素有關(guān)？3、什么是刀具壽命？刀具壽命與磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有什、什么是刀具壽命？刀具壽命與磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有什么關(guān)系？磨鈍標(biāo)準(zhǔn)確定后，刀具壽命是否就確么關(guān)系？磨鈍標(biāo)準(zhǔn)確定后，刀具壽命是否就確定了？為什么？定了？為什么？4、切削用量如何影響刀具壽命

54、？在刀具壽命經(jīng)、切削用量如何影響刀具壽命？在刀具壽命經(jīng)驗(yàn)公式里指數(shù)驗(yàn)公式里指數(shù)m的物理意義是什么？不同刀具的物理意義是什么？不同刀具材料的材料的m值為何不同？值為何不同？2.7 工件材料切削加工性與切削用量的選擇工件材料切削加工性與切削用量的選擇2.7.1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性n切削加工性切削加工性在一定切削條件下，對(duì)工件材料進(jìn)行切削加工的在一定切削條件下，對(duì)工件材料進(jìn)行切削加工的難易程度。難易程度。相對(duì)概念，與加工要求和切削條件有關(guān)。相對(duì)概念，與加工要求和切削條件有關(guān)。粗加工、精加工；普通機(jī)床、自動(dòng)化機(jī)床；單件粗加工、精加工；普通機(jī)床、自動(dòng)化機(jī)床；單件小批量、大批量等。小

55、批量、大批量等。n切削加工性的衡量指標(biāo)切削加工性的衡量指標(biāo)以加工質(zhì)量衡量切削加工性：一般采用表面粗糙度以加工質(zhì)量衡量切削加工性：一般采用表面粗糙度衡量，容易獲得低表面粗糙度的工件材料，其切削衡量，容易獲得低表面粗糙度的工件材料，其切削加工性好。加工性好。以刀具壽命衡量切削加工性：在保證相同刀具壽命以刀具壽命衡量切削加工性：在保證相同刀具壽命的前提下，切削工件材料所允許的切削速度高低；的前提下，切削工件材料所允許的切削速度高低；在保證相同切削條件下，切削工件材料的刀具壽命在保證相同切削條件下，切削工件材料的刀具壽命大小；在保證相同切削條件下，切削工件材料達(dá)到大??；在保證相同切削條件下，切削工件材

56、料達(dá)到刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所切除材料體積的多少。刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所切除材料體積的多少。以單位切削力衡量切削加工性：在機(jī)床動(dòng)力不足或以單位切削力衡量切削加工性：在機(jī)床動(dòng)力不足或機(jī)床機(jī)床-夾具夾具-刀具刀具-工件工藝系統(tǒng)剛性不足時(shí)常用這工件工藝系統(tǒng)剛性不足時(shí)常用這種衡量指標(biāo)。種衡量指標(biāo)。以斷屑性能衡量切削加工性：對(duì)于工件材料斷屑性以斷屑性能衡量切削加工性：對(duì)于工件材料斷屑性能要求很高的機(jī)床或工序，應(yīng)采用這種衡量指標(biāo)。能要求很高的機(jī)床或工序，應(yīng)采用這種衡量指標(biāo)。n 常用的切削加工性衡量指標(biāo)常用的切削加工性衡量指標(biāo)一定刀具壽命條件下的切削速度一定刀具壽命條件下的切削速度vT當(dāng)?shù)毒邏勖鼮楫?dāng)?shù)毒邏勖鼮門時(shí)，切削某

57、種材料所允許的最大時(shí)，切削某種材料所允許的最大切削速度。切削速度。vT越高，材料的切削加工性越好。越高，材料的切削加工性越好。通常取通常取T60min， vT表示為表示為v60 。相對(duì)加工性相對(duì)加工性Kr基準(zhǔn)：切削正火基準(zhǔn)：切削正火45鋼時(shí)，所允許的最大切削速鋼時(shí)，所允許的最大切削速度表示為度表示為(v60)j。其他各種材料的其他各種材料的v60與與(v60)j的比值，稱為相對(duì)加工的比值，稱為相對(duì)加工性。即性。即Kr v60 / (v60)jn影響工件材料切削加工性的因素影響工件材料切削加工性的因素工件材料的硬度工件材料的硬度工件材料的強(qiáng)度工件材料的強(qiáng)度工件材料的塑性與韌性工件材料的塑性與韌性

58、工件材料的導(dǎo)熱系數(shù)（導(dǎo)熱性）工件材料的導(dǎo)熱系數(shù)（導(dǎo)熱性）工件材料的化學(xué)成分工件材料的化學(xué)成分工件材料的組織工件材料的組織切削條件（切削速度）切削條件（切削速度）n改善材料切削加工性的途徑改善材料切削加工性的途徑前提：滿足零件使用要求。前提：滿足零件使用要求?？紤]工件材料力學(xué)性能（強(qiáng)度，硬度，韌性，塑考慮工件材料力學(xué)性能（強(qiáng)度，硬度，韌性，塑性等）和物理性能（熱導(dǎo)率，膨脹系數(shù)等）等性等）和物理性能（熱導(dǎo)率，膨脹系數(shù)等）等對(duì)切削加工性的影響。對(duì)切削加工性的影響。調(diào)整化學(xué)成分調(diào)整化學(xué)成分含碳量含碳量易切鋼易切鋼采用熱處理方法采用熱處理方法退火退火正火正火2.7.2 切削用量的選擇切削用量的選擇n合理

59、的切削用量合理的切削用量充分利用刀具的切削性能和機(jī)床的動(dòng)力性能（功充分利用刀具的切削性能和機(jī)床的動(dòng)力性能（功率、扭矩），在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得率、扭矩），在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高生產(chǎn)率和低加工成本的切削用量。高生產(chǎn)率和低加工成本的切削用量。n切削用量三要素對(duì)切削加工的影響切削用量三要素對(duì)切削加工的影響1 1）對(duì)加工質(zhì)量的影響）對(duì)加工質(zhì)量的影響a ap和和f f增大，切削力增大，工件變形增大，可能引增大，切削力增大，工件變形增大，可能引起振動(dòng)，加工精度降低，表面粗糙度值增大。起振動(dòng)，加工精度降低，表面粗糙度值增大。f f增大，切削殘留面積高度增大，表面粗糙度值增增大，切削殘留面積高度

60、增大，表面粗糙度值增大。大。v v增大，切削力減小，避免積屑瘤，加工精度和表增大，切削力減小，避免積屑瘤，加工精度和表面質(zhì)量提高。面質(zhì)量提高。2）對(duì)基本時(shí)間（加工效率）的影響）對(duì)基本時(shí)間（加工效率）的影響3）對(duì)刀具壽命和輔助時(shí)間的影響）對(duì)刀具壽命和輔助時(shí)間的影響 m vT C用硬質(zhì)合金刀具車削中碳鋼用硬質(zhì)合金刀具車削中碳鋼影響程度：影響程度：v f f a apn切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則綜合考慮切削用量三要素對(duì)刀具壽命、生產(chǎn)率和綜合考慮切削用量三要素對(duì)刀具壽命、生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的影響，選擇切削用量的順序：加工質(zhì)量的影響，選擇切削用量的順序：首先，盡可能大的背吃刀量；首先，盡可能大的