切削加工基本知識

1、切削加工根本知識第一節(jié) 概 述一、切削加工切削加工是用工具去除毛坯上多余的材料，以獲得具有所需要的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表 面粗糙度的零件的加工方法。切削加工通常分為機械加工簡稱機加工和鉗工兩大類。 機械加工是通過操縱機床對工件進行的切削加工，如車、銑、刨、磨、鏜、鉆、拉、插及齒形加工等。 由于現(xiàn)代機械產(chǎn)品的精度和性能要求越來越高，對零件的加工質量也提出了更高的要求。目前除少數(shù)零件 采用精鑄、精鍛或粉末冶金直接獲得外，絕大局部零件都需經(jīng)過切削加工才能保證其精度。因此，掌握切 削加工的根本規(guī)律，正確地組織生產(chǎn)，對于實現(xiàn)優(yōu)質、高產(chǎn)、低耗有著十分重要的意義。鉗工一般是指手持工具進行的裝配、維

2、修或切削加工，如劃線、鏨、鋸、銼、刮研、攻螺紋和套螺紋 等。雖然鉗工使用的工具簡單，操作靈活，加工方法多種多樣，但生產(chǎn)率低，勞動強度大，因而只有在裝 配和維修時，才比擬經(jīng)濟和方便。隨著科學技術的開展和對產(chǎn)品質量要求的不斷提高，鉗工工具和操作方 法也在不斷改良和開展。要實現(xiàn)切削過程，必須具備以下 3 個條件：1工件與刀具之間要有相對切削運動；2刀具材料必須具有一定的切削性能；3刀具必須具有合理的切削角度。二、切削運動和切削用量一切削運動切削加工是靠刀具和工件之間作一定的相對運動來實現(xiàn)的，這個相對運動稱為切削運動，它包括主運 動和進給運動。1主運動 形成機床切削速度或消耗主要動力的運動叫主運動。沒

3、有這個運動，切削加工就無法進行。它可以是 旋轉運動，也可以是往復直線運動，如車削時工件的旋轉，鉆、銑、磨削時刀具的旋轉，刨削時牛頭刨 刨刀的往復直線運動等都是主運動。2進給運動 使工件多余的材料不斷投入切削的運動叫進給運動。沒有這個運動，就不能進行連續(xù)切削。它可以是 直線運動、旋轉運動或兩者的組合，如車削和鉆削時刀具的移動，銑、刨牛頭刨時工件的移動，磨外 圓時工件的旋轉和軸向移動等。無論那種切削加工，都必須有主運動和進給運動，但主運動只有一個，而進給運動可以有多個。 以下圖列出了常用機械加工方法的切削運動。圖中i為主運動，n為進給運動。常用機械加工方法的切削運動a車削加工：I工件的回轉運動；H

4、刀具的橫向、縱向直線運動。b銃削加工：I刀具的回轉運動；U工件的橫向、縱向、垂直上下運動c 刨削加工牛頭刨：I刀具的直線往復運動；U工件的橫向間歇運動。d鉆削加工：I 鉆頭的回轉運動；H鉆頭沿軸向的直線運動。e磨平面：I砂輪的高速回轉運動；H工件的橫向、縱向、垂直上下運動f磨圓周面：I砂輪的高速回轉運動；H工件的回轉運動、軸向移動及圓周進給運動二切削用量在切削過程中，工件上存在 3個不斷變化著的外表，即:待加工外表一一工件上即將被切去切屑的外表。已加工外表 工件上切去切屑后形成的外表。過渡外表一一工件上正被切削刃切削的外表。它在切削過程中不斷變化，但總處于待加工外表和已加 工外表之間。切削用量

5、是切削速度Vc、進給量？或進給速度Vf和背吃刀量ap。三者的總稱。它們分別定義如下：1 .切削速度 C切削速度：C 是指單位時間內(nèi)，刀刃上選定點相對于工件沿主運動方向的位移。刀刃上各點的切削速度可能是不同的。當主運動為旋轉運動時，其切削速度為：(m/s)mm)；兀dn c1000 60式中d工件或刀具上相對于刀刃選定點處的直徑n主運動的轉速r/min 。當主運動為往復直線運動時，切削速度取其往復行程的平均速度:- C2L nr1000 60式中 L主運動行程長度mmnr主運動每分鐘往復次數(shù)次/ min。切削用量2.進給量？或進給速度：f 進給速度：f ,是指單位時間內(nèi)，刀刃上選定點相對于工件沿

6、進給運動方向的位移。進給量？是指在主運動的一個循環(huán)內(nèi)，工件與刀具在進給運動方向上的相對位移。在實際生產(chǎn)中，進給量也稱為走刀量，單 位為mm/r 旋轉運動或mm/次往復直線運動。因此，進給速度：f與進給量f之間有如下關系：NU f = f (mm/s)60式中 N 主運動速度n 旋轉運動或nr，往復直線運動3.背吃刀量ap背吃刀量ap，又稱為切削深度，它是指在通過切削刃基點并垂直于工作平面的方向上測量的吃刀量。對外圓車削和平面刨削來說，背吃刀量ap，就等于已加工外表和待加工外表之間的垂直距離。如車外圓時:aP式中d 待加工外表直徑mm;d m已加工外表直徑 mm 。以下圖列出了一些常用加工方法的

7、切削用量。a車削；b鉆削；c銃削；d磨削。1 待加工外表；2過渡外表；3已加工外表切削用量三要素是影響切削加工質量、刀具磨損、機床動力消耗及生產(chǎn)率的重要參數(shù)。選用時，要綜合考慮以上幾方面的因素，首先應盡可能選擇大的背吃刀量和進給量，最后確定合理的切削速度。一般來說，粗加工時，為了盡快切去大局部加工余量，提高生產(chǎn)率，可選用較大的背吃刀量和進給量，但切削速 度受機床功率和刀具耐用度等因素的限制而不宜太高。在精加工和半精加工時，為了保證工件的加工質量,常常選用較小的背吃刀量、進給量和較大的切削速度減小切削瘤和鱗刺三、金屬切削時的冷卻與潤滑切削過程中，刀具與切屑和工件的相互作用與摩擦，會產(chǎn)生大量的切削

8、熱，使刀具磨損增加，致使加 工外表的質量降低，同時加工過程中的一些物理、化學現(xiàn)象也嚴重影響著切削的進行。為此，在切削過程 中常常使用切削液。切削液具有冷卻、潤滑、清洗和防銹作用，它可以減少切削熱和切削力，改善摩擦狀 態(tài)和散熱條件，并減少刀具和切屑的粘結，控制切屑瘤和鱗刺的生長，減小工件的變形，提高加工精度和 降低已加工外表的粗糙度，延長刀具壽命，提高生產(chǎn)率。一切削液的分類切削加工中最常用的切削液大致可以分為兩大類：1非水溶性切削液非水溶性切削液主要是切削油。它包括各種礦物油如機械油、輕柴油、煤油等、動植物油如豆油、豬油等和參加油性、極壓添加劑配制的混合油。切削油的潤滑性好，但冷卻性能差，主要用

9、來減少 刀具的磨損和降低工件的外表粗糙度。2.水溶性切削液水溶性切削液主要有水溶液和乳化液。前者以水為主要成分，在其中參加防銹劑或一定量的外表活性劑和油性添加劑。后者是由礦物油、乳化劑及其他添加劑配制的乳化油加95%98%的水稀釋而成的乳白 色切削液。這類切削液具有良好的冷卻作用，清洗作用也好，但潤滑、防銹性能差。二切削液的作用和選用在切削過程中使用的切削液主要起冷卻和潤滑作用。由于切削液的流動性、滲透性和噴射壓力可以沖 走切削時產(chǎn)生的細小切屑， 因而它又有清洗作用。同時，切削液還必須具有防銹功能，否那么，它會使工件、 刀具和機床等受到腐蝕。1冷卻作用切削液的冷卻作用主要是帶走大量的切削熱，降

10、低切削溫度，提高刀具耐用度；減小工件、刀具因熱 膨脹而引起的變形，提高加工精度；降低斷續(xù)切削時的溫度差和熱應力，減少熱裂等。冷卻作用的優(yōu)劣取 決于切削液的導熱系數(shù)、比熱、汽化熱、汽化速度以及流量、流速等。一般水溶液的冷卻性能最好，油類 最差，乳化液介于兩者之間。2 .潤滑作用T.4在切削過程中，刀具前刀面與切屑接觸，壓力很高，發(fā)生劇烈摩擦， 溫度也很高。從外部供應的切削液在毛細現(xiàn)象的作用下主要從兩側D方向滲入到前刀面上，如右以下圖所示。在切削區(qū)的工件外表和剪切面 上，存在著許多微小裂紋，由于切削熱的作用，汽化的切削液分子直接 從這些裂紋B向C向滲透并吸附在工件外表和剪切面上，能夠降低 外表能，

11、防止裂紋的再熔焊，并減小工件的塑性變形抗力。通過上述途徑滲透的切削液，在刀具與切屑和工件的接觸面上形成 吸附薄膜，起到潤滑作用，減少金屬與金屬直接接觸的面積，降低摩擦力，增大剪切角，縮短刀、屑接觸 長度，因而減小切屑變形，抑制積屑瘤的生長，減小加工外表粗糙度。同時，還可減小切削功率消耗，降 低切削溫度，提高刀具耐用度。切削速度對切削溫度的影響最大，而且還影響切削液滲透的時間，所以，它對切削液的潤滑效果有很 大的影響。一般說來，切削速度越高，切削液的潤滑效果越低。在高速切削時，由于變形較小，剪切角較 大，也不易產(chǎn)生積屑瘤，加工外表粗糙度較小，因此主要考慮切削液的冷卻作用，這對降低切削溫度，提 高

12、刀具耐用度有顯著效果。3.切削液的選用選用切削液，除了考慮切削液本身的各種性能外，還應根據(jù)加工方法、工件材料、刀 具材料和加工要求等具體情況合理選擇和正確使用。切削液選用表工件材料碳鋼、合金鋼不銹鋼耐熱合金鑄鐵銅及銅合金|鋁及鋁合金刀具材料 磨削時為砂輪高速鋼硬質 合金高速 鋼硬質 合金高速 鋼硬質 合金高速 鋼硬質 合金高速 鋼硬質 合金高速 鋼硬質 合金車削粗車3,1,70,3,17,4,20,4,22,4,78,2,40,3,10,3,13,20,3,20,30,3精車4,70,2,77,4,20,4,22,8,48,40,60,63,20,3,2r 0,60,6加銑削端銑4,2,70,

13、37,4,20,4,22,4,70,80,3,10,3,13,20,3,20,30,3銑槽4,2,77,47,4,27,4,22,8,48,40,60,63,20,3,20,60,6工鉆削3,13,18,4,28,4,22,8,42,8,40,3,10,3,13,20,3,00,30,3鉸削7,8,47,8,4：8,7,48,7,48,78,7 10,60,65,7:0,5,70,5,70,5,71方攻絲7,8,4(8,7,48,7 10,65,7(0,5,7拉削7,4,88,7,48,70.35,70,3,5法滾齒，插齒7,88,7,48,70,35,70,5,7磨削粗磨1,31,34,24

14、,24,24,21,31,31111精磨1,31,34,24,24,24,21,31,31111注：表中數(shù)字代表的意義分別為：0干切削；1潤滑性不強的化學合成液；2潤滑性較好的化學合成液；3普通乳化液；4極壓乳化液；5普通切削油；6煤油；7含硫、氯的極壓切削油或植物油與礦物油的復合油；8含硫氯、氯磷或硫氯磷的極壓切削油。第二節(jié)切削加工零件的技術要求機械產(chǎn)品技術文件中規(guī)定了零件的技術要求。零件的技術要求一般包括加工精度、外表質量、零件的 材料及熱處理和外表處理如電鍍、發(fā)藍、煮黑等等。加工精度是指工件加工后，其實際的尺寸、形狀 和相互位置等幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)相符合的程度，它包括尺寸精度、形狀精

15、度和位置精度。外表質量 那么是指工件加工后的外表粗糙度、外表層的冷變形強化程度、外表層剩余應力的性質和大小以及外表層金 相組織等。在以上這些技術要求中，加工精度和外表粗糙度要由切削加工來保證。、尺寸精度尺寸精度是指零件的實際尺寸相對于理想尺寸的準確程度。它包括外表本身的尺寸和外表間的尺寸,用尺寸公差來控制。公差是指允許尺寸的變動量。國家標準中將尺寸公差分為20級，即IT01、ITO、ITI、IT2、ITI8 o IT表示標準公差，數(shù)字表示公差等級，從IT01ITI8，精度等級依次降低，公差值依次增大。常用的為IT6IT11 , ITI2ITI8為未注公差尺寸的公差等級。、形狀精度和位置精度形狀

16、精度是指零件上的線、 面要素的實際形狀相對于理想形狀的準確程度。例如，車削、250014的軸，加工后可能出現(xiàn)多種形式，如以下圖所示。這些形狀誤差如果超出允許范圍，不但會影響使用性能，有 時還無法裝配。位置精度是指零件上點、線、面要素的實際位置相對于理想位置的準確程度。機械加工零 件要素的形狀及位置不可能做到絕對準確，但為滿足產(chǎn)品的使用要求，就需要對這些形狀、位置的誤差加 以控制。形狀精度和位置精度用形位公差來表示。國家標準中規(guī)定的控制零件形狀公差的工程有6項，控制位置公差的工程有 8項，見下表d>24 曲 S6軸的常見形狀溟娃形位公差工程與符號分類工程符號分類工程符號形 狀 公差直線度位

17、 置 公 差定向平行度/平面度垂直度丄圓度O傾斜度圓柱度定位同軸度線輪廓度對稱度-S-面輪廓度位置度跳動圓跳動w全跳動為便于理解形位公差各項的意義，以下圖列出一些示意圖。形狀公差圖例0.043)jfy 0*05(a) © d圓柱體的軸線必須位于直徑為公差值0.04的圓柱面內(nèi)；(b )上外表必須位于距離為公差值0.1的兩平行平面內(nèi)；(C)滾圓必須位于相應截面上半徑差為公差值0.03的兩同心圓之間；(d) 圓柱面必須位于半徑差為公差值 0.05的兩同軸圓柱面之間；(e) 實際輪廓線必須位于包絡一系列直徑為公差值0.04,且圓心在理想輪廓線上的圓的兩包絡線之間;(f) 實際輪廓面必須位于包

18、絡一系列直徑為公差值0.02,且球心在理想輪廓面上的球的兩包絡面之間。f. d J:h !位置公差圖例(a)上外表必須位于距離為公差值t,且平行于基準平面的兩平行平面之間;b 臺階面必須位于距離為公差值t,且垂直于基準軸線的兩平行平面之間；c斜外表必須位于距離為公差值t,且與基準平面成角的兩平行平面之間；dd的軸線必須位于直徑為公差值t,且與基準軸線同軸的圓柱面內(nèi)；c槽的中心面必須位于距離為公差值 t,且相對于基準中心平面對稱配置的兩平行平面之間；f © D的軸線必須位于直徑為公差值 0.1,且以相對基準A、B、C所確定的理想位置為軸線的圓柱面內(nèi)。g端面繞基準軸線作無軸向移動回轉的同

19、時，指示器作垂直于基準軸線的直線移動，此時，在整個端面上的跳動量 不得大于t；h ©d圓柱面繞基準軸線作無軸向移動回轉時，在任測量平面內(nèi)的徑向跳動量均不得大于公差值t,三、外表粗糙度在切削過程中，由于切屑與工件別離時的塑性變形、工藝系統(tǒng)中的振動以及刀具與被加工外表之間的 摩擦等原因，在工件的已加工外表上不可防止地要產(chǎn)生微小峰谷，它直接影響零件的配合性質、耐磨性及 密封性，從而影響零件的壽命和產(chǎn)品的使用性能。這些微小峰谷的上下程度和間距狀況稱為外表粗糙度。 國標中規(guī)定了外表粗糙度的表示符號、評定參數(shù)及其允許值。最常用的評定參數(shù)是Ra 輪廓算術平均偏差，Ra值越大，外表越粗糙，反之外表越

20、光滑。表示符號有3種：用去除材料的方法獲得的外表，如車削、銃削、磨削等形成的外表等；.用不去除材料的方法獲得的外表，如鑄造、鍛造形成的外表；. 用任何方法獲得的外表。通常，粗加工如粗車、粗銃、鉆孔等所能到達的Ra值大于12.5，半精加工如半精車、粗磨、鉸孔、拉削等后的 Ra，值為1.66.3，精加工如精鉸、刮削、精磨、精拉等后的及Ra值為0.20.8 m , Ra值小于0.2 Jm時那么要用精密加工如精密磨削、研磨、拋光、鏡面磨削等的方法才能到達。外表粗糙度的測量方法很多，如比擬法、干預法、光切法、針描法及散射法等。生產(chǎn)中最常用的方法 是比擬法。將工件上的被測外表對照粗糙度樣板，用肉眼判斷或借

21、助放大鏡進行比擬。這種方法操作簡單、方便，但測量誤差大，而且不能測出具體的Ra值，后幾種方法利用較精密的測量儀器進行測量，精度較高，能測出具體的Ra值，只是操作較為復雜。以下圖為一曲軸的技術要求與標注例如曲軸第三節(jié)常用量具在切削加工過程中，為了確定所加工的零件是否到達圖紙要求包括加工精度和外表粗糙度，就必須用工具對工件進行測量，這些測量工具簡稱為量具。沒有量具，就無法加工出合格的工件。由于零件形 狀多種多樣，精度要求也不盡相同，這就需要用不同的量具進行測量。量具的種類很多，本節(jié)僅介紹常用 的幾種。一、鋼直尺和卡鉗一鋼直尺鋼直尺在生產(chǎn)中常稱為鋼板尺，是最簡單的長度量具，可直接用來測量工件的尺寸見

22、以下圖，其規(guī)格有150mm、300mm、500mm、1000mm等幾種。最小刻度為 0.5mm,測量精度為 0.25mm，般用來測 量精度要求不高的工件。財胃尺應用例如二卡鉗卡鉗是一種間接量具，使用時必須與鋼直尺或其他有刻度線的量具配合使用。它有內(nèi)、外兩種形式。 內(nèi)卡鉗用來測量內(nèi)部尺寸如孔徑，外卡鉗用來測量外部尺寸如軸徑。測量方法下如圖。用內(nèi)f:刖雋誥的方法二、游標卡尺游標卡尺是一種比擬精密的量具，它可以測量出工件的內(nèi)徑、外徑、長度及深度尺寸等。按其用途可分為通用游標卡尺和專用游標卡尺兩大類。通用游標卡尺按測量精度可分為 0.10mm、0.05mm、0.02mm三個量級。按其尺寸測量范圍有01

23、25mm、0150mm、0200mm、0300mm、0500mm等多種規(guī)格。下面以精度為 0.02mm、規(guī)格為0150mm 的通用游標卡尺為例，說明它的讀數(shù)原理和方法。1 讀數(shù)原理：當主、副尺的卡腳貼合時，副尺游標上的零線對準主尺上的零線見圖a,主尺上49mm 49格正好等于副尺上的 50格，那么副尺每格長度=49/50mm=0.98mm。主尺與副尺每格相差0.02mm。2.讀數(shù)方法b:先由副尺零線以左的主尺上讀出最大整數(shù) 31mm,然后由副尺零線以右與主尺刻線 對準的刻線數(shù)24乘上主副尺每格之差 0.02mm讀出小數(shù)0.48mm,把讀出的整數(shù)和小數(shù)相加即為測量的尺 寸 31.48mm。需片卜

24、屜血0.02mm游標卡尺及讀數(shù)方法3使用游標卡尺應注意以下事項：1 檢查零線。使用前應先擦凈卡尺，合攏卡腳，檢查主副尺的零線是否重合， 假設不重合，記下誤差, 測量時用它來修正讀數(shù)。按規(guī)定，主副尺誤差太大，應送計量部門檢修。2放正卡尺，用力適當。測量時，應使卡腳與工件外表逐漸接觸，最后到達輕微接觸，卡腳不得用 力壓緊工件，以免卡腳變形或磨損，降低測量精度。其間還要注意放正卡尺，切忌歪斜，以免測量不準。3防止松動。卡尺如需取下來讀數(shù)，應先擰緊制動螺釘將其鎖緊，再取下卡尺。4讀數(shù)時，視線要垂直卡尺并對準所讀刻線，以免讀數(shù)不準。5不得用卡尺測量外表粗糙和正在運動的工件。6不得用卡尺測量高溫工件，否那

25、么會使卡尺受熱變形，影響測量。專用游標卡尺有深度尺和高度尺兩種，分別用來測量深度和高度尺寸。高度尺還可用于精密劃線。三、百分尺和百分表一百分尺又稱分厘卡ra>ir百分尺是比游標卡尺更為精確的測量工具，其測量精度為0.01mm。在生產(chǎn)中，習慣上稱為千分尺。按其用途可分為外徑百分尺、內(nèi)徑百分尺和深度百分尺等幾種類型，分別用來測量工件的外徑、內(nèi)徑和深度。其中外徑百分尺按其測量范圍有 025mm、2550mm、5075mm、75100mm、100125mm、125150mm 等多種規(guī)格。F圖是測量范圍為025mm的外徑百分尺。弓架左端為固定砧座，右端的螺桿和活動套筒連在一起,轉動活動套筒，二者便

26、一起向左或向右移動。固定套筒相當于主尺在軸線方向上刻有一條中線亦稱基線，中線的上下方各刻有一排刻線，其每小格間距為1mm，上下兩排刻線相互錯開 0.5mm;在活動套筒相當于副尺的左端圓周上有 50等分的刻線。因螺桿的螺距為 0.5mm,即螺桿每轉一周，同時軸向 移動0.5mm,故活動套筒上每小格的讀數(shù)為0.5/50=0.01mm。外徑百分尺1砧座；2 螺桿；3固定套筒；5 棘輪當百分尺的螺桿與固定砧座接觸時，活動套筒左端的邊線與軸向刻線的零線重合，同時，圓周上的零線應與中線對準。1 11 1 1J4U3530fliirji05|-7 + 0. 3* =九3S mm百廿尺的讀註示腐以下圖說明百分

27、尺的讀數(shù)方法。首先讀出副尺活動套筒所指的主尺固定套筒 上的整數(shù)應為0.5mm的整數(shù)倍7.5mm，然后讀與主 尺中線重合的副尺的刻度數(shù) 39,并乘以0.01即為小數(shù)部 分0.39mm，將整數(shù)與小數(shù)加起來就得到被測工件的尺 寸 7.89mm。使用百分尺應注意以下事項：1校對零點。將砧座與螺桿擦凈接觸，檢查圓周刻度零線是否與 中線零點對齊，假設有誤差，記下此值，測量時要根據(jù)這一誤差修正讀數(shù)。2當螺桿快要接觸工件時，必須使用端部棘輪，當棘輪發(fā)出“嘎 嘎聲時，表示壓力適宜，停止擰動。3工件測量外表應擦干凈，并準確放在百分尺測量面間， 不得偏 斜。4測量時不得先鎖緊螺桿，后用力卡過工件。否那么將導致螺桿彎

28、 曲或測量面磨損，從而降低測量精度。5不得用百分尺測量外表粗糙和運動中的工件。I-失;工一農(nóng)抨:3人描忖詞一4、inn農(nóng)去用瞳此.測燉時便測吐桿與被測我面垂貞6不得用百分尺測量高溫工件，否那么，會使百分尺受熱變形，影響測量。二百分表百分表是一種精度較高的比擬量具，它只能測出相對的數(shù)值，不能測出絕對數(shù)值。主要用來檢查工件 的形狀和位置誤差如圓度、平面度、垂直度等，也常用于工件的精密找正，校正裝夾位置。百分表的結構如右圖所示。當測量桿向上或向下移動1mm時，通過齒輪傳動系統(tǒng)帶動大指針轉一圈，小指針轉一格?？潭缺P在圓周上有100等分的刻度線，其每格的讀數(shù)為0.01mm;小指針每格讀數(shù)為1mm。 測量

29、時，大小指針所示讀數(shù)之和即為尺寸變化量。小指針處的刻度范圍即為百分表的測量范圍?？潭缺P可 以轉動，供測量時調整大指針對零位線用。百分表常裝在專用百分表架上使用測時時，使微那么量桿與被測外表垂直接觸，轉動刻度盤使指針對準 零線，然后慢慢轉動或移動工件，觀察指針的擺動以確定工件的誤差。以下圖為百分表應用舉例。百分表規(guī)百分衷庖用舉洌7777777777內(nèi)輕百甘轟可換插頭總一建心橋；4活動就桿百 分表a內(nèi)桎百仆喪使用方范百分表中還有一種專門用來測量孔徑及其形狀精度的表，叫內(nèi)徑百 分表。它附有成套的可換插頭，供測量不同孔徑時選用。其測量精度為 0.01mm,有 6 10mm、1018mm、1835mm、

30、3550mm、50100mm、 100160mm等多種規(guī)格。使用方法如以下圖所示。四、萬能角度尺萬能角度尺是用來測量零件內(nèi)外角度的量具，其結構如以下圖所示。萬能詡度尺IF標：2制動胖：孑一扇形板；4一主尺:5尺巧一肓尺：？一角尺油一R塊q萬能角度尺的讀數(shù)原理和讀數(shù)方法與游標卡尺相同。主尺刻線每格為1 °，游標刻線把主尺的29°等分為30格，即游標刻線每格為29。/30=58。主尺與游標每格相差2',即萬能角度尺的測量精度為2'。測量時應先校對零位。萬能角度尺的零位是當角尺和直尺均裝上，且角尺的底邊及基尺均與直尺無間隙接觸，此時主尺與游標的“ 0線對準。調整好

31、零位后，通過改變基尺、角尺、直尺的相互位置可測量0° 320°范圍內(nèi)的任意角度，如以下圖所示。石能輸度尺應用示刮五、塞尺塞尺又稱為厚薄尺，用來檢驗兩貼合面之間的縫隙大小。它由一組厚度不同、范圍為0.030.3mm的薄鋼片組成，每片鋼片上標有厚度標記。測量時根據(jù)被測間隙的大小選擇厚度接近的一片或數(shù)片薄片直接 插入間隙，那么這一片或數(shù)片的厚度即為兩貼合面的間隙值。使用塞尺時應先擦凈尺面和工件被測外表，插入時用力不可太大，以免尺片彎曲或折斷。六、量規(guī)量規(guī)包括塞規(guī)和卡規(guī)，是用于成批大量生產(chǎn)的一種專用量具。它無刻度，只能檢驗工件是否合格，而 不能測量出工件的具體尺寸。塞規(guī)用來檢驗孔徑

32、或槽寬，卡規(guī)用來檢驗軸徑或厚度，二者都有通端通規(guī) 和止端止規(guī)，通端和止端配合使用。塞規(guī)的通端直徑等于工件的最小極限尺寸，止端直徑等于工件的最大極限尺寸；而卡規(guī)那么相反。無論 塞規(guī)還是卡規(guī)，檢驗工件時，假設通端能通過而止端不能通過， 說明工件的實際尺寸在規(guī)定的公差范圍之內(nèi)， 為合格品。否那么就是不合格品。 st規(guī)及直使用第四節(jié) 金屬切削機床根本知識一、機床的類型及型號一機床的類型金屬切削過程中，刀具與工件的相對運動是通過機床實現(xiàn)的。機床的種類很多，分類方法也很多。按 通用程度可分為通用萬能機床、專門化機床和專用機床；同一類機床按工作精度又可分為普通精度、 精密精度和高精度3種；按機床的重量可分為

33、儀表機床加工儀表零件、一般機床中小型機床、大型機床和重型機床；按自動化程度的不同，機床還可分為手動、機動、半自動和自動機床，等等。以上這些分類方法都比擬籠統(tǒng)，為了更好的進行使用和管理，我國在1976年12月公布的JBI83876?金屬切削機床型號編制方法? 中，按照加工方法將機床分為12大類，其類別代號用大寫的漢語拼音字母 表示，放在機床型號的首位。二機床的型號JBI83876標準規(guī)定，機床型號采用漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字組成，從左至右分別表示機床的類別、特性、組、型和規(guī)格。機床的類、組劃分及特性代號見下表，型別劃分可參閱標準。常見機床的主參數(shù)及折算系數(shù)及折算系數(shù)。見下表當機床的規(guī)格相同，但結

34、構和性能有重大改良時，按其改良的次序分別用漢語拼音字母 A、B、C、 表示，并標在原機床型號的末尾，以下圖舉例說明了機床的型號含義。要特別指出的是，在實際生產(chǎn)中還存在一些按舊型號編制方法確定的機床，其中一局部已被淘汰，如 C616, X63W、13665 等。金屬切削機床的類、組劃分類型組另U0123456789車床C儀表 車床單軸自 動車床多軸自動、 半自動車 床六角車床曲軸及凸 輪軸車床立式車床落地及普 通車床仿形及 多刀車床輪、軸、錠、銀及鏟齒車床其他車 床鉆床Z深孔鉆床搖臂鉆床臺式鉆床立式鉆床臥式鉆床中心鉆 床鏜床T深孔鏜床坐標鏜床立式鏜床臥式鏜床金鋼鏜 床汽車、拖 拉機修理用鏜床磨床

35、M儀表 磨床外圓磨 床內(nèi)圓磨床砂輪機珩磨機及 研磨機導軌磨床刀具刃磨 床平面及 端面磨床曲軸、凸 輪軸、花 鍵軸、軋輥磨床工具磨 床2M超精加 工機床研磨機拋光機砂輪拋光 機刀具刃磨 機硬質合 金刀片磨 床中心孔磨床其他磨 床3M球軸承 套圈滾子軸承 套圈滾道 磨床軸承套圈 超精加工 機及拋光 機滾子及鋼 球加工機 床葉片磨床滾道超精 加工機床 及無心磨床活塞、活 塞環(huán)、汽 門磨床汽車、拖 拉機零件 修理磨床齒輪加工Y儀表 齒輪 加工 機床車齒機錐齒輪加 工機床滾齒機剃齒機及 珩齒機插齒機花鍵軸銑 床圓柱齒 輪磨齒機其他齒 輪加工機 床倒角機 及齒輪檢 查機螺絲加工機床套絲機攻絲機螺紋銑床螺紋

36、磨 床螺紋車 床銃床X儀表 銑床單臂及 單柱銃 床龍門及雙 柱銑床平面及端 面銃床仿形銑床立式銑床臥式銑床圓工作 臺及工作 臺不升降 銑床工具銑 床其他銑 床刨床插床B單臂刨 床龍門刨床插床牛頭刨床刨邊機 及刨模機拉床L臥式外拉 床連續(xù)式拉 床立式內(nèi)拉 床臥式內(nèi)拉 床立式外拉床方頭、鍵槽拉床特種加工機床D超聲波 加工機 床電解磨削 機床電解加工 機床電火花磨削機床電火花加 工機床陽極機 械加工機 床切斷機床G車刀切 斷機砂輪切斷 機矯正切斷 機帶鋸機及 銼鋸機圓鋸機弓鋸機其他機床Q其他 儀表 機床管子加 工機床木螺釘加 工機床無心粗車 床刻線機玻璃加 工機床機床特性代號通用特性高精度精密自動半

37、自動程序控制輕便萬能簡式自動換刀仿形代號GMZBKQWJHF參考讀音高密自半控輕萬簡換仿常見機床主參數(shù)及折算系數(shù)機床名稱主參數(shù)名稱主參數(shù)折算系數(shù)普通車床床身上最大工件回轉直徑1/10自動車床、六角車床最大棒料直徑或最大車削直徑1/1立式與搖臂鉆床最大鉆孔直徑1/1臥式鏜床主軸直徑1/10牛頭刨床、插床最大刨削或插削長度1/10龍門刨床最大刨削寬度1/100臥式、立式升降臺銑床工作臺的工作面寬度1/10龍門銑床工作臺的工作面寬度1/100外圓與內(nèi)圓磨床最大磨削外徑或孔徑1/10平面磨床工作臺工作面的寬度或直徑1/10拉床額定拉力噸1/1第五節(jié) 刀 具 材 料在切削過程中，刀具切削性能的好壞與刀具

38、切削局部的材料密切相關。因此，刀具材料通常是指刀具 切削局部的材料。刀具的耐用度、加工本錢、加工精度和外表質量以及生產(chǎn)率的上下，在很大程度上都取 決于刀具材料的合理選擇。一、對刀具材料的根本要求 在切削過程中，刀具要承受很大的切削抗力，同時，切削時產(chǎn)生的金屬塑性變形和刀具、切屑、工件 間產(chǎn)生的強烈摩擦，使刀具切削區(qū)產(chǎn)生很高的溫度，受到很大的應力。當切削余量不均的工件或斷續(xù)切削 時，刀具還會受到強烈的沖擊和振動。因此，刀具材料必須具備以下根本性能：1高硬度和高耐磨性刀具要從工件上切下切屑，其硬度必須大于工件材料的硬度24倍。常溫下，刀具材料的硬度一般應在 HRC60 以上。耐磨性是材料抵抗磨損的

39、能力。通常刀具材料的硬度越高，其耐磨性也越好。2足夠的強度和韌性 刀具材料要有足夠的強度和韌性，是為了在切削過程中承受切削力、沖擊和振動，防止刀具崩刃和脆 性斷裂。3高耐熱性耐熱性是指刀具材料在高溫下保持硬度、 耐磨性、 強度和韌性的性能， 又稱為熱穩(wěn)定性。 耐熱性越高， 刀具的切削性能越好，允許的切削速度也越高。它是衡量刀具材料切削性能的主要指標。一般用紅硬溫度 能保持足夠硬度的最高溫度來表示。4良好的工藝性 為便于制造刀具，刀具材料應具有良好的工藝性能，如鍛造性能、熱處理性能、焊接性能和切削加工 性能等。此外，還要考慮刀具材料的經(jīng)濟性。二、常用刀具材料的種類、性能及應用 目前，常用刀具材料

40、可以分為 3 大類：工具鋼類碳素工具鋼、低合金工具鋼、高速工具鋼 ，硬質合 金類和新型刀具材料如陶瓷、金剛石、立方氮化硼等 。一工具鋼類1碳素工具鋼它是一種含碳量較高的優(yōu)質鋼，由于耐熱性差紅硬溫度為200250C,淬火后易變形和開裂，常 用作低速手開工具uc<8m/min,如銼刀、手用鋸條、刮刀等。常用牌號有 T10A、T12A等。2低合金工具鋼它是在碳素工具鋼中參加一定量的Cr、W、Mn等合金元素，以提高耐熱性、耐磨性、韌性和熱處理性。但耐熱性仍不理想紅硬溫度為350450C,多用于形狀復雜的低速刀具:C<10m/min,如絲錐、板牙、鉸刀、拉刀等。常用牌號有CrWMn、9SiC

41、r等。3.高速工具鋼高速鋼這是一種含較多 W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具鋼，又稱為鋒鋼、白鋼。耐熱性好，500600C時仍具有較高的抗彎強度和較好的沖擊韌性及耐磨性，常用于制造速度較高：c<30m/min 的精加工和形狀復雜的刀具，如鉆頭、銃刀、齒輪刀具等。常用牌號有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。二硬質合金類它是由高硬度、高耐熱性的金屬碳化物 WC、TiC、TaC、NbC等和粘結劑Co、Mo、M等經(jīng)粉 末冶金制成，有很高的硬度HRC7482 和耐熱性紅硬溫度為8001000C,允許的切削速度可達100300m/min，但它的抗彎強度和沖擊韌性比高速鋼低，工藝性也不如高

42、速鋼好。一般制成各種形狀的 刀片釬焊或機械夾固在刀體上使用。常用的硬質合金有鎢鈷類YG和鎢鈦鈷YT兩類。1. YG 類其主要成分是 WC和Co。常用牌號有YG3、YG6、YG8，其中G后的數(shù)字表示Co的百分含量，含 Co量越多，硬度和耐熱性越低，韌性越好。因此，YG8適于粗加工；YG6適于半精加工，YG3適于精加工。YG類硬質合金主要用來加工鑄鐵、青銅等脆性材料，以及奧氏體不銹鋼、耐熱合金和耐磨的絕緣材 料、纖維層壓材料等。由于切削鋼材時易產(chǎn)生粘結而使刀具壽命下降，故不宜加工鋼料。2. YT 類其主要成分是 WC、TiC和Co。常用牌號有YT5、YTl5、YT30等，其中T后的數(shù)字表示TiC的

43、百分 含量，TiC含量越高，其硬度、耐熱性、耐磨性和抗氧化能力越好，而強度和韌性越差。因此，YT30適于精加工，YTl5適于半精加工，YT5適于粗加工。但是，當切削過程不穩(wěn)定時，因韌性差而易崩刃，刀具壽 命不如YG類高；同時，由于它和Ti元素之間親和力強，會產(chǎn)生嚴重的粘結，因而不宜加工鈦不銹鋼和鈦 合金。YT類硬質合金主要用來加工塑性材料，如各種鋼料。三新型刀具材料目前，隨著新技術的不斷開展和新材料的不斷出現(xiàn)，一些新型刀具材料，如涂層刀具材料、陶瓷、金 剛石、氮化硼等在工業(yè)生產(chǎn)中的應用也越來越廣泛。1.涂層刀具材料涂層刀具材料是通過氣相沉積或其他技術方法，在硬質合金、高速鋼的基體上涂覆一薄層幾

44、微米 耐磨性極高的難熔金屬或非金屬化合物。因此，它既具有基體材料的韌性，又有很高的硬度，而且化 學性能穩(wěn)定，摩擦系數(shù)低，可大大提高耐用度。涂層硬質合金刀片的耐用度至少可提高13倍；涂層高速鋼刀具的耐用度那么可提高 210倍。但由于其鋒利性、抗剝落和抗崩刃性能均不及未涂層刀片，故在小進 給量切削、高硬度材料切削和重載切削時，一般還是使用未涂層刀具。另外，它的本錢也比擬高。常用的 涂層材料有TiC、TiN和A1Q3及其復合材料等。2陶 瓷常用的刀具陶瓷有兩種：AI2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷。陶瓷材料具有很高的硬度HRA9195和 耐磨性，超過了硬質合金，壽命比硬質合金高幾倍乃至幾十倍；它還有很

45、高的耐熱性和化學穩(wěn)定性，摩擦 系數(shù)小，這使得它具有較好的抗粘結和抗擴散磨損能力。陶瓷刀具的最大缺點是脆性大、強度低。陶瓷刀具既可加工鋼料，也可加工鑄鐵。對于高硬度材料硬鑄鐵和淬硬鋼和高精度零件加工特別有效。3金剛石金剛石刀具材料有 3 種：天然單晶金剛石、整體人造聚晶金剛石和金剛石復合刀具。天然金剛石由于 價格昂貴和具有各向異性，用得較少。工業(yè)上用得較多的是人造金剛石在高溫高壓下將微米級單晶金剛 石微粉聚合成較大顆粒的金剛石 和金剛石復合刀具 在硬質合金基體上燒結一層約 0.5mm 厚的金剛石。金剛石具有極高的硬度和耐磨性，其顯微硬度達 HVl0000 ，是目前的最硬物質。因此，它可以用 于加

46、工硬質合金、陶瓷、高硅鋁合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨材料，刀具耐用度比硬質合金提高了幾 倍到幾十倍。金剛石的切削刃非常鋒利，刃部粗糙度很小，摩擦系數(shù)又低，切削時不易產(chǎn)生積屑瘤，因而 加工外表質量很高。金剛石的主要缺點是耐熱性差，切削溫度不宜超過700800C；而且強度低，脆性大，對振動敏感，只宜微量切削；與鐵有很強的化學親和力，故不適合加工黑色金屬。金剛石主要用作磨具和磨料，用作刀具時多用于高速超精加工有色金屬及其合金，也可加工非金屬材 料。4立方氮化硼立方氮化硼是由軟的六方氮化硼在高溫高壓下參加催化劑轉變而成的。硬度僅次于金剛石，達HV80009000;耐熱溫度可達14001500C，比金

47、剛石幾乎高一倍；化學穩(wěn)定性好，與鐵族金屬在1200 1300 C時也不易起化學作用。因此，立方氮化硼刀具特別適于加工高溫合金和高硬度的鋼材。另外，它還 具有良好的耐磨性、導熱性、較低的摩擦系數(shù)、優(yōu)良的抗粘結能力等優(yōu)點。它的缺點是脆性較大，強度和 韌性較差，不耐沖擊。立方氮化硼刀具有兩種：整體聚晶立方氮化硼刀具和立方氮化硼復合刀片在硬質合金基體上燒結一層約0.5mm的立方氮化硼而成。切削加工工藝方案在生產(chǎn)過程中，經(jīng)鑄造、鍛壓或焊接獲得的毛坯，一般都要通過一定的切削加工方法，并按一定的加工順序進行加工，使之到達圖樣要求的精度和外表質量后，才能成為合格零件。這個過程稱為切削加工工 藝過程。顯然， 工

48、藝過程不同，所采用的機床、夾具、 刀具、量具以及對工人的技術要求都有很大的不同， 所消耗的材料、勞動、時間等也會有差異，所獲得的經(jīng)濟效益也必然有大有小。因此，工程技術人員往往制定出幾個不同的方案，然后選取在具體生產(chǎn)條件下最合理的一個，爭取做到“優(yōu)質、高產(chǎn)、低耗，同時保證工人的平安和良好的勞動條件。制定切削加工工藝方案的根本步驟可以歸納如下。一、閱圖與工藝分析首先應檢查零件圖的完整性和正確性，它包括檢查視圖、尺寸、公差和技術要求是否齊全和合理，假設 有問題應及時提出，并與有關的設計人員共同研究，以作適當?shù)谋匾男薷摹Ｈ缓髮α慵募夹g要求進行 詳細的分析。在了解零件的結構、形狀和尺寸的根底上，判斷

49、零件上各待加工外表的種類：平面、外圓、 內(nèi)孔、成形面及其他特殊面，分析其精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度和外表粗糙度要求是否 合理，并粗略考慮它們的加工方法，如：平面一一銃、刨、磨、拉等；外圓一一車、磨等；內(nèi)孔一一車、 鉆、鉸、鏜、磨、拉等。同時，還要詳細分析圖樣上的材料、熱處理等各項技術要求，以及標題欄中的零 件數(shù)量等。各種常用加工方法所能到達的精度、外表粗糙度可參閱下表。各種常用加工方法選擇表切削加工方法車銑刨插磨鉆鏜拉技術范圍IT12IT7IT918IT8IT9IT6IT5IT13IT11IT10IT7IT8IT7外表粗糙度Ra »m12.51.66.31.66.31.6精

50、刨可達Ra0.80.4 卩 m0.81.2>12.56.30.81.60.4加工 表 面平面車端面切斷銑平面銑臺階 面銑鍵槽銑角度 槽切斷刨水平面 刨垂直面 刨斜面 刨燕尾槽切平 槽刨T形槽磨平面锪凸臺銃平面車端面拉平面外圓車外圓精細車可達：IT6IT5Ra0.40.1卩m磨外面內(nèi)孔鉆中心孔鉆孑L鉸孑L鏜孑L插方孔 插花鍵孔磨內(nèi)孔鉆孔、擴孔、 鉸孔可達IT7, Ra, 0.8卩m鉸錐 孑L,锪柱形 孑L,锪魚眼 坑鏜孔鉆孔 擴孔 鉸孔拉圓孔 拉方孔 拉花鍵孔其他面車成形面(回轉 體) 車螺紋 滾花銃圓弧面銃螺旋槽銃齒輪磨螺紋磨齒面攻螺紋車螺紋拉各種形大狀孔從表中可以看出，每一種待加工外表

51、都不只一種加工方法。而且，要將一待加工外表加工成具有一定 精度和外表粗糙度的合格外表，可以有多個方案，每一方案所經(jīng)過的工序或工步都有差異。例如，我們要 加工精度等級和外表粗糙度 Ra分別為IT6IT7和1.60.8m的平面，可以有以下一些加工方案：粗車 -半精車-精車；粗刨-精刨-磨削；粗刨-半精刨-寬刃精刨等。顯然，加工方案不同，其間所花的費 用也就不同。我們要降耗增收，就必須根據(jù)待加工外表的精度和外表粗糙度、零件的材料和生產(chǎn)類型，并結合本廠 的具體情況來確定適宜的外表加工方法和加工方案。下面分別為平面、外圓、內(nèi)圓的加工方案選擇表，僅 供參考。表中的經(jīng)濟精度是指在正常生產(chǎn)條件下，零件加工后能較經(jīng)濟地到達的精度范圍。另外，還要分析零件的結構工藝性，它包括零件的熱加工結構工藝性、切削加工結構工藝性和裝配結 構工藝性。零件結構工藝性的好壞，對加工質量、經(jīng)濟效益和生產(chǎn)