機(jī)械加工概述

1、一、什么是切削加工一、什么是切削加工 用刀具從原材料（毛坯）上切去多余的金屬層，獲得用刀具從原材料（毛坯）上切去多余的金屬層，獲得幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量都符合要求的零件的生幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量都符合要求的零件的生產(chǎn)方法。產(chǎn)方法。二、切削加工的分類二、切削加工的分類1. 1. 鉗工鉗工1 1 切削加工的分類切削加工的分類 在鉗工工作臺上手持工具進(jìn)行切削加工。加工內(nèi)容：劃線、在鉗工工作臺上手持工具進(jìn)行切削加工。加工內(nèi)容：劃線、鋸削、鏨削、銼削、刮削、鉆孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋等鋸削、鏨削、銼削、刮削、鉆孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋等 2. 2. 機(jī)械加工機(jī)械加工 工人操作機(jī)床進(jìn)行切削加工

2、。工人操作機(jī)床進(jìn)行切削加工。 加工方法：車削、鉆削、銑加工方法：車削、鉆削、銑削、刨削、鏜削、拉削、磨削等削、刨削、鏜削、拉削、磨削等 2 2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素 一、機(jī)床的切削運(yùn)動一、機(jī)床的切削運(yùn)動平面、外圓面、內(nèi)圓面（孔）、錐面、曲面（成形面）平面、外圓面、內(nèi)圓面（孔）、錐面、曲面（成形面） 切削運(yùn)動切削運(yùn)動為了形成零件表面形狀，為了形成零件表面形狀，刀具與工件刀具與工件之間之間 的相對運(yùn)動的相對運(yùn)動。1. 1. 主運(yùn)動：主運(yùn)動：切下切屑最主要的運(yùn)動。切下切屑最主要的運(yùn)動。特點(diǎn)：特點(diǎn)：在整個運(yùn)動系統(tǒng)中在整個運(yùn)動系統(tǒng)中 速度最高、消耗的功速度最高、消耗的功率最大。率最大。主

3、運(yùn)動主運(yùn)動只有一個。只有一個。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。使金屬層不斷投入切削，加工出完整表面所需的運(yùn)動。特點(diǎn)：特點(diǎn)：速度低、消耗的功率小。有一個或多個。速度低、消耗的功率小。有一個或多個。3. 3. 零件上的三個表面零件上的三個表面已加工表面已加工表面加工表面加工表面待加工表面待加工表面nf f已加工表面已加工表面加工表面加工表面待加工表面待加工表面二、切削要素二、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 vc c）m/s在單位時間內(nèi)，工件或刀具沿主運(yùn)動方向的相對位移。在單位時間內(nèi)，工件或刀具沿主運(yùn)動方

4、向的相對位移。d dw wd dm m601000ndvwc6010002rclnv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）2 2）進(jìn)給量（）進(jìn)給量（f f） （mmmm）在單位時間內(nèi)（主運(yùn)動的一個循環(huán)內(nèi)），刀具或工件沿在單位時間內(nèi)（主運(yùn)動的一個循環(huán)內(nèi)），刀具或工件沿進(jìn)給運(yùn)動方向的相對位移。進(jìn)給運(yùn)動方向的相對位移。單位時間的進(jìn)給量單位時間的進(jìn)給量 進(jìn)給速度（進(jìn)給速度（v vf f）nfvf（mm/s）d dm md dw wf fn3 3）背吃刀量背吃刀量（a ap p）（mm）2mwpdda（mm）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

5、被切削刃切削的那一層金屬。指工件上正在被切削刃切削的那一層金屬。即兩個相鄰加工表面之間的那一層金屬。即兩個相鄰加工表面之間的那一層金屬。1 12 2f fa ap pkrkrf fa ap pkrkr1) 1)切削厚度（切削厚度（a ac c） （mmmm）兩相鄰加工表面之間的垂直距離。兩相鄰加工表面之間的垂直距離。a ac cf fa ap pkrkrrckfasin（mm）2)2)切削寬度（切削寬度（a aww） （mmmm）沿主刀刃度量的切削層的長度。沿主刀刃度量的切削層的長度。a aw wrpwkaasin（mm）3)3)切削面積（切削面積（a ac c） （mmmm2 2）wcpca

6、aafa（mm2）3 3 金屬切削刀具金屬切削刀具一、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刀尖切屑流出切屑流出所經(jīng)過的表面。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。刀具上與工件的已加工表面相對的表面。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二、刀具材料二、刀具材料1. 1. 對刀具材料

7、的基本要求對刀具材料的基本要求 較高的硬度。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。有足夠的強(qiáng)度和韌性。 有較好的耐磨性。有較好的耐磨性。 較高的耐熱性。較高的耐熱性。 有較好的工藝性。有較好的工藝性。2. 2. 常用刀具材料常用刀具材料 碳素工具鋼碳素工具鋼c= 0.71.4%c= 0.71.4%；t8t8、t10t10、t10at10a、t12t12等等hrc6165hrc6165特點(diǎn)特點(diǎn)a. a. 淬火后硬度高；淬火后硬度高；hrc6165hrc6165b. b. 價格低；價格低；. .耐熱溫度低；耐熱溫度低；. .淬火后應(yīng)力、變形大

8、。淬火后應(yīng)力、變形大。250300250300應(yīng)用：速度低、形狀簡單的手動工具。如銼刀、鋸條等。應(yīng)用：速度低、形狀簡單的手動工具。如銼刀、鋸條等。 合金工具鋼合金工具鋼me5% me5% ； 9sicr9sicr、crwmncrwmn等。等。hrc6168hrc6168耐熱溫度耐熱溫度 350400350400應(yīng)用：速度低、形狀較復(fù)雜的工具。如絞刀、板牙、絲錐等。應(yīng)用：速度低、形狀較復(fù)雜的工具。如絞刀、板牙、絲錐等。 高速鋼高速鋼高合金鋼。高合金鋼。w=620%w=620%；cr=3.84.4%cr=3.84.4%；v=1.04%v=1.04%hrc6269hrc6269 耐熱溫度耐熱溫度 6

9、00600 v=3050v=3050（m/minm/min）應(yīng)用：各種形狀復(fù)雜、速度中等的刀具。應(yīng)用：各種形狀復(fù)雜、速度中等的刀具。 如鉆頭、銑刀、拉刀、齒輪刀具和其他成形刀具。如鉆頭、銑刀、拉刀、齒輪刀具和其他成形刀具。 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金碳化物碳化物+ +粘結(jié)劑粘結(jié)劑粉末冶金粉末冶金碳化物：碳化物：wcwc、tictic、tactac、nbcnbc粘結(jié)劑：粘結(jié)劑：cocohrc7684hrc7684耐熱溫度耐熱溫度 10001000允許的切削速度是高速鋼的允許的切削速度是高速鋼的410410倍。倍。 鎢鈷類（鎢鈷類（ygyg）：）：wc+cowc+co韌性好、硬度低，切削韌性材料時耐磨性較差

10、。韌性好、硬度低，切削韌性材料時耐磨性較差。適于加工鑄鐵、青銅等脆性材料和粗加工。適于加工鑄鐵、青銅等脆性材料和粗加工。 鎢鈷鈦類（鎢鈷鈦類（ytyt）：）：wc+tic+cowc+tic+co硬度高、耐磨性好、耐熱性好，但韌性較差硬度高、耐磨性好、耐熱性好，但韌性較差 。適于加工韌性材料和精加工。適于加工韌性材料和精加工。 陶瓷材料陶瓷材料hrc9394hrc9394耐熱溫度耐熱溫度 1200145012001450主要用于加工半精加工和精加工高硬度、高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。強(qiáng)度鋼及冷硬鑄鐵等材料。 （6 6） 金剛石刀具金剛石刀具硬度高達(dá)硬度高達(dá)10

11、000hv10000hv 是自然界中最硬的材料。能切削陶瓷、高硅鋁合金、是自然界中最硬的材料。能切削陶瓷、高硅鋁合金、硬質(zhì)合金等難加工材料，還可以切削有色金屬及其合硬質(zhì)合金等難加工材料，還可以切削有色金屬及其合金，但不能切削鐵族材料。因?yàn)樘己丸F元素有很強(qiáng)的金，但不能切削鐵族材料。因?yàn)樘己丸F元素有很強(qiáng)的親和性，加工時碳元素易向工件擴(kuò)散，加快刀具磨損。親和性，加工時碳元素易向工件擴(kuò)散，加快刀具磨損。 常用于切削淬硬鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等，允許常用于切削淬硬鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等，允許的切削速度是硬質(zhì)合金的的切削速度是硬質(zhì)合金的5倍以上。倍以上。 （7 7）立方氮化硼）立方氮化硼硬度達(dá)硬度達(dá)32

12、0032004000hv4000hv耐熱溫度耐熱溫度 1300150013001500耐熱溫度耐熱溫度 1200150012001500三、刀具幾何形狀三、刀具幾何形狀1. 1. 三個輔助平面三個輔助平面 基面基面d dw wd dm mnf f過主刀刃上一點(diǎn)，與過主刀刃上一點(diǎn)，與該點(diǎn)切削速度方向相該點(diǎn)切削速度方向相垂直的平面。垂直的平面。 切削平面切削平面過主刀刃上一點(diǎn)，與該點(diǎn)過主刀刃上一點(diǎn)，與該點(diǎn)加工表面相切的平面。加工表面相切的平面。切削平面切削平面 主剖面主剖面主剖面主剖面過主刀刃上一點(diǎn)，與主刀刃在基面上的投影相過主刀刃上一點(diǎn)，與主刀刃在基面上的投影相垂直的平面。垂直的平面。2. 2.

13、 刀具的主要標(biāo)注角度刀具的主要標(biāo)注角度d dw wd dm mnf f切削平面切削平面主剖面主剖面1) 1) 前角（前角（ 0 0）前刀面和基面前刀面和基面之間的夾角。之間的夾角。在主剖面內(nèi)度量。在主剖面內(nèi)度量。 0 02 2）后角（）后角（ 0 0）主后刀面和切削平面主后刀面和切削平面之間的夾角。之間的夾角。在主剖面內(nèi)度量。在主剖面內(nèi)度量。 0 03 3）主偏角（）主偏角（krkr）4 4）副偏角（）副偏角（krkr）krkrkrkr5 5）刃傾角（）刃傾角（ s s）主切削刃與基面之間的夾角。主切削刃與基面之間的夾角。在切削平面內(nèi)度量在切削平面內(nèi)度量3. 3. 刀具的工作角度刀具的工作角度

14、4. 4. 刀具的結(jié)構(gòu)形式刀具的結(jié)構(gòu)形式1 1）焊接式車刀）焊接式車刀2 2）機(jī)加重磨式車刀）機(jī)加重磨式車刀3 3）機(jī)加可轉(zhuǎn)位式車刀）機(jī)加可轉(zhuǎn)位式車刀四、刀具角度對加工過程的影響四、刀具角度對加工過程的影響1. 1. 前角（前角（ 0 0）作用作用 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。 0 0選擇：選擇：加工塑性材料和精加工加工塑性材料和精加工取大前角

15、（取大前角（ ） 0 0加工脆性材料和粗加工加工脆性材料和粗加工取小前角（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。高速鋼車削碳鋼：高速鋼車削碳鋼： 0 0=20=200 030300 0硬質(zhì)合金車削碳鋼：硬質(zhì)合金車削碳鋼： 0 0=10=100 020200 02. 2. 后角（后角（ 0 0）作用：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

16、工件的加工精度和表面質(zhì)量。 0 0 0選擇：選擇：加工塑性材料和精加工加工塑性材料和精加工取大后角（取大后角（ ） 0 0加工脆性材料和粗加工加工脆性材料和粗加工取小后角（取小后角（ ） 0 0后角（后角（ 0 0）只能是正的。）只能是正的。精加工：精加工： 0 0= 8= 80 012120 0粗加工：粗加工： 0 0= 4= 40 0880 03 . 3 . 主偏角（主偏角（kr kr）改善切削條件，提高刀具壽命改善切削條件，提高刀具壽命。作用：作用：減小減小kr：當(dāng)當(dāng)a ap p、f f 不變時，則不變時，則 a aw w 、a ac c 使切削條件得到改善，提高了刀具壽命。使切削條件得到改善，提高了刀具壽命。nf fd dw wd dm mkrkrkrkra ap p選擇系統(tǒng)剛性好：取較小的系統(tǒng)剛性好：取較小的krkr。10100 030300 0、45450 0。系統(tǒng)剛性差：取較大的系統(tǒng)剛性差：取較大的krkr。60600 0、75750 0、90900 0。但減小但減小krkr fyfy 、fxfx ，加大工件的變形，加大工件的變形撓度，使工件精度降低。撓度，使工件精度降低。同時，容易引起系統(tǒng)振同時，容易引起系統(tǒng)振動。動。4 . 4 . 副偏角（副偏角（kr kr）最終形成已加工表面最終形成已加工表面。作用：選擇：在不產(chǎn)生振