机械加工工艺基础完整课件.ppt

1、机械加工工艺基础完整.制造技术是将原材料转变为产品的应用技术，它既是科学技术走向实际应用的接口和桥梁，又是推动科学技术向前发展的基础。先进的制造技术对于创造物质财富和发展科学技术，具有十分重要的意义。世界各工业发达国家都无不拥有先进的制造技术和庞大的制造业，制造业已成为各工业发达国家的基本支柱产业。所创造的物质财富达到国民经济总值的一半以上。所以，要使国家繁荣富强，必须大力创新制造技术，大力发展现代制造业。机械制造工程训练机械制造工程训练是一门以工艺理论教学与制造工程实践相结合的学科基础课程，本课程包括“材料成形工艺基础”、“机械加工工艺基础”两大部分。材料成形工艺基础：材料成形工艺基础：主要

2、介绍机械零件毛坯成形方法的工艺特点、工艺参数的选择、各类零件毛坯的结构工艺性、零件的材料选择与成形方法选择的基本原则。机械加工工艺基础：机械加工工艺基础：主要介绍机械加工的基本概念、切削基本原理、切削机床与刀具、切削加工基本工艺过程、选择切削加工方法的基本原则，以及零件机械加工结构工艺性。机械加工工艺基础 中南大学 工业训练中心 第一章第一章.切削加工的基础知识切削加工的基础知识 第二章第二章.金属切削机床金属切削机床 第三章第三章.机械加工工艺过程机械加工工艺过程 第四章第四章.零件表面的加工方案零件表面的加工方案 第五章第五章.零件的结构工艺性零件的结构工艺性 第六章第六章.数控加工技术数

3、控加工技术 第七章第七章.加工中心自动编程与操作加工中心自动编程与操作 第八章第八章.装配装配 第九章第九章.快速第九章成形制造技术快速第九章成形制造技术 第十章第十章.先进制造技术先进制造技术 第一章第一章 切削加工的基础知识切削加工的基础知识返回索引 切削加工是利用刀具和工件的相对运动，刀具从毛坯或型材上切除多余的材料，以便获得精度和表面粗糙度均符合要求的零件的加工过程。切削加工分为机械加工和钳工。2022-12-151.切削加工的概念切削加工的概念1.1 钳工与机械加工钳工与机械加工 钳工：钳工：通过工人手持工具进行切削加工。通过工人手持工具进行切削加工。机械加工：机械加工：采用不同的机

4、床（如车床、铣采用不同的机床（如车床、铣 床、刨床、磨床、钻床等）对工床、刨床、磨床、钻床等）对工 件进行切削加工。件进行切削加工。2.零件表面质量的概念零件表面质量的概念 零件几何参数：零件几何参数：宏观几何参数：宏观几何参数：包括：尺寸、形状、位置等要素。包括：尺寸、形状、位置等要素。微观几何参数：微观几何参数：指：微观表面粗糙程度。指：微观表面粗糙程度。2022-12-152.1 加加 工工 精精 度度 加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、形状、位置等参数同理论参数的相符合的形状、位置等参数同理论参数的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：

5、程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a.尺寸精度：尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。零件尺寸参数的准确程度。b.b.形状精度：形状精度：零件形状与理想形状接近程度。零件形状与理想形状接近程度。c.c.位置精度：位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对零件上实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的准确度。于基准之间位置的准确度。2022-12-152022-12-152.1 加加 工工 精精 度度 国家标准规定：常用的精度等级分为国家标准规定：常用的精度等级分为2020级，级，分别用分别用IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT18IT2IT18表示。表示。数字越大，精度越

6、低。其中数字越大，精度越低。其中IT5-IT13IT5-IT13常用。常用。高高 精精 度：度：IT5IT5、IT6 IT6 通常由磨削加工获得。通常由磨削加工获得。中等精度：中等精度：IT7-IT10 IT7-IT10 通常由精车、铣、刨获得。通常由精车、铣、刨获得。低低 精精 度：度：IT11-IT13 IT11-IT13 通常由粗车、铣、刨、钻通常由粗车、铣、刨、钻 等加工方法获得。等加工方法获得。2.1.1 尺尺 寸寸 精精 度度250-0.04 零件尺寸要素的误差大小。零件尺寸要素的误差大小。问：问：精度的高低与哪两个因精度的高低与哪两个因 素有关？素有关？基本尺寸和公差大小基本尺寸

7、和公差大小。2.1.2 形形 状状 精精 度度 25 轴加工后可能产生的形状误差轴加工后可能产生的形状误差 00.013当返回参考点的工作完成后，显示器即显示出机床参考点在机床坐标系中的坐标值，表明机床坐标系已经自动建立。车削是以加工回转体为主要加工目的。切削油：如矿物油；国家标准规定：常用的精度等级分为20级，分别用IT01、IT0、IT1、IT2IT18表示。I、K编程:G02 X46.图1 绿色制造系统模型1)便于安装、加工与测量，即便于定位和可靠的 夹紧。程序结束指令用M02或M30代码，放在最后一个程序段作为整个程序的结束。（3）领取和清洗零件。更换个别元件后，可以加工形状相似、其尺

8、寸公差等级可达IT10IT9，表面粗糙度Ra值可达6.件进行切削加工。1930年，数控专利刀路轨迹的生成是人机交互进行的。消除内应力的热处理工序，如中间退火、回组装成新夹具，供再次使用。程序段的长短，随字数和字长(位数)都是可变的，一个程序段中字的数目与字的位数(字长)可按需给定，不需要的代码字以及与上段相同的续效字可以不写，使程序简化、缩短。点偏移了所显示的数值后，零点偏考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；形或将粘结剂微滴化粘结成形材料堆积成形G01 X26.2.1.2 形形 状状 精精 度度 指零件上实际要素的形状与理想形状

9、相符指零件上实际要素的形状与理想形状相符合的程度；合的程度；国家标准规定了六类形状公差（见下表）国家标准规定了六类形状公差（见下表）形状精度的标注：框格分为形状精度的标注：框格分为2 2格，格，箭头指向待表达的表面，数字表示箭头指向待表达的表面，数字表示允许误差的大小，单位为毫米。允许误差的大小，单位为毫米。2.1.3 位位 置置 精精 度度 指零件的实际要素（点、线、面）相对指零件的实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的准确度。于基准之间位置的准确度。圆圈中的英文字母表示基准，框格分圆圈中的英文字母表示基准，框格分3 3格，箭头指向待格，箭头指向待表达的表面表达的表面精度等级精度等级尺寸

10、精度范围尺寸精度范围Ra值范围值范围（m）相应的加工方法相应的加工方法低精度低精度IT13IT 112512.5粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等中等中等精度精度IT10IT 96.33.2半精车、半精镗、半精铣、半精刨、半精车、半精镗、半精铣、半精刨、扩孔等扩孔等IT8IT 71.60.8精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗铰等铰等高精度高精度IT7IT 60.80.2精磨、精铰等精磨、精铰等特别特别精密精密精度精度IT5IT2Ra0.2研磨、珩磨、超精加工、抛光等研磨、珩磨、超精加工、抛光等零件精度等级及其相应的加工方法零件精度等级及其

11、相应的加工方法零件表面的加工方案用外园车刀先试车一外园，记住当前X坐标，测量外园直径后，用X坐标值输入offset界面的几何形状X值里。通孔比不通孔好、外表面比内表面好加工、3 铣床的分度加工功能向未来技术开放：由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期；崩碎切屑：加工铸铁、黄铜等脆性材料时出现，形成这种切屑时，切削热和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨损。以圆钢外圆面为粗基准，粗车端面并钻中心孔；六点定位：任何一个未被约束的物体，在空间

12、有六个自由度。模态指令，书写可以省略。图15 大法师工作界面位置的基准。刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能主要取决于两个因素：即刀具材料和刀具的几何角度刀具经过一定时间的使用后，由于摩擦和切削热的作用，使刀具变钝，切削温度上升，影响加工精度和表面质量，因此必须及时刃磨。对于所有表面都要加工的表面，选取余量和公差最小的表面作粗基准，以避免余量不足而造成废品。以上这些方法(即步骤1)6)只能检查运动是否正确，不能检查出由于刀具调整不当或编程计算不准而造成的误差，因此，必须用首件试切的方法进行实际切削检查，进一步考察程序的正确性，并检查加工精度是否满足要求。4、组合夹具：用事

13、先准备好的通用标准元上图左图为未进行系统初始化时的菜单状态；特点：自动编程具有编程速度快、周期短、质量高、使用方便等优点。1948年，数控机床生产的萌芽表面粗糙度：零件微观表面高低不平的该机床的主轴单元由六根可变长度驱动杆支撑于工作台上方。2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度 表面粗糙度：零件微观表面高低不平的表面粗糙度：零件微观表面高低不平的 程度。程度。产生的原因产生的原因：1）切削时刀具与工件相）切削时刀具与工件相 对运动产生的磨擦；对运动产生的磨擦；2）机床、刀具和工件在加工时的振动；）机床、刀具和工件在加工时的振动；3）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹；）切削时从零件表面撕裂的切

14、屑产生的痕迹；4）加工时零件表面发生塑性变形。）加工时零件表面发生塑性变形。2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度 表面粗糙度对零件质量的影响：表面粗糙度对零件质量的影响：零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大，零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大，主要有以下几个方面：主要有以下几个方面：1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触 变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快；变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快；2)表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗

15、糙易磨损，造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在装配时，可使微小凸峰造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在装配时，可使微小凸峰 挤平，有效过盈量减少，使配合件强度降低；挤平，有效过盈量减少，使配合件强度降低；3）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质，且不易清除，造）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质，且不易清除，造 成表面腐蚀；成表面腐蚀；4）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，以致产生裂纹而）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，以致产生裂纹而 造成零件断裂。造成零件断裂。2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度评定参数：常用的是轮廓算术平均偏差评定参数：常用的是轮廓算术平均偏差Ra2.2

16、表表 面面 粗粗 糙糙 度度2022-12-15nh.hhhn321RaRah1 h2 h3hnldxxylRa0|)(|12.2 表 面 粗 糙 度 国家标准规定：表面粗糙度分为国家标准规定：表面粗糙度分为1414个等级，个等级，分别用分别用 表示，表示，数字越大，表面越粗糙。数字越大，表面越粗糙。表面粗糙度符号上的数值表面粗糙度符号上的数值Ra,Ra,单位是微米单位是微米（mm）。）。2022-12-152.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度表面粗糙度符号的意义及应用表面粗糙度符号的意义及应用 符号符号 符号说明符号说明 意义及应用意义及应用基本符号基本符号表示粗糙度是用任何方法表示粗糙度是

17、用任何方法获得（包括镀涂等）获得（包括镀涂等）基本符号上加一短基本符号上加一短划线划线表示表面粗糙度是用去除表示表面粗糙度是用去除法获得（如车、铣等）法获得（如车、铣等）基本符号内加一小基本符号内加一小圆圆表示表面粗糙度是用不去表示表面粗糙度是用不去除材料的方法获得（如铸除材料的方法获得（如铸锻、热轧、冲压等）锻、热轧、冲压等）符号上加符号上加Ra值值用去除材料方法获得的表用去除材料方法获得的表面，面，Ra的最大允许值的最大允许值为为3.2m2.3 2.3 常见加工方法的常见加工方法的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车粗车粗镗粗镗5050 可见明

18、显刀痕可见明显刀痕粗铣粗铣粗刨粗刨2525 可见刀痕可见刀痕钻孔钻孔12.512.5 微见刀痕微见刀痕精铣精铣精刨精刨半精半精车车6.36.3 可见加工痕迹可见加工痕迹3.23.2 微见加工痕迹微见加工痕迹精车精车1.61.6 看不清加工痕迹看不清加工痕迹粗磨粗磨0.80.8 可辨加工痕迹方向可辨加工痕迹方向精磨精磨0.40.4 微辨加工痕迹方向微辨加工痕迹方向精密加工精密加工0.1-0.0120.1-0.012 只能按表面光泽辩识只能按表面光泽辩识2.4零件的加工精度与表面粗糙度的关系零件的加工精度与表面粗糙度的关系 精度：宏观几何参数的误差精度：宏观几何参数的误差 表面粗糙度：微观几何参数

19、的误差表面粗糙度：微观几何参数的误差 加工精度高，必须采用一系列的高精度的加工方法，而加工精度高，必须采用一系列的高精度的加工方法，而经过高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表经过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，零件必须采用一系列的降低表面粗糙度的面粗糙度低，零件必须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。实例：各种机床上的手柄：表面粗糙度非常低，但精度实例：各种机床上的手柄：表面粗糙度非常低，但精度不高。不高。2022-12-15零件的加工精度与表面零件的

20、加工精度与表面粗糙度的关系如何？粗糙度的关系如何？提问 机器零件的基本表面包括：外圆、内机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平面和成型面圆（孔）、平面和成型面 基本表面主要由如下的加工方法获得基本表面主要由如下的加工方法获得3.切削运动与切削用量 要完成零件表面的切削加工，刀具和工件应具备形成表面的基本运动，即切削运动切削运动：刀具和工件的相对运动切削运动：刀具和工件的相对运动切削运动分为主运动和进给运动切削运动分为主运动和进给运动主运动：主运动：提供切削可能性的运动。主运动只有提供切削可能性的运动。主运动只有 一个一个进给运动：进给运动：提供连续切削可能性的运动。进给提供连续切削可能性

21、的运动。进给 运动可以有多个运动可以有多个3.1 切削运动微辨加工痕迹方向程序结束指令用M02或M30代码，放在最后一个程序段作为整个程序的结束。虚拟轴机床没有传统机床那样的笨重床身、立柱和导轨、滑座，只由杆件组成的框架式结构和长度可控的伸缩杆，结构简单，刚性好，用材少，质量轻，运动速度和运动精度高，结构紧凑，动态响应速度快，易于实现高速度、高加速度和高柔性，制造方便，制造成本低，是对传统机床结构具有重大意义的革命性创新。O1点，G50 X70 Z70；渗碳等各种表面处理，一般安排在最终加工之铣削加工的精度可达IT10-IT7，表面粗糙度可达6.一目了然。部分采用金属模铸造和模锻工序余量的确定

22、：决定工序余量的大小，是在保证加工质量的前提下，使余量尽可能的小。程序段的长短，随字数和字长(位数)都是可变的，一个程序段中字的数目与字的位数(字长)可按需给定，不需要的代码字以及与上段相同的续效字可以不写，使程序简化、缩短。加工脆性材料，应取较小的前角；1 尺 寸 精 度机械加工工序卡片 用于大批大量生产。如右图所示：用一个半径为R的刀具加工图中的实线表示的工件，刀具运行的实际中心轨迹应为图中的虚线所示，于是刀具离开工件的这一个距离就是偏置（二者之间相差一个刀具半径R），偏置量(offset value)是一个二维的矢量，可正可负 数控机床的产生与发展这样，有利于保证加工质量，有利于某些热处

23、理工序的安排。N20 S800 M04；注意事项二:数控车床的对丝杠、长轴类零件必须将其吊起，防止变形。3.1 切削运动机床名称机床名称主运动主运动进给运动进给运动卧式车床卧式车床工件旋转运动工件旋转运动车刀纵向、横向、斜向直线移动车刀纵向、横向、斜向直线移动钻钻 床床钻头旋转运动钻头旋转运动钻头轴向移动钻头轴向移动卧铣、立铣卧铣、立铣铣刀旋转运动铣刀旋转运动工件纵向、横向、斜向直线移动工件纵向、横向、斜向直线移动牛头刨床牛头刨床刨刀往复运动刨刀往复运动工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向间歇移动间歇移动龙门刨床龙门刨床工件往复运动工件往复运动刨刀横向、垂向、斜向间

24、歇移动刨刀横向、垂向、斜向间歇移动外圆磨床外圆磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件转动，同时工件往复移动，砂轮工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动横向移动内圆磨床内圆磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件转动，同时工件往复移动，砂轮工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动横向移动平面磨床平面磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件往复移动，砂轮横向、垂向移动工件往复移动，砂轮横向、垂向移动机床的切削运动机床的切削运动3.2 切削用量切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬 时速度时速度,用用V V表示，单位为表示，单位为m

25、/s m/s 进进 给给 量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位 移量，用移量，用f f表示，车、钻和铣削时单位表示，车、钻和铣削时单位 为为mm/rmm/r背吃刀量背吃刀量:已加工表面和待加工表面之间的垂直距已加工表面和待加工表面之间的垂直距 离，用离，用a ap p表示，单位为表示，单位为mmmm，如下图：，如下图：3.2.1车削切削速度、背吃刀量的计算车削切削速度、背吃刀量的计算V:切削速度切削速度d:工件直径工件直径n:工件转速工件转速)(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径表面直径dmi

26、n:已加工已加工表面直径表面直径ap:背吃刀量背吃刀量(m/s)dnv1000603.3 切削用量的合理选择问题(1)(1)粗加工按粗加工按a ap pf fv v的顺序选择的顺序选择 a、粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多、粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多 余金属，只留后续工序的加工余量，所以应根据毛余金属，只留后续工序的加工余量，所以应根据毛 坯尺寸首先选择坯尺寸首先选择ap b、粗加工不必考虑表面粗糙度，在、粗加工不必考虑表面粗糙度，在ap确定后，选取大确定后，选取大 的的f，减少走刀时间，减少走刀时间 c、ap和和f确定后，在机床功率和刀具耐用度允许的前提确定后，

27、在机床功率和刀具耐用度允许的前提 下选择下选择v(2)(2)精加工按精加工按v v f f a ap p的顺序选择的顺序选择 精加工的主要目的是保证产品质量和降低零件的表精加工的主要目的是保证产品质量和降低零件的表面粗糙度。因此首先应选择尽可能高的面粗糙度。因此首先应选择尽可能高的v，然后选择达，然后选择达到表面粗糙度要求的到表面粗糙度要求的f，最后再根据精加工余量决定，最后再根据精加工余量决定ap 4.切切 削削 刀刀 具具 刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能主要取决于两个因素：即刀具材料和刀具的几何角度刀具性能主要取

28、决于两个因素：即刀具材料和刀具的几何角度4.1 刀具材料应具备如下五个基本特性刀具材料应具备如下五个基本特性：1.高硬度：高硬度：HRC60 HRC60 以上以上;2.2.高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不破高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不破坏；坏；3.3.高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，热硬性用热硬温度表示；热硬性用热硬温度表示；4.4.良好的耐磨性；良好的耐磨性；5.5.良好的工艺性和经济性；良好的工艺性和经济性；碳素工具钢：如碳素工具钢：如T7T7、T8T8、T9T13T9T13等。适合于制造等。适合于制造

29、简单的手工工具，如锉刀、手用锯条等；简单的手工工具，如锉刀、手用锯条等；合金工具钢：在碳素工具钢中加入少量的钨、铬、合金工具钢：在碳素工具钢中加入少量的钨、铬、锰、硅等元素，耐热性较低，如锰、硅等元素，耐热性较低，如9SiCr9SiCr等，适合于等，适合于制造低速成型刀具，如丝锥、板牙；制造低速成型刀具，如丝锥、板牙；高速钢：含较多的钨、铬、钒等合金元素、常用高速钢：含较多的钨、铬、钒等合金元素、常用的有：的有：W18Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr4VW6Mo5Cr4V等。适合于制造中速等。适合于制造中速精加工刀具，如铣刀、钻花；精加工刀具，如铣刀、钻花；硬质合金：成分由硬质合金：成分

30、由WCWC、TiCTiC和和CoCo组成，采用烧结方组成，采用烧结方法获得法获得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 常用的硬质合金有：常用的硬质合金有：钨钴钛类（牌号钨钴钛类（牌号YT）硬质合金：适合于加工）硬质合金：适合于加工钢等塑性材料，其代号有钢等塑性材料，其代号有YT5、YT15、YT30等，粗加工用等，粗加工用YT5,精加工用精加工用YT30;钨钴类（牌号钨钴类（牌号YG）硬质合金：适合于加工铸）硬质合金：适合于加工铸铁、青铜等脆性材料，其代号有铁、青铜等脆性材料，其代号有YG3、YG6、YG8等，粗加工用等，粗加工用YG8，精加工用，精

31、加工用YG3。4.1.2其它刀具材料其它刀具材料 陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种：陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种：AlAl2 2O O3 3基陶瓷基陶瓷和和SiSi3 3N N4 4基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐热性，其主要很高的硬度、很高的耐磨性和耐热性，其主要缺点是抗弯强度低，冲击韧性很差，不能承受缺点是抗弯强度低，冲击韧性很差，不能承受较大的冲击载荷。较大的冲击载荷。金刚石：它分三种金刚石：它分三种 天然单晶金刚石刀具天然单晶金刚石刀具 整体人造聚晶金刚石刀具整体人造聚晶金刚石刀具 金刚石复合刀片金刚石复合刀片 立方氧化硼：由软的立方

32、氧化硼在高温高压下立方氧化硼：由软的立方氧化硼在高温高压下加入催化剂转变而成加入催化剂转变而成磨削力的径向分力较大，因此，在达到尺寸以后，还要进行多次无进给磨削。如图3所示，文件菜单主要用于文件新建、打开、关闭等。斜角在4590时,X轴方向为长轴;一次装夹可加工几个不同的表面，避免安装误差。定位基准的选择钨钴类（牌号YG）硬质合金：适合于加工铸铁、青铜等脆性材料，其代号有YG3、YG6、YG8等，粗加工用YG8，精加工用YG3。生产效率高，铣刀是多刀齿刀具，铣削时有几个刀齿同时参加切削，主运动是刀具的旋转，所以铣削的生产效率比刨削高。为mm/r2 刀具的几何角度(车刀的基本形状)副偏角：为降低

33、表面粗糙度，取小值：一般为：3）制定单件小批生产法兰端盖的工艺过程控制软件（Cark）主窗口即磨粒不断脱落，新的磨粒又是锋利的。6 简述程序指令的分类。原 则：粗加工时，为了提高切削效率，切削力会较大，因此强度要高；（4）模数螺纹：即蜗杆蜗轮螺纹，其牙形角为40，它具有传动比大、结构紧凑、传动平稳、自锁性能好等特点，主要用于减速装置。汽车、摩托车:外形及内饰件的设计、改型、装配试验，发动机、汽缸头试制。3 Cimatron自动编程实例 提高机械性能的热处理工序，如淬火、调质、第八章一般取s=10 +10,粗加工时常取负值，增加刀头强度；4 数控加工技术的特点种种 类类硬度硬度HRCHRC抗弯强

34、抗弯强度度GPaGPa热硬性热硬性工艺性能工艺性能用用 途途碳素工具钢碳素工具钢60-6560-652.162.16200-250200-250热成型热成型手工刀具手工刀具合金工具钢合金工具钢60-6560-652.352.35300-400300-400同上同上低速刀具低速刀具高速钢高速钢63-7063-701.9-4.41.9-4.4600-700600-700同上同上中速刀具中速刀具硬质合金硬质合金89-9389-931.0-2.21.0-2.2800-1000800-1000烧结成型烧结成型高速刀具高速刀具陶瓷材料陶瓷材料91-9591-950.4-0.90.4-0.91100-110

35、0-12001200同上同上连续精加连续精加工刀具工刀具常用的刀具材料常用的刀具材料 各种多齿刀具或复杂各种多齿刀具或复杂刀具，就其一个刀齿而言，刀具，就其一个刀齿而言，都相当于一把车刀。都相当于一把车刀。车刀分为切削部分和车刀分为切削部分和夹持部分，切削部分由三夹持部分，切削部分由三个刀面组成：前刀面、主个刀面组成：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线叫主切削刃刀面和主后刀面的交线叫主切削刃前刀面和副后刀面的交线叫副切削刃前刀面和副后刀面的交线叫副切削刃两条切削刃的交点叫刀尖，但刀尖并非绝对两条切削刃的交点叫刀尖，但刀尖并非绝对尖锐尖锐 为了研究刀具的几何角

36、为了研究刀具的几何角度，建立三个辅助平面：度，建立三个辅助平面：基面：通过主切削刃上的某基面：通过主切削刃上的某一点，与该点切削速度方向一点，与该点切削速度方向垂直的平面。垂直的平面。切削平面：通过主切削刃上切削平面：通过主切削刃上的某一点，与该点加工表面的某一点，与该点加工表面相切的平面。相切的平面。正交平面：通过主切削刃上正交平面：通过主切削刃上的某一点，与主切削刃在基的某一点，与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 刀具的几何角度刀具的几何角度(车刀的基本形状车刀的基本形状)前角前角。：在正交平：在正交平面中，前刀面与基面中，前刀面与基面之间的夹角；面之间的夹角；后

37、角后角。：在正交平。：在正交平面中，主后刀面与面中，主后刀面与切削平面之间的夹切削平面之间的夹角；角；主偏角主偏角Kr：在基面在基面上，主切削刃的投上，主切削刃的投影与进给方向的夹影与进给方向的夹角。角。副偏角副偏角Kr：在基面：在基面上，副切削刃的投上，副切削刃的投影与进给反方向的影与进给反方向的夹角。夹角。刃倾角刃倾角s4.2.1 车刀的几何角度车刀的几何角度4.2.2 前角的正与负前角的正与负 一般加工韧性材料，应取较大的前角；加工脆性材料，一般加工韧性材料，应取较大的前角；加工脆性材料，应取较小的前角；前角的取值范围常在应取较小的前角；前角的取值范围常在-5 +25之间。之间。4.2.

38、3 刃倾角刃倾角s刃倾角刃倾角s：在切削平面中，主切削刃与基面：在切削平面中，主切削刃与基面 之间的夹角。之间的夹角。它主要影响刀头的强度和它主要影响刀头的强度和 排屑方向。排屑方向。一般取一般取s=10 +10,粗加工时常取粗加工时常取负值，增加刀头强度；精加工时常取正值，负值，增加刀头强度；精加工时常取正值，避免切屑擦伤已加工表面。避免切屑擦伤已加工表面。序，以免先后倒置，或贪图省事猛拆猛敲，造成零件的损伤或变形。整个系统由系统主框架、XYZ扫描运动系统、喷头及送丝机构、加热及温控系统、数控系统等几个主要部分组成。G04 P_;形成这种切屑时，金属经弹性变形、塑性变形、挤裂和切离阶段，是典

39、型的切削过程，但切削力波动大，工件表面粗糙。尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕。台阶轴类零件：一般选择两端中心孔作为定位基准面；镗床镗孔与车床镗孔有何不同，各适用于什么场合？对于没有主轴的机床，规定垂直于工件装夹表面的方向为Z坐标轴的方向，正向是使刀具离开工件的方向。斜面钻孔易引起钻头偏斜或折断。按照作用的不同，常把基准分为设计基准和工艺基准两类。加工相同材料、尺寸、精度和表面粗糙度的外圆面和孔，那一个更困难一些？为什么？对于批量很小、长度很短的轴类零件，可采用三爪卡盘在一次装夹中完成各表面的精加工。X10.目前超精密加工的零件精度已达到亚微米级，正

40、在向纳米级工艺发展。丝杆、螺母传动可使旋转运动变成直线运动，例如在车床上车螺纹时，丝杆旋转，合上开合螺母后，刀架便作纵向运动。该指令常用于工件尺寸的停机抽样检查等，当检查完成后，可按启动键继续执行以后的程序。合理确定基准面之间进行；低 精 度：IT11-IT13 通常由粗车、铣、刨、钻G00 X/U_ Z/W_F S _B T _M _;4.2.4 刃倾角刃倾角s的正与负的正与负 当刀尖在主切削刃上最高点时，当刀尖在主切削刃上最高点时，s为为正值，反之为负值。正值，反之为负值。4.3 刀具角度的合理选择问题刀具角度的合理选择问题 原原 则：粗加工时，为了提高切削效率，切削力则：粗加工时，为了提

41、高切削效率，切削力会较大，因此强度要高；精加工时，切削力较小，会较大，因此强度要高；精加工时，切削力较小，为了保证零件质量因此刀具较锋利。为了保证零件质量因此刀具较锋利。粗加工：前角、后角均小，强度高粗加工：前角、后角均小，强度高 精加工：前角、后角均大，刀具锋利精加工：前角、后角均大，刀具锋利 主偏角：车台阶轴：取主偏角：车台阶轴：取9090度度 既车外圆又车端面，取既车外圆又车端面，取4545度度 副偏角：为降低表面粗糙度，取小值：一般为：副偏角：为降低表面粗糙度，取小值：一般为：5-155-15度度 刃倾角：粗加工常取负值，精加工取正值刃倾角：粗加工常取负值，精加工取正值 麻花钻由工作部

42、分、颈部和柄部组成，工麻花钻由工作部分、颈部和柄部组成，工作部分又包括导向部分和切削部分作部分又包括导向部分和切削部分4.4 麻花钻的基本形状螺旋角螺旋角：刃带切线与钻头轴线：刃带切线与钻头轴线的夹角的夹角,一般一般=18-30=18-30度；度；前角：前角：。后角：后角：f f 顶角顶角22：两个主切削刃在垂直两个主切削刃在垂直钻头轴线平面上投影的夹角，通钻头轴线平面上投影的夹角，通常常2=116-1202=116-120度之间；度之间；横刃斜角横刃斜角 ：它是横刃与主切它是横刃与主切削刃在钻头垂直轴线平面上投影削刃在钻头垂直轴线平面上投影的夹角。通常为的夹角。通常为47-5547-55度；

43、度；4.4.1 麻花钻的主要几何角度麻花钻的主要几何角度 砂轮：是磨削加工的刀具，它是由磨料和结砂轮：是磨削加工的刀具，它是由磨料和结合剂烧结而成的。合剂烧结而成的。磨料：磨料是砂轮的主要组成因素，担负切磨料：磨料是砂轮的主要组成因素，担负切削作用，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：是指磨料颗粒的大小。粒度：是指磨料颗粒的大小。结合剂：结合剂起粘结磨粒的作用。结合剂：结合剂起粘结磨粒的作用。硬度：指砂轮上的磨粒脱落的难以程度硬度：指砂轮上的磨粒脱落的难以程度。4.5 砂轮的材料及形状砂轮的材料及形状系系 别别名名 称称代代 号号特特 性性适合于磨削适合于磨削 刚刚玉玉棕

44、刚玉棕刚玉A 硬度高，韧性好，硬度高，韧性好，价廉价廉碳钢、可锻铸铁、碳钢、可锻铸铁、青铜青铜白刚玉白刚玉WA硬度稍低，锋利硬度稍低，锋利淬火钢、高速钢淬火钢、高速钢碳碳化化硅硅黑碳化硅黑碳化硅C锋利，导热性好锋利，导热性好铸铁、黄铜铸铁、黄铜绿碳化硅绿碳化硅GC硬度高，导热好硬度高，导热好硬质合金、宝石硬质合金、宝石超超硬硬材材料料金刚石金刚石D硬度最高，韧性差硬度最高，韧性差硬质合金、宝石、硬质合金、宝石、陶瓷等陶瓷等立方氮化立方氮化硼硼CBN硬度仅次于金刚石，硬度仅次于金刚石，韧性略好。韧性略好。不锈钢、高矾高速不锈钢、高矾高速钢钢4.5.1 常用的磨料的特性及用途常用的磨料的特性及用途

45、砂轮名称砂轮名称代号代号断面简图断面简图基本用途基本用途平行砂轮平行砂轮P用途广泛、各种磨床用途广泛、各种磨床双斜边双斜边PSX1用于精磨齿轮、螺纹用于精磨齿轮、螺纹双面凹双面凹PSA外圆磨、刀具磨外圆磨、刀具磨薄片砂轮薄片砂轮PB切断和开槽切断和开槽筒形砂轮筒形砂轮N立式平面磨削立式平面磨削杯形砂轮杯形砂轮B端面刀具磨端面刀具磨碗形砂轮碗形砂轮BW刀具磨、导轨磨刀具磨、导轨磨4.5.2 砂轮的形状、代号及用途砂轮的形状、代号及用途5.刀具磨损和刀具耐用度刀具磨损和刀具耐用度 刀具经过一定时间的使用后，由于摩擦刀具经过一定时间的使用后，由于摩擦和切削热的作用，使刀具变钝，切削温和切削热的作用，

46、使刀具变钝，切削温度上升，影响加工精度和表面质量，因度上升，影响加工精度和表面质量，因此必须及时刃磨。此必须及时刃磨。刀具耐用度是刀具从开始切削至达到磨刀具耐用度是刀具从开始切削至达到磨损限度为止的切削时间。例：硬质合金损限度为止的切削时间。例：硬质合金焊接刀具的耐用度规定为焊接刀具的耐用度规定为6060分钟。分钟。2022-12-15刀具使用刀具使用磨钝磨钝刃磨刀具刃磨刀具包括：三种磨损形式与三个磨损阶段5.1 刀具的使用过程刀具的使用过程 金属切削过程是指从工件表面切除一层金属切削过程是指从工件表面切除一层多余的金属，从而形成切屑的过程：多余的金属，从而形成切屑的过程：1.1.金属在刀具前

47、刀面的作用下，受到挤压产生弹性金属在刀具前刀面的作用下，受到挤压产生弹性变形。变形。2.2.应力逐渐变大，产生塑性变形应力逐渐变大，产生塑性变形滑移。滑移。3.3.应力达到强度极限，剪切滑移被挤裂形成切屑。应力达到强度极限，剪切滑移被挤裂形成切屑。4.4.切离切离。1弹性变形 2 塑性变形 3 挤裂切屑6.金属的切削过程金属的切削过程常见的切屑有如下三种：常见的切屑有如下三种：a.带状切屑：用大前角刀具、高切削速度、小进给量加工塑性带状切屑：用大前角刀具、高切削速度、小进给量加工塑性材料时出现。形成带状切屑时，切削力平稳，表面光洁，但材料时出现。形成带状切屑时，切削力平稳，表面光洁，但切屑连续

48、不断，不安全或容易刮伤已加工表面。切屑连续不断，不安全或容易刮伤已加工表面。b.节状切屑：用低切削速度，大进给量加工中等硬度的钢材时节状切屑：用低切削速度，大进给量加工中等硬度的钢材时出现。形成这种切屑时，金属经弹性变形、塑性变形、挤裂出现。形成这种切屑时，金属经弹性变形、塑性变形、挤裂和切离阶段，是典型的切削过程，但切削力波动大，工件表和切离阶段，是典型的切削过程，但切削力波动大，工件表面粗糙。面粗糙。c.崩碎切屑：加工铸铁、黄铜等脆性材料时出现，形成这种切崩碎切屑：加工铸铁、黄铜等脆性材料时出现，形成这种切屑时，切削热和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨损。屑时，切削热和切削力均集中在刀

49、刃和刀尖，刀具容易磨损。6.1 金属的切屑类型金属的切屑类型 6.2 积积 屑屑 瘤瘤积屑瘤积屑瘤：当切屑沿前刀面流出时，与前刀面当切屑沿前刀面流出时，与前刀面接触的切屑底层受到摩擦阻力，速度变慢，形接触的切屑底层受到摩擦阻力，速度变慢，形成滞流层，于是，金属粘附在切削刃附近，形成滞流层，于是，金属粘附在切削刃附近，形成了积屑瘤。成了积屑瘤。积屑瘤的影响：积屑瘤的影响：1 1、保护切削刃，粗加工时，、保护切削刃，粗加工时，希望产生积屑瘤希望产生积屑瘤2 2、本身不断形成和脱落，、本身不断形成和脱落，会引起振动，影响工件表会引起振动，影响工件表面粗糙度，精加工不希望面粗糙度，精加工不希望产生积屑

50、瘤。产生积屑瘤。6.3 切削力切削力1、切向力（切削力）、切向力（切削力）Fz：总切削力在主运动方向上总切削力在主运动方向上的正投影，其大小约占总切削力的的正投影，其大小约占总切削力的9599%,是三个分力是三个分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是机床动力、重要中最大的。消耗功率最多的分力，它是机床动力、重要零件的强度和刚度设计和校核的主要依据；零件的强度和刚度设计和校核的主要依据；2、轴向力（进给力）、轴向力（进给力）Fx:总切削力在进给方向上的正总切削力在进给方向上的正投影，其大小约占总切削力的投影，其大小约占总切削力的15%,它是设计和验算机它是设计和验算机床进给机构必须的参数；床进给