金屬切削加工方法和設(shè)備選用整本書課件完整版電子教案(最新)

1、金屬切削加工方法和設(shè)備選用緒 論 金屬切削加工方法與設(shè)備選用的主要內(nèi)容金屬切削加工方法和設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展前景本課程的性質(zhì)、內(nèi)容與要求0.10.20.3緒 論 制造是人類最主要的生產(chǎn)活動(dòng)之一。它是指人類按照所需目的，運(yùn)用主觀掌握的知識和技能，通過手工或可以利用的客觀的物質(zhì)工具與設(shè)備，采用有效的方法，將原材料轉(zhuǎn)化為有使用價(jià)值的物質(zhì)產(chǎn)品并投放市場的全過程。機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的最主要的組成部分 機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的最主要的組成部分，它是為用戶創(chuàng)造和提供機(jī)械產(chǎn)品的行業(yè)，包括了機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造生產(chǎn)、流通和售后服務(wù)全過程。緒 論 0.1 金屬切削加工方法與設(shè)備選用的主要內(nèi)容（1）在機(jī)械加工中，由機(jī)

2、床、刀具、夾具與被加工工件一起構(gòu)成了一個(gè)實(shí)現(xiàn)某種加工方法的整體系統(tǒng)，這一系統(tǒng)稱為機(jī)械加工工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)的構(gòu)成是加工方法選擇和加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問題。（2）金屬切削過程的基本定義和刀具材料的性能及選用。要求學(xué)生理解刀具切削部分、切削運(yùn)動(dòng)的基本定義，特別是主剖面參考系中的3個(gè)參考平面和6個(gè)主要角度的基本定義,了解常用刀具材料的要求、類型和特點(diǎn)。（3）金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用。（4）零件典型表面的加工方法及相應(yīng)金屬切削機(jī)床及配件的使用與調(diào)整方法。 進(jìn)入21世紀(jì)，金屬切削加工設(shè)備將與其他高新技術(shù)更加緊密地結(jié)合，并不斷朝著自動(dòng)化、精密化、柔性化、集成化、智能化和清潔化的方向發(fā)展。0.2

3、金屬切削加工方法和設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展前景 （1）高速化技術(shù) （2）精密化技術(shù) （3）復(fù)合化技術(shù) （4）智能化和信息化技術(shù) 主要介紹：機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程、金屬切削過程及其基本規(guī)律、傳統(tǒng)機(jī)械加工方法和傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)備的基本知識等。 特點(diǎn)：涉及面廣，具有實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)和靈活性強(qiáng)三大特點(diǎn)。 通過課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生以金屬切削理論為基礎(chǔ)，掌握金屬切削的基本原理和基本知識，熟悉常用工藝裝備，包括機(jī)床、刀具、夾具等，具有機(jī)械加工的基本知識，初步掌握能根據(jù)實(shí)際情況合理選擇機(jī)械加工方法與機(jī)床、刀具、夾具及切削加工參數(shù)的能力，對機(jī)械加工方法有一個(gè)總體的了解和把握，為具備制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的能力奠定基礎(chǔ)。0.3

4、 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容與要求Thank You!金屬切削加工方法和設(shè)備選用單元一 機(jī)械制造過程與機(jī)械加工工藝系統(tǒng) 機(jī)械制造的生產(chǎn)組織機(jī)械加工設(shè)備刀具概述工件概述 1.11.21.31.4單元一 機(jī)械制造過程與機(jī)械加工工藝系統(tǒng) 知識要點(diǎn)1、介紹了機(jī)械制造過程和機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的有關(guān)知識；2、零件的表面形成方法和機(jī)械加工運(yùn)動(dòng)、金屬切削機(jī)床、刀具、夾具和工件的相關(guān)知識。技能目標(biāo)1、通過本章的學(xué)習(xí)應(yīng)了解機(jī)械制造過程和機(jī)械制造的生產(chǎn)組織、生產(chǎn)綱領(lǐng)等有關(guān)概念；2、了解生產(chǎn)類型及其特點(diǎn)；3、了解零件的表面形成方法和機(jī)械加工運(yùn)動(dòng)類型；4、熟悉金屬切削機(jī)床的分類和型號編制、刀具的結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)及工件的相關(guān)知識。單

5、元一 機(jī)械制造過程與機(jī)械加工工藝系統(tǒng) 生產(chǎn)過程是把產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)信息轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品的核心環(huán)節(jié)，它對于市場定位的實(shí)現(xiàn)具有至關(guān)重要的影響。1.1 機(jī)械制造的生產(chǎn)組織 1.1.1 生產(chǎn)過程圖1-1機(jī)械生產(chǎn)過程的構(gòu)成序號內(nèi) 容舉 例1原材料的運(yùn)輸與保管2技術(shù)準(zhǔn)備過程如產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)、工藝規(guī)程的編制、專用工裝設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造、各種生產(chǎn)資料的準(zhǔn)備和生產(chǎn)組織等方面的工作等3毛坯的制造如鑄造、鍛造、沖壓、各種材料的棒料等 4零件的加工如機(jī)械加工、焊接、鉚接和熱處理等5產(chǎn)品的裝配如部裝、調(diào)試、總裝等6產(chǎn)品的檢驗(yàn)如各種尺寸和位置精度的要求等 在生產(chǎn)過程中凡直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、性能(包括物理性能、化學(xué)性

6、能、機(jī)械性能等)以及相對位置關(guān)系的過程，稱為機(jī)械制造工藝過程，簡稱為工藝過程。 1.1 機(jī)械制造的生產(chǎn)組織 1) 機(jī)械加工工藝過程定義： 用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機(jī)械性能等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^程，稱為機(jī)械加工工藝過程，又稱工藝路線或工藝流程。 2) 機(jī)器裝配工藝過程定義：將合格的機(jī)器零件和外購件、標(biāo)準(zhǔn)件裝配成組件、部件和機(jī)器的過程。 工藝過程可分為毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理和裝配等工藝過程。 1.1 機(jī)械制造的生產(chǎn)組織 機(jī)器制造過程的構(gòu)成 1概述 機(jī)器是由零件、組件、部件等組成的，因而一臺機(jī)器的制造過程包含了從零、部件加工到整機(jī)裝配的全過程。 1.1.2 制造過程1.1 機(jī)械

7、制造的生產(chǎn)組織 1.1 機(jī)械制造的生產(chǎn)組織 生產(chǎn)綱領(lǐng) 式中 Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量； n單臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量； 備品率，以百分?jǐn)?shù)計(jì)； 備品率，以百分?jǐn)?shù)計(jì)。1. 生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)根據(jù)市場需求和自身的生產(chǎn)能力決定的，在計(jì)劃生產(chǎn)期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃期為一年抵生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)量。1.1.2 機(jī)械制造的生產(chǎn)組織1.1 機(jī)械制造的生產(chǎn)組織 1）單件生產(chǎn)2）成批生產(chǎn) 單個(gè)地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)的生產(chǎn)。如重型機(jī)械、大型船舶制造、新產(chǎn)品試制等。 產(chǎn)品品種基本固定，但數(shù)量少，品種較多，需要周期性地輪換生產(chǎn)，大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工對象是周期性的變換。 如機(jī)床制造等。根據(jù)產(chǎn)品特征及批量大小又

8、分為：小批生產(chǎn)-其工藝過程的工藝特點(diǎn)和單件小批生產(chǎn)相似；大批生產(chǎn)-其工藝過程的特點(diǎn)和大量生產(chǎn)相似；中批生產(chǎn)-其工藝過程的特點(diǎn)則介于單件小批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)之間。 2. 生產(chǎn)組織類型 生產(chǎn)組織類型是指產(chǎn)品生產(chǎn)的專業(yè)化程度，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品本身的大小及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，產(chǎn)品的制造可分為三種生產(chǎn)類型1.1 機(jī)械制造的生產(chǎn)組織 3、大量生產(chǎn) 產(chǎn)品品種固定，每種產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工的對象固定不變。如自行車、洗衣機(jī)、汽車等生產(chǎn)。生產(chǎn)類型零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)/件重型零件（30kg以上）中型零件（430kg）輕型零件（4kg以下）單件生產(chǎn)小于5小于20小于100小批量生產(chǎn)510020200100500

9、中批量生產(chǎn)1003002005005005000大批量生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)大于1000大于5000大于500001.1 機(jī)械制造的生產(chǎn)組織 生產(chǎn)類型工藝特點(diǎn)單件小批生產(chǎn)中批生產(chǎn)大批量生產(chǎn)零件的互換性一般是配對制造，沒有互換性，廣泛采用鉗工修配大部分有互換性，少數(shù)用鉗工修配全部有互換性，精度高的配合件用分組裝配法和調(diào)整法毛坯的制造方法及加工余量木模手工造型或自由鍛。毛坯精度低，加工余量大部分采用金屬模鑄造或模鍛。毛坯精度和加工余量中等廣泛采用金屬模機(jī)器造型、模鍛及其他高效方法。毛坯精度高，加工余量小機(jī)床設(shè)備及其布置形式通用機(jī)床按機(jī)群式排列，部分采用數(shù)控機(jī)床或

10、加工中心部分通用機(jī)床和高效機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心，按零件類別分工段排列廣泛采用高效自動(dòng)機(jī)床、專 用 機(jī)床、數(shù)控 機(jī)床，按自動(dòng)線和流水線排列工藝裝備及達(dá)到精度的方法通用夾具、標(biāo)準(zhǔn)附件、通用刀具和萬能量具。靠劃線和試切法達(dá)到精度要求專用及成組夾具、專用刀具及量具。主要使用調(diào)整法達(dá)到精度要求高效專用夾具、復(fù)合刀具、專用量具、自動(dòng)檢測裝置。用調(diào)整法及自動(dòng)控制達(dá)到精度要求對工人的要求需要技術(shù)熟練的工人需要一定技術(shù)水平的工人對操作工人的技術(shù)要求較低，對調(diào)整工人的技術(shù)水平要求較高工藝文件有簡單的工藝過程卡，關(guān)鍵工序有工序卡有詳細(xì)的工藝規(guī)程，關(guān)鍵零件有工序卡有詳細(xì)的工藝規(guī)程和工序卡，關(guān)鍵工序有調(diào)整卡、檢驗(yàn)卡

11、1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng) 定義：在機(jī)械加工中，由機(jī)床、刀具、夾具與被加工工件一起構(gòu)成了一個(gè)實(shí)現(xiàn)某種加工方法的整體系統(tǒng)，這一系統(tǒng)稱為機(jī)械加工工藝系統(tǒng)。 對應(yīng)于不同的加工方法有不同的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)，如車削工藝系統(tǒng)、銑削工藝系統(tǒng)、磨削工藝系統(tǒng)等。1.2.1 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的構(gòu)成 1.2.2 零件表面的成形和機(jī)械加工運(yùn)動(dòng)1、零件表面的成形1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng) 這些表面都可以看成是由一條線為母線，以另一條線為軌跡（稱導(dǎo)線）運(yùn)動(dòng)而形成 ，母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線。 形成平面、圓柱面和直線成形表面的母線和導(dǎo)線的作用可以互換，稱為可逆表面。 形成螺紋面、圓環(huán)面、球面和圓錐面的母線和導(dǎo)線則不能互換，稱為非

12、可逆表面 。1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)2.3 切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用形成發(fā)生線的方法:（1）軌跡法 發(fā)生線是形成工件表面的幾何要素，是在金屬切削機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由工件和刀具彼此間協(xié)調(diào)的相對運(yùn)動(dòng)和刀具切削刃的形狀共同形成的 母線和導(dǎo)線都是刀具切削刃端點(diǎn)相對于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡。1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng) （2）成形法 刀具的切削刃就是被加工表面的母線，導(dǎo)線是刀具切削刃相對于工件的運(yùn)動(dòng)形成的。1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng) 切削刃各瞬時(shí)位置的包絡(luò)線是齒形表面的母線，導(dǎo)線是由刀具沿齒長方向的運(yùn)動(dòng)形成的。（3）展成法1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng) 采用銑刀、砂輪等旋轉(zhuǎn)刀具加工工件時(shí)，刀具自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成圓形發(fā)生線，同時(shí)切削

13、刃相對于工件的運(yùn)動(dòng)形成其他發(fā)生線。（4）相切法1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)2.機(jī)械加工的運(yùn)動(dòng)（1） 表面成形運(yùn)動(dòng) 是保證得到工件要求的表面形狀的運(yùn)動(dòng)。它是機(jī)床上最基本的運(yùn)動(dòng)，是機(jī)床上的刀具和工件為了形成表面發(fā)生線而作的相對運(yùn)動(dòng)。形成表面所需的成形運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上就是形成其母線和導(dǎo)線所需的成形運(yùn)動(dòng)總和1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)根據(jù)工件表面形狀和成形方法的不同，成形運(yùn)動(dòng)有以下類型：簡單成形運(yùn)動(dòng)：是獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)，由最基本的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的，則此成形運(yùn)動(dòng)稱為簡單成形運(yùn)動(dòng)。 復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)：是由兩個(gè)或兩個(gè)以上簡單運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)），按照某種確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系組合而成，則稱此成形運(yùn)動(dòng)為復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)。 1.

14、2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)例題:1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng) 從保證金屬切削過程的實(shí)現(xiàn)和連續(xù)進(jìn)行的角度看，成形運(yùn)動(dòng)可分為：主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)：使工件與刀具產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行切削的最基本運(yùn)動(dòng)，稱為主運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)的速度最高，所以消耗的功率最大。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：是配合主運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層的刀具與工件之間的附加相對運(yùn)動(dòng)。注意：主運(yùn)動(dòng)可為刀具，也可為工件；主運(yùn)動(dòng)可是直線運(yùn)動(dòng)也可是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；切削過程中，主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。 1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工，根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是多個(gè)，也可以是一個(gè)；可以是連續(xù)的，也可以是間歇的；可以是刀

15、具也可以是工件。 1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)(2)輔助運(yùn)動(dòng)：實(shí)現(xiàn)機(jī)床的各種輔助動(dòng)作,為表面成形創(chuàng)造條件。 空行程運(yùn)動(dòng) 刀架、工作臺的快速接近和退出工件等， 可節(jié)省輔助時(shí)間。切入運(yùn)動(dòng) 為保證被加工面獲得所需尺寸，刀具相 對于工件表面的深入運(yùn)動(dòng)。分度運(yùn)動(dòng) 使工件或刀具回轉(zhuǎn)到所需要的角度，多用于加工若干個(gè)完全相同的沿圓周均勻分布的表面，也有在直線分度機(jī)上刻直尺時(shí)，工件相對刀具的直線分度運(yùn)動(dòng)。操縱及控制運(yùn)動(dòng) 包括變速、換向、啟停及工件的 裝夾等。1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)1.2.3 切削用量和切削層參數(shù)1.切削中工件的表面 加工中，隨刀具與工件的相對運(yùn)動(dòng)，工件上切削層金屬被切下而形成切削，同時(shí)原工件上表面

16、不斷被形成的新表面所取代，運(yùn)動(dòng)中不斷變化著的工件表面形成為已加工表面、待加工表面、過渡表面(1）待加工表面：工件上有待切除的表面。(2）過渡表面：刀具切削刃正在切除的表面。該表面在切削加工過程中不斷變化，并且始終處于待加工表面和已加工表面之間。(3）已加工表面：工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面。1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)圖1-7 切削過程中工件上的表面 1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)2.切削用量已加工表面是否合格切削運(yùn)動(dòng)的適量工件材料、工件結(jié)構(gòu)、加工精度、刀具材料其它技術(shù)、經(jīng)濟(jì)要求切削運(yùn)動(dòng)的適量 圍繞形成合格加工表面這一核心，所需的切削運(yùn)動(dòng)的大小即切削用量不同。 切削過程中，主運(yùn)動(dòng)速度、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度或進(jìn)給

17、量、背吃刀量等切削要素稱為切削用量。1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)（1）切削速度Vc: 指主運(yùn)動(dòng)的線速度，單位m/min（磨削為m/s）。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削速度為回轉(zhuǎn)體（刀具或工件）上某一點(diǎn)的線速度。 計(jì)算時(shí)取刀具（或工件）最外緣點(diǎn)的線速度，即最大切削速度。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削速度為刀具相對于工件的直線運(yùn)動(dòng)速度。1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)進(jìn)給量 f ：指在主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)內(nèi)，刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對工件的位移量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表述和度量。 mm/r或mm/行程。 、對于車外圓，f 為工件轉(zhuǎn)一圈，刀具沿工件軸向移動(dòng)的距離，mm/r； （2）進(jìn)給速度Vf ：指刀具上選定

18、點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)進(jìn)給速度，mm/min。 、主運(yùn)動(dòng)為直線往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給量 f 為每一往復(fù)行程，刀具相對工件沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離，mm/行程； 1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)每齒進(jìn)給量 f z：對于多齒的旋轉(zhuǎn)刀具(如銑刀、切齒刀)，常用每齒進(jìn)給量 f z，單位為mm/z或mm/齒。 刀具在一轉(zhuǎn)或一次行程中，每個(gè)刀齒相對工件在進(jìn)給方向上的位移量，mm/齒。進(jìn)給速度、進(jìn)給量、每齒進(jìn)給量三者關(guān)系如下：1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)（3）背吃刀量ap ：指工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離，mm。主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在實(shí)體材料上鉆孔時(shí)， 1.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)1.3.1 金屬切削

19、機(jī)床 金屬切削機(jī)床是用刀具切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，它是制造機(jī)器的機(jī)器，所以又稱為“工作母機(jī)”，習(xí)慣上簡稱為機(jī)床。 根據(jù)加工工藝方法的不同，機(jī)床可分為：金屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī)床、電加工機(jī)床、坐標(biāo)測量機(jī)等。1.3 金屬切削機(jī)床概述1.3.2 金屬切削機(jī)床的構(gòu)成及布局（1）支承及定位部分：用于安裝和支承其他固定的或運(yùn)動(dòng)的部件，承受其重力和切削力。（2）運(yùn)動(dòng)部分：為加工過程提供所需的切削運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（3）動(dòng)力部分：為機(jī)床提供動(dòng)力 (功率) 和運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部分。（4）控制部分：用于控制各工作部件的正常工作。1、機(jī)床的構(gòu)成1.3 金屬切削機(jī)床概述1.3 金屬切削機(jī)床概述1.3 金屬切削機(jī)床

20、概述3. 1.3 金屬切削機(jī)床概述2、 機(jī)床的布局 機(jī)床的布局是指合理安排機(jī)床各組成部件的位置以及相對于被加工零件的位置。 考慮因素便于維護(hù)工作安全機(jī)床零部件調(diào)整更換和修理迅速易于排屑易于觀察加工過程1.3 金屬切削機(jī)床概述(1)刀具布置在被加工零件的前面或后面 (2)刀具布置在工件的側(cè)面 所有主要部件沿軸向布局，宜制成框架結(jié)構(gòu)。1.3 金屬切削機(jī)床概述(3)刀具布置在工件的上方 便于觀察工件和加工過程 (4)刀具相對于工件扇形布置，有幾把刀從不同的方向同時(shí)加工一個(gè)零件 1.3 金屬切削機(jī)床概述1.3.3 機(jī)床的分類和型號編制 按加工性質(zhì)，所用刀具和機(jī)床的用途，機(jī)床可分為12類。（GB/T 1

21、5375-2008金屬切削機(jī)床型號編制方法規(guī)定 ） 通用機(jī)床（普通機(jī)床）：加工范圍廣，可用于多種零件的不同工序。專門化機(jī)床（專能機(jī)床）：加工范圍較窄，用于加工某一類（或幾類）零件的某一道（或幾道）特定工序。專用機(jī)床：用于加工某一種零件的某一道特定工序。1.通用機(jī)床分類方法：車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨床拉床電加工機(jī)床切斷機(jī)床其它機(jī)床1）按通用程度分類：1.3 金屬切削機(jī)床概述2）按照機(jī)床的工作精度，可分為普通精度機(jī)床，精密機(jī)床和高精度機(jī)床。3）按照重量和尺寸，可分為儀表機(jī)床，中型機(jī)床（一般機(jī)床），大型機(jī)床（質(zhì)量大于10t），重型機(jī)床（質(zhì)量在30t以上）和超重型機(jī)床（質(zhì)量在10

22、0t以上）。4）按照機(jī)床主要器官的數(shù)目，可分為單軸，多軸，單刀，多刀機(jī)床等。5）按照自動(dòng)化程度不同，可分為普通，半自動(dòng)和自動(dòng)機(jī)床。1.3 金屬切削機(jī)床概述注：有“( )”的代號或數(shù)字，當(dāng)無內(nèi)容時(shí)，不表示，若有內(nèi)容，則不帶擴(kuò)號； 有“”符號者，為大寫的漢語拼音字母； 有“” 符號者，為大寫的漢語拼音字母或阿拉伯?dāng)?shù)字或兩者兼有之; 有“ ”符號的，為大寫的漢語拼音字母、或阿拉伯?dāng)?shù)字，或兩者兼有之2. 機(jī)床型號的編制方法 機(jī)床的型號是機(jī)床產(chǎn)品的代號，用以表明機(jī)床的類型，通用和結(jié)構(gòu)特性，主要技術(shù)參數(shù)等。GB/T15375-2008金屬切削機(jī)床型號編制方法規(guī)定，我國的機(jī)床型號由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按

23、一定規(guī)律組合而成。 通用機(jī)床的型號由基本部分和輔助部分組成，中間用“/”隔開，讀作“之”?；静糠中杞y(tǒng)一管理，輔助部分納入型號與否由生產(chǎn)廠家自定。（）（） （）（）/（ ）（- ）（）（） （）（）/（ ）（- ）企業(yè)代號其他特性代號重大改進(jìn)順序號主軸數(shù)或第二主參數(shù)主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號系代號（主參數(shù)相同）組代號（每類機(jī)床分為10組）通用特性、結(jié)構(gòu)特性代號類代號分類代號型號的構(gòu)成如下：1.3 金屬切削機(jī)床概述(1)機(jī)床的類代號機(jī)床的類別代號用大寫的漢語拼音字母表示。若每類有分類，在類別代號前用數(shù)字表示，作為型號的首位，但第一分類不予表示。 （）（） （）（）/（ ）（- ）1.3 金屬切削機(jī)床概述

24、（2）機(jī)床的通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號 機(jī)床的特性代號也用漢語拼音表示，代表機(jī)床具有的特別性能，包括通用特性和結(jié)構(gòu)特性兩種，書寫于類別代號之后。1）通用特性代號2）結(jié)構(gòu)特性代號 對于主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床，在型號中用漢語拼音字母區(qū)分。當(dāng)有通用特性代號時(shí)，結(jié)構(gòu)特性代號應(yīng)排在通用特性代號之后，凡通用特性代號已用的字母和“I”、“O”均不能作為結(jié)構(gòu)特性代號。（）（） （）（）/（ ）（- ）1.3 金屬切削機(jī)床概述（3）機(jī)床的組、系別代號 機(jī)床的組別和系別代號分別用一個(gè)數(shù)字表示。每類機(jī)床分為十個(gè)組，用數(shù)字09表示。每組又分為若干個(gè)系。（）（） （）（）/（ ）（- ）（4）主參數(shù)、主軸數(shù)和第二主參數(shù)

25、（表1-6） 機(jī)床主參數(shù)代表機(jī)床規(guī)格大小，用折算值（一般為主參數(shù)實(shí)際數(shù)值的1/10或1/100）表示，位于系別代號之后。第二主參數(shù)一般指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長度、工作臺工作面長度等。第二主參數(shù)一般折算成兩位數(shù)為宜。（5）機(jī)床的重大改進(jìn)順序號 當(dāng)機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能有更高的要求，需按新產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)、試制和鑒定時(shí)，按改進(jìn)的先后順序選用A、B、C等漢語拼音字母加在基本部分的尾部,以區(qū)別于原機(jī)床型號。（）（） （）（）/（ ）（- ）1.3 金屬切削機(jī)床概述（）（） （）（）/（ ）（- ） 企業(yè)代號包括機(jī)床生產(chǎn)廠及機(jī)床研究所單位代號，置于輔助部分尾部，用“”分開，若輔助部分僅有企業(yè)代號，則可不加“

26、”。（6）其它特性代號與企業(yè)代號 其它特性代號主要用以反映各類機(jī)床的特性。一般應(yīng)放在其它特性代號之首位。 其它特性代號可用漢語拼音字母表示，也可用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，還可用兩者組合表示。1.3 金屬切削機(jī)床概述通用機(jī)床的型號編制舉例： C A 6 1 40 （CA6140型臥式車床）重大改進(jìn)順序號(第一次重大改進(jìn))主參數(shù)(最大磨削直徑320mm)系別代號(萬能外圓磨床系組別代號(外圓磨床組)通用特性(高精度)類別代號(磨床類)M G 1 4 32 A（MG1432A型高精度萬能外圓磨床）類別代號（車床）結(jié)構(gòu)特性代號（結(jié)構(gòu)不同）組別代號（落地及臥式車床組）系別代號（臥式車床系）主參數(shù)（最大車削直徑4

27、00mm）（）（） （）（）/（ ）（- ）1.3 金屬切削機(jī)床概述1.3.4 機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)原理1. 機(jī)床傳動(dòng)的組成包括： 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng) 為了實(shí)現(xiàn)加工過程中所需的各種運(yùn)動(dòng)，機(jī)床必須有運(yùn)動(dòng)源、執(zhí)行件和傳動(dòng)裝置三個(gè)基本部分。1.3 金屬切削機(jī)床概述2. 把動(dòng)力源和執(zhí)行件或執(zhí)行件之間聯(lián)系起來的一系列傳動(dòng)件，構(gòu)成了一個(gè)傳動(dòng)聯(lián)系，稱其為傳動(dòng)鏈。按傳動(dòng)鏈的性質(zhì)不同可分為：外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 “聯(lián)系動(dòng)力源和機(jī)床執(zhí)行件的傳動(dòng)鏈”。它使執(zhí)行件獲得一定的速度和運(yùn)動(dòng)方向，其傳動(dòng)比的變化，只影響生產(chǎn)率或表面粗糙度，不影響加工表面的形狀和精度。 因此，外聯(lián)系傳動(dòng)鏈中可以有摩擦傳動(dòng)等傳動(dòng)比不準(zhǔn)確的傳

28、動(dòng)副。傳動(dòng)鏈兩端的元件稱為首、末端件，它可以是動(dòng)力源或執(zhí)行件。1.3 金屬切削機(jī)床概述 “聯(lián)系兩個(gè)執(zhí)行件，以形成復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈”。它決定著加工表面的形狀和精度，兩個(gè)末端件之間的相對速度或相對位移必須有嚴(yán)格的比例關(guān)系。內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈 因此，內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比必須準(zhǔn)確，車削螺紋時(shí)，保證主軸和刀架之間的嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)關(guān)系的傳動(dòng)鏈就是內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)鏈中通常包括兩類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)a.定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu) b. 換置機(jī)構(gòu) 根據(jù)加工要求可變換傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 3.傳動(dòng)原理圖 為了便于研究機(jī)床的傳動(dòng)原理, 用一些簡明的符號把動(dòng)力源、執(zhí)行件之間的傳動(dòng)聯(lián)系表示出來的示意圖。 并不表達(dá)實(shí)際傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類和數(shù)量傳動(dòng)

29、原理圖中假想線代表傳動(dòng)鏈所有的定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，菱形塊代表所有的換置機(jī)構(gòu)。1.3 金屬切削機(jī)床概述通過分析傳動(dòng)原理圖，可以知道： （1）機(jī)床有哪些傳動(dòng)鏈 （2）傳動(dòng)鏈的聯(lián)系情況 （3）正確計(jì)劃調(diào)整置換機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 （工藝要求） （4）計(jì)算加工過程的運(yùn)動(dòng)參數(shù)1.3 金屬切削機(jī)床概述1.4 刀具概述1.4.1 刀具的類型 由于機(jī)械零件的材質(zhì)、形狀、技術(shù)要求和加工工藝的多樣性，客觀上要求進(jìn)行加工的刀具具有不同的結(jié)構(gòu)和切削性能。 切刀類一般多為只有一條主切削刃的單刃刀具孔加工刀具 銑刀多刃回轉(zhuǎn)刀具 拉刀 加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具 螺紋刀具 加工內(nèi)外螺紋表面的刀具齒輪刀具 用于加工齒輪齒形的刀具，

30、分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具 磨具類表面精加工和超精加工的刀具組合刀具可同時(shí)加工或依次加工多表面的刀具a）焊接式車刀b）整體式車刀c）機(jī)夾式車刀車刀的結(jié)構(gòu)1.4 刀具概述1.4.2 刀具的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù) 由工作部分和非工作部分構(gòu)成。 車刀的工作部分比較簡單，只由切削部分構(gòu)成，非工作部分就是車刀的柄部(或刀桿)。 不論刀具結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，就其單刀齒切削部分，都可以看成由外圓車刀的切削部分演變而來，本節(jié)以外圓車刀為例來介紹其幾何參數(shù)。1.4 刀具概述三面 前刀面A 后刀面A 副后刀面A 兩刃 主切削刃 S 副切削刃 S一尖 過渡刃1. 刀具切削部分的組成：1.4 刀具概述（1)前刀面A 切屑流過的

31、刀面。1.刀 面（2)主后刀面A 與工件正在被切削加工的表面（過渡 表面）相對的刀面。 （3)副后刀面A 與工件已切削加工的表面相對的刀面。 2.刀刃（1）主切削刃S 前面與主后面在空間的交線。（2）副切削刃S 前面與副后面在空間的交線。 3刀尖 三個(gè)刀面在空間的交點(diǎn)，也可理解為主、副切削刃二條刀刃匯交的一小段切削刃。 在實(shí)際應(yīng)用中，為增加刀尖的強(qiáng)度與耐磨性，一般在刀尖處磨出直線或圓弧形的過渡刃。圖1-11刀尖的類型1.4 刀具概述刀具角度是為刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測量時(shí)所使用的幾何參數(shù)，它們是確定刀具切削部分幾何形狀（各表面空間位置）的重要參數(shù)。用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準(zhǔn)坐標(biāo)面稱為參考系

32、;參考系可分為刀具靜止參考系和刀具工作參考系兩類。2刀具的幾何參數(shù)1.4 刀具概述 在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測量時(shí)，用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系稱為刀具靜止參考系或標(biāo)注角度參考系。1刀具靜止參考系在該參考系中定義的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。 靜止參考系中最常用的刀具標(biāo)注角度參考系是正交平面參考系,其它參考系有法平面參考系、假定工作平面參考系等。 1.4 刀具概述（1）正交平面參考系基面pr 通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝面（底面）。 正交平面參考系由基面、切削平面和正交平面三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)平面組成1.4 刀具概述切削平面ps 通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面并

33、與主切削刃相切的平面。 正交平面參考系由基面、切削平面和正交平面三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)平面組成1.4 刀具概述正交平面po 通過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削平面垂直的平面。 正交平面參考系由基面、切削平面和正交平面三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)平面組成1.4 刀具概述正交平面參考系1.4 刀具概述正交平面中測量的刀具角度1)前角O 前面與基面之間的夾角。2)后角o 后面與切削平面之間的夾角。3)楔角o 前面與后面之間的夾角，它是個(gè)派生角。 它與前角、后角有如下的關(guān)系： o90(Oo)基面中測量的刀具角度1）主偏角r 主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度vf 方向之間的夾角。2）副偏角r 副切削刃在基面上的

34、投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度vf反方向之間的夾角。3）刀尖角r 主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，它是派生角度。 r=180-(r r)主偏角與負(fù)偏角的大小介于090之間切削平面中測量的刀具角度1）刃傾角s 主切削刃與基面之間的夾角。它在切削平面內(nèi)標(biāo)注或測量，但有正負(fù)之分。當(dāng)主切削刃與基面平行時(shí)s=0；當(dāng)?shù)都恻c(diǎn)相對基面處于主切削刃上的最高點(diǎn)時(shí)s 0；反之s 0。 說明：以上標(biāo)注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高、刀桿縱向軸線垂直于進(jìn)給方向，以及不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響等條件下確定的。刀尖處于切削刃最高點(diǎn)時(shí)刃傾角為正刀尖處于切削刃最低點(diǎn)時(shí)刃傾角為負(fù)切削刃與基面相重合時(shí)刃傾角為零1.4 刀具概述副正交平面中測量

35、的6.副后角O 副正交平面中測量的副后刀面與副切削平面之間的夾角稱為副后角。1.4 刀具概述在正交平面參考系中的標(biāo)注角度（5）副偏角r （6）副后角o 派生角度：楔角o、刀尖角rr（1）主偏角r（4）后角o（2）刃傾角s（3）前角o (2)工作參考系及幾何參數(shù) 刀具在工作參考系中確定的角度稱為刀具工作角度。 工作參考系也分為正交平面工作參考系、法平面工作參考系及工作平面和背平面工作參考系等 。1刀具工作參考系的建立 與靜態(tài)系統(tǒng)中正交平面參考系建立的定義和程序相似，不同點(diǎn)就在于它以合成切削運(yùn)動(dòng)e或刀具安裝位置條件來確定工作參考系的基面pre。 由于工作基面的變化，將帶來工作切削平面pse的變化，

36、從而導(dǎo)致工作前角oe、工作后角oe 的變化。1.4 刀具概述刀具工作參考系的組成（1）工作基面pre 通過切削刃上的考查點(diǎn)，垂直于合成切削運(yùn)動(dòng)速度方向的平面。（2）工作切削平面pse 通過切削刃上的考查點(diǎn)，與切削刃相切且垂直于工作基面的平面。（3）工作正交平面poe 通過切削刃上的考查點(diǎn)，同時(shí)垂直于工作基面、工作切削平面的平面。Pr基面：是指通過切削刃上選定的點(diǎn)，垂直于切削運(yùn)動(dòng)方向的平面。Ps切削平面：是指通過切削刃上選定的點(diǎn)，與切削刃相切并垂直于基面的平面。1.4 刀具概述圖1-15 假定工作平面、背平面參考系圖1-16 假定工作平面、背平面參考系的靜止角度2刀具工作角度的分析 在工作正交平

37、面參考系中，一般考核刀具工作角度(oe 、oe 、re、re、oe 、se)的變化，對刀具角度設(shè)計(jì)補(bǔ)償量以及對切削加工過程的影響情況。 在車削(切斷、車螺紋、車絲杠)、鏜孔、銑削等加工中，通常因刀具工作角度的變化，對工件已加工表面質(zhì)量或切削性能造成不利影響。1.4 刀具概述刀具的工作角度1）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對刀具工作角度的影響橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響 oe=o oe=o tanf /d當(dāng)進(jìn)給量f一定時(shí)，隨 d 值值，接近中心oe為負(fù)值。 當(dāng) f值橫車時(shí) f 不宜過大，并應(yīng)適當(dāng)加大o圖1-17 橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作角度的影響縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響f 或d時(shí)，f車右螺紋時(shí)左側(cè)刃圖1-18 縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作角度的影響

38、 2）刀具安裝位置對工作角度的影響刀具安裝高低的影響假定車刀s0,刀尖高于工件中心若刀尖低于工件中心，角度變化與上述相反圖1-19刀具安裝高低對工作角度的影響刀柄安裝偏斜對工作角度的影響圖1-20 刀具安裝傾斜對工作角度的影響1.4 刀具概述1.4.3 刀具材料 刀具的切削性能決定于刀具結(jié)構(gòu)、切削部分的材料和幾何參數(shù)。1.刀具材料必須具備的性能 1. 高的硬度和耐磨性 常溫硬度HRC60以上，耐磨性是硬度、組織結(jié)構(gòu)及化 學(xué)性能等的綜合反映。 2. 足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性3. 高耐熱性 高溫硬度、強(qiáng)度、耐磨性，抗氧化性、抗擴(kuò)散粘結(jié)性等4.導(dǎo)熱性和耐熱沖擊性 以便切削時(shí)產(chǎn)生的熱量能迅速散走；為適應(yīng)斷

39、續(xù)切削時(shí)瞬間反復(fù)的熱沖擊力形成的熱應(yīng)力和機(jī)械沖擊形成的機(jī)械應(yīng)力1.4 刀具概述6.化學(xué)穩(wěn)定性 指在高溫下，刀具材料不易與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 7. 良好的工藝性 鍛造性能、磨削性能、熱處理性能等8. 經(jīng)濟(jì)性1.刀具材料必須具備的性能5.抗粘接性 防止工件與刀具材料分子間在高溫高壓下互相吸附產(chǎn)生粘接。1.4 刀具概述2. 常用刀具材料工具鋼硬質(zhì)合金高速鋼超硬刀具材料1.4 刀具概述（1）高速鋼它是一種加入較多鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金鋼。按用途可分為：通用高速鋼和高性能高速鋼。按制造工藝可分為: 熔煉高速鋼、粉末冶金高速 鋼和表面涂層高速鋼。按基本化學(xué)成份可分為: 鎢系和鉬系。 1.4

40、刀具概述（1）通用高速鋼（含碳量0.70.9%，6565.5 HRC） 鎢系高速鋼 W18Cr4V W14Cr4MnRE 鉬系高速鋼 W6Mo5Cr4V2 高溫塑性好 主要用于一般材料的常規(guī)加工，速度不高于50m/min.（2）高性能高速鋼（增加碳量釩量，添加鈷鋁等6769HRC）W6Mo5Cr4V3 W6Mo5Cr4V2Co8 W6Mo5Cr4V2Al W10Mo4Cr4V3Al 主要用于難加工材料的加工，加工普通材料可達(dá)90m/min.粉末冶金化，表面處理及涂層等性能：有較高的熱穩(wěn)定性；有較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性；制造工藝簡單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造。是制造鉆頭、成形刀具、拉刀

41、、齒輪刀具等的主要材料。1.4 刀具概述（3）粉末冶金高速鋼 粉末冶金高速鋼是用高壓氬氣或純氮?dú)忪F化熔融的高速鋼鋼水而得到細(xì)小的高速鋼粉末，然后再熱壓鍛軋制成。適用于制造精密刀具、大尺寸（滾刀、插齒刀）刀具、復(fù)雜成形刀具、拉刀等。1.4 刀具概述表 常用高速鋼的化學(xué)成分、性能和用途1.4 刀具概述硬質(zhì)合金以其優(yōu)良的性能被廣泛用作刀具材料。大多數(shù)車刀、端銑刀等均由硬質(zhì)合金制造；硬質(zhì)合金是由高硬度和高熔點(diǎn)的金屬碳化物(碳化鎢WC、碳化鈦TiC、碳化鉭TaC、碳化鈮NbC等)和金屬粘結(jié)劑(Co、Mo、Ni等)用粉末冶金工藝制成。硬質(zhì)合金刀具常溫硬度為8993HRA，化學(xué)穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性好，耐磨性好

42、，耐熱性達(dá)8001000C。硬質(zhì)合金刀具允許的切削速度比高速鋼刀具高410倍 。 （2）硬質(zhì)合金1.4 刀具概述常用硬質(zhì)合金的牌號及其性能 （1）鎢鈷類硬質(zhì)合金 代號為YG，屬K類。合金中含鈷量愈高，韌性愈好，適合于粗加工，反之用于精加工。YG（K）類硬質(zhì)合金，有較好的韌性、磨削性、導(dǎo)熱性，適合于加工產(chǎn)生崩碎切屑及有沖擊載荷的脆性金屬材料。 （2）鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金 代號為YT，屬P類。它以WC為基體, 添加TiC，用Co作粘結(jié)劑燒結(jié)而成。合金中TiC含量提高，Co含量就低，其硬度、耐磨性和耐熱性進(jìn)一步提高，但抗彎強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、特別是沖擊韌性明顯下降，適合于切削切屑一般呈帶狀的普通碳素鋼及合金鋼

43、等塑性材料。1.4 刀具概述 （3）鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金 代號為YW，屬M(fèi)類。它在YT(P)類硬質(zhì)合金中加入TaC或NbC，這樣可提高抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性、抗氧化能力、耐磨性和高溫硬度等。它既適用于加工脆性材料，又適用于加工塑性材料。1.4 刀具概述（3）新型刀具材料TiC涂層 硬度高、耐磨性好、抗氧化性好，切削時(shí)能產(chǎn)生氧化鈦膜，減小摩擦及刀具磨損。TiN涂層 在高溫時(shí)能產(chǎn)生氧化膜，與鐵基材料摩擦系數(shù)較小，抗粘結(jié)性能好，并能有效降低切削溫度。 在韌牲較好的刀具基體上，涂覆一層耐磨性好的難熔金屬化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，又不降低其韌性。常用的涂層材料有TiC、TiN、Al203

44、及其復(fù)合材料等, 涂層厚度隨刀具材料不同而異。1）涂層刀具1.4 刀具概述TiCTiN復(fù)合涂層 第一層涂TiC，與刀具基體粘牢不易脫落。第二層涂TiN,減少表面層與工件間的摩擦。TiC-Al203復(fù)合涂層 第一層涂TiC, 與刀具基體粘牢不易脫落。第二層涂Al203可使刀具表面具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性能。 目前單涂層刀片已很少應(yīng)用，大多采用TiC-TiN復(fù)合涂層或TiC-Al2O3-TiN三復(fù)合涂層。1.4 刀具概述（2）陶瓷刀具材料 以氧化鋁或以氮化硅為基體再添加少量金屬，在高溫下燒結(jié)而成的一種刀具材料。其優(yōu)點(diǎn)是硬度高，耐磨性、耐高溫性能好，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性，與金屬的親合力

45、小、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散能力強(qiáng)；其缺點(diǎn)是脆性大、抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差，易崩刃，所以使用范圍受到限制；可用于鋼、鑄鐵類零件的車削、銑削加工。1.4 刀具概述1）金剛石（4）超硬刀具材料 已知的最硬材料，其硬度極高，接近于10000HV（硬質(zhì)合金僅為 1300 1800HV）金剛石分天然和人造兩種金剛石刀具既能對陶瓷、高硅鋁合金、硬質(zhì)合金等高硬度耐磨材料進(jìn)行切削加工，又能切削其他有色金屬及其合金，使用壽命極高，但不宜加工鐵族材料1.4 刀具概述2）立方氮化硼立方氮化硼（CBN）是一種人工合成的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高溫、高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)化而成。它有很高的硬度及耐磨性，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)惰性大，

46、與鐵系金屬在1300時(shí)不易起化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)熱性好，摩擦系數(shù)低。因此可用于高溫合金、冷硬鑄鐵、淬硬鋼等難加工材料的加工。1.4 刀具概述 應(yīng)當(dāng)指出，加工一般材料大量使用的仍是普通高速鋼及硬質(zhì)合金，只有在加工難加工材料時(shí)，才考慮選用新牌號合金或高性能高速鋼，在加工高硬度材料或精密加工時(shí)，才考慮選用超硬材料。 1.4 刀具概述Thank You!金屬切削加工方法和設(shè)備選用單元二 金屬切削過程 金屬切削過程切削過程基本規(guī)律切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用 2.12.22.3 單元二 金屬切削過程 知識要點(diǎn)1、金屬切削的過程；2、切削變形、切削力、切削溫度、刀具磨損及耐用度等對金屬切削過程的影響規(guī)律；3、金屬切削過

47、程基本規(guī)律的應(yīng)用。技能目標(biāo)1、掌握金屬切削過程及其基本規(guī)律；2、掌握金屬切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用；3、初步掌握根據(jù)機(jī)床、刀具、夾具等實(shí)際條件查閱相關(guān)手冊確定各種切削加工參數(shù)的方法；4、了解金屬加工過程中的各種物理現(xiàn)象，如切削力、切削熱、刀具磨損、積屑瘤、鱗刺等。單元二 金屬切削過程 1. 金屬切削過程的基本運(yùn)動(dòng)2.1金屬切削過程 2.1.1金屬切削過程的基本概念2.切削層及相關(guān)參數(shù)一個(gè)是主運(yùn)動(dòng)；另一個(gè)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 切削層是指由切削部分的一個(gè)單動(dòng)作（或指切削部分走過工件的一個(gè)單程，或指只產(chǎn)生一圈過渡表面的動(dòng)作）所切除的工件材料層。 圖2-1 切削層參數(shù)2.1金屬切削過程 （1）切削層公稱厚度（2）切

48、削層公稱寬度 （3）切削層公稱橫截面積2.1金屬切削過程 2.1.2切削過程圖2-2 塑性金屬材料的剪切破壞2.1金屬切削過程 圖2-3金屬切削過程中滑移線與流線 圖2-4第一變形區(qū)金屬滑移 1. 金屬切削過程的變形2.1金屬切削過程 （1）第一變形區(qū) 切削層金屬從開始塑性變形到剪切滑移基本完成，這一過程區(qū)域稱為第一變形區(qū)。（2）第二變形區(qū) 產(chǎn)生塑性變形的金屬切削層材料經(jīng)過第一變形區(qū)后沿刀具前刀面流出，在靠近前刀面處形成第二變形區(qū)。 （3）第三變形區(qū) 金屬切削層在已加工表面受刀具刀刃鈍圓部分的擠壓與摩擦而產(chǎn)生塑性變形部分的區(qū)域。 2.1金屬切削過程 圖2-5刀具的切削完成過程2.1金屬切削過程

49、 2積屑瘤的形成及對加工影響 積屑瘤是在切削塑性金屬材料時(shí)，由被加工工件的材料在前刀面上近切削刃處堆積形成的楔塊，它是由切屑在前刀面上粘結(jié)摩擦形成的. 圖2-6積屑瘤2.1金屬切削過程 積屑瘤硬度很高，是工件材料硬度的23倍，能同刀具一樣對金屬進(jìn)行切削。它對金屬切削過程會(huì)產(chǎn)生如下影響。（1）實(shí)際刀具前角增大刀具前角增大可減小切削力，對切削過程有積極的作用。而且，切削瘤的高度Hb 越大，實(shí)際刀具前角也越大，切削更容易。 （2）實(shí)際切削厚度增大 （3）加工后表面粗糙度增大 （4）切削刀具的耐用度降低 2.1金屬切削過程 【例2-1】某工廠車工師傅在粗加工一件零件時(shí)，他采用了在刀具上產(chǎn)生積屑瘤的加工

50、方法，而在精加工時(shí)，他又努力避免積屑瘤的產(chǎn)生，請問這是為什么？在防止積屑瘤方面，你認(rèn)為能用哪些方法。2.1金屬切削過程 首先從加工前的熱處理工藝階段解決。通過熱處理，提高零件材料的硬度，降低材料的加工硬化。調(diào)整刀具角度，增大前角，從而減小切屑對刀具前刀面的壓力。低切削速度，使切削層與刀具前刀面接觸面溫度降低，避免粘結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生。或采用較高的切削速度，增加切削溫度，因?yàn)闇囟雀叩揭欢ǔ潭?，積屑瘤也不會(huì)發(fā)生。更換切削液，采用潤滑性能更好的切削液，減少切削摩擦。2.1金屬切削過程 3鱗刺現(xiàn)象 金屬材料在切削過程中，在較低的切削速度下，用高速鋼、硬質(zhì)合金或陶瓷刀具，切削一些常用的塑性金屬材料時(shí)，在車、刨

51、、插、鉆、拉、滾齒、車螺紋、鉸螺紋、板牙等加工工序中，都可能出現(xiàn)鱗刺。 2.1金屬切削過程 圖2-7 鱗刺形成過程各階段示意圖2.1金屬切削過程 圖2-8 積屑瘤對鱗刺的影響示意圖2.1金屬切削過程 2刀具幾何參數(shù)的影響 (1)前角的影響 前角直接影響剪切角。前角增大，剪切角也增大，變形減??；前角還通過摩擦角影響剪切角。 (2)刀尖圓弧半徑的影響 當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑增大時(shí)，切削刃上參加切削的曲線刃的長度增加，使平均切削厚度減小，變形增大；另外，由于圓弧切削刃上各點(diǎn)的切屑流出方向不同，相互干涉也增大了切屑的附加變形，使切削變形增大。 2.1金屬切削過程 2.1.3影響切削變形的因素 1工件材料 工件

52、材料的硬度、強(qiáng)度越高，切屑與刀具之間的平均摩擦系數(shù)就越小，所以切削變形系數(shù)就減小；另一方面，材料的性能也會(huì)通過對積屑瘤的影響而影響切削變形，塑性大的材料在切削時(shí)易于產(chǎn)生積屑瘤，從而增大了刀具的實(shí)際工作前角，減小了切削變形。 2.1金屬切削過程 2刀具幾何參數(shù)的影響 (1)前角的影響 (2)刀尖圓弧半徑的影響 3切削用量的影響(1)切削速度的影響 (2）進(jìn)給量的影響 進(jìn)給量的增大，使切削厚度增大，摩擦系數(shù)減小，剪切角增大，從而使切削變形系數(shù)減小。2.1金屬切削過程 圖2-9 切削速度對切削變形的影響 2.1金屬切削過程 2.2 切削過程基本規(guī)律 2.2.1 切削力 1切削合力和分力 主切削力 吃

53、刀抗力 進(jìn)給抗力 2.2 切削過程基本規(guī)律 主切削力 吃刀抗力 進(jìn)給抗力 2.2 切削過程基本規(guī)律 2. 單位切削力 3. 切削功率和單位切削功率 2.2 切削過程基本規(guī)律 4. 影響切削力的因素 (1)工件材料 (2)切削用量 圖2-11 切削速度對切削力的影響2.2 切削過程基本規(guī)律 (3)刀具幾何參數(shù) 圖2-12 前角對切削力的影響圖2-13主偏角對切削力的影響圖2-14刃傾角對切削力的影響2.2 切削過程基本規(guī)律 2.2 切削過程基本規(guī)律 2.2.2切削熱與切削溫度1、切削熱圖 2-15切削熱的來源和傳散2.2 切削過程基本規(guī)律 2.切削溫度 切削溫度一般指切屑與前刀面接觸區(qū)域的平均溫

54、度，是切削熱在工件與刀具上作用的結(jié)果，切削溫度的高低，決定于切削熱產(chǎn)生的多少和傳散的快慢。 2.2 切削過程基本規(guī)律 圖2-16 前刀面上的溫度分布2.2 切削過程基本規(guī)律 3. 影響切削溫度的因素(1)切削用量 (2)刀具幾何參數(shù)2-18主偏角對切削溫度的影響圖2-17 前角對切削溫度的影響圖2.2 切削過程基本規(guī)律 (3)工件材料 工件材料是通過強(qiáng)度、硬度和導(dǎo)熱系數(shù)等性能對切削溫度產(chǎn)生影響的。材料的強(qiáng)度、硬度高，切削時(shí)所耗功率就多，產(chǎn)生的切削熱也多，溫度就越高。 2.2 切削過程基本規(guī)律 2.2.3 刀具磨損和耐用度1. 刀具磨損的形式 （1）前刀面磨損（2）后刀面磨損（3）前、后刀面同時(shí)

55、磨損 2.2 切削過程基本規(guī)律 圖2-19刀具正常磨損形式2.2 切削過程基本規(guī)律 2.刀具磨損的原因（1）磨粒磨損（2）粘結(jié)磨損（3）擴(kuò)散磨損（4）相變磨損（5）氧化磨損 3. 刀具破損原因 刀具破損主要由于機(jī)械沖擊力作用或受熱后內(nèi)應(yīng)力作用造成。2.2 切削過程基本規(guī)律 4. 磨損過程和磨鈍標(biāo)準(zhǔn) （l）磨損過程 圖2-20刀具磨損過程1）初期磨損階段（I段） 2）正常磨損階段（II段） 3 ）急劇磨損階段（III段） 2.2 切削過程基本規(guī)律 （2）磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 所謂磨鈍標(biāo)準(zhǔn)就是規(guī)定的刀具后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達(dá)到的最大值VB。這是衡量刀具是否應(yīng)該刃磨或更換刀刃的標(biāo)準(zhǔn)。 5. 刀具耐

56、用度 刃磨后的刀具，自開始切削直到磨損量達(dá)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削工作時(shí)間，稱為刀具耐用度，以T表示。這是確定換刀時(shí)間的重要依據(jù)。 2.2 切削過程基本規(guī)律 6. 影響刀具耐用度的因素 切削溫度直接決定刀具的耐用度，所以影響切削溫度的因素都對耐用度有影響。 刀具材料是影響刀具耐用度的主要因素，其高溫硬度越高，越耐磨，耐用度也越高。改善材料的切削性能，使用新型刀具材料，能使刀具耐用度成倍提高。 2.3 切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用2.3.1切屑的控制1.切屑的種類圖2-21切屑的種類2.3 切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用2. 切屑的流向、卷曲圖2-22切屑的流向2.3 切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用圖2-23 圖2-23

57、對切屑流向的影響2.3 切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用3. 影響斷屑的因素 （l）卷屑槽的尺寸參數(shù) 圖2-24卷屑槽形2.3 切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用（2）刀具角度 刃傾角是控制切屑流向的參數(shù)。刃傾角為負(fù)值時(shí)，切屑流向已加工表面或加工表面；刃傾角為正值時(shí)，切屑流向待加工表面或背離工件。（3）切削用量 生產(chǎn)中，應(yīng)綜合考慮各方面因素，根據(jù)加工材料和已選定的刀具角度和切削用量，選定合理的卷屑槽結(jié)構(gòu)和參數(shù)。2.3 切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用表2-1材料的相對加工性等級加工性等級名稱及品種Kr代表性材料1很容易切削材料一般有色金屬3.0銅鉛合金、鋁銅合金、鋁鎂合金2容易切削材料易切削鋼3.0退火15Cr、自動(dòng)機(jī)鋼3較

58、易切削鋼2.5正火30鋼4普通材料一般鋼及鑄鐵1.645鋼、灰鑄鐵5稍難切削材料1.02Cr13調(diào)質(zhì)、45鋼6難切削材料較難切削材料0.6540Cr調(diào)質(zhì)、65Mn調(diào)質(zhì)7難削材料0.550Cr調(diào)質(zhì)、1Cr18Ni9Ti、鈦合金8很難切削材料45ms時(shí)稱為高速磨削。（2）徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(即磨削時(shí)的切深運(yùn)動(dòng))：工作臺每雙(單)行程內(nèi)工件相對砂輪的徑向移動(dòng)的距離(砂輪切入工件的深度)。徑向進(jìn)給量(磨削深度)磨削速度：主運(yùn)動(dòng)的線速度(即砂輪外圓的線速度) 。 一般情況下，(0.0050.02)dstr。單位為mmd str 3.3 外圓表面的磨削加工及設(shè)備軸向進(jìn)給量：（3）軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工件相對砂輪沿軸向

59、的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。指工件旋轉(zhuǎn)一周，砂輪沿其軸向移動(dòng)的距離，單位為mmr。 內(nèi)、外圓磨時(shí)為工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，平面磨時(shí)為工作臺的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 （4）工件運(yùn)動(dòng)：單位為ms 一般?。?.30.6）B(mmr)，B為砂輪寬度；粗加工取大值，精加工取小值。3.3 外圓表面的磨削加工及設(shè)備3.3.3砂輪 砂輪是用各種類型的結(jié)合劑把磨料粘合起來，經(jīng)壓坯、干燥、焙燒及修整而成的，具有很多氣孔，用磨粒進(jìn)行切削的磨削工具。 是磨具中用量最大、使用面最廣的一種，使用時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，可對金屬或非金屬工件的外圓、內(nèi)圓、平面和各種型面等進(jìn)行粗磨、半精磨和精磨以及開槽和切斷等。3.3 外圓表面的磨削加工及設(shè)備1.砂輪特性及選用 磨料應(yīng)

60、具備很高的硬度，一定的強(qiáng)韌性以及一定的耐熱性及熱穩(wěn)定性。 （1）磨料(2）粒度 砂輪越粗效率越高，但加工表面質(zhì)量差。粗加工和磨軟材料時(shí)選粗砂輪，精加工及磨硬材料時(shí)選細(xì)砂輪。(3）結(jié)合劑 結(jié)合劑起粘結(jié)磨粒的作用，它的性能決定了砂輪的強(qiáng)度、耐沖擊性、耐腐蝕性和耐熱性，同時(shí)對磨削溫度，磨削表面質(zhì)量也有一定的影響。 3.3 外圓表面的磨削加工及設(shè)備 砂輪硬度指在磨削力作用下磨粒從砂輪表面脫落的難易程度。磨粒粘結(jié)牢固，砂粒不易脫落砂輪則硬，反之則軟。 加工硬材料用軟砂輪，加工軟材料用硬砂輪。(5）組織：磨料、結(jié)合劑與氣孔的比例 加工軟材料用疏松的砂輪（防止砂輪堵塞）砂輪形狀、代號及用途 GB 80 ZR