切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)

1、 切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)1.1 鉗工與機(jī)械加工鉗工與機(jī)械加工鉗工鉗工：通過(guò)工人手持工具進(jìn)行切削加工。通過(guò)工人手持工具進(jìn)行切削加工。機(jī)械加工機(jī)械加工：采用不同的機(jī)床（如車床、銑采用不同的機(jī)床（如車床、銑 床、刨床、磨床、鉆床等）對(duì)工床、刨床、磨床、鉆床等）對(duì)工 件進(jìn)行切削加工。件進(jìn)行切削加工。2.零件表面質(zhì)量的概念零件表面質(zhì)量的概念 零件幾何參數(shù)：零件幾何參數(shù)： 宏觀幾何參數(shù)：宏觀幾何參數(shù)： 包括：包括：尺寸、形狀、位置尺寸、形狀、位置等要素。等要素。 微觀幾何參數(shù)：微觀幾何參數(shù)： 指：指：微觀表面粗糙程度。微觀表面粗糙程度。2.1 加加 工工 精精 度度 加工精度：指零件經(jīng)切削加

2、工后，其尺寸、加工精度：指零件經(jīng)切削加工后，其尺寸、形狀、位置等參數(shù)同理論參數(shù)的相符合的形狀、位置等參數(shù)同理論參數(shù)的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a. 尺寸精度：尺寸精度：零件尺寸參數(shù)的準(zhǔn)確程度。零件尺寸參數(shù)的準(zhǔn)確程度。b.b.形狀精度：形狀精度：零件形狀與理想形狀接近程度。零件形狀與理想形狀接近程度。c.c.位置精度：位置精度：零件上實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)零件上實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。2.1 加加 工工 精精 度度 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：常用的精度等級(jí)分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：常用的精度等級(jí)分為202

3、0級(jí)，級(jí)，分別用分別用IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT2IT18IT18表示。表示。數(shù)字越大，精度越低。其中數(shù)字越大，精度越低。其中IT5-IT13IT5-IT13常用。常用。 高高 精精 度：度：IT5IT5、IT6 IT6 通常由磨削加工獲得。通常由磨削加工獲得。 中等精度：中等精度：IT7-IT10 IT7-IT10 通常由精車、銑、刨獲得。通常由精車、銑、刨獲得。 低低 精精 度：度：IT11-IT13 IT11-IT13 通常由粗車、銑、刨、鉆通常由粗車、銑、刨、鉆 等加工方法獲得。等加工方法獲得。2.1.1 尺尺 寸寸 精精 度度250-0.04 零件尺寸要

4、素的誤差大小。零件尺寸要素的誤差大小。 問(wèn)：?jiǎn)枺壕鹊母叩团c哪兩個(gè)因精度的高低與哪兩個(gè)因 素有關(guān)？素有關(guān)？ 基本尺寸和公差大小基本尺寸和公差大小。2.1.2 形形 狀狀 精精 度度 25 軸加工后可能產(chǎn)生的形狀誤差軸加工后可能產(chǎn)生的形狀誤差 00.0132.1.2 形形 狀狀 精精 度度指零件上實(shí)際要素的形狀與理想形狀相符合的程度；指零件上實(shí)際要素的形狀與理想形狀相符合的程度；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了六類形狀公差（見下表）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了六類形狀公差（見下表）形狀精度的標(biāo)注：框格分為形狀精度的標(biāo)注：框格分為2 2格，格，箭頭指向待表達(dá)的表面，數(shù)字表示箭頭指向待表達(dá)的表面，數(shù)字表示允許誤差的大小，單位為毫米

5、。允許誤差的大小，單位為毫米。2.1.3 位位 置置 精精 度度指零件的實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)于基準(zhǔn)之間指零件的實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。位置的準(zhǔn)確度。圓圈中的英文字母表示基準(zhǔn)，框格分圓圈中的英文字母表示基準(zhǔn)，框格分3 3格，箭頭指向待格，箭頭指向待表達(dá)的表面表達(dá)的表面精度等級(jí)精度等級(jí)尺寸精度范圍尺寸精度范圍Ra值范圍值范圍（m）相應(yīng)的加工方法相應(yīng)的加工方法低精度低精度IT13IT 112512.5粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等中等中等精度精度IT10IT 96.33.2半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、擴(kuò)

6、孔等擴(kuò)孔等IT8IT 71.60.8精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗鉸等鉸等高精度高精度IT7IT 60.80.2精磨、精鉸等精磨、精鉸等特別特別精密精密精度精度IT5IT2Ra0.2研磨、珩磨、超精加工、拋光等研磨、珩磨、超精加工、拋光等零件精度等級(jí)及其相應(yīng)的加工方法零件精度等級(jí)及其相應(yīng)的加工方法2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度表面粗糙度：表面粗糙度：零件微觀表面高低不平的零件微觀表面高低不平的 程度。程度。 產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因： 1）切削時(shí)刀具與工件相）切削時(shí)刀具與工件相 對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨擦；對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨擦； 2）機(jī)床、刀具和工件在加工時(shí)的振動(dòng)；）機(jī)床

7、、刀具和工件在加工時(shí)的振動(dòng)； 3）切削時(shí)從零件表面撕裂的切屑產(chǎn)生的痕跡；）切削時(shí)從零件表面撕裂的切屑產(chǎn)生的痕跡； 4）加工時(shí)零件表面發(fā)生塑性變形。）加工時(shí)零件表面發(fā)生塑性變形。 2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度 表面粗糙度對(duì)零件質(zhì)量的影響：表面粗糙度對(duì)零件質(zhì)量的影響： 零件的表面粗糙度對(duì)機(jī)器零件的性能和使用壽命影響較大，零件的表面粗糙度對(duì)機(jī)器零件的性能和使用壽命影響較大，主要有以下幾個(gè)方面：主要有以下幾個(gè)方面： 1）零件表面粗糙，將使接觸面積減小，單位面積壓力加大，接觸）零件表面粗糙，將使接觸面積減小，單位面積壓力加大，接觸 變形加大，磨擦阻力增大，磨損加快；變形加大，磨擦阻力增大，磨損加

8、快； 2) 表面粗糙度影響配合性質(zhì)。對(duì)于間隙配合，表面粗糙易磨損，表面粗糙度影響配合性質(zhì)。對(duì)于間隙配合，表面粗糙易磨損， 造成間隙迅速加大；對(duì)于過(guò)盈配合，在裝配時(shí)，可使微小凸峰造成間隙迅速加大；對(duì)于過(guò)盈配合，在裝配時(shí)，可使微小凸峰 擠平，有效過(guò)盈量減少，使配合件強(qiáng)度降低；擠平，有效過(guò)盈量減少，使配合件強(qiáng)度降低； 3）零件表面粗糙，低谷處容易聚積腐蝕性物質(zhì)，且不易清除，造）零件表面粗糙，低谷處容易聚積腐蝕性物質(zhì)，且不易清除，造 成表面腐蝕；成表面腐蝕； 4）當(dāng)零件承受載荷時(shí)，凹谷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，以致產(chǎn)生裂紋而）當(dāng)零件承受載荷時(shí)，凹谷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，以致產(chǎn)生裂紋而 造成零件斷裂。造成零件斷裂。

9、2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度評(píng)定參數(shù)：常用的是輪廓算術(shù)平均偏差評(píng)定參數(shù)：常用的是輪廓算術(shù)平均偏差Ra2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度nh.hhhn321RaRah1 h2 h3hnldxxylRa0| )(|12.2 表 面 粗 糙 度 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：表面粗糙度分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：表面粗糙度分為1414個(gè)等級(jí)，個(gè)等級(jí)，分別用分別用 表示，表示，數(shù)字越大，表面越粗糙。數(shù)字越大，表面越粗糙。 表面粗糙度符號(hào)上的數(shù)值表面粗糙度符號(hào)上的數(shù)值Ra,Ra,單位是微米單位是微米（mm）。）。2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度表面粗糙度符號(hào)的意義及應(yīng)用表面粗糙度符號(hào)的意義及應(yīng)用 符號(hào)符號(hào) 符號(hào)說(shuō)明

10、符號(hào)說(shuō)明 意義及應(yīng)用意義及應(yīng)用基本符號(hào)基本符號(hào)單獨(dú)使用無(wú)意義單獨(dú)使用無(wú)意義基本符號(hào)上加一短基本符號(hào)上加一短劃線劃線表示表面粗糙度是用去表示表面粗糙度是用去除法獲得除法獲得基本符號(hào)內(nèi)加一小基本符號(hào)內(nèi)加一小圓圓表示表面粗糙度是用不表示表面粗糙度是用不去除材料的方法獲得去除材料的方法獲得 符號(hào)上加符號(hào)上加Ra值值用去除材料方法獲得的用去除材料方法獲得的表面，表面，Ra的最大允許值的最大允許值為為3.2m2.3 2.3 常見加工方法的常見加工方法的RaRa表面特征表面特征加工加工方法方法Ra(Ra(微米微米) )表面特征表面特征粗車粗車粗鏜粗鏜5050 可見明顯刀痕可見明顯刀痕粗銑粗銑粗刨粗刨2525

11、 可見刀痕可見刀痕鉆孔鉆孔12.512.5 微見刀痕微見刀痕精銑精銑精刨精刨半精半精車車6.36.3 可見加工痕跡可見加工痕跡3.23.2 微見加工痕跡微見加工痕跡精車精車1.61.6 看不清加工痕跡看不清加工痕跡粗磨粗磨0.80.8 可辨加工痕跡方向可辨加工痕跡方向精磨精磨0.40.4 微辨加工痕跡方向微辨加工痕跡方向精密加工精密加工0.1-0.0120.1-0.012 只能按表面光澤辯識(shí)只能按表面光澤辯識(shí)2.4零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系 精度精度：宏觀幾何參數(shù)的誤差：宏觀幾何參數(shù)的誤差 表面粗糙度表面粗糙度：微觀幾何參數(shù)的誤差：微觀幾何參數(shù)的誤差 加工

12、精度高，必須采用一系列的高精度的加工方法，而加工精度高，必須采用一系列的高精度的加工方法，而經(jīng)過(guò)高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表經(jīng)過(guò)高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表面粗糙度低，零件必須采用一系列的降低表面粗糙度的面粗糙度低，零件必須采用一系列的降低表面粗糙度的加工方法，而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度加工方法，而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度的加工方法。的加工方法。 實(shí)例：各種機(jī)床上的手柄：表面粗糙度非常低，但精度實(shí)例：各種機(jī)床上的手柄：表面粗糙度非常低，但精度不高。不高。零件的加工精度與表面零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系如何？粗糙度的關(guān)系如何？提問(wèn) 機(jī)器

13、零件的基本表面包括：外圓、內(nèi)機(jī)器零件的基本表面包括：外圓、內(nèi)圓（孔）、平面和成型面圓（孔）、平面和成型面 基本表面主要由如下的加工方法獲得基本表面主要由如下的加工方法獲得3.切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 要完成零件表面的切削加工，刀具和工件應(yīng)具備形成表面的基本運(yùn)動(dòng)，即切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)：切削運(yùn)動(dòng)：刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)：提供切削可能性的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)只有提供切削可能性的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)只有 一個(gè)一個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：提供連續(xù)切削可能性的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給提供連續(xù)切削可能性的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)可以有多個(gè)運(yùn)動(dòng)可以有多個(gè)3.1 切削運(yùn)動(dòng)3

14、.1 切削運(yùn)動(dòng)機(jī)床名稱機(jī)床名稱主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)臥式車床臥式車床工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)車刀縱向、橫向、斜向直線移動(dòng)車刀縱向、橫向、斜向直線移動(dòng)鉆鉆 床床鉆頭旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)鉆頭軸向移動(dòng)鉆頭軸向移動(dòng)臥銑、立銑臥銑、立銑銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工件縱向、橫向、斜向直線移動(dòng)工件縱向、橫向、斜向直線移動(dòng)牛頭刨床牛頭刨床刨刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)刨刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)工件橫向間歇移動(dòng)或刨刀垂向、斜向工件橫向間歇移動(dòng)或刨刀垂向、斜向間歇移動(dòng)間歇移動(dòng)龍門刨床龍門刨床工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)刨刀橫向、垂向、斜向間歇移動(dòng)刨刀橫向、垂向、斜向間歇移動(dòng)外圓磨床外圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪

15、工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向移動(dòng)橫向移動(dòng)內(nèi)圓磨床內(nèi)圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向移動(dòng)橫向移動(dòng)平面磨床平面磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向、垂向移動(dòng)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向、垂向移動(dòng)機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)3.2切削用量切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量切削速度切削速度：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬 時(shí)速度時(shí)速度, ,用用V V表示，單位為表示，單位為m/sm/s 進(jìn)進(jìn) 給給 量量：刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位 移量，

16、用移量，用f f表示，車、鉆和銑削時(shí)單位表示，車、鉆和銑削時(shí)單位 為為mm/rmm/r背吃刀量背吃刀量: : 已加工表面和待加工表面之間的垂直距已加工表面和待加工表面之間的垂直距 離，用離，用a ap p表示，單位為表示，單位為mmmm，如下圖：，如下圖：3.2.1車削切削速度、背吃刀量的計(jì)算V:切削速度切削速度d:工件直徑工件直徑n:工件轉(zhuǎn)速工件轉(zhuǎn)速)(2minmaxmmddap背吃刀量：背吃刀量：切削速度：切削速度：dmax:待加工待加工表面直徑表面直徑dmin:已加工已加工表面直徑表面直徑ap:背吃刀量背吃刀量(m/s)dnv1000603.3 切削用量的合理選擇問(wèn)題(1)(1)粗加工按

17、粗加工按a ap pf fv v的順序選擇的順序選擇 a、粗加工的主要目的是用最少的走刀次數(shù)盡快切除多、粗加工的主要目的是用最少的走刀次數(shù)盡快切除多 余金屬，只留后續(xù)工序的加工余量，所以應(yīng)根據(jù)毛余金屬，只留后續(xù)工序的加工余量，所以應(yīng)根據(jù)毛 坯尺寸首先選擇坯尺寸首先選擇ap b、粗加工不必考慮表面粗糙度，在、粗加工不必考慮表面粗糙度，在ap確定后，選取大確定后，選取大 的的f，減少走刀時(shí)間，減少走刀時(shí)間 c、ap和和f確定后，在機(jī)床功率和刀具耐用度允許的前提確定后，在機(jī)床功率和刀具耐用度允許的前提 下選擇下選擇v(2)(2)精加工按精加工按v v f f a ap p的順序選擇的順序選擇 精加工

18、的主要目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低零件的表精加工的主要目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低零件的表面粗糙度。因此首先應(yīng)選擇盡可能高的面粗糙度。因此首先應(yīng)選擇盡可能高的v，然后選擇達(dá)，然后選擇達(dá)到表面粗糙度要求的到表面粗糙度要求的f，最后再根據(jù)精加工余量決定，最后再根據(jù)精加工余量決定ap 4.切切 削削 刀刀 具具 刀具性能的好壞也是直接影響切削效果的一個(gè)重要因素，刀具性能的好壞也是直接影響切削效果的一個(gè)重要因素，刀具性能主要取決于兩個(gè)因素：即刀具性能主要取決于兩個(gè)因素：即刀具材料刀具材料和和刀具的幾何角度刀具的幾何角度4.1 刀具材料應(yīng)具備如下五個(gè)基本特性刀具材料應(yīng)具備如下五個(gè)基本特性：1.高硬度：高硬度：H

19、RC60 HRC60 以上以上; ;2.2.高的強(qiáng)度與韌性：保證能夠承受切削力的作用而不破高的強(qiáng)度與韌性：保證能夠承受切削力的作用而不破壞；壞；3.3.高的熱硬性：材料在高溫下仍然保持高硬度的性能，高的熱硬性：材料在高溫下仍然保持高硬度的性能，熱硬性用熱硬溫度表示；熱硬性用熱硬溫度表示；4.4.良好的耐磨性；良好的耐磨性；5.5.良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性；良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性； 碳素工具鋼碳素工具鋼：如：如T7T7、T8T8、T9T9T13T13等。適合于制造等。適合于制造簡(jiǎn)單的手工工具，如銼刀、鋸條等；簡(jiǎn)單的手工工具，如銼刀、鋸條等； 合金工具鋼合金工具鋼：在碳素工具鋼中加入少量的鎢、鉻、：在碳

20、素工具鋼中加入少量的鎢、鉻、錳、硅等元素，耐熱性較低，如錳、硅等元素，耐熱性較低，如9SiCr9SiCr等，適合于等，適合于制造低速成型刀具，如絲錐；制造低速成型刀具，如絲錐； 高速鋼高速鋼：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用的有：的有：W18Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr4VW6Mo5Cr4V等。適合于制造中速等。適合于制造中速精加工刀具；精加工刀具； 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金：成分由：成分由WCWC、TiCTiC和和CoCo組成，采用燒結(jié)方組成，采用燒結(jié)方法獲得法獲得4.1.1 常用的刀具材料常用的刀具材料4.1.1 常用的刀具材料常用的刀具材料 常用的

21、硬質(zhì)合金有：常用的硬質(zhì)合金有： 鎢鈷鈦類（牌號(hào)鎢鈷鈦類（牌號(hào)YT）硬質(zhì)合金）硬質(zhì)合金：適合于加工鋼等：適合于加工鋼等塑性材料，其代號(hào)有塑性材料，其代號(hào)有YT5、YT15、YT30等，粗加等，粗加工用工用YT5, 精加工用精加工用YT30; 鎢鈷類（牌號(hào)鎢鈷類（牌號(hào)YG）硬質(zhì)合金：）硬質(zhì)合金：適合于加工鑄鐵、適合于加工鑄鐵、青銅等脆性材料，其代號(hào)有青銅等脆性材料，其代號(hào)有YG3、YG6、YG8等，等，粗加工用粗加工用YG8，精加工用，精加工用YG3。4.1.2其它刀具材料其它刀具材料 陶瓷：陶瓷：常用的刀具陶瓷有兩種：常用的刀具陶瓷有兩種： AlAl2 2O O3 3基陶瓷基陶瓷和和SiSi3

22、3N N4 4基陶瓷。陶瓷刀具的最大特點(diǎn)是具有很基陶瓷。陶瓷刀具的最大特點(diǎn)是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐熱性，其主要缺高的硬度、很高的耐磨性和耐熱性，其主要缺點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性很差，不能承受較點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性很差，不能承受較大的沖擊載荷。大的沖擊載荷。 金剛石：金剛石：它分三種它分三種 天然單晶金剛石刀具天然單晶金剛石刀具 整體人造聚晶金剛石刀具整體人造聚晶金剛石刀具 金剛石復(fù)合刀片金剛石復(fù)合刀片 立方氧化硼：立方氧化硼：由軟的立方氧化硼在高溫高壓下由軟的立方氧化硼在高溫高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)變而成加入催化劑轉(zhuǎn)變而成種種 類類硬度硬度HRCHRC抗彎強(qiáng)抗彎強(qiáng)度度GPaGPa熱硬性

23、熱硬性工藝性能工藝性能用用 途途碳素工具鋼碳素工具鋼60-6560-652.162.16200-250200-250熱成型熱成型手工刀具手工刀具合金工具鋼合金工具鋼60-6560-652.352.35300-400300-400同上同上低速刀具低速刀具高速鋼高速鋼63-7063-701.9-4.41.9-4.4600-700600-700同上同上中速刀具中速刀具硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金89-9389-931.0-2.21.0-2.2800-1000800-1000燒結(jié)成型燒結(jié)成型高速刀具高速刀具陶瓷材料陶瓷材料91-9591-950.4-0.90.4-0.91100-1100-12001200同上同上

24、連續(xù)精加連續(xù)精加工刀具工刀具常用的刀具材料常用的刀具材料 各種多齒刀具或復(fù)雜各種多齒刀具或復(fù)雜刀具，就其一個(gè)刀齒而言，刀具，就其一個(gè)刀齒而言，都相當(dāng)于一把車刀。都相當(dāng)于一把車刀。 車刀分為切削部分和車刀分為切削部分和夾持部分，切削部分由三夾持部分，切削部分由三個(gè)刀面組成：前刀面、主個(gè)刀面組成：前刀面、主后刀面、副后刀面。后刀面、副后刀面。前前刀面和主后刀面的交線叫主切削刃刀面和主后刀面的交線叫主切削刃前刀面和副后刀面的交線叫副切削刃前刀面和副后刀面的交線叫副切削刃兩條切削刃的交點(diǎn)叫刀尖，但刀尖并非絕對(duì)兩條切削刃的交點(diǎn)叫刀尖，但刀尖并非絕對(duì)尖銳尖銳 為了研究刀具的幾何角為了研究刀具的幾何角度，建

25、立三個(gè)輔助平面：度，建立三個(gè)輔助平面：基面基面：通過(guò)主切削刃上的某：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與該點(diǎn)切削速度方向一點(diǎn)，與該點(diǎn)切削速度方向垂直的平面。垂直的平面。切削平面切削平面：通過(guò)主切削刃上：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與該點(diǎn)加工表面的某一點(diǎn)，與該點(diǎn)加工表面相切的平面。相切的平面。正交平面正交平面：通過(guò)主切削刃上：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與主切削刃在基的某一點(diǎn)，與主切削刃在基面上的投影垂直的平面面上的投影垂直的平面4.2 刀具的幾何角度刀具的幾何角度 (車刀的基本形狀車刀的基本形狀) 前角前角。 ：在正交平：在正交平面中，前刀面與基面中，前刀面與基面之間的夾角；面之間的夾角； 后角后角。：在正交平

26、：在正交平面中，主后刀面與面中，主后刀面與切削平面之間的夾切削平面之間的夾角；角； 主偏角主偏角Kr ： 在基面在基面上，主切削刃的投上，主切削刃的投影與進(jìn)給方向的夾影與進(jìn)給方向的夾角。角。 副偏角副偏角Kr ：在基面：在基面上，副切削刃的投上，副切削刃的投影與進(jìn)給反方向的影與進(jìn)給反方向的夾角。夾角。 刃傾角刃傾角s4.2.1 車刀的幾何角度車刀的幾何角度4.2.2 前角的正與負(fù)前角的正與負(fù) 一般加工韌性材料，應(yīng)取較大的前角；加工脆性材料，一般加工韌性材料，應(yīng)取較大的前角；加工脆性材料，應(yīng)取較小的前角；前角的取值范圍常在應(yīng)取較小的前角；前角的取值范圍常在 -5 +25之間。之間。4.2.3 刃

27、傾角刃傾角s刃傾角刃傾角s：在切削平面中，主切削刃與基面在切削平面中，主切削刃與基面 之間的夾角。之間的夾角。 它主要影響刀頭的強(qiáng)度和它主要影響刀頭的強(qiáng)度和 排屑方向。一般取排屑方向。一般取s = 10 +10 , 粗加工時(shí)常取負(fù)值，增加刀頭強(qiáng)度；粗加工時(shí)常取負(fù)值，增加刀頭強(qiáng)度；精加工時(shí)常取正值，避免切屑擦傷已加工表面。精加工時(shí)常取正值，避免切屑擦傷已加工表面。 4.2.4 刃傾角刃傾角s的正與負(fù)的正與負(fù) 當(dāng)?shù)都庠谥髑邢魅猩献罡唿c(diǎn)時(shí)，當(dāng)?shù)都庠谥髑邢魅猩献罡唿c(diǎn)時(shí)，s為正值，反為正值，反之為負(fù)值。之為負(fù)值。 4.3 刀具角度的合理選擇問(wèn)題刀具角度的合理選擇問(wèn)題原原 則：則：粗加工時(shí)，為了提高切削效

28、率，切削力會(huì)粗加工時(shí)，為了提高切削效率，切削力會(huì)較大，因此強(qiáng)度要高；精加工時(shí)，切削力較小，為較大，因此強(qiáng)度要高；精加工時(shí)，切削力較小，為了保證零件質(zhì)量因此刀具較鋒利了保證零件質(zhì)量因此刀具較鋒利。粗加工：前角、后角均小，強(qiáng)度高粗加工：前角、后角均小，強(qiáng)度高精加工：前角、后角均大，刀具鋒利精加工：前角、后角均大，刀具鋒利主偏角：車臺(tái)階軸：取主偏角：車臺(tái)階軸：取9090度度 既車外圓又車端面，取既車外圓又車端面，取4545度度副偏角：為降低表面粗糙度，取小值：一般為：副偏角：為降低表面粗糙度，取小值：一般為： 5-155-15度度 刃傾角：粗加工常取負(fù)值，精加工取正值刃傾角：粗加工常取負(fù)值，精加工取

29、正值 麻花鉆由工作部分、頸部和柄部組成，工麻花鉆由工作部分、頸部和柄部組成，工作部分又包括導(dǎo)向部分和切削部分作部分又包括導(dǎo)向部分和切削部分4.4 麻花鉆的基本形狀螺旋角螺旋角：刃帶切線與鉆頭軸線刃帶切線與鉆頭軸線的夾角的夾角, ,一般一般=18-30=18-30度；度；前角：前角：。后角：后角：f f 頂角頂角22： 兩個(gè)主切削刃在垂直兩個(gè)主切削刃在垂直鉆頭軸線平面上投影的夾角，通鉆頭軸線平面上投影的夾角，通常常2 =116-1202 =116-120度之間；度之間；橫刃斜角橫刃斜角 ： 它是橫刃與主切它是橫刃與主切削刃在鉆頭垂直軸線平面上投影削刃在鉆頭垂直軸線平面上投影的夾角。通常為的夾角。

30、通常為47-5547-55度；度；4.4.1 麻花鉆的主要幾何角度麻花鉆的主要幾何角度 砂輪：砂輪：是磨削加工的刀具，它是由磨料和結(jié)是磨削加工的刀具，它是由磨料和結(jié)合劑燒結(jié)而成的。合劑燒結(jié)而成的。 磨料：磨料：磨料是砂輪的主要組成因素，擔(dān)負(fù)切磨料是砂輪的主要組成因素，擔(dān)負(fù)切削作用，所以磨料有很高的硬度。削作用，所以磨料有很高的硬度。 粒度：粒度：是指磨料顆粒的大小。是指磨料顆粒的大小。 結(jié)合劑結(jié)合劑：結(jié)合劑起粘結(jié)磨粒的作用。：結(jié)合劑起粘結(jié)磨粒的作用。 硬度：硬度：指砂輪上的磨粒脫落的難以程度指砂輪上的磨粒脫落的難以程度。4.5 砂輪的材料及形狀砂輪的材料及形狀系系 別別名名 稱稱代代 號(hào)號(hào)特特

31、 性性適合于磨削適合于磨削 剛剛玉玉棕剛玉棕剛玉A 硬度高，韌性硬度高，韌性好，價(jià)廉好，價(jià)廉碳鋼、可鍛鑄鐵、碳鋼、可鍛鑄鐵、青銅青銅白剛玉白剛玉WA硬度稍低，鋒利硬度稍低，鋒利 淬火鋼、高速鋼淬火鋼、高速鋼碳碳化化硅硅黑碳化硅黑碳化硅C鋒利，導(dǎo)熱性好鋒利，導(dǎo)熱性好鑄鐵、黃銅鑄鐵、黃銅綠碳化硅綠碳化硅GC硬度高，導(dǎo)熱好硬度高，導(dǎo)熱好 硬質(zhì)合金、寶石硬質(zhì)合金、寶石超超硬硬材材料料金剛石金剛石D硬度最高，韌性硬度最高，韌性差差硬質(zhì)合金、寶石、硬質(zhì)合金、寶石、陶瓷等陶瓷等立方氮化硼立方氮化硼CBN硬度僅次于金剛硬度僅次于金剛石，韌性略好。石，韌性略好。不銹鋼、高礬高不銹鋼、高礬高速鋼速鋼4.5.1 常

32、用的磨料的特性及用途常用的磨料的特性及用途砂輪名稱砂輪名稱代號(hào)代號(hào)斷面簡(jiǎn)圖斷面簡(jiǎn)圖基本用途基本用途平行砂輪平行砂輪P用途廣泛、各種磨床用途廣泛、各種磨床雙斜邊雙斜邊PSX1用于精磨齒輪、螺紋用于精磨齒輪、螺紋雙面凹雙面凹PSA外圓磨、刀具磨外圓磨、刀具磨薄片砂輪薄片砂輪PB切斷和開槽切斷和開槽筒形砂輪筒形砂輪N立式平面磨削立式平面磨削杯形砂輪杯形砂輪B端面刀具磨端面刀具磨碗形砂輪碗形砂輪BW刀具磨、導(dǎo)軌磨刀具磨、導(dǎo)軌磨4.5.2 砂輪的形狀、代號(hào)及用途砂輪的形狀、代號(hào)及用途5.刀具磨損和刀具耐用度刀具磨損和刀具耐用度 刀具經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的使用后，由于摩擦刀具經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的使用后，由于摩擦和切削熱

33、的作用，使刀具變鈍，切削溫和切削熱的作用，使刀具變鈍，切削溫度上升，影響加工精度和表面質(zhì)量，因度上升，影響加工精度和表面質(zhì)量，因此必須及時(shí)刃磨。此必須及時(shí)刃磨。 刀具耐用度是刀具從開始切削至達(dá)到磨刀具耐用度是刀具從開始切削至達(dá)到磨損限度為止的切削時(shí)間。例：硬質(zhì)合金損限度為止的切削時(shí)間。例：硬質(zhì)合金焊接刀具的耐用度規(guī)定為焊接刀具的耐用度規(guī)定為6060分鐘。分鐘。刀具使用刀具使用磨鈍磨鈍刃磨刀具刃磨刀具包括：三種磨損形式與三個(gè)磨損階段5.1 刀具的使用過(guò)程刀具的使用過(guò)程 金屬切削過(guò)程是指從工件表面切除一層金屬切削過(guò)程是指從工件表面切除一層多余的金屬，從而形成切屑的過(guò)程：多余的金屬，從而形成切屑的過(guò)

34、程： 1.1.金屬在刀具前刀面的作用下，受到擠壓產(chǎn)生彈性金屬在刀具前刀面的作用下，受到擠壓產(chǎn)生彈性變形。變形。 2.2.應(yīng)力逐漸變大，產(chǎn)生塑性變形應(yīng)力逐漸變大，產(chǎn)生塑性變形滑移?；啤?3.3.應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限，剪切滑移被擠裂形成切屑。應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限，剪切滑移被擠裂形成切屑。 4.4.切離切離。1彈性變形 2 塑性變形 3 擠裂切屑6. 金屬的切削過(guò)程金屬的切削過(guò)程常見的切屑有如下三種：常見的切屑有如下三種：a.帶狀切屑：帶狀切屑：用大前角刀具、高切削速度、小進(jìn)給量加工塑性用大前角刀具、高切削速度、小進(jìn)給量加工塑性材料時(shí)出現(xiàn)。材料時(shí)出現(xiàn)。形成帶狀切屑時(shí)，切削力平穩(wěn)，表面光潔，但形成帶狀切屑時(shí)

35、，切削力平穩(wěn)，表面光潔，但切屑連續(xù)不斷，不安全或容易刮傷已加工表面。切屑連續(xù)不斷，不安全或容易刮傷已加工表面。b.節(jié)狀切屑：節(jié)狀切屑：用低切削速度，大進(jìn)給量加工中等硬度的鋼材時(shí)用低切削速度，大進(jìn)給量加工中等硬度的鋼材時(shí)出現(xiàn)。形成出現(xiàn)。形成這種切屑時(shí)，金屬經(jīng)彈性變形、塑性變形、擠裂這種切屑時(shí)，金屬經(jīng)彈性變形、塑性變形、擠裂和切離階段，是典型的切削過(guò)程，但切削力波動(dòng)大，工件表和切離階段，是典型的切削過(guò)程，但切削力波動(dòng)大，工件表面粗糙。面粗糙。c.崩碎切屑：崩碎切屑：加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)出現(xiàn)，加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)出現(xiàn)，形成這種切形成這種切屑時(shí)，切削熱和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨

36、損。屑時(shí)，切削熱和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨損。6. 1 金屬的切屑類型金屬的切屑類型 6.2 積積 屑屑 瘤瘤積屑瘤積屑瘤：當(dāng)切屑沿前刀面流出時(shí)，與前刀面當(dāng)切屑沿前刀面流出時(shí)，與前刀面接觸的切屑底層受到摩擦阻力，速度變慢，形接觸的切屑底層受到摩擦阻力，速度變慢，形成滯流層，于是，金屬粘附在切削刃附近，形成滯流層，于是，金屬粘附在切削刃附近，形成了積屑瘤。成了積屑瘤。積屑瘤的影響：積屑瘤的影響：1 1、保護(hù)切削刃，粗加工時(shí)，、保護(hù)切削刃，粗加工時(shí)，希望產(chǎn)生積屑瘤希望產(chǎn)生積屑瘤2 2、本身不斷形成和脫落，、本身不斷形成和脫落，會(huì)引起振動(dòng)，影響工件表會(huì)引起振動(dòng)，影響工件表面粗糙度，精加工

37、不希望面粗糙度，精加工不希望產(chǎn)生積屑瘤。產(chǎn)生積屑瘤。6.3 切削力切削力1、切向力（切削力）切向力（切削力）Fz ：總切削力在主運(yùn)動(dòng)方向上總切削力在主運(yùn)動(dòng)方向上的正投影，其大小約占總切削力的的正投影，其大小約占總切削力的9599%,是三個(gè)分力是三個(gè)分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是機(jī)床動(dòng)力、重要中最大的。消耗功率最多的分力，它是機(jī)床動(dòng)力、重要零件的強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)和校核的主要依據(jù)；零件的強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)和校核的主要依據(jù)；2、軸向力（進(jìn)給力）軸向力（進(jìn)給力）Fx : 總切削力在進(jìn)給方向上的正總切削力在進(jìn)給方向上的正投影，其大小約占總切削力的投影，其大小約占總切削力的15%, 它是設(shè)計(jì)和驗(yàn)算機(jī)它是

38、設(shè)計(jì)和驗(yàn)算機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須的參數(shù)；床進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須的參數(shù)；3、徑向力（背向力）徑向力（背向力）Fy: 總切削力在垂直工作平面上總切削力在垂直工作平面上的分力，它作用在工件剛性較差的方向，容易使工件變的分力，它作用在工件剛性較差的方向，容易使工件變形，同時(shí)引起振動(dòng)，影響加工精度。所以加工剛性較差形，同時(shí)引起振動(dòng)，影響加工精度。所以加工剛性較差的工件（如細(xì)長(zhǎng)軸）時(shí)，應(yīng)該力求減少切削力。的工件（如細(xì)長(zhǎng)軸）時(shí)，應(yīng)該力求減少切削力。6.3 切削力切削力Fy切削力切削力Fr的方向如左下圖：可以沿三個(gè)方向分解為：的方向如左下圖：可以沿三個(gè)方向分解為：1.切向力切向力Fz 2.軸向力軸向力Fx3.徑向力徑向力F

39、y222ZyXFFFFr6.3 切削力切削力主偏角影響徑向力的分配：主偏角影響徑向力的分配： 6.4 切削熱切削熱切削熱產(chǎn)生原因：切削熱產(chǎn)生原因： 1.切屑變形；切屑變形； 2.工件與刀具的摩擦；工件與刀具的摩擦； 切削熱傳出途徑：切削熱傳出途徑： a.a.由切屑帶走，帶走越多越有利；由切屑帶走，帶走越多越有利； b.b.由周圍空氣和冷卻介質(zhì)帶走，同樣帶走越由周圍空氣和冷卻介質(zhì)帶走，同樣帶走越多越有利；多越有利； c.c.傳入工件，使工件溫度升高傳入工件，使工件溫度升高 ，引起工件變，引起工件變形，產(chǎn)生誤差；形，產(chǎn)生誤差； d. d. 傳入刀具，使刀具溫度升高。刀具硬度降傳入刀具，使刀具溫度升高。刀具硬度降低，磨損加快。低，磨損