項(xiàng)目二 軸類零件加工

學(xué)習(xí)要點(diǎn):1.會(huì)分析軸類零件結(jié)構(gòu)；2.掌握軸類零件加工所用主要機(jī)床的特點(diǎn)；3.理解金屬切削過(guò)程基本規(guī)律及應(yīng)用；4.理解生產(chǎn)類型、工序、工步、走刀等基本概念5.理解加工余量的概念及確定方法；6.會(huì)分析影響加工精度及表面質(zhì)量的因素；7.了解軸類類零件檢驗(yàn)方法與檢具。項(xiàng)目二軸類零件的加工項(xiàng)目三軸類零件的加工項(xiàng)目二軸類零件的加工任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備一、任務(wù)描述減速器是機(jī)械中經(jīng)常見(jiàn)的機(jī)械，要加工如圖2-1所示的減速器上的傳動(dòng)軸，主要用到哪些加工設(shè)備呢？（1）通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)，了解軸類零件加工的常用設(shè)備，即常用的車床和車刀及外圓磨床和砂輪。（2）了解磨削原理和外圓磨床。二、任務(wù)實(shí)施（一）認(rèn)識(shí)車床與車刀1.車床車床是加工各種回轉(zhuǎn)表面和回轉(zhuǎn)體端面的機(jī)床，有些車床還能加工螺紋面。車床的主運(yùn)動(dòng)通常由工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由刀具的直線移動(dòng)來(lái)完成。任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備二、任務(wù)實(shí)施1.車床（1）CA6140型臥式車床車床種類繁多，按其用途和結(jié)構(gòu)的不同，主要分為：臥式車床及落地車床，立式車床，轉(zhuǎn)塔車床，儀表車床，單軸自動(dòng)和半自動(dòng)車床，多軸自動(dòng)和半自動(dòng)車床，仿形車床及多刀車床，專門化車床。在大批大量生產(chǎn)中，還使用各種專用車床。近年來(lái)，各類數(shù)控車床及車削中心也在越來(lái)越多地投入使用。任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備二、任務(wù)實(shí)施1）CA6140車床的用途CA6140型臥式車床的工藝范圍很廣，它適用于加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面；車削端面及各種常用螺紋；還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和滾花等工藝（1）CA6140型臥式車床2）車床的布局主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身主軸箱主軸箱又稱床頭箱，它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時(shí)主軸箱還分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱。進(jìn)給箱進(jìn)給箱又稱走刀箱溜板箱溜板箱是車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操縱箱絲杠與光杠絲杠與光杠用以聯(lián)接進(jìn)給箱與溜板箱，并把進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給溜板箱，使溜板箱獲得縱、橫向直線運(yùn)動(dòng)。絲杠是專門用來(lái)車削各種螺紋而設(shè)置的，在進(jìn)行工件的其他表面車削時(shí)，只用光杠，不用絲杠。3）車床的主要技術(shù)性能床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑---------------------------------------------400mm；最大工件長(zhǎng)度--------------------------------750、1000、1500、2000mm；刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑----------------------------------------------210mm；主軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)

24級(jí)------------------------------------10～1400r/min；反轉(zhuǎn)

12級(jí)-----------------------------------------------------14～1580r/min；進(jìn)給量：

縱向

64級(jí)----------------------------------0.028～6.33mm/r；橫向

64級(jí)--------------------------------------------------0.014～3.16mm/r；車削螺紋范圍：米制螺紋

44種----------------------------P=1～192mm；英制螺紋

20種--------------------------------------------------α=2～24扣/in；模數(shù)螺紋

39種------------------------------------------------m=0.25～48mm；徑節(jié)螺紋

37種-------------------------------------------------DP=1～96牙/in；主電機(jī)功率----------------------------------------------------------------------7.5kW。4）CA6140車床的傳動(dòng)系統(tǒng)主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線由傳動(dòng)系統(tǒng)圖和傳動(dòng)路線表達(dá)式可以看出，主軸正轉(zhuǎn)時(shí)，軸Ⅱ上的雙聯(lián)滑移齒輪可有兩種嚙合位置，分別經(jīng)56/38或51/43使軸Ⅱ獲得兩種速度。其中的每種轉(zhuǎn)速經(jīng)軸Ⅲ的三聯(lián)滑移齒輪39/41或30/50或22/58的齒輪嚙合，使軸Ⅲ獲得三種轉(zhuǎn)速，因此軸Ⅱ的兩種轉(zhuǎn)速可使軸Ⅲ獲得2×3＝6種轉(zhuǎn)速。經(jīng)高速分支傳動(dòng)路線時(shí)，由齒輪副63/50使主軸Ⅵ獲得6種高轉(zhuǎn)速。經(jīng)低速分支傳動(dòng)路線時(shí)，軸Ⅲ的6種轉(zhuǎn)速經(jīng)軸Ⅳ上的兩對(duì)雙聯(lián)滑移齒輪，使主軸得到6×2×2＝24？種低轉(zhuǎn)速。任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備4）CA6140車床的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的作用是實(shí)現(xiàn)刀具縱向或橫向移動(dòng)及變速與換向。它包括車螺紋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈和機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。CA6140型普通車床可以車削米制、英制、模數(shù)和徑節(jié)四種螺紋。a.縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線通過(guò)改變變換、的值，可得到32種正常進(jìn)給量（范圍為0.08~1.22mm/r），其余32種進(jìn)給量可分別通過(guò)英制螺紋傳動(dòng)路線和擴(kuò)大導(dǎo)程傳動(dòng)路線得到。b.橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈橫向與縱向進(jìn)給量的種數(shù)相同，都為64種c.刀架快速機(jī)動(dòng)移動(dòng)刀架的縱向和橫向快速移動(dòng)由裝在溜板箱右側(cè)的快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)（0.25kW，2800r／min）驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒輪副13/29使軸ⅩⅩ高速轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再經(jīng)溜板箱內(nèi)與機(jī)動(dòng)工作進(jìn)給相同的傳動(dòng)路線，使刀架實(shí)現(xiàn)縱向或橫向的快速移動(dòng)?？煲品较蛴闪锇逑渲须p向離合器M8和M9控制。超越離合器M6安全離合器M7任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備（2）立式車床（分單柱式和雙柱式）適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件。由于它的工作臺(tái)臺(tái)面是水平面，主軸的軸心線垂直于臺(tái)面，工件的找正，裝夾比較方便，工件和工作臺(tái)的重量均勻地作用在工作臺(tái)下面的圓導(dǎo)軌上。任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備（3）轉(zhuǎn)塔車床轉(zhuǎn)塔刀架由六個(gè)裝刀位置，可以沿床身導(dǎo)軌做縱向進(jìn)給，每一個(gè)刀位加工完畢后，轉(zhuǎn)塔刀架快速返回，轉(zhuǎn)動(dòng)60度。更換到下一個(gè)刀位進(jìn)行加工。轉(zhuǎn)塔車床適于成批生產(chǎn)外形較復(fù)雜，且具有內(nèi)孔及螺紋的中小型軸、套類零件。任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備二、任務(wù)實(shí)施2.車刀（1）普通車刀普通車刀按用途又可分為外圓車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀、端面車刀等。1）外圓車刀外圓車刀用于粗車或精車外回轉(zhuǎn)表面(圓柱面或圓錐面)。2）內(nèi)孔車刀任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備二、任務(wù)實(shí)施2.車刀（1）普通車刀3）端面車刀端面車刀專門用于車削垂直于軸線的平面。端面車刀的主偏角一般不要大于90°，否則易引起“扎刀”現(xiàn)象任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備二、任務(wù)實(shí)施2.車刀（1）普通車刀4）螺紋車刀5）切斷刀——也可切窄槽任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備二、任務(wù)實(shí)施2.車刀（2）成形車刀成形車刀用在各類車床上加工內(nèi)、外回轉(zhuǎn)體成形表面，其刃形根據(jù)工件輪廓設(shè)計(jì)。只要刀具設(shè)計(jì)、制造、安裝正確，就可保證加工表面形狀、尺寸的一致性、互換性，基本不受操作工人技術(shù)水平的影響，并以很高的生產(chǎn)率加工出精度達(dá)IT10～I(xiàn)T9級(jí)、表面粗糙度值Ra10～2.5μm的成形零件。常見(jiàn)的沿工件徑向進(jìn)給的成形車刀有平體、棱體、圓體三種型式。車削加工精度一般為IT8～I(xiàn)T7，表面粗糙度為Ra6.3～1.6μm。精車時(shí)，可達(dá)IT6～I(xiàn)T5，粗糙度可達(dá)Ra0.4～0.1μm。車削的生產(chǎn)率較高，切削過(guò)程比較平穩(wěn)，刀具較簡(jiǎn)單。（二）認(rèn)識(shí)外圓磨床與砂輪磨削以砂輪或其它磨具對(duì)工件進(jìn)行加工，其主運(yùn)動(dòng)是砂輪的旋轉(zhuǎn)。砂輪的磨削過(guò)程實(shí)際上是磨粒對(duì)工件表面的滑擦、刻劃和切削三種作用的綜合效應(yīng)。磨削中，磨粒本身也由尖銳逐漸磨鈍，使切削作用變差，切削力變大。當(dāng)切削力超過(guò)粘合劑強(qiáng)度時(shí)，圓鈍的磨粒脫落，露出一層新的磨粒，形成砂輪的“自銳性”。但切屑和碎磨粒仍會(huì)將砂輪阻塞。因而，磨削一定時(shí)間后，需用金剛石車刀等對(duì)砂輪進(jìn)行修整。磨削時(shí)，由于刀刃很多，所以加工時(shí)平穩(wěn)、精度高。磨床是精加工機(jī)床，磨削精度可達(dá)IT6—IT4，表面粗糙度Ra可達(dá)1.25—0.01μm，甚至可達(dá)0.1—0.008μm。磨削的另一特點(diǎn)是可以對(duì)淬硬的金屬材料進(jìn)行加工。因此，往往作為最終加工工序磨削時(shí)，產(chǎn)生熱量大，需有充分的切削液進(jìn)行冷卻。按功能不同，磨削還可分為外圓磨、內(nèi)孔磨、平磨等。外圓磨削的方法有橫磨法、縱磨法和綜合磨法切屑和碎磨粒會(huì)將砂輪阻塞。因而，磨削一定時(shí)間后，需用金剛石車刀等對(duì)砂輪進(jìn)行修整1.外圓磨床外圓磨床可以磨削IT7～I(xiàn)T6級(jí)精度的內(nèi)、外圓柱和圓錐表面，表面粗糙度在Ra1.25～0.08μm之間。外圓磨床的主要類型有普通外圓磨床、萬(wàn)能外圓磨床、無(wú)心外圓磨床、寬砂輪外圓磨床和端面外圓磨床等，其主參數(shù)是最大磨削直徑。外圓磨床加工示意圖1.外圓磨床萬(wàn)能外圓磨床2.內(nèi)圓磨床主要用于磨削圓柱孔和圓錐孔，其主參數(shù)是最大磨削內(nèi)孔直徑。它的主要類型有普通內(nèi)圓磨床、無(wú)心內(nèi)圓磨床、行星內(nèi)圓磨床及專用內(nèi)圓磨床。3.無(wú)心外圓磨床由于磨削時(shí)工件不用頂尖定心和支承，而由工件的被磨削外圓面定位，用托板支撐進(jìn)行磨削，所以稱為無(wú)心外圓磨床它與外圓磨床相比：生產(chǎn)率高，因工件省去了打中心孔的工序，且裝夾省時(shí)，導(dǎo)輪和托板沿全長(zhǎng)支承工件，因此能磨削剛度較差的細(xì)長(zhǎng)工件，并可用較大的切削用量；磨削表面的尺寸精度、幾何形狀精度較高，表面粗糙度值??；容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)無(wú)心外圓磨削的加工示意圖（ab縱磨、c橫磨）1—磨削砂輪2—托板3—導(dǎo)輪4—工件5-擋板任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備（二）砂輪磨削使用的切削工具是砂輪，它是由磨料和結(jié)合劑構(gòu)成、并經(jīng)燒結(jié)后得到的多孔物體。其特性由砂輪的磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織五個(gè)因素來(lái)表征。（1）磨料磨料是制造砂輪的主要原料，它擔(dān)負(fù)著磨削時(shí)的主要切削工作，一般情況下，磨削硬的材料時(shí)，應(yīng)選用硬度高的磨料，反之，選用硬度低的磨料任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備表常用磨料的代號(hào)、特點(diǎn)（2）粒度粒度是指磨料顆粒尺寸的大小。磨粒的粒度用篩分法分類，它的粒度號(hào)是以一英寸長(zhǎng)度內(nèi)的篩網(wǎng)上能通過(guò)的孔眼數(shù)來(lái)表示，粒度號(hào)越大，則磨粒越細(xì)。小的磨粒即磨粉用顯微測(cè)量法分類，它的粒度號(hào)以磨粒的實(shí)際尺寸來(lái)表示，并在粒度號(hào)前冠以“W”，粒度號(hào)越小，則微粉的顆粒越細(xì)粗磨時(shí)，磨削余量較大，選用粒度號(hào)小的較粗磨粒進(jìn)行磨削精磨時(shí)，余量小，應(yīng)選用粒度號(hào)較大的細(xì)磨粒來(lái)進(jìn)行磨削工件材料塑性大或磨削接觸面積大時(shí)，選用小粒度號(hào)的磨粒。工件材料較軟時(shí)，為避免砂輪氣孔堵塞，也應(yīng)選用小粒度號(hào)；反之選用大粒度號(hào)。成型磨削時(shí)，為保持砂輪輪廓精度，宜選用大粒度號(hào)的細(xì)粒度。任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備（3）結(jié)合劑砂輪中用以粘結(jié)磨料的物質(zhì)稱為結(jié)合劑。結(jié)合劑的作用是將磨料粘合成具有一定強(qiáng)度和各種形狀及其尺寸的砂輪。砂輪的強(qiáng)度、抗沖擊性、耐熱性及抗腐蝕能力，主要決定于結(jié)合劑的性能。常用的結(jié)合劑有：陶瓷、樹(shù)脂、橡膠、青銅任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備（4）硬度砂輪的硬度是指砂輪表面上的磨粒在外力作用下從砂輪上脫落的能力。或者是指磨粒受力后從砂輪表層脫落的難易程度。磨粒容易脫落的砂輪軟；磨粒不容易脫落的砂輪硬。砂輪的硬度與磨料的硬度不同，它主要決定于結(jié)合劑的性能、數(shù)量以及砂輪的制造工藝，而與磨料的硬度無(wú)關(guān)。磨削硬金屬時(shí)，為了能使磨鈍的磨粒及時(shí)脫落，從而露出具有尖銳棱角的新磨粒，以保持砂輪的磨削性能，應(yīng)選用軟砂輪；磨削軟金屬時(shí)，為了使磨粒不過(guò)早脫落，以延長(zhǎng)砂輪使用壽命，應(yīng)選用硬砂輪。精磨和成形磨削時(shí)，為了保證精度和表面粗糙度以及砂輪的形狀應(yīng)選用稍硬的砂輪。工件材料的導(dǎo)熱性差，易產(chǎn)生燒傷和裂紋時(shí)，選用的砂輪應(yīng)軟一些任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備（5）組織砂輪的組織是指磨粒、結(jié)合劑和氣孔三者體積的比例關(guān)系，用來(lái)表示砂輪結(jié)構(gòu)緊密或疏松的程度任務(wù)一軸類零件的常用加工設(shè)備一、任務(wù)描述在金屬切削過(guò)程中，隨著刀具和工件的相互作用，會(huì)有切削變形、切削力、切削溫度和刀具磨損等現(xiàn)象的發(fā)生，這些現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)的進(jìn)行和產(chǎn)品的質(zhì)量及成本，通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)，了解軸類零件在車床上怎么安裝？掌握金屬切削基本規(guī)律，使其達(dá)到滿足零件加工要求的前提下，成本最低，效率最高的切削加工狀況。二、任務(wù)實(shí)施（一）工件在車床上的安裝二、任務(wù)實(shí)施（一）工件在車床上的安裝1.三爪卡盤上安裝工件三爪卡盤裝夾能自動(dòng)定心，但其定心準(zhǔn)確度不高。裝夾時(shí)，根據(jù)工件的一個(gè)或幾個(gè)表面用劃針或指示表找正工件準(zhǔn)確位置后，再進(jìn)行夾緊。2.一夾一頂安裝工件一夾一頂即軸的一端外圓用卡盤夾緊，另一端用尾座頂尖頂住工件中心孔的安裝方式。這種安裝方式可提高軸的裝夾剛度，此時(shí)軸的外圓和中心孔同作為定位基面，常用于長(zhǎng)軸加工及粗車加工中。3.在雙頂尖間安裝工件用車床主軸和尾座頂尖頂兩端中心孔的工件安裝方式。此時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能在一次裝夾中加工多處外圓和端面，并可保證各外圓軸線的同軸度以及端面與軸線的垂直度要求，是車削、磨削加工中常用的工件安裝方法。任務(wù)二金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律（二）金屬切削變形1.金屬切削層的變形為使問(wèn)題簡(jiǎn)化和便于觀察分析，在對(duì)金屬切削過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，常用的切削模型是直角自由切削，這時(shí)主切削刃與主運(yùn)動(dòng)方向垂直，而且只有一個(gè)直線切削刃參加切削削層的變形為使問(wèn)題簡(jiǎn)化和便于觀察分析，在對(duì)金屬切削過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，常用的切削模型是直角自由切削，這時(shí)主切削刃與主運(yùn)動(dòng)方向垂直，而且只有一個(gè)直線切削刃參加切削任務(wù)二金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律（1）第一變形區(qū)切削層金屬?gòu)拈_(kāi)始塑性變形到剪切滑移基本完成，這一過(guò)程區(qū)域稱為第一變形區(qū)。在這一變形區(qū)，切削層金屬在刀具的擠壓下首先將產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)最大剪切應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限時(shí)，發(fā)生塑性變形其變形特征是沿滑移線的剪切變形，以及隨之產(chǎn)生的加工硬化第一變形區(qū)是金屬切削變形中變形最大的區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，金屬將產(chǎn)生大量的切削熱，并消耗大部分功率。在切削速度較高時(shí)，這一變形區(qū)較窄，寬度僅0.02～0.2㎜任務(wù)二金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律（2）第二變形區(qū)產(chǎn)生塑性變形的金屬切削層材料經(jīng)過(guò)第一變形區(qū)后沿刀具前刀面流出，在靠近前刀面處形成第二變形區(qū)。在這個(gè)變形區(qū)域，由于切削層材料受到刀具前刀面的擠壓和摩擦，變形進(jìn)一步加劇，材料在此處纖維化，流動(dòng)速度減慢，甚至停滯在前刀面上。而且，切屑與前刀面的壓力很大，高達(dá)2～3GPa，由此摩擦產(chǎn)生的熱量也使切屑與刀具面溫度上升到幾百度的高溫，切屑底部與刀具前刀面發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象。發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象后，切屑與前刀面之間的摩擦就不是一般的外摩擦，而變成粘結(jié)層與其上層金屬的內(nèi)摩擦。根據(jù)摩擦狀況，切屑接觸面分為兩個(gè)部分：粘結(jié)部分為內(nèi)摩擦，這部分的單位切向應(yīng)力等于材料的屈服強(qiáng)度τs；粘結(jié)部分以外為外摩擦部分，也就是滑動(dòng)摩擦部分，此部分的單位切向應(yīng)力由τs減小到零整個(gè)接觸區(qū)域內(nèi)正應(yīng)力σγ的分布情況，刀尖處，正應(yīng)力最大，逐步減小到零任務(wù)二金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律（3）第三變形區(qū)金屬切削層在已加工表面受刀具刀刃鈍圓部分的擠壓與摩擦而產(chǎn)生塑性變形部分的區(qū)域。第三變形區(qū)的形成與刀刃鈍圓有關(guān)。因?yàn)榈度胁豢赡芙^對(duì)鋒利，不管采用何種方式刃磨，刀刃總會(huì)有一鈍圓半徑γn，刀刃切削后就會(huì)產(chǎn)生磨損，增加刀刃鈍圓受到刀刃鈍圓部分的擠壓和摩擦，造成這層金屬表面金屬纖維化與加工硬化，具有與基體組織不同的性質(zhì)特點(diǎn)：擠壓摩擦2.切削的種類由于工件材料及切削條件的不同，切削變形的程度也就不同，因而所產(chǎn)生的切屑形態(tài)也就多種多樣。切屑形態(tài)一般分為帶狀切屑、擠裂切屑、單元切屑和崩碎切屑（1）帶狀切屑

帶狀切屑是最常見(jiàn)的一種切屑。（2）擠裂切屑擠裂切屑又稱節(jié)狀切屑，內(nèi)表面有時(shí)有裂紋（4）崩碎切屑這屬于脆性材料的切屑（3）單元切屑（粒狀切屑）

如果在擠裂切屑的剪切面上，裂紋擴(kuò)展到整個(gè)面，切屑沿剪切面完全斷開(kāi)，切屑呈梯形的單元狀（粒狀），這種切屑稱單元切屑任務(wù)二金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律積屑瘤的形成及其對(duì)切削過(guò)程的影響在一定的切削速度和保持連續(xù)切削的情況下，加工塑性材料時(shí)，在刀具前刀面常常粘結(jié)一塊剖面呈三角狀的硬塊，這塊金屬被稱為積屑瘤

在切削加工中，針對(duì)不同情況采取相應(yīng)的措施來(lái)控制切屑的卷曲、流出與折斷，使形成“可接受”的良好屑形。在生產(chǎn)中，應(yīng)用最廣的切屑控制方法是在前刀面上磨出斷屑槽或使用壓塊式斷屑器。（1）積屑瘤的形成原因積屑瘤的形成可以根據(jù)第二變形區(qū)的特點(diǎn)來(lái)解釋。當(dāng)金屬切削層從終滑移面流出時(shí)，受到刀具前刀面的擠壓和摩擦，切屑與刀具前刀面接觸面溫度升高，擠壓力和溫度達(dá)到一定的程度時(shí)，就產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，也就是常說(shuō)的“冷焊”。切屑流過(guò)與刀具粘附的底層時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)摩擦，這時(shí)底層上面金屬出現(xiàn)加工硬化，并與底層粘附在一起，逐漸長(zhǎng)大，成為積屑瘤任務(wù)二金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律（3）避免產(chǎn)生積屑瘤的措施首先從加工前的熱處理工藝階段解決。通過(guò)熱處理，提高零件材料的硬度，降低材料的加工硬化。調(diào)整刀具角度，增大前角，從而減小切屑對(duì)刀具前刀面的壓力。調(diào)低切削速度，使切削層與刀具前刀面接觸面溫度降低，避免粘結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生。采用較高的切削速度，增加切削溫度，因?yàn)闇囟雀叩揭欢ǔ潭?，積屑瘤也不會(huì)發(fā)生。更換切削液，采用潤(rùn)滑性能更好的切削液，減少切削摩擦。任務(wù)二金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律4.影響切削變形的主要因素切削變形是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，一般用變形系數(shù)ξ來(lái)度量，切屑的厚度和切削層的厚度之比來(lái)表示，一般大于1，影響切削變形的因素很多，主要有工件材料、切削速度、進(jìn)給量、刀具前角。（1）工件材料

通過(guò)試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)工件材料強(qiáng)度和切屑變形有密切的關(guān)系。隨著工件材料強(qiáng)度的增大，切屑的變形越來(lái)越小（2）刀具幾何參數(shù)

在刀具幾何參數(shù)中，刀具前角是影響切屑變形的重要參數(shù)，通過(guò)作切削試驗(yàn)可知，在同樣的切削速度下，刀具前角γO愈大，材料變形系數(shù)愈小此外刀尖圓弧半徑對(duì)切削變形也有影響，刀尖圓弧半徑越大，表明刀尖越鈍，對(duì)加工表面擠壓也越大，表面的切削變形也越大。任務(wù)二金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律（3）切削速度切削速度主要是通過(guò)積屑瘤和切削溫度使剪切角變化而影響切削變形的。在切削碳鋼等塑性金屬時(shí)，變形系數(shù)ζ隨切削速度增大呈波形變化當(dāng)切削速度增加而使積屑瘤增大(νc大約在8～22m/min范圍)時(shí)，刀具實(shí)際工作前角增大，切屑變形減小；當(dāng)切削速度再增加(νc大約在22～55m/min范圍)時(shí)，積屑瘤減小，刀具實(shí)際工作前角減小，切屑變形增大。在無(wú)積屑瘤的切削速度區(qū)域，切屑變形隨切削速度的增加而減小。（4）進(jìn)給量切屑底層的金屬，經(jīng)過(guò)第一、第二變形區(qū)的兩次塑性變形，其變形程度比切屑上層要?jiǎng)×业枚?。進(jìn)給量越大，切屑層公稱厚度也越大，第一變形區(qū)的影響相對(duì)小一些。（2）積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響積屑瘤硬度很高，是工件材料硬度的2～3倍，能同刀具一樣對(duì)金屬進(jìn)行切削。它對(duì)金屬切削過(guò)程會(huì)產(chǎn)生影響。1）實(shí)際刀具前角增大2）實(shí)際切削厚度增大3）加工后表面粗糙度增大4）切削刀具的耐用度降低任務(wù)二金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律麻花鉆的主要幾何角度有鋒角2Φ，螺旋角β，前角γo，后角αo和橫刃斜角ψ等。這些幾何角度對(duì)鉆削加工的性能、切削力大小，排屑情況等都有直接的影響，使用時(shí)要根據(jù)不同加工材料和切削要求來(lái)選取。（2）中心鉆中心鉆用來(lái)加工各種軸類工件的中心孔。右圖是兩種中心鉆的外形圖，有不帶護(hù)錐的和有護(hù)錐的。（三）切削力在切削過(guò)程中，刀具施加于工件使工件材料產(chǎn)生變形，并使多余材料變?yōu)榍行妓璧牧ΨQ為切削力；工件抵抗變形施加于刀具上的力稱為切削抗力。了解切削力對(duì)于計(jì)算功率消耗，刀具、機(jī)床、夾具的設(shè)計(jì)，制定合理的切削用量，確定合理的刀具幾何參數(shù)都有重要的意義。1.切削力的產(chǎn)生直角自由切削時(shí)，作用于刀具上的切削抗力：作用于前刀面的法向力Fnr和刀屑之間的摩擦力Ffγ，F(xiàn)γ為二者的合力；作用于后刀面的法向力Fnα和刀屑之間的摩擦力Ffα，F(xiàn)α為二者的合力F，F(xiàn)就是作用在刀具上的總切削抗力。切削力來(lái)源于兩種切削抗力：一是切削層金屬、切屑和工件表層金屬的彈性變形抗力和塑性變形抗力；二是刀具、切屑和工件之間的摩擦阻力。2.總切削力及其分解為了克服工件對(duì)變形的抗力和摩擦阻力，刀具對(duì)工件施加一個(gè)力F稱為總切削力。為了機(jī)床、工藝裝備設(shè)計(jì)和工藝分析等各種實(shí)際應(yīng)用的需要，通常對(duì)總切削力F分解為如圖所示的三個(gè)垂直方向的分力Fx、Fy、Fz。進(jìn)給力Fx

——也稱走刀力。它是總切削力在進(jìn)給方向的分力。對(duì)于車削加工，也稱軸向力。背向力Fy——也稱吃刀力。它是總切削力在垂直工作平面方向的分力。在切削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)。對(duì)于車削加工，也稱徑向力主切削力Fz——是總切削力在主運(yùn)動(dòng)方向上的分力。對(duì)于車削加工，也稱切向力。3.切削力的計(jì)算在生產(chǎn)實(shí)際中，切削力的大小一般采用由實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。在需要較為準(zhǔn)確地知道某種切削條件下的切削力時(shí)，還需實(shí)際測(cè)量。1）測(cè)定機(jī)床功率，計(jì)算切削力用功率表測(cè)出機(jī)床電機(jī)在切削過(guò)程中所消耗的功率Pe后，可按下式計(jì)算出切削功率Pm，Pm

=Peηm

在切削速度ν為已知的情況下，利用Pm即可求出切削力F。只能粗略估算切削力的大小2）用測(cè)力儀測(cè)量切削力

測(cè)力儀的測(cè)量原理是利用切削力作用在測(cè)力儀的彈性元件上所產(chǎn)生的變形，或作用在壓電晶體上產(chǎn)生的電荷經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后，讀出Fz、Fx、Fy的值。目前常用的是電阻應(yīng)變片式和壓電式測(cè)力儀。3）切削力的經(jīng)驗(yàn)公式和切削力估算

計(jì)算切削力的經(jīng)驗(yàn)公式是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，用測(cè)力儀測(cè)得各向分力后，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理而獲得的。（2）單位切削力、切削功率

通過(guò)單位切削力和單位切削功率可計(jì)算切削力1）單位切削力單位切削力指單位切削面積上的切削力。以上系數(shù)和指數(shù)可以通過(guò)資料查表得到。根據(jù)以上公式也能求出切削力，然后根據(jù)背向力和進(jìn)給力與切削力的比例關(guān)系估出其余兩力。單位切削力還可以通過(guò)資料查表得到。（2）單位切削力、切削功率

2）切削功率切削過(guò)程中所消耗的功率稱為切削功率Pm。背向力Fy在力的方向無(wú)位移，不做功，因此切削功率為進(jìn)給力Fx與切削力Fz所做的功。Fz為主切削力（N），υc為主切削速度（m/s），F(xiàn)x為進(jìn)給力（N），νf為進(jìn)給速度（mm/s）Fx消耗功率一般小于1％～2％，可以忽略不計(jì)考慮到機(jī)床傳動(dòng)效率ηm是機(jī)床的傳動(dòng)效率，一般取為0.75～0.85，大值適用于新機(jī)床，小值適用于舊機(jī)床4.影響切削力的因素切削力的影響因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)、刀具材料刀具磨損狀態(tài)和切削液等1）工件材料材料的強(qiáng)度、硬度越高，則屈服強(qiáng)度越高，切削力越大。在強(qiáng)度、硬度相近的情況下，材料的塑性（伸長(zhǎng)率）、韌性越大，則刀具前面上的平均摩擦系數(shù)越大，切削力也就越大。2）切削用量的影響背吃刀量ap與進(jìn)給量f的增大都將增大切削面積（AD＝apf）。切削面積的增大將使變形力和摩擦力增大，切削力也將增大，但兩者對(duì)切削力影響不同。進(jìn)給量f增大時(shí)，切削層寬度bD不變，切削層厚度hD增大，平均變形減小，故切削力有所增加；而背吃刀量ap增大時(shí)，切削層厚度hD不變，切削層寬度bD增大，切削刃上的切削負(fù)荷也隨之增大，即切削變形抗力和刀具前刀面上的摩擦力均成正比地增加。4.影響切削力的因素2）切削用量的影響切削速度的影響用YT硬質(zhì)合金車刀加工45鋼時(shí)，切削速度對(duì)切削力的影響如圖2-30所示。由圖可見(jiàn)，切削速度對(duì)切削力的影響與對(duì)變形系數(shù)的影響一樣，都有馬鞍形變化，在積屑瘤產(chǎn)生階段，由于刀具實(shí)際前角增大，切削力減小，在積屑瘤消失階段，切削力逐漸增大，積屑瘤消失時(shí)，切削力FZ達(dá)到最大，以后又開(kāi)始減小。4.影響切削力的因素3）刀具幾何參數(shù)在刀具幾何參數(shù)中，前角γO對(duì)切削力影響最大。用YT硬質(zhì)合金車刀加工45鋼時(shí)，前角對(duì)切削力的影響如圖所示由圖可知：切削力隨著前角的增大而減?。辉龃笄敖?，使三個(gè)分力Fz、Fy、Fx減小的程度不同。這是因?yàn)榍敖堑脑龃?，切削變形與摩擦力減小，切削力相應(yīng)減小。實(shí)踐證明，加工脆性金屬（如鑄鐵、青銅）時(shí)，由于切削變形和加工硬化很小，所以前角對(duì)切削力的影響不顯著。4.影響切削力的因素3）刀具幾何參數(shù)刀具主偏角κr對(duì)切削力Fz的影響不大，如圖為用YT硬質(zhì)合金車刀加工45鋼時(shí)的情形，κr＝60°～75°時(shí)，F(xiàn)z最小，因此，主偏角κr＝75°的車刀在生產(chǎn)中應(yīng)用較多。由圖可知：主偏角κr的變化對(duì)背向力Fy與進(jìn)給力Fx影響較大，背向力Fy隨主偏角的增大而減小，進(jìn)給力Fx隨主偏角的增大而增大。在切削灰鑄鐵等脆性材料時(shí)，背向力Fy與進(jìn)給力Fx也是與主偏角的關(guān)系與圖相仿，主偏角對(duì)主切削力Fz的影響很小，在>45°時(shí)，與主偏角無(wú)關(guān)。4.影響切削力的因素3）刀具幾何參數(shù)刀尖圓弧半徑增大，圓弧刀刃參加切削工作的比例增加，切削變形和摩擦力增大，切削力也增大。此外由于圓弧刀刃上主偏角是變化的，使參加工作刀刃上主偏角的平均值減小，使背向力Fy增大，所以當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑由0.25mm增加到1mm時(shí)，背向力Fy可增大20%左右，并較易引起振動(dòng)。試驗(yàn)表明，刃傾角λs的變化對(duì)切削力Fz影響不大，但對(duì)背向力Fy影響較大。當(dāng)刃傾角由正值向負(fù)值變化時(shí)，背向力Fy逐漸增大，因此工件彎曲變形增大，機(jī)床振動(dòng)也增大。4.影響切削力的因素4）刀具材料與切削液刀具材料影響到它與被加工材料摩擦力的變化，因此影響切削力的變化。同樣的切削條件，陶瓷刀切削力最小，硬質(zhì)合金次之，高速鋼刀具切削力最大。切削液的正確應(yīng)用，可以降低摩擦力，減小切削力。5）刀具磨損刀具后面磨損后，作用在后面上的法向力和摩擦力都增大，故切削力Fz、背向力Fy增大。（四）切削熱與切削溫度金屬的切削加工中將會(huì)產(chǎn)生大量切削熱，切削熱又影響到刀具前刀面的摩擦系數(shù)，積屑瘤的形成與消退，加工精度與加工表面質(zhì)量、刀具壽命等。1.切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)切削過(guò)程中切削熱由以下三個(gè)區(qū)域產(chǎn)生：剪切面、切屑與刀具前刀面的接觸區(qū)，刀具后刀面與工件過(guò)渡表面接觸區(qū)。切削產(chǎn)生的熱量主要由切屑、刀具、工件和周圍介質(zhì)（空氣或切削液）傳出車削加工

切屑帶走的切削熱為50％～86％；刀具傳出的為10％～40％；工件傳出3％～9％；空氣傳出為1％。切削速度越高，切削厚度越大，切屑傳出的熱量越多。鉆削加工

切屑帶走的切削熱28％；刀具傳出14.5％；工件傳出52.5％；空氣傳出5％。（四）切削熱與切削溫度（1）切削溫度的分布切削低碳易切鋼，干切削，預(yù)熱611°，畫出的主剖面內(nèi)切削溫度的分布情況如圖1）切削最高溫度并不在刀刃，而是離刀刃有一定距離。對(duì)于45鋼，約在離刀刃1㎜處前刀面的溫度最高。2）后刀面溫度的分布與前刀面類似，最高溫度也在切削刃附近，不過(guò)比前刀面的溫度低。3）終剪切面后，沿切屑流出的垂直方向溫度變化較大，越靠近刀面，溫度越高，這說(shuō)明切屑在刀面附近被摩擦升溫，而且切屑在前刀面的摩擦熱集中在切屑底層。2.切削溫度（四）切削熱與切削溫度

3.切削溫度的計(jì)算

4.影響切削溫度的因素

（2）刀具的幾何參數(shù)影響切削溫度的主要幾何參數(shù)為前角γo與主偏角κr。其余參數(shù)對(duì)切削溫度影響較少前角γo增大，切削溫度降低。主偏角κr減小，使切削寬度bD增大，切削厚度hD減小，因此切削變形和摩擦增大，切削溫度升高，但當(dāng)切削寬度bD增大后，散熱條件改善。由于散熱起主要作用，故隨主偏角κr減小，切削溫度下降。由此可見(jiàn)，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性足夠時(shí)，用小的主偏角切削，對(duì)于降低切削溫度、提高刀具耐用度能起到一定作用，尤其是在切削難加工材料時(shí)效果更明顯。4.影響切削溫度的因素（3）工件材料

工件材料的強(qiáng)度、硬度和導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)切削溫度影響比較大。材料的強(qiáng)度與硬度增大時(shí)，單位切削力增大，因此切削熱增多，切削溫度升高。導(dǎo)熱系數(shù)影響材料的傳熱，因此導(dǎo)熱系數(shù)大，產(chǎn)生的切削溫度高。高碳鋼的強(qiáng)度、硬度高，但導(dǎo)熱系數(shù)接近中碳鋼，因此，生熱多，切削溫度高；40Cr鋼的硬度接近中碳鋼，但強(qiáng)度略高，且導(dǎo)熱系數(shù)小，故切削溫度高。（4）其他因素的影響刀具磨損后，會(huì)引起切削溫度升高。干切削也會(huì)引起切削溫度的升高，澆注切削液是降低切削溫度的一個(gè)有效措施。切削液對(duì)切削溫度的影響，與切削液的導(dǎo)熱性能、比熱、流量、澆注方式以及本身的溫度都有很大關(guān)系。切削液的導(dǎo)熱性越好，溫度越低，則切削溫度也越低從導(dǎo)熱性能方面來(lái)看，水基切削液優(yōu)于乳化液，乳化液優(yōu)于油類切削液。（五）刀具磨損與耐用度在切削過(guò)程中，工件與切屑和刀具相互接觸，產(chǎn)生劇烈摩擦，在接觸區(qū)有相當(dāng)高的溫度和壓力，因此使刀具磨損。刀具嚴(yán)重磨損，會(huì)縮短刀具使用時(shí)間，降低工件表面精度，使切削力增大，切削溫度升高，甚至產(chǎn)生振動(dòng)，不能繼續(xù)正常切削。1.刀具的磨損形式刀具損壞的形式主要有磨損和破損兩類。脆性破損（如崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損等）和塑性破損（卷刃等）兩種，屬非正常磨損刀具正常磨損的形式有以下三種：前刀面磨損、后刀面磨損、前、后刀面同時(shí)磨損。1.刀具的磨損形式（1）前刀面磨損前刀面磨損的特點(diǎn)是在前刀面上離切削刃一小段距離處有一月牙洼，隨著磨損的加劇，主要是月牙洼逐漸加深，洼寬變化并不是很大。但當(dāng)洼寬發(fā)展到棱邊較窄時(shí)，刀刃強(qiáng)度降低，會(huì)發(fā)生破損。磨損程度用洼深KT表示（2）后刀面磨損后刀面磨損的特點(diǎn)是在刀具后刀面上出現(xiàn)與加工表面基本平行的磨損帶。它分為C、B、N三個(gè)區(qū)：C區(qū)是刀尖區(qū)，由于散熱差，強(qiáng)度低，磨損嚴(yán)重，最大值VC；B區(qū)處于磨損帶中間，磨損均勻，最大磨損量VBmax；N區(qū)處于切削刃與待加工表面的相交處，磨損嚴(yán)重，磨損量以VN表示，此區(qū)域的磨損也叫邊界磨損（3）前、后刀面同時(shí)磨損出現(xiàn)在以中等切削用量切削塑性材料的時(shí)候。（2）粘結(jié)磨損

前刀面與切屑之間，后刀面與工件之間存在劇烈的擠壓和摩擦造成刀具和工件材料之間會(huì)發(fā)生粘結(jié)。粘結(jié)磨損就是由于接觸面滑動(dòng)在粘結(jié)處產(chǎn)生剪切破壞造成的。粘結(jié)磨損的程度與壓力、溫度和材料間親合程度有關(guān)。低、中速切削時(shí)，粘結(jié)磨損是硬質(zhì)合金刀具的主要磨損原因。在低速切削時(shí)，由于切削溫度低，故粘結(jié)是在壓力作用下接觸點(diǎn)處產(chǎn)生塑性變形所致，亦稱為冷焊在中速時(shí)由于切削溫度較高，促使材料軟化和分子間運(yùn)動(dòng)，更易造成粘結(jié)。1.刀具的磨損形式2.刀具的磨損原因（1）硬質(zhì)點(diǎn)磨損（也稱磨粒磨損、機(jī)械磨損）

因?yàn)楣ぜ牧现泻幸恍┨蓟?、氮化物、積屑瘤殘留物等硬質(zhì)點(diǎn)雜質(zhì)，在金屬加工過(guò)程中，會(huì)將刀具表面劃傷，造成機(jī)械磨損。硬質(zhì)點(diǎn)磨損對(duì)高速鋼作用較明顯。硬質(zhì)點(diǎn)磨損在各種切削速度下都存在，但在低速下硬質(zhì)點(diǎn)磨損是刀具磨損的主要原因。（3）擴(kuò)散磨損在切削區(qū)由于高溫高壓的作用，硬質(zhì)合金刀具中的C、W、Co等元素會(huì)向切屑和工件擴(kuò)散；而工件中的Fe元素則向刀具擴(kuò)散，致使硬質(zhì)合金刀具中的硬質(zhì)相（WC、TiC）的粘結(jié)強(qiáng)度降低，而且擴(kuò)散到硬質(zhì)合金中的Fe將形成低硬度高脆性的復(fù)合碳化物，使刀具的磨損過(guò)程加快，這種固態(tài)下元素之間的相互遷移而造成的磨損稱為擴(kuò)散磨損擴(kuò)散磨損的速度隨切削溫度的提高而增大2.刀具的磨損原因（4）氧化磨損硬質(zhì)合金刀具切削溫度達(dá)到700～800℃時(shí)，刀具中一些CO、WC等被空氣氧化，在刀具表層形成一層硬度較低的氧化膜，該膜受到了工件表面中氧化皮、硬化層等摩擦和沖擊作用，形成了邊界磨損，稱為氧化磨損。（5）相變磨損當(dāng)?shù)毒呱献罡邷囟瘸^(guò)材料相變溫度時(shí)，刀具表面金相組織發(fā)生變化。如馬氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，使硬度下降，磨損加劇。工具鋼刀具在高溫時(shí)均屬此類磨損，它們的相變溫度為：合金工具鋼300～350℃；高速鋼550～600℃。相變磨損造成了刀面塌陷和刀刃卷曲。2.刀具的磨損原因刀具磨損可能是其中的一種或幾種。對(duì)一定的刀具和工件材料，起主導(dǎo)作用的是切削溫度1）初期磨損階段在極短的時(shí)間內(nèi)VB上升很快。2）正常磨損階段

隨著切削時(shí)間增加，磨損量以較均勻的速度加大。3）急劇磨損

本階段的特點(diǎn)是，在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)VB猛增，刀具因而完全失效3.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以切削時(shí)間t和后刀面磨損量VB兩個(gè)參數(shù)為坐標(biāo)，則磨損過(guò)程可以用一條磨損曲線來(lái)表示刀具在進(jìn)入急劇磨損階段前必須換刀或重新刃磨。3.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)（2）刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

刀具磨損將影響切削力、切削溫度、切削質(zhì)量，根據(jù)加工情況規(guī)定的一個(gè)最大允許磨損值稱為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定以1/2背吃刀量處后刀面上測(cè)量的磨損帶寬VB作為刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（1S0）推薦的硬質(zhì)合金外圓車刀和高速鋼耐用度的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)可以是下列任何一種：1）如果后刀面為均勻磨損，VB=0.3mm；2）如果后刀面為非均勻磨損，取VBmax=0.6mm；3）前刀面磨損量標(biāo)準(zhǔn)KT=0.06+0.3f（f為進(jìn)給量，單位mm/r)。4.刀具耐用度從刀具刃磨后開(kāi)始切削，一直到磨損量達(dá)到刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所用的總切削時(shí)間被稱為刀具耐用度，單位為分鐘。刀具耐用度還可以用達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)過(guò)的切削路程Lm或加工出的零件數(shù)N表示。刀具耐用度高低是衡量刀具的切削性能好壞的重要標(biāo)志。當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀車削δb=0.637GPa的中碳鋼時(shí)，f>0.7mm/r，刀具耐用度方程式則為5.影響刀具耐用度的主要因素（1）切削用量

可知：切削速度υc對(duì)刀具的耐用度影響最大，進(jìn)給量f次之，背吃刀量ap最小。增大前角γo，切削力減小，切削溫度降低，刀具耐用度提高。不過(guò)前角太大，刀具強(qiáng)度變低，散熱變差，刀具壽命反而下降。減小主偏角κr與增大刀尖圓弧半徑rε，能增加刀具強(qiáng)度，降低切削溫度，從而提高刀具耐用度。此外，適當(dāng)減小副偏角也能提高刀具強(qiáng)度，改善散熱條件，提高刀具耐用度工件材料的硬度、強(qiáng)度和韌性越高，刀具在切削過(guò)程中的產(chǎn)生的溫度也越高，刀具耐用度也越低。工件材料的導(dǎo)熱系數(shù)越低，越不容易散熱，刀具耐用度也越低。5.影響刀具耐用度的主要因素（3）工件材料

刀具材料是影響刀具耐用度的重要因素。一般情況下，刀具材料熱硬性越高，則刀具耐用度就越高。刀具耐用度的高低在很大程度上取決于刀具材料的合理選擇。如加工合金鋼，在切削條件相同時(shí)，陶瓷刀具耐用度比硬質(zhì)合金刀具高。（4）刀具材料（2）刀具幾何參數(shù)三、知識(shí)拓展（一）刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇是指在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇能提高切削效率，降低生產(chǎn)成本，獲得最高刀具耐用度的刀具幾何參數(shù)。首先應(yīng)保證刀刃鋒利，同時(shí)也要兼顧刀刃的強(qiáng)度與耐用度。1.前角和前刀面形狀的選擇刀具鋒利↗切屑變形程度↙切削力↙前角↗前角↗刀刃及刀頭強(qiáng)度↙易蹦刃楔角↙前角↙切屑變形程度↗易斷屑三、知識(shí)拓展（一）刀具幾何參數(shù)的合理選擇首先應(yīng)保證刀刃鋒利，同時(shí)也要兼顧刀刃的強(qiáng)度與耐用度。1.前角和前刀面形狀的選擇2）工件材料：脆性材料：γo小，塑性材料：γo大強(qiáng)度、硬度高：γo小，反之：γo大1）刀具材料：刀具的σb、αk較大，則γo可選大值;脆性大的刀具甚至取負(fù)的前角3）加工條件：粗加工時(shí)：γo小，精加工時(shí)：γo大4）其它刀具參數(shù)：負(fù)倒棱、負(fù)刃傾角的刀具：γo

大前角選擇的原則是在滿足刀具耐用度的前提下，盡量選取較大前角（1）前角的選擇三、知識(shí)拓展（一）刀具幾何參數(shù)的合理選擇1.前角和前刀面形狀的選擇倒棱是沿切削刃研磨出很窄的棱面。倒棱是提高刀刃強(qiáng)度的有效措施（2）前刀面的選擇正前角鋒刃平面型

帶倒棱的正前角平面型

負(fù)前角平面型

曲面型

鈍圓切削刃型負(fù)前角平面型：切削刃強(qiáng)度較好，但刀刃較鈍，切削變形大。主要用于硬脆刀具材料。加工高強(qiáng)度高硬度材料曲面型特點(diǎn)是有利于排屑、卷屑和斷屑，而且前角較大，切削變形小，所受切削力也較小鈍圓切削刃型特點(diǎn)是切削刃強(qiáng)度和抗沖擊能力增加，具有一定的消振作用三、知識(shí)拓展（一）刀具幾何參數(shù)的合理選擇2.后角及形狀的選擇后角的選擇主要考慮因素是切削厚度和切削條件

后角的主要作用是減少后刀面與加工工件之間的摩擦和磨損。后角過(guò)大，會(huì)削弱切削刃和刀頭的強(qiáng)度。通常αo=5—12°2）工件材料：工件的σb、HB較大，則αo可選小值1）

切削厚度：

在不產(chǎn)生摩擦的條件下，應(yīng)適當(dāng)減小后角。沿主切削刃和副切削刃磨出的窄棱面被稱為刃帶。當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性較差，容易出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)，可以在車刀后面磨出消振棱1)在f、ap相同的情況下：Кγ↙bD

↗刀刃工作長(zhǎng)度↗單位負(fù)荷↙三、知識(shí)拓展（一）刀具幾何參數(shù)的合理選擇3.主偏角、副偏角的選擇2）影響三個(gè)切削分力的大小和比例關(guān)系Кγ↙FP↗振動(dòng)↗刀具耐用度及加工精度↙1）主偏角的選擇三、知識(shí)拓展（一）刀具幾何參數(shù)的合理選擇3.主偏角、副偏角的選擇3）影響殘留面積的高度Rmax↗Кγ↗1）工藝系統(tǒng)剛性：剛性好，則Кγ取小值κr＝10o～30o；反之Кγ取大值κr＝60o～75o。2）加工條件：當(dāng)車階梯軸時(shí)，κr＝90o；同一把刀具加工外圓、端面和倒角時(shí)，κr＝45o主偏角選擇原則三、知識(shí)拓展（一）刀具幾何參數(shù)的合理選擇3.主偏角、副偏角的選擇1）影響殘留面積的高度Rmax↙Кˊγ

↙1）副偏角的選擇2）影響殘留面積的高度刀尖強(qiáng)度↗散熱面積↗Кˊγ

↙刀具耐用度↗但副偏角太小又會(huì)使刀具副后刀面與工件的摩擦增大，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振動(dòng)三、知識(shí)拓展（一）刀具幾何參數(shù)的合理選擇3.主偏角、副偏角的選擇1）工藝系統(tǒng)剛性：

2）加工條件：

副偏角選擇原則1）副偏角的選擇不影響摩擦和振動(dòng)的條件下，應(yīng)選取較小的副偏角三、知識(shí)拓展（一）刀具幾何參數(shù)的合理選擇4.刃傾角的選擇影響刀尖的強(qiáng)度、鋒利性、切削平穩(wěn)性以及切屑的流向：

λs

>0，切屑流向待加工面；

λs<0，切屑流向已加工面；一般情況下：粗加工時(shí)：λs=0~-5°;精加工時(shí)：λs=0~+5°有沖擊載荷時(shí)：λs=-5°~-15°工藝系統(tǒng)剛性不足，則λs

>

0三、知識(shí)拓展（二）切削用量的選擇切削用量是切削加工過(guò)程中切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的總稱1.切削用量的選擇原則合理的切削用量是指充分發(fā)揮機(jī)床和刀具的性能，并在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率與低加工成本的切削用量。有一個(gè)總的原則：首先選擇盡量大的背吃刀量，其次選擇最大的進(jìn)給量，最后是切削速度。P＝

Aoυf

ap三、知識(shí)拓展（二）切削用量的選擇粗加工時(shí)（表面粗糙度Ra50～12.5μm），在允許的條件下，盡量一次切除該工序的全部余量。中等功率機(jī)床，背吃刀量可達(dá)8～10㎜。但對(duì)于加工余量大分兩次走刀，則第一次背吃刀量盡量取大，一般為加工余量的2/3～3/4左右。第二次背吃刀量盡量取小些，第二次背吃刀量可取加工余量的1/3～1/4左右。2.切削用量三要素選擇方法（1）背吃刀量的選擇背吃刀量的選擇根據(jù)加工余量確定。切削加工一般分為粗加工、半精加工和精加工幾道工序，各工序有不同的選擇方法。半精加工時(shí)（表面粗糙度Ra6.3～3.2μm），背吃刀量一般為0.5～2㎜。精加工時(shí)（表面粗糙度Ra1.6～0.8μm），背吃刀量為0.1～0.4㎜。三、知識(shí)拓展（二）切削用量的選擇在生產(chǎn)實(shí)際中，進(jìn)給量常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。粗加工時(shí)，根據(jù)工件材料、車刀導(dǎo)桿直徑、工件直徑和背吃刀量可參閱表進(jìn)行選取2.切削用量三要素選擇方法（2）進(jìn)給量的選擇粗加工時(shí)，進(jìn)給量主要考慮工藝系統(tǒng)所能承受的最大進(jìn)給量。精加工和半精加工時(shí)，最大進(jìn)給量主要考慮加工精度和表面粗糙度。另外還要考慮工件材料，刀尖圓弧半徑、切削速度等。如當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑增大，切削速度提高時(shí)，可以選擇較大的進(jìn)給量。表

硬質(zhì)合金車刀粗車外圓及端面的進(jìn)給量參考值從表可以看到，在背吃刀量一定時(shí)，進(jìn)給量隨著導(dǎo)桿尺寸和工件尺寸的增大而增大。加工鑄鐵時(shí)，切削力比加工鋼件時(shí)小，所以鑄鐵可以選取較大的進(jìn)給量。精加工與半精加工時(shí)，可根據(jù)加工表面粗糙度要求按下表選取，同時(shí)考慮切削速度和刀尖圓弧半徑因素。有必要的話，還要對(duì)所選進(jìn)給量參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度校核，最后要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)確定。三、知識(shí)拓展（二）切削用量的選擇2.切削用量三要素選擇方法（3）切削速度的選擇確定了背吃刀量ap，進(jìn)給量f和刀具耐用度T，則可以按下面公式計(jì)算或由表確定切削速度υc和機(jī)床轉(zhuǎn)速n。切削速度的選取原則是：粗車時(shí)，因背吃刀量和進(jìn)給量都較大，應(yīng)選較低的切削速度，精加工時(shí)選擇較高的切削速度；加工材料強(qiáng)度硬度較高時(shí)，選較低的切削速度，反之取較高切削速度；刀具材料的切削性能越好，切削速度越高。

切削速度也可通過(guò)查表得出加工

材料硬度

HBSap(mm高速鋼刀具硬質(zhì)合金刀具陶瓷（超硬材料）刀具未

涂

層涂

層υ

（m/min）?

(mm/r)υ(m/min)?(mm/r)說(shuō)

明υ（m/min）?（mm/r）材料υ(m/min)?(mm/r)焊接式可轉(zhuǎn)位易切碳鋼低碳100~20014855~9041~7034~550.18~0.20.400.50185~240135~185110~145220~275160~215130~1700.180.500.75TY15TY14TY5320~410215~275170~2200.180.400.50550~700425~580335~4900.130.250.40中碳175~2251485240300.20.400.501651251002001501200.180.500.75TY15TY14TY53052001600.180.400.505203953050.130.250.40碳鋼低碳125~225

14843~4634~3327~300.180.400.50140~150115~12588~100170~195135~150105~1200.180.500.75TY15TY14TY5260~290170~190135~1500.180.400.50520~580365~425275~3650.130.250.40中碳175~27514834~4023~3020~260.180.400.50115~13090~10070~78150~160115~12590~1000.180.500.75TY15TY14TY5220~240145~160115~1250.180.400.50460~520290~350200~2600.130.250.40高碳175~27514830~3724~2718~210.180.400.50115~13088~9569~76140~155105~12084~950.180.500.75TY15TY14TY5215~230145~150115~1200.180.400.50460~520275~335185~2450.130.250.40合金鋼低碳125~22514841~4632~3724~270.180.400.50135~150105~12084~95170~185135~145105~1150.180.500.75TY15TY14TY5220~235175~190135~1450.180.400.50520~580365~395275~3350.130.250.40中碳175~27514834~4126~3220~240.180.400.50105~11585~9067~73130~150105~12082~950.180.40~0.500.50~0.75TY15TY14TY5175~200135~160105~1200.180.400.50460~520280~360220~2650.130.250.40高碳175~27514830~3724~2718~210.180.400.50105~11584~9066~72135~145105~11582~900.180.500.75TY15TY14TY5175~190135~150105~1200.180.400.50460~520275~335215~2450.130.250.40高強(qiáng)度鋼225~35014820~2615~2012~150.180.400.5090~10569~8453~66115~13590~10569~840.180.400.50TY15TY14TY5150~185120~13590~1050.180.400.50380~440205~265145~2050.130.250.40一、任務(wù)描述為了能多快好省地制造出機(jī)器來(lái)，產(chǎn)品的產(chǎn)量不一樣，匹配的機(jī)械加工裝備和相關(guān)的技術(shù)文件也會(huì)有區(qū)別，通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)，了解生產(chǎn)類型及其工藝文件，掌握機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成及各工藝文件的應(yīng)用，才能制定出合適的零件加工過(guò)程。二、任務(wù)實(shí)施（一）機(jī)械加工生產(chǎn)類型1.生產(chǎn)綱領(lǐng)

生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃期通常為1年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱為年產(chǎn)量。N＝Qn（1十a(chǎn)％）（1十b％）

2.生產(chǎn)類型

生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。人們按照產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、投入生產(chǎn)的批量，可將生產(chǎn)分為：?jiǎn)渭a(chǎn)、批量生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種類型。各種生產(chǎn)類型的工藝特點(diǎn)（二）機(jī)械加工工藝過(guò)程工藝過(guò)程是指改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為半成品或成品的過(guò)程。它是生產(chǎn)過(guò)程的一部分。工藝過(guò)程可分為毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理和裝配等工藝過(guò)程。1.機(jī)械加工工藝過(guò)程的概念機(jī)械加工工藝過(guò)程是指用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為零件或部件的那部分生產(chǎn)過(guò)程，它包括機(jī)械加工工藝過(guò)程和機(jī)器裝配工藝過(guò)程。這里所稱工藝過(guò)程均指機(jī)械加工工藝過(guò)程，以下簡(jiǎn)稱為工藝過(guò)程。

2.工藝過(guò)程的組成組成機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步和走刀等組成。2.工藝過(guò)程的組成（1）工序一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件進(jìn)行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程，稱之為工序。（2）安裝在加工前，應(yīng)先使工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置，這一過(guò)程稱為定位；工件定位后，將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作稱為夾緊；將工件在機(jī)床或夾具中每定位、夾緊一次所完成的那一部分工序內(nèi)容稱為安裝。一道工序中，工件可能被安裝一次或多次。（3）工位為了完成一定的工序內(nèi)容，一次安裝工件后，工件與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置稱為工位。2.工藝過(guò)程的組成（4）工步

工序又可分成若干工步。加工表面不變、切削刀具不變、切削用量中的進(jìn)給量和切削速度基本保持不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工序內(nèi)容，稱為工步。對(duì)于那些連續(xù)進(jìn)行的幾個(gè)相同的工步，通?？煽醋饕粋€(gè)工步。用幾把不同刀具或復(fù)合刀具同時(shí)加工一個(gè)零件幾個(gè)表面的工步，也可看作是一個(gè)工步，稱為復(fù)合工步。（5）走刀

在一個(gè)工步中，若需切去的金屬層很厚，則可分為幾次切削。則每進(jìn)行一次切削就是一次走刀。一個(gè)工步可以包括一次或幾次走刀。（三）機(jī)械加工工藝文件1.機(jī)械加工工藝規(guī)程的概念機(jī)械加工工藝規(guī)程是將產(chǎn)品或零部件的制造工藝過(guò)程和操作方法按一定格式固定下來(lái)的技術(shù)文件。2.機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用機(jī)械加工工藝規(guī)程是機(jī)械制造工廠最主要的技術(shù)文件,是工廠規(guī)章制度的重要組成部分，其作用主要有：（1）它是組織和管理生產(chǎn)的基本依據(jù)。工廠進(jìn)行新產(chǎn)品試制或產(chǎn)品投產(chǎn)時(shí)，必須按照工藝規(guī)程提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備，以便合理編制生產(chǎn)計(jì)劃，合理調(diào)度原材料、毛坯和設(shè)備，及時(shí)設(shè)計(jì)制造工藝裝備，科學(xué)地進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算和技術(shù)考核。（2）它是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。工藝規(guī)程是在結(jié)合本廠具體情況，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)的理論和必要的工藝實(shí)驗(yàn)后制訂的，它反映了加工過(guò)程中的客觀規(guī)律，工人必須按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)（三）機(jī)械加工工藝文件2.機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用（3）它是新建和擴(kuò)建工廠的原始資料。根據(jù)工藝規(guī)程，可以確定生產(chǎn)所需的機(jī)械設(shè)備、技術(shù)工人、基建面積以及生產(chǎn)資源等。（4）它是進(jìn)行技術(shù)交流，開(kāi)展技術(shù)革新的基本資料。典型和標(biāo)準(zhǔn)的工藝規(guī)程能縮短生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益。先進(jìn)的工藝規(guī)程必須廣泛吸取合理化建議，不斷交流工作經(jīng)驗(yàn)，才能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。工藝規(guī)程則是開(kāi)展技術(shù)革新和技術(shù)交流必不可少的技術(shù)語(yǔ)言和基本資料。1）機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片2）機(jī)械加工工序卡片3）標(biāo)準(zhǔn)零件或典型零件工藝過(guò)程卡片；4）單軸自動(dòng)車床調(diào)整卡片；5）多軸自動(dòng)車床調(diào)整卡片；6）機(jī)械加工工序操作指導(dǎo)卡片；7）檢驗(yàn)卡片等。

3.工藝文件格式常用的工藝文件格式4.加工余量（1）加工余量的概念加工余量是指加工過(guò)程中所切去的金屬層厚度。余量有總加工余量和工序余量之分。每道工序所切除的金屬層厚度稱為該工序加工余量（簡(jiǎn)稱工序余量）。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差；毛坯余量是毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計(jì)尺寸之差。工序尺寸都按“入體原則”標(biāo)注極限偏差，即被包容面的工序尺寸取上偏差為零；包容面的工序尺寸取下偏差為零。毛坯尺寸則按雙向布置上、下偏差。公稱加工余量為前工序和本工序尺寸之差，最小加工余量為前工序尺寸的最小值和本工序尺寸的最大值之差；最大加工余量為前工序尺寸的最大值和本工序尺寸的最小值之差。工序加工余量的變動(dòng)范圍（最大加工余量與最小加工余量之差）等于前工序與本工序的工序尺寸公差之和。（2）影響加工余量的因素1）前工序形成的表面粗糙度（Ra

）和缺陷層深度（ta）2）前工序形成的形狀誤差（△x）和位置誤差（△w）還要考慮本工序的裝夾誤差εb的影響。前工序的工序尺寸公差（Ta）1）查表修正法

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究，已將毛坯余量和各種工序的工序余量數(shù)據(jù)匯編于手冊(cè)。確定加工余量時(shí)，可從手冊(cè)中獲得所需數(shù)據(jù)，然后結(jié)合工廠的實(shí)際情況進(jìn)行修正。查表時(shí)應(yīng)注意表中的數(shù)據(jù)為公稱值，對(duì)稱表面（軸孔等）的加工余量是雙邊余量，非對(duì)稱表面的加工余量是單邊的。這種方法目前應(yīng)用最廣（3）確定加工余量的方法確定加工余量的方法有以下三種。2）經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法

此法是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。為防止加工余量不足而產(chǎn)生廢品，往往估計(jì)的數(shù)值總是偏大，因而這種方法只適用于單件、小批生產(chǎn)。3）分析計(jì)算法

是根據(jù)加工余量計(jì)算公式和一定的試驗(yàn)資料，通過(guò)計(jì)算確定加工余量的一種方法。采用這種方法確定的加工余量比較經(jīng)濟(jì)合理，但必須有比較全面可靠的試驗(yàn)資料及先進(jìn)的計(jì)算手段方可進(jìn)行，故目前應(yīng)用較少?？偧庸び嗔康拇笮∨c選擇的毛坯制造精度有關(guān)。用查表法確定工序加工余量時(shí)，粗加工工序的加工余量不應(yīng)查表確定，而是用總加工余量減去各工序余量求得，同時(shí)要對(duì)求得的粗加工工序余量進(jìn)行分析，如果過(guò)小，要增加總加工余量。任務(wù)四傳動(dòng)軸的工藝設(shè)計(jì)一、任務(wù)描述學(xué)習(xí)了軸類零件所用的加工設(shè)備和有關(guān)的機(jī)械加工過(guò)程的概念，試編制圖示某減速器上的傳動(dòng)軸的加工工藝。1.分析傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求該軸為普通的實(shí)心階梯軸，屬于軸類零件，軸類零件一般只有一個(gè)主視圖和幾個(gè)斷面圖來(lái)表達(dá)，主視圖主要標(biāo)注相應(yīng)的尺寸和技術(shù)要求，而其它要素如退刀槽、鍵槽等尺寸和技術(shù)要求標(biāo)注在相應(yīng)的斷面圖中。該傳動(dòng)軸，軸頸M和N處是裝軸承的，各項(xiàng)精度要求均較高，其尺寸為Ф35js6(±0.008)，且是其它表面的基準(zhǔn)，因此是主要表面。配合表面Q和P處是安裝傳動(dòng)零件的，與基準(zhǔn)軸頸的徑向圓跳動(dòng)公差為0.02（實(shí)際上是與M、N的同軸度），公差等級(jí)為IT6，軸肩H、G和I端面為軸向定位面，其要求較高，與基準(zhǔn)軸頸的端面圓跳動(dòng)公差為0.02，也是較重要的表面，同時(shí)還有鍵槽、螺紋等結(jié)構(gòu)要素。二、任務(wù)實(shí)施——擬定加工工藝該傳動(dòng)軸，從結(jié)構(gòu)上看，是一個(gè)典型的階梯軸，工件材料為45，生產(chǎn)綱領(lǐng)為小批生產(chǎn)，調(diào)質(zhì)處理220～350HBS。3.擬定工藝路線1）確定加工方案軸類在進(jìn)行外圓加工時(shí)，會(huì)因切除大量金屬后引起殘余應(yīng)力重新分布而變形。應(yīng)將粗精加工分開(kāi)，先粗加工，再進(jìn)行半精加工和精加工，主要表面精加工放在最后進(jìn)行。傳動(dòng)軸大多是回轉(zhuǎn)面，主要采用車削和外圓磨削。由于該軸的Q、M、P、N段公差等級(jí)較高，表面粗糙度值較小，應(yīng)采用磨削加工。其它外圓面采用粗車、半精車、精車加工的加工方案。2.明確毛坯狀況一般階梯軸類零件材料常選用45鋼；對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸可用40Cr；對(duì)于高速、重載荷等條件下工作的軸可選用20Cr、20CrMnTi等低碳含金鋼進(jìn)行滲碳淬火，或用38CrMoAIA超高強(qiáng)度鋼（氮化鋼）。該軸材料為45鋼，屬于階梯軸，階梯軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件。該減速器不是用在重要的場(chǎng)合，可選棒料。3.擬定工藝路線2）劃分加工階段該軸加工劃分為三個(gè)加工階段，即粗車（粗車外圓、鉆中心孔）、半精車（半精車各處外圓、軸肩和修研中心孔等）；粗精磨Q、M、P、N段外圓。各加工階段大致以熱處理為界。3）選擇定位基準(zhǔn)軸類零件各表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般是軸的中心線，其加工的定位基準(zhǔn)，最常用的是兩中心孔。在粗加工外圓和加工長(zhǎng)軸類零件時(shí)，為了提高工件剛度，常采用一夾一頂?shù)姆绞?，即軸的一端外圓用卡盤夾緊，一端用尾座頂尖頂住中心孔，以外圓和中心孔同作為定位基面3.擬定工藝路線4）熱處理工序安排該軸需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。它應(yīng)放在粗加工后，半精加工前進(jìn)行。如采用鍛件毛坯，必須首先安排退火或正火處理。該軸毛坯為熱軋鋼，可不必進(jìn)行正火處理。5）加工工序安排應(yīng)遵循加工順序安排的一般原則，如先粗后精、先主后次等。另外還應(yīng)注意：外圓表面加工順序應(yīng)為：先加工大直徑外圓，然后再加工小直徑外圓，以免一開(kāi)始就降低了工件的剛度。軸上的花鍵、鍵槽等表面的加工應(yīng)在外圓精車或粗磨之后、外圓精磨之前。這樣既可保證花鍵、鍵槽的加工質(zhì)量，也可保證精加工表面的精度。該軸的加工工藝路線為：毛坯及其熱處理→預(yù)加工→車削外圓→銑鍵槽等→熱處理→磨削。4.確定工序尺寸毛坯下料尺寸：Φ60×264；粗車時(shí)，各外圓及各段尺寸按圖紙加工尺寸均留余量2mm；半精車時(shí)，螺紋大徑車到Φ44及Φ62臺(tái)階車到圖紙規(guī)定尺寸，其余臺(tái)階均留0.5mm余量。銑加工：止動(dòng)墊圈槽加工到圖紙規(guī)定尺寸，鍵槽銑到比圖紙尺寸多0.25mm，作為磨削的余量。精加工：螺紋加工到圖紙規(guī)定尺寸M24х1.5-6g，各外圓車到圖紙規(guī)定尺寸。5.選擇設(shè)備工裝外圓加工設(shè)備：普通車床CA6140磨削加工設(shè)備：萬(wàn)能外圓磨床M1432A銑削加工設(shè)備：銑床X524.確定工序尺寸6.填寫工藝卡片一、任務(wù)描述零件質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的性能、壽命、效率、可靠性能等指標(biāo)。而零件的質(zhì)量是由零件毛坯的制造方法、機(jī)械加工、熱處理等工藝來(lái)保證。機(jī)械加工質(zhì)量包括機(jī)械加工精度和機(jī)械加工表面質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面。軸類零件的加工質(zhì)量主要包括圓度、同軸度、跳動(dòng)等幾何精度和尺寸精度及表面粗糙度。在影響機(jī)械加工精度的諸多誤差因素中，機(jī)床的幾何誤差、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形占有突出的位置，應(yīng)了解這些誤差因素是如何影響加工誤差的。二、任務(wù)實(shí)施（一）加工精度與表面質(zhì)量通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)，了解軸的檢測(cè)項(xiàng)目及影響加工質(zhì)量的因素，學(xué)會(huì)分析加工誤差產(chǎn)生的物理原因，從而找出控制加工誤差的方法。同時(shí)還要學(xué)會(huì)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)加工誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以從加工誤差的統(tǒng)計(jì)特征，確定出加工誤差的變化規(guī)律及可能采取的控制方法，提高加工質(zhì)量。（一）加工精度與表面質(zhì)量1.加工精度任何加工方法所得到的實(shí)際參數(shù)都不會(huì)絕對(duì)準(zhǔn)確，加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸及幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。加工誤差是零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離程度。加工精度與加工誤差都是評(píng)價(jià)加工表面幾何參數(shù)的術(shù)語(yǔ)。加工精度用公差等級(jí)衡量，等級(jí)值越小，其精度越高；加工誤差用數(shù)值表示，數(shù)值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加工誤差小從零件的功能看，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi)，就認(rèn)為保證了加工精度。在機(jī)械加工過(guò)程中，刀具和工件加工表面之間位置關(guān)系合理時(shí)，加工表面精度就能達(dá)到加工要求。（一）加工精度與表面質(zhì)量1.加工精度在機(jī)械加工中，由于工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)、操作過(guò)程以及加工過(guò)程中的物理力學(xué)現(xiàn)象而產(chǎn)生刀具和工件之間的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生偏移的各種因素稱為原始誤差。它可以原樣、放大或縮小地反映到被加工工件上，使工件產(chǎn)生加工誤差而影響零件加工精度。2.表面質(zhì)量機(jī)械零件的加工質(zhì)量，除了加工精度外，還包含表面質(zhì)量（表面完整性）。了解影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的主要工藝因素及其變化規(guī)律，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。機(jī)械加工表面質(zhì)量，是指零件在機(jī)械加工后表面層的微觀幾何形狀誤差和物理、化學(xué)及力學(xué)性能。產(chǎn)品的工作性能、可靠性、壽命在很大程度上取決于主要零件的表面質(zhì)量。（1）機(jī)械加工表面質(zhì)量含義任何機(jī)械加工方法所獲得的加工表面都不可能是絕對(duì)理想的表面，總存在著表面粗糙度、表面波紋度等微觀幾何形狀誤差。表面層的材料在加工時(shí)還會(huì)發(fā)生物理、力學(xué)性能變化，以及在某些情況下發(fā)生化學(xué)性質(zhì)的變化。由于機(jī)械加工中切削力和切削熱的綜合作用，加工表面層金屬的物理、力學(xué)和化學(xué)性能發(fā)生一定的變化，主要表現(xiàn)三個(gè)方面：表面層加工硬化。表面層金相組織變化及由此引起的表層金屬?gòu)?qiáng)度、硬度、塑性及耐腐蝕性的變化表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力或造成原有殘余應(yīng)力的變化。（2）加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響1）表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響零件的耐磨性與摩擦副的材料、潤(rùn)滑條件和零件的表面加工質(zhì)量等因素有關(guān)。特別是在前兩個(gè)條件已確定的前提下，零件的表面加工質(zhì)量就起著決定性的作用。表面層從外往里依次為吸附層、壓縮層、基本材料層，其加工表面層硬度和殘余應(yīng)力沿深度方向的變化情況零件的磨損可分為三個(gè)階段，初期磨損階段、正常磨損階段和急劇磨損階段。表面粗糙度對(duì)摩擦副的初期磨損影響很大，但也不是表面粗糙度參數(shù)值越小越耐磨。在一定工作條件下，摩擦副表面總是存在一個(gè)最佳表面粗糙度參數(shù)值，最佳表面粗糙度Ra值約為0.32～1.25μm。２）表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響零件在交變載荷的作用下，其表面微觀不平的凹谷處和表面層的缺陷處容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂紋，造成零件的疲勞破壞。試驗(yàn)表明，減小零件表面粗糙度值可以使零件的疲勞強(qiáng)度有所提高。加工硬化對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度影響也很大。表面層的適度硬化可以在零件表面形成一個(gè)硬化層，它能阻礙表面層疲勞裂紋的出現(xiàn)，從而使零件疲勞強(qiáng)度提高。表面層的殘余應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度也有很大影響，當(dāng)表面層為殘余壓應(yīng)力時(shí)，能延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展，提高零件的疲勞強(qiáng)度；當(dāng)表面層為殘余拉應(yīng)力時(shí)，容易使零件表面產(chǎn)生裂紋而降低其疲勞強(qiáng)度。表面紋理方向?qū)δ湍バ砸灿杏绊?，這是因?yàn)樗苡绊懡饘俦砻娴膶?shí)際接觸面積和潤(rùn)滑液的存留情況。３）表面質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性的影響零件的表面粗糙度在一定程度上影響零件的耐腐蝕性。零件表面越粗糙，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強(qiáng)烈４）表面質(zhì)量對(duì)配合性質(zhì)的影響相配零件間的配合關(guān)系是用過(guò)盈量或間隙值來(lái)表示的。在間隙配合中，如果零件的配合表面粗糙，則會(huì)使配合件很快磨損而增大配合間隙，改變配合性質(zhì)，降低配合精度零件的表面質(zhì)量對(duì)零件的使用性能還有其他方面的影響。例如，對(duì)于液壓缸和滑閥，較大的表面粗糙度值會(huì)影響密封性；對(duì)于工作時(shí)滑動(dòng)的零件，恰當(dāng)?shù)谋砻娲植诙戎的芴岣哌\(yùn)動(dòng)的靈活性，減少發(fā)熱和功率損失；零件表面層的殘余應(yīng)力會(huì)使加工好的零件因應(yīng)力重新分布而變形，從而影響其尺寸和形狀精度等。5）表