电子课件-《机械制造工艺基础(第七版)》-A02-3517-4第四章-切削加工基础.ppt

1、43 切削刀具切削刀具3141 金属切削机床的金属切削机床的类别类别与型号与型号 242 切削运动与切削用量切削运动与切削用量44 切削力与切削温度切削力与切削温度445 切削液切削液546 加工精度与加工表面质量加工精度与加工表面质量6共11类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床机床型号就是按一定的规律赋予每种机床一个代号，以便于机床的管理和使用 机床的分类和代号机床的分类和代号类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床锯床其他机床代号 C Z T M 2M 3MYSXBLGQ读音 车 钻 镗 磨 2磨 3磨牙丝铣 刨拉割其

2、机床通用特性代号机床通用特性代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心（自动换刀）仿形轻型加重型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHFQCRXS读音高密自半控换仿轻重柔显 速 通用特性代号有统一的规定含义，它在各类机床的型号中，表示的意义相同1）结构特性代号用汉语拼音字母（通用特性代号已用的字母和I、O两字母不用）A、B、C、D、E、L、N、P、T、Y表示2）当单个字母不够用时，可将两个字母组合起来使用，如AD、AE或DA、EA等1）同类机床中，主要布局或使用范围基本相同的即为同一组2）同一组机床中，其主参数相同、主要结构及布局形式相同即为同一系1）机床的组，用一位阿拉伯数字表示，位于类代号

3、或特性代号或通用代号之后2）机床的系，用一位阿拉伯数字表示，位于组代号之后机床型号中主参数用折算值表示，位于系代号之后。当折算值大于1时，则取整数，前面不加“0”；当折算值小于1时，则取小数点后第一位数，并在前面加“0”某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号有1起始，当设计顺序号小于10时，由01开始编号 对于多轴车床、多轴钻床、排式钻床等机床，其主轴数应以实际数值列入型号，置于主参数之后，用“”分开。单轴可省略第二主参数（多轴机床的主轴数除外）一般不予表示，如有特殊情况，需在型号中表示 当机床的结构、性能有更高的要求，并需按新产品重新设计、试制和鉴定时

4、，才按改进的先后顺序选用A、B、C等拼音字母（I、O两字母不用）表示加在型号基本部分的尾部，以区别原机床型号其他特性代号主要用以反映各类机床的特性1)用拼音字母（I、O两字母除外）表示，其中L表示联动轴数，F表示复合2)当单个字母不够用时，可将两个字母组合，如AB、AC、AD或BA、CA、DA3)也可用阿拉伯数字表示,还可以用阿拉伯数字和汉语拼音字母组合表示高精度万能外圆磨床，最大磨削直径320mm，经第一次重大改进，无企业代号 摇臂钻床,最大钻孔直径40mm,最大跨距1600mm，沈阳第二机床厂生产 精密卧式加工中心，工作台最大宽度500mm高 精 度 数 控 外 圆 磨 床，最 大 磨 削

5、 直 径400mm机械零件的任何表面都可以看作是一条线（称为母线）沿另一条线（称为导线）运动的轨迹平面的形成平面的形成圆柱面的形成圆柱面的形成 圆锥面的形成圆锥面的形成螺旋面的形成螺旋面的形成 渐开线齿廓表面的形成渐开线齿廓表面的形成 机床为实现加工所必需的加工工具与工件间的相对运动，包括主运动和进给运动1）主运动）主运动促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。主运动是切除工件表面多余材料所需要的最基本运动,在切削运动中形成机床切削速度，消耗主要动力铣平面铣平面车外圆车外圆刨平面刨平面 钻孔钻孔磨外圆磨外圆1 1主运动主运动2 2进给运动进给运动2）进给运动）进给运动使刀具与工

6、件之间产生附加的相对运动，加上主运动，即可不断地或连续地切除切屑，并得到具有所需几何特性的已加工表面工件上有待切除的表面工件上经刀具切削后形成的表面工件上由切削刃切除的那部分表面。它在下一个切削行程、刀具或工件的下一转被切除，或下一个切削刃切除切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度当主运动是旋转运动时当主运动为往复直线运动时刀具在进给运动方向上相对工件的位移量 刀具切入工件时，工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直距离车刀、铣刀、刨刀、砂轮、钻头、铰刀、丝锥及板牙 外圆表面加工刀具、内孔表面加工刀具、平面加工刀具、螺纹刀具、成形刀具、齿轮刀具整体式刀具、焊接式刀具、机械夹固式刀具单刃刀具、双

7、刃刀具、多刃刀具工具钢刀具、高速钢刀具、硬质合金刀具机夹重磨式和机夹可转位式（不重磨）1）前面）前面A切屑流出时所流经的面2）主刀面）主刀面A 与工件上过渡表面相对的刀面与工件上已加工表面相对的刀面4）主切削刃）主切削刃S前面与主后面相交的部位，担负主要切削工作5）副切削刃）副切削刃S前面与副后面相交的部位，它协同主切削刃完成金属的切除工作，形成工件的已加工表面6）刀尖）刀尖 主、副切削刃连接处的那一小部分切削刃，一般都呈圆弧状在刀具中，有的具有导向部分（如麻花钻、铰刀、立铣刀等），这些刀具一般用于内孔、沟槽和内螺纹加工1）实体夹持）实体夹持夹持部分做成实体，使用时直接将刀具装在刀架或锥套内，

8、如车刀、刨刀、钻头、立铣刀2）刀轴装夹夹持）刀轴装夹夹持夹持部分做成圆柱孔，孔内加工键槽，切削时将刀具装在刀轴上。如：圆柱铣刀、三面刃铣刀1 1假定主运动方向假定主运动方向2 2假定进给运动方向假定进给运动方向3 3切削刃选定点切削刃选定点1）基面）基面Pr2）假定工作平面）假定工作平面Pf 过切削刃选定点的平面，其方位垂直于假定的主运动方向通过切削刃选定点并垂直于基面，其方位平行于假定的进给运动方向3）主切削平面）主切削平面Ps5）正交平面）正交平面Po 通过主切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面 通过副切削刃选定点与副切削刃相切并垂直于基面的平面 通过切削刃选定点并同时垂直于基面和

9、切削平面的平面4）副切削平面）副切削平面Ps1 1假定主运动方向假定主运动方向2 2假定进给运动方向假定进给运动方向3 3切削刃选定点切削刃选定点1）前角）前角o2）后角）后角o 前面与基面的夹角，在正交平面中测量 后面与切削平面的夹角，在正交平面中测量3）主偏角）主偏角r4）副偏角）副偏角r5）刃倾角）刃倾角s主切削平面与假定工作平面间的夹角 副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量主切削刃与基面间的夹角，在主切削平面中测量T10A、T12A9SiCr、CrWMnW18Cr4VW6Mo5Cr4V2W9Mo3Cr4VWCCo WCCo TiCWCCo TiCTaC（NbC）切削过程中,材

10、料产生变形到变成切屑所产生的抗力和切屑与前面之间及副后面与已加工表面之间发生的摩擦,共同作用于刀具上的合力称为切削力 刀具的一个切削部分在切削工件时所产生的全部切削力称为一个切削部分总切削力 所有参与切削的各切削部分所产生的总切削力的合力称为刀具总切削力切削力Fc是总切削力F在主运动方向上的正投影。与切削速度vc方向一致背向力Fp是总切削力F在垂直于工作平面方向上的分力 进给力Ff是总切削力F在进给运动方向上的正投影。它与进给速度vf方向一致切削加工时，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力称为总切削抗力F切削抗力Fc、背向抗力Fp、进给抗力Ff分别与Fc、Fp、Ff大小相等，方向相反切削热主要来源

11、于切屑变形，切屑与前面的摩擦，工件与刀具后面的摩擦切削过程中，切削区域的温度称为切削温度,在高速切削时仍可高达到1000以上主要成分是水及防锈剂、防霉剂等。为了提高清洗能力，可加入清洗剂；为具有一定的润滑性，还可加入油性添加剂水和乳化油经搅拌后形成的乳白色液体。乳化油是一种油膏，它由矿物油和表面活性乳化剂配制而成，并添加乳化稳定剂由水、各种表面活性剂和化学添加剂组成切削油主要起润滑作用。有10 号机械油、20 号机械油、轻柴油、煤油、豆油、菜籽油、蓖麻油等矿物油或动、植物油 极压切削油是在矿物油中添加氯、硫、磷等极压添加剂配制而成二硫化钼（MoS2）选择以冷却作用为主的乳化液或合成切削液 选用

12、润滑性能较好的极压切削油或高浓度极压乳化液 选用黏度较小的极压乳化液或极压切削油，并加大切削液的压力和流量（1）钢件钢件：粗加工时选乳化液；精加工时选硫化乳化液（2）铸铁、铸铝铸铁、铸铝：一般不用切削液。在精加工时，可选用润滑性好、黏度小的煤油或7%10%的乳化液（3）有色金属或铜合金有色金属或铜合金：不宜采用含硫的切削液，以免腐蚀工件。加工镁合金时，不能用切削液，以免燃烧起火（4）难加工材料难加工材料(如不锈钢、耐热钢如不锈钢、耐热钢)：选用10%15%的极压切削油或极压乳化液粗加工选用乳化液；精加工钢件时，选用极压切削油或浓度较高的极压乳化液为避免刀片因骤冷或骤热而产生崩裂，一般不使用冷却

13、润滑液。如果要使用，必须连续充分1油状乳化油必须用水稀释后才能使用。乳化液会污染环境，尽量选用环保型切削液2切削液应浇注在过渡表面、切屑和前刀面接触的区域3用硬质合金车刀一般不加切削液。如果使用切削液，必须从开始就连续充分浇注5加注切削液可以采用浇注法和高压冷却法 高压冷却法浇注法4控制好切削液的流量 加工精度是指工件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。包括尺寸精度、形状精度和位置精度 通过试切测量调整再试切的反复过程而最终获得规定尺寸精度的方法1）用定尺寸刀具加工）用定尺寸刀具加工工件的尺寸精度由刀具本身尺寸精度保证2）调整法）调整法 预先按规定的尺寸调整好机床、夹具、刀具及工件的相对位置和运动3）自动控制法）自动控制法使用由测量装置、进给装置和控制系统组成的自动加工循环系统。在工件达到规定尺寸时，机床自动退刀并停止工作 加工表面质量包括工件表面微观几何形状和工件表面层材料的物理、力学性能两个方面的内容表面粗糙度是加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性（1）表面层材料因塑性变形引起的冷作硬化（2）表面层材料因切削热的影响，引起金相组织的变化（3）表面层材料因切削时的塑性变形、热塑性变形、金相组织变化引进的残余应力