第一章 金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)(與司乃鈞主編《機(jī)械加工基礎(chǔ)》配套)

1、第1章 金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí) 金屬零件切削加工：是通過刀具與工件之間的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)，從毛坯上切除多余的金屬，從而獲得合格零件的 加工方法。 切削加工的基本形式有車削、銑削、刨削、磨削、 鉆削、鉗工等。 一般情況下，通過鑄造、鍛造、焊接和各種軋制的 型材毛坯精度低和表面粗糙度大，不能滿足零件要求， 必須進(jìn)行切削加工才能成為零件。金屬切削加工擔(dān)負(fù)著 幾乎所有零件的加工任務(wù)，在機(jī)械制造過程中，處于十 分重要的地位。 1.1 基本概念 1.1.1 成形運(yùn)動(dòng)與切削要素 成形運(yùn)動(dòng)（切削運(yùn)動(dòng)）是為了形成工件表面所必需的、 刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。成形運(yùn)動(dòng)（切削運(yùn)動(dòng)）包括主 運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 主運(yùn)動(dòng)是切除工件

2、多余金屬所需要的最基本的運(yùn)動(dòng)，主 運(yùn)動(dòng)速度高、消耗功率大。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是使金屬層連續(xù)投入切削，從而加工出完整表 面的運(yùn)動(dòng)。 切削過程中，主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合理的組合，便可以加 工各種不同的工件表面。 車削動(dòng)畫 切削過程中，工件上形成三個(gè)表面，如圖1-2所示（以 車削加工為例） 1）待加工表面將被切除的表面； 2）過渡表面正在切削的表面； 3）已加工表面切除多余金屬后形成的表面。 圖1-2 車削加工工件上的表面 1000 dn c 切削要素：包括切削用量和切削層參數(shù)。 1. 切削用量三要素 1）切削速度 ：切削刃的選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬 時(shí)速度。主運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削速度計(jì)算公式如下： c 式

3、中 工件待加工表面或刀具某一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑（mm）； 工件或刀具的轉(zhuǎn)速（r/s或r/min）。 d n 2 p dD a 2）進(jìn)給量 ： 在工件或刀具的每一轉(zhuǎn)或每一往復(fù)行程的時(shí) 間內(nèi)，刀具與工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移。通常 用 表示，單位為mm/r或mm行程。 f f 3）背吃刀量 ：背吃刀量是在通過切削刃基點(diǎn)并垂直于 工作平面方向上測(cè)量的切削深度，單位為mm，也就是工件 待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，習(xí)慣上也將背 吃刀量稱為切削深度。 外圓車削時(shí): p a 式中 D 工件待加工表面的直徑(mm)； d 工件已加工表面的直徑(mm)。 2.切削層參數(shù) 切削層是指工件上正被刀 具切削

4、刃切削著的一層金屬。 也就是相鄰的兩過渡表面之間 所夾著的一層金屬，如圖1-3所 示。 1）切削層厚度 ：是相鄰兩過 渡表面之間的垂直距離。 2）切削寬度 ：是沿主切削刃 測(cè)量的切削層尺寸。 3）切削面積 ：切削層公稱橫 截面積。 D h D b D A 圖1-3切外圓時(shí)的切削層要素 1.1.2 切削刀具 刀具是金屬切削加工中不可缺少的重要工具之一，無(wú) 論是普通機(jī)床，還是先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床和加工中心，以及柔 性制造系統(tǒng)，都必須依靠刀具才能完成各種需要的切削加 工。實(shí)際證明，刀具的更新可以成倍、數(shù)十倍地提高生產(chǎn) 效率。 1.刀具切削部分結(jié)構(gòu)要素 刀具通常由工作部分和夾持部分組成。刀具切削部分總 是近

5、似地以外圓車刀的切削部分為基本形態(tài)，其他各類刀具 可看成是它的演變和組合，故以普通車刀為例，刀具切削部 分的結(jié)構(gòu)要素如圖1-4所示。 1）前刀面 2）主后刀面 3）副后刀面 4）主切削刃S 5）副切削刃S 6）刀尖 A A A 圖1-4車刀切削部分結(jié)構(gòu)要素 f 銑刀 2.刀具幾何角度參考系 如圖1.4所示為標(biāo)注角度參考系的各組成平面。 1）基面 2）主切削平面 3） 正交平面 r p s p o p o o r 圖1-6車刀的標(biāo)注角度 前角 后角 楔角 o 3.刀具的標(biāo)注角度（圖1-6） 1）正交平面內(nèi)標(biāo)注角度 2）基面內(nèi)標(biāo)注角度 主偏角 副偏角 刀尖角 3）切削平面內(nèi)標(biāo)注角度 刃傾角 r r

6、 s 1.1.3 刀具材料及合理選用 刀具材料主要是指刀具切削部分的材料。在切削過程 中，刀具的切削能力，直接影響生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和加工 成本。 刀具的切削性能，主要取決于刀具材料，其次是刀具 幾何參數(shù)和刀具結(jié)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)是否合理。 1）刀具材料應(yīng)具備的性能。 刀具切削部分在切削時(shí)要承 受高溫、高壓、強(qiáng)烈的摩擦、沖擊和振動(dòng)。因此，刀具材 料應(yīng)具備以下性能： 高的硬度和耐磨性； 足夠的強(qiáng)度和韌性； 高的耐熱性； 良好的工藝性； 好的導(dǎo)熱性和小的膨脹系數(shù)。 2）刀具材料簡(jiǎn)介。 刀具材料有碳素工具鋼、合金工具鋼、 高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石、立方氮化硼等。目前， 刀具材料中使用最廣泛的仍是高速

7、鋼和硬質(zhì)合金。 高速鋼。高速鋼是加入了鎢（W）、鉬（Mo）、鉻 （Cr）、釩（V）等合金元素的高合金工具鋼。它具有較高 的硬度（6267HRC）和耐熱性（5506000C），較高的 強(qiáng)度和韌性，抗沖擊、振動(dòng)的能力較強(qiáng)。適用于制造各種 形狀復(fù)雜的刀具（如鉆頭、絲錐、成形刀具、拉刀、齒輪 刀具等）。常用的通用型高速鋼牌號(hào)為W6Mo5Cr4V2和 W18Cr4V。 硬質(zhì)合金。 硬質(zhì)合金可分為K、P、M三個(gè)主要類別，是 當(dāng)今主要的刀具材料之一，大多數(shù)車刀、端銑刀和部分立 銑刀等均已采用硬質(zhì)合金制造。 涂層刀具材料。 它是在硬質(zhì)合金或高速鋼基體上，涂 敷一層幾微米厚的高硬度、高耐磨性的金屬化合物(如碳化

8、 鈦、氮化鈦、氧化鋁等)而制成。 金剛石。 它是目前已知的最硬材料，硬度接近于 10000HV（硬質(zhì)合金為1300 1800HV）。能對(duì)陶瓷、硬質(zhì)合 金等高硬度耐磨材料進(jìn)行切削加工，使用壽命極高。但金 剛石的熱穩(wěn)定性較差，因此不宜加工鋼鐵材料。 1.2 切削過程 1.2.1 切屑的形成過程及切屑種類 金屬切削過程也是切屑的形成過程，其實(shí)質(zhì)是一種擠 壓過程。在擠壓過程中，被切削的金屬主要經(jīng)過剪切滑移 變形而形成切屑。 圖圖1-7 切屑的形成過程切屑的形成過程 切削塑性材料時(shí)，工件受到刀具前刀面擠壓后，在接觸處 開始產(chǎn)生彈性變形。隨著刀具繼續(xù)切入，材料內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng) 變逐漸增大，當(dāng)與切削速度方向呈

9、一定夾角的OA晶面上產(chǎn)生的 切應(yīng)力達(dá)到材料屈服強(qiáng)度時(shí)，則開始剪切滑移產(chǎn)生塑性變形。 隨著刀具連續(xù)移動(dòng)，原來(lái)處于始滑移面OA上的金屬不斷向刀具 靠近，當(dāng)滑移過程進(jìn)入終滑移面OE位置時(shí)，應(yīng)力、應(yīng)變達(dá)到最 大值。越過OE面后切削層脫離工件母體，沿著前刀面流出而形 成切屑。 OA與OE之間是切削層的塑 性變形區(qū)，變形量最大，稱為第 I變形區(qū)。切屑沿前刀面流出時(shí) 會(huì)進(jìn)一步受到擠壓和摩擦而又一 次發(fā)生塑性變形，稱此變形區(qū)為 第II變形區(qū)。此外已加工表面會(huì) 受到后刀面的強(qiáng)烈擠壓和摩擦而 發(fā)生塑性變形，稱該區(qū)域?yàn)榈?III變形區(qū)。 切削脆性材料時(shí)，由于這類材料的塑性變形能力差， 在材料產(chǎn)生明顯的塑性滑移前，內(nèi)

10、部的張應(yīng)力已達(dá)到破壞 強(qiáng)度，于是材料發(fā)生崩碎，并沿切削速度方向飛散，形成 崩碎狀的切屑。 1.切屑類型 由于工件材料性質(zhì)和切削條件不同，切削層變形程 度也不同，因而產(chǎn)生的切屑也多種多樣。歸納起來(lái)，主 要有以下四種類型，如圖1-8所示。 圖圖1-8切屑形態(tài)切屑形態(tài) a）帶狀切屑 ：切屑延續(xù)成較長(zhǎng)的帶狀，內(nèi)表面光滑，而外 表面呈毛茸狀。 b)節(jié)狀切屑：切屑內(nèi)表面有時(shí)有裂紋，外表面呈鋸齒形。 c)粒狀切屑：切屑切離成單元切屑。 d)崩碎切屑：切屑的形狀不規(guī)則，加工表面凸凹不平。 1.2.2 積屑瘤 在用中等或較低的切削速度切削塑性較大的金屬材料時(shí)， 往往會(huì)在切削刃上粘附一個(gè)楔形硬塊，稱為積屑瘤。 積

11、屑瘤的產(chǎn)生：切削過程中，刀屑間的摩擦，使刀 具前刀面十分潔凈，在一定溫度和壓力下，切屑底層金屬 與前刀面接觸處發(fā)生粘結(jié)，形成了積屑瘤，如圖1-9所示。 隨后，積屑瘤逐漸長(zhǎng)大，直到該 處的溫度和壓力不足以產(chǎn)生粘結(jié) 為止。積屑瘤在形成過程中是一 層層增高的，到一定高度會(huì)脫落， 經(jīng)歷了一個(gè)生成、長(zhǎng)大、脫落的 周期性過程。 圖1-9 積屑瘤的形成 積屑瘤的作用和影響： 1）保護(hù)刀具。 積屑瘤包圍著切削刃，同時(shí)覆蓋著一部分 前刀面，能代替切削刃和前刀面進(jìn)行切削，從而減少了刀 具磨損，起到保護(hù)刀具的作用。 2）增大前角。 積屑瘤具有30左右的前角，降低了切削 力。 3）切削厚度不斷變化。 積屑瘤前端伸出于

12、切削刃之外， 使切削厚度是不斷變化的，因而影響了工件的尺寸精度。 4）增大已加工表面粗糙度值。 積屑瘤高度的周期性變化， 使切削厚度不斷變化，以及由此而引起振動(dòng)，積屑瘤粘附 在切削刃上很不規(guī)則，導(dǎo)致在已加工表面上刻劃出深淺和 寬窄不同的溝紋，脫落的積屑瘤碎片有時(shí)留在已加工表面 上。 影響積屑瘤形成的因素 影響積屑瘤形成的因素主要是工件材料的性能和切削速 度。塑性大的材料易產(chǎn)生積屑瘤。切削速度在5-60m/min范 圍內(nèi)時(shí)容易產(chǎn)生積屑瘤。 在精加工過程中應(yīng)避免產(chǎn)生積屑瘤。 1.2.3 切削力和切削功率 在切屑形成過程中，切屑與刀具的前刀面之間及切削表 面與刀具的后刀面之間要發(fā)生摩擦，因此刀具在切

13、削加工時(shí) 必然要克服材料的變形抗力及前、后刀面上的摩擦阻力。這 些作用在刀具上所有力的合力稱之為刀具的一個(gè)切削部分上 的 總切削力，也稱切削合 力?？偳邢髁Φ姆较?、大 小將隨工件材料的性質(zhì)、 切削用量的大小及刀具的 幾何形狀的變化而變化， 因此通常將其分解成幾個(gè) 方向既定的分力。圖1-11 所示體現(xiàn)了切削力的來(lái)源。 圖1-11 切削力的來(lái)源 1.切削力的分解（圖1-12） 1）主切削力（切向力）Fc 。 主運(yùn)動(dòng)方向上的切削分力， 切于過渡表面并與基面垂直，消耗功率最多，它是計(jì)算 刀具強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床零件、確定機(jī)床功率的主要依據(jù)。 2）進(jìn)給力（軸向力）Ff： 作用在進(jìn)給方向上的切削分力， 處于基面

14、內(nèi)并與工件軸線平行。是設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、計(jì)算刀 具進(jìn)給功率的依據(jù)。 圖1-12 切削力的分解 3）背向力（徑向力或吃刀力） Fp 。 作用在吃刀方向上的切削 分力，處于基面內(nèi)并與工件軸線 垂直的力。它是設(shè)計(jì)機(jī)床主軸、 選用軸承和校驗(yàn)機(jī)床剛度的主要 依據(jù)之一。 2.切削功率 消耗在切削過程中的功率叫切削功率Pc，單位是kW， 它是Fc、Fp、Ff在切削過程中單位時(shí)間內(nèi)所消耗的功的總 和。在進(jìn)行外圓車削時(shí)，因Fp方向沒有位移，故消耗功率 為零。 3 wf ccm 10 1000 fnF FP 式中 Fc主切削力（N）； Ff進(jìn)給力（N）； f 進(jìn)給量（mm/r）； 切削速度（m/s）； nw工件轉(zhuǎn)速（

15、r/s）。 c 3.影響切削力的主要因素 1）工件材料。 材料的強(qiáng)度愈高，硬度愈大，切削力愈大； 在強(qiáng)度、硬度相近的材料中，塑性、韌性大的，或加工硬化 嚴(yán)重的，切削力大。 2）切削用量。 當(dāng) 和 增大時(shí)，分別會(huì)使 、 增大，即 切削面積 增大，從而使變形力、摩擦力增大，引起切削力 增大。 3）刀具幾何參數(shù)。 增大，切削力減小。主偏角 適當(dāng)增 大，使切削厚度 增加，單位切削面積上的切削力 減小。 在切削力不變的情況下，當(dāng)主偏角 增大，背向力 減少； 當(dāng)主偏角 時(shí)，背向力 ，對(duì)防止加工細(xì)長(zhǎng)軸類零 件彎曲變形、減少振動(dòng)十分有利。 p af D b D h D A 0 r 90 F D h r o r

16、 0 p F p F 1.2.4 切削熱和切削溫度 切削過程中的切削熱和由它引起的切削溫度升高，直 接影響刀具的磨損和壽命，并影響工件的加工精度和已加 工表面質(zhì)量。 1.切削熱的產(chǎn)生和傳出 在切削加工中，切削變形與 摩擦所消耗的能量幾乎全部轉(zhuǎn)換 為熱能。所以三個(gè)變形區(qū)就是三 個(gè)發(fā)熱源，如圖1-13所示。 產(chǎn)生的熱由切屑、刀具、工 件和周圍介質(zhì)傳導(dǎo)出去。影響熱 傳導(dǎo)的主要因素是工件和刀具材 料的熱導(dǎo)率、加工方式和周圍介 質(zhì)的狀況。 圖1-13 切削熱的產(chǎn)生和傳出 2. 影響切削溫度的主要因素 1）切削用量。 當(dāng) 、f、ap增大時(shí)，單位時(shí)間金屬切除量 增多，變形和摩擦加劇，切削中消耗的功率增大，產(chǎn)

17、生的 熱量多。 2）刀具幾何參數(shù)。 前角增大，切削熱減小，使切削溫度 降低；主偏角減小，使切削厚度減小，切削寬度增大，刀 刃散熱條件得到改善，故切削溫度下降。 3）工件材料。 當(dāng)工件材料的強(qiáng)度、硬度、塑性增加時(shí)， 切削中消耗的功率增多，產(chǎn)生的熱量多，使切削溫度升高。 熱導(dǎo)率大時(shí)則熱量傳出多，使切削溫度降低。 在切削中使用切削液，可明顯降低切削溫度。 1.2.5 刀具磨損和刀具壽命 磨損是在切削過程中，由于在工件刀具切屑的接 觸區(qū)里發(fā)生著強(qiáng)烈的摩擦，以致刀具表面某些部位(如前、 后刀面)的材料被切屑或工件逐漸帶走。刀具的磨損影響加 工質(zhì)量、生產(chǎn)率及加工成本。 1.刀具磨損的形成 切削時(shí)刀具的前、

18、后刀面 在高溫、高壓下，與切屑、工 件相互接觸，產(chǎn)生劇烈摩擦， 因而在前、后刀面上產(chǎn)生磨損， 如圖1-14所示。 圖1-14 刀具的磨損形式 1）后刀面磨損（磨損程度用平均磨損高度VB表示） 原因：切削脆性材料或以較低切削速度和較小切削厚度切削 塑性材料。 2）前刀面磨損（磨損程度用月牙洼深度KT表示） 原因：以較高的切削速度和較大的切削厚度切削塑性材料。 3）前、后刀面同時(shí)磨損 原因：以中等切削速度和中等切削厚度切削塑性材料。 2.刀具壽命 刀具壽命是指刀具新刃磨之后，從開始使用起到刀具 磨損至規(guī)定的磨損限度為止的實(shí)際切削時(shí)間。 在磨損限度已確定后，刀具壽命與磨損速度有關(guān)。磨 損速度愈慢，刀

19、具壽命愈高。為了提高刀具壽命，一般可 從改善工件材料的可加工性、合理設(shè)計(jì)刀具的幾何參數(shù)、 改進(jìn)刀具材料的切削性能、采用性能優(yōu)良的切削液及合理 選擇切削用量等多方面著手。 在實(shí)際使用中，在使刀具壽命降低較少而又不影響生 產(chǎn)率的前提下，應(yīng)盡量選取較大的背吃刀量和較小的切削 速度，使進(jìn)給量大小適中。 刀具磨損過程可分為三個(gè)階段：初期磨損階段、正常 磨損階段、急劇磨損階段。 GB/T118296規(guī)定的14種形位公差特征項(xiàng)目 1）直線度公差 直線度公差帶 2）平面度公差 平面度公差帶 3）圓度公差 圓度公差帶 4） 圓柱度公差 圓柱度公差帶 5）定向位置公差平行度 以平面為基準(zhǔn)的平行度公差帶 6）定向位

20、置公差垂直度 以軸線為基準(zhǔn)的垂直度公差帶 7）定位位置公差同軸度 同軸度公差帶 8）徑向圓跳動(dòng) 徑向圓跳動(dòng)公差帶 9）端面圓跳動(dòng) 端面圓跳動(dòng)公差帶 一、表面粗糙度的基本概念 表示零件表面具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形 狀特性，稱為表面粗糙度。 表面粗糙度對(duì)零件的配合性質(zhì)、耐磨性、強(qiáng)度、抗腐蝕 性、密封性、外觀要求等影響很大，因此，零件表面的粗糙 度的要求也有不同。一般說(shuō)來(lái)，凡零件上有配合要求或有相 對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面，表面粗糙度參數(shù)值要小。 二、評(píng)定表面粗糙度的參數(shù) 輪廓算術(shù)平均偏差Ra：在取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)，輪廓偏距絕 對(duì)值的算術(shù)平均值。 輪廓最大高度Ry：在取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)，最大輪廓峰頂線 與最

21、大輪廓谷底線之間的距離 輪廓微觀不平度十點(diǎn)高度Rz：在取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)，5個(gè)最 大輪廓峰高的平均值與5個(gè)最大谷深的平均值之和 1.3.2 表面粗糙度表面粗糙度 符符 號(hào)號(hào) 意意 義義 及及 說(shuō)說(shuō) 明明 基本符號(hào)，表示表面可用任何方法獲得。當(dāng)不加注粗糙度基本符號(hào)，表示表面可用任何方法獲得。當(dāng)不加注粗糙度 參數(shù)值或有關(guān)說(shuō)明時(shí)，僅適用于簡(jiǎn)化代號(hào)標(biāo)注。參數(shù)值或有關(guān)說(shuō)明時(shí)，僅適用于簡(jiǎn)化代號(hào)標(biāo)注。 基本符號(hào)加一短劃，表示表面是用去除材料的方法獲得。基本符號(hào)加一短劃，表示表面是用去除材料的方法獲得。 如車、銑、磨、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、氣割等。如車、銑、磨、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、氣割等。 基本

22、符號(hào)加一小圓，表示表面是用不去除材料方法獲得?；痉?hào)加一小圓，表示表面是用不去除材料方法獲得。 如鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、冷軋、粉未冶金等，或者是用如鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、冷軋、粉未冶金等，或者是用 于保持原供應(yīng)狀況的表面（包括保持上道工序的狀況）。于保持原供應(yīng)狀況的表面（包括保持上道工序的狀況）。 在上述三個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)邊上均可加一橫線；用于標(biāo)注有關(guān)參在上述三個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)邊上均可加一橫線；用于標(biāo)注有關(guān)參 數(shù)和說(shuō)明。數(shù)和說(shuō)明。 在上述三個(gè)符號(hào)上均可加一小圓，表示所有表面具有相在上述三個(gè)符號(hào)上均可加一小圓，表示所有表面具有相 同的表面粗糙度要求。同的表面粗糙度要求。 1、表面粗糙度的符號(hào) 三、表面

23、粗糙度的代號(hào)（符）號(hào)及其標(biāo)注 2、表面粗糙度參數(shù): 表面粗糙度參數(shù)的單位是m。 注寫Ra時(shí)，只寫數(shù)值; 注寫Rz（Ry）時(shí)，應(yīng)同時(shí)注出Rz （Ry）和數(shù)值。 例如： 3.2 用任何方法獲得的表面, Ra的上限值為3.2m。 只注一個(gè)值時(shí)，表示為上限值；注兩個(gè)值時(shí)，表示為 上限值和下限值。 3.2 1.6 用去除材料的方法獲得的表面, Ra的上限值為3.2m， 下限值為1.6m。 Rz3.2 用任何方法獲得的表面, Rz的上限值為3.2m。 四、表面粗糙度的選用（GB/T10311995） 1、原則：首先應(yīng)滿足零件表面的功能要求，同時(shí)還應(yīng)顧及工 藝的經(jīng)濟(jì)性。即：在滿足零件表面功能要求的前提下，盡

24、 量選取較大的參數(shù)值。 同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦 表面比非摩擦表面要??；受循環(huán)載荷的表面要小；配合要 求高、聯(lián)接要求可靠、受重載的表面粗糙度值都應(yīng)??；同 一精度，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小。 2、參數(shù)的選用：首選主要評(píng)定參數(shù)1-2個(gè)，在常用尺寸段內(nèi)， 選用Ra。附加評(píng)定參數(shù)必須與主要評(píng)定參數(shù)連用。常用數(shù) 值范圍內(nèi)，Ra=0.0256.3m， Rz=0.125m，優(yōu)先選用 Ra. 表面特征、表面粗糙度值及相應(yīng)的切削加工方法見P28表1.5 五、表面粗糙度的常用測(cè)量方法 比較法：將被測(cè)表面和表面粗糙度樣板直接進(jìn)行比較（目 測(cè)、撫摸等），多用于車間，評(píng)定表面粗糙

25、度值較大的工 件。 光切法：利用光切原理，用雙管顯微鏡測(cè)量。 常用于測(cè)量 Rz為0.560m。 干涉法：利用光波干涉原理，用干涉顯微鏡測(cè)量?？蓽y(cè)量 Rz和Ry值。 1.3.3 零件加工質(zhì)量的檢驗(yàn) 將測(cè)量結(jié)果與零件圖樣或裝配圖樣上的技術(shù)要求進(jìn)行 對(duì)比，從而判斷零件、原材料、毛坯件及工藝裝備等是否 合格或超差多少的過程稱為檢驗(yàn)。 檢驗(yàn)具有測(cè)量和驗(yàn)收的雙重意義。 機(jī)械加工精度的測(cè)量一般可歸結(jié)為“長(zhǎng)度”和“角度” 這兩個(gè)量的測(cè)量，而角度也可通過長(zhǎng)度比值來(lái)表示。所以， 機(jī)械加工精度的測(cè)量，實(shí)質(zhì)上就是長(zhǎng)度的測(cè)量。 補(bǔ)充：公差與配合補(bǔ)充：公差與配合 一一有關(guān)“尺寸” 的術(shù)語(yǔ)及定義 1、尺寸：用特定單位表示長(zhǎng)

26、度的數(shù)字。 2、基本尺寸 基本尺寸是由設(shè)計(jì)者經(jīng)過計(jì)算或按經(jīng)驗(yàn)確定后，再按標(biāo)準(zhǔn)選 取的標(biāo)注在設(shè)計(jì)圖上的尺寸。 3、實(shí)際尺寸 實(shí)際尺寸是通過測(cè)量所得的尺寸。由于存在測(cè)量誤差，故實(shí) 際尺寸并非尺寸的真值。 4、極限尺寸 極限尺寸是允許尺寸變化的兩個(gè)界限值。 其中：較大的一個(gè)稱為最大極限尺寸 較小的一個(gè)稱為最小極限尺寸 二. 有關(guān)“偏差、公差”的術(shù)語(yǔ)和定義 1、尺寸偏差 尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸 偏差包括： 實(shí)際偏差=實(shí)際尺寸-基本尺寸 上偏差=最大極限尺寸-基本尺寸 ES（孔）、es（軸） 下偏差= 最小極限尺寸-基本尺寸 EI（孔）、ei（軸） 2、尺寸公差（公差） 尺寸公差是指尺寸允許的變動(dòng)

27、量。 公差 = 最大極限尺寸-最小極限尺寸 = 上偏差-下偏差 公差與配合 基本尺寸基本尺寸 例：一根軸的直徑為 500.008 基本尺寸： 50 最大極限尺寸： 50.008 最小極限尺寸： 49.992 上偏差 = 50.008 - 50 =+ 0.008 下偏差 = 49.992 50 = -0.008 公差 = 50.008-49.992 = 0.016 或 = 0.008-(-0.008) =0.016 3、零線 零線是在公差帶圖中，確定偏差的一條基準(zhǔn)直線，也叫零偏差 線。 4、公差帶 上偏差 下偏差 零線 基 本 尺 寸 下偏差 上偏差 4、公差帶 在公差帶圖中，由代表上、下偏差兩

28、條直線所限定的一個(gè)區(qū)域稱 為公差帶。 在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，公差帶包括： 公差帶大小 由標(biāo)準(zhǔn)公差確定 公差帶位置 由基本偏差確定 5、標(biāo)準(zhǔn)公差 標(biāo)準(zhǔn)公差就是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所確定的公差，用來(lái)確定公差帶 大小。 6、基本偏差 基本偏差就是用來(lái)確定公差帶相對(duì)于零線位置的上偏差或 下偏差，一般指靠近零線的那個(gè)偏差。它用來(lái)確定公差帶位置。 國(guó)標(biāo)對(duì)孔軸各規(guī)定了28種公差位置，用字母表示，大 寫字母為孔的基本偏差，小寫字母為軸的基本偏差。 基本偏差系列 50B7表示基本 尺寸為 50mm， 公差等級(jí)為7級(jí)， 基本偏差代號(hào)是B 的孔 三. 有關(guān)“配合”的術(shù)語(yǔ)和定義 1、配合 配合就是基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔與軸公差帶之

29、間的 相配關(guān)系。 基孔制：基孔制是基本偏差固定不變的孔公差帶，與不同基 本偏差的軸公差帶形成各種配合的一種制度。 基孔制的孔為基準(zhǔn)孔，它的下偏差為零。基準(zhǔn)孔的代號(hào)為 “H”。 ES EI=0 0 基 本 尺 寸 H 基軸制：基軸制是基本偏差固定不變的軸公差帶，與不同基本 偏差的孔公差帶形成各種配合的一種制度。 基軸制的軸為基準(zhǔn)軸，它的上偏差為零?；鶞?zhǔn)軸的代號(hào)為“h”。 es=0 ei 0 基 本 尺 寸 h 基孔制配合與基軸制配合基孔制配合與基軸制配合 2、配合類型： 間隙配合 過渡配合 過盈配合 1.4 提高加工質(zhì)量與生產(chǎn)率的途徑提高加工質(zhì)量與生產(chǎn)率的途徑 提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和提高生產(chǎn)率

30、，就是提高金屬 切削加工的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 影響切削加工的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的主要因素包括加工質(zhì)量、 生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。 1.4.1 生產(chǎn)率生產(chǎn)率 生產(chǎn)率指在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)合格零件的數(shù)量。 提高生產(chǎn)率的途徑： l縮短基本工藝時(shí)間 l縮短輔助時(shí)間 l縮短其他時(shí)間 1.4.2 刀具角度的合理選擇刀具角度的合理選擇 （一）前角的選擇 1.前角的功用 增大前角能減小切削變形和摩擦，降低切削力、切削溫度， 減少刀具磨損，改善加工質(zhì)量，抑制積屑瘤等。但前角過大會(huì) 削弱刀頭強(qiáng)度和散熱能力，容易造成崩刃。因而前角不能太小， 也不能太大， 應(yīng)有一個(gè)合理數(shù)值。 2.前角的選擇原則 （1）主要根據(jù)工件材料的性質(zhì)選擇 （2）

31、兼顧根據(jù)刀具材料的性質(zhì)和加工性質(zhì) （二）后角、副后角的選擇 (三)主、副偏角的選擇 （四）刃傾角的選擇 1.刃傾角的功用 刃傾角主要影響排屑方向、刀頭強(qiáng)度和切削分力。在斷續(xù) 切削時(shí)，一般采用負(fù)刃傾角以增加刀頭強(qiáng)度，抵抗沖擊。但 負(fù)刃傾角會(huì)使背向力增加，容易引起振動(dòng)。 2.刃傾角的選擇 選擇刃傾角時(shí)，應(yīng)按照刀具的具體工作條件進(jìn)行具 體分析，一般情況可按加工性質(zhì)選取。精車s =0o5o；粗 車s =0o-5o；斷續(xù)車削s-30o-45o； 1.4.3切削用量的合理選擇切削用量的合理選擇 切削用量三要素vc、ap （一）切削用量選擇的基本原則 1. 根據(jù)工件加工余量和粗、精加工要求，選定背吃刀量。

32、2. 根據(jù)加工工藝系統(tǒng)允許的切削力，其中包括機(jī)床進(jìn)給系 統(tǒng)、工件剛度及精加工時(shí)表面粗糙度要求，確定進(jìn)給量。 3. 根據(jù)刀具耐用度，確定切削速度。 4. 所選定的切削用量應(yīng)該是機(jī)床功率允許的。 在選擇切削速度時(shí)，還應(yīng)注意考慮以下幾點(diǎn)： (1) 精加工時(shí),應(yīng)盡量避免積屑瘤和鱗刺的產(chǎn)生區(qū)域； (2) 斷續(xù)加工時(shí),宜適當(dāng)降低切削速度； (3) 加工大型、細(xì)長(zhǎng)、薄壁工件時(shí),應(yīng)選用較低的切削速度； 端面車削應(yīng)比外圓車削的速度高一些； (4) 在易發(fā)生振動(dòng)的情況下,切削速度應(yīng)避開自激振動(dòng)的臨界 速度。 1.4.4 切削液的合理選擇切削液的合理選擇 1切削液的作用 （1）冷卻作用 （2）潤(rùn)滑作用 （3）清洗與

33、防銹作用 2切削液的種類 （1）水溶性切削液 水溶性切削液主要有水溶液、乳化液和 化學(xué)合成液三種。 （2）油溶性切削液 油溶性切削液主要有切削油和極壓切削 油兩種。 （3）固體潤(rùn)滑劑 常用的固體潤(rùn)滑劑是二硫化鉬。 3切削液的合理選用 4切削液的使用方法 1.4.5 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性 工件材料的可切削加工性(machinability)是指 對(duì)某種材料進(jìn)行切削加工的難易程度。它具有一定相 對(duì)性。 一、工件材料切削加工性的評(píng)定指標(biāo) 5）相對(duì)加工性 Kv=60/(60)j 以切削正火狀態(tài)45鋼的60為基準(zhǔn)，寫作（60)j，而 其它工件材料的60與(60)j的比值即為相對(duì)加工性Kv。 當(dāng) Kv 1時(shí)，該材料比45鋼容易切削，例如有色金屬 Kv 3； 當(dāng) Kv 1時(shí)，該材料比45鋼難切削，例如高錳鋼、鈦 合金 Kv 0.65，均屬難加工材料。 二、改善工件材料切削加工性的途徑 可通過熱處理方法，改變材料的金相組織和物理 力學(xué)性能，也可通過調(diào)整材料的化學(xué)成分等途徑。 生產(chǎn)實(shí)際中，熱處理是常用的處理方法。 1-鉆套 2-鉆模板 3-夾具體 4- 支承板 5-圓柱銷 6-開口墊圈 7-螺母 8-螺桿 9-菱形