機(jī)械制造工程第十章節(jié)

1、去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識一、去除成形一、去除成形子系統(tǒng)的作用子系統(tǒng)的作用 從坯料上去除多余的材料，從而獲得具有規(guī)定要求的幾何形狀、尺寸、精度和表面質(zhì)量的零件。 二、加工工藝分類二、加工工藝分類切削加工：切削加工：車、銑、刨、鏜、磨；特種加工：特種加工：電火花加工、超聲加工、激光加工等。概 述 去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識三、工藝系統(tǒng)組成三、工藝系統(tǒng)組成去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識四、特點(diǎn)四、特點(diǎn)1、加工過程不加熱，又叫冷加工。2、加工質(zhì)量好，最高可達(dá)到納米級。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識

2、教學(xué)目的與要求教學(xué)目的與要求:1、掌握切削運(yùn)動與切削要素的基本概念及對加工的 影響。2、了解刀具材料性能要求及其性能。3、了解車刀主要角度的定義及對加工的影響。4、了解常用的夾具的分類與應(yīng)用。 5、掌握切削加工中物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及對加工的 影響。6、掌握加工質(zhì)量及其影響因素。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：重點(diǎn)：切削用量的概念及對加工影響；車刀主要角度；切削加工中物理現(xiàn)象產(chǎn)生原因及對加工影響；機(jī)械加工質(zhì)量及其影響因素。難點(diǎn)：難點(diǎn)：車刀角度的概念；切削加工中物理現(xiàn)象產(chǎn)生原因及對加工的影響。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識參 考 文 獻(xiàn)1沈其文主編.材料成形

3、工藝基礎(chǔ)(第三版).武昌：華中科技大學(xué)出版社，2001.2陸建中，孫家寧主編. 金屬切削原理與刀具. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.3盧秉恒主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識第一節(jié) 切削運(yùn)動與切削要素 一、零件上三個(gè)不斷變化著的表面一、零件上三個(gè)不斷變化著的表面 已加工表面已加工表面過渡表面過渡表面待加工表面待加工表面nf f已加工表面已加工表面過渡表面過渡表面待加工表面待加工表面d dw wd dm m去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識1. 1. 主運(yùn)動：主運(yùn)動： 切下切屑最主要的運(yùn)動。特點(diǎn)：特點(diǎn)：在整個(gè)運(yùn)動系統(tǒng)中 速度最高

4、、消耗的功率最大。主運(yùn)動只有一個(gè)。2. 2. 進(jìn)給運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動：使金屬層不斷投入切削，加工出完整表面所需的運(yùn)動。速度低、消耗的功率小。有一個(gè)或多個(gè)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：為了形成零件表面形狀，刀具與工件之間的相對運(yùn)動。二、切削運(yùn)動二、切削運(yùn)動去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識常用切削加工的運(yùn)動 去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識三、切削要素三、切削要素1. 1. 切削用量三要素切削用量三要素1 1）切削速度（切削速度（v v）m/s在單位時(shí)間內(nèi)，工件或刀具沿主運(yùn)動方向的相對位移。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動：（m/s）往復(fù)直線運(yùn)動：往復(fù)直線運(yùn)動：（m/s）去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2）進(jìn)給量（進(jìn)給量

5、（f f）在單位時(shí)間內(nèi)（主運(yùn)動的一個(gè)循環(huán)內(nèi)），刀具或工件沿進(jìn)給運(yùn)動方向的相對位移。單位時(shí)間的進(jìn)給量單位時(shí)間的進(jìn)給量 進(jìn)給速度（進(jìn)給速度（v vf f）（mm/s）進(jìn)給量單位：車削（車削（mm/rmm/r）、銑削（）、銑削（mm/minmm/min）、）、 刨削（刨削（mm/mm/strstr）3）切削深度（切削深度（a ap p）（mm）（mm）去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2. 2. 切削層幾何參數(shù)切削層幾何參數(shù)切削層切削層 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。即兩個(gè)相鄰加工表面之間的那一層金屬。去除成形的基礎(chǔ)知

6、識去除成形的基礎(chǔ)知識1) 1)切削層公稱厚度（切削層公稱厚度（a ac c） （mmmm）兩相鄰加工表面之間的垂直距離。a ac cf fa ap pKrKr（mm）2)2)切削層公稱寬度（切削層公稱寬度（a aww） （mmmm）沿主刀刃度量的切削層的長度。a aw w（mm）3)3)切削層公稱橫截面積（切削層公稱橫截面積（A AC C） （mmmm2 2）（mm2）去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識第二節(jié) 切削刀具一、刀具的組成一、刀具的組成切削部分切削部分（刀頭）（刀頭）夾持部分（刀體）夾持部分（刀體）前刀面：前刀面：主后刀面：主后刀面：副后刀面：副后刀面：主刀刃主刀刃副刀刃副刀刃刀尖

7、刀尖切屑流出所經(jīng)過的表面。刀具上與工件的加工表面相對的表面。刀具上與工件的已加工表面相對的表面。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識夾持部分夾持部分（刀體）（刀體）切削部分切削部分（刀頭）（刀頭）前刀面前刀面主后刀面主后刀面副后刀面副后刀面主刀刃主刀刃副刀刃副刀刃刀尖刀尖去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識二、刀具材料二、刀具材料1. 1. 對刀具材料的基本要求對刀具材料的基本要求 較高的硬度。 一般要求在一般要求在 HRC 60HRC 60以上。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。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2. 2. 常用刀具材料常用刀具

8、材料 碳素工具鋼碳素工具鋼 低合金刃具鋼低合金刃具鋼 高速鋼高速鋼 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識（1 1） 陶瓷材料陶瓷材料主要成分是Al2O39195HRA9195HRA耐熱溫度耐熱溫度 1200145012001450；主要用于主要用于加工半精加工和精加工高硬度、高強(qiáng)度鋼及冷硬鑄鐵等材料。3. 3. 新型刀具材料新型刀具材料抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性很差；很差；良好的抗粘結(jié)性和化學(xué)穩(wěn)定性；去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識（2 2） 人造金剛石人造金剛石HV10000HV10000耐熱溫度耐熱溫度 700800700800；不適合加工黑色金屬材料，適合加工有色金屬的精密切

9、削和精密磨削，主要用于硬質(zhì)合金、陶瓷、高硅鋁合金及耐磨塑料等高硬度材料的加工。 抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性極差；極差；具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)和很低的線膨脹系數(shù)；去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識（3 3）立方氮化硼）立方氮化硼HV80009000HV80009000耐熱溫度耐熱溫度 1400150014001500；適合于進(jìn)行黑色金屬和有色金屬的半精加工和精加工，常用于淬硬鋼、硬鑄鐵，高溫合金的切削加工和磨削加工。 抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性很差；很差；良好的化學(xué)穩(wěn)定性、良好的導(dǎo)熱性和較低的摩擦系數(shù)；去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識新型刀具材料對比 去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識三、刀體材料三、刀體材

10、料夾持部分材料夾持部分材料一般刀體常用碳鋼碳鋼或合金鋼合金鋼去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識三、刀具的分類三、刀具的分類1. 1. 按刀具結(jié)構(gòu)來分按刀具結(jié)構(gòu)來分 整體式刀具 焊接式刀具。 機(jī)夾式刀具 。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識（4）機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片式刀具 。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2. 2.按加工工藝性質(zhì)分按加工工藝性質(zhì)分 切刀（2）孔加工刀具（3）拉刀（4）銑刀（5）螺紋刀具（6）齒輪刀具（7）磨具去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識四、刀具主要角度及作用四、刀具主要角度及作用1. 1. 三個(gè)輔助平面三個(gè)輔助平面 基面基面過主刀刃上一點(diǎn)，與該點(diǎn)切削速度方向相垂直的平

11、面。 切削平面切削平面過主刀刃上一點(diǎn)，與該點(diǎn)加工表面相切的平面。 主剖面主剖面（正交平面）（正交平面）過主刀刃上一點(diǎn)，與主刀刃在基面上的投影相垂直的平面。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2. 2. 刀具的主要標(biāo)注角度及作用刀具的主要標(biāo)注角度及作用d dw wd dm mnf f切削平面切削平面主剖面主剖面前刀面和基面之前刀面和基面之間的夾角。間的夾角。在主剖面內(nèi)度量。在主剖面內(nèi)度量。 0 0主后刀面和切削平主后刀面和切削平面之間的夾角。面之間的夾角。在主剖面內(nèi)度量。在主剖面內(nèi)度量。 0 0krkrKrKr主切削刃主切削刃在基面內(nèi)在基面內(nèi)的投影與進(jìn)給方向間

12、的夾角。的投影與進(jìn)給方向間的夾角。副切削刃副切削刃在基面內(nèi)在基面內(nèi)的投影與進(jìn)給反方向間的夾角。的投影與進(jìn)給反方向間的夾角。1) 1) 前角（前角（ 0 0）2 2）后角（）后角（ 0 0）3 3）主偏角（）主偏角（krkr）4 4）副偏角（）副偏角（krkr）去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識主切削刃的投影與基面之間的夾角。主切削刃的投影與基面之間的夾角。在切削平面內(nèi)度量在切削平面內(nèi)度量5 5）刃傾角（）刃傾角（ S S）去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識刀刀具具角角度度對對切切削削過過程程的的影影響響去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識刀刀具具幾幾何何

13、形形狀狀的的選選擇擇去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識前角（前角（ 0 0）的作用：）的作用： 減小切屑的變形；減小切屑的變形； 減小前刀面與切屑之間的摩擦力減小前刀面與切屑之間的摩擦力; ;所以所以 0 0 ：a .a .減小切削力和切削熱；減小切削力和切削熱；b .b .減小刀具的磨損；減小刀具的磨損；c .c .提高工件的加工精度和表面質(zhì)量。提高工件的加工精度和表面質(zhì)量。刀具角度對加工過程的影響刀具角度對加工過程的影響選擇：加工塑性材料和精加工取大前角（ ） 0 0加工脆性材料和粗加工取小前角（ ） 0 0前角（前角（ 0 0）可正、可負(fù)、也可以為零。）可正、可負(fù)、也可以為零。去除成形

14、的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識后角（后角（ 0 0）的作用：）的作用：減小工件加工表面與主后刀面之間的摩擦力減小工件加工表面與主后刀面之間的摩擦力所以所以 0 0a .a .減小切削力和切削熱；減小切削力和切削熱；b .b .減小刀具的磨損；減小刀具的磨損；c .c .提高工件的加工精度和表面質(zhì)量。提高工件的加工精度和表面質(zhì)量。選擇：加工塑性材料和精加工取大后角（ ） 0 0加工脆性材料和粗加工取小后角（ ） 0 0后角（ 0）只能是正的。精加工： 0 0= 8= 80 012120 0粗加工： 0 0= 4= 40 0880 0去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識nf fd dw wd dm

15、mkrkrkrkra ap p選擇系統(tǒng)剛性好：取較小的kr。100300、450。系統(tǒng)剛性差：取較大的kr。600、750、900。但減小但減小krkr FyFy 增大、增大、FxFx 減小減小 ，加大工件的變形撓，加大工件的變形撓度，使工件精度降低。同時(shí)，度，使工件精度降低。同時(shí)，容易引起系統(tǒng)振動。容易引起系統(tǒng)振動。主偏角（主偏角（kr kr）的作用：）的作用： 改善切削條件，提高刀具壽命改善切削條件，提高刀具壽命。減小減小kr：當(dāng)當(dāng)a ap p、f f 不變時(shí)，則不變時(shí)，則 a aw w 增大、增大、a ac c減小減小使切削條件得使切削條件得到改善，提高了刀具壽命。到改善，提高了刀具壽命

16、。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識副偏角（副偏角（kr kr）的作用：）的作用：最終形成已加工表面最終形成已加工表面。選擇：在不產(chǎn)生振動的前提下，取小值。Kr：使已加工表面殘留密集的高度減小，降低工件的表面粗糙度。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識刃傾角（刃傾角（ S S ）的作用：）的作用：作用 影響切削刃的鋒利程度；影響切削刃的鋒利程度；影響切屑流出方向；影響切屑流出方向；影響刀頭強(qiáng)度和散熱條件；影響刀頭強(qiáng)度和散熱條件；影響切削力的大小和方向。影響切削力的大小和方向。選擇：選擇：粗加工：可取零或負(fù)（ S S =0、- S S ）精加工：取 正（+ + S S ）去除成形的基礎(chǔ)知識去除

17、成形的基礎(chǔ)知識五、砂輪五、砂輪磨料的種類磨料的種類磨料的粒度磨料的粒度砂輪的硬度砂輪的硬度結(jié)合劑結(jié)合劑砂輪的組織砂輪的組織砂輪的形狀和尺寸砂輪的形狀和尺寸1.概念概念2.磨削過程磨削過程3.砂輪的主要特性砂輪的主要特性去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識第三節(jié) 金屬切削機(jī)床簡介一、分類和型號一、分類和型號1、按機(jī)床的加工功能分類、按機(jī)床的加工功能分類 去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2、按機(jī)床的通用性分類、按機(jī)床的通用性分類 專用機(jī)床專用機(jī)床 通用機(jī)床通用機(jī)床 專門化機(jī)床專門化機(jī)床3按機(jī)床的自動化程度分類按機(jī)床的自動化程度分類手動、機(jī)動、半自動、自動機(jī)床特點(diǎn)：特點(diǎn)：效率低、單件小批特點(diǎn)：特

18、點(diǎn)：效率高、某一類件的大批量生產(chǎn) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：在加工范圍內(nèi)，加工效率最高5按機(jī)床的質(zhì)量和尺寸分類按機(jī)床的質(zhì)量和尺寸分類 4按機(jī)床的工作精度分類按機(jī)床的工作精度分類 普通機(jī)床、精密機(jī)床、高精密機(jī)床儀表機(jī)床、中型機(jī)床、大型機(jī)床、重型機(jī)床、超重型機(jī)床去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識二、金屬切削機(jī)床型號的編制方法二、金屬切削機(jī)床型號的編制方法 去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識三、常用機(jī)床三、常用機(jī)床 車床類機(jī)床主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面。在車床上使用的刀具，主要是各種車刀，有些車床還可以采用各種孔加工刀具和螺紋刀具進(jìn)行加工。1、車床去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2、刨床刨床類機(jī)床有：牛頭刨

19、床、龍門刨床和插床該類機(jī)床主要用來加工各種平面和直線型溝槽銑床類機(jī)床有：臥式升降臺銑床、立式升降臺銑床、龍門銑床。3、銑床銑床是用回轉(zhuǎn)多刃刀具對工件進(jìn)行切削加工的機(jī)床，應(yīng)用于幾乎所有的機(jī)械制造及修理部門。這類機(jī)床主要加工平面和溝槽。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識4、鉆床鉆床是指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。在鉆床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等。鏜床是孔加工類機(jī)床，主要用旋轉(zhuǎn)的鏜刀鏜削箱體、機(jī)架類零件上已鑄出的孔或粗鉆出的孔及孔系。 鏜床主要分為臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床。 5、鏜床這類機(jī)床主要加工平面和溝槽。鉆床類機(jī)床有：立式鉆床、搖臂鉆床、臺式鉆床等。鉆床主要對各類零件上的孔進(jìn)行加工。去除成形

20、的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識6、磨床用磨料或磨具（砂輪、砂帶、油石）對工件表面進(jìn)行加工的機(jī)床通稱為磨床。 常用磨床有：萬能外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床。 磨床適應(yīng)于各種零件表面（內(nèi)外圓柱面、圓錐面、平面、齒輪齒形表面等）的精加工。7、拉床原來有孔，使孔截面變大，孔的形狀和拉刀一樣。液壓傳動，主運(yùn)動為油缸帶動拉桿，無進(jìn)給運(yùn)動。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識四、組合機(jī)床四、組合機(jī)床1、何謂組合機(jī)床？組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量（約占1/4）專用部件，對一種或若干種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的專用機(jī)床，是一種適用于大批量生產(chǎn)的高效自動化機(jī)床。 去除成形的基礎(chǔ)知識去除成

21、形的基礎(chǔ)知識2、組合機(jī)床的組成組合機(jī)床示意圖去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識3、組合機(jī)床的配置 單工位組合機(jī)床 多工位組合機(jī)床單工位組合機(jī)床的配置 多工位組合機(jī)床的配置 去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識4、特點(diǎn) （1）與傳統(tǒng)機(jī)床相比 設(shè)計(jì)制造周期短，靈活性大，加工成本低。 （2）與通用機(jī)床相比 加工效率高，加工質(zhì)量容易保證，對工人技術(shù)要求不高。5、應(yīng)用 多用于較大批量加工、箱體上的孔類。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識五、數(shù)控機(jī)床五、數(shù)控機(jī)床1、何謂數(shù)控機(jī)床？數(shù)控機(jī)床是一種以數(shù)字量作為指令信息形式，通過專用或通用的電子計(jì)算機(jī)控制的機(jī)床。 2、數(shù)控機(jī)床的工作原理去除成形的基礎(chǔ)知識去除

22、成形的基礎(chǔ)知識3、分類(1)按運(yùn)動軌跡分類A、點(diǎn)位控制B、直線控制C、連續(xù)控制(2)按伺服機(jī)構(gòu)控制方式分類A、開環(huán)控制B、閉環(huán)控制去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識4、特點(diǎn)(1) 具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和通用性 (3）具有較高的生產(chǎn)率（2）具有更高的加工精度和穩(wěn)定加工質(zhì)量較小批量加工、形狀復(fù)雜、質(zhì)量要求高的。5、應(yīng)用(5）便于現(xiàn)代化管理（4）改善了勞動條件去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識工件工件擋鐵擋鐵V V形塊形塊夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)鉆套鉆套夾具體夾具體1 1、定位元件及裝置定位元件及裝置 夾具上用來確定工件正確位置的元件及裝置。夾具是加工工件時(shí)，為完成某道工序，用來正確迅速安裝工件的裝置。第四

23、節(jié)第四節(jié) 夾具夾具一、夾具的組成一、夾具的組成去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識夾具的組成去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2 2、夾緊機(jī)構(gòu)及裝置夾緊機(jī)構(gòu)及裝置 3 3、導(dǎo)向及對刀元件導(dǎo)向及對刀元件5 5、其它元件及裝置其它元件及裝置 4 4、聯(lián)接元件聯(lián)接元件6 6、夾具體夾具體 夾具上工件定位后，將其夾緊以承受切削力等作用的機(jī)構(gòu)或裝置。夾具上用來對刀和引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確加工位置的元件。分度機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向鍵、平衡塊等。夾具上用來確定夾具和機(jī)床正確位置的元件。是夾具的基準(zhǔn)零件。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識所以：定位精度不易保證，生產(chǎn)率低，僅適用于單件小批量生產(chǎn)。2) 2) 專用夾具專用夾具

24、 為某一特定零件的特定工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)和制造的夾具。所以：定位精度高，生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)。3) 3) 其它夾具其它夾具 組合夾具；成組夾具；隨行夾具等。2. 2. 夾具的種類夾具的種類1) 1) 通用夾具通用夾具 已標(biāo)準(zhǔn)化的夾具。如：三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗等。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識金屬材料在刀具的作用下變形、分離的過程。金屬材料在刀具的作用下變形、分離的過程。一、金屬切屑過程一、金屬切屑過程第五節(jié) 金屬切削過程金屬切削過程中的滑移線示意線 第一變形區(qū)金屬的滑移(一) 切屑的形成過程及切屑變形去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識oML La ac cLL切屑的變形程度用變

25、形系數(shù)切屑的變形程度用變形系數(shù)K K表示。表示。K = L/L=aK = L/L=ac c /a/ac c11a ac c即切削中的物理現(xiàn)象之一即切削中的物理現(xiàn)象之一 切屑收縮切屑收縮切屑變形:去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識金金屬屬切切削削過過程程去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識1) 1) 帶狀切屑帶狀切屑特征：特征：內(nèi)表面光滑，外表面呈毛茸狀。內(nèi)表面光滑，外表面呈毛茸狀。形成條件：形成條件：塑性材料、速度中等、較大的塑性材料、速度中等、較大的 0 0 、較小的、較小的f f 和和a ap p。2)2) 節(jié)狀切屑（擠裂切屑）節(jié)狀切屑（擠裂切屑）特征：特征：內(nèi)表面有時(shí)有裂紋，內(nèi)表面有時(shí)

26、有裂紋，外表面呈鋸齒狀。外表面呈鋸齒狀。形成條件：形成條件：中等硬度的塑性材料、速中等硬度的塑性材料、速度較低、較小的度較低、較小的 0 0 、較小的、較小的f f 和較大的和較大的a ap p。（二）（二）切屑的種類切屑的種類去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識4) 4) 崩碎崩碎狀切屑狀切屑特征：特征：不規(guī)則的碎塊狀。不規(guī)則的碎塊狀。形成條件：形成條件：脆性材料。脆性材料。3) 3) 單元單元切屑（粒狀切削）切屑（粒狀切削）特征：特征：整個(gè)單元被切離，成為整個(gè)單元被切離，成為梯形的單元切屑。梯形的單元切屑。 形成條件：形成條件：對于塑性材料是整個(gè)剪切對于塑性材料是整個(gè)剪切面上剪應(yīng)力超過了材

27、料的斷裂強(qiáng)度；面上剪應(yīng)力超過了材料的斷裂強(qiáng)度；脆性材料。脆性材料。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識 在一定的切削速度下切削塑性材料時(shí)，常發(fā)現(xiàn)在刀具前刀面上靠近刀刃的部位粘附著一小塊很硬的金屬稱為積屑瘤或刀瘤。1. 1. 積屑瘤的形成積屑瘤的形成oM滯留層滯留層1) 1) 積屑瘤的形成過程積屑瘤的形成過程二、積屑瘤去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識積屑瘤產(chǎn)生及影響去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2) 2) 積屑瘤的形成條件積屑瘤的形成條件 工件材料：塑性材料； 切削速度：中等（1050m/min），溫度約300； 刀具角度： 0 0 偏小； 冷卻條件：不加切削液。2. 2. 積屑瘤對加

28、工過程的影響積屑瘤對加工過程的影響有利 使使 0 0 增大，使切削過程變得輕快。增大，使切削過程變得輕快。 可代替主刀刃和前刀面進(jìn)行切削，保護(hù)刀具?？纱嬷鞯度泻颓暗睹孢M(jìn)行切削，保護(hù)刀具。所以：粗加工時(shí)可以利用。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識3. 3. 積屑瘤的抑制積屑瘤的抑制不利不利 積屑瘤不穩(wěn)定，易引起振動，使積屑瘤不穩(wěn)定，易引起振動，使 Ra Ra 增大。增大。 會引起會引起a ap p的變化，使加工精度降低。的變化，使加工精度降低。所以：精加工時(shí)應(yīng)盡量避免?？刂魄邢魉俣瓤刂魄邢魉俣?； 進(jìn)給量；進(jìn)給量； 加大刀具前度加大刀具前度 0 0 ；利用切削液；利用切削液；對工件進(jìn)行正火、調(diào)

29、質(zhì)處理，降低對工件進(jìn)行正火、調(diào)質(zhì)處理，降低 、ak ；去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識三、切削力和切削功率三、切削力和切削功率1. 1. 切削力切削力1) 1) 切削力的構(gòu)成切削力的構(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。2) 2) 切削力的分解切削力的分解刀具切削工件時(shí)作用在刀具切削工件時(shí)作用在刀具或工件上的力。刀具或工件上的力。將將FrFr沿速度方向、軸向和徑向三個(gè)相互垂直的沿速度方向、軸向和徑向三個(gè)相互垂直的方向分解為方向分解為FzFz、FxFx、FyFy。F彈、塑F摩1F摩2去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識Fr 主切削力（切向分力）主切削力（切向分力

30、）FzFzFz是Fr在切削速度方向上的分力。主切削力占總切削力的主切削力占總切削力的80%90%80%90%，消耗的功率占總功率的消耗的功率占總功率的95%95%以上。以上。是計(jì)算機(jī)床動力及主要傳動零件是計(jì)算機(jī)床動力及主要傳動零件強(qiáng)度和剛度的依據(jù)。強(qiáng)度和剛度的依據(jù)。 進(jìn)給抗力（軸向分力）進(jìn)給抗力（軸向分力）F Fx xFx是Fr在進(jìn)給方向上的分力。消耗的功率僅占總功率的消耗的功率僅占總功率的15%15%。是設(shè)計(jì)和計(jì)。是設(shè)計(jì)和計(jì)算進(jìn)給機(jī)構(gòu)零件強(qiáng)度和剛度的依據(jù)。算進(jìn)給機(jī)構(gòu)零件強(qiáng)度和剛度的依據(jù)。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識 切深抗力（徑向分力）切深抗力（徑向分力）FyFy是Fr在切削深度方向

31、上的分力。FrFzFxFyFx、y去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識3) 3) 影響影響切削力的因素切削力的因素工件材料：材料的強(qiáng)度、硬度越高，塑性韌性越好，F(xiàn)r越大。 切削用量：ap 、f 增大， Fr越大。 刀具角度： 增大 0 ，F(xiàn)r 減??；增大kr ，F(xiàn)y減小、Fz增大。 冷卻條件：加切削液，F(xiàn)r 減小。4) 4) 切削力的估算切削力的估算生產(chǎn)中常用單位切削力p 估算切削力的大小。單位切削力切削單位面積所需要的切削力。 單位：單位：N/mmN/mm2 2（N）去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2. 2. 切削功率（切削功率（PmPm）（W）（W）四、切削熱和切削溫度四、切削熱和切削

32、溫度1. 1. 切削熱的來源與傳散切削熱的來源與傳散1) 1) 切削熱的來源切削熱的來源a . 切屑變形所產(chǎn)生的熱；b . 切屑與前刀面之間的摩擦；c . 工件與后刀面之間的摩擦。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識切屑：介質(zhì)：工件：刀具：5080%1%4010%93%2) 2) 切削熱的傳散切削熱的傳散2. 2. 切削溫度切削溫度切削溫度切削溫度 切削區(qū)的平均溫度。切削區(qū)的平均溫度。切削區(qū) 切屑、工件、刀具相接觸的區(qū)域。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識 工件材料：材料的強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性越好，切削溫度越高；材料的導(dǎo)熱性愈好，切削溫度愈低。 刀具 冷卻條件：加切削液，切削溫度降低。

33、刀具角度： 增大 0 0 ，切削溫度降低；減小krkr 、krkr，切削溫度降低。刀具材料：導(dǎo)熱性愈好，切削溫度愈低。3 3. . 影響切削溫度的因素影響切削溫度的因素 切削用量：切削用量： v v、f f、a ap p 愈大，切削溫度愈高，但愈大，切削溫度愈高，但 v v 的的影響最大、影響最大、f f 次之次之 、 a ap p 最小。最小。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識五五. 切削液切削液在切削過程中，正確的選擇和使用切削液。對降低切在切削過程中，正確的選擇和使用切削液。對降低切削溫度、減小刀具磨損，提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量有著削溫度、減小刀具磨損，提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量有著重要的意義。

34、重要的意義。1) 1) 切削液的作用切削液的作用a. a.冷卻作用冷卻作用；b. b.潤滑作用潤滑作用；c. c.洗滌與排屑作用洗滌與排屑作用；d. d.防銹作用防銹作用。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2) 2) 切削液的種類切削液的種類 乳化液：乳化油+水；呈乳白色。應(yīng)用最廣泛。 切削油：礦物油；潤滑作用。 水溶液：水+防銹劑等；呈透明狀。3) 3) 切削液的選用切削液的選用粗加工：以冷卻為主。如水溶液、低濃度的乳化液等。精加工：以潤滑為主。高濃度的乳化液、切削油等。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識六、刀具磨損和刀具耐用度六、刀具磨損和刀具耐用度1. 1. 刀具磨損刀具磨損1) 1

35、) 刀具磨損形式刀具磨損形式 后刀面磨損：后刀面磨損：這種磨損一般發(fā)生在切削脆性材料或以較小的切削厚度（ac0.5mm）切削塑性材料的條件下。 邊界磨損：這種磨損一般發(fā)生切削刃靠近工件外皮處以及副切削刃靠近刀尖處的后刀面上，磨出較深的溝紋。在以中等切削厚（ac=0.10.5mm）切削塑性材料的條件下。 由于多數(shù)情況下，后刀面都有磨損，它的磨損對加工質(zhì)量的影響較大，而且測量相對方便，所以一般都用后刀面的磨損高度VB來表示刀具的磨損程度。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2) 2) 刀具的磨損過程刀具的磨損過程VBtOABC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

36、 初期磨損階段初期磨損階段(OA) :(OA) :磨合階段磨合階段 正常磨損階段正常磨損階段(AB) :(AB) : 急劇磨損階段急劇磨損階段(BC) :(BC) :所以：應(yīng)在刀具正常磨損階段后期，急劇磨損階所以：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。段之前刃磨刀具。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識 測定（限定）刀具后刀面的磨損高度VB精加工：VB = 0.10.3mm粗加工粗車中碳鋼：VB = 0.60.8mm粗車合金鋼：VB = 0.40.5mm但VB的測量a.須經(jīng)驗(yàn)豐富；b.影響生產(chǎn)率。所以：在數(shù)控機(jī)車、加工中心得到廣泛應(yīng)用。所以：在數(shù)控機(jī)車、加工中心得到廣泛應(yīng)用。 規(guī)

37、定刀具使用時(shí)間： 刀具耐用度。判斷刀具鈍化的方法： 觀察法去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識2. 2. 刀具耐用度（刀具耐用度（T T）指刀具由開始切削到磨鈍為止的實(shí)際切削總時(shí)間。刀具在兩次刃磨之間的實(shí)際切削總時(shí)間。如粗加工： 硬質(zhì)合金車刀：T = 60min高速鋼鉆頭：T = 60120min3. 3.影響影響刀具磨損與刀具耐用度的因素刀具磨損與刀具耐用度的因素 切削用量：切削用量：v v 、f f 、a ap p 愈大，愈大， 刀具磨損加劇。但刀具磨損加劇。但 v v的影的影響最大響最大 、 f f 次之、次之、 a ap p 最小。最小。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識 工件材料：

38、材料的強(qiáng)度、硬度越高，溫度越高；材料的 導(dǎo)熱性愈差，刀具磨損愈快，降低刀具耐用度。 刀具 冷卻條件：合理使用切削液，可降低切削溫度降低、減小 摩擦，提高刀具耐用度。a. 刀具角度： 增大 0 、0，可減小切屑變形、減 小摩擦，從而減小刀具磨損，提高刀具耐用度。b.刀具材料：耐磨性、耐熱性愈好，刀具耐用度愈高。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識材料的切削加工性是指材料被切削加工的難易程度。（一）衡量材料切削加工性的指標(biāo)（一）衡量材料切削加工性的指標(biāo)當(dāng)?shù)毒叩哪陀枚葹門時(shí)，切削某種材料所允許的切削速度。材料的切削加工性越好。若T = 60min，則七、材料的切削加工性七、材料的切削加工性1. 1.

39、一定一定刀具耐用度下的切削速度刀具耐用度下的切削速度去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識60v60v各種材料與45鋼（正火態(tài)）之比值。60v)(60v若把45鋼的 作為基準(zhǔn)，寫為)(6060vvkr1rk1rk材料具有良好的切削加工性。材料的切削加工性較差。常用材料的切削加工性分為八級P231，表10-42. 2.相對加工性相對加工性 kr去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識3. 3.已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量5. 5.切削力切削力4. 4.切屑的控制或斷屑的難易切屑的控制或斷屑的難易凡較容易獲得好的表面質(zhì)量的材料，其切削加工性較好；反之則較差。精加工時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。凡切屑較容易控制或

40、易于斷屑的材料，其切削加工性較好；反之則較差。在自動機(jī)床或自動線上加工時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。在相同切削條件下，凡切削力較小的材料，其切削加工性較好；反之則較差。在粗加工中，當(dāng)機(jī)床剛性或動力不足時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識（二）影響材料切削加工性的因素（二）影響材料切削加工性的因素1. 1.物理性能物理性能2. 2.材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能材料的導(dǎo)熱性愈好、一定刀具耐用度下的切削速度愈高，材料的切削加工性愈好。材料的強(qiáng)度、硬度愈高，切削力愈大，切削溫度愈高，刀具磨損加劇， 切削加工性愈差。材料的塑性、韌性愈高，切削時(shí)切屑的變形加大，摩擦力提高，切削力愈大，切削溫

41、度愈高，刀具磨損加劇， 切削加工性愈差。去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識二、改善材料切削加工性的途徑二、改善材料切削加工性的途徑1. 1.調(diào)整材料的化學(xué)成分調(diào)整材料的化學(xué)成分2. 2.熱處理熱處理在鋼中加入 S、Pb 等元素，可有效的改善材料的切削加工性?！耙浊邢麂摗薄８咛间?退火低碳鋼 正火去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識第六節(jié) 機(jī)械加工質(zhì)量一、加工精度與加工誤差一、加工精度與加工誤差加工精度是指零件在加工之后的實(shí)際幾何參數(shù)與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度。 加工誤差零件實(shí)際幾何參數(shù)與理想零件幾何參數(shù)的差異，稱為加工誤差。 去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識（一）尺寸精度（一）尺寸精度尺寸精度尺寸精度是指加工后零件表面本身或表面與表面之間的實(shí)際尺寸與理想尺寸之間的符合程度尺寸精度，尺寸精度用尺寸誤差尺寸誤差的大小來表示。 去除成形的基礎(chǔ)知識去除成形的基礎(chǔ)知識標(biāo)準(zhǔn)等級：標(biāo)準(zhǔn)等級：IT01IT01、IT0IT6IT0IT6、IT7IT7、IT8IT18IT8IT18高高 低低（二）形狀精度（二）形狀精度形狀精度形狀精度是指加工后零件各表面本身的實(shí)際形狀與理想零件表面形狀之間的符合程度。形狀精度用形狀誤差形狀誤差的大小來表示。形狀精度：圓柱度、平面度、平