金屬切削加工

1、金屬材料切削加工金屬切削加工主要掌握內(nèi)容：切削運(yùn)動(dòng)和切削要素金屬切削刀具金屬的切削過程加工質(zhì)量和生產(chǎn)率材料的切削加工性材料成形加工：如鑄造、鍛造、擠壓、粉 末冶金等材料累積加工：利用微體積材料逐漸疊加的方式使零件成形。 傳統(tǒng)方法有焊接、粘接或鉚接等，近幾年發(fā)展 起來的快速原型制造技術(shù)機(jī)械制造中的加工方法材料去除加工切削加工：指利用切削刀 具從工件上切 除多余材料特種加工：指利用機(jī)械能以外的其他能量直接去除材料，如電火花加工、電解加工等切削加工概述1、定義：用切削刀具從毛坯上切除多余的材料，獲得幾何形狀、尺寸和 表面粗糙度等方面符合圖紙要求的零件的加工過程。2、分類： 鉗工（用手持工具）如劃線、

2、鏨削、鋸削、銼削、刮研、鉆孔和鉸 孔、攻絲、套扣等 機(jī)械加工（用機(jī)床）如車、銑、刨、鉆、磨及齒輪加工等1.1 切削運(yùn)動(dòng)和切削要素1.1.1 零件的種類及其表面的形成零件主要有以下四種表面組成：（1）圓柱面： （2）圓錐面：（3）平面： （4）成形面：上述表面，可以用以下相應(yīng)加工方法獲得： （e）刨平面 （f）銑平面 （g）車成形面 （h）銑成形面（a）車外圓面 （b）磨外圓面 （c）鉆孔 （d）車床上鏜孔形成零件表面的方法可以歸納為以下4種：（1）軌跡法 利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。切 削刃與被加工表面為點(diǎn)接觸，發(fā)生線為接觸點(diǎn)的軌跡線。圖 1.3中母線2，工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形

3、成導(dǎo)線，最終獲得回轉(zhuǎn)曲面. 采用軌跡法形成發(fā)生線需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。（2）成形法 利用成形刀具對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。如圖1.3b所示，切削 刃1的形狀和長(zhǎng)度與所需形成的發(fā)生線（母線2）完全吻合， 工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成導(dǎo)線，最終也獲得回轉(zhuǎn)曲面。（3）相切法 利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。如圖 1.3c所示,刀刃1作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)刀具軸線沿著發(fā)生線的等 距線作軌跡運(yùn)動(dòng)，切削點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線就是所需的發(fā)生 線。為了用相切法得到發(fā)生線，需要二個(gè)成形運(yùn)動(dòng)，即刀具 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具中心按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)。（4）展成法 利用刀具和工件作展成切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工的方法。如圖1.3d 所示，加工時(shí)，刀具

4、1與工件按確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系作相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 切削刃與被加工表面相切，切削刃各瞬時(shí)位置的包絡(luò)線，就 是所需的發(fā)生線。用展成法形成發(fā)生線需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)（ 即刀具運(yùn)動(dòng)A與工件運(yùn)動(dòng)B組合而成的展成運(yùn)動(dòng)3）。圖1.3 形成零件表面的4種方法1.1.2 機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)概念：用刀具切除工件材料，刀具和工件之間必須要有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 該相對(duì)運(yùn)動(dòng)由主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)組成。主運(yùn)動(dòng) 是切下切屑所需要的最基本的運(yùn)動(dòng)，對(duì)切削起主要作用。 特點(diǎn)：在整個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中速度最高、消耗的功率最大。消耗機(jī)床的功率 95%以上。機(jī)床主運(yùn)動(dòng)只有1個(gè)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 使工件不斷投入切削，從而加工出完整表面所需的運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn)：速度低、消耗的功率小，消

5、耗機(jī)床的功率5%以下。機(jī)床的進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)可以有一個(gè)或幾個(gè)。 圖11-1 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)中的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)圖示1.1.3 工件上的幾個(gè)表面1.1.4 切削用量定義：切削用量是指切削速度v、進(jìn)給量f（或進(jìn)給速度）和切削深 度ap。三者又稱為切削用量三要素。1）切削速度（v）m/s單位時(shí)間內(nèi)，工件或刀具沿主運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移。6010002rLnv（m/s）（m/s）nf f601000ndvw旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)2）進(jìn)給量（f）（mm）單位時(shí)間內(nèi)(主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)內(nèi))，刀具或工件沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移。單位時(shí)間的進(jìn)給量進(jìn)給速度（Vf）nfvf（mm/s）d dm md dw wf fn1 12

6、 2f fapKrKr3）切削深度（ap） 切削深度指待加工表面與已加工表面之間的垂直距離。如車外圓時(shí)， 式中式中: 待加工表面直徑（待加工表面直徑（mm） 已加工表面直徑（已加工表面直徑（mm）wdmd1.1.5 切削層的幾何參數(shù)切削層指工件上正在被切削刃切削的那一層金屬。即兩個(gè)相鄰加工表面之間的那一層金屬。1)切削厚度（ac） （mm）兩相鄰加工表面之間的垂直距離。2)切削寬度（aw） （mm）沿主刀刃度量的切削層的長(zhǎng)度。3)切削面積（AC） （mm2）d dm md dw wf fn1 12 2f fa ap pKrKrrckfasinrpwkaasinwcpCaaafAa ac ca

7、aw wa ap pf fKrKr1.2 金屬切削刀具刀具切削部分的刀具材料是決定刀具切削性能優(yōu)劣的關(guān)鍵因素之一。材料、結(jié)構(gòu)和幾何形狀是構(gòu)成刀具切削性能評(píng)估的三要素。 1、對(duì)刀具材料的基本要求 較高的硬度。一般要求在 HRC 60以上。 有足夠的強(qiáng)度和韌性。 有較好的耐磨性。 較高的耐熱性。 有較好的工藝性。2. 常用刀具材料手工工具 鉸刀、拉刀. 銑刀、齒輪刀具用途大 小 小熱處理變形0.51.0820%碳素工具鋼 0.13許用切削速度 m/s600300400200250耐熱性 OCHRC6265HRC6165HRC6165硬度W18Cr4VCrWMn、9SiCrT10、T10A T12例

8、碳素工具鋼 合金工具鋼 高速鋼 硬質(zhì)合金 陶瓷材料 人造金剛石例鎢鈷類（YG）鎢鈦鈷類（YT）YG3、YG6YT5、YT15硬度HRA8991（HRC7478） HRA8696HV10000 (硬質(zhì)合金為HV13001800)耐熱性 OC85010001200700800許用切削速度 m/s 1.75用途各種刀片高硬度鋼材精加工不宜加工鋼鐵材料碳素鋼刀具高速鋼刀具硬質(zhì)合金刀塊新型刀具材料陶瓷刀具材料陶瓷材料比硬質(zhì)合金具有更高的硬度和耐熱性，在1200的溫度下仍能切削，耐磨性和化學(xué)惰性好，摩擦系數(shù)小，能以更高的速度切削，并可切削難加工的高硬度材料。主要缺點(diǎn)是性脆、抗沖擊韌性差，抗彎強(qiáng)度低。超硬刀

9、具材料天然金剛石是自然界最硬的材料，耐磨性極好，刃口鋒利，切削刃的鈍圓 半徑可達(dá)0.01m，刀具壽命可達(dá)數(shù)百小時(shí)。因價(jià)格昂貴，主要用于高速、精密加工。金剛石刀具不適于加工鋼及鑄鐵。聚晶金剛石（PCD）由金剛石微粉在高溫高壓下聚合而成，硬度比天然金剛石略低，價(jià)格便宜，焊接方便，可磨削性好，已成為金剛石刀具主要材料。聚晶立方氮化硼（PCBN）由單晶立方氮化硼微粉在高溫高壓下聚合而成。硬度很高，耐熱性達(dá)1200，化學(xué)惰性很好，在1000的溫度下不與鐵、鎳和鈷等金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。主要用于加工淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金等。用于高精度銑削時(shí)可以代替磨削加工。刀具材料對(duì)比刀具材料對(duì)比3、刀具組成切削部分

10、夾持部分刀具組成nf切削部分切削部分夾持部分夾持部分車刀的組成夾持部分（刀體）切削部分（刀頭）車刀切削部分組成 三面兩刃一刀尖nf前刀面前刀面nf前刀面前刀面主后面主后面車刀切削部分組成 三面兩刃一刀尖nf前刀面前刀面主后面主后面副后面副后面車刀切削部分組成 三面兩刃一刀尖nf前刀面前刀面主切削刃主切削刃車刀切削部分組成 三面兩刃一刀尖nf前刀面前刀面主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃車刀切削部分組成 三面兩刃一刀尖f前刀面前刀面主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃刀尖刀尖車刀切削部分組成 三面兩刃一刀尖前刀面主后刀面副后刀面主刀刃副刀刃刀尖前刀面三面兩刃一刀尖后刀面切削刃主切削刃副切削刃刀尖2.車

11、刀切削部分組成主后刀面副后刀面4、刀具角度1. 輔助平面 基面pr切削平面ps正交平面po假定工作平面pfnf4、刀具角度1. 輔助平面 基面pr切削平面ps正交平面po假定工作平面pf4、刀具角度1. 輔助平面 基面pr切削平面ps正交平面po假定工作平面pf4、刀具角度1. 輔助平面 基面pr切削平面ps正交平面po假定工作平面pf4、刀具角度1. 輔助平面 基面pr切削平面ps正交平面po假定工作平面pf 基面過主切削刃上一點(diǎn)，與該點(diǎn)切削速度方向相垂直的平面。 切削平面過主切削刃上一點(diǎn)，與主切削刃相切并垂直于基面的平面。 正交平面過主切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和主切削平面。假定工作平面

12、過主切削刃選定點(diǎn)，垂直于基面并平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。1.3 金屬的切削過程1.3.1 切削過程及切屑種類1.切屑形成過程彈性變形塑性變形擠裂切離切屑o(jì)M2 . 切屑類型帶狀切屑節(jié)狀切屑粒狀切屑崩碎切屑形成條件影響名稱簡(jiǎn)圖形態(tài)變形帶狀，底面光滑，背面呈毛茸狀節(jié)狀節(jié)狀，底面光滑有裂，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀紋，背面呈鋸齒狀粒狀不規(guī)則塊狀顆粒剪切滑移尚未達(dá)剪切滑移尚未達(dá)到斷裂程度到斷裂程度局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷裂強(qiáng)度裂強(qiáng)度剪切應(yīng)力完全達(dá)剪切應(yīng)力完全達(dá)到斷裂強(qiáng)度到斷裂強(qiáng)度未經(jīng)塑性變形即未經(jīng)塑性變形即被擠裂被擠裂加工塑性材料，加工塑性材料，切削速度較高，切削速度較高，進(jìn)給量較小，進(jìn)給

13、量較小， 刀具前角較大刀具前角較大加工中等硬度材加工中等硬度材料，切削速度較料，切削速度較低，進(jìn)給量較大低，進(jìn)給量較大，刀具前角較小，刀具前角較小工件材料硬度較工件材料硬度較高，韌性較低，高，韌性較低，切削速度較低切削速度較低加工硬脆材料， 刀具前角較小切削過程平穩(wěn)，切削過程平穩(wěn)，表面粗糙度小，表面粗糙度小， 妨礙切削工作，妨礙切削工作，應(yīng)設(shè)斷屑槽應(yīng)設(shè)斷屑槽切削過程欠平穩(wěn)，切削過程欠平穩(wěn)，表面粗糙度欠佳表面粗糙度欠佳切削力波動(dòng)較大，切削力波動(dòng)較大，切削過程不平穩(wěn)，切削過程不平穩(wěn)，表面粗糙度不佳表面粗糙度不佳切削力波動(dòng)大，有切削力波動(dòng)大，有沖擊，表面粗糙度沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀惡劣，易崩刀

14、帶狀切屑節(jié)狀切屑粒狀切屑崩碎切屑切屑類型及形成條件1.3.2 積屑瘤在一定的切削速度下切削塑性材料時(shí)，常在刀具前刀面上靠近刀刃部位粘附著的一小塊很硬的金屬稱為積屑瘤。1. 積屑瘤的形成2. 積屑瘤對(duì)加工過程的影響有利 使 0 增大，使切削過程變得輕快。所以：粗加工時(shí)可以利用。不利 會(huì)引起ap的變化，使加工精度降低。所以：精加工時(shí)應(yīng)盡量避免。 可代替主刀刃和前刀面進(jìn)行切削，保護(hù)刀具。 積屑瘤不穩(wěn)定，易引起振動(dòng)，使 Ra 增大。3. 積屑瘤的影響因素及控制切削速度（切中碳鋼）100 m/min不產(chǎn)生冷卻潤(rùn)滑條件300500oC最易產(chǎn)生500oC趨于消失提高硬度，降低塑性HRC50 低速或高速 選用

15、切削液控制措施工件材料 塑性越大， 越易產(chǎn)生 影響因素1. 切削力的產(chǎn)生及切削分力1) 切削力的構(gòu)成oM 材料的彈性變形和塑性抗力； 切屑、工件表面與刀具的摩擦力。刀具切削工件時(shí)作用在刀具或工件上的力。1.3.3切削力和切削功率2) 切削力的分解將 Fr 沿速度方向、軸向和徑向三個(gè)相互垂直的方向分解為Fc、Ff、Fp222pfcrFFFFFrFCFfFP 主切削力（切向分力）Fc是Fr在切削速度方向上的分力。主切削力消耗的功率占總功率的95%以上。是計(jì)算機(jī)床動(dòng)力及主要傳動(dòng)零件強(qiáng)度和剛度的依據(jù)。 進(jìn)給力（軸向分力）Ff是Fr在進(jìn)給方向上的分力。消耗的功率僅占總功率的15%。是設(shè)計(jì)和計(jì)算進(jìn)給機(jī)構(gòu)零

16、件強(qiáng)度和剛度的依據(jù)。 背向力（徑向分力）Fp是Fr在切削深度方向上的分力。FrFCFfFP3)背向力對(duì)加工的影響 影響切削力的因素（1）工件材料（2）切削用量 切削深度與切削力近 似成正比； 進(jìn)給量增加，切削力 增加，但不成正比 切削速度對(duì)切削力影響復(fù)雜（右圖）4) 切削力的估算ccFcFcFyxpFCKfaCF;關(guān)的系數(shù)與工件材料刀具材料有cFC;指數(shù)、ccFFyx關(guān)的修正系數(shù)。、刀具磨損及切削液有與切削用量、刀具角度cFK強(qiáng)度高,材料塑性好,加工硬化傾向大則切削力大5 19 28 35 55 100 130 切削速度 v（m/min） 981784588主切削力Fz（N）切削速度對(duì)切削力的

17、影響其他因素影響 切削液：有潤(rùn)滑作用，使切削力降低 ； 后刀面磨損：使切削力增大，對(duì)切深抗力Fy的影響最為顯著；2. 切削功率（Pm）kWvFPccm310kWPPmE/1.3.4 切削熱和切削溫度1.切削熱來源與傳播 切削過程變形和摩擦所消耗的切削功，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢鳠?主要來源 （1）切削層變形產(chǎn)生的熱量，是切削熱的主要來源 （2）切屑與前刀面摩擦產(chǎn)生的熱量 （3）工件與后刀面摩擦產(chǎn)生的熱量 切削熱傳播 切削熱由切屑、工件、刀具和周圍介質(zhì) （切削液、空氣)等傳散出去。 注意：切削加工時(shí)，切削層金屬發(fā)生彈 性變形和塑性變形所消耗的能量98以 上都轉(zhuǎn)換成為熱能，這是切削熱的一個(gè) 主要來源。工

18、件切屑刀具切削熱的來源與傳播它是將乳化油（已加入乳化劑）用水稀釋而成，呈乳白色。具有良好的冷卻和清洗性能，也有一定的潤(rùn)滑性能。適用于粗加工和磨削。主要成分是水，并加入一定量的防銹劑。其冷卻性能好，但潤(rùn)滑性能差，呈透明狀，常在粗加工或磨削中使用。主要是礦物油，也有用動(dòng)、植物油或復(fù)合油。其潤(rùn)滑性能好，但冷卻性能差，主要用于精加工。水溶液乳化液切削油 1.3.5 切削液（1）切削液的作用和種類 切削液起冷卻、潤(rùn)滑、清洗和防銹的作用。水添加劑水添加劑乳化油水乳化油水礦物油添加劑礦物油添加劑1.粗加工（低濃度）2.精加工（高濃度）3.磨削1.粗加工2.磨削1.精加工水溶液水溶液乳化液乳化液切削油切削油（

19、2）切削液的選用 在生產(chǎn)中，通常根據(jù)加工性質(zhì)、工件材料、刀具材料等因素選用切 ee 削液主要使用方法是澆注法和噴霧冷卻法。不用切削液的情況：1.切削脆性材料（如鑄鐵、青銅）；2.使用硬質(zhì)合金刀具1.3.6 刀具磨損和刀具耐用度1. 刀具磨損形式 后刀面磨損 前刀面磨損 前后刀面同時(shí)磨損VBKTKTVBVBtOABC初期磨損階段初期磨損階段正常磨損階段正常磨損階段急劇磨急劇磨損階段損階段 初期磨損階段(OA)磨合階段 正常磨損階段(AB) 急劇磨損階段(BC) 所以： 應(yīng)在刀具正常磨損階段后期， 急劇磨損階段之前刃磨刀具。3. 刀具耐用度刀具耐用度：刀具刃磨鋒利以后，自開始切削到磨鈍為止的實(shí)際切

20、削時(shí)間刀具壽命：新刀從第一次切削開始，經(jīng)多次刃磨切削到不能再刃磨使用， 哈實(shí)際切削工作時(shí)間總和。1）刀具耐用度T、刀具壽命2. 刀具磨損過程尺寸精度形狀精度位置精度1.4 加工質(zhì)量和生產(chǎn)率1.4.1 加工質(zhì)量（包括加工精度和表面質(zhì)量） 1.加工精度是指零件加工以后，其尺寸、形狀、相互位置等參數(shù) 的實(shí)際值與其理想值相接近的程度。實(shí)際值與理想值越接近則加工 誤差越小，加工精度越高。包括：是指零件的實(shí)際尺寸與理想尺寸相接近的程度，用尺寸公 差 表 示 。 據(jù)GB/T 1800.1-2000規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)公差分為20個(gè)等級(jí)，即I T 0 1 、 I T 0 、IT1IT18，精度依次降低是指零件的實(shí)際形狀

21、與理想形狀相接近的程度，包括直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度和面輪廓度6種是指零件的表面、軸線或中心平面之間的實(shí)際位置與理想位置相接近的程度，包括平行度、垂直度、傾斜度、位置度、同軸度、對(duì)稱度、圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)8種經(jīng)濟(jì)精度：指在正常操作情況下所能達(dá)到的精度。 選擇精度的原則：在保證達(dá)到技術(shù)要求的前提下，選用較低的精度等級(jí)。 2.表面質(zhì)量 零件的表面質(zhì)量包括： 表面粗糙度 表面層加工硬化的程度 表面殘余應(yīng)力的性質(zhì)和大小。 零件的表面質(zhì)量影響： 零件的耐磨性能 耐腐蝕性能 耐疲勞等性能 零件使用壽命。 一般圖紙上只標(biāo)注表面粗糙度的要求。表面粗糙度常用輪廓算術(shù)平均偏 差Ra來評(píng)定。零件表面的質(zhì)量

22、要求越高， Ra越小。 3、加工表面質(zhì)量包括兩個(gè)方面的內(nèi)容： 加工表面的幾何形狀誤差 表面層金屬的力學(xué)物理性能 加工表面的幾何形狀誤差，包括如下四個(gè)部分 表面粗糙度表面粗糙度是加工表面的微觀幾何形狀誤差，其波長(zhǎng) 與波高比值一般小于50。 波度加工表面不平度中波長(zhǎng)與波高的比值等于501000的幾何形 狀誤差稱為波度，它是由機(jī)械加工中的振動(dòng)引起的。當(dāng)波長(zhǎng)與波高比 值大于1000時(shí)，稱為宏觀幾何形狀誤差。 紋理方向紋理方向是指表面刀紋的方向，它取決于表面形成過程 中所采用的機(jī)械加工方法。 傷痕傷痕是在加工表面上一些個(gè)別位置上出現(xiàn)的缺陷。例如砂眼 氣孔、裂痕等表面質(zhì)量的概念表面質(zhì)量的概念 加工紋理方向

23、及其符號(hào)標(biāo)注1.4.2表面層金屬的力學(xué)物理性能和化學(xué)性能由于機(jī)械加工中力因素和熱因素的綜合作用，加工表面層金屬的力學(xué)物理性能和化學(xué)性能將發(fā)生一定的變化，主要反映在以下幾個(gè)方面：表面層金屬的冷作硬化 表面層金屬硬度的變化用硬化程度和深度兩個(gè)指標(biāo)來衡量。在機(jī)械加工 過程中，工件表面層金屬都會(huì)有一定程度的冷作硬化，使表面層金屬的 顯微硬度有所提高。一般情況下，硬化層的深度可達(dá)0.050.30mm；若 采用滾壓加工，硬化層的深度可達(dá)幾個(gè)毫米。表面層金屬的金相組織 機(jī)械加工過程中，由于切削熱的作用會(huì)引起表面層金屬的金相組織發(fā)生 變化。在磨削淬火鋼時(shí)，由于磨削熱的影響會(huì)引起淬火鋼中的馬氏體的 分解，或出現(xiàn)

24、回火組織等等。表面層金屬的殘余應(yīng)力 由于切削力和切削熱的綜合作用，表面層金屬晶格會(huì)發(fā)生不同程度的塑 性變形或產(chǎn)生金相組織的變化，使表層金屬產(chǎn)生殘余應(yīng)力。1.4.4加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器零件使用性能的影響表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響 表面粗糙度對(duì)耐磨性的影響 由于零件表面存在微觀不平度，當(dāng)兩個(gè)零件表面相互接觸時(shí)，實(shí)際 上有效接觸面積只是名義接觸面積的一小部分，表面越粗糙，有效 接觸面積就越小。 在兩個(gè)零件做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，開始階段由于接觸面小，壓強(qiáng)大，在接 觸點(diǎn)的凸峰處會(huì)產(chǎn)生彈性變形、塑性變形及剪切等現(xiàn)象，這樣凸峰 很快就會(huì)被磨掉。 表面紋理對(duì)耐磨性的影響 其原因在于紋理形狀及刀紋方向?qū)⒂绊懹行Ы佑|面積與潤(rùn)滑

25、液的存 留。一般來說，圓弧狀、凹坑狀表面紋理的耐磨性好；尖峰狀的表 面紋理由于摩擦副接觸面壓強(qiáng)大，耐磨性較差。 冷作硬化對(duì)耐磨性的影響 加工表面的冷作硬化,是指加工后，零件表面的強(qiáng)度和硬度都有提高 的現(xiàn)象。它一般都能使耐磨性有所提高，其主要原因是：冷作硬化使 表面層金屬的顯微硬度提高,塑性降低，減少了摩擦副接觸部分的彈 塑性變形，故可減少磨損。表面質(zhì)量對(duì)耐疲勞性的影響 表面粗糙度對(duì)耐疲勞性的影響 影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起應(yīng)力 集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲 勞性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小， 其抵抗疲勞破

26、壞的能力越差。 表面層金屬的力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐疲勞性的影響 表面層金屬的冷作硬化能夠阻止疲勞裂紋的生長(zhǎng)，可提高零件的耐疲 勞強(qiáng)度。表面質(zhì)量對(duì)耐蝕性的影響 表面粗糙度對(duì)耐蝕性的影響 由零件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度。大氣里所含氣體 和液體與金屬表面接觸時(shí)，會(huì)凝聚在金屬表面上而使金屬腐蝕。表 面粗糙度值越大，加工表面與氣體、液體接觸的面積越大，腐蝕物 質(zhì)越容易沉積于凹坑中，耐蝕性能就越差。 表面層力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐蝕性的影響 當(dāng)零件表面層有殘余壓應(yīng)力時(shí)，能夠阻止表面裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)大， 有利于提高零件表面抵抗腐蝕的能力。表面質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響 表面質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響很大 對(duì)于間隙配

27、合的表面，如果太粗糙，初期磨損量就很大，配合間隙迅 速加大，改變了配合性質(zhì)。 對(duì)于過盈配合表面，表面粗糙度越大，兩表面相配合時(shí)表面凸峰易被 擠掉，會(huì)使過盈量減少。 對(duì)于過渡配合表面，則兼有上述兩種配合的影響。表面的殘余應(yīng)力影 響配合質(zhì)量的穩(wěn)定性。因此配合質(zhì)量要求高時(shí)，表面的粗糙度值要小。1.4.2 生產(chǎn)率切削加工生產(chǎn)率R0單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)零件的數(shù)量提高生產(chǎn)率的途徑1.縮短單件生產(chǎn)時(shí)間（1）提高切削用量：高速切削、強(qiáng)力磨削等（2）減少切削行程長(zhǎng)度：多刀加工一個(gè)或幾個(gè)表面；2.縮短輔助時(shí)間（1）采用快速動(dòng)作夾具，自動(dòng)上下料裝置（如：氣動(dòng)、電磁夾緊裝置，聯(lián)動(dòng)多點(diǎn)、多向、多件夾緊裝置等）（2）縮短測(cè)量時(shí)

28、間（3）提高機(jī)床的自動(dòng)化程度（如：數(shù)控機(jī)床等）3.縮短其它時(shí)間（1）如清掃切屑、工間休息等時(shí)間 1.5 材料的切削加工性 工件材料切削加工性： 指材料被切削加工成合格零件的難易程度， 是一個(gè)相對(duì)的概念。 1.5.1 衡量材料切削加工性的指標(biāo) 1.以刀具使用壽命T 或切削速度vT來衡量 相同切削條件比T ；T 一定，比速度vT 或切除材料體積 2.相對(duì)加工性Kr 3.以已加工表面質(zhì)量來衡量 4.以斷屑性能來衡量 自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線等，斷屑性能是主要指標(biāo) 5.以切削力來衡量 粗加工、機(jī)床剛性或功率不足用切削力來衡量工件材料的相對(duì)加工性分級(jí) 2、進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?低碳鋼宜選正火處理，均勻組織

29、，降低塑性； 高碳鋼宜用球化退火,降低硬度,均勻組織,改善加性； 中碳以上的合金鋼硬度較高，需退火以降低硬度； 不銹鋼常要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，降低塑性，以便加工； 白口鑄鐵需進(jìn)行退火處理，降低表皮硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。 1.5.2 改善材料切削加工性的途徑 1、調(diào)整材料的化學(xué)成分 鋼中加硫、鉛等元素，成為“易切削鋼”；鑄鐵中增加石墨成分。主運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件工件安裝裝置刀具安裝裝置支承件動(dòng)力源1 機(jī)床類型和基本構(gòu)造二、機(jī)床的基本構(gòu)造一、機(jī)床類型1.6 金屬切削機(jī)床基本知識(shí)轉(zhuǎn)塔式六角車床立式車床數(shù)控車床普通車床 2 機(jī)床的傳動(dòng)特點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)，軸間距離大，過載時(shí)皮帶打滑，不會(huì)引起機(jī)器損壞，但傳動(dòng)比不精確，

30、傳動(dòng)效率低。一. 常用傳動(dòng)付及其傳動(dòng)關(guān)系1. 帶傳動(dòng)特點(diǎn)：傳動(dòng)比精確，傳力大，效率高，但制造復(fù)雜，傳動(dòng)噪聲大。 2. 齒輪傳動(dòng)防止引偏的措施預(yù)鉆定心坑鉆套導(dǎo)向好兩刃對(duì)稱磨 3 常用加工方法綜述1.1、鉆削的工藝特點(diǎn)排屑困難 散熱條件差 劃傷孔壁；卡死、甚至折斷鉆頭。1.2. 鉆削的應(yīng)用鉆孔主要用于粗加工、預(yù)加工。如內(nèi)螺紋底孔等。單件、小批生產(chǎn)中、小型工件上的小孔（D13mm），常用臺(tái)式鉆床加工。大型工件上的孔，則采用搖臂鉆床加工?；剞D(zhuǎn)體工件上的孔，多在車床上加工。中、小型工件上較大的孔（D50mm），常用立式鉆床加工。2.擴(kuò)孔和鉸孔2.1. 擴(kuò)孔用擴(kuò)孔鉆對(duì)工件上已有的孔進(jìn)行擴(kuò)大加工。wdmd2

31、.2. 鉸孔用絞刀對(duì)工件上已有的孔進(jìn)行精加工。三、鏜削加工用鏜刀對(duì)已有的孔進(jìn)行再加工。多刃鏜刀鏜孔單刃鏜刀鏜孔 糾正軸歪與位偏，擴(kuò)孔鉸孔只等閑； 單刀獨(dú)鏜力有限，保了精度效率低。 浮動(dòng)鏜刀屬多刃，鏜孔質(zhì)量相對(duì)高；適應(yīng)廣泛又靈活，粗精孔徑無限制；操作簡(jiǎn)便效率高，難糾軸歪和位偏； 相對(duì)單刃成本高，適合批量大徑孔。 注意：1、鏜孔精度可高可低，除保證孔本身精度外，還可保證孔與孔的相 互位置精度。 2、是直徑D80100mm的大孔、內(nèi)成形面、孔內(nèi)環(huán)槽唯一合適的加工 方法。在鏜床上除可加工孔或孔系外，還可加工平面、溝槽、鉆、擴(kuò)鉸孔等。鏜削的應(yīng)用刨床牛頭刨床：適于加工中、小型零件。龍門刨床：適于加工大型零

32、件。插床：主要加工工件內(nèi)表面，如鍵槽、花鍵等。 3 刨、拉削的工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用一、刨削加工1. 刨削的工藝特點(diǎn)1) 生產(chǎn)率較低 ；2)設(shè)備工具通用性好。 2. 刨削的應(yīng)用適合加工加工平面，溝槽、成形面等。二、拉削加工用拉刀在拉床加工工件的工藝方法。一刀能完活；效率高加工范圍廣；加工質(zhì)量好；平穩(wěn)光潔又準(zhǔn)確 1. 拉削的特點(diǎn)拉床、操作都簡(jiǎn)單，拉刀成本確實(shí)高 ，活多能攤平多攬活拉削的應(yīng)用 加工各種通孔 加工溝槽 加工平面、成形面等一、銑削加工設(shè)備銑床龍門銑床升降臺(tái)銑床立式銑床臥式銑床銑削是平面加工的主要方法之一。4 銑削的工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用主運(yùn)動(dòng)：銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)立銑刀盤銑刀片銑刀二、銑削方式周銑端銑 用圓柱銑刀的圓周刀齒銑平面。 用端銑刀的端面刀齒銑平面。周銑順銑：在切削部位銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相同。逆銑：在切削部位銑刀旋轉(zhuǎn)方向