數(shù)控加工工藝 課件全套 葛新鋒 第1-8講 數(shù)控加工概述- 叉架類零件的數(shù)控加工工藝

課程:數(shù)控加工工藝學(xué)二、期末成績(jī)?cè)u(píng)定◆熟讀測(cè)量測(cè)繪技術(shù)，金屬材料及熱處理，機(jī)械制圖等書(shū)籍；◆不得遲到，早退更不能曠課，上課須認(rèn)真聽(tīng)講，教材僅為參考資料；◆給定作業(yè)須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成；◆本課程由我與大家共同完成，而非我完成任務(wù)；◆不能在上課期間閑聊或睡覺(jué)、耍手機(jī)（盡量關(guān)機(jī)）！一、“游戲”規(guī)則考核：待定不定時(shí)點(diǎn)名！考勤學(xué)習(xí)紀(jì)律及態(tài)度說(shuō)話打手機(jī)吃零食睡覺(jué)其它違紀(jì)作業(yè)三、課程安排1.課程名稱：數(shù)控加工工藝學(xué)2.課程學(xué)時(shí)數(shù)：總計(jì)48學(xué)時(shí)本學(xué)期48學(xué)時(shí)［數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

、各類零件工藝設(shè)計(jì)、刀具、夾具］講授：18學(xué)時(shí)實(shí)操：30學(xué)時(shí)3.課時(shí)分配（48）四、教材及參考書(shū)參考書(shū):(1)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》楊叔子主編，機(jī)械工業(yè)出版社(2)韓鴻鸞,劉德成主編，《數(shù)控加工工藝》，北京:中國(guó)電力出版社,2008(3)《數(shù)控加工工藝與設(shè)備》周曉宏主編，機(jī)械工業(yè)出版社(4)《機(jī)械制造工藝學(xué)》鄭煥文主編，高等教育出版社教材：葛新鋒主編，

《數(shù)控加工工藝》機(jī)械工業(yè)出版社，2023年本課程是本專業(yè)的一門(mén)專業(yè)技術(shù)課，其特點(diǎn)是涉及面廣、實(shí)踐性強(qiáng)、靈活性大。由于數(shù)控加工工藝同生產(chǎn)實(shí)際緊密相連，其理論是前人長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的總結(jié)。學(xué)習(xí)中必須和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，只有通過(guò)生產(chǎn)實(shí)際和實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的配合，才能掌握有關(guān)知識(shí)，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。靈活性大它不僅包括金屬切削原理、刀具、夾具和機(jī)械加工工藝等，還要運(yùn)用到以前學(xué)過(guò)的《機(jī)械制圖》

、《金屬材料與熱處理》、《公差配合》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械制造基礎(chǔ)》和《數(shù)控機(jī)床》等有關(guān)知識(shí)。同一個(gè)問(wèn)題，加工同一個(gè)零件，不同的人、有不同的解決辦法；即使是同一個(gè)人，隨著生產(chǎn)條件的不同，解決問(wèn)題的方法也不一樣。涉及面廣實(shí)踐性強(qiáng)五、本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法

借用：“三十字”學(xué)習(xí)方法：帶著問(wèn)題學(xué)，活學(xué)活用，學(xué)用結(jié)合，急用先學(xué)，立竿見(jiàn)影，要在“用”字上狠下功夫。

—林彪學(xué)好數(shù)控加工工藝的關(guān)鍵

本課程的所有內(nèi)容，必須牢固掌握，熟練應(yīng)用，做到熟能生巧，靈活運(yùn)用。

六、本門(mén)課內(nèi)容1.1、數(shù)控加工的相關(guān)概念1.2、數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理1.3、數(shù)控加工工藝相關(guān)概念“是什么？”“為什么學(xué)？”“學(xué)什么？”“怎樣學(xué)？”1.4、智能制造與數(shù)控加工Chapter1數(shù)控加工概述毛坯零件圖

§1概述箱體類零件復(fù)雜曲面，異形件如何加工出來(lái)？平面輪廓加工空間曲面零件加工孔系加工軸類零件加工如何加工？如何加工出來(lái)？如何加工出來(lái)？如何加工出來(lái)？如何加工出來(lái)？如何加工出來(lái)？如何加工出來(lái)？如何加工出來(lái)？如何加工出來(lái)？如何加工出來(lái)？認(rèn)知認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床及數(shù)控加工臥式數(shù)控車床立式數(shù)控車床立式數(shù)控銑床立柱電氣柜主軸箱主軸控制面板工作臺(tái)冷卻液箱床身臥式數(shù)控銑床龍門(mén)數(shù)控銑床立式加工中心臥式數(shù)控加工中心動(dòng)梁式龍門(mén)數(shù)控銑床五面體龍門(mén)數(shù)控銑床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)的立式五軸加工中心系統(tǒng)基本軸：X、Y、Z軸回轉(zhuǎn)軸：C軸（360度）A軸（30-120度）系統(tǒng)基本軸：X、Y、Z軸回轉(zhuǎn)軸：C

軸（360度）B軸（+/-90度）主軸回轉(zhuǎn)的立式五軸加工中心10100200綜合費(fèi)用專用機(jī)床通用機(jī)床數(shù)控機(jī)床零件批量零件批量數(shù)零件復(fù)雜程度專用機(jī)床通用機(jī)床數(shù)控機(jī)床科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本提出了越來(lái)越高的要求，機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述目的的最主要措施之一。使用組合機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床也不太合理，因?yàn)橐?jīng)常改裝與調(diào)整設(shè)備，其周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，不能適應(yīng)現(xiàn)代加工需要。機(jī)械產(chǎn)品的自身要求單件、多品種小批量零件約占80%以上數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生

1948年，二戰(zhàn)后的美國(guó)為加速飛機(jī)工業(yè)的發(fā)展（對(duì)于復(fù)雜的零件和直升飛機(jī)的葉輪等加工），空軍委托帕森斯公司（ParsonsCo）與麻省理工學(xué)院合作研究，于1952年試制成功了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)立式數(shù)控銑床。1952年美國(guó)Parsons公司和MIT三坐標(biāo)數(shù)控立銑床

美國(guó)G&L公司與MIT合作生產(chǎn)的伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室研制出第一臺(tái)數(shù)控銑床(1952)

日本Fanuc公司研制出由加工中心和工業(yè)機(jī)器人組成的柔性制造單元(1976)圖解１.認(rèn)真整理筆記，復(fù)習(xí)鞏固本節(jié)內(nèi)容；２.預(yù)習(xí)下節(jié)課內(nèi)容“數(shù)控機(jī)床加工、工藝相關(guān)概念和智能制造與數(shù)控加工”。感謝聽(tīng)講，請(qǐng)同學(xué)們課后：課程:數(shù)控加工工藝學(xué)§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的作用數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床中的位置，機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件特殊位置及運(yùn)動(dòng)范圍，即描述機(jī)床運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的幾何坐標(biāo)系。通過(guò)機(jī)床坐標(biāo)系的建立，可確定機(jī)床位置關(guān)系，獲得所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。

1、工件相對(duì)靜止刀具運(yùn)動(dòng)的原則

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定原則

這一原則使編程人員能在不知道是刀具移近工件還是工件移近刀具的情況下，就能根據(jù)零件圖樣確定機(jī)床的加工過(guò)程。當(dāng)工件運(yùn)動(dòng)時(shí)，在坐標(biāo)軸符號(hào)上加“′”表示。

2、標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系（機(jī)床坐標(biāo)系）的規(guī)定

標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒定則?；咀鴺?biāo)軸X、Y、Z的關(guān)系及其正方向用右手直角定則判定。拇指為X軸，食指為Y軸，中指為Z軸，圍繞X、Y、Z各軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及其正方向+A、+B、+C分別用右手螺旋定則判定，拇指為X、Y、Z的正向，四指彎曲的方向?yàn)閷?duì)應(yīng)的A、B、C的正向。

§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置(1)不論機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)，一律看作是工件相對(duì)靜止，刀具運(yùn)動(dòng)。(3)增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向。(2)

機(jī)床的直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置Z坐標(biāo)軸

若機(jī)床有幾個(gè)主軸，可選擇一個(gè)垂直于工件裝夾面的主要軸為主軸，并以它確定Z坐標(biāo)軸。

Z坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)由傳遞切削力的主軸決定，與主軸平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸為Z坐標(biāo)軸，其正方向?yàn)樵黾拥毒吆凸ぜg距離的方向。若機(jī)床沒(méi)有主軸（刨床），則Z坐標(biāo)軸垂直于工件裝夾面。坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)方向的確定§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置+Z+Z§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置X坐標(biāo)軸

4）、對(duì)刀具和工件均不旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（刨床），X坐標(biāo)平行于主要切削方向，并以該方向?yàn)檎较颉?/p>

1）、X坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)是水平的，它平行于工件裝夾面，是刀具或工件定位平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的主要坐標(biāo)。2）、對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（車床、磨床），X坐標(biāo)的方向在工件的徑向上，并且平行于橫滑座，刀具離開(kāi)工件回轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向。3）、對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（銑床），若Z坐標(biāo)軸是水平的（臥式銑床），當(dāng)由主軸向工件看時(shí)，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；若Z坐標(biāo)軸是垂直的（立式銑床），當(dāng)由主軸向立柱看時(shí)，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；對(duì)于雙立柱的龍門(mén)銑床，當(dāng)由主軸向左側(cè)立柱看時(shí)，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方?！?.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，通常建立的附加坐標(biāo)系有：

對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，可以采用的附加坐標(biāo)系有第二組U、V、W坐標(biāo)和第三組P、Q、R坐標(biāo)。對(duì)于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如果還有平行或不平行于A、B、C的第二回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可指定為D、E和F。

附加坐標(biāo)系§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置(1)機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，是用來(lái)確定工件坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系，是確定刀具(刀架)或工件(工作臺(tái))位置的參考系，并建立在機(jī)床原點(diǎn)上。機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置(2)機(jī)床原點(diǎn)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都有一個(gè)基準(zhǔn)位置，稱為機(jī)床原點(diǎn)，是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測(cè)量機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的起始點(diǎn)。

機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，即機(jī)床原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來(lái)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。一般取在機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向的最遠(yuǎn)點(diǎn)。

通常車床的機(jī)床零點(diǎn)多在主軸法蘭盤(pán)接觸面的中心即主軸前端面的中心上。主軸即為Z軸，主軸法蘭盤(pán)接觸面的水平面則為X軸。+X軸和+Z軸的方向指向加工空間。

§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置(3)機(jī)床參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，不同于機(jī)床原點(diǎn)?；亓悴僮鳎ɑ貐⒖键c(diǎn)）后表明機(jī)床坐標(biāo)系建立。機(jī)床參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是已知值，既可根據(jù)機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點(diǎn)的位置?！?.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置(1)工件坐標(biāo)系編程人員在編程時(shí)設(shè)定的坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。(2)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)也稱為工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)，由編程人員根據(jù)編程計(jì)算方便性、機(jī)床調(diào)整方便性、對(duì)刀方便性、在毛坯上位置確定的方便性等具體情況定義在工件上的幾何基準(zhǔn)點(diǎn)，一般為零件圖上最重要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)工件原點(diǎn)選擇：1.與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致2.盡量選在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面3.最好在工件的對(duì)稱中心上4.要便于測(cè)量和檢測(cè)工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的確定與機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)軸方向一致工件坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置§1.6

、現(xiàn)代數(shù)控加工的補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償

(a)車刀刀具長(zhǎng)度；(b)棒銑刀刀具長(zhǎng)度；(c)球形刀刀具長(zhǎng)度

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償有兩種方式。第一種方式是用刀具的實(shí)際長(zhǎng)度作為刀長(zhǎng)的補(bǔ)償值（推薦使用這種方式）。使用刀長(zhǎng)作為補(bǔ)償就是使用對(duì)刀儀測(cè)量刀具的長(zhǎng)度，然后把這個(gè)數(shù)值輸入到刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償寄存器中，作為刀長(zhǎng)補(bǔ)償。另一種方式是利用刀尖在Z方向上與編程零點(diǎn)的距離值（有正負(fù)之分）作為補(bǔ)償值。這種方法適用于機(jī)床只有一個(gè)人操作而沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)用對(duì)刀儀測(cè)量刀具的長(zhǎng)度的場(chǎng)合。這樣做就使得當(dāng)用一把刀加工另外的工件時(shí)，需要重新設(shè)置刀長(zhǎng)補(bǔ)償。使用這種方法進(jìn)行刀長(zhǎng)補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償值就是主軸從機(jī)床Z坐標(biāo)零點(diǎn)移動(dòng)到工件編程零點(diǎn)時(shí)的刀尖移動(dòng)距離，因此此補(bǔ)償值總是負(fù)值，而且很大?！?.6

、現(xiàn)代數(shù)控加工的補(bǔ)償?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償§1.6

、現(xiàn)代數(shù)控加工的補(bǔ)償圖1－21刀具半徑補(bǔ)償

(a)外輪廓刀補(bǔ)；(b)內(nèi)輪廓刀補(bǔ)１.認(rèn)真整理筆記，復(fù)習(xí)鞏固本節(jié)內(nèi)容；２.預(yù)習(xí)下節(jié)課內(nèi)容“切削運(yùn)動(dòng)、切削用量與切削層參數(shù)”；感謝聽(tīng)講，請(qǐng)同學(xué)們課后：課程:數(shù)控加工工藝學(xué)刀具刀具刀具刀具刀具刀具刀具刀具刀具刀具外圓車刀內(nèi)孔車刀螺紋車刀常用車刀刀具面銑刀方肩銑刀仿形銑刀三面刃和螺紋銑刀整體硬質(zhì)合金銑刀常用銑刀刀具鉸刀鉆頭絲錐鉆削刀具刀具粗鏜刀精鏜刀鏜削刀具刀具刀具根據(jù)用途和加工方法不同，刀具分為如下幾類：切刀類車刀、刨刀、插刀、鏜刀、成形車刀等，一般只有一條切削刃刀具類型刀具的類型根據(jù)用途和加工方法不同，刀具分為如下幾類：孔加工刀具麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、锪孔鉆、鉸刀、鏜刀刀具的類型根據(jù)用途和加工方法不同，刀具分為如下幾類：拉刀類拉出各種內(nèi)外表面刀具的類型根據(jù)用途和加工方法不同，刀具分為如下幾類：銑刀類

銑刀的類型及用途刀具的類型根據(jù)用途和加工方法不同，刀具分為如下幾類：螺紋刀具絲錐、螺紋車刀、板牙等刀具的類型根據(jù)用途和加工方法不同，刀具分為如下幾類：齒輪刀具滾刀、插齒刀、剃齒刀、花鍵滾刀刀具的類型根據(jù)用途和加工方法不同，刀具分為如下幾類：磨具類砂輪、砂帶、拋光輪刀具的類型根據(jù)用途和加工方法不同，刀具分為如下幾類：組合刀具、自動(dòng)線刀具

刀具的類型各種刀具切削部分的形狀刀具切削部分的組成1、刀柄：是刀具上的夾持部分；一般由采用碳鋼2、切削部分：是刀具上直接參加切削工作的部分，也稱刀頭。刀具的結(jié)構(gòu)刀柄+切削部分（刀頭）nf切削部分夾持部分刀具切削部分的組成

切削部分由刀面、切削刃組成，采用各種專用刀具材料，根據(jù)需要制造成不同形狀。其組成要素包括：前刀面主后刀面副后刀面主切削刃副切削刃刀尖刀具切削部分的組成前刀面：

直接作用于被切金屬層且切屑流過(guò)的刀面。nf前刀面刀具切削部分的組成主后刀面：

與工件過(guò)渡表面相對(duì)的刀面。nf前刀面主后面刀具切削部分的組成副后刀面：

與工件已加工表面相對(duì)的刀面。nf前刀面主后面副后面刀具切削部分的組成主切削刃：

前刀面與主后刀面相交的棱邊。nf前刀面主切削刃刀具切削部分的組成副切削刃：

前刀面與副后刀面相交的棱邊。nf前刀面主切削刃副切削刃刀具切削部分的組成刀尖：

主、副切削刃連接處的一部分切削刃nf前刀面主切削刃副切削刃刀尖刀具切削部分的組成

刀具靜止角度參考系

設(shè)計(jì)制造測(cè)量角度時(shí)的基準(zhǔn)刀具工作角度參考系實(shí)際切削中確定角度的基準(zhǔn)

vc刀具切削部分的幾何角度1.刀具靜止參考系與坐標(biāo)平面刀具切削部分的幾何角度1.刀具靜止參考系與坐標(biāo)平面刀具靜止角度參考系刀具靜止參考系是在下列假定條件下建立的：假定運(yùn)動(dòng)條件：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)f=0，只考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向，不考慮大小假定安裝條件：刀桿中心線與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向垂直，刀尖與工件中心線等高。vc刀具切削部分的幾何角度1.刀具靜止參考系與坐標(biāo)平面刀具靜止角度參考系種類根據(jù)ISO3002/1-1997標(biāo)準(zhǔn)推薦，刀具靜止角度參考系有：正交平面參考系法平面參考系背平面和假定工作平面參考系。刀具切削部分的幾何角度1.刀具靜止參考系與坐標(biāo)平面υc基面

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面正交平面參考系刀具切削部分的幾何角度1.刀具靜止參考系與坐標(biāo)平面υc切削平面通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，與主切削刃相切，且垂直于該點(diǎn)基面的平面。正交平面參考系刀具切削部分的幾何角度1.刀具靜止參考系與坐標(biāo)平面υc正交平面切削平面基面正交平面通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。正交平面參考系刀具切削部分的幾何角度1.刀具靜止參考系與坐標(biāo)平面正交平面參考系基面（Ｐr）

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。切削平面（Ｐs）

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，與主切削刃相切，且垂直于該點(diǎn)基面的平面。正交平面（Po）

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。主切削刃主后刀面前刀面正交面PoA切削平面Ps基面Pr刀具切削部分的幾何角度1.刀具靜止參考系與坐標(biāo)平面正交平面參考系正交平面參考系由：基面（Ｐr）切削平面（Ｐs）正交平面（Po）所組成。

刀具切削部分的幾何角度1.刀具靜止參考系與坐標(biāo)平面法平面參考系法平面Pn

通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并垂直于切削刃的平面。法交平面參考系由：基面（Ｐr）切削平面（Ｐs）法平面（Pn）所組成。刀具切削部分的幾何角度1.刀具靜止參考系與坐標(biāo)平面假定工作平面和背平面參考系假定工作平面Pf

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面，且平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的平面。背平面Pp

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和假定工作平面的平面。背平面和假定工作平面參考系（Pr—Pp—Pf）刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度我國(guó)主要采用的正交平面參考系。

正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度基面中定義和標(biāo)注的角度主偏角：κr

基面內(nèi)度量的主切削刃在基面上的投影與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。主偏角一般為正值，它影響刀頭強(qiáng)度、主切削刃的工作長(zhǎng)度、散熱條件。主偏角κr刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義主偏角：基面中測(cè)量的主切削刃與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度基面中定義和標(biāo)注的角度副偏角：κ′r

基面內(nèi)度量的副切削刃與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向之間的夾角。副偏角一般為正值，它影響刀頭強(qiáng)度和表面粗糙度。副偏角κr’刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義基面投影線主切削刃刃傾角λsυc切削平面中定義和標(biāo)注的角度刃傾角：λs

切削平面內(nèi)度量的主切削刃與基面之間的夾角。刃傾角：切削平面中測(cè)量的主切削刃與過(guò)刀尖所作基面之間的夾角。刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義刃傾角：λs刀尖在主切削刃上為最高點(diǎn)時(shí)，λs為正值；刀尖在主切削刃上為最低點(diǎn)時(shí)，λs為負(fù)值；主切削刃在基面內(nèi)時(shí)，λs為零。刃傾角影響切屑排出的方向和刀頭形狀及強(qiáng)度。刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度前角γ0基面投影線前刀面投影線υc正交平面中定義和標(biāo)注的角度

前角：γo

，正交平面內(nèi)度量的前刀面與基面之間的夾角。前角：正交平面中測(cè)量的前刀面與基面之間的夾角。刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度前角：γo

Pr在剖視圖中處于刀具實(shí)體之外時(shí)，

γo為正值；Pr在剖視圖中處于刀具實(shí)體之內(nèi)時(shí)，

γo為負(fù)值；前刀面與基面重合時(shí)，

γo為零。前角愈大，刀具愈鋒利，但刀具強(qiáng)度愈差。刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度前角的作用前角越大，刀越鋒利、切削輕快，強(qiáng)度下降、不利散熱刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義切削平面投影線主后刀面投影線后角α0υc

正交平面中定義和標(biāo)注的角度

后角：αo

，正交平面內(nèi)度量的后刀面與切削平面之間的夾角。后角：正交平面中測(cè)量的后刀面與切削平面之間的夾角。刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度

后角：αoPs在剖視圖中處于刀具實(shí)體之外時(shí)，αo為正值；Ps在剖視圖中處于刀具實(shí)體之內(nèi)時(shí)，

αo為負(fù)值；后刀面與切削平面重合時(shí)，αo為零。后角愈大，刀具與工件之間的磨擦愈小，但刀具強(qiáng)度也愈差。刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度前、后角正負(fù)的規(guī)定刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度后角的作用減小主后刀面與加工表面的摩擦刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度dwdmnf切削平面正交平面刀具切削部分的幾何角度2.刀具幾何角度的定義正交平面靜止參考系內(nèi)標(biāo)注的角度dwdmnf切削平面正交平面

0

0krKr’刀具切削部分的工作角度工作基面Pre

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)與合成切削速度方向垂直的平面工作切削平面Pse

通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直與工作基面的平面刀具工作角度參考系刀具切削部分的工作角度刀具工作角度刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響刀具安裝位置對(duì)工作角度的影響切削過(guò)程中，由于刀具的安裝位置、刀具于工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況的變化，實(shí)際起作用的角度與靜止角度有所不同，我們稱這些角度為工作角度。1、在主軸只會(huì)旋轉(zhuǎn)不會(huì)進(jìn)給的機(jī)床中，縱向和橫向運(yùn)動(dòng)是說(shuō)刀架的，臥式主軸機(jī)床中刀架與主軸中心線垂直走刀為橫向，與主軸中心線平行走刀為縱向。2、立式主軸機(jī)床中，工作臺(tái)的長(zhǎng)邊方向?yàn)榭v向，寬邊為橫向金屬切削機(jī)床中，何謂縱向及橫向運(yùn)動(dòng)？補(bǔ)充內(nèi)容刀具切削部分的工作角度進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響刀具切削部分的工作角度橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響

γoe=γo＋ηαoe=αo－ηtanη＝f/πd①當(dāng)進(jìn)給量f一定時(shí)，隨d值↓—η值↑，接近中心αoe為負(fù)值。②當(dāng)f↑—η值↑，橫車時(shí)f

不宜過(guò)大，并應(yīng)適當(dāng)加大αo進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響刀具切削部分的工作角度進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響刀具切削部分的工作角度縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響

γoe=γo＋ηoαoe=αo－ηotanηo＝tanηsinκr

＝fsinκr/(πdw)車右螺紋時(shí)左側(cè)刃

γfe=γf＋ηαfe=αf－ηtanη＝f/πdw對(duì)縱向外圓車削，同樣隨著進(jìn)給量f值的增加和加工直徑d的減小,u值增大，工作前角增大，工作后角減小，但縱向外圓車削過(guò)程中，工件直徑基本不變，進(jìn)給量又較小，一般可忽略不計(jì)，不必進(jìn)行工作角度的計(jì)算。但當(dāng)進(jìn)給量很大時(shí)，如車螺紋時(shí)，尤其是大導(dǎo)程或多頭螺紋時(shí)，工作角度與標(biāo)注角度相差很大，必須進(jìn)行工作角度計(jì)算。在橫向進(jìn)給切削或切斷工件時(shí)，隨著進(jìn)給量f值的增加和加工直徑d的減小，u值不斷增大，工作后角不斷減小，刀尖接近工件中心位置時(shí)，工作后角的減小特別嚴(yán)重，很容易因后面和工件過(guò)渡表面劇烈摩擦使刀刃崩碎或工件被擠斷，切削中應(yīng)引起充分重視。因此，切斷工件時(shí)不宜選用過(guò)大的進(jìn)給量f，或在切斷接近結(jié)束時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量或適當(dāng)加大標(biāo)注后角。小結(jié)：刀具切削部分的工作角度安裝位置對(duì)刀具工作角度的影響切削刃安裝高于工件中心時(shí)：切削刃安裝低于工件中心時(shí)：刀尖安裝高低對(duì)刀具工作角度的影響刀具切削部分的工作角度安裝位置對(duì)刀具工作角度的影響刀桿中心線與進(jìn)給方向不垂直的影響

=+G

=-G

=-G

=+G以上討論的刀具工作角度是單獨(dú)考慮一個(gè)因素的影響，實(shí)際工作中的刀具可能既有安裝的高低或偏斜，又有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響，這時(shí)應(yīng)綜合考慮各項(xiàng)影響的結(jié)果，將各項(xiàng)疊加起來(lái)。下圖為車床上加工端面的示意圖，在圖上標(biāo)注：1.刀具角度

0＝—15,

0＝6,Kr＝55,Kr＝45,

s＝102.基面、切削平面和正交平面3.已加工表面、加工表面和待加工表面。練習(xí)題1.數(shù)控機(jī)床刀具的基本特點(diǎn)數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。標(biāo)準(zhǔn)化系列化規(guī)格化模塊化通用化具有較高的強(qiáng)度、較好的剛度和抗振性能刀具有如下要求:高精度、高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)性能夠滿足高切削速度和大進(jìn)給量的要求具耐磨性及刀具的使用壽命長(zhǎng)刀片與刀柄要通用化、規(guī)格化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，相對(duì)主軸要有較高位置精度，轉(zhuǎn)位、拆裝時(shí)要求重復(fù)定位精度高，安裝調(diào)整方便2刀具常用材料

刀具切削部分的材料應(yīng)具備如下性能：高的硬度足夠的強(qiáng)度和韌性高的耐磨性高的耐熱性良好的加工工藝性刀具材料

硬質(zhì)合金高速鋼

陶瓷

聚晶金剛石(PCD)

立方氮化硼(CBN)

單晶金剛石、聚晶金剛石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)、CVD金剛石2刀具常用材料

高速鋼刀具高速鋼HighSpeedSteels

(HSS)刀具過(guò)去曾經(jīng)是切削工具的主流，隨著數(shù)控機(jī)床等現(xiàn)代制造設(shè)備的廣泛應(yīng)用，大力開(kāi)發(fā)了各種涂層和不涂層的高性能、高效率的高速鋼刀具，高速鋼憑藉其在強(qiáng)度、韌性、熱硬性及工藝性等方面優(yōu)良的綜合性能，在切削某些難加工材料以及在復(fù)雜刀具，特別是切齒刀具、拉刀和立銑刀造中仍有較大的比重。但經(jīng)過(guò)市場(chǎng)探索一些高端產(chǎn)品逐步已被硬質(zhì)合金工具代替。2刀具常用材料

2刀具常用材料

硬質(zhì)合金是以高硬度難熔金屬的碳化物（WC、TiC)微米級(jí)粉末為主要成分，以鈷（Co）或鎳（Ni）、鉬（Mo）為粘結(jié)劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。

比高速鋼硬得多。允許的切削速度比高速鋼高4~10倍，切削速度可達(dá)100m/min以上。硬質(zhì)合金刀具2刀具常用材料

鎢鈷類

鎢鈦鈷類

鎢鈦鈷鉭（鈮）類

國(guó)內(nèi)代號(hào)為YG。適合加工短切屑黑色金屬（鑄鐵），有色金屬以及非金屬。

ISO標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是K類國(guó)內(nèi)代號(hào)為YT。適合加工長(zhǎng)切屑黑色金屬（塑性好的材料低碳鋼），常用于加工鋼材。

ISO標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是P類國(guó)內(nèi)代號(hào)為YW。綜合性能好，既可加工鑄鐵又可加工鋼材及有色金屬，常用于不銹鋼。ISO標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是M類硬質(zhì)合金的常見(jiàn)類型：硬質(zhì)合金的分類和標(biāo)志

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO分類，把所有牌號(hào)分成用顏色標(biāo)志的三大類，分別用K、P、M表示

P類藍(lán)色（包括P01~P50),系高合金化的硬質(zhì)合金牌號(hào)。這類合金主要用于加工長(zhǎng)切屑的黑色金屬M(fèi)類，黃色（包括M10~M40），系中合化的硬質(zhì)合金牌號(hào)。這類合金為通用型，適于加工長(zhǎng)切屑或短切屑的黑色金屬及有色金屬M(fèi)類K類紅色（包括K10~K40），系單純WC的硬質(zhì)合金牌號(hào)。主要用于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬及非金屬材料

3.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO分類硬質(zhì)合金刀具普通硬質(zhì)合金新型硬質(zhì)合金超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金涂層硬質(zhì)合金金屬陶瓷粒徑在1μm以下，這種材料具有硬度高、韌性好、切削刀可靠性高等優(yōu)異性能保持了普通硬質(zhì)合金機(jī)體的強(qiáng)度和韌性，又使表面有很高的硬度和耐磨性TiC(N)基硬質(zhì)合金，其性能介于陶瓷和硬質(zhì)合金之間新型硬質(zhì)合金刀具加工實(shí)例加工切削參數(shù)毛坯尺寸和材料使用刀具主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給速度(mm/min)背吃刀量(mm)加工深度(mm)100X80X50（HRC50）Φ8，4齒（超細(xì)晶硬質(zhì)合金）1000030000.210陶瓷刀具不僅能對(duì)高硬度材料進(jìn)行粗、精加工，也可進(jìn)行銑削、刨削、斷續(xù)切削和毛坯拔荒粗車等沖擊力很大的加工；可加工傳統(tǒng)刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料；刀具耐用度比傳統(tǒng)刀具高幾倍甚至幾十倍，減少了加工中的換刀次數(shù)；可進(jìn)行高速切削或?qū)崿F(xiàn)“以車、銑代磨”，切削效率比傳統(tǒng)刀具高3-10倍。

超硬刀具

是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：?jiǎn)尉Ы饎偸⒕劬Ы饎偸?PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金剛石等。超硬刀具主要是以金剛石和立方氮化硼為材料制作的刀具，其中以人造金剛石復(fù)合片(PCD)刀具及立方氮化硼復(fù)合片(PCBN)刀具占主導(dǎo)地位。許多切削加工概念，如綠色加工、以車代磨、以銑代磨、硬態(tài)加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的應(yīng)用而起，故超硬刀具已成為切削加工中不可缺少的重要手段。

超硬刀具加工實(shí)例高速加工切削參數(shù)毛坯尺寸和材料使用刀具主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給速度(mm/min)背吃刀量(mm)加工時(shí)間(min)60X60X50（HRC60）R1X8（CBN）2000020000.0250.3切削刀具材料的硬度和韌性

1923年發(fā)明的硬質(zhì)合金(WC-Co)，其后因添加了TiC、TaC而改善了耐磨性，1969年開(kāi)發(fā)了CVD技術(shù)，使涂層硬質(zhì)合金快速普及。自1974年起，開(kāi)發(fā)了TiC-TiN系金屬陶瓷4刀具的選用4刀具的選用刀片形狀的選擇根據(jù)加工輪廓選擇刀片形狀一般外圓車削常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片；仿形加工常用55°、35°菱形和圓形刀片；在機(jī)床剛性、功率允許的條件下，大余量、粗加工應(yīng)選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。4刀具的選用4刀具的選用TF4刀具的選用大負(fù)前角用于切削硬材料需切削刃強(qiáng)度大，以適應(yīng)斷續(xù)切削、切削含黑皮表面層的加工條件

大正前角用于切削軟質(zhì)材料

易切削材料前角對(duì)切削力、切屑排出、刀具耐用度影響都很大前角的影響1.正前角大，切削刃鋒利。2.前角每增加1°，切削功率減少1％。3.正前角大，刀刃強(qiáng)度下降；負(fù)前角過(guò)大，切削力增加4刀具的選用后角的影響后角大，后刀面磨損小，但刀尖強(qiáng)度下降小后角用于切削硬材料需切削刃強(qiáng)度高

大后角用于切削軟材料切削易加工硬化的材料

4刀具的選用主偏角的影響刀具耐用度；加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，易發(fā)生撓曲；切削厚度變薄，切削寬度增加，將使切屑難以碎斷。大主偏角用于切深小的精加工切削細(xì)而長(zhǎng)的工件機(jī)床剛性差時(shí)小主偏角用于工件硬度高，切削溫度大時(shí)大直徑零件的粗加工機(jī)床剛性高時(shí)

余偏角等于90°減主偏角，其作用是緩和沖擊力，對(duì)進(jìn)給力，背向力，切削厚度都有影響4刀具的選用副偏角具有減少已加工表面與刀具摩擦的功能。一般為5°～15°。副偏角的影響1.副偏角小，切削刃強(qiáng)度增加，但刀尖易發(fā)熱。2.副偏角小，背向力增加，切削時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)。3.粗加工時(shí)副偏角宜小些；而精加工時(shí)副偏角宜大些。4刀具的選用刃傾角的影響1.刃傾角為負(fù)時(shí)，切屑流向工件；為正時(shí)，反向排出。2.刃傾角為負(fù)時(shí)，切削刃強(qiáng)度增大，但切削背向力也增加，易產(chǎn)生振動(dòng)。刃傾角是前刀面傾斜的角度。重切削時(shí)，切削開(kāi)始點(diǎn)的刀尖上要承受很大的沖擊力，為防止刀尖受此力而發(fā)生脆性損傷，故需有刃傾角。推薦車削時(shí)為3°～5°；銑削時(shí)10°～15°4刀具的選用刀尖圓弧半徑的影響1.刀尖圓弧半徑大，表面粗糙度下降。2.刀尖圓弧半徑大，刀刃強(qiáng)度增加。3.刀尖圓弧半徑過(guò)大，切削力增加，易產(chǎn)生振動(dòng)4.刀尖圓弧半徑大，刀具前、后面磨損減小。5.刀尖圓弧半徑過(guò)大，切屑處力性能惡化。

刀尖圓弧半徑對(duì)刀尖的強(qiáng)度及加工表面粗糙度影響很大，

一般適宜值選進(jìn)給量的2～3倍。小刀尖圓弧用于切深削的精加工。細(xì)長(zhǎng)軸加工。機(jī)床剛性差時(shí)。

大刀尖圓弧用于需要刀刃強(qiáng)度高的黑皮切削，斷續(xù)切削。大直徑工件的粗加工。機(jī)床剛性好時(shí)。

4刀具的選用切削范圍代號(hào)斷屑槽形狀特點(diǎn)精加工切削FH

精加工專用斷屑槽輕切削SH

適合用于小切深,大進(jìn)給大的前角刃口鋒利中切削MV

適用于仿形向上切削加工正角刀棱鋒利準(zhǔn)重切削GH

大進(jìn)給粗加工斷續(xù)、黑皮切削兩面均有斷屑槽

重切削HX

不等棱邊刀刃不僅刀刃鋒利且強(qiáng)度也好連續(xù)或繼續(xù)加工均適合斷屑槽的參數(shù)直接影響到切屑的卷曲和折斷，目前刀片的斷屑槽形式較多，各種斷屑槽刀片的使用情況不盡相同，選用時(shí)一般參照具體的產(chǎn)品樣本MITSUBISHI推薦的適用于加工鋼材的斷屑槽形4刀具的選用可轉(zhuǎn)位銑刀的選用類型的選擇

可轉(zhuǎn)位面銑刀、立銑刀、槽銑刀、專用銑刀等可轉(zhuǎn)位銑刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角等。為滿足不同的加工需要，有多種角度組合型式。刀片牌號(hào)和斷屑槽形的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀直徑的選用主要取決于設(shè)備的規(guī)格和工件的加工尺寸。為滿足不同用戶的需要，同一直徑的可轉(zhuǎn)位銑刀一般有粗齒、中齒、密齒三種類型。

齒數(shù)的選擇角度的選擇直徑的選擇合理選擇刀片硬質(zhì)合金牌號(hào)的主要依據(jù)是被加工材料的性能和硬質(zhì)合金的性能。用于銑削的刀片槽形一般有輕型、中型和重型。4刀具的選用可轉(zhuǎn)位銑刀類型的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀的類型可轉(zhuǎn)位面銑刀：主要用于加工較大平面選擇，主要有平面粗銑刀、平面精銑刀、平面粗精復(fù)合銑刀三種?？赊D(zhuǎn)位槽銑刀：主要有三面刃銑刀、兩面刃銑刀、精切槽銑刀?？赊D(zhuǎn)位立銑刀：主要用于加工凸臺(tái)、凹槽、小平面、曲面等。主要有立銑刀、孔槽銑刀、球頭立銑刀、R立銑刀、T型槽銑刀、倒角銑刀、螺旋立銑刀、套式螺旋立銑刀等?？赊D(zhuǎn)位專用銑刀：用于加工某些特定零件，其型式和尺寸取決于所用機(jī)床和零件的加工要求。4刀具的選用可轉(zhuǎn)位銑刀齒數(shù)（齒距）的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀的齒數(shù)粗齒銑刀：大余量粗加工、軟材料、切削寬度較大、機(jī)床功率較小。

中齒銑刀：通用系列，使用范圍廣泛，具有較高的金屬切除率和切削穩(wěn)定性。密齒銑刀：用于鑄鐵、鋁合金和有色金屬的大進(jìn)給速度切削加工。不等分齒距銑刀：防止工藝系統(tǒng)出現(xiàn)共振，使切削平穩(wěn)，在鑄鋼、鑄鐵件的大余量粗加工中建議優(yōu)先選用不等分齒距的銑刀。4刀具的選用可轉(zhuǎn)位銑刀角度的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀的角度主偏角：可轉(zhuǎn)位銑刀的主偏角有90°、88°、75°、70°、60°、45°等幾種。前角：銑刀的前角可分解為徑向前角和軸向前角。常用的前角組合形式如下：雙負(fù)前角、雙正前角、正負(fù)前角(軸向正前角、徑向負(fù)前角)三種。各種角度中最主要的是主偏角和前角(制造廠的產(chǎn)品樣本中對(duì)刀具的主偏角和前角一般都有明確說(shuō)明)。4刀具的選用可轉(zhuǎn)位銑刀直徑的選擇立銑刀直徑選擇：主要考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機(jī)床額定功率范圍以內(nèi)。如系小直徑立銑刀，則應(yīng)主要考慮機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速能否達(dá)到刀具的最低切削速度要求。面銑刀直徑選擇：主要是根據(jù)工件寬度選擇，同時(shí)要考慮機(jī)床的功率、刀具的位置和刀齒與工件接觸形式等，也可將機(jī)床主軸直徑作為選取的依據(jù)，面銑刀直徑可按D＝1.5d（d為主軸直徑）選取。4刀具的選用刀片牌號(hào)和斷屑槽形的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀刀片牌號(hào)和斷屑槽形一般用戶選用可轉(zhuǎn)位銑刀時(shí)，均由刀具制造廠根據(jù)用戶加工的材料及加工條件配備相應(yīng)牌號(hào)的硬質(zhì)合金刀片P類合金（含金屬陶瓷）：P01

P05P10

P15

P20

P25

P30

P40

P50M類合金：M10

M20

M30

M40

K類合金：K01

K10

K20

K30

K40

斷屑槽形的選擇4刀具的選用基本刃形前角的正負(fù)基本刃形的組合4刀具的選用45°面銑刀為一般加工首選，背向力大，約等于進(jìn)給力。加工薄壁零件時(shí)，工件會(huì)發(fā)生撓曲，導(dǎo)致加工精度下降。切削鑄鐵時(shí)，有利于防止工件邊緣產(chǎn)生崩落。4刀具的選用面銑加工視頻90°面銑刀適用于薄壁零件、裝夾較差的零件和要求準(zhǔn)確90°成形場(chǎng)合，進(jìn)給力等于切削力，進(jìn)給抗力大，易振動(dòng)，要求機(jī)床具有較大功率和剛性。4刀具的選用方肩銑加工視頻方肩銑刀銑削開(kāi)放或封閉的槽、面或孔時(shí)均有上佳表現(xiàn)。4刀具的選用各種高效銑削方法4刀具的選用多功能圓刀片銑刀刀片可多次轉(zhuǎn)位，切削刃強(qiáng)度高；隨切深不同，其主偏角和切屑負(fù)載均會(huì)變化，切屑很薄，最適合加工耐熱合金。4刀具的選用球頭立銑刀通用性：仿形銑和曲面銑，以坡走銑或螺旋插補(bǔ)銑加工型腔適用于高速加工4刀具的選用各種整體硬質(zhì)合金銑刀4刀具的選用螺紋銑刀螺紋銑削的優(yōu)點(diǎn)：螺紋銑削免去了采用大量不同類型絲錐的必要性；加工具有相同螺距的任意螺紋直徑；加工始終產(chǎn)生的是短切屑，因此不存在切屑處置方面的問(wèn)題。刀具破損的部分可以很容易地從零件中去除。不受加工材料限制，那些無(wú)法用傳統(tǒng)方法加工的材料可以用螺紋銑刀進(jìn)行加工。采用螺紋銑刀，可以按所需公差要求加工，螺紋尺寸是由加工循環(huán)控制的。與傳統(tǒng)HSS(高速鋼)攻絲相比，采用硬質(zhì)合金螺紋銑削可以提高生產(chǎn)率。4刀具的選用螺紋銑刀分類圓柱螺紋銑刀：

它的螺紋切削刃與絲錐不同，刀具上無(wú)螺旋升程，加工中的螺旋升程靠機(jī)床運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)；該刀具既可加工右旋螺紋，也可加工左旋螺紋；適用于鋼、鑄鐵和有色金屬材料的中小直徑螺紋銑削，切削平穩(wěn)，耐用度高。缺點(diǎn)是刀具制造成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。機(jī)夾螺紋銑刀：

適用于較大直徑(如D>25mm)的內(nèi)、外螺紋加工；刀片易于制造，價(jià)格較低，有的螺紋刀片可雙面切削；抗沖擊性能較整體螺紋銑刀稍差。4刀具的選用絲錐的選擇：工件材料的可加工性是攻螺紋難易的關(guān)鍵，對(duì)于高強(qiáng)度的工件材料，絲錐的前角和下凹量（前面的下凹程度）通常較小，以增加切削刃強(qiáng)度。下凹量較大的絲錐則用在切削扭矩較大的場(chǎng)合，長(zhǎng)屑材料需較大的前角和下凹量，以便卷屑和斷屑；加工較硬的工件材料需要較大的后角，以減小磨擦和便于冷卻液到達(dá)切削刃，加工軟材料時(shí)，太大的后角會(huì)導(dǎo)致螺孔擴(kuò)大；螺旋槽絲錐主要用于盲孔的螺紋加工。加工硬度、強(qiáng)度高的工件材料，所用的螺旋槽絲錐螺旋角較小，這可改善其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

絲錐攻螺紋是在數(shù)控銑床和加工中心上加工小螺紋孔最常用的方法。

4刀具的選用數(shù)控車床工具系統(tǒng)鏜銑類整體式工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)是針對(duì)數(shù)控機(jī)床要求與之配套的刀具必須可快換和高效切削而發(fā)展起來(lái)的，是刀具與機(jī)床的接口。工具系統(tǒng)分類鏜式銑工類具模系塊統(tǒng)模塊式刀柄通過(guò)將基本刀柄、接桿和加長(zhǎng)桿（如需要）進(jìn)行組合，可以用很少的組件組裝成非常多種類的刀柄。整體式刀柄用于刀具裝配中裝夾不改變，或不宜使用模塊式刀柄的場(chǎng)合。5數(shù)控加工工具鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)組成5數(shù)控加工工具鏜銑類整體式工具系統(tǒng)組成5數(shù)控加工工具整體式p134JT(BT)40-XS16-75123工具系統(tǒng)型號(hào)表示方法1.柄部型式及尺寸JT：表示采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO7388號(hào)加工中心機(jī)床用錐柄柄部；BT：表示采用日本標(biāo)準(zhǔn)MAS403號(hào)加工中心機(jī)床用錐柄柄部；其后數(shù)字為相應(yīng)的ISO錐度號(hào)：如

50和40分別代表大端直徑69.85和44.45的7:24錐度。2.刀柄用途及主參數(shù)XD–裝三面銑刀刀柄

MW--無(wú)扁尾氏錐柄刀柄XS–裝三面刃銑刀刀柄M–

有扁尾氏錐柄刀柄Z（J）--裝鉆夾頭刀柄（賈式錐度加J）XP–

裝削平柄銑刀刀柄用途后的數(shù)字表示工具的工作特性，其含義隨工具不同而異。

3.工作長(zhǎng)度5數(shù)控加工工具常用刀柄面銑刀刀柄整體鉆夾頭刀柄5數(shù)控加工工具常用刀柄鏜刀柄5數(shù)控加工工具常用刀柄莫式錐度刀柄快換式絲錐刀柄鉆夾頭刀柄5數(shù)控加工工具常用刀柄ER彈簧夾頭刀柄ER彈簧夾頭側(cè)壓式立銑刀柄5數(shù)控加工工具ISO7388及DIN69871

的A型拉釘

ISO7388及DIN69871

的B型拉釘

MASBT的拉釘拉釘是帶螺紋的零件，常固定在各種工具柄的尾端。機(jī)床主軸內(nèi)的拉緊機(jī)構(gòu)借助它把刀柄拉緊在主軸中。數(shù)控機(jī)床刀柄有不同的標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)床刀柄拉緊機(jī)構(gòu)也不統(tǒng)一，故拉釘有多種型號(hào)和規(guī)格。拉釘?shù)倪x擇：根據(jù)數(shù)控機(jī)床說(shuō)明書(shū)選擇；對(duì)機(jī)床自帶的拉釘進(jìn)行測(cè)量后來(lái)確定。

注意：如果拉釘選擇不當(dāng)，裝在刀柄上使用可能會(huì)造成事故。拉釘?shù)姆N類及選擇5數(shù)控加工工具6數(shù)控加工自動(dòng)換刀系統(tǒng)

(1)刀具換刀時(shí)間短且換刀可靠；

(2)刀具重復(fù)定位精度高；

(3)足夠的刀具儲(chǔ)存量；

(4)刀庫(kù)占地面積小。為完成對(duì)工件的多工序加工而設(shè)置的存儲(chǔ)及更換刀具的裝置稱為自動(dòng)換刀裝置(Automatictoolchanger--ATC),自動(dòng)換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求為：根據(jù)其組成結(jié)構(gòu)可分為排式刀架回轉(zhuǎn)刀架式轉(zhuǎn)塔式帶刀庫(kù)式1、自動(dòng)換刀裝置的形式排式刀架12工位臥式回轉(zhuǎn)刀架4方、6角立式回轉(zhuǎn)刀架電動(dòng)（或液壓）回轉(zhuǎn)刀架8軸立式轉(zhuǎn)塔頭10工位車削中心轉(zhuǎn)塔頭－－機(jī)械手交換刀具；－－無(wú)機(jī)械手交換刀具，由刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換。實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)床主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為刀具交換裝置。刀具的交換方式通常分為兩種：

2、刀具交換裝置3、刀庫(kù)及刀具選擇方式1)刀庫(kù)的類型按刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)形式可分為：

圓盤(pán)式刀庫(kù)；* 鏈?zhǔn)降稁?kù)；* 箱型式刀庫(kù)---箱型和線型；盤(pán)式刀庫(kù)鏈?zhǔn)降稁?kù)2)刀庫(kù)的存儲(chǔ)容量10把車刀可完成工件90％左右的車削工藝4把銑刀可完成工件90％左右的銑削工藝20把孔加工刀具可完成90％的鉆削工藝

配有14—40把刀具的刀庫(kù)就能夠滿足70％-95％工件的加工需要。加工中心刀庫(kù)使用的選刀方式：順序選刀任意選刀3)刀庫(kù)的選刀方式

順序選刀是在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫(kù)的刀套中，順序不能有差錯(cuò)。加工時(shí)按順序調(diào)刀。適合加工批量較大、工件品種數(shù)量較少的中、小型自動(dòng)換刀裝置。刀柄編碼*；刀座編碼*，它又分兩種：永久性編碼－－刀座編碼不變；臨時(shí)性編碼－－即鑰匙編碼，鑰匙拔出時(shí)相應(yīng)刀座編碼消失。任選刀具的換刀方式有：刀柄編碼或刀座編碼都需要在刀具或刀座上安裝用于識(shí)別的編碼條。識(shí)別傳感器識(shí)別碼塊刀柄編碼刀座編碼刀座編碼１.認(rèn)真整理筆記，復(fù)習(xí)鞏固本節(jié)內(nèi)容；２.預(yù)習(xí)下節(jié)課內(nèi)容“切削運(yùn)動(dòng)、切削用量與切削層參數(shù)”；感謝聽(tīng)講，請(qǐng)同學(xué)們課后：課程:數(shù)控加工工藝學(xué)Chapter2、數(shù)控加工的切削基礎(chǔ)金屬切削加工：利用刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（切削運(yùn)動(dòng)），使毛坯上多余的金屬（通常稱為加工余量）變成切屑的一種加工，目的是制成一定的形狀、尺寸精度和相互位置精度以及表面質(zhì)量都合乎技術(shù)要求的零件或半成品。Chapter2、數(shù)控加工的切削基礎(chǔ)

在金屬切削加工中，為了切除毛坯上多余的金屬，獲得合乎技術(shù)要求的形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的工作表面，刀具與工件之間必須具有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)稱為切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)加上進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即可不斷地或連續(xù)地切除材料，并得到具有所需幾何特征的表面。

合成運(yùn)動(dòng)（1）主運(yùn)動(dòng)

——

是由機(jī)床或人力提供的刀具和工件之間的主要相對(duì)運(yùn)動(dòng)。它使刀具切削刃及其鄰近的刀具表面切入工件材料，導(dǎo)致切削層轉(zhuǎn)變?yōu)榍行肌?/p>

指直接切除工件上的余量形成加工表面的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)的速度即切削速度，用ν（m/s）表示。切削速度最高，消耗功率最大，只有一個(gè)。

主運(yùn)動(dòng)可以由工件、也可以由刀具完成，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切削加工的基本運(yùn)動(dòng)，可以由刀具來(lái)完成，也可以由工件來(lái)完成.（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)——是由機(jī)床或人力提供的刀具和工件之間附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，配合主運(yùn)動(dòng)，不斷地將多余金屬投入切削，以保持切削連續(xù)或反復(fù)地進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)。

指為不斷把余量投入切削的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度用進(jìn)給量（?—mm/r）或進(jìn)給速度（ν?

—mm/min）表示。速度較低，消耗功率較小，可有一個(gè)或多個(gè)，也可不存在?？梢允沁B續(xù)的，也可以是間歇運(yùn)動(dòng)。在確定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，一般指連續(xù)進(jìn)給方向或間歇運(yùn)動(dòng)中的主要一個(gè)。

主運(yùn)動(dòng)vｃ和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)vｆ可以由刀具或工件分別完成，或由刀具單獨(dú)完成。

主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以同時(shí)進(jìn)行（車削、銑削等），也可交替進(jìn)行（刨削等）。

當(dāng)主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，刀具切削刃上某一點(diǎn)相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)稱為合成切削運(yùn)動(dòng)。

合成速度向量等于主運(yùn)動(dòng)速度與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度的向量和：

vｅ=vｃ+vｆ

（3）合成運(yùn)動(dòng)與合成切削速度vｅ常見(jiàn)機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)機(jī)床名稱主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)臥式車床工件旋轉(zhuǎn)車刀縱向、橫向移動(dòng)鉆床鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆頭軸向移動(dòng)銑床銑刀旋轉(zhuǎn)工件縱向、橫向、垂直方向移動(dòng)牛頭刨床刨刀往復(fù)工件橫向、垂直方向間隙移動(dòng)外圓磨床砂輪旋轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn)、工件往復(fù)或砂輪橫向移動(dòng)平面磨床砂輪旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向、垂直移動(dòng)鏜床鏜刀旋轉(zhuǎn)鏜刀軸向移動(dòng)、工件軸向移動(dòng)龍門(mén)刨床工件往復(fù)刨刀橫向、垂直方向間隙移動(dòng)正在加工的工件表面，根據(jù)其所處的狀態(tài)分為：

已加工表面：已經(jīng)加工完成的表面。

加工表面（過(guò)渡表面）：切削刀具正在進(jìn)行切削加工的表面。

待加工表面：即將進(jìn)入切削加工的表面。

加工表面切削要素切削用量三要素：切削速度vc:主運(yùn)動(dòng)的線速度(mm/min)進(jìn)給量：刀具相對(duì)工件沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離。1）（周期）進(jìn)給量f(mm/r)：主運(yùn)動(dòng)一個(gè)循環(huán)2）進(jìn)給速度vf(mm/min)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)3）每齒進(jìn)給量af(mm/z)：刀具每個(gè)刀齒背吃刀量（切削深度）ap(mm):已加工表面與待加工表面間的距離。補(bǔ)充定義：在垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上測(cè)量的主切削刃切入工件的深度。切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱為切削速度，以最大切削速度為準(zhǔn)，車削外圓時(shí)：1、切削速度vc式中n

——

主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速（r/s）；

D——

刀具或工件的最大直徑（mm）。若主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其平均速度為：式中nr——

主運(yùn)動(dòng)每秒鐘往復(fù)次數(shù)（str/s）；l——

往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)度（mm）。2、進(jìn)給量?(v?)

工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)(或主運(yùn)動(dòng)一循環(huán)時(shí))，兩者沿進(jìn)給方向上相對(duì)移動(dòng)的距離，單位為mm/r。對(duì)于多齒刀具還可用每齒進(jìn)給量?z表示,單位為mm／min。若刀具齒數(shù)z為，則進(jìn)給量與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、每齒進(jìn)給量的關(guān)系為：

v?=?n

主刀刃與工件切削表面接觸長(zhǎng)度在主運(yùn)動(dòng)方向及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向所組成的平面的法線方向上測(cè)量的值。單位為mm。工件上待加工表面與已加工表面間的垂直距離。3、背吃刀量ap式中：dw——工件待加工表面的直徑；

dm——工件已加工表面的直徑。車削外圓時(shí)：切削層參數(shù)切削層是指切削過(guò)程中，由切削部分的一個(gè)單一動(dòng)作所切除的工件材料層。(1)切削層公稱寬度（bD)。是在給定瞬間，作用主切削刃截形上兩個(gè)極限點(diǎn)間的距離，單位mm。(2)切削層公稱橫截面積(AD)。是在給定瞬間，切削層的實(shí)際橫截面積，單位mm2。(3)切削層公稱厚度（hD)。在同一瞬間的切削層公稱橫截面積與其公稱切削層寬度之比，單位mm。殘留面積ΔAD

殘留面積高度：H=f/(ctgKr+ctgKr’)切削用量的合理選擇

切削用量的選擇直接影響工件加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和刀具的使用壽命(耐用度)。切削用量(主要指背吃刀量和進(jìn)給量)的增大，都會(huì)使切削力增大、使工件變形的可能增大，并有可能引起振動(dòng)，還會(huì)使殘留面積的高度顯著增大，降低加工精度和增大表面粗糙度(見(jiàn)動(dòng)畫(huà)4)。由圖可知，截面ABE為未被切除的殘留面積。切削液切削液的作用冷卻作用潤(rùn)滑作用防銹作用清洗作用降溫冷卻作用，進(jìn)提高刀具耐用度和加工質(zhì)量由于潤(rùn)滑劑的滲透性和吸附性極強(qiáng)，部分接觸面間存在著流體潤(rùn)滑吸附膜，起到減小摩擦系數(shù)的作用。在金屬切削過(guò)程中，為了防止碎屑（如鑄鐵屑）或磨料微粒粘附在工件、刀具或機(jī)床上，影響已加工表面質(zhì)量、刀具耐用度和機(jī)床精度，要求切削液具有良好的清洗作用為了使工件、機(jī)床和刀具不受周圍介質(zhì)的腐蝕，以及工件在工序間運(yùn)行不生銹，要求切削液具有良好的防銹作用。切削液的分類水溶液冷卻為主的冷卻潤(rùn)滑液。切削油主要成分是礦物油，少數(shù)情況采用植物油或復(fù)合油。乳化液兼顧冷卻與潤(rùn)滑的切削液。切削液的選用粗加工時(shí)加工余量和切削量較大，產(chǎn)生的切削熱量多，刀具易磨損。這時(shí)需盡量降低切削溫度，應(yīng)選用以冷卻作用為主的水溶液或乳化液。精加工時(shí)采用切削液主要是改善加工表面質(zhì)量和提高刀具耐用度，穩(wěn)定尺寸精度。切削高強(qiáng)度鋼、高溫合金鋼等難加工材料時(shí)由于含硬質(zhì)點(diǎn)多，機(jī)械擦傷作用大，導(dǎo)熱性低等原因，對(duì)切削液的冷卻與潤(rùn)滑方面都有較高的要求。難加工材料的切削均處于極壓潤(rùn)滑摩擦狀態(tài)下，因此應(yīng)選用極壓切削油或極壓乳化液。切屑的形成金屬切削過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一種擠壓過(guò)程，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，切削塑性金屬過(guò)程中，金屬在受到刀具前面的擠壓后，將發(fā)生塑性剪切滑移變形，然后被切離工件形成切屑。實(shí)際上，塑性變形—滑移—切離三個(gè)過(guò)程，會(huì)根據(jù)加工材料等條件不同，不完全地顯示出來(lái)。金屬的切削過(guò)程切屑變形區(qū)的劃分第I變形區(qū)（剪切區(qū)、塑性變形區(qū)）：從開(kāi)始發(fā)生塑性變形到晶粒剪切滑移基本完成。切屑收縮現(xiàn)象：變形系數(shù)

越大，切削變形越大，切削力越大，消耗功率越大，切削溫度越高，加工表面質(zhì)量越差。第II變形區(qū)（摩擦區(qū)）形成條件：中低速切削塑性金屬特性：無(wú)→有→小→大→脫落周期性對(duì)切削過(guò)程的影響：保護(hù)刀刃；使工作前角增大，切削力減??；切削平穩(wěn)性差；影響加工精度和表面粗糙度。變形強(qiáng)化（加工硬化）成因：1）擠壓塑性變形2）表面相變對(duì)加工過(guò)程的影響：影響后續(xù)加工影響加工表面質(zhì)量產(chǎn)生殘余應(yīng)力消除變形強(qiáng)化的措施：通過(guò)熱處理降低材料塑性；采用切削液；加工后通過(guò)熱處理消除變形強(qiáng)化。（3）第III變形區(qū)（擠壓區(qū)）例如，加工鑄鐵等脆性材料時(shí)，被切層在彈性變形后很快形成切屑離開(kāi)母材。而加工塑性很好的鋼材時(shí)，滑移階段特別明顯。由于切屑形成過(guò)程不同，切屑的形狀也不同。一般可以分成四類切屑的種類積屑瘤

切削鋼和鋁合金等塑性金屬時(shí)，在切削速度不高且形成帶狀切屑的情況下，常有一些來(lái)自切屑和工件的金屬粘接層堆積在刀具的前面上，形成硬度很高(約為工件材料硬度的2～3.5倍)的楔塊，稱為積屑瘤，積屑瘤形成過(guò)程見(jiàn)動(dòng)畫(huà)和視頻。積屑瘤的形成主要取決于切削溫度，如在300～380℃切削碳鋼時(shí)易產(chǎn)生積屑瘤。此外，接觸面間的壓力、粗糙程度、粘結(jié)強(qiáng)度等因素都與形成積屑瘤的條件有關(guān)形成積屑瘤的條件(1)實(shí)際前角增大。積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響(2)使加工表面粗糙度增大。(3)對(duì)刀具壽命的影響。防止積屑瘤的主要方法

(1）降低切削速度，使溫度較低，粘結(jié)現(xiàn)象不易發(fā)生；

(2）采用高速切削，使切削溫度高于積屑瘤消失的相應(yīng)溫度；

(3）采用潤(rùn)滑性能好的切削液，減小摩擦；

(4）增加刀具前角，以減小切屑與前刀面接觸區(qū)的壓力；

(5）適當(dāng)提高工件材料硬度，減小加工硬化傾向。切削力的構(gòu)成與分解切削力Fc（切向力）－占功率90%；進(jìn)給力Ff（軸向力）

---占功率1-5%；背向力Fp（徑向力）

--不消耗功率但使工件變形。切削力和切削功率2.切削功率切削過(guò)程所需功率Pm可按下式計(jì)算：式中：Fc──切削力（N）；

vc

──切削速度(m/s)；

Ff──進(jìn)給力（N）；

vf

──進(jìn)給速度(mm/s)。切削力的變化規(guī)律1)切削深度ap和進(jìn)給量f對(duì)切削力的影響2)前角對(duì)切削力的影響3)切削速度對(duì)切削力的影響工件材料強(qiáng)度越高，所需切削力越大，可以認(rèn)為這是切削力第三規(guī)律。

4)工件材料強(qiáng)度對(duì)切削力的影響5)主偏角Kr對(duì)切削力的影響6）影響切削力的其它因素(1)刀具棱面(2)刀具圓弧半徑(3)刀具磨損(4)前角(5)刃傾角切削力的測(cè)定

1)測(cè)定機(jī)床功率，計(jì)算切削力2)用測(cè)力儀測(cè)量切削力3)切削力的經(jīng)驗(yàn)公式和切削力估算切削熱和切削溫度

1.切削熱的產(chǎn)生和傳導(dǎo)2.切削溫度的計(jì)算與測(cè)量3.影響切削溫度的主要因素1)切削用量的影響2)刀具幾何參數(shù)的影響4)刀具磨損的影響3)工件材料的影響5)切削液的影響4.切削溫度對(duì)工件、刀具和切削過(guò)程的影響(1)切削時(shí)的溫度雖然很高，但是切削溫度對(duì)工件材料硬度及強(qiáng)度的影響并不大，剪切區(qū)域的應(yīng)力影響也不太明顯。

(2)適當(dāng)?shù)靥岣咔邢鳒囟?，?duì)提高硬質(zhì)合金的韌性是有利的。

(3)切削溫度對(duì)工件尺寸精度有影響。

(4)利用切削溫度可自動(dòng)控制切削速度或進(jìn)給量。

(5)利用切削溫度與切削力，可控制刀具磨損。2.2常用工件材料性能基礎(chǔ)2.2.1金屬材料的加工特性

1.金屬材料可加工性的概念

2.可加工性的衡量指標(biāo)

加工性等級(jí)名稱及種類相對(duì)加工性Kr1很易切削材料一般有色金屬〉3.02容易切削材料易切鋼2.5~3.03較易切削鋼1.6~2.54普通材料一般鋼與鑄鐵1.0~1.65稍難切削材料0.65~1.06難切削材料較難切削材料0.5~0.657難切削材料0.15~0.58很難切削材料<0.152.2.2非金屬材料的加工特性影響因素材料硬度；材料塑性和韌性；材料強(qiáng)度；彈性模量E；導(dǎo)熱系數(shù)；其它因素。改善措施（1）選用切削性好材料及表面狀態(tài)好的材料（2）熱處理改善切削加工性，中、低碳鋼正火處理；高碳鋼球化退火；（中碳及中碳合金鋼）調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)處理。（3）選用合理的刀具材料及刀具角度（4）特種切削加工：振動(dòng)切削；加熱切削；低溫切削。影響切削加工性的因素及其改善措施刀具的磨損與耐用度

1、刀具磨損過(guò)程2.刀具的磨損的形式（a）前刀面磨損（b）后刀面磨損（c）前刀面、后刀面同時(shí)磨損圖1-13刀具的磨損情況前刀面磨損后刀面磨損前刀面、主后刀面同時(shí)磨損刀具破損崩刃剝落

裂紋

塑性破損3、刀具磨損的原因硬質(zhì)點(diǎn)磨損粘結(jié)磨損擴(kuò)散磨損氧化磨損相變磨損4.刀具耐用度5、刀具耐用度的確定影響刀具耐用度的因素影響刀具耐用度的因素很多，主要有：工件材料刀具材料刀具幾何角度切削用量，在切削用量中，其中切削速度對(duì)耐用度影響最大。切削液等１.認(rèn)真整理筆記，復(fù)習(xí)鞏固本節(jié)內(nèi)容；２.預(yù)習(xí)下節(jié)課內(nèi)容“切削運(yùn)動(dòng)、切削用量與切削層參數(shù)”；感謝聽(tīng)講，請(qǐng)同學(xué)們課后：課程:數(shù)控加工工藝學(xué)Chapter3、數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)3.1、數(shù)控加工的基本概念3.2、數(shù)控加工工藝概述3.3、數(shù)控加工工藝性分析3.4、加工內(nèi)容和機(jī)床的選用3.5、數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)3.6、數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)3.7、對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定3.8、測(cè)量方法的確定3.9、數(shù)控加工工藝文件3.10、數(shù)控加工工藝守則3.1、數(shù)控加工的基本概念3.1.1、機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程3.1.2、機(jī)械加工工藝過(guò)程3.1.3、生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)3.1.4、工件的定位原理3.1、數(shù)控加工的基本概念3.1.5、機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程簡(jiǎn)稱為工藝規(guī)程，是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和方法等的工藝文件。它是在具體的生產(chǎn)條件下，將最合理或較合理的工藝過(guò)程，用圖表（或文字）的形式制成文本，用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)、管理生產(chǎn)的文件

一.工藝規(guī)程的內(nèi)容零件的加工工藝路線、各工序基本加工內(nèi)容、切削用量、工時(shí)定額及采用的機(jī)床和工藝裝備（刀具、夾具、量具、模具）公差和技術(shù)要求等。二.工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。2.工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織管理工作、計(jì)劃工作的依據(jù)。3.工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠或車間的基本資料。保證加工質(zhì)量保證生產(chǎn)效率降低制造成本良好勞動(dòng)條件符合生產(chǎn)實(shí)際不斷修訂完善三.制訂工藝規(guī)程的原則產(chǎn)品整套裝配圖、零件圖產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)本廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件：機(jī)床設(shè)備、工藝裝備、工人技術(shù)水平、毛坯生產(chǎn)能力先進(jìn)技術(shù)、工藝有關(guān)手冊(cè)、圖冊(cè)

四.制訂工藝規(guī)程設(shè)計(jì)所需原始資料五.制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟分析研究產(chǎn)品圖紙工藝審查選擇毛坯擬訂工藝路線選擇設(shè)備、工裝及檢驗(yàn)方法確定工序余量、工序尺寸確定切削用量、工時(shí)定額技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析填寫(xiě)工藝文件六.常用工藝文件的種類（1）機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片（2）機(jī)械加工工藝卡（3）機(jī)械加工工序卡3.2、數(shù)控加工工藝概述

數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和。毛坯零件圖數(shù)控加工特點(diǎn)數(shù)控加工零件的生產(chǎn)過(guò)程(1)選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的零件及內(nèi)容；(2)對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求；(3)設(shè)計(jì)數(shù)控加工的工藝路線；（如劃分工序、安排加工工序、處理數(shù)控工序與普通工序的銜接等）(4)設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序；（如工步的劃分、工件的安裝與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的選擇等）(5)處理特殊工藝問(wèn)題（如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇等）；(6)數(shù)控加工工藝文件的編制與歸檔。

數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)1．內(nèi)容十分明確而具體2．工藝要求相當(dāng)準(zhǔn)確而嚴(yán)密⒊制定數(shù)控加工工藝要進(jìn)行零件圖形的數(shù)學(xué)處理和編程尺寸設(shè)定值的計(jì)算4．工序集中、工序內(nèi)容復(fù)雜5.數(shù)控加工程序的編寫(xiě)、校驗(yàn)與修改是數(shù)控加工工藝的一項(xiàng)特殊內(nèi)容。數(shù)控加工的發(fā)展前景3.3、數(shù)控加工工藝性分析包括內(nèi)容：產(chǎn)品的零件圖樣分析和結(jié)構(gòu)工藝性分析兩部分①零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)。即以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。圖

②構(gòu)成零件輪廓的幾何元素(點(diǎn)、線、面)的條件(如相切、相交、垂直和平行等)要完整、準(zhǔn)確，是數(shù)控編程的重要依據(jù)。③定位基準(zhǔn)可靠。圖零件圖樣分析

(a)同基準(zhǔn)標(biāo)注(b)分散標(biāo)注零件尺寸標(biāo)注分析（a）（b）圖4－8結(jié)構(gòu)工藝性示例①零件的內(nèi)腔與外形應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能應(yīng)用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)工藝性分析②內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，所以內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)太小

圖4－6內(nèi)槽結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)比（a）（b）通常當(dāng)R＜0.2H(H為被加工工件輪廓面的最大高度)時(shí)，可以判定零件的該部位工藝性不好。

銑槽底平面時(shí)，槽底圓角半徑大小要力求合理，半徑尺寸盡可能一致如圖d=D-2r銑刀端刃銑削平面的面積越大，則加工平面的能力越強(qiáng)，因而，銑削工藝性越好。零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例a）b）c）d）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）e）f）g）h）i）j）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）k）l）m）n）o）p）q）r）s）t）u）v）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）w）x）y）z）3.4數(shù)控加工內(nèi)容的選擇機(jī)床的選用數(shù)控加工零件的選擇最適應(yīng)類1）形狀復(fù)雜，加工要求精度高，用普通機(jī)床無(wú)法加工或很難保證質(zhì)量的零件。2）具有復(fù)雜曲面或曲線輪廓的零件。3）具有難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的內(nèi)腔型殼體類零件或盒形零件。4）必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪、鉸或攻螺紋等多道工序的零件各類機(jī)床適應(yīng)的加工范圍專用機(jī)床數(shù)控機(jī)床