電子課件-《機械制造工藝基礎(chǔ)(第七版)》-A02-3517-4第四章--切削加工基礎(chǔ)

1、43 切削刀具3141 金屬切削機床的類別與型號 242 切削運動與切削用量44 切削力與切削溫度445 切削液546 加工精度與加工表面質(zhì)量641 金屬切削機床的類別與型號一、金屬切削機床的類別共11類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、鋸床和其他機床二、金屬切削機床的型號機床型號就是按一定的規(guī)律賦予每種機床一個代號，以便于機床的管理和使用1金屬切削機床的類代號 機床的分類和代號類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機床螺紋加工機床銑床刨插床拉床鋸床其他機床代號CZTM2M3MYSXBLGQ讀音車鉆鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉割其2通用特性代號、結(jié)構(gòu)特性代號（1）通用特

2、性代號機床通用特性代號通用特性高精度精密自動半自動數(shù)控加工中心（自動換刀）仿形輕型加重型柔性加工單元數(shù)顯高速代號GMZBKHFQCRXS讀音高密自半控換仿輕重柔顯速 通用特性代號有統(tǒng)一的規(guī)定含義，它在各類機床的型號中，表示的意義相同（2）結(jié)構(gòu)特性代號1）結(jié)構(gòu)特性代號用漢語拼音字母（通用特性代號已用的字母和I、O兩字母不用）A、B、C、D、E、L、N、P、T、Y表示2）當單個字母不夠用時，可將兩個字母組合起來使用，如AD、AE或DA、EA等3機床的組、系的劃分原則及其代號1）同類機床中，主要布局或使用范圍基本相同的即為同一組2）同一組機床中，其主參數(shù)相同、主要結(jié)構(gòu)及布局形式相同即為同一系（1）機

3、床組、系的劃分原則（2）機床的組、系代號1）機床的組，用一位阿拉伯數(shù)字表示，位于類代號或特性代號或通用代號之后2）機床的系，用一位阿拉伯數(shù)字表示，位于組代號之后4主參數(shù)的標示方法機床型號中主參數(shù)用折算值表示，位于系代號之后。當折算值大于1時，則取整數(shù)，前面不加“0”；當折算值小于1時，則取小數(shù)點后第一位數(shù)，并在前面加“0”5通用機床的設(shè)計順序號某些通用機床，當無法用一個主參數(shù)表示時，則在型號中用設(shè)計順序號表示。設(shè)計順序號有1起始，當設(shè)計順序號小于10時，由01開始編號6主軸數(shù)和第二主參數(shù)的表示方法（1）主軸數(shù)的表示方法 對于多軸車床、多軸鉆床、排式鉆床等機床，其主軸數(shù)應(yīng)以實際數(shù)值列入型號，置于

4、主參數(shù)之后，用“”分開。單軸可省略（2）第二主參數(shù)表示方法第二主參數(shù)（多軸機床的主軸數(shù)除外）一般不予表示，如有特殊情況，需在型號中表示7機床的重大改進順序號 當機床的結(jié)構(gòu)、性能有更高的要求，并需按新產(chǎn)品重新設(shè)計、試制和鑒定時，才按改進的先后順序選用A、B、C等拼音字母（I、O兩字母不用）表示加在型號基本部分的尾部，以區(qū)別原機床型號其他特性代號主要用以反映各類機床的特性8其他特性代號及其表示方法（1）其他特性代號的含義（2）其他特性代號的表示方法1) 用拼音字母（I、O兩字母除外）表示，其中L表示聯(lián)動軸數(shù)，F(xiàn)表示復(fù)合2)當單個字母不夠用時，可將兩個字母組合，如AB、AC、AD或BA、CA、DA3

5、)也可用阿拉伯數(shù)字表示,還可以用阿拉伯數(shù)字和漢語拼音字母組合表示三、金屬切削機床型號示例1MG1432A高精度萬能外圓磨床，最大磨削直徑320mm，經(jīng)第一次重大改進，無企業(yè)代號 2Z304016/S2搖臂鉆床,最大鉆孔直徑40mm,最大跨距1600mm，沈陽第二機床廠生產(chǎn) 3THM6350精密臥式加工中心，工作臺最大寬度500mm4MKG1340高精度數(shù)控外圓磨床，最大磨削直徑400mm42 切削運動與切削用量一、切削運動機械零件的任何表面都可以看作是一條線（稱為母線）沿另一條線（稱為導(dǎo)線）運動的軌跡平面的形成圓柱面的形成 圓錐面的形成螺旋面的形成 漸開線齒廓表面的形成 1零件表面的形成2機床

6、的運動（1）工作運動 機床為實現(xiàn)加工所必需的加工工具與工件間的相對運動，包括主運動和進給運動1）主運動促使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運動，從而使刀具前面接近工件。主運動是切除工件表面多余材料所需要的最基本運動,在切削運動中形成機床切削速度，消耗主要動力銑平面車外圓刨平面 鉆孔磨外圓1主運動2進給運動2）進給運動使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對運動，加上主運動，即可不斷地或連續(xù)地切除切屑，并得到具有所需幾何特性的已加工表面3切削時形成的三種表面（1）待加工表面工件上有待切除的表面（2）已加工表面工件上經(jīng)刀具切削后形成的表面（3）過渡表面工件上由切削刃切除的那部分表面。它在下一個切削行程、刀具或工件的下

7、一轉(zhuǎn)被切除，或下一個切削刃切除二、切削用量及其選用原則1切削用量切削刃上選定點相對于工件主運動的瞬時速度當主運動是旋轉(zhuǎn)運動時當主運動為往復(fù)直線運動時（1）切削速度vc（2）進給量 f刀具在進給運動方向上相對工件的位移量（3）背吃刀量ap 刀具切入工件時，工件上已加工表面與待加工表面之間的垂直距離2切削用量的選用原則43 切削刀具一、切削刀具分類車刀、銑刀、刨刀、砂輪、鉆頭、鉸刀、絲錐及板牙 外圓表面加工刀具、內(nèi)孔表面加工刀具、平面加工刀具、螺紋刀具、成形刀具、齒輪刀具1按機床加工方式和加工對象不同分類2按加工表面不同分類整體式刀具、焊接式刀具、機械夾固式刀具4按結(jié)構(gòu)形式不同分類43 切削刀具單

8、刃刀具、雙刃刀具、多刃刀具3按刀具的切削刃數(shù)目不同分類工具鋼刀具、高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具機夾重磨式和機夾可轉(zhuǎn)位式（不重磨）5按刀片使用后是否重磨分類6 按刀具切削部分的材料分類43 切削刀具43 切削刀具二、切削刀具組成1刀具的結(jié)構(gòu)（1）切削部分1）前面A切屑流出時所流經(jīng)的面2）主刀面A 與工件上過渡表面相對的刀面與工件上已加工表面相對的刀面43 切削刀具4）主切削刃S前面與主后面相交的部位，擔負主要切削工作5）副切削刃S前面與副后面相交的部位，它協(xié)同主切削刃完成金屬的切除工作，形成工件的已加工表面6）刀尖 主、副切削刃連接處的那一小部分切削刃，一般都呈圓弧狀43 切削刀具（2）導(dǎo)向部分在刀

9、具中，有的具有導(dǎo)向部分（如麻花鉆、鉸刀、立銑刀等），這些刀具一般用于內(nèi)孔、溝槽和內(nèi)螺紋加工（3）夾持部分（刀體）1）實體夾持夾持部分做成實體，使用時直接將刀具裝在刀架或錐套內(nèi)，如車刀、刨刀、鉆頭、立銑刀2）刀軸裝夾夾持夾持部分做成圓柱孔，孔內(nèi)加工鍵槽，切削時將刀具裝在刀軸上。如：圓柱銑刀、三面刃銑刀43 切削刀具2刀具角度（1）參考系1假定主運動方向2假定進給運動方向3切削刃選定點1）基面Pr2）假定工作平面Pf 過切削刃選定點的平面，其方位垂直于假定的主運動方向通過切削刃選定點并垂直于基面，其方位平行于假定的進給運動方向43 切削刀具3）主切削平面Ps5）正交平面Po 通過主切削刃選定點與主

10、切削刃相切并垂直于基面的平面 通過副切削刃選定點與副切削刃相切并垂直于基面的平面 通過切削刃選定點并同時垂直于基面和切削平面的平面4）副切削平面Ps1假定主運動方向2假定進給運動方向3切削刃選定點43 切削刀具（2）刀具切削部分的主要角度1）前角o2）后角o 前面與基面的夾角，在正交平面中測量 后面與切削平面的夾角，在正交平面中測量43 切削刀具3）主偏角r4）副偏角r5）刃傾角s主切削平面與假定工作平面間的夾角 副切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測量主切削刃與基面間的夾角，在主切削平面中測量43 切削刀具三、切削刀具材料及其選用1刀具材料應(yīng)具備的基本性能（1）高硬度（2）足夠的強度和

11、韌性（3）高的耐磨性和耐熱性（4）良好的導(dǎo)熱性（5）良好的工藝性（6）較好的經(jīng)濟性（7）抗粘接性和化學(xué)穩(wěn)定性43 切削刀具2常用刀具材料的種類及選用（1）碳素工具鋼（2）合金工具鋼T10A、T12A9SiCr、CrWMn（3）高速鋼W18Cr4VW6Mo5Cr4V2W9Mo3Cr4V（4）硬質(zhì)合金WCCoWCCo TiCWCCo TiCTaC（NbC）（5）陶瓷（6）人造金剛石（7）立方氮化硼44 切削力與切削溫度一、切削力1總切削力切削過程中, 材料產(chǎn)生變形到變成切屑所產(chǎn)生的抗力和切屑與前面之間及副后面與已加工表面之間發(fā)生的摩擦, 共同作用于刀具上的合力稱為切削力 刀具的一個切削部分在切削工

12、件時所產(chǎn)生的全部切削力稱為一個切削部分總切削力 所有參與切削的各切削部分所產(chǎn)生的總切削力的合力稱為刀具總切削力2總切削力的分力（1）切削力Fc切削力Fc是總切削力F在主運動方向上的正投影。與切削速度vc方向一致（2）背向力Fp背向力Fp是總切削力F在垂直于工作平面方向上的分力（3）進給力Ff 進給力Ff是總切削力F在進給運動方向上的正投影。它與進給速度vf方向一致3總切削抗力切削加工時，工件材料抵抗刀具切削所產(chǎn)生的阻力稱為總切削抗力F切削抗力Fc、背向抗力Fp、進給抗力Ff分別與Fc、Fp、Ff大小相等，方向相反4影響總切削抗力大小的因素（1）工件材料（2）切削用量（3）刀具角度（4）切削液二

13、、切削溫度1切削熱與切削溫度切削熱主要來源于切屑變形，切屑與前面的摩擦，工件與刀具后面的摩擦切削過程中，切削區(qū)域的溫度稱為切削溫度,在高速切削時仍可高達到1000以上（1）合理選擇刀具材料和刀具幾何角度（2）合理選擇切削用量（3）適當選擇和使用切削液2減少切削熱和降低切削溫度的工藝措施45 切削液一、切削液的作用1冷卻作用2潤滑作用3清洗作用4防銹作用45 切削液二、切削液的種類1水溶液主要成分是水及防銹劑、防霉劑等。為了提高清洗能力，可加入清洗劑；為具有一定的潤滑性，還可加入油性添加劑2乳化液水和乳化油經(jīng)攪拌后形成的乳白色液體。乳化油是一種油膏，它由礦物油和表面活性乳化劑配制而成，并添加乳化

14、穩(wěn)定劑45 切削液3合成切削液由水、各種表面活性劑和化學(xué)添加劑組成4切削油切削油主要起潤滑作用。 有10 號機械油、 20 號機械油、 輕柴油、 煤油、 豆油、菜籽油、 蓖麻油等礦物油或動、 植物油 5極壓切削油極壓切削油是在礦物油中添加氯、硫、磷等極壓添加劑配制而成6固體潤滑劑二硫化鉬（MoS2）45 切削液三、切削液的選用1根據(jù)加工性質(zhì)選用（1）粗加工選擇以冷卻作用為主的乳化液或合成切削液（2）精加工 選用潤滑性能較好的極壓切削油或高濃度極壓乳化液（3）半封閉式加工 選用黏度較小的極壓乳化液或極壓切削油，并加大切削液的壓力和流量45 切削液2根據(jù)工件材料選用（1）鋼件：粗加工時選乳化液；精

15、加工時選硫化乳化液（2）鑄鐵、鑄鋁：一般不用切削液。在精加工時，可選用潤滑性好、黏度小的煤油或7%10%的乳化液（3）有色金屬或銅合金：不宜采用含硫的切削液，以免腐蝕工件。加工鎂合金時，不能用切削液，以免燃燒起火（4）難加工材料(如不銹鋼、耐熱鋼)：選用10%15%的極壓切削油或極壓乳化液45 切削液3根據(jù)刀具材料選用（1）高速鋼刀具粗加工選用乳化液；精加工鋼件時，選用極壓切削油或濃度較高的極壓乳化液（2）硬質(zhì)合金刀具為避免刀片因驟冷或驟熱而產(chǎn)生崩裂，一般不使用冷卻潤滑液。如果要使用，必須連續(xù)充分45 切削液四、使用切削液的注意事項1油狀乳化油必須用水稀釋后才能使用。乳化液會污染環(huán)境，盡量選用

16、環(huán)保型切削液2切削液應(yīng)澆注在過渡表面、切屑和前刀面接觸的區(qū)域45 切削液3用硬質(zhì)合金車刀一般不加切削液。如果使用切削液，必須從開始就連續(xù)充分澆注5加注切削液可以采用澆注法和高壓冷卻法 高壓冷卻法澆注法4控制好切削液的流量46 加工精度與加工表面質(zhì)量一、加工精度1加工精度的概念 加工精度是指工件加工后的實際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。包括尺寸精度、形狀精度和位置精度2獲得規(guī)定尺寸精度的方法（1）試切法 通過試切測量調(diào)整再試切的反復(fù)過程而最終獲得規(guī)定尺寸精度的方法（2）自動獲得尺寸精度的方法1）用定尺寸刀具加工工件的尺寸精度由刀具本身尺寸精度保證2）調(diào)整法 預(yù)先按規(guī)定的尺寸調(diào)整好機床、夾具、刀具及工件的相對位置和運