機(jī)械制造基礎(chǔ)復(fù)習(xí)重點(diǎn).

1、第一章第一章 切削加工的基本要素切削加工的基本要素 1.1 1.1 工件表面的形成方法與成形運(yùn)動工件表面的形成方法與成形運(yùn)動 1.2 1.2 加工表面與切削用量三要素加工表面與切削用量三要素 1.3 1.3 刀具角度刀具角度 1.4 1.4 切削層參數(shù)與切削方式切削層參數(shù)與切削方式 1.5 1.5 刀具材料刀具材料12022-5-26 軌跡法軌跡法 成形法成形法 相切法相切法 展成法展成法形成方法形成方法1.1 工件表面的形成方法與成形運(yùn)動2ArA 向f圖1-20 車刀的主要角度0000rrs2022-5-261.2 加工表面與切削用量三要素切削用量三要素切削用量三要素1. 切削速度vc100

2、0nDvc式中式中n n 主運(yùn)動轉(zhuǎn)速（主運(yùn)動轉(zhuǎn)速（r/sr/s）；）； d d 刀具或工件的最大直徑（刀具或工件的最大直徑（mmmm）2. 進(jìn)給量f：工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)( (或主運(yùn)動一循環(huán)時(shí)或主運(yùn)動一循環(huán)時(shí)) )，兩者沿進(jìn)給方向上，兩者沿進(jìn)給方向上相對移動的距離，單位為相對移動的距離，單位為mm/rmm/r。v vf=fn=fzzn mm/s mm/s或或mm/minmm/min3.背吃刀量ap ：主刀刃與工件切削表面接觸長度在主運(yùn)動方向及進(jìn)給運(yùn)動方向所組成的平面的法線方向上測量的值。 車削和刨削加工： 背吃刀量ap為工件上已加工表面和待加工表面間垂直距離，單位為mm。

3、外圓柱表面車削：ap=（dw-dm）/2mm32022-5-261.2 加工表面與切削用量三要素42022-5-261.3 刀具角度a）焊接式車刀b）整體式車刀c）機(jī)夾式車刀圖1-14 車刀的結(jié)構(gòu)p 外圓車刀是最基本、最典型的刀具，由刀頭和刀體組成。p 車刀的切削部分由3個刀面（前刀面、主后刀面和副后刀面），2個刀刃（主切削刃和副切削刃）和1個刀尖組成。52022-5-261.3 刀具角度前刀面前刀面 切屑流過的表面切屑流過的表面 后刀面后刀面 與過渡表面相對的刀具表面與過渡表面相對的刀具表面后刀面分為主后刀面后刀面分為主后刀面與與副后刀面副后刀面切削刃切削刃 前刀面上直接進(jìn)行切削的邊鋒前刀面

4、上直接進(jìn)行切削的邊鋒主切削刃主切削刃指前刀面與主后刀面相交的指前刀面與主后刀面相交的鋒邊；鋒邊；副切削刃副切削刃指前刀面與副后刀面相交的指前刀面與副后刀面相交的鋒邊。鋒邊。刀尖刀尖 可以是主、副刀刃的實(shí)際交點(diǎn)，可以是主、副刀刃的實(shí)際交點(diǎn)，也可以是主、副刀刃連接起來的一段也可以是主、副刀刃連接起來的一段 刀刃；它可以是圓弧，也可以是直線刀刃；它可以是圓弧，也可以是直線62022-5-261.3 刀具角度刀具標(biāo)注角度坐標(biāo)系刀具標(biāo)注角度坐標(biāo)系（正交平面坐標(biāo)系）（正交平面坐標(biāo)系）1）基面Pr：通過切削刃選定點(diǎn)與主運(yùn)動方向垂直的平面。基面與刀具底面平行。主切削刃主后刀面前刀面副切削刃正交平面PoA切削平

5、面 Ps基面 Pr圖1-18 車刀正交平面坐標(biāo)系2）切削平面Ps：通過切削刃選定點(diǎn)與主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。3）正交平面Po：通過切削刃選定點(diǎn)垂直于基面Pr和切削平面 Ps的平面。72022-5-261）前角o 正交平面內(nèi)，前刀面與基面的夾角正交平面內(nèi)，前刀面與基面的夾角。通過選定點(diǎn)的基面位于刀頭實(shí)體之外通過選定點(diǎn)的基面位于刀頭實(shí)體之外時(shí)時(shí)o o定為正值定為正值；位于刀頭實(shí)體之內(nèi)時(shí)；位于刀頭實(shí)體之內(nèi)時(shí)o o定為負(fù)值。定為負(fù)值。ArA 向f圖1-20 車刀的主要角度0000rrs刀具標(biāo)注角度刀具標(biāo)注角度1.3 刀具角度2）后角o 正交平面內(nèi)，主后刀面與切削正交平面內(nèi)，主后刀面與切削平

6、面的夾角。平面的夾角。82022-5-26刀具標(biāo)注角度刀具標(biāo)注角度1.3 刀具角度3）主偏角r 在基面內(nèi)，主切削刃在基面上投在基面內(nèi)，主切削刃在基面上投影與假定進(jìn)給方向的夾角。影與假定進(jìn)給方向的夾角。ArA 向f圖1-20 車刀的主要角度0000rrs4）副偏角r 在基面內(nèi)，副切削刃在基面上的在基面內(nèi)，副切削刃在基面上的投影與假定進(jìn)給反方向的夾角。投影與假定進(jìn)給反方向的夾角。5）刃傾角s切削平面內(nèi)測量，是主切削刃與基面的夾角。當(dāng)?shù)肚邢髌矫鎯?nèi)測量，是主切削刃與基面的夾角。當(dāng)?shù)都馐乔邢魅凶罡唿c(diǎn)時(shí)尖是切削刃最高點(diǎn)時(shí),s定為正值；反之位負(fù)。定為正值；反之位負(fù)。92022-5-26刀具標(biāo)注角度刀具標(biāo)注角

7、度1.3 刀具角度a）b）c）圖1-20-0 刃傾角對排屑方向的影響102022-5-26刀具標(biāo)注角度刀具標(biāo)注角度1.3 刀具角度在正交平面參考在正交平面參考系中的標(biāo)注角度系中的標(biāo)注角度（1）主偏角）主偏角r（2）刃傾角）刃傾角s（3）前角）前角o（4）后角）后角o（5）副偏角）副偏角r （6）副后角）副后角o112022-5-26刀具標(biāo)注角度坐標(biāo)系刀具標(biāo)注角度坐標(biāo)系（法平面坐標(biāo)系）（法平面坐標(biāo)系）1.3 刀具角度法平面Pn：通過切削刃通過切削刃 上選定點(diǎn)，垂上選定點(diǎn)，垂直于切削刃的平面直于切削刃的平面。 Pr-Ps-Pn組成法平面參考系組成法平面參考系 假定工作平面Pf：通過切削刃上選定點(diǎn)，

8、通過切削刃上選定點(diǎn)，平行于進(jìn)給運(yùn)動方向并垂直于基面平行于進(jìn)給運(yùn)動方向并垂直于基面PrPr的平的平面。面。 背平面Pp：通過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂通過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于直于PrPr和和PfPf的平面。的平面。 Pr-Pf-Pp組成一個假定工作平面、組成一個假定工作平面、背平面參考系背平面參考系 122022-5-261.4 切削層參數(shù)與切削方式由切削刃正在切削的這一層金屬叫作切削層。切削層的截面尺寸稱為切削層參數(shù)。切削層參數(shù)切削層參數(shù)切削切削層公稱層公稱厚度（厚度（切削切削厚度）厚度）切削切削層公稱層公稱寬度（寬度（切削切削寬度）寬度）rDfhsin切削層切削層公稱橫截面積面積 AD (

9、切削面積切削面積) AD hD bD f ap132022-5-26切削方式切削方式1.4 切削層參數(shù)與切削方式直角切削（正切削）斜角切削（斜切削）直角切削直角切削 沒有副刃參加切削，且沒有副刃參加切削，且s = 0自由切削：只有直線形主刀刃參加切削工作非自由切削：曲線形主刀刃參加切削工作 或主副刀刃均參加切削工作142022-5-26在切削過程中，刀具切削部分與切屑、工件在切削過程中，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受著很大的壓力和強(qiáng)烈相互接觸的表面上承受著很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，刀具在高溫高壓以及沖擊和振動下的摩擦，刀具在高溫高壓以及沖擊和振動下切削。因此刀具材料必須具備以下要求

10、切削。因此刀具材料必須具備以下要求1.5 刀具材料對刀具切削部分材料性能的要求1 1）高的硬度和耐磨性）高的硬度和耐磨性2 2）足夠的強(qiáng)度和韌性）足夠的強(qiáng)度和韌性3 3）良好的耐熱性）良好的耐熱性4 4）導(dǎo)熱性和熱膨脹系）導(dǎo)熱性和熱膨脹系數(shù)數(shù)5 5）良好的工藝性和經(jīng)）良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性濟(jì)性152022-5-26高速鋼高速鋼硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金超硬材料：超硬材料：PCDPCD、PCBNPCBN、陶、陶瓷瓷涂層涂層2022-5-26第二章第二章 切削加工的基本規(guī)律切削加工的基本規(guī)律 2.1 2.1 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程 2.2 2.2 切屑的種類及卷屑斷屑機(jī)理切屑的種類及卷屑斷屑機(jī)理

11、 2.3 2.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤前刀面上的摩擦與積屑瘤 2.4 2.4 影響切削變形的因素影響切削變形的因素 2.5 2.5 切削力及其影響因素切削力及其影響因素 2.6 2.6 切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度 2.7 2.7 刀具磨損、破損與使用壽命刀具磨損、破損與使用壽命 172022-5-26第二章第二章 切削加工的基本規(guī)律切削加工的基本規(guī)律 2.8 2.8 切削用量的選擇切削用量的選擇 2.9 2.9 刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇 2.10 2.10 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性 2.11 2.11 切削液切削液182022-5-262.1 金屬切削的變形

12、過程 金屬切削過程就是工件的被切金屬層在刀具前金屬切削過程就是工件的被切金屬層在刀具前刀面的推擠下，沿著剪切面刀面的推擠下，沿著剪切面( (滑移面滑移面) )產(chǎn)生產(chǎn)生剪切剪切變形變形并轉(zhuǎn)變?yōu)榍行嫉倪^程。因而可以說，并轉(zhuǎn)變?yōu)榍行嫉倪^程。因而可以說，金屬切削過程就是金屬內(nèi)部不斷滑移變形的過程金屬切削過程就是金屬內(nèi)部不斷滑移變形的過程。 192022-5-262.1 金屬切削的變形過程 第變形區(qū)： 剪切變形區(qū) 金屬剪切滑移，成為切屑。金屬切削過程的塑性變形主要集中于此區(qū)域。圖2-4 切削部位三個變形區(qū) 第變形區(qū)：已加工面受到后刀面擠壓與摩擦，產(chǎn)生變形。此區(qū)變形是造成已加工面加工硬化和殘余應(yīng)力的主要原

13、因。三個變形區(qū)分析 第變形區(qū)： 靠近前刀面處，切屑排出時(shí)受前刀面擠壓與摩擦。此變形區(qū)的變形是造成前刀面磨損和產(chǎn)生積屑瘤的主要原因。202022-5-26描述切削變形的三個物理量描述切削變形的三個物理量2.1 金屬切削的變形過程 變形系數(shù)變形系數(shù) 剪應(yīng)變（相對滑移系數(shù)）剪應(yīng)變（相對滑移系數(shù)） 剪切角剪切角關(guān)于剪切角：關(guān)于剪切角： (1)(1)剪切角剪切角與摩擦角與摩擦角有關(guān)。有關(guān)。 當(dāng)當(dāng)增大時(shí)，增大時(shí)，角隨之減小，變形增大。角隨之減小，變形增大。 減小前刀面上的摩擦系數(shù)有利于切削。減小前刀面上的摩擦系數(shù)有利于切削。(2)(2)增大前角增大前角oo，剪切角，剪切角隨之增大，變形減小。隨之增大，變形

14、減小。 可見在保證切削刃強(qiáng)度的前提下，增大前角對改善切可見在保證切削刃強(qiáng)度的前提下，增大前角對改善切 削過程是有利的。削過程是有利的。212022-5-262.2 切屑的種類及卷屑斷屑機(jī)理 形成條件影響名稱簡圖形態(tài)變形帶狀，底面光滑而背面呈毛茸狀節(jié)狀，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀粒狀不規(guī)則塊狀顆粒剪切滑移尚未達(dá)到斷裂程度局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷裂強(qiáng)度剪切應(yīng)力完全達(dá)到斷裂強(qiáng)度未經(jīng)塑性變形即被擠裂加工塑性材料，切削速度較高，進(jìn)給量較小， 刀具前角較大加工塑性材料，切削速度較低，進(jìn)給量較大， 刀具前角較小工件材料硬度較高，韌性較低，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)，表面粗糙度小， 妨礙

15、切削工作，應(yīng)設(shè)法斷屑切削過程欠平穩(wěn)，表面粗糙度欠佳切削力波動較大，切削過程不平穩(wěn)，表面粗糙度不佳切削力波動大，有沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀帶狀切屑擠裂切屑單元切屑崩碎切屑222022-5-262.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤 在高溫高壓作用下，切屑底層與前刀面發(fā)生粘接，切屑與前刀面之間既有外摩擦，也有內(nèi)摩擦。特點(diǎn)前刀面上的摩擦前刀面上的摩擦不服從古典摩擦法則。不服從古典摩擦法則。 積屑瘤 積屑瘤是堆積在前刀面上近切削刃處的積屑瘤是堆積在前刀面上近切削刃處的一個楔塊一個楔塊 可替代切削刃參加切削可替代切削刃參加切削積屑瘤成因 一定溫度、壓力作用下，切屑底層與前刀面發(fā)生粘接一定溫度、壓力作用下，切

16、屑底層與前刀面發(fā)生粘接 粘接金屬嚴(yán)重塑性變形，產(chǎn)生加工硬化粘接金屬嚴(yán)重塑性變形，產(chǎn)生加工硬化232022-5-26形成積屑瘤的條件：主要取決于切削溫度形成積屑瘤的條件：主要取決于切削溫度積屑瘤對切削過程的影響積屑瘤對切削過程的影響: 1）保護(hù)刀具）保護(hù)刀具2）增大前角）增大前角3 ）增大切削厚度切削厚度4 ）增大已加工表面的粗糙度已加工表面的粗糙度5 ）加速刀具磨損刀具磨損2.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤 242022-5-26對積屑瘤的控制對積屑瘤的控制 ： 積屑瘤有利有弊積屑瘤有利有弊 粗加工粗加工 代替刀具切削，保護(hù)刀具，減小切削變形。代替刀具切削，保護(hù)刀具，減小切削變形。 精加工精加工

17、不希望出現(xiàn)積屑瘤。不希望出現(xiàn)積屑瘤?？刂品e屑瘤的形成：控制積屑瘤的形成： 控制控制切削溫度切削溫度 實(shí)質(zhì)上就是要控制刀實(shí)質(zhì)上就是要控制刀- -屑界面處的摩擦系數(shù)屑界面處的摩擦系數(shù) 改變切削速度是控制積屑瘤生長的最有效措改變切削速度是控制積屑瘤生長的最有效措 加注切削液和增大前角都可以抑制積屑瘤的形成。加注切削液和增大前角都可以抑制積屑瘤的形成。 2.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤 252022-5-262.4 影響切削變形的因素 工件材料工件材料強(qiáng)度硬度越大，。越小強(qiáng)度硬度越大，。越小 刀具前角刀具前角前角增大，變形系數(shù)減小前角增大，變形系數(shù)減小 切削速度切削速度 進(jìn)給量進(jìn)給量進(jìn)給量增大，。減小進(jìn)

18、給量增大，。減小262022-5-262.5 切削力rFcFFpFf pFfFf pFf pfvc圖2-32-0 切削力的分解切削力來源 3個變形區(qū)產(chǎn)生的彈、塑性變形抗力 切屑、工件與刀具間摩擦力F 切削合力Fc主切削力主切削力Fp背向力背向力Ff進(jìn)給力進(jìn)給力切削力分解272022-5-262.5 切削力 工件材料工件材料 切削用量切削用量 刀具幾何參數(shù)：前角、主偏角、刃傾角刀具幾何參數(shù)：前角、主偏角、刃傾角、刀尖圓弧半徑、負(fù)倒棱、刀尖圓弧半徑、負(fù)倒棱 刀具磨損刀具磨損 切削液切削液 刀具材料刀具材料影響切削力的因素282022-5-262.6 切削熱與切削溫度切削熱來源 切削過程變形和摩擦所

19、消耗功，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢鳠崆邢鳠嵊汕行?、工件、刀具和周圍介質(zhì)（切削液、空氣)等傳散出去工件切屑刀具圖2-41 切削熱的來源與傳出切削熱傳出 主要來源 QA=QD+QFF+QFR式中，QD , QFF , QFR分別為切削層變形、前刀面摩擦、后刀面摩擦產(chǎn)生的熱量292022-5-262.6 切削熱與切削溫度切削溫度分布 切削塑性材料 前刀面靠近刀尖處溫度最高。 切削脆性材料 后刀面靠近刀尖處溫度最高。750刀具圖2-42 二維切削中的溫度分布 工件材料：低碳易切鋼； 刀具：o=30，o=7； 切削用量：ap=0.6mm， vc =0.38m/s； 切削條件：干切削， 預(yù)熱611C切削溫度切削溫

20、度 一般指前一般指前刀面與切屑接觸區(qū)內(nèi)的刀面與切屑接觸區(qū)內(nèi)的平均溫度平均溫度302022-5-262.6 切削熱與切削溫度影響切削溫度的因素 切削用量切削用量 刀具幾何參數(shù)：前角、主偏角、負(fù)倒棱刀具幾何參數(shù)：前角、主偏角、負(fù)倒棱 工件材料工件材料 刀具磨損刀具磨損 切削液切削液312022-5-262.7 刀具磨損、破損和耐用度刀具壽命（耐用度）概念 刀具從切削開始至磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的切削時(shí)間，用刀具從切削開始至磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的切削時(shí)間，用T T 表示。表示。 刀具總壽命刀具總壽命 一把新刀從投入切削開始至報(bào)廢為一把新刀從投入切削開始至報(bào)廢為止的總切削時(shí)間，其間包括多次重磨。止的總切削時(shí)間，其間包括多次重磨

21、。 最大生產(chǎn)率壽命最大生產(chǎn)率壽命刀具壽命（耐用度）的選擇 最大利潤壽命最大利潤壽命 經(jīng)濟(jì)壽命經(jīng)濟(jì)壽命當(dāng)銷售價(jià)當(dāng)銷售價(jià)生產(chǎn)成本時(shí)，有如下關(guān)系：生產(chǎn)成本時(shí)，有如下關(guān)系： Tc Tpr Tp 通常根據(jù)優(yōu)化指標(biāo)來選擇刀具使用壽命通常根據(jù)優(yōu)化指標(biāo)來選擇刀具使用壽命322022-5-26切削用量切削用量 刀具幾何參數(shù)：前角、主偏角、負(fù)倒棱刀具幾何參數(shù)：前角、主偏角、負(fù)倒棱 工件材料工件材料 刀具磨損刀具磨損影響切削溫度的因素2022-5-262.7 刀具磨損、破損和耐用度刀具破損的防止刀具破損的防止（1）合理選擇刀具材料的種類和牌號）合理選擇刀具材料的種類和牌號（2）合理選擇刀具幾何參數(shù)選擇刀具幾何參數(shù)（

22、3）保證焊接和刃磨質(zhì)量，避免因焊接和刃磨焊接和刃磨質(zhì)量，避免因焊接和刃磨帶來的各種弊病。帶來的各種弊病。（4）合理選擇切削用量，避免過大的切削力和選擇切削用量，避免過大的切削力和過高的切削溫度。過高的切削溫度。（5）保證工藝系統(tǒng)較好的剛性，減小振動。工藝系統(tǒng)較好的剛性，減小振動。（6）盡量使刀具不承受或少承受突變性載荷。使刀具不承受或少承受突變性載荷。342022-5-262.8 切削用量的選擇在刀具耐用度一定的情況下，為提高生產(chǎn)率，選擇切削用量的基本原則選擇切削用量的基本原則是：首先應(yīng)選取盡可能大的背吃刀量盡可能大的背吃刀量；其次要在機(jī)床動力和剛度允許的條件下，同時(shí)又滿足已加工表面粗糙度要求

23、的情況下，選取盡可能大的進(jìn)給量；最后根據(jù)公式vc = Cv/Tmapm/pfm/n確定最佳切削速度。 352022-5-262.8 切削用量的選擇1. 確定背吃刀量 ap盡可能一次切除全部余量，余量過大時(shí)可分 2 次走刀，第一次走刀的切削深度取單邊余量的 2/33/4 。2. 確定進(jìn)給量 f 粗切時(shí)根據(jù)工藝系統(tǒng)強(qiáng)度和剛度條件確定（計(jì)算或查表） 精切時(shí)根據(jù)加工表面粗糙度要求確定（計(jì)算或查表）3. 確定切削速度 vc根據(jù)規(guī)定的刀具耐用度確定切削速度 vc （計(jì)算或查表）4. 校驗(yàn)機(jī)床功率(僅對粗加工) 選擇切削用量的傳統(tǒng)方法選擇切削用量的傳統(tǒng)方法 362022-5-262.9 切削用量的選擇37前

24、角對切削過程的影響前角對切削過程的影響增大前角可以減小切削變形和切削力，減小切削熱的產(chǎn)生，降低切削溫度，但同增大前角可以減小切削變形和切削力，減小切削熱的產(chǎn)生，降低切削溫度，但同時(shí)刀頭導(dǎo)熱面積和容熱體積減小，切削溫度反而升高。時(shí)刀頭導(dǎo)熱面積和容熱體積減小，切削溫度反而升高。合理前角合理前角對于不同的刀具材料，各有其對應(yīng)刀具耐用度最大的前角，稱為合理前角對于不同的刀具材料，各有其對應(yīng)刀具耐用度最大的前角，稱為合理前角 工件材料不同，刀具的合理前角也不同。工件材料不同，刀具的合理前角也不同。如何合理選取前角如何合理選取前角（1）工件材料的強(qiáng)度、硬度低，可以取較大的前角；反之，取小的前角。）工件材料

25、的強(qiáng)度、硬度低，可以取較大的前角；反之，取小的前角。（2)加工塑性材料，尤其是冷硬嚴(yán)重的材料時(shí)，應(yīng)取大的前角。加工脆性材料，加工塑性材料，尤其是冷硬嚴(yán)重的材料時(shí)，應(yīng)取大的前角。加工脆性材料，可取軟小的前角。可取軟小的前角。（3）粗加工、斷續(xù)切削或工件有硬皮時(shí)，為了保證刀具有足夠強(qiáng)度，應(yīng)取小的）粗加工、斷續(xù)切削或工件有硬皮時(shí)，為了保證刀具有足夠強(qiáng)度，應(yīng)取小的前角。前角。（4）對于成形刀具和前角影響切削刃形狀的其他刀具，為防止其刃形畸變，常）對于成形刀具和前角影響切削刃形狀的其他刀具，為防止其刃形畸變，常取較小的前角。取較小的前角。（5）刀具材料抗彎強(qiáng)度大、韌性較好時(shí)，應(yīng)取大的前角。）刀具材料抗彎

26、強(qiáng)度大、韌性較好時(shí)，應(yīng)取大的前角。（6）工藝系統(tǒng)剛性差或機(jī)床功率不足時(shí)，應(yīng)取大的前角。）工藝系統(tǒng)剛性差或機(jī)床功率不足時(shí)，應(yīng)取大的前角。opt2022-5-26 后角對切削過程的影響后角對切削過程的影響減小后刀面和過渡表面之間的摩擦。后刀面與過渡表面接觸，由于摩擦造成后刀面磨損。減小后刀面和過渡表面之間的摩擦。后刀面與過渡表面接觸，由于摩擦造成后刀面磨損。增大后角，減小摩擦，可以提高已加工表面質(zhì)量和刀具耐用度。增大后角，減小摩擦，可以提高已加工表面質(zhì)量和刀具耐用度。合理前角合理前角在一定的切削條件下，總有某一對應(yīng)刀具耐用度最高的后角，成為合理后角在一定的切削條件下，總有某一對應(yīng)刀具耐用度最高的后

27、角，成為合理后角如何合理選取后角如何合理選取后角（1)粗加工、強(qiáng)力切削及承受沖擊載荷的刀具，要求切削刃有足夠強(qiáng)度，應(yīng)取較小的粗加工、強(qiáng)力切削及承受沖擊載荷的刀具，要求切削刃有足夠強(qiáng)度，應(yīng)取較小的后角；后角； 精加工時(shí)，應(yīng)以減小后刀面上的摩擦為主，宜取較大的后角，可增大刀具耐用度和提高已精加工時(shí)，應(yīng)以減小后刀面上的摩擦為主，宜取較大的后角，可增大刀具耐用度和提高已加工表面加工表面質(zhì)量。質(zhì)量。（2）工件材料強(qiáng)度、硬度較高時(shí)，為保證切削刃強(qiáng)度，宜取較小的后角；工件材料較）工件材料強(qiáng)度、硬度較高時(shí)，為保證切削刃強(qiáng)度，宜取較小的后角；工件材料較軟、軟、塑性較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大后角，因?yàn)楹蟮睹婺Σ翆σ鸭庸け?/p>

28、面質(zhì)量及刀具磨損影響極塑性較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大后角，因?yàn)楹蟮睹婺Σ翆σ鸭庸け砻尜|(zhì)量及刀具磨損影響極大；加大；加工脆性材料，切削力集中在刃區(qū)附近，宜取較小的后角。工脆性材料，切削力集中在刃區(qū)附近，宜取較小的后角。（3）工藝系統(tǒng)剛性差，容易出現(xiàn)振動時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小后角，有增加阻尼的作用。）工藝系統(tǒng)剛性差，容易出現(xiàn)振動時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小后角，有增加阻尼的作用。（4）各種有尺寸精度要求的刀具，宜取小的后角以限制重磨后刀具尺寸的變化。）各種有尺寸精度要求的刀具，宜取小的后角以限制重磨后刀具尺寸的變化。2022-5-26 增大主偏角，可以減小切削力，增加切削溫度，降低刀具耐用度2022-5-262022-5-26

29、第三章第三章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 3.1 3.1 基本概念基本概念 3.2 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 3.3 3.3 零件的機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性零件的機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性 3.4 3.4 工藝路線擬訂工藝路線擬訂 3.5 3.5 加工余量的確定加工余量的確定 3.6 3.6 工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈 3.7 3.7 時(shí)間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑時(shí)間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑 3.8 3.8 工藝過程經(jīng)濟(jì)分析工藝過程經(jīng)濟(jì)分析412022-5-263.1 基本概念生產(chǎn)綱領(lǐng)？生產(chǎn)綱領(lǐng)？三種生產(chǎn)類型：三種生產(chǎn)類型：1 1、單件生產(chǎn)、單件生產(chǎn) 2 2、成批生產(chǎn)、成批生產(chǎn)

30、3 3、大量生產(chǎn)、大量生產(chǎn) 422022-5-263.2 定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)分類基準(zhǔn)分類 1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)2）工藝基準(zhǔn)）工藝基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn) 工序圖上用來確定本工序所加工工序圖上用來確定本工序所加工 表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn) a.粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn) b.附加基準(zhǔn)附加基準(zhǔn) 測量基準(zhǔn)測量基準(zhǔn) 裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)432022-5-263.2 定位基準(zhǔn)的選擇在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。 使用未經(jīng)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。零件上根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專門設(shè)計(jì)的

31、定位基準(zhǔn)。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺等。粗基準(zhǔn)使用經(jīng)過機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)附加基準(zhǔn)442022-5-263.2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)選擇的一般原則定位基準(zhǔn)選擇的一般原則1.一般原則一般原則（1）選最大尺寸的表面為安裝面）選最大尺寸的表面為安裝面(限制限制3個自由度個自由度)，選，選最長距離的表面為導(dǎo)向面最長距離的表面為導(dǎo)向面(限制限制2個自由度個自由度)，選最小，選最小尺寸的表面為支承面尺寸的表面為支承面(限制限制1個自由度個自由度)。 （2）首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度度

32、。（3）應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn)。應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn)。 （4）定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于夾緊，在加工過程中穩(wěn)定可靠。定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于夾緊，在加工過程中穩(wěn)定可靠。 452022-5-263.2 定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇原則粗基準(zhǔn)的選擇原則 精基準(zhǔn)的選擇原則精基準(zhǔn)的選擇原則 1）基準(zhǔn)重合原則2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 3）互為基準(zhǔn)原則4）自為基準(zhǔn)原則462022-5-263.4 工藝路線的制定v 在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級工人，不延長加工時(shí)間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度。加工經(jīng)濟(jì)精度 （1)所選擇的加工方法能否滿足零件加工精度的要

33、求。（2）零件材料的機(jī)械加工工藝性。（3）生產(chǎn)率對加工方法有無特殊要求。（4）現(xiàn)場工藝能力和現(xiàn)有加工設(shè)備的加工經(jīng)濟(jì)精度。選擇加工方法應(yīng)考慮的問題選擇加工方法應(yīng)考慮的問題典型表面的加工方法選擇：外圓；內(nèi)孔；平面472022-5-262022-5-263.5 工序尺寸的確定v 加工余量加工過程中從加工表面切去材料層厚度v 工序（工步）余量某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料層厚度 對于被包容表面加工余量及其計(jì)算 bZab 對于包容表面bZba式中 Zb本工序余量； a 前工序尺寸； b 本工序尺寸。a）b）c）d）Zbab圖3-19 工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab4920

34、22-5-263.5 工序尺寸的確定加工余量確定方法v 計(jì)算法采用計(jì)算法確定加工余量比較準(zhǔn)確，但需掌握必要的統(tǒng)計(jì)資料和具備一定的測量手段。v 經(jīng)驗(yàn)法由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人根據(jù)現(xiàn)場條件和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。此法多用于單件小批生產(chǎn)。v 查表法利用各種手冊所給的表格數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)際加工情況進(jìn)行必要的修正，以確定加工余量。此法方便、迅速，生產(chǎn)上應(yīng)用較多。502022-5-263.5 工序尺寸的確定確定工序尺寸一般方法1）確定各工序加工余量；2）從最終加工工序開始，即從設(shè)計(jì)尺寸開始，逐次加上（對于被包容面）或減去（對于包容面）每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸；3）除最終加工工序

35、取設(shè)計(jì)尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度確定工序尺寸公差；4）除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯圖給出，故第1工序余量由計(jì)算確定。512022-5-263.6 工藝尺寸鏈尺寸鏈定義 在零件加工或機(jī)器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈 裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈在機(jī)器設(shè)計(jì)和裝配過程中，由有關(guān)零件尺寸形成的尺寸鏈 工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈在加工過程中，由同一零件有關(guān)工序尺寸所形成的尺寸鏈522022-5-263.6 工藝尺寸鏈尺寸鏈的環(huán) 封閉環(huán)在零件加工過程或機(jī)器裝配過程中最終形成的環(huán)（或間接得到的環(huán)間接得到的環(huán)）

36、 指組成尺寸鏈的每一個尺寸v 增環(huán)增環(huán)該環(huán)變動（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)同向變動（增大或減?。┑沫h(huán) 組成環(huán)尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的各環(huán)。對于工藝尺寸鏈來說，組成環(huán)的尺寸一般是由加工直接得到的v 減環(huán)減環(huán)該環(huán)變動（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)反向變動（減小或增大）的環(huán)532022-5-263.6 工藝尺寸鏈尺寸鏈計(jì)算的關(guān)鍵：尺寸鏈計(jì)算的關(guān)鍵： 正確畫出尺寸鏈圖，找出封閉環(huán)，確定增環(huán)和減環(huán)正確畫出尺寸鏈圖，找出封閉環(huán)，確定增環(huán)和減環(huán)作尺寸鏈圖作尺寸鏈圖 按照加工順序依次畫出各工序尺寸及零件按照加工順序依次畫出各工序尺寸及零件 圖中要求的尺寸，形成一個封閉的圖形。圖中要求的尺寸，形成一個封閉的圖形。找封閉環(huán)找

37、封閉環(huán) 根據(jù)工藝過程，找出間接保證的尺寸根據(jù)工藝過程，找出間接保證的尺寸A0 為為 封閉環(huán)。封閉環(huán)。 確定增環(huán)和減環(huán)確定增環(huán)和減環(huán) 可用以下簡便的方法得到：可用以下簡便的方法得到： 從封閉環(huán)開始，給每一個環(huán)畫出箭頭，從封閉環(huán)開始，給每一個環(huán)畫出箭頭， 最后再回到封最后再回到封 閉環(huán)，像電流一樣形成回路。凡箭頭方向與封閉環(huán)方閉環(huán)，像電流一樣形成回路。凡箭頭方向與封閉環(huán)方 向向相反者為增環(huán)相反者為增環(huán)，箭頭方向與封閉環(huán)方向，箭頭方向與封閉環(huán)方向相同者為減環(huán)相同者為減環(huán)。542022-5-263.6 工藝尺寸鏈基本計(jì)算公式 用極值法解尺寸鏈的基本計(jì)算公式如下：用極值法解尺寸鏈的基本計(jì)算公式如下：a)

38、a)封閉環(huán)的基本尺寸封閉環(huán)的基本尺寸等于增環(huán)的基本尺寸之和減去減環(huán)等于增環(huán)的基本尺寸之和減去減環(huán) 的基本尺寸之和；的基本尺寸之和； b)封閉環(huán)的最大極限尺寸等于增環(huán)最大極限尺寸之和減封閉環(huán)的最大極限尺寸等于增環(huán)最大極限尺寸之和減 去減環(huán)最小極限尺寸之和；去減環(huán)最小極限尺寸之和；c)封閉環(huán)的最小極限尺寸等于增環(huán)最小極限尺寸之和減封閉環(huán)的最小極限尺寸等于增環(huán)最小極限尺寸之和減 去減環(huán)最大極限尺寸之和；去減環(huán)最大極限尺寸之和；d)封閉環(huán)的封閉環(huán)的上偏差等于增環(huán)上偏差之和減去減環(huán)下偏差之上偏差等于增環(huán)上偏差之和減去減環(huán)下偏差之 和和 ；e)封閉環(huán)的封閉環(huán)的下偏差等于增環(huán)下偏差之和減去減環(huán)上偏差之下偏差

39、等于增環(huán)下偏差之和減去減環(huán)上偏差之 和和 ；f)封閉環(huán)的封閉環(huán)的公差等于組成環(huán)公差之和。公差等于組成環(huán)公差之和。552022-5-263.6 工藝尺寸鏈封閉環(huán)的公差比任何一個組成環(huán)的公差都大封閉環(huán)的公差比任何一個組成環(huán)的公差都大，應(yīng)，應(yīng)盡量選擇最不重要的尺寸作封閉環(huán)；盡量選擇最不重要的尺寸作封閉環(huán)；為減小封閉環(huán)公差，應(yīng)盡量減少組成環(huán)數(shù)及其公差。為減小封閉環(huán)公差，應(yīng)盡量減少組成環(huán)數(shù)及其公差。 計(jì)算尺寸鏈時(shí)，常遇到兩種類型的問題：計(jì)算尺寸鏈時(shí)，常遇到兩種類型的問題：1）已知全部組成環(huán)的極限尺寸，求封閉環(huán)基本尺寸及）已知全部組成環(huán)的極限尺寸，求封閉環(huán)基本尺寸及 公差，稱為公差，稱為“正計(jì)算正計(jì)算”

40、，結(jié)果唯一。，結(jié)果唯一。 2）已知封閉環(huán)的極限尺寸，求一個或幾個組成環(huán)的極限）已知封閉環(huán)的極限尺寸，求一個或幾個組成環(huán)的極限 尺寸，稱為尺寸，稱為“反計(jì)算反計(jì)算” 。 通常在制定工藝規(guī)程時(shí)，由于基準(zhǔn)不重合而需要進(jìn)行的通常在制定工藝規(guī)程時(shí)，由于基準(zhǔn)不重合而需要進(jìn)行的 尺寸換算屬于這類計(jì)算，尺寸換算屬于這類計(jì)算，結(jié)果不唯一，需優(yōu)化計(jì)算結(jié)果不唯一，需優(yōu)化計(jì)算。 562022-5-263.7時(shí)間定額 時(shí)間定額的組成： 基本時(shí)間t基、輔助時(shí)間t輔、布置工作地時(shí)間t布置、休息和自然需要時(shí)間t體、準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間t準(zhǔn)結(jié) 減縮基本時(shí)間的措施：提高切削用量、減少切削行程長度、合并工步、多件加工2022-5-26第

41、五章第五章 機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度 5.1 5.1 機(jī)械加工精度的概念機(jī)械加工精度的概念 5.2 5.2 獲得加工精度的方法獲得加工精度的方法 5.3 5.3 影響加工誤差的因素影響加工誤差的因素 5.4 5.4 加工誤差的綜合分析加工誤差的綜合分析582022-5-265.1 機(jī)械加工精度的概念所謂加工精度，是指加工后零件的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實(shí)際值與理想值相符合的程度，它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。加工精度在數(shù)值上通過加工誤差的大小來表示。精度和誤差是對同一問題的兩種不同的描述，兩者的概念是相關(guān)連的。精度愈高，誤差愈??；反之，精度愈低，誤差就愈大。常用加工誤差的大

42、小來評價(jià)加工精度的高低常用加工誤差的大小來評價(jià)加工精度的高低加工誤差越小，加工精度越高加工誤差越小，加工精度越高592022-5-265.2 獲得加工精度的方法（1 1）獲得尺寸精度的方法）獲得尺寸精度的方法 1 1）試切法）試切法 用于單件小批生產(chǎn)用于單件小批生產(chǎn) 2 2）調(diào)整法）調(diào)整法 用于成批大量生產(chǎn)用于成批大量生產(chǎn) 3 3）定尺寸刀具法）定尺寸刀具法 生產(chǎn)率高，刀具制造復(fù)雜生產(chǎn)率高，刀具制造復(fù)雜 4 4）自動控制法）自動控制法 切削測量補(bǔ)償調(diào)整切削測量補(bǔ)償調(diào)整（2 2）獲得形狀精度的方法）獲得形狀精度的方法 1 1）軌跡法）軌跡法 利用刀尖運(yùn)動軌跡形成工件表面形狀利用刀尖運(yùn)動軌跡形成工

43、件表面形狀 2 2）成形刀具法）成形刀具法 由刀刃的形狀形成工件表面形狀由刀刃的形狀形成工件表面形狀 3 3）展成法）展成法 由切削刃包絡(luò)面形成工件表面形狀由切削刃包絡(luò)面形成工件表面形狀（3 3）獲得相互位置精度的方法）獲得相互位置精度的方法 主要由機(jī)床精度、夾具精度和工件的裝夾精度來保證主要由機(jī)床精度、夾具精度和工件的裝夾精度來保證602022-5-26影響加工精度的因素原理誤差、工藝系統(tǒng)的制造誤差和磨損、工藝系統(tǒng)的受力變形、工藝系統(tǒng)的受熱變形、工藝系統(tǒng)的調(diào)整誤差、工件的安裝夾緊誤差、度量誤差7個方面2022-5-265.3 影響加工精度的因素工藝系統(tǒng)：機(jī)床、刀具、夾具以及工件組成的系統(tǒng)工藝

44、系統(tǒng)剛度在加工誤差敏感方向上工藝系統(tǒng)所受外力與變形量之比誤差復(fù)映：由于工藝系統(tǒng)受力變形，使毛坯誤差部分反映到工件上，此種現(xiàn)象稱為“誤差復(fù)映”pFkX622022-5-265.3 影響加工精度的因素v合理設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)和截面形狀v提高連接表面接觸剛度v采用輔助支承（中心架等）v采用合理裝夾和加工方式提高工藝系統(tǒng)剛度減小載荷及其變化變形轉(zhuǎn)移、補(bǔ)償和校正632022-5-265.3 影響加工精度的因素在精密加工和大件加工中，工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占總誤差的約4070%。v 溫度場工藝系統(tǒng)各部分溫度分布v 熱平衡單位時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)傳入的熱量與傳出的熱量相等，系統(tǒng)各部分溫度保持在一相對穩(wěn)定的數(shù)值上v溫 度場與熱平衡研究目前以實(shí)驗(yàn)研究為主工藝系統(tǒng)熱源內(nèi)部熱源外部熱源切削熱摩擦熱環(huán)境熱源輻射熱工藝系統(tǒng)熱變形工藝系統(tǒng)熱源溫度場與工藝系統(tǒng)熱平衡642022-5-265.3 影響加工精度的因素減小熱變形對加工精度影響的措施減小熱變形對加工精度影響的措施