機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)金屬加工課程第五章--金屬冷加工基礎(chǔ)

1、 切削加工切削加工用切削刀具，在工具（刀具）與工件用切削刀具，在工具（刀具）與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，切除工件上的多余材料，得到預(yù)想的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，切除工件上的多余材料，得到預(yù)想的工件形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。的工件形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。 分機(jī)加工和鉗工，機(jī)加工是工人操作機(jī)床完成，這分機(jī)加工和鉗工，機(jī)加工是工人操作機(jī)床完成，這是我們主要研究的。鉗工是工人用手持工具來加工是我們主要研究的。鉗工是工人用手持工具來加工的，在某些場(chǎng)合下，鉗工加工還是非常經(jīng)濟(jì)和方便的，在某些場(chǎng)合下，鉗工加工還是非常經(jīng)濟(jì)和方便的。的。 目前絕大多數(shù)零件的質(zhì)量還要靠切削加工的方法來目前絕大多數(shù)零件的質(zhì)量還要靠切削加

2、工的方法來保證。保證。金屬切削加工基礎(chǔ)金屬切削加工基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié)零件生產(chǎn)過程基礎(chǔ)知識(shí)零件生產(chǎn)過程基礎(chǔ)知識(shí)特種加工與先進(jìn)加工技術(shù)特種加工與先進(jìn)加工技術(shù)常用加工方法綜述常用加工方法綜述金屬切削機(jī)床的分類及應(yīng)用金屬切削機(jī)床的分類及應(yīng)用第三節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第四節(jié)第二節(jié)第二節(jié)補(bǔ)充一、零件表面的形成及切削運(yùn)動(dòng)一、零件表面的形成及切削運(yùn)動(dòng) 1主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng) 主要完成切削的動(dòng)，消耗功率最多，一種主要完成切削的動(dòng)，消耗功率最多，一種 加工主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。（加工主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。（ ）；）；2進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使切削加工保持連續(xù)進(jìn)行，一種加工可以使切削加工保持連續(xù)進(jìn)行，一種加工可以 有一種（或以上）的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（有一種

3、（或以上）的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（ ） （進(jìn)（進(jìn) 給運(yùn)動(dòng)可以是連續(xù)的也可以是間歇的）給運(yùn)動(dòng)可以是連續(xù)的也可以是間歇的）實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng)是一個(gè)合成運(yùn)動(dòng)。合成切削速度：實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng)是一個(gè)合成運(yùn)動(dòng)。合成切削速度： 是矢量和。是矢量和。cfecf二、切削用量1.切削速度切削速度Vc 選定點(diǎn)的主運(yùn)動(dòng)速度（選定點(diǎn)的主運(yùn)動(dòng)速度（m/s或或m/min）,車削時(shí)一般算工件最大切削直徑處的線速車削時(shí)一般算工件最大切削直徑處的線速 度。度。 2 進(jìn)給量進(jìn)給量f刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量，刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量，車削時(shí)為（車削時(shí)為（mm/r）；刨削時(shí)為（）；刨削時(shí)為（mm/str），其），其 他切他切削

4、加工也可以用進(jìn)給速度削加工也可以用進(jìn)給速度 （mm/s、mm/min、 m/min），和每齒進(jìn)給量（），和每齒進(jìn)給量（mm/z）來衡量。）來衡量。3 背吃刀量背吃刀量ap（切削深度）（切削深度） 垂直與進(jìn)給速度方向垂直與進(jìn)給速度方向測(cè)量的切削層最大尺寸（測(cè)量的切削層最大尺寸（mm）。）。三、切削層參數(shù)三、切削層參數(shù)（如上頁圖）（如上頁圖） 1切削厚度切削厚度hD垂直與切削刃的方向上度量的切削層垂直與切削刃的方向上度量的切削層 截面的尺寸。（截面的尺寸。（mm） 2切削寬度切削寬度bD沿切削刃方向度量的切削層截面的尺沿切削刃方向度量的切削層截面的尺 寸。寸。(mm) 3切削面積切削面積AD給定瞬

5、間，切削層在切削層尺寸平面給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面 里的橫截面積。里的橫截面積。( ) 2mmDpDDAfab h一、刀具材料一、刀具材料1.1.對(duì)刀具材料的基本要求對(duì)刀具材料的基本要求 （1 1）高硬度）高硬度 刀具材料的硬度必須高，一般其常溫硬度要求在刀具材料的硬度必須高，一般其常溫硬度要求在 62HRC62HRC以上。以上。 （2 2）足夠的強(qiáng)度和韌度）足夠的強(qiáng)度和韌度 以承受很大的切削力、沖擊與振動(dòng)。以承受很大的切削力、沖擊與振動(dòng)。 （3 3）高耐磨性）高耐磨性 以抵抗切削過程中的劇烈磨損，保持刀刃鋒利。以抵抗切削過程中的劇烈磨損，保持刀刃鋒利。 一般情況，材料的硬度愈高，耐磨

6、性愈好。一般情況，材料的硬度愈高，耐磨性愈好。 （4 4）高的耐熱性）高的耐熱性 刀具材料應(yīng)在高溫下仍能保持較高硬度，又刀具材料應(yīng)在高溫下仍能保持較高硬度，又 稱為紅硬性或熱硬性。（常用刀具材料的耐熱性見圖稱為紅硬性或熱硬性。（常用刀具材料的耐熱性見圖1 13 3， 耐熱性是衡量刀具材料性能的主要指標(biāo)，它基本上決定了耐熱性是衡量刀具材料性能的主要指標(biāo)，它基本上決定了 刀具允許的切削速度。）刀具允許的切削速度。） （5 5）良好的工藝性）良好的工藝性 以便于刀具制造，具體包括鍛造、軋制、以便于刀具制造，具體包括鍛造、軋制、 焊接、切削加工、磨削加工和熱處理性能等。焊接、切削加工、磨削加工和熱處理

7、性能等。1 12 2 刀具材料及刀具結(jié)構(gòu)刀具材料及刀具結(jié)構(gòu)2.常用刀具材料 種種 類類常常 用用 牌牌 號(hào)號(hào)主主 要要 性性 能能主主 要要 應(yīng)應(yīng) 用用碳素工具鋼碳素工具鋼含碳量較高的優(yōu)質(zhì)碳鋼含碳量較高的優(yōu)質(zhì)碳鋼T8A、T10A、T12A淬火后硬度高（達(dá)淬火后硬度高（達(dá)6365HRC）、價(jià)廉，但耐熱性差）、價(jià)廉，但耐熱性差（200以下）以下）制造小型、手動(dòng)和低速切削工具，制造小型、手動(dòng)和低速切削工具，如手用鋸條和銼刀等如手用鋸條和銼刀等合金工具鋼合金工具鋼碳素工具鋼中加入少量碳素工具鋼中加入少量Cr、Si、W、Mn等元等元素素9SiCr、CrWMn、CrW5、GCr15淬透性、耐熱性（淬透性、

8、耐熱性（220250）有所提高，熱處理變形）有所提高，熱處理變形小，小，制造手用鉸刀、圓板牙、絲錐、刮制造手用鉸刀、圓板牙、絲錐、刮刀等刀等高速鋼高速鋼含含Cr、W、V等元素較等元素較多的合金工具鋼多的合金工具鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2它的耐熱性大大提高（它的耐熱性大大提高（540650），從而耐磨性也有），從而耐磨性也有所提高，強(qiáng)度、韌度和工藝性都較好所提高，強(qiáng)度、韌度和工藝性都較好廣泛用于制造較為復(fù)雜的各種刀具，廣泛用于制造較為復(fù)雜的各種刀具，如麻花鉆、銑刀、拉刀和齒輪刀具如麻花鉆、銑刀、拉刀和齒輪刀具等，也可用以制作車刀、刨刀等簡等，也可用以制作車刀、刨刀等簡單刀具。單刀具。

9、硬硬質(zhì)質(zhì)合合金金鎢鈷類鎢鈷類【由由WC和和Co組組成成】以高硬度、高熔點(diǎn)的金以高硬度、高熔點(diǎn)的金屬炭化物（屬炭化物（WC、TiC等）作基體，以等）作基體，以Co等為等為粘結(jié)劑的粉末冶金制品粘結(jié)劑的粉末冶金制品YG3、YG6、YG8(數(shù)字表示數(shù)字表示含鈷量的百分?jǐn)?shù)含鈷量的百分?jǐn)?shù))【相當(dāng)于相當(dāng)于ISO標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的K類類】其相對(duì)塑韌性好，但切削塑性材料時(shí)耐磨性差，其相對(duì)塑韌性好，但切削塑性材料時(shí)耐磨性差，Co含量含量少的，相對(duì)較脆、較耐磨少的，相對(duì)較脆、較耐磨適用于加工鑄鐵、青銅等脆性材料適用于加工鑄鐵、青銅等脆性材料鎢鈷鈦類鎢鈷鈦類【由由WC、TiC和和Co組成組成】YT5、YT15、YT30(數(shù)

10、字表數(shù)字表示示TiC含量的百分?jǐn)?shù)含量的百分?jǐn)?shù))【相當(dāng)相當(dāng)于于ISO標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的P類類】其耐熱性，耐磨性均優(yōu)于其耐熱性，耐磨性均優(yōu)于YG類，但韌性較差。類，但韌性較差。TiC含量含量愈多，則耐熱性、耐磨性愈高，韌性愈小。愈多，則耐熱性、耐磨性愈高，韌性愈小。適用加工一般鋼件適用加工一般鋼件鎢鈦鉭（鈮）鈷類鎢鈦鉭（鈮）鈷類【由由WC、TiC、TaC（NbC）和）和Co組成組成】YW1、YW2【相當(dāng)于相當(dāng)于ISO標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)的M類類】兼有兼有YG、YT類的大部分優(yōu)良性能，被稱為通用合金，類的大部分優(yōu)良性能，被稱為通用合金，但價(jià)高但價(jià)高既可加工鑄鐵也可加工鋼，適合耐既可加工鑄鐵也可加工鋼，適合耐熱鋼、高

11、錳鋼和不繡鋼的加工熱鋼、高錳鋼和不繡鋼的加工陶陶 瓷瓷 材材 料料，它通常制成刀片，它通常制成刀片陶瓷刀片硬度高，耐磨性好，耐熱性高，許用的切削速陶瓷刀片硬度高，耐磨性好，耐熱性高，許用的切削速度較高，且價(jià)廉，它的主要缺點(diǎn)是性脆，怕沖擊，抗彎度較高，且價(jià)廉，它的主要缺點(diǎn)是性脆，怕沖擊，抗彎強(qiáng)度低，在加入各種金屬元素制成強(qiáng)度低，在加入各種金屬元素制成“金屬陶瓷金屬陶瓷”后，其后，其抗彎強(qiáng)度可大大提高抗彎強(qiáng)度可大大提高可用于切削高硬度等難加工材料的可用于切削高硬度等難加工材料的精加工精加工3其他新型刀具材料簡介其他新型刀具材料簡介 高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、高耐熱性等難加工材料的不斷增多，要高硬度、

12、高強(qiáng)度、高韌性、高耐熱性等難加工材料的不斷增多，要 求刀具材料也不斷改進(jìn)與創(chuàng)新，而且新材料的引入和原有材料的改求刀具材料也不斷改進(jìn)與創(chuàng)新，而且新材料的引入和原有材料的改 進(jìn)是刀具改革的根本方向。進(jìn)是刀具改革的根本方向。 （1 1）高速鋼的改進(jìn)）高速鋼的改進(jìn): :添加新元素，提高其硬度和耐熱性（如添加新元素，提高其硬度和耐熱性（如 加加AlAl）; ;或細(xì)化其晶粒，消除碳化物偏析?；蚣?xì)化其晶粒，消除碳化物偏析。 （2 2）硬質(zhì)合金的改進(jìn)）硬質(zhì)合金的改進(jìn) ：添加合金成分（如：添加合金成分（如TaCTaC或或NbCNbC）來細(xì)化其晶粒，）來細(xì)化其晶粒， 提高其強(qiáng)度和韌性；或采用涂層刀片（涂提高其強(qiáng)度

13、和韌性；或采用涂層刀片（涂TiCTiC或或TiNTiN），提高其表），提高其表 層的耐磨性。層的耐磨性。 （3 3）人造金剛石：硬度極高，可制成刀具或砂輪）人造金剛石：硬度極高，可制成刀具或砂輪 ，可加工硬質(zhì)合金、，可加工硬質(zhì)合金、 陶瓷、玻璃和有色金屬及其合金，但不宜加工鐵族金屬。陶瓷、玻璃和有色金屬及其合金，但不宜加工鐵族金屬。 （4 4）立方氮化硼（）立方氮化硼（CBNCBN）：高硬度、耐熱、穩(wěn)定性都高于金剛石。能加）：高硬度、耐熱、穩(wěn)定性都高于金剛石。能加 工鐵族金屬，但較脆。工鐵族金屬，但較脆。 二、刀具角度二、刀具角度 以車刀為例說明刀具的切削部分的結(jié)構(gòu)要素和幾何角度。以車刀為例說

14、明刀具的切削部分的結(jié)構(gòu)要素和幾何角度。 1 1刀具切削部分的組成刀具切削部分的組成 外圓車刀由三個(gè)刀面，兩條切削刃和一個(gè)刀外圓車刀由三個(gè)刀面，兩條切削刃和一個(gè)刀 尖組成（圖尖組成（圖1 14 4）。）。 （1 1）前刀面）前刀面刀具上切屑流過的表面（刀具上切屑流過的表面（ ）。）。 （2 2）后刀面）后刀面刀具上與過渡表面相對(duì)的是主后刀面刀具上與過渡表面相對(duì)的是主后刀面( )( )。與已加。與已加 工表面相對(duì)的是副后刀面工表面相對(duì)的是副后刀面( )( )。 （3 3）切削刃）切削刃前刀面與主后刀面相交形成的交線稱為主切削刃前刀面與主后刀面相交形成的交線稱為主切削刃 （ ），它完成主要的切削工作

15、。前刀面與副后刀面相交形成的），它完成主要的切削工作。前刀面與副后刀面相交形成的 是副切削刃是副切削刃( ) ( ) 它完成部分的切削工作并最終形成己加工表面它完成部分的切削工作并最終形成己加工表面 （4 4）刀尖）刀尖主、副切削刃的連接部位主、副切削刃的連接部位。 ArAsAs 2 2車刀切削部分的主要角度車刀切削部分的主要角度 （1 1）刀具靜止參考系）刀具靜止參考系選定適當(dāng)組合的基準(zhǔn)坐標(biāo)平面作選定適當(dāng)組合的基準(zhǔn)坐標(biāo)平面作 為參考系。用于定義刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)為參考系。用于定義刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí) 幾何參數(shù)的參考系，稱為刀具靜止參考系。幾何參數(shù)的參考系，稱為刀具靜止參考系

16、。 基面基面過切削刃選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)假定主運(yùn)動(dòng)過切削刃選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)假定主運(yùn)動(dòng) 方向的平面（方向的平面（PrPr）； 切削平面切削平面過切削刃選定點(diǎn)，與切削刃相切，并過切削刃選定點(diǎn)，與切削刃相切，并 垂直于基面的平面，主切削平面（垂直于基面的平面，主切削平面（PsPs），）， 副切削平面（副切削平面（P P s s）； 正交平面正交平面過切削刃選定點(diǎn)，并同時(shí)垂直于基面過切削刃選定點(diǎn)，并同時(shí)垂直于基面 和切削平面的平面（和切削平面的平面（PoPo）；）； 假定工作平面假定工作平面過切削刃選定點(diǎn)，垂直于基面并過切削刃選定點(diǎn)，垂直于基面并 平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的平面（平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的

17、平面（PfPf）。）。3. 車刀的主要角度車刀的主要角度 為確定刀具的主要角度，須建立三個(gè)相互垂直的為確定刀具的主要角度，須建立三個(gè)相互垂直的 參考平面構(gòu)參考平面構(gòu) 成的靜止參考系成的靜止參考系。(1) 建立車刀靜止參考系建立車刀靜止參考系基面基面切削平面切削平面正交平面正交平面c1) 基面基面 通過切削刃選定點(diǎn)的平面，它平行刀具安裝的一通過切削刃選定點(diǎn)的平面，它平行刀具安裝的一個(gè)平面，其方位要垂直于主運(yùn)動(dòng)方向個(gè)平面，其方位要垂直于主運(yùn)動(dòng)方向。c2) 切削平面切削平面通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面的平面。通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面的平面。c正交平面正交平面切削平面切削平面基面基面3)

18、正交平面正交平面通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。平面的平面。前角前角0基面投影線基面投影線前刀面投影線前刀面投影線在正交平面內(nèi)測(cè)量，前刀面與基面之間的夾角在正交平面內(nèi)測(cè)量，前刀面與基面之間的夾角。1)前角前角0 0c(2) 車刀切削部分的主要角度車刀切削部分的主要角度前角越大前角越大刀刃越鋒利刀刃越鋒利在在-50250內(nèi)選取，內(nèi)選取，粗加工取小，精取大粗加工取小，精取大已加工表面質(zhì)量越好已加工表面質(zhì)量越好主切削刃強(qiáng)度越低，主切削刃強(qiáng)度越低，易崩刃易崩刃切削平面投影線切削平面投影線主后刀面投影線主后刀面投影線后角后角0在正交平面內(nèi)測(cè)量，主后

19、刀面與切削平面之間在正交平面內(nèi)測(cè)量，主后刀面與切削平面之間的夾角的夾角。2) 后角后角0 0c作用：作用：減小后刀面與已加工表面之間的摩擦減小后刀面與已加工表面之間的摩擦; 它和它和前角一樣影響刃口的強(qiáng)度和鋒利程度。前角一樣影響刃口的強(qiáng)度和鋒利程度。后角應(yīng)在后角應(yīng)在60120內(nèi)選取內(nèi)選取; 粗加工取小，精粗加工取小，精加工取大。加工取大。3) 主偏角主偏角r r主切削平面與假定工作平面之間的夾角主切削平面與假定工作平面之間的夾角。主偏角主偏角r r主偏角主偏角r r 減小，主切削刃參加切削的長度增加，刀減小，主切削刃參加切削的長度增加，刀具磨損減慢，但作用于工件的徑向力會(huì)增加。具磨損減慢，但作

20、用于工件的徑向力會(huì)增加。 常用刀具的主偏角常用刀具的主偏角r r 有有45450 0、60600 0、75750 0、90900 0。4) 副偏角副偏角r r副切削平面與假定工作平面之間的夾角副切削平面與假定工作平面之間的夾角。副偏角副偏角可減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩可減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩 擦，減小已加工表面的粗糙度。擦，減小已加工表面的粗糙度。副偏角副偏角一般為一般為5 50 015150 0副偏角副偏角r r基面投影線基面投影線主切削刃主切削刃刃傾角刃傾角s s 刀尖為切削刃最高點(diǎn)時(shí)為正，刀尖為切削刃最高點(diǎn)時(shí)為正， 反反之為負(fù)。之為負(fù)。刃傾角刃傾角一般一般 550

21、 0 5 50 05) 刃傾角刃傾角s s在切削平面中測(cè)量，主切削刃與基面的夾角在切削平面中測(cè)量，主切削刃與基面的夾角。 刃傾角可控制切屑流出方向和刀頭強(qiáng)度。刃傾角可控制切屑流出方向和刀頭強(qiáng)度。c（2 2）車刀的主要標(biāo)注角度及選擇要點(diǎn)）車刀的主要標(biāo)注角度及選擇要點(diǎn)在車刀設(shè)計(jì)、制在車刀設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)，必須確定的角度。造、刃磨和測(cè)量時(shí)，必須確定的角度。 前角前角oo前刀面與基面之間的夾角。增大前角，前刀面與基面之間的夾角。增大前角，使主切削刃鋒利，減小切削力和切削熱。但前角過大，刀使主切削刃鋒利，減小切削力和切削熱。但前角過大，刀刃很脆弱，易產(chǎn)生崩刃。前角有正與負(fù)（刃很脆弱，易產(chǎn)生崩刃。

22、前角有正與負(fù)（如圖如圖）的區(qū)分。）的區(qū)分。 后角后角oo主后刀面與切削平面之間的夾角。后角主后刀面與切削平面之間的夾角。后角的主要作用是減少刀具后刀面與工件表面間的摩擦和后刀的主要作用是減少刀具后刀面與工件表面間的摩擦和后刀面的磨損，并配合前角影響切削刃的鋒利和強(qiáng)度。面的磨損，并配合前角影響切削刃的鋒利和強(qiáng)度。 主偏角主偏角 rr主切削刃和假定進(jìn)給方向在基面主切削刃和假定進(jìn)給方向在基面（PrPr）上投影的夾角。主偏角的大小影響切屑斷面形狀和）上投影的夾角。主偏角的大小影響切屑斷面形狀和切削分力的大小。有時(shí)主偏角也根據(jù)工件加工形狀來定切削分力的大小。有時(shí)主偏角也根據(jù)工件加工形狀來定。 副偏角副偏

23、角 r r副切削刃和假定進(jìn)給的相反方向在基面副切削刃和假定進(jìn)給的相反方向在基面PrPr上上投影的夾角。副偏角的主要作用是減少副切削刃與工件已加投影的夾角。副偏角的主要作用是減少副切削刃與工件已加工表面的摩擦，減少刀具磨損和防止切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。減小工表面的摩擦，減少刀具磨損和防止切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。減小副偏角可減小切削殘留面積，降低己加工表面的粗糙度（副偏角可減小切削殘留面積，降低己加工表面的粗糙度（如如圖圖） 刃傾角刃傾角ss在主切削平面（在主切削平面（PsPs）里測(cè)量的主切削刃與基面）里測(cè)量的主切削刃與基面間的夾角。它與前角類似，也有正、負(fù)和零值之分（間的夾角。它與前角類似，也有正、負(fù)和零值之分

24、（如圖如圖）。）。刃傾角主要影響刀頭的強(qiáng)度、切削分力和排屑方向。刃傾角主要影響刀頭的強(qiáng)度、切削分力和排屑方向。 選擇刀具幾何角度時(shí)，應(yīng)遵循選擇刀具幾何角度時(shí)，應(yīng)遵循“銳字當(dāng)先，銳中求固銳字當(dāng)先，銳中求固”原則。原則。即將刀具鋒利放在第一位，同時(shí)保證刀具有一定的強(qiáng)固。國即將刀具鋒利放在第一位，同時(shí)保證刀具有一定的強(qiáng)固。國內(nèi)外先進(jìn)刀具在角度的變革方面，大致有內(nèi)外先進(jìn)刀具在角度的變革方面，大致有“三大一小三大一小”的趨的趨勢(shì)，即采用大的前角、刃傾角和主偏角，采用小的后角。勢(shì)，即采用大的前角、刃傾角和主偏角，采用小的后角。（3 3）車刀的工作角度）車刀的工作角度是在工作參考系中定義的角是在工作參考系中

25、定義的角度。度。 刀尖安裝高低的影響刀尖安裝高低的影響 車外圓時(shí)若刀尖高于工件的車外圓時(shí)若刀尖高于工件的回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)軸線 （圖（圖1 110a10a），則工作前角），則工作前角oeo，工作后角工作后角oeo；若刀尖低時(shí)（圖；若刀尖低時(shí)（圖1 110c10c）則反之。）則反之。三、刀具結(jié)構(gòu)三、刀具結(jié)構(gòu) 車刀按結(jié)構(gòu)分類，有整體式、焊接式、機(jī)夾式車刀按結(jié)構(gòu)分類，有整體式、焊接式、機(jī)夾式和可轉(zhuǎn)位式四種型式（見圖）。和可轉(zhuǎn)位式四種型式（見圖）。（它們的特點(diǎn)與常用場(chǎng)合見表（它們的特點(diǎn)與常用場(chǎng)合見表1 12 2。）。）表表1 12 2 車刀結(jié)構(gòu)類型、特點(diǎn)與用途車刀結(jié)構(gòu)類型、特點(diǎn)與用途名名 稱稱特特 點(diǎn)點(diǎn)適適

26、 用用 場(chǎng)場(chǎng) 合合整體整體式式用整體高速鋼制造用整體高速鋼制造,刃口較鋒利刃口較鋒利,但價(jià)高的刀具但價(jià)高的刀具材料消耗較大材料消耗較大小型車床或加工有色金小型車床或加工有色金屬屬焊接焊接式式焊接硬質(zhì)合金或高速鋼于預(yù)制刀柄上焊接硬質(zhì)合金或高速鋼于預(yù)制刀柄上,結(jié)構(gòu)緊結(jié)構(gòu)緊湊湊,剛性好剛性好,靈活性大。但硬質(zhì)合金刀片經(jīng)過高靈活性大。但硬質(zhì)合金刀片經(jīng)過高溫焊接和刃磨，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋溫焊接和刃磨，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋各類車刀各類車刀機(jī)夾機(jī)夾式式避免了焊接式的缺陷避免了焊接式的缺陷,刀桿利用率高。刀片可刀桿利用率高。刀片可集中精確刃磨集中精確刃磨,使用靈活。但刀具設(shè)計(jì)制造較使用靈活。但刀具設(shè)計(jì)制造較為復(fù)

27、雜為復(fù)雜外圓、端面、鏜孔、割外圓、端面、鏜孔、割斷、螺紋車刀。大刃傾斷、螺紋車刀。大刃傾角、小后角刨刀等角、小后角刨刀等可轉(zhuǎn)可轉(zhuǎn)位式位式不焊接、刃磨不焊接、刃磨,刀片可快換轉(zhuǎn)位刀片可快換轉(zhuǎn)位,生產(chǎn)率高?？缮a(chǎn)率高?？墒褂猛繉拥镀褂猛繉拥镀?斷屑效果好。刀具已標(biāo)準(zhǔn)化，斷屑效果好。刀具已標(biāo)準(zhǔn)化，方便選用和管理方便選用和管理大中型車床、特別適用大中型車床、特別適用自動(dòng)、數(shù)控車床與加工自動(dòng)、數(shù)控車床與加工中心等中心等1 13 3 金屬切削過程金屬切削過程一、切屑的形成及種類一、切屑的形成及種類（一）切屑的形成過程（一）切屑的形成過程 切削區(qū)劃分為三個(gè)變形區(qū)，如圖：切削區(qū)劃分為三個(gè)變形區(qū)，如圖：1 1

28、第第變形區(qū)：主要發(fā)生塑性材料的剪切滑移變形。金屬材料的變形區(qū)：主要發(fā)生塑性材料的剪切滑移變形。金屬材料的變形程度、切削力、切削熱的大小和切屑形態(tài)等，主要決定于變形程度、切削力、切削熱的大小和切屑形態(tài)等，主要決定于 該區(qū)的狀況。在切削速度較大時(shí)，該區(qū)就逐漸變窄成一個(gè)面該區(qū)的狀況。在切削速度較大時(shí)，該區(qū)就逐漸變窄成一個(gè)面 （圖中（圖中 OMOM面），通常面），通常OMOM面的位置就反映了金屬變形程度。面的位置就反映了金屬變形程度。2 2 第第變形區(qū)：發(fā)生刀具前刀變形區(qū)：發(fā)生刀具前刀 面的磨損和積屑瘤現(xiàn)象。面的磨損和積屑瘤現(xiàn)象。3 3第第變形區(qū)：影響刀具后刀變形區(qū)：影響刀具后刀 面的磨損以及已加工表

29、面的面的磨損以及已加工表面的 質(zhì)量（包括加工硬化、表面質(zhì)量（包括加工硬化、表面 纖維化等）。纖維化等）。（二）切屑的種類（二）切屑的種類工件材料的塑性不同、刀具的前角不同或采用不同的切削用量等，工件材料的塑性不同、刀具的前角不同或采用不同的切削用量等，會(huì)形成不同類型的切屑，同時(shí)也反映了對(duì)切削加工的不同影響。會(huì)形成不同類型的切屑，同時(shí)也反映了對(duì)切削加工的不同影響。常見的切屑種類有以下幾種（常見的切屑種類有以下幾種（見圖見圖）1 1帶狀切屑：其特征是連綿不斷，底部很光滑。這時(shí)切削力穩(wěn)定，帶狀切屑：其特征是連綿不斷，底部很光滑。這時(shí)切削力穩(wěn)定，加工表面較光潔。精加工時(shí)出現(xiàn)這種切屑較為理想，但必須采取

30、加工表面較光潔。精加工時(shí)出現(xiàn)這種切屑較為理想，但必須采取斷屑措施。斷屑措施。2 2擠裂切屑：切屑的背面呈鋸齒形，底面有時(shí)出現(xiàn)裂紋，這時(shí)表明擠裂切屑：切屑的背面呈鋸齒形，底面有時(shí)出現(xiàn)裂紋，這時(shí)表明材料的剪切滑移量較大，使切屑材料局部地方加工硬化嚴(yán)重，達(dá)材料的剪切滑移量較大，使切屑材料局部地方加工硬化嚴(yán)重，達(dá)到了斷裂強(qiáng)度。此時(shí)切削力波動(dòng)較大，已加工表面粗糙度大，粗到了斷裂強(qiáng)度。此時(shí)切削力波動(dòng)較大，已加工表面粗糙度大，粗加工時(shí)才允許出現(xiàn)。加工時(shí)才允許出現(xiàn)。二、積屑瘤二、積屑瘤（一）積屑瘤的現(xiàn)象（一）積屑瘤的現(xiàn)象 在一定條件下切削塑性金屬時(shí)，常發(fā)現(xiàn)刀具前刀在一定條件下切削塑性金屬時(shí)，常發(fā)現(xiàn)刀具前刀 面

31、靠近切削刃的部位，粘附著一小塊很硬的金屬，這就是積屑面靠近切削刃的部位，粘附著一小塊很硬的金屬，這就是積屑 瘤，或稱刀瘤瘤，或稱刀瘤。（三）積屑瘤在切削過程中的作用（三）積屑瘤在切削過程中的作用 1 1積屑瘤的硬度比工件材料高，能代替切削刃進(jìn)行切積屑瘤的硬度比工件材料高，能代替切削刃進(jìn)行切削，保護(hù)刀刃以減少磨損；此外積屑瘤增大了刀具削，保護(hù)刀刃以減少磨損；此外積屑瘤增大了刀具實(shí)際工作前角，使切削輕快，所以粗加工時(shí)可以利實(shí)際工作前角，使切削輕快，所以粗加工時(shí)可以利用積屑瘤。用積屑瘤。2 2積屑瘤的頂端伸出刀刃之外，且不斷地產(chǎn)生與脫落，積屑瘤的頂端伸出刀刃之外，且不斷地產(chǎn)生與脫落，使切削層公稱厚度

32、不斷變化，影響工件尺寸精度。使切削層公稱厚度不斷變化，影響工件尺寸精度。3 3切削力的變化又會(huì)引起振動(dòng)，加上一些積屑瘤碎片切削力的變化又會(huì)引起振動(dòng)，加上一些積屑瘤碎片會(huì)粘附在已加工表面上，增加工件表面粗糙度。因會(huì)粘附在已加工表面上，增加工件表面粗糙度。因此，精加工時(shí)應(yīng)當(dāng)避免積屑瘤產(chǎn)生。此，精加工時(shí)應(yīng)當(dāng)避免積屑瘤產(chǎn)生。（四）影響積屑瘤的主要因素及防止方法（四）影響積屑瘤的主要因素及防止方法1 1首先可控制切削速度，因?yàn)榍邢魉俣扰c摩擦系數(shù)、首先可控制切削速度，因?yàn)榍邢魉俣扰c摩擦系數(shù)、切削溫度關(guān)系密切，從而影響積屑瘤的產(chǎn)生和大小。切削溫度關(guān)系密切，從而影響積屑瘤的產(chǎn)生和大小。當(dāng)切削速度很低，以及切削

33、速度很高時(shí)，都不會(huì)產(chǎn)當(dāng)切削速度很低，以及切削速度很高時(shí)，都不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤。因此，精車和精銑一般采用高速切削，生積屑瘤。因此，精車和精銑一般采用高速切削，而鉸削、拉削、寬刀精刨和精車絲桿、渦輪等情況，而鉸削、拉削、寬刀精刨和精車絲桿、渦輪等情況，則采用低速加工，以避免積屑瘤的影響。則采用低速加工，以避免積屑瘤的影響。2 2降低工件材料的塑性（如低碳鋼、不銹鋼等正火后降低工件材料的塑性（如低碳鋼、不銹鋼等正火后切削）。切削）。3 3增大刀具前角和選用適當(dāng)?shù)那邢饕旱?，都是有效地增大刀具前角和選用適當(dāng)?shù)那邢饕旱龋际怯行У販p少或避免積屑瘤的重要措施減少或避免積屑瘤的重要措施。三、切削力三、切削力（一）

34、切削力的來源與分解（一）切削力的來源與分解 刀具切削工件時(shí)，必須首先克服材料的變形抗力，刀具切削工件時(shí)，必須首先克服材料的變形抗力，主要是第主要是第變形區(qū)的剪切滑移抗力，加上第變形區(qū)的剪切滑移抗力，加上第、第、第變形區(qū)的摩擦阻力，這些力的合力就構(gòu)成了作用變形區(qū)的摩擦阻力，這些力的合力就構(gòu)成了作用在刀具上的總切削力在刀具上的總切削力F F。 實(shí)際加工中，總切削力的方向和大小的測(cè)定既不容實(shí)際加工中，總切削力的方向和大小的測(cè)定既不容易也沒有必要。為了適應(yīng)設(shè)計(jì)和工藝分析的需要，易也沒有必要。為了適應(yīng)設(shè)計(jì)和工藝分析的需要，又便于測(cè)定，通常將總切削力又便于測(cè)定，通常將總切削力F F分解為三個(gè)互相垂分解為三

35、個(gè)互相垂直的分力直的分力。22222PfCDCFFFFFFFfFDSinr FpFDCosr（二）計(jì)算切削力的經(jīng)驗(yàn)公式（二）計(jì)算切削力的經(jīng)驗(yàn)公式 切削力的大小是由很多因素決定的，一般影響較大的是工件材切削力的大小是由很多因素決定的，一般影響較大的是工件材料和切削用量。目前用實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式得到廣泛料和切削用量。目前用實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式得到廣泛的應(yīng)用。經(jīng)驗(yàn)公式的形式主要有指數(shù)和單位切削力形式。的應(yīng)用。經(jīng)驗(yàn)公式的形式主要有指數(shù)和單位切削力形式。1 1指數(shù)公式指數(shù)公式 車外圓時(shí)，計(jì)算主切削力車外圓時(shí)，計(jì)算主切削力F F的指數(shù)公式如下：的指數(shù)公式如下：式中：式中：C C與工件材料、刀

36、具材料及切削條件等有關(guān)的系數(shù)；與工件材料、刀具材料及切削條件等有關(guān)的系數(shù)；a a、f f、v v切削三要素，單位分別為切削三要素，單位分別為mmmm、mm/rmm/r、m/minm/min；x x、y y、n n指數(shù)；指數(shù)；K K切削條件不同時(shí)的綜合修正系數(shù)。切削條件不同時(shí)的綜合修正系數(shù)。CccFcFCFFCyxPFCKVfaCF 同樣，進(jìn)給力同樣，進(jìn)給力FfFf、背向力背向力FpFp也有相同形式的指數(shù)公式，也有相同形式的指數(shù)公式， 只是下標(biāo)要對(duì)應(yīng)。所有系數(shù)和指數(shù)，都可從相關(guān)工藝或切削只是下標(biāo)要對(duì)應(yīng)。所有系數(shù)和指數(shù)，都可從相關(guān)工藝或切削手冊(cè)中查到。手冊(cè)中查到。C四、切削熱和切削溫度四、切削熱和

37、切削溫度1 1切削熱的產(chǎn)生與傳散切削熱的產(chǎn)生與傳散 切削過程中，切削功幾乎全部轉(zhuǎn)切削過程中，切削功幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，這就是切削熱的來源，變?yōu)闊崮?，這就是切削熱的來源，是由三個(gè)切削變形區(qū)中的變形功和是由三個(gè)切削變形區(qū)中的變形功和摩擦功轉(zhuǎn)變而來。切削塑性材料時(shí)摩擦功轉(zhuǎn)變而來。切削塑性材料時(shí)切削熱主要來源于切屑塑性變形所切削熱主要來源于切屑塑性變形所消耗的功。切削脆性材料時(shí)，切削消耗的功。切削脆性材料時(shí)，切削熱主要來源于后刀面所消耗的摩擦熱主要來源于后刀面所消耗的摩擦功。切削熱通過切屑、工件、刀具和周圍的介質(zhì)傳散。各部功。切削熱通過切屑、工件、刀具和周圍的介質(zhì)傳散。各部分傳熱的比例取決于工件材料、

38、切削速度、刀具材料及幾何分傳熱的比例取決于工件材料、切削速度、刀具材料及幾何角度、加工方式以及是否使用切削液等。角度、加工方式以及是否使用切削液等。 五、刀具磨損和刀具耐用度 刀具使用一段時(shí)間以后，其刀刃會(huì)變鈍，使切削力和功率消耗增刀具使用一段時(shí)間以后，其刀刃會(huì)變鈍，使切削力和功率消耗增加，并影響加工質(zhì)量。對(duì)于可重磨刀具，經(jīng)重新刃磨，仍可繼續(xù)使加，并影響加工質(zhì)量。對(duì)于可重磨刀具，經(jīng)重新刃磨，仍可繼續(xù)使用，經(jīng)過若干反復(fù)循環(huán)，刀具就會(huì)報(bào)廢，從開始切削到報(bào)廢，刀具實(shí)用，經(jīng)過若干反復(fù)循環(huán)，刀具就會(huì)報(bào)廢，從開始切削到報(bào)廢，刀具實(shí)際切削時(shí)間的總和稱為刀具壽命。際切削時(shí)間的總和稱為刀具壽命。1 1刀具磨損的

39、形式刀具磨損的形式 刀具在正常磨損時(shí)，由于切削條件的不同有三刀具在正常磨損時(shí)，由于切削條件的不同有三種形式（見圖）：種形式（見圖）： 后刀面磨損后刀面磨損 當(dāng)切削脆性材當(dāng)切削脆性材料，或以較小切削厚度切削塑料，或以較小切削厚度切削塑性材料時(shí)，易產(chǎn)生這種情況（性材料時(shí)，易產(chǎn)生這種情況（圖中圖中VBVB表示后刀面的磨損尺寸）。表示后刀面的磨損尺寸）。金屬切削的基礎(chǔ)知識(shí)金屬切削的基礎(chǔ)知識(shí)第一章第一章典型表面加工分析典型表面加工分析精密加工和特種加工簡介精密加工和特種加工簡介常用加工方法綜述常用加工方法綜述金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)第三章第三章第四章第四章第五章第五章第二章第二章在機(jī)

40、器制造業(yè)的裝備中，機(jī)床一般要占在機(jī)器制造業(yè)的裝備中，機(jī)床一般要占50%50%以上，它在機(jī)器制以上，它在機(jī)器制造中擔(dān)負(fù)著造中擔(dān)負(fù)著404060%60%的工作量，是機(jī)械工業(yè)的基本生產(chǎn)設(shè)備。的工作量，是機(jī)械工業(yè)的基本生產(chǎn)設(shè)備。它的品種、質(zhì)量和加工效率將直接影響機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水它的品種、質(zhì)量和加工效率將直接影響機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益。平和經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的“機(jī)床機(jī)床”概念，是指概念，是指“切削機(jī)床切削機(jī)床”。即：用各種不同的。即：用各種不同的方法從被加工零件的毛坯上逐步去除預(yù)留的部分、獲得零件需方法從被加工零件的毛坯上逐步去除預(yù)留的部分、獲得零件需要的各種形狀和尺寸要的各種形狀和尺寸

41、是進(jìn)行減法加工的設(shè)備。是進(jìn)行減法加工的設(shè)備。 隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代加工裝備技術(shù)中已經(jīng)開始考慮隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代加工裝備技術(shù)中已經(jīng)開始考慮“從無到有從無到有”的新型零件制備方式（即：加法加工設(shè)備），快的新型零件制備方式（即：加法加工設(shè)備），快速成型設(shè)備就是其中之一速成型設(shè)備就是其中之一。 2 21 1機(jī)床的類型和基本構(gòu)造機(jī)床的類型和基本構(gòu)造一、機(jī)床的類型一、機(jī)床的類型 長期以來，機(jī)床的種類都與切削加工的方式直接聯(lián)系。如長期以來，機(jī)床的種類都與切削加工的方式直接聯(lián)系。如 工件回轉(zhuǎn)、刀具相對(duì)工件進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（一般是直線運(yùn)動(dòng)）工件回轉(zhuǎn)、刀具相對(duì)工件進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（一般是直線運(yùn)動(dòng)）的加工

42、方式稱為的加工方式稱為“車削車削”，實(shí)現(xiàn)這種加工的機(jī)床便稱為，實(shí)現(xiàn)這種加工的機(jī)床便稱為“車床車床”；刀具回轉(zhuǎn)、工件作相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的加工方式稱為刀具回轉(zhuǎn)、工件作相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的加工方式稱為“銑削銑削”， 實(shí)現(xiàn)這種加工的機(jī)床便稱為實(shí)現(xiàn)這種加工的機(jī)床便稱為“銑床銑床”。由此出現(xiàn)了車、銑、。由此出現(xiàn)了車、銑、刨、磨、鉆、鏜、齒輪加工、螺紋加工、電加工等各類機(jī)床。刨、磨、鉆、鏜、齒輪加工、螺紋加工、電加工等各類機(jī)床。 我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：機(jī)床類別代號(hào)以機(jī)床名稱漢語拼音的第一我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：機(jī)床類別代號(hào)以機(jī)床名稱漢語拼音的第一 個(gè)字母（大寫）來表示。我國機(jī)床的類別和代號(hào)見表個(gè)字母（大寫）來表示。我國機(jī)床的類別和代號(hào)

43、見表2 21 1。 當(dāng)某類機(jī)床除有普通型式外，還有某種通用特性時(shí)，則在類代號(hào)當(dāng)某類機(jī)床除有普通型式外，還有某種通用特性時(shí)，則在類代號(hào)之后按表之后按表2 22 2所示加通用特性代號(hào)予以區(qū)別。所示加通用特性代號(hào)予以區(qū)別。 完整的機(jī)床型號(hào)還包含以數(shù)字表示的組代號(hào)、系代號(hào)和完整的機(jī)床型號(hào)還包含以數(shù)字表示的組代號(hào)、系代號(hào)和 主參數(shù)等，如主參數(shù)等，如CK6140CK6140數(shù)控車床。具體型號(hào)的信息涵義可查閱機(jī)床數(shù)控車床。具體型號(hào)的信息涵義可查閱機(jī)床手冊(cè)。手冊(cè)。 金屬切削機(jī)床型號(hào)金屬切削機(jī)床型號(hào) 根據(jù)國標(biāo)根據(jù)國標(biāo)GB/T153751994規(guī)定，車床型號(hào)由漢語拼音規(guī)定，車床型號(hào)由漢語拼音字母和數(shù)字組成。字母和

44、數(shù)字組成。 例：例： C 6 1 32車床主要參數(shù)代號(hào)（車床能加工最大直徑車床主要參數(shù)代號(hào)（車床能加工最大直徑的的1/10，即，即320mm）機(jī)床系別代號(hào)（臥式車床型）機(jī)床系別代號(hào)（臥式車床型）機(jī)床組別代號(hào)（落地及臥式車床組）機(jī)床組別代號(hào)（落地及臥式車床組）機(jī)床類別代號(hào)（車床類）機(jī)床類別代號(hào)（車床類）二、機(jī)床的基本構(gòu)造二、機(jī)床的基本構(gòu)造 1.1.主傳動(dòng)部件：主傳動(dòng)部件： 有主軸箱、變有主軸箱、變 速箱、磨頭等。速箱、磨頭等。 2.2.進(jìn)給傳動(dòng)部進(jìn)給傳動(dòng)部 件：有進(jìn)給箱件：有進(jìn)給箱 溜板箱、磨床溜板箱、磨床 液壓傳動(dòng)裝置液壓傳動(dòng)裝置 等。等。 3. 3.工件安裝裝工件安裝裝 置：有卡盤、置：有卡

45、盤、 尾架、工作臺(tái)等尾架、工作臺(tái)等。2 22 2機(jī)床的傳動(dòng)機(jī)床的傳動(dòng) 機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng) 1 1、帶傳動(dòng)、帶傳動(dòng) 2 2、齒輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng) 3 3、蝸桿傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng) 4 4、齒輪齒條傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng) 傳動(dòng)鏈及傳動(dòng)比傳動(dòng)鏈及傳動(dòng)比 i i總總=i1=i1i2i2i3i3i4i4i5 -i5 - 機(jī)床常用變速機(jī)構(gòu)機(jī)床常用變速機(jī)構(gòu) 1 1、滑動(dòng)齒輪變速、滑動(dòng)齒輪變速 2 2、離合器式齒輪變速、離合器式齒輪變速 臥式車床的組成及傳動(dòng)分析臥式車床的組成及傳動(dòng)分析（1） 臥式車床的組成臥式車床的組成變速箱變速箱進(jìn)給箱進(jìn)給箱主軸箱主軸箱刀刀 架架溜板箱溜板箱尾尾 座座床床 身身床床 腿腿（2

46、） 臥式車床的傳動(dòng)分析臥式車床的傳動(dòng)分析 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 變速箱變速箱 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng) 主軸箱主軸箱 主主 軸軸 工件轉(zhuǎn)動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng) 換向機(jī)構(gòu)換向機(jī)構(gòu) 變換機(jī)構(gòu)變換機(jī)構(gòu) 進(jìn)給箱進(jìn)給箱 光杠光杠 絲杠絲杠 溜板箱溜板箱刀架刀架 車刀縱橫移動(dòng)車刀縱橫移動(dòng)車床的主運(yùn)動(dòng)車床的主運(yùn)動(dòng)車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)金屬切削的基礎(chǔ)知識(shí)金屬切削的基礎(chǔ)知識(shí)第一章第一章典型表面加工分析典型表面加工分析精密加工和特種加工簡介精密加工和特種加工簡介常用加工方法綜述常用加工方法綜述金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)第三章第三章第四章第四章第五章第五章第二章第二章3 31 1 車削的工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用車削的工藝特點(diǎn)及其應(yīng)

47、用 車削特別適于加工回轉(zhuǎn)面，車床類型有臥式、立車削特別適于加工回轉(zhuǎn)面，車床類型有臥式、立式、轉(zhuǎn)塔、自動(dòng)和數(shù)控車床。式、轉(zhuǎn)塔、自動(dòng)和數(shù)控車床。一、車削工藝特點(diǎn)一、車削工藝特點(diǎn) 1 1、易于保證工件各加工面的位置精度、易于保證工件各加工面的位置精度 例如易于保證同軸度要求：利用卡盤安裝工件，回轉(zhuǎn)軸線是車床例如易于保證同軸度要求：利用卡盤安裝工件，回轉(zhuǎn)軸線是車床主軸回轉(zhuǎn)軸線；利用前后頂尖安裝工件，回轉(zhuǎn)軸線是兩頂尖的中心主軸回轉(zhuǎn)軸線；利用前后頂尖安裝工件，回轉(zhuǎn)軸線是兩頂尖的中心連線。連線。 易于保證端面與軸線垂直度要求：由橫溜板導(dǎo)軌，與工件回轉(zhuǎn)軸易于保證端面與軸線垂直度要求：由橫溜板導(dǎo)軌，與工件回轉(zhuǎn)軸

48、線的垂直度保證。線的垂直度保證。 2 2、切削過程較平穩(wěn)、切削過程較平穩(wěn) 避免了慣性力與沖擊力，允許采用較大的切削用量，高速切削，利避免了慣性力與沖擊力，允許采用較大的切削用量，高速切削，利于生產(chǎn)率提高。于生產(chǎn)率提高。 3 3、適于有色金屬零件的精加工、適于有色金屬零件的精加工 有色金屬零件表面粗糙度大有色金屬零件表面粗糙度大RaRa值要求較小時(shí)，不宜采用磨削加工，值要求較小時(shí)，不宜采用磨削加工，需要用車削或銑削等。用金剛石車刀進(jìn)行精細(xì)車時(shí)，可達(dá)較高需要用車削或銑削等。用金剛石車刀進(jìn)行精細(xì)車時(shí)，可達(dá)較高質(zhì)量。質(zhì)量。4 4、刀具簡單、刀具簡單 車刀制造、刃磨和安裝均較方便。車刀制造、刃磨和安裝均

49、較方便。二、車削的應(yīng)用二、車削的應(yīng)用車床上使用不同的車刀或其它刀具，可加工各種回轉(zhuǎn)表面如：內(nèi)、車床上使用不同的車刀或其它刀具，可加工各種回轉(zhuǎn)表面如：內(nèi)、外圓柱面，內(nèi)外圓錐面、螺紋，溝槽，端面和成形面等。外圓柱面，內(nèi)外圓錐面、螺紋，溝槽，端面和成形面等。車削可加工單一軸線軸、盤、套類等零件，也可加工多軸線零件車削可加工單一軸線軸、盤、套類等零件，也可加工多軸線零件（改變工件安裝位置圖（改變工件安裝位置圖3 32 2）加工精度加工精度 IT8IT7IT8IT7，Ra=1.60.8Ra=1.60.83 32 2 鉆、鏜削的工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用鉆、鏜削的工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用一、鉆削工藝特點(diǎn)一、鉆削工藝特點(diǎn) 由

50、于鉆頭的強(qiáng)度、剛度有限。容屑、排屑、導(dǎo)向、冷卻和由于鉆頭的強(qiáng)度、剛度有限。容屑、排屑、導(dǎo)向、冷卻和潤滑都困難，因此鉆削的加工困難，質(zhì)量不高。潤滑都困難，因此鉆削的加工困難，質(zhì)量不高。 1.1.容易產(chǎn)生容易產(chǎn)生“引偏引偏” 引偏概念引偏概念 1)1)由于鉆頭彎曲而引起孔徑擴(kuò)大，孔不圓；由于鉆頭彎曲而引起孔徑擴(kuò)大，孔不圓； 2)2)孔的軸線歪斜。孔的軸線歪斜。 引偏原因：引偏原因： 1)1)麻花鉆是最常用刀具，由于其細(xì)長而又有兩條較深的螺麻花鉆是最常用刀具，由于其細(xì)長而又有兩條較深的螺旋槽，剛性差（旋槽，剛性差（下頁圖下頁圖） 2)2)鉆頭僅有兩條很窄二棱邊與孔壁接觸，接觸剛度和導(dǎo)向鉆頭僅有兩條很

51、窄二棱邊與孔壁接觸，接觸剛度和導(dǎo)向作用也很差作用也很差。 圖34 麻花鉆 圖35 減少引偏的措施圖36 擴(kuò)孔圖37 鉸刀a) b)圖39 浮動(dòng)鏜刀片及其加工情況二、鉆削的應(yīng)用二、鉆削的應(yīng)用 IT10IT10以下，以下，RaRa大于大于12.512.5，要求高時(shí)需進(jìn)一步加工，要求高時(shí)需進(jìn)一步加工, , 成批大量生產(chǎn)中，廣泛用鉆模，多軸鉆，組合機(jī)床成批大量生產(chǎn)中，廣泛用鉆模，多軸鉆，組合機(jī)床三、擴(kuò)孔、鉸孔三、擴(kuò)孔、鉸孔 1 1、擴(kuò)孔（、擴(kuò)孔（見圖見圖） 用擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔可作為孔的半精加和鉆孔比的特點(diǎn)用擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔可作為孔的半精加和鉆孔比的特點(diǎn) (1)(1)切削刃不到中心，避免了橫刃和橫刃引起的一些不

52、良影響切削刃不到中心，避免了橫刃和橫刃引起的一些不良影響 (2)(2)切屑窄，易排出，不易擦傷已加工表面。容屑可做的較小切屑窄，易排出，不易擦傷已加工表面。容屑可做的較小 較淺，提高了剛度較淺，提高了剛度 (3)(3)刀齒多刀齒多(3(34 4個(gè)個(gè)) )，導(dǎo)向作用好，切削平穩(wěn)，生產(chǎn)率高，一，導(dǎo)向作用好，切削平穩(wěn)，生產(chǎn)率高，一 般情況，般情況，IT10IT9IT10IT9，RaRa為為3.23.26.36.3 2 2、鉸孔、鉸孔 鉸孔是精加工方法之一鉸孔是精加工方法之一, ,一般，一般，IT9IT7IT9IT7，RaRa為為 0.40.41.61.6 鉸孔特點(diǎn)鉸孔特點(diǎn): : (1) (1)鉸刀具

53、有修光部分，可以修光孔壁，校準(zhǔn)孔（鉸刀具有修光部分，可以修光孔壁，校準(zhǔn)孔（見見 圖）圖） (2)(2)鉸孔余量小，使切削力較小，且切削速度較低，鉸孔余量小，使切削力較小，且切削速度較低， 所以切削熱較少，因此工件的受力變形和受熱變所以切削熱較少，因此工件的受力變形和受熱變 形較小。且切削速度較低，不易產(chǎn)生積屑瘤。形較小。且切削速度較低，不易產(chǎn)生積屑瘤。四、鏜孔四、鏜孔用鏜刀對(duì)已有孔進(jìn)行再加工，稱為鏜孔。對(duì)較大孔，內(nèi)成形面，孔用鏜刀對(duì)已有孔進(jìn)行再加工，稱為鏜孔。對(duì)較大孔，內(nèi)成形面，孔 內(nèi)環(huán)槽和位置精度較高的孔系等，鏜削是唯一合適的加工方法。內(nèi)環(huán)槽和位置精度較高的孔系等，鏜削是唯一合適的加工方法。

54、一般鏜孔：一般鏜孔：IT8IT7IT8IT7，RaRa為為0.80.81.61.6 精細(xì)鏜：精細(xì)鏜： IT7IT6 IT7IT6 ，RaRa為為0.20.20.80.8 1 1、單刃鏜刀鏜孔、單刃鏜刀鏜孔( (刀頭結(jié)構(gòu)與車刀類似刀頭結(jié)構(gòu)與車刀類似) ) (1) (1) 適應(yīng)性較廣，靈活性較大適應(yīng)性較廣，靈活性較大, ,可粗加工，半精加工，精加工。一把可粗加工，半精加工，精加工。一把 鏜刀可加工直徑不同的孔。鏜刀可加工直徑不同的孔。 (2) (2) 可以校正原有孔軸線歪斜或位置偏差?？梢孕Ｕ锌纵S線歪斜或位置偏差。 (3) (3) 生產(chǎn)率較低，較適用于單件小批量生產(chǎn)單刃鏜刀的剛度較低，為生產(chǎn)率

55、較低，較適用于單件小批量生產(chǎn)單刃鏜刀的剛度較低，為減少變形和振動(dòng)，采用較小的切削用量，另外，僅有一個(gè)主切削刃減少變形和振動(dòng)，采用較小的切削用量，另外，僅有一個(gè)主切削刃工作，所以生產(chǎn)率較低。（工作，所以生產(chǎn)率較低。（見圖見圖） 2 2、多刃鏜刀鏜孔、多刃鏜刀鏜孔 多刃鏜刀的鏜刀片是浮動(dòng)的，兩個(gè)對(duì)稱的切削刃產(chǎn)生的切削力，自多刃鏜刀的鏜刀片是浮動(dòng)的，兩個(gè)對(duì)稱的切削刃產(chǎn)生的切削力，自動(dòng)平衡其位置。動(dòng)平衡其位置。 (1) (1) 加工質(zhì)量較高加工質(zhì)量較高 刀片浮動(dòng)可抵償偏擺引起不良影響，較寬的修光刃可減少孔壁刀片浮動(dòng)可抵償偏擺引起不良影響，較寬的修光刃可減少孔壁 粗糙度值。粗糙度值。 (2) (2) 生

56、產(chǎn)率較高，兩刀刃同時(shí)工作，故生產(chǎn)率較高。生產(chǎn)率較高，兩刀刃同時(shí)工作，故生產(chǎn)率較高。 (3) (3) 刀具成本較單刃鏜刀高。刀具成本較單刃鏜刀高。 浮動(dòng)鏜刀主要用于批量生產(chǎn)，精加工箱體零件上直徑較大的孔。浮動(dòng)鏜刀主要用于批量生產(chǎn)，精加工箱體零件上直徑較大的孔。 （見圖見圖）33 刨、拉削的工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用一、刨削的工藝特點(diǎn)一、刨削的工藝特點(diǎn) 1 1、通用性好、通用性好 可加工垂直、水平的平面，還可加工可加工垂直、水平的平面，還可加工T T型槽、型槽、V V型槽，型槽， 燕尾槽等。燕尾槽等。 2 2、生產(chǎn)率低、生產(chǎn)率低 往復(fù)運(yùn)動(dòng)，慣性大，限制速度，單次加工，但狹長往復(fù)運(yùn)動(dòng)，慣性大，限制速度，單次加

57、工，但狹長 表面不比銑削低表面不比銑削低 3 3、加工精度不高、加工精度不高 IT87IT87，RaRa為為1.66.3 1.66.3 但在龍門刨床上用寬刀細(xì)刨，但在龍門刨床上用寬刀細(xì)刨， Ra Ra為為0.40.80.40.8（見圖見圖）二、刨削應(yīng)用二、刨削應(yīng)用 刨削主要用在單件，小批生產(chǎn)中，維修車間中刨削主要用在單件，小批生產(chǎn)中，維修車間中 主要應(yīng)用：圖主要應(yīng)用：圖319319 牛頭刨：一般不超過牛頭刨：一般不超過1000mm1000mm長度。長度。 龍門刨：加工長度、寬度都較大，濟(jì)南二機(jī)床，龍門刨：加工長度、寬度都較大，濟(jì)南二機(jī)床， B236B236龍門刨：龍門刨：20206.3m6.3

58、m 插床（立式牛頭刨，插床（立式牛頭刨，見圖見圖） 可加工內(nèi)表面、四方孔、六方孔、鍵槽等?？杉庸?nèi)表面、四方孔、六方孔、鍵槽等。 也可加工盲孔、有臺(tái)肩內(nèi)表面。也可加工盲孔、有臺(tái)肩內(nèi)表面。圖311 圓孔拉刀 圖312 拉孔過程三、拉削三、拉削（見圖見圖） 根據(jù)施力方式，有拉刀、推刀兩種，施以拉力的根據(jù)施力方式，有拉刀、推刀兩種，施以拉力的 用拉床，施以推力的在壓力機(jī)上進(jìn)行用拉床，施以推力的在壓力機(jī)上進(jìn)行 特點(diǎn)特點(diǎn) (1) (1)生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高 一次完成粗一次完成粗半精半精精加工精加工 (2)(2)加工精度高，粗糙度值較小加工精度高，粗糙度值較小 切削量小，僅切去工件的彈性恢復(fù)量，拉刀上切削量小

59、，僅切去工件的彈性恢復(fù)量，拉刀上 的校的校 準(zhǔn)部分校準(zhǔn)、修光作用，準(zhǔn)部分校準(zhǔn)、修光作用， 切削速度較低，切削速度較低， 避免積屑瘤，切削過程平穩(wěn)，避免積屑瘤，切削過程平穩(wěn)， 粗糙度較低：粗糙度較低： (3)(3)拉床結(jié)構(gòu)，操作較簡單拉床結(jié)構(gòu)，操作較簡單. . (4)(4)拉刀價(jià)格昂貴，加工批量大時(shí)，可使成本下降拉刀價(jià)格昂貴，加工批量大時(shí)，可使成本下降. . (5)(5)加工范圍較廣：可加工通孔：圓孔、方孔、內(nèi)加工范圍較廣：可加工通孔：圓孔、方孔、內(nèi) 齒輪等。齒輪等。 還有：平面，鍵槽等。（還有：平面，鍵槽等。（見圖見圖） 對(duì)盲孔、深孔、階梯孔等不能加工，推削時(shí)對(duì)盲孔、深孔、階梯孔等不能加工，推

60、削時(shí) L/D1215 L/D1215，硬度低于，硬度低于45HRC45HRC3 34 4 銑削工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用銑削工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用一、銑削的工藝特點(diǎn)一、銑削的工藝特點(diǎn) 1.1.生產(chǎn)率較高生產(chǎn)率較高 多齒工作，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)利于高速銑削多齒工作，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)利于高速銑削 2.2.容易產(chǎn)生振動(dòng)容易產(chǎn)生振動(dòng) 由于多齒工作，每個(gè)齒切削厚度變化，切削力變由于多齒工作，每個(gè)齒切削厚度變化，切削力變 化，切削過程不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振動(dòng)化，切削過程不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振動(dòng), ,影響加工質(zhì)影響加工質(zhì) 量；量； 3.3.刀齒散熱條件較好刀齒散熱條件較好 多齒工作，每個(gè)齒間歇工作，有冷卻時(shí)間，散熱多齒工作，每個(gè)齒間歇工作，有冷卻時(shí)間，