切削技能材料

1、6.1概述在現(xiàn)代機(jī)器制造中，切削加工占全部機(jī)器制造工作量的三分之一。為了生產(chǎn)出合格的機(jī)器和裝置，利用切削工具從工件或毛坯上切除多余的材料，以獲得尺寸、形狀、位置和粗糙度完全符合圖樣要求的零件的加工方法稱為切削加工。一、切削加工的分類切削加工方法分為機(jī)械加工和人工加工兩大類。1、機(jī)械加工（機(jī)工）機(jī)械加工是由人工操作機(jī)床來完成工件的切削加工。常用的切削加工方法有：車削、銃削、刨削、磨削、鉆削等，如圖6-1所示個(gè)期他）骷市idRMI泗U】卅巾I圖6-1切削加工的主要方法2、人工加工（稱鉗工）一般是通過人工手持工具切削加工工件，常用的鉗工切削加工方法有：鋸削、鋰削、塞削、舌U削、研磨、鉆孔、攻絲、套絲

2、等。由于它使用工具簡單，加工靈活，是裝配修理中不可缺少的加工方法，在現(xiàn)代加工中，鉗工的加工方法也朝著機(jī)械化的方向發(fā)展。二、切削加工的切削運(yùn)動(dòng)在機(jī)加工中，不管采用哪種機(jī)床加工，刀具與工件之間都應(yīng)有相對運(yùn)動(dòng)。由于切削過程中的作用不同，可以將它們分為兩大類運(yùn)動(dòng)，即：主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1、主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是提供切削最基本的運(yùn)動(dòng)，它是切削過程中機(jī)床消耗動(dòng)力最大的運(yùn)動(dòng)，速度最高的運(yùn)動(dòng)，而且在切削加工中，主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。例如：車削中的工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；銃加工中的刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；牛頭刨加工中刀具往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；磨削加工中砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指提供連續(xù)切削的運(yùn)動(dòng)，也就是當(dāng)主運(yùn)動(dòng)完成一個(gè)切削周期以后，使工

3、件多余材料不斷被切除的工作運(yùn)動(dòng)。在切削加工中，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有一個(gè)或幾個(gè)。例如：車床車削中車刀的移動(dòng)；銃床銃削中工件的水平移動(dòng)；牛頭刨床刨平面時(shí)工件的間歇移動(dòng)；平面磨床磨削中工件的往復(fù)移動(dòng)；鉆床鉆削中鉆頭的移動(dòng)。三、切削加工的切削三要素Vfa。切削過程中的三要素是指：切削速度、切削深度（吃刀量）、進(jìn)給量的根據(jù)不同的加工，選擇不同的切削要素。例如：車削、銃削、刨削的切削三要素，如圖6-2所示,V、切削速度1c即刀具在工件表面切單位時(shí)間內(nèi)工件和刀具在主運(yùn)動(dòng)方向相對移動(dòng)的距離，或m/s）削的線速度（m/min車削、鉆削和銃削的切削速度為：兀Dn（m/min=Vc）1000磨削的切削速度為：九Dn=V（m/

4、s）c1000x60刨削的切削速度為：Ln2（m/minr=Vc）1000式中D為工件待加工表面或刀具砂輪切削處的最大直徑（mm；n為工件、刀具、砂輪的轉(zhuǎn)速（r/min）；n牛頭刨床刨刀每分鐘往復(fù)次數(shù)（str/min）；1L牛頭刨刀的往復(fù)行程長度（mm。f）、進(jìn)給量（2切削加工過程中，主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)或單位時(shí)間內(nèi)刀具與工件沿進(jìn)給方向相對移動(dòng)的距離。例如：車削中工件旋轉(zhuǎn)一圈，車刀沿工件進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（mm/r）；銃削中進(jìn)給量為工件每分鐘沿工件進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（mm/mir）；刨削中進(jìn)給量由往復(fù)一次沿工件進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（mm/str）。a、切削深度3P為工件待加工表面與工件已加工表面之間

5、的垂直距離。dD=ap2零件加工的技術(shù)要求6.2為了達(dá)到機(jī)器設(shè)才能生產(chǎn)出合格的機(jī)器。按照設(shè)計(jì)要求加工出來的零部件，零部件的技術(shù)要求有對各種零部件提出不同的技術(shù)要求，備的性能和使用壽命，以下幾個(gè)方面：、表面粗糙度1切削的過程，就是擠壓變形的過程。由于擠壓、摩擦等原因，使已加工的表會(huì)發(fā)現(xiàn)它們高低不平，通過放大，面質(zhì)量受到不同的影響?？此品浅９饣谋砻?，表面粗糙度評定參數(shù)，微小峰谷的高低程度和間距為表面粗糙度。有微小的峰谷，pmR常用輪廓算術(shù)平均值，其單位為a國家標(biāo)準(zhǔn)GB3505-83,GB10383,GB13-83中詳細(xì)規(guī)定了表面粗糙度的R值如表6-1所示各種參數(shù)及其數(shù)值。所采用的加工方法能達(dá)到的

6、表面粗糙度aR值的對應(yīng)表常用切削方法與加工表面粗糙值表6-1aR/pm舊國標(biāo)的光潔表面特征加工方法a度*rm-ero.：i/1可見明顯刀痕粗加工：車、銃、）50（刨、鏈、鉆孔。盥削用一般篇2可見刀痕25()3微見刀痕，)12.5(1半精加工：車、可見加工痕跡4,)6.3(銃、仰J、鏈。,5微見加工痕跡,)3.2(精加工：車、銃、6不見加工痕跡,1.6()刨、鏈。.7可辨加工方向粗加工磨，0.8()8微辨加工痕跡方向精加工磨IIII()0.4V不辨加工痕跡方向9.)0.2(按表面光澤判斷精密加工100.10.008IIII11I1I埒14(鏡面)(一、精度是指零件在切削加工后，其尺寸、形狀等參數(shù)

7、的實(shí)際數(shù)值同它們的絕對準(zhǔn)確的理論數(shù)值相符合的程度。相符合的程度愈高，加工精度就愈高。精度包括：1、尺寸精度尺寸精度是指加工零件實(shí)際尺寸與理想公稱尺寸的精確程度，尺寸精度是由尺寸公差來決定的。尺寸公差是加工中尺寸的變動(dòng)范圍，同一尺寸的零件，公差變動(dòng)愈小，尺寸的精度愈高，公差變動(dòng)大，尺寸精度愈底。國家標(biāo)準(zhǔn)GB1800-79至GB1804-79將尺寸精度的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)分為20級(jí)分別用IT01,IT0,IT2IT18表示，IT01公差值最小，尺寸精度最高。R值越小。但是表面粗糙度值小，尺寸精度尺寸精度愈高，其表面粗糙度a卻不一定高。我們常見的外科手術(shù)刀、剪刀具表面很光潔，粗糙度很小，但外形尺寸卻不精確

8、。2、形狀精度僅僅只有精確尺寸和較低粗糙度，還不能滿足機(jī)械設(shè)備的裝配要求，對零件的形狀和相互的位置也要提出相應(yīng)要求，也稱形狀精度，以圖6-3為例。以上零件的尺寸都在尺寸公差范圍以內(nèi)，但這八種形狀組成了八種形狀精度。在機(jī)械的裝配中，它們對機(jī)械的使用效果會(huì)產(chǎn)生不同的影響。所以對零件的形狀精VV圖6-3軸的形狀示例度要用六種參數(shù)加以控制o零件的形狀精度是指零件上的線、面要素相對理想形狀的準(zhǔn)確程度，它可以用形狀公差來控制。國標(biāo)中GB1182-80至GB1184-80規(guī)定了六項(xiàng)形狀公差。其符號(hào)見表6-2表6-2形狀公差的名稱及符號(hào)弋3、位置精度零件點(diǎn)、線、面的準(zhǔn)確位置與實(shí)際位置的誤差稱為位置精度。加工中

9、由于各種因素造成誤差是不可避免的。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB1182-80和GB1184-80規(guī)定，相互位置精度用位置公差來控制，位置公差共有8項(xiàng)，位置公差的名稱及符號(hào)見表6-3。表6-3位置公差的名稱及符號(hào)零部件技術(shù)要求的部分標(biāo)注示例，如圖6-4所示。6.3切削刀具及材料金屬切削過程中，刀具是完成切削加工余量的工作，刀具切削部分的材料和刀具的幾何形狀、角度直接影響零件的質(zhì)量。一、刀具材料的性能要求：在刀具切削過程中，刀具承受很大的劑壓、摩擦及高溫的切削熱，由于加工工件的不同，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)，因此對切削刀具的材料，提出了以下的性能要求。1、硬度：刀具材料的硬度要高于工件材料硬度，常溫下一般要大于6

10、2HRC以上。2、耐磨度：抵抗切削加工中的磨損。3、強(qiáng)度和韌性：能承受切削中的切削力、沖擊和振動(dòng)，防止刀具產(chǎn)生斷裂及崩刃。4、熱硬性：是指在高溫下仍然保持刀具切削硬度。5、工藝性：便于制造。包括鍛造、軋制、焊接、切削加工和熱處理的工藝性要求。6、化學(xué)穩(wěn)定性：切削中不易與被加工的材料產(chǎn)生化學(xué)、氧化反應(yīng)，不粘結(jié)。二、刀具材料的種類：刀具材料種類很多，主要有工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金鋼石、立方氮化硼等。常見刀具材料主要性能牌號(hào)用途見表6-4表6-4舉用刀具材料主要性能牌號(hào)及用途抗彎硬度（淬火熱硬/常用牌用MPa1切削速度不T8A的刀具（手64HRC6T10A2.8的鋰刀鋸條2.2081-83

11、HRAT12A切削速度不9CrSi手動(dòng)復(fù)雜刀65HRC25CrWMn絲錐、板牙2.82.（830CrW5較83.5HRA用于復(fù)雜的動(dòng)刀具，如W18Gr4V5470HRC.頭、較刀、4.5W6Mo5Cr4V2（887HRA0刀、齒輪刀YG3做成刀片焊YG6YG8上，如車刀（鑄鐵加工頭銃刀刀頭894HRC包I刀刀頭2.50.YT5（7100082HRAYT15金鈦YT30鉆加精的鋼（類工）磨削加工概述9.1磨削就是利用高速旋轉(zhuǎn)的磨具（砂輪、砂帶、磨頭等）從工件表面切削下細(xì)微切屑的加工方法。1.1磨削加工的特點(diǎn)在機(jī)械制造業(yè)中，磨削加工是對工件進(jìn)行精密加工的主要方法之一。磨削加工具有以下特點(diǎn)：1）切削

12、速度高磨削加工時(shí)，砂輪以10003000m/min的高速旋轉(zhuǎn)，由于切削速度很高，產(chǎn)生大量的切削熱，工件加工表面溫度可達(dá)1000c以上。為防止工件材料在高溫下發(fā)生性能改變，在磨削時(shí)應(yīng)使用大量的冷卻液，降低切削溫度，保證加工表面質(zhì)量。2）多刃、微刃切削磨削用的砂輪是由許多細(xì)小的硬度很高的磨粒用結(jié)合劑粘結(jié)而成，砂輪表面每平方厘米的磨粒數(shù)量為601400顆，每個(gè)磨粒的尖角相當(dāng)于一個(gè)切削刀刃，形成多刃、微刃切削。3）加工精度高，表面質(zhì)量好由于磨粒體積微小，其切削厚度可以小到幾微米，所以磨削加工的精度較高，可達(dá)IT6-IT5級(jí)，表面質(zhì)量較好，表面粗糙度Ra值可達(dá)0.20.8m,高精度磨削時(shí)Ra值可達(dá)0.0

13、080.14）磨粒硬度高砂輪的磨粒材料通常采用AlO、SiC、人造金剛石等硬度極高的材料，因此32磨削不僅可以加工碳鋼、鑄鐵和有色金屬等常用金屬材料，而且可以加工其它切削方法不能加工的各種硬材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金、超硬材料、寶石、玻璃等。5）磨削不宜加工較軟的有色金屬一些有色金屬由于硬度低而塑性很好，砂輪進(jìn)行磨削時(shí)，磨削會(huì)粘在磨粒上而不脫落，很快將磨?？障抖氯?，使磨削無法進(jìn)行。1.2磨削加工的范圍磨削的加工范圍很廣，用于粗加工時(shí)，主要用于材料的切斷、倒角、清除工件的毛刺、鑄件上的澆、冒口和飛邊等工作，如圖9-1所示。用于精加工時(shí)，可磨削零件的內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面和平面，還可加工螺紋、齒輪、

14、葉片等成形表面。.磨內(nèi)圓磨外圓磨平面磨螺紋磨花鍵磨齒輪圖9-1磨削加工范圍砂輪簡介9.29-2砂輪是磨削加工中最常用的磨具，由許多極硬的磨粒材料經(jīng)過結(jié)合劑粘結(jié)所示。磨料、結(jié)合劑和孔隙構(gòu)成砂輪結(jié)構(gòu)的三要素。磨而成的多孔體，如圖孔隙在磨削中起散結(jié)合劑使砂輪具有一定的形狀、硬度和強(qiáng)度，料起切削作用,熱和容納磨屑的作用。圖砂輪的結(jié)構(gòu)9-29.2.1砂輪的特性砂輪特性包括磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等。、磨料1磨料是砂輪的主要成分，直接擔(dān)負(fù)切削工作。磨料在磨削過程中承受著強(qiáng)烈耐熱性和相當(dāng)?shù)捻g性。強(qiáng)度、的擠壓力及高溫的作用，所以必須具有很高的硬度，所示。9-1常用的磨料的種類、代號(hào)及應(yīng)用如表

15、常用的磨料種類、代號(hào)、性能及應(yīng)用9-1表磨料名稱代號(hào)性能應(yīng)用磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵等A棕剛玉硬度較高，韌性較好磨削淬硬鋼、高速鋼等白剛玉WA磨削鑄鐵、黃銅、鋁合金等黑色碳化硅C硬度高，韌性導(dǎo)熱性較好差、磨削硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷等綠色碳化硅GC磨削高溫合金、不銹鋼等立方氮化硼SD硬度很高磨削硬質(zhì)合金、寶石等CBNA造金剛石、粒度2平方英寸1粒度是指磨料顆粒的大小，即粗細(xì)程度。粒度用篩選法分類，以.的篩子上的孔眼數(shù)來表示，粒度號(hào)越大，磨粒越細(xì)。直徑很小的磨粒稱為微粉，微粉用顯微測量法測量到的實(shí)際尺寸來表示。粒度號(hào)標(biāo)準(zhǔn)依照國家標(biāo)準(zhǔn)GB2481.1.1-1998和GB2481.1.2-1998分3

16、7個(gè)粒度號(hào)，F(xiàn)4F220為粗磨粒，F(xiàn)230F1200為微粉。為提高磨削加工效率和加工表面質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的粒度號(hào)砂輪。在磨削較軟材料或粗磨時(shí)，應(yīng)選用粒度號(hào)小的粗砂輪，精磨或磨削較硬材料時(shí)應(yīng)選用粒度號(hào)大的細(xì)砂輪。3、結(jié)合劑結(jié)合劑將磨粒粘結(jié)在一起，并使砂輪具有一定的形狀。砂輪的強(qiáng)度、耐熱性、耐沖擊性及耐腐蝕性等性能都取決于結(jié)合劑的性能。常用的結(jié)合劑有陶瓷結(jié)合劑（代號(hào)為V）、樹脂結(jié)合劑（代號(hào)為B）和橡膠結(jié)合劑（代號(hào)為R）。陶瓷結(jié)合劑由于耐熱、耐水、耐油、耐酸堿腐蝕，且強(qiáng)度大，應(yīng)用范圍最廣。4、硬度砂輪硬度不是指磨料的硬度，而是指結(jié)合劑對磨粒粘接的牢固程度。磨粒易脫落，則砂輪的硬度低，不易

17、脫落則砂輪的硬度高。在磨削時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件材料的特性和加工要求來選擇砂輪的硬度。一般情況下磨削較硬材料應(yīng)選擇軟砂輪，可使磨鈍的磨粒及時(shí)脫落，及時(shí)露出具有尖銳棱角的新磨粒，有利于切削順利進(jìn)行，同時(shí)防止磨削溫度過高“燒傷”工件。磨削較軟材料則采用硬砂輪。精密磨削應(yīng)采用軟砂輪。砂輪硬度代號(hào)以英文字母表示，字母順序越大，砂輪硬度越高。5、組織砂輪的組織表示磨粒、結(jié)合劑和氣孔三者之間的比例。砂輪的組織號(hào)以磨粒所占砂輪體積的百分比來確定。組織號(hào)分15級(jí)，以阿拉伯?dāng)?shù)字014表示，組織號(hào)越大，磨粒所占砂輪體積的百分比越小，砂輪組織越松。一般磨削加工使用中等組織的砂輪，精密磨削應(yīng)采用緊密組織砂輪，磨削較軟的材料應(yīng)

18、選用疏松組織的砂輪。6、形狀與尺寸為了磨削各種形狀和尺寸的工件，砂輪可制成各種形狀和尺寸。表9-2為常用砂輪的形狀、代號(hào)。表9-2常用砂輪的形狀、代號(hào)砂輪名稱代號(hào)簡圖主要用途用于磨外圓、內(nèi)圓、平面、螺紋平形砂輪1.及無心磨等雙斜邊形4用于磨削齒輪和螺紋,砂輪薄片砂輪41主要用于切斷和開槽等，筒形砂輪2用于立軸端面磨.杯形砂輪6用于磨平面、內(nèi)圓及刃磨刀具.碗形砂輪11用于導(dǎo)軌磨及刃磨刀具.用于磨銃刀、較刀、拉刀等，大12a碟形砂輪尺寸的用于磨齒輪端面2.2砂輪標(biāo)記和選用1、砂輪標(biāo)記通常在砂輪的非工作表面標(biāo)示砂輪的特性代號(hào)，按GB/T2485-1994規(guī)定，砂輪標(biāo)志的順序?yàn)椋盒螤畲?hào)、尺寸、磨料、粒度號(hào)、硬度、組織號(hào)、結(jié)合劑、允許的磨削速度。2、砂輪的選用選用砂輪時(shí)，應(yīng)綜合考慮工件的形狀、材料性質(zhì)及磨床條件等各種岡素，具體可根據(jù)表9-3的推薦加以選擇。表9-3砂輪的選用硬度粒度組織結(jié)合劑硬度磨削條件磨削條件粒度RV硬BVR松緊粗B粗細(xì)細(xì)軟緊硬軟松磨外削圓軟性磨大削平面磨金削屬磨韌性、延內(nèi)展圓磨削無心磨削的材料磨硬脆材料磨削薄壁工.組劑件粗磨、打干磨磨毛刺相密濕磨磨削高成相形密磨磨削削超磨精熱密敏磨性削材料鏡刀面具磨刃削磨鋼高材速磨切斷削2.3砂輪的安裝和修整1、砂輪的檢查砂輪安裝前必須先進(jìn)行外觀檢查