南航大現(xiàn)代加工技術復習

1、切削加工技術1. 現(xiàn)代加工技術的發(fā)展趨勢：追求更高的加工精度、以高速實現(xiàn)高品質(zhì)加工、微細與納米加工快速發(fā)展、追求加工智能化、更加注重加工的綠色化2. 切削加工技術正朝著高速、高效、精密、微細、智能、綠色的方向發(fā)展3. 切削加工是指采用具有規(guī)則形狀的刀具從工件表面切除多余材料，從而保證在幾何形狀、尺寸精度、表面粗糙度以及表面層質(zhì)量等方面均符合設計要求的機械加工方法4. 切削用量是指刀具及工件的運動速度以及刀具切入工件內(nèi)部的深度5. 外圓車刀切削部分的構成：前刀面：切削流經(jīng)的表面主后刀面：與工件過渡表面相對的表面副后刀面：與工件上已加工表面相對的表面切削用量三要素：切削速度、進給量和切削深度刀具靜

2、止坐標系：基面：通過主切削刃選定點，垂直于假定主運動方向的平面切削平面：通過主切削刃選定點，與切削刃相切并垂直于基面的平面主剖面：通過主切削刃選定點，與基面和切削平面都垂直的平面刀具角度標注:主剖面內(nèi)測量:前角：前刀面與基面的夾角 前角越大刀具越鋒利，切削力越小，但同時刀刃部位強度 和散熱性能下降后角：主后刀面和切削平面的夾角 它使主后刀面和過渡平面之間的摩擦減小，但后角 過大，也會使刀刃強度下降楔角：前刀面和后刀面的夾角基面投影上測量：主偏角：主切削刃與進給方向在基面投影上的夾角選用不同的主偏角能夠改變切削力的方向和大小，并改變切削厚度和切削寬度的比例副偏角：副切削刃與進給方向在基面投影上的

3、夾角選用不同的副偏角會影響加工表面粗糙度刀尖角：主切削刃和副切削刃在基面上投影的夾角切削平面內(nèi)測量：刃傾角：主切削刃與基面的夾角6. 切削層參數(shù)：切削厚度、切削寬度、切削面積7. 切削加工過程中被切除的多余材料成為切削8. 切削的類型：帶狀切屑、擠裂切屑、單元切屑、崩碎切屑9. 剪切面0M切削速度方向的夾角稱為剪切角10. 剪切角與切削變形有著十分密切的關系。 剪切角若減小，切削便變短變厚，變形系數(shù)便增大11. 剪切角理論公式：當前角 增大時，剪切角隨之增大，變形減小?？梢娫诒ＷC切削刃強度的前提下，增大刀具前角對改善切削過程是有利的；當摩擦角 增大時，剪切角隨之減小，變形增大。因此在低速切削時

4、，采用切削液以減 小前刀面上的摩擦因數(shù)是十分重要的。12. 積屑瘤：在切削塑性材料時，往往在前刀面緊靠刃口處黏結(jié)著一小塊很硬的金屬楔塊，這個楔塊稱為積屑瘤13. 積屑瘤的作用：積屑瘤形成后，代替切削刃和前刀面進行切割，有保護切削刃、減輕前刀面以及后刀面摩擦的作用。 但是當積屑瘤破裂脫落時，切屑底部和工件表面帶走的積 屑瘤碎片，分別對前刀面和后刀面有機械擦傷作用。當積屑瘤從根部完全脫落時，將對 刀具表面產(chǎn)生黏結(jié)磨損。 積屑瘤生成后刀具的實際前角增大， 減少了切削變形降低了切 削力。14. 鱗刺：在切削一些塑性金屬時，若在較低的或中等的切削速度下，使用高速鋼、硬質(zhì)合 金或陶瓷刀具，工件的加工表面上

5、可能會出現(xiàn)鱗片狀、有裂口的毛刺，稱之為鱗刺。鱗刺形成原因是在較低的切削速度下形成擠裂切屑和單元切屑時，切削與前刀面的摩擦力發(fā)生周期性變化，促進切屑在前刀面上周期地停留15. 鱗刺形成的四個階段：擦拭階段、導裂階段、層積階段、切頂階段16. 防止鱗刺產(chǎn)生的措施：減小切削厚度；采用潤滑性能好的極壓切削油，同時話當降低切削速度；采用硬質(zhì)合金或高硬度刀具，進行高速切削；若果切削速度提高收到限制，可以采用加熱切削或振動切削等措施17. 零件加工表面完整性包含兩方面內(nèi)容：與表面紋理組織有關的部分、 與表面層物理特性有關的部分18. 切削分力：主切削力Fz、切深抗力Fy、進給抗力FX19. 切削力的測量：機

6、械式、液壓式、電測式壓電式測力儀的原理是利用某些非金屬材料的壓電效應，即當受外力作用時壓電材料表面將產(chǎn)生電荷，電荷的多少僅與所施外力的大小成正比20. 切削力的經(jīng)驗公式：影響因素：1工件材料的影響：工件材料的強度、硬度越高，切削力越大；在強度硬度相近的情況 下，材料塑性越大，韌性越大，則切削力也越大2切削用量的影響：切削力隨著切削深度增長一倍約增長一倍，而進給量增長一倍切削 力增長不足一倍。在中高速下切削力一般隨著切削速度增大而下降，在低速范圍內(nèi)，切 削力隨切削速度的增大而減小，達到最低點后，又逐漸增加，然后達到最高點后再度逐 漸減小。這樣的規(guī)律是有積屑瘤造成的。3刀具幾何參數(shù)的影響：前角：前

7、角越小，切入工件越難，切削層變?yōu)榍邢鞯淖冃卧酱?，主切削力越大主偏角：對切削力的影響不大，主要是影響切削力的作用方向，即Fy和FZ的比值刃傾角：對主切削力的影響較小，當刃傾角由正變負時，F(xiàn)y將增大FX將減小刀尖圓弧半徑：在其他條件一定情況下，半徑增大，F(xiàn)Z變化不大，F(xiàn)y增大，F(xiàn)X減小4 其他因素：刀具材料 主要通過摩擦系數(shù)影響切削力后刀面磨損越大，切削力越大刀具的前后刀面刃磨質(zhì)量越好，切削力越小使用潤滑性能好的切削液21. 切削溫度經(jīng)驗公式：22. 切削溫度影響因素：1 切削用量的影響切削速度 切削速度提高后，切削溫度上升顯著，有時會超過工件材料的熔點進給量 進給量增加，切削溫度上升，但上升速度

8、緩慢切削深度 切削深度增加，切削溫度上升不明顯2 刀具幾何參數(shù)的影響：前角 前角增大，切削變形小，切削溫度隨前角增加而減小 主偏角 主偏角增大， 切削刃長度變小， 散熱條件差， 切削溫度隨主偏角增大而升高3刀具磨損的影響:刀具磨損后，切削溫度升高4工件材料的影響：強度極限越高，特別是高溫強度越高，導熱系數(shù)越差，切削溫度越高5切削液的影響：使用切削液可以降低切削溫度23. 刀具材料應具備的特性：高硬度和高耐磨性、足夠的強度和沖擊韌性、高耐熱性、良好的工藝性和經(jīng)濟性24. 常用的刀具材料：工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、超硬刀具材料（主要使用）25. 刀具磨損的分類：前刀面磨損（月牙洼磨損）、后刀

9、面磨損、邊界磨損26. 刀具磨損的機理：機械磨損（磨料磨損）、黏結(jié)磨損、擴散磨損、氧化磨損27. 刀具耐用度：刀具磨鈍標準是刀具磨損程度的某一臨界值，當磨損超過該值時，則刀具不得繼續(xù)使用?？煞譃樯a(chǎn)現(xiàn)場用磨鈍標準和刀具耐用度試驗用磨鈍標準。刀具耐用度是指一把新刀從開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止總的切削時間，或者說刀具兩次刃磨之間總的切削時間，一般以T表示28. 刀具耐用度和切削用量經(jīng)驗公式：29. 高速切削定義：通常把切削速度比常規(guī)高出 510倍以上的切削加工叫做高速切削或超高速切削30. 高速切削的優(yōu)勢：提高機床生產(chǎn)率、有利于提高薄壁細肋件等剛性差零件的高速精密加工、適合加工容易熱變形的

10、零件、可加工出非常精密非常光潔的零件、可以提高零件加 工表面質(zhì)量、大幅度降低加工成本31. 高速切削工藝技術包括切削參數(shù)、切削路徑、刀具材料以及刀具幾何參數(shù)的選擇等32. 精密切削加工是指加工精度和表面質(zhì)量達到極高程度的加工工藝磨削加工技術1. 磨削加工是指用固結(jié)磨具對工件進行切除的加工方法。常用的固結(jié)磨具有：砂輪、油石、紗布、砂帶等2. 磨削加工有以下特點：1砂輪表面磨粒的分布及其刃口形狀均處于隨機狀態(tài)2磨削速度很高，一般在3050ms,是車、銑速度的1020倍3磨粒的切削刃和前（后）刀面的形狀極不規(guī)則4普通磨粒在磨削力作用下，會產(chǎn)生開裂和脫落，會形成新的銳利刃5磨削時單個磨粒的切削厚度可小

11、到幾微米，故易于獲得高加工精度和較小表面粗糙度 值6由于多數(shù)磨粒切削刃具有極大的負前角和較大的刃口半徑，使徑向磨削力 Fy遠大于 切向磨削力Fz,加劇工藝系統(tǒng)變形，造成實際磨削深度常小于名義磨削深度3. 磨具：凡是用以進行磨削、研磨和拋光的工具統(tǒng)稱為磨具4. 固結(jié)磨具是 指通過某種方式將磨料固定住， 具有固定形狀的磨具， 其中砂輪是使用較廣 的固結(jié)磨具。 它由 磨粒、結(jié)合劑和氣孔（有時沒有）組成。 其特性主要由 磨粒、粒度、 結(jié)合劑、硬度和組織決定。磨粒：應具有很高的硬度、 耐熱性和一定的韌性。 常用的磨料有氧化物系磨料 （Al2O3）， 碳化物系磨料（SiC ,碳化硼），高硬磨料系磨粒（人造

12、金剛石，立方氮化硼 CBN粒度：按顆粒尺寸大小分為 37 個粒度號 結(jié)合劑：作用在于將磨料黏結(jié)起來，使砂輪具有一定形狀和強度（陶瓷結(jié)合劑，樹脂結(jié) 合劑，橡膠結(jié)合劑，金屬結(jié)合劑）硬度：砂輪硬度是指砂輪上磨粒受力后自砂輪表面脫落的難易程度。 （工件硬度高選擇 較軟的砂輪）組織：砂輪的組織表示砂輪中磨料、結(jié)合劑、氣孔三者的比例關系。 磨料的比例越大， 砂輪組織越緊密，則氣孔越少。反之，磨料的比例越小，則組織越松，氣孔越多。 （緊 密，中等，疏松三級。組織號越小，磨料占比越大，表明組織越緊密，氣孔越少）5. 砂輪磨損磨粒損耗： 磨粒的鈍化、磨粒的破碎、磨粒的脫落砂輪失效： 砂輪工作表面變鈍、砂輪工作表

13、面堵塞、砂輪輪廓畸變6. 砂輪耐用度 T 是砂輪相鄰兩次修整間的磨削時間，也可以是磨削的工件個數(shù)單位時間內(nèi)磨粒去除工件材料的體積與砂輪磨耗體積之比成為磨削比，以Gr 表示：Gr=QwQs砂輪損耗率GS與磨削比Gr成反比，是切除單位體積材料所消耗砂輪體積7. 砂輪修整技術：修整是整形和修銳的總稱。 整形是使砂輪具有一定精度要求的幾何形狀； 修銳是去除磨粒間的結(jié)合劑，使磨粒突出結(jié)合劑一定高度（一般磨粒尺寸的 1/3 左右）8. 磨削運動包括 主運動、徑向進給運動、軸向進給運動和工件旋轉(zhuǎn)或直線運動四種形式。主運動：砂輪回轉(zhuǎn)運動（會計算）徑向進給運動：砂輪切入工件的運動稱為徑向進給運動軸向進給運動：工

14、件相對于砂輪沿軸向的運動稱為軸向進給運動工件圓周（或直線）進給運動9. 磨削過程：磨粒形狀：頂尖角： 90° 120°，切削時基本是負前角，同時其尖部均有鈍圓磨屑形成過程： 單個磨粒的磨削過程大致分為 滑擦、刻劃和切削三個階段滑擦階段： 磨粒僅在工件表面滑擦而過，只產(chǎn)生彈性變形，不產(chǎn)生切屑 刻劃階段：材料表層產(chǎn)生塑性流動與隆起， 因磨粒的切削厚度未達到形成切屑的臨界值， 而不能形成切屑切削階段： 形成切削沿前刀面流出10. 單個磨粒最大切削厚度公式當單個磨粒最大切削厚度增大時，單位時間內(nèi)金屬切除量將增多，即磨削效率將提高，但將導致磨粒與砂輪過度磨損和加工表面質(zhì)量下降。因此，

15、在提高加工效率的角度看，在機床和砂輪允許的情況下，提高砂輪轉(zhuǎn)速最有利，因為增大Vs,使參加工作的磨粒數(shù)增加，從而使每顆磨粒的切削厚度減小。另外，在機床剛度好較好的條件下，增大fr可減少走刀往復次數(shù)，也是行之有效的措施，這就是生產(chǎn)中的深磨法。11. 砂輪磨削區(qū)溫度是砂輪去工件接觸區(qū)的平均溫度12. 磨削燒傷區(qū)分：根據(jù)燒傷外觀區(qū)分（全面燒傷、斑狀燒傷、線條狀燒傷），根據(jù)表層顯 微組織變化的性質(zhì)區(qū)分（回火燒傷、淬火燒傷、退火燒傷）13. 控制磨削燒傷的措施：1合理選取磨削用量（當磨削深度 ap增大時，發(fā)熱量增大，會使工件表面溫度隨之升 高，燒傷程度加大，故不能選的太大。當橫向進給量 fa增大時，磨削

16、區(qū)表面溫度降低。 當工件速度VW增大時可以減輕磨削表面的燒傷，提高生產(chǎn)率，但會導致表面粗糙度增 高）2正確選擇砂輪3合理采用冷卻方式14. 高速磨削是通過提高砂輪線速度來達到提高磨削效率和磨削質(zhì)量的工藝方法。15. 高速深切磨削：以砂輪高速、高進給速度和大切深為只要特征的高效深磨技術 是高速磨 削在高效加工方面的最新應用16. 精密磨削是指在精密磨床上，選擇細粒度砂輪，并通過對砂輪的精細修整，使磨粒具有 微刃性和等高性，磨削后，使被磨削表面所留下的磨削痕跡極其微細、殘留高度極小， 再加上無火花磨削階段的作用，獲得加工精度高和表面粗糙度低的表面磨削方法17. 緩進給磨削的基本特點是 大磨削深度、

17、緩進給速度18. 在緩進給磨削時，必須采取特殊的工藝方法，如 連續(xù)修整，強化換熱，大氣孔砂輪等19. 緩進給磨削加工的特點：1 磨削深度大，砂輪與工件接觸弧較長，比一般往復磨削接觸弧長1020 倍2 大切深，一次進給3 緩進給磨削應配有強冷卻4 生產(chǎn)效率高5 加工難加工材料6 磨削光潔度、精度高，表面質(zhì)量好7 磨床功率要大20. 砂帶磨削是 根據(jù)工件形狀以相應的接觸方式使運動著的砂帶與工件接觸進行磨削的一種工藝方法21. 砂帶磨削的過程： 滑擦、耕犁、切削22. 砂帶主要由 基體、結(jié)合劑和磨料組成23. 砂帶磨削分類：接觸輪式、支承板式、自由接觸式、自由浮動接觸式24. 砂帶磨削的工藝特點：

18、生產(chǎn)效率高、磨削比能低、磨削質(zhì)量好電加工技術1. 電火花加工又稱放電加工（EDM,是用過導電工件和工具電極之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余材料，以達到對工件尺寸、形狀及表面質(zhì)量要求的加工技術。2. 電火花腐蝕的四個連續(xù)階段：1 極間介質(zhì)的擊穿與放電2 介質(zhì)熱分解、電極材料熔化與氣化熱膨脹3 電極材料的拋出4 極間介質(zhì)的消電離3. 電腐蝕去除材料必須具備的條件：1 放電形式必須是瞬時的脈沖性放電2 火花放電必須在有較高絕緣強度的液體介質(zhì)中進行3 必須有足夠的脈沖放電強度4 工具電極和工件表面間必須保持一定的放電間隙4. 電化學加工過程在陰陽極表面產(chǎn)生得失電子的化學反應叫做電化學反應。

19、陽極金屬原子失去電子而成為 正離子進入溶液的現(xiàn)象稱為電解蝕除， 即電解加工； 而溶液中的陽離子由于得電子在陰 極上沉積的現(xiàn)象稱為鍍覆沉積，即電鑄加工。5. 電極的極化濃差極化電化學極化鈍化和活化6. 電火花加工技術： 電火花穿孔成形加工、電火花線切割、電火花磨削和鏜磨、電火花 同步共軛回轉(zhuǎn)加工、電火花高速小孔加工、電火花表面強化與刻字7. 電火花線切割加工（WED）是電火花加工基礎上發(fā)展起來的一種新的工藝形式，是用 線狀電極 靠火花放電對工件進行切割8. 影響加工精度的主要因素有 放電間隙和工具電極損耗及穩(wěn)定性9. 電解加工中，電解液的主要作用：1 作為導電介質(zhì)傳遞電流2 在電場作用下發(fā)生電化

20、學反應，使陽極溶解得以順利而有控制的進行3 將加工間隙內(nèi)產(chǎn)生的產(chǎn)物及熱量及時帶走，起更新和冷卻的效果10. 電解液可分為三類：NaCl電解液、NaN03解液（鈍化型電解液）、NaCIo3電解液11. 電鑄加工是 利用金屬在電解液中產(chǎn)生陰極沉積的原理獲得制件的特種加工方法12. 電鑄溶液的要求：1 沉積速度快2 成分簡單便于控制3 對溶液的凈化處理要求高4 能獲得均勻的電鑄層13. 常用電鑄溶液： 銅的電鑄溶液、鎳的電鑄溶液、鐵的電鑄溶液高能束流加工技術1. 高能束流加工是 以具有很高能量密度的束流， 通過一定的裝置在空間傳輸并在工件表面 聚焦，從而去除工件材料或完成其它用途2. 激光束加工 是把具有足夠能量的激光束聚焦后照射到所加工材料的適當部位， 在極短的 時間內(nèi)，光能轉(zhuǎn)換為熱能，被照部位迅速升溫，材料發(fā)生氣化、熔化、金相組織變化以 及產(chǎn)生相當大的熱應力，從而實現(xiàn)工件材料去除、連接、改性或分離等加工3. 激光束加工工藝及其應用： 激光打孔、激光切割 （切割速度，焦點位置，輔助氣體，激 光功率）4. 電子束加工 是利用高能電子束流轟擊材料， 使其產(chǎn)生熱效應或輻射化學和物理效應， 以 達到預定的工藝目的5. 電子束加工工藝及應用： 電子束打孔、電子束焊接、電子束