第一章切削加工概論

1、第一章 切削加工概論基本概念v 切削加工：利用切削工具從工件上切去多余的材料，以獲得符合圖樣規(guī)定的形狀、尺寸和表面粗糙度的零件的加工方法。內(nèi)容及要求 內(nèi)容：切削原理基本知識(shí) 要求：了解其對(duì)切削加工的影響及如何減少不利影響。 內(nèi)容：切削加工方法綜述 要求：掌握各種切削加工方法的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。一、切削加工的分類、特點(diǎn)、作用和發(fā)展方向（一）、切削加工的分類 1、機(jī)械加工（機(jī)工）利用機(jī)械力對(duì)各種工件進(jìn)行加工。 方法：車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、拉削、磨削、光整加工等。 2、鉗工加工（鉗工）在鉗臺(tái)上以手工工具為主對(duì)工件進(jìn)行加工的各種加工方法。 方法：劃線、鋸削、鏨削、銼削、刮削、研磨等。（二）、

2、切削加工的特點(diǎn)和作用切削加工的精度和表面粗糙度范圍廣泛。切削加工零件的材料、形狀、尺寸和重量范圍較大。切削加工的生產(chǎn)率較高。切削加工存在切削力，刀具和工件均需具有一定剛度和強(qiáng)度，且刀具材料的硬度必須大于工件材料的硬度（三）、切削加工的發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)日新月異的飛速發(fā)展，切削加工也正朝著高精度、高效率、自動(dòng)化、柔性化和智能化方向發(fā)展，體現(xiàn)在以下三方面：加工設(shè)備朝著數(shù)控技術(shù)、精密和超精密、高速和超高速方向發(fā)展。刀具材料朝超硬材料方向發(fā)展。生產(chǎn)規(guī)模由小批量和單品種大批量向多品種變批量的方向發(fā)展。生產(chǎn)方式由手工操作、機(jī)械化、單機(jī)自動(dòng)化、剛性流水線自動(dòng)化向柔性自動(dòng)化和智能自動(dòng)化方向發(fā)展。

3、（四）、展望 21世紀(jì)的切削加工技術(shù)必將面臨未來(lái)自動(dòng)化制造環(huán)境的一系列新的挑戰(zhàn)，它必然要與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、系統(tǒng)論、控制論及人工智能、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等高新技術(shù)及理論相融合，向著精密化、柔性化和智能化方向發(fā)展，沿著數(shù)控技術(shù)（nc）、柔性制造系統(tǒng)（fms）及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（cims）的臺(tái)階向上攀登，并由此推動(dòng)其他各新興學(xué)科在切削理論和技術(shù)中的應(yīng)用。二、零件的種類及組成1、零件的種類按結(jié)構(gòu)可分類6類（1）軸類（2）盤套類（3）支架箱體類 （4）六面體類（5）機(jī)身機(jī)座類（6 ）特殊類零件2、組成零件的表面組成零件常見(jiàn)的表面有外圓、內(nèi)圓、錐面、平面、螺紋、齒形、成形面及各種溝

4、槽等。圓柱面 圓錐面 回轉(zhuǎn)體成形表面 平面 成形曲面 圖1.1 各種表面的形成三、機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)1、機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)：切除工件上的切削層，使之成為切屑，形成工件新表面的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：使切削層不斷投入切削的運(yùn)動(dòng)。 a)車削 b)鉆削 c) 銑削 d)刨削 e)磨削 f)滾齒 圖1.2 切削運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖幾種典型機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)見(jiàn)表1.1。 表1.1 幾種典型機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng) 2、切削用量三要素在切削運(yùn)動(dòng)的作用下，工件上有三個(gè)不斷變化的表面，見(jiàn)圖1.3。v待加工表面：工件上將被切除切削層的表面。v已加工表面：工件上切除切屑后留下的表面。v加工表面 (過(guò)渡表面)：工件上正在切削的表面。它由切削刃形成，在

5、下一切削行程，刀具或工件的下一轉(zhuǎn)里被切除，或由下一切削刃切除。 圖1.3 工件表面切削用量三要素：切削速度、進(jìn)給量、吃刀量（背吃刀量、側(cè)吃刀量、進(jìn)給吃刀量）（1）切削速度 （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）主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：d切削刃選定點(diǎn)處工件或刀具直徑，mm。n工件或刀具的轉(zhuǎn)速，r/min。主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)：l行程長(zhǎng)度，mm。nr往復(fù)次數(shù)，str/min。（2）進(jìn)給量f （刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量） mm/r,mm/str 每齒進(jìn)給量 （多刃切削刀具，銑、鉸、拉）（3）背吃刀量（切削深度）（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）)(601000smdnvc

6、)(6010002smlnvrccfznnfvff)min(1000mdnvc)min(10002mlnvrc（3）背吃刀量（切削深度）ap（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）3、切削層幾何參數(shù) 切削層的大小和形狀，決定了切削部分所承受的載荷大小及切下的切屑的形狀和尺寸。 圖1.4 車削時(shí)的切削要素（1）切削厚度（ ）：垂直于加工表面度量的切削層尺寸。（2）切削寬度（ ）：沿加工表面度量的切削層尺寸。（3）切削面積（ ）：cawacapwccafaaa4、零件表面的成形方法（1）、軌跡法：利用非成形刀具，在一定的切削運(yùn)動(dòng)下，由刀尖軌跡獲得零件所需表面的成形方法。如車削、銑削、刨

7、削等。（2）、成形法：利用成形刀具，在一定的切削運(yùn)動(dòng)下，由刀刃形狀獲得零件所需表面的方法。如車球面、銑凸圓弧槽、拉孔等?？商岣呱a(chǎn)率，但刀具的制造和安裝誤差對(duì)被加工表面的形狀精度影響較大。（3）、展成法：在一定的切削運(yùn)動(dòng)下，利用刀具依次連續(xù)切出的若干微小面積而包絡(luò)出所需表面的方法。如手工挫削外圓弧面、插齒、滾齒等。 軌跡法 成形法 展成法四、切削加工的階段為保證切削加工質(zhì)量，工件的加工余量往往不是一次切除的，而是逐步減少背吃刀量分階段切除的。切削加工可分為粗加工、半精加工、精加工、精密加工、超精密加工等5個(gè)階段，見(jiàn)表1.2。表1.2 切削加工的階段階段名稱目的尺寸公差等級(jí)范圍ra值范圍（m）相

8、應(yīng)加工方法粗加工盡快從毛坯上切除多余材料，使其接近零件的尺寸和形狀it12it115012.5粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等半精加工進(jìn)一步提高精度和降低表面粗糙度，并留下合適的加工余量，為主要表面精加工作準(zhǔn)備it10it96.33.2半精車、半精鏜、半精銑、擴(kuò)孔等精加工使一般零件的主要表面達(dá)到規(guī)定的精度和粗糙度要求，或?yàn)橐蠛芨叩闹饕砻孢M(jìn)行緊密加工作準(zhǔn)備一般精加工it8it7（精車）1.60.8精車、精銑、精刨、粗磨、粗鉸 切削加工分階段，具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）避免毛坯內(nèi)應(yīng)力的釋放而影響加工精度。（2）避免粗加工時(shí)較大的夾緊力和切削力所引起的彈性變形和熱 變形對(duì)精度的影響。（3）先粗加工一遍，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的內(nèi)在缺陷面決定取舍。（4）可合理使用機(jī)床。（5）便于工藝過(guò)程中熱處理工序的安排。退火或正火毛坯粗加工調(diào)質(zhì)半精加工時(shí)效淬火磨削加工刀具精加工精密加工超精密加工精密加工在精加工基礎(chǔ)上進(jìn)一