切削加工工藝基礎(chǔ)課件

機(jī)械制造基礎(chǔ)2007年春季學(xué)期第五講：切削加工工藝常識?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)機(jī)器制造的全過程：認(rèn)識切削加工礦藏機(jī)器原材料冶金工業(yè)鑄造鍛壓焊接熱處理毛坯零件切削加工特種加工零件裝配調(diào)試焊接熱處理熱加工工藝?yán)浼庸すに嚵慵F(xiàn)代制造技術(shù)、信息技術(shù)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)基本常識機(jī)器是如何制造出來的？零件制造＋裝配?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)基本常識零件制造（材料成形）的方法有哪些？去除成形——用分離的方法，把多余材料有序地從基體上分離出去而成形的方法。如機(jī)械加工、鉗工、電火花加工、激光加工等受迫成形——利用材料的可成形性，使之在一定約束的條件下（如溫度、邊界、外力等）成形。如鑄造、鍛造、粉末冶金等堆積成形——運(yùn)用合并與連接的方法，把材料（氣、液、固態(tài)）有序地堆積起來的成形方法。如焊接、RP生長成形——利用材料的活性進(jìn)行成形的方法，如“克隆”生物?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)本講內(nèi)容零件加工質(zhì)量常識零件切削加工概述刀具及其切削加工磨具磨削加工概述精密與超精密加工概述?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)一、零件加工質(zhì)量常識加工精度表面質(zhì)量?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)1、加工精度的概念加工精度的概念尺寸精度IT01,IT0,IT1,IT2,…,IT18等２０級形狀精度直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度和面輪廓度位置精度平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對稱度、位置度、圓跳動和全跳動?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)加工精度和表面質(zhì)量加工精度的影響因素加工原理誤差近似的加工方法機(jī)床,刀具及夾具誤差工件裝夾誤差工藝系統(tǒng)變形誤差內(nèi)應(yīng)力?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)工件裝夾誤差?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)工藝系統(tǒng)變形誤差?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)內(nèi)應(yīng)力?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)2、表面質(zhì)量表面質(zhì)量的概念表面粗糙度表面變形強(qiáng)化殘余應(yīng)力表面質(zhì)量的影響因素切削殘留面積積屑瘤工藝系統(tǒng)振動?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)二、零件切削加工概述?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)零件切削加工概述切削加工的基本模型按照切削運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)方式鉗工:人工和手動工具機(jī)加工:機(jī)械設(shè)備和機(jī)加工刀具刀具切削、磨具磨削、特種加工、精密/超精密加工毛坯零件多余物:切屑刀具/磨具/工具切削運(yùn)動?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)關(guān)于鉗工工程訓(xùn)練中鉗工基本操作加工類操作:鋸/銼/劃線/刮削/鉆孔/攻絲裝配操作現(xiàn)代制造企業(yè)中的鉗工另外還有很多類型工具鉗工(例如FORD公司的工具鉗工三代單傳)檢驗(yàn)鉗工維修鉗工–沒有什么機(jī)器可以代替人來維修機(jī)器多媒體演示裝配鉗工?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)關(guān)于機(jī)加工機(jī)加工的基本模型刀具裝在機(jī)床上工件裝在機(jī)床上切削運(yùn)動是機(jī)床帶動刀具和工件來實(shí)現(xiàn)的零件：可以裝配到機(jī)器上的成品毛坯：切削加工前的零件工件：切削加工中的零件常見機(jī)加工機(jī)床：車、銑、刨、磨、鉆刀具工件切削運(yùn)動機(jī)床多媒體演示機(jī)械加工?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)討論:鉗工的價(jià)值現(xiàn)代制造企業(yè)離不開鉗工的理由特定情況下：靈活、經(jīng)濟(jì)、方便例如維修和修配、復(fù)雜刀具的刃磨特定情況下：更容易保證產(chǎn)品質(zhì)量例如復(fù)雜產(chǎn)品的裝配調(diào)整鉗工也在不斷自動化，那么鉗工將要消失嗎？肯定不會根本原因：人仍然是制造過程的核心因素在許多環(huán)節(jié)上離不開人的主動參與，完全的無人制造是不可行、不現(xiàn)實(shí)的?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)切削加工工藝方法的特點(diǎn)對零件有基本要求有切削力，零件刀具必須有一定強(qiáng)度和剛度應(yīng)能找到比零件材料硬的刀具材料方法種類多，適應(yīng)性強(qiáng)精度范圍寬：IT13~IT3Ra25~0.008加工零件的尺寸、重量、形狀、材料范圍寬型面類型不受限制，只要能裝在機(jī)床上大小尺寸不受限制（輕的幾克、葛洲壩船閘30米600噸）生產(chǎn)效率高?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)因此：切削加工是制造業(yè)的基礎(chǔ)只有少數(shù)零件：通過精密鑄造、精密鍛造、粉末冶金成形塑料制品通過壓制成形絕大多數(shù)機(jī)器零件是切削加工最終成形占機(jī)器制造總工作量的40％～60％但是少數(shù)零件難以成形：細(xì)微結(jié)構(gòu)零件、高硬度或高強(qiáng)度零件解決方法：發(fā)展特種加工方法?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)特殊的機(jī)加工：精密和超精密零件加工超精密零件加工基本理論：去除的切削層越薄零件精度越高例如：金剛石車：去除1納米厚的切削層（日本）零件表面原子重排：“IBM”常見精密/超精密加工方法研磨、離子束加工等均不能采用簡單的機(jī)械切削加工，而必須采用非機(jī)械切削方法：電、激光、化學(xué)、離子束?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)特殊的機(jī)加工：特種加工方法傳統(tǒng)機(jī)械加工難以處理的零件材料特殊：很硬的零件：Φ5淬火圓球中心鉆Φ1的孔很軟的零件：純金屬、鋁合金，很粘刀很脆的零件：玻璃上鉆孔、硅晶片切割很貴的零件：不能形成很碎、難以回收的切屑形狀復(fù)雜或者特殊：板材上雕刻的形狀模具上復(fù)雜的型腔怎么辦？?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)非機(jī)械切削加工方法電電火花：電火花線切割、電火花打孔電解：復(fù)雜型腔電子束和離子束光激光打孔、切割板材聲超聲振動切割：脆性材料切割其他方法：水射流、RP等多媒體演示特種加工?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)切削加工的發(fā)展方向：多種技術(shù)融合信息技術(shù)、自動控制、AI、CAD/CAM、CIMS等高技術(shù)相互融合，向高精度、高效率、自動化、柔性化、智能化方向發(fā)展加工設(shè)備數(shù)控化自動化、精密超精密、高速超高速刀具超硬材料：陶瓷、聚晶金剛石和立方氮化硼切削速度達(dá)到（數(shù)千米/分鐘）生產(chǎn)規(guī)模單件小批量、單品種大批量＝>多品種變批量?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)三、刀具及其切削加工?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)1、切削加工中的零件零件的構(gòu)成模型零件型面名稱母線軌跡線平面直線直線外圓直線圓內(nèi)圓成形面曲線曲線機(jī)器錐面、螺紋、齒形、各種成型溝槽等?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)零件的組成?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)零件表面的成形方法軌跡法成形法展成法?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)切削零件的分類因此，切削加工方法全部是針對型面的零件分為6類：功能及切削加工特點(diǎn)回轉(zhuǎn)體：2類軸類、盤套類非回轉(zhuǎn)體：4類支架箱體類、六面體類、機(jī)身機(jī)座類特殊類：其它難以歸類的零件?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)軸類零件?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)盤套類零件?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)支架箱體類零件?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)六面體類零件?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)機(jī)身機(jī)座類零件?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)特殊類零件?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)2、機(jī)床的切削運(yùn)動主運(yùn)動含義：由機(jī)床或人力提供的，促使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，從而使前刀面接近工件作用：是完成切削任務(wù)的主要運(yùn)動特征：速度較高，消耗機(jī)床功率多一般普通機(jī)床的主運(yùn)動只有一個(gè)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)2、機(jī)床的切削運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動含義使刀具和工件之間產(chǎn)生附加的相對運(yùn)動，加上主運(yùn)動即可不斷地或連續(xù)地切除材料，并獲得具有一定幾個(gè)特征的表面作用使工件不斷投入切削過程中特征速度較主運(yùn)動低，消耗機(jī)床功率少，對于某個(gè)機(jī)床加工零件時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動可以是一個(gè)或多個(gè)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)主運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)課堂討論下列切削加工方法的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)機(jī)床的切削運(yùn)動切削用量三要素(Vc、f、αp)切削速度Vc進(jìn)給量f背吃刀量αp?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)課堂練習(xí)計(jì)算切削速度Vc（單位：m/min）車外圓，外圓直徑為１２０mm，主軸轉(zhuǎn)速為６８r/minVc＝２５.６m/min刨平面，行程長度為２００mm，滑枕每分鐘往返６４次Vc＝２５.６m/min?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)實(shí)戰(zhàn)演練觀察不同切削速度下：轉(zhuǎn)速與切削速度的關(guān)系轉(zhuǎn)速一定，不同直徑下的切削速度不同切削速度的切削效果端面切削的切削速度變化?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)進(jìn)給量f描述進(jìn)給速度大小mm/min、mm/s每轉(zhuǎn)進(jìn)給量每齒進(jìn)給量后兩種意義更大?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)工件上的表面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)仔細(xì)觀察?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)背吃刀量（吃刀深度）ap指出圖中：待加工面加工表面已加工面ap待加工表面與已加工表面的垂直距離?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)切削三要素?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)另外兩個(gè)問題切斷的待加工面鉆孔時(shí)的ap?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)3、切削加工的階段為什么要劃分階段避免毛坯內(nèi)應(yīng)力的釋放而影響加工精度避免粗加工時(shí)較大的夾緊力和切削力所引起的彈性變形和熱變形對精度的影響通過粗加工可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的內(nèi)在缺陷而決定取舍，避免浪費(fèi)更多工時(shí)。合理使用機(jī)床，以使精密機(jī)床長期保持其精度便于在加工過程中合理安排熱處理工序怎樣劃分階段?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)階段名稱尺寸公差表面粗糙度Ｒa（μm）加工方法粗加工IT12~IT1125~12.5粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等半精加工IT10~IT96.3~3.2半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、擴(kuò)孔等精加工IT8~IT71.6~0.8精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗拉、粗鉸等IT7~IT60.8~0.2精磨、精拉、精鉸等精密加工IT5~IT30.1~0.008研磨、珩磨、超精加工、拋光等超精加工IT3以上0.012或更低金剛石刀具切削、超精研磨、拋光等切削加工工藝基礎(chǔ)熱處理在工藝過程中的安排退火或正火調(diào)質(zhì)淬火時(shí)效毛坯粗加工半精加工磨削加工刀具精加工精密加工超精加工切削加工工藝基礎(chǔ)課堂討論圖示閥桿零件簡圖，整體淬火55~60HRC，請安排φ15h3和φ12外圓表面的加工工藝粗車半精車淬火粗磨精磨?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)4、金屬切削刀具的結(jié)構(gòu)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（1）關(guān)于切削的認(rèn)識?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)車刀－最基本的金屬切削刀具?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（2）刀具結(jié)構(gòu)種類整體式焊接式機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位式這是什么類型的刀具？?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)可轉(zhuǎn)位刀片?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)可轉(zhuǎn)位刀具?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)SIMENS的可轉(zhuǎn)位刀片?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)SIMENS的可轉(zhuǎn)位銑刀?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（3）車刀切削部分的組成“三面兩刃一尖”?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)仔細(xì)觀察?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（4）刀具角度靜止參考系基面Pr切削平面Ps正交平面(舊稱主剖面)Po假定工作平面(舊稱進(jìn)給平面)Pf背平面Pp?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刀具角度靜止參考系?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)仔細(xì)觀察?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)仔細(xì)觀察?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)另外一種靜止參考系?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)比較兩種刀具角度靜止參考系?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（5）刀具角度標(biāo)注在主剖面中測量的角度前角γo使刀口鋒利,影響切削刃的強(qiáng)度，5~25o后角αo減少刀具與工件之間的摩擦和磨損,4~12??2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刀具角度標(biāo)注在基面中測量的角度主偏角Kr其大小影響背向力與進(jìn)給力的比例以及刀具壽命，外圓車刀的Kr可取90?、75?、60?、45?副偏角Kr′減少副切削刃與工件已加工表面的摩擦,減少振動,影響已加工表面粗糙度,5~15o?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刀具角度標(biāo)注在切削平面中測量的角度刃傾角λs影響刀尖強(qiáng)度和切屑流向?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刀具角度標(biāo)注外圓車刀?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刀具角度標(biāo)注鏜孔車刀?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)仔細(xì)觀察：外圓車刀?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)外圓車刀標(biāo)注角度簡圖繪制?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)更多示例作圖車外圓車端面切斷鏜通孔鏜不通孔刨削平面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（6）刀具角度的作用主偏角的作用?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)主偏角對背向力Ｆp

和刀具壽命的影響?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)副偏角的作用?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)副偏角Ｋr′對Ｒa的影響?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刃傾角的作用?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刃傾角對切屑流向的影響?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)前角作用：鋒利與堅(jiān)固?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)后角的作用：鋒利?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（7）

刀具的工作角度?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刀具的工作角度?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刀具的工作角度?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刀具的工作角度?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)5、刀具材料結(jié)合生活中的實(shí)際,如削蘋果和削鉛筆等,思考刀具材料應(yīng)具備什么樣的性能?切削加工對刀具材料的要求:高硬度,高耐磨性,高耐熱性,足夠的強(qiáng)度和韌性以及一定工藝性能能找到這樣的材料嗎？?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（1）刀具材料的種類手動工具材料V<5m/min普通機(jī)加工刀具材料V<100m/min現(xiàn)代高速加工刀具材料V>100m/min（最高達(dá)1400m/min）?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)常用手動工具材料碳素工具鋼T8A，T10A，T12A等切削溫度250℃以內(nèi)，切削速度5m/min用于手動刀具,如絲錐,板牙,鋸條,鉸刀,銼刀可冷熱加工成形,工藝性能良好,磨削性好,需熱處理合金工具鋼9CrSi，CrWMn等切削溫度250℃以內(nèi)，切削速度5－10m/min用于手動或低速機(jī)動刀具,如絲錐,板牙,拉刀可冷熱加工成形,工藝性能良好,磨削性好,需熱處理?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（2）普通刀具材料高速鋼20世紀(jì)初，切削速度比手動工具材料提高10倍，因此得名硬質(zhì)合金一種粉末冶金產(chǎn)品最流行的普通刀具材料?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)高速鋼高速鋼－白鋼常用牌號W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2Al，W10Mo4Cr4V等用于各種刀具,特別是復(fù)形狀雜的刀具鉆頭，銑刀，拉刀，齒輪刀具，絲錐，板牙，刨刀，各類成形刀具等切削性能能耐650℃的切削溫度切削速度達(dá)到40m/min工藝性能好可冷熱加工成形：鋒鋼、風(fēng)鋼磨削性好(高釩類較差)，需熱處理?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金冶金制作過程WC/TiC/Co粉末－酒精成形－模具－燒結(jié)WC/TiC很硬，Co是粘結(jié)劑常見類型P、K、M類原標(biāo)準(zhǔn)是鎢鈷鈦類YT、鎢鈷類YG性能能耐800－1000℃的切削溫度切削速度達(dá)到80－100m/min?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)P類硬質(zhì)合金性能概要：相當(dāng)于鎢鈷鈦類YT外觀：藍(lán)色含：TiCWCCo適合加工長切屑的黑色金屬如碳素鋼，合金鋼牌號P01,P10,P20,P30,P40,P50牌號越大，TiC含量越少，越不耐磨，但越耐沖擊精加工：小牌號P01；半精加工：中間P20粗加工：大牌號P30?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)K類硬質(zhì)合金性能概要：相當(dāng)于鎢鈷鈦類YG外觀：紅色含：WCCo適合加工短切屑的金屬與非金屬材料如淬硬鋼、鑄鐵、銅鋁合金、塑料牌號K01,K10,K20,K30,K40等牌號越大，Co含量越多，粘結(jié)越牢固、越不耐磨，但越耐沖擊精加工：小牌號K01；半精加工：中間K10、K20粗加工：大牌號K30?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)M類硬質(zhì)合金性能概要：相當(dāng)于鎢鈷鈦類YW外觀：黃色性能介于P類和K類之間適合加工各種長短切屑的金屬如鋼、鑄鐵、不銹鋼、灰口鑄鐵、有色金屬牌號M10,M20,M30,M40等牌號越大，耐磨性越差，但越耐沖擊精加工：小牌號M10；半精加工：中間M20粗加工：大牌號M30?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)普通刀具材料性能的改進(jìn)涂層刀具材料原理：梯度材料的原型基體堅(jiān)韌，保證強(qiáng)度，耐沖擊，表層：硬度很高，耐磨、耐高溫基體材料：高速鋼、硬質(zhì)合金涂層工藝：幾微米涂層材料：TiC、TiN、Al2O3、金剛石粉末方法：化學(xué)、物理、激光涂層（金剛石粉末)性能硬質(zhì)合金耐用度提高1－3倍高速鋼耐用度提高2－10倍?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（3）超硬刀具材料金屬陶瓷主要成分：Al2O3切削性能常溫硬度HRA91－95切削速度100－400m/min，甚至750m/min耐1200℃高溫抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差適用于冷硬鑄鐵、高硬鋼和高強(qiáng)鋼等難加工材料的精加工和半精加工?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)人造聚晶金剛石(PCD)成形工藝高溫高壓下將金剛石微粉聚合而成性能硬度高HV5000以上（天然金剛石HV10000）耐磨性好、韌性、抗彎強(qiáng)度差700－800℃失去硬度，紅硬性不好高溫下與黑色金屬中的碳親和力極強(qiáng)用途有色金屬、陶瓷、合成纖維、強(qiáng)化塑料和硬橡膠的精加工?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)立方氮化硼(CBN)性能硬度HV7000-8000，耐高溫1200℃，耐磨性好，耐高溫比金剛石好高溫1200－1300℃下與鐵和碳不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)用途整體刀片、復(fù)合刀片精加工、半精加工：淬硬鋼、耐磨鑄鐵、高溫合金等難加工材料?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)討論現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上廣泛使用的刀具材料數(shù)控機(jī)床的加工對象追求高效加工常用刀具材料金屬陶瓷極端情況下高速切削（1400m/min）該用什么材料？?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)選擇合適的刀具材料為工件選擇合適的刀具材料粗車鋼件精車鑄鐵件精加工淬硬鋼高速精車高硅鋁合金高速加工冷激鑄鐵為刀具選擇合適的材料麻花鉆、銼刀、機(jī)用絲錐、成形銑刀?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)6、切削過程中的物理現(xiàn)象一、刀具切削過程二、切屑類型三、積屑瘤四、切削力和切削熱?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)一、刀具切削過程1.不同的切削對象?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)一、刀具切削過程1.不同的切削對象?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)一、刀具切削過程2.

刀具切削過程實(shí)質(zhì)塑性材料:比如切橡皮泥擠壓彈性變形塑性變形擠裂切離切屑?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)一、刀具切削過程3.切削過程中切屑的形成切離滑移?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)一、刀具切削過程4.三個(gè)切削變形區(qū)Ⅰ：滑移－基本變形區(qū)切削力/熱的主要來源Ⅱ：切屑與前刀面摩擦影響積屑瘤形成Ⅲ：工件與后刀面摩擦加工硬化!!切屑會收縮變短?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)二、切屑類型1.

帶狀切屑

內(nèi)表面是光滑的：切屑內(nèi)表面與前刀面擠壓外表面呈毛茸狀：滑移變形所致加工塑性金屬時(shí)，在切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大的工況條件下常形成此類切屑。?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)二、切屑類型帶狀切屑的特點(diǎn)切削過程平穩(wěn)切削力變化小加工質(zhì)量高不安全?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)二、切屑類型節(jié)狀切屑又稱擠裂切屑它的外表面呈鋸齒形內(nèi)表面有時(shí)有裂紋在切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時(shí)常產(chǎn)生此類切屑?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)二、切屑類型崩碎切屑也稱粒狀切屑加工脆性材料切削厚度越大越易得到這類切屑?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)二、切屑類型三種切屑類型比較切屑類型帶狀切屑節(jié)狀切屑粒狀切屑工件塑性大塑性小脆性工件切削力變化小變化大沖擊嚴(yán)重工件質(zhì)量好較好差?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)三、積屑瘤積屑瘤現(xiàn)象：刀尖上急劇塑性變形而被強(qiáng)化的硬度很高的的附著物－－生產(chǎn)中又稱為刀瘤?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)積屑瘤的動態(tài)形成過程?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)高速攝影拍攝的積屑瘤不斷形成、長大、破碎的動態(tài)過程碎片的流向切屑帶走留在工件上?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)積屑瘤的形成條件必要條件加工塑性金屬材料中速切削不使用切削液時(shí)容易產(chǎn)生5m/min60m/min?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)積屑瘤改變刀具切削條件刀尖被包裹起來前角增大切削深度變化工件上的已加工表面變粗糙?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)積屑瘤是否有害呢？對工件的影響加工表面的粗糙度增加（變差）鱗刺可能就是因積屑瘤破裂形成的切深變化－工件尺寸精度下降對刀具的影響刀尖沒有參與切削－保護(hù)刀尖刀具實(shí)際前角增大－切削更輕快?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)粗加工與精加工粗加工可以利用積屑瘤粗加工精度不是主要問題增大前角保護(hù)刀尖精加工一定要回避積屑瘤保證精度保證表面質(zhì)量?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)粗加工與精加工精加工應(yīng)盡量避免積屑瘤選擇切削速度，避開產(chǎn)生積屑瘤的區(qū)域高速：Vc>60m/min－－高速精加工低速：Vc<5m/min－－鉸孔和拉削適當(dāng)提高工件材料硬度，降低塑性增大刀具前角，減小刀具前刀面與切屑之間的壓力使用潤滑性能好的切削液，減小切屑底層材料與刀具前刀面間的摩擦?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)下面的加工情況容易產(chǎn)生積屑瘤嗎？加工HT200外徑D=30，轉(zhuǎn)速n=300rpmVc＝28m/min加工45鋼外徑D=100，轉(zhuǎn)速n=300rpmVc＝94m/min?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)四、切削力和切削熱1.切削力和切削熱的來源切削層金屬彈塑性變形哪里有變形？摩擦哪里有摩擦？?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)四、切削力和切削熱2.四個(gè)因素對切削力的影響（1）工件硬度、強(qiáng)度、韌性＝>切削加工性能（2）刀具前角、后角＝>鋒利程度（3）切削用量f和ap的影響相似主運(yùn)動速度V有沒有影響？（4）切削液：潤滑減小摩擦?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)總切削力Ｆ及其分解?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)總切削力F的分解F=Fc+Ff+Fp其中Fc消耗動力最多,占機(jī)床總功率的95~99%.因其對切削加工會產(chǎn)生不利影響,應(yīng)盡量減小Ff只消耗機(jī)床總功率的5~10%Fp不消耗機(jī)床功率,但影響工藝系統(tǒng)的剛度,容易引起振動,影響加工精度F＝pfapP－一個(gè)與切削條件有關(guān)的常數(shù)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)四、切削力和切削熱3.切削用量對切削熱的影響哪個(gè)參數(shù)影響最大？?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)四、切削力和切削熱4.切削熱的傳散途徑切屑刀具工件介質(zhì)1%4%20%75%?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)四、切削力和切削熱切削溫度可以用紅外儀測量切削區(qū)域的溫度場切削發(fā)熱大＝>切削溫度就高嗎？實(shí)際上只有很小的區(qū)域能達(dá)到800Co切削液的作用降溫：水類切削液潤滑：油類切削液?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)五、表面變形強(qiáng)化和殘余應(yīng)力成因塑性變形－>冷作強(qiáng)化表面變形強(qiáng)化的利弊耐磨、抗疲勞磨損刀具殘余應(yīng)力的影響及消除辦法成因：表面受到力和熱的影響變形、精度降低通常降低塑性變形、切削力、切削熱的措施均可減小表面強(qiáng)化和殘余應(yīng)力的形成趨勢?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)小結(jié)：金屬切削有獨(dú)特的現(xiàn)象刀具切削過程：偏擠壓切屑變形：三個(gè)變形區(qū)切屑類型：帶狀、節(jié)狀、崩碎積屑瘤：成因和避免方法切削力：來源于變形和摩擦切削熱：算不上“冷”加工？工件表面加工硬化：刨削后的鎯頭表面很硬還有其他獨(dú)特的現(xiàn)象刀具磨損、刀具壽命、工件切削加工性能等同學(xué)們可以寫報(bào)告?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)7、普通刀具切削加工方法綜述傳統(tǒng)切削加工方法車削鉆削鏜削銑削刨削插削拉削?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（1）車削加工加工范圍：回轉(zhuǎn)體上的回轉(zhuǎn)表面、端面(平面)、特殊回轉(zhuǎn)表面精度等級粗車：IT12~IT11，Ra25~12.5μm半精車：IT10~IT9，Ra6.3~3.2μm精車：IT8~IT7，Ra1.6~0.8μm所用機(jī)床：車床立式車床、臥式車床、轉(zhuǎn)塔車床、仿形車床、自動車床、數(shù)控車床、專用車床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)普通臥式車床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)立式車床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)車外圓?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)車孔（鏜孔）?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)車平面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)車圓錐?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)車螺旋溝槽?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（2）鉆削加工加工精度鉆孔屬于粗加工：IT12~11，Ra25~12.5μm擴(kuò)孔屬于半精加工：IT10~9，Ra6.3~3.2μm鉸孔屬于精加工：IT8~6，Ra1.6~0.4μm機(jī)床：鉆床、車床、鏜床臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、車床、銑床、銑鏜床等零件形狀：非回轉(zhuǎn)體？?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)立式鉆床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)搖臂鉆床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)鉆削加工麻花鉆的結(jié)構(gòu)兩條主切削刃兩條副切削刃一條橫刃?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)鉆削的工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)：精度差、效率低剛度差、導(dǎo)向性差、切削條件差、軸向力大引偏現(xiàn)象：車床上孔徑擴(kuò)大、鉆床上軸心偏斜改進(jìn)措施對稱、預(yù)鉆、鉆套關(guān)于槍鉆能不能在斜面上鉆孔？?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)改進(jìn)措施-群鉆?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)鉆削加工-鉆孔?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)鉆削加工-擴(kuò)孔擴(kuò)孔鉆結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)3~4個(gè)刀齒無橫刃切屑薄而窄剛度,導(dǎo)向性較好,軸向力較小,切削條件較好擴(kuò)孔的方法?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)鉆削加工-鉸孔（精度高？）?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)鉆削加工-锪孔锪平底孔锪錐孔?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（3）鏜削加工加工范圍孔、外圓、端面(平面)精度等級粗鏜：IT12~IT11，Ra25~12.5μm半精鏜：IT10~IT9，Ra6.3~3.2μm精鏜：IT8~IT7，Ra1.6~0.8μm機(jī)床：鏜床零件：箱體、支架?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)臥式鏜床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)鏜削加工-單刃鏜?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)鏜削加工-浮動鏜?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)鏜削加工-鏜端面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（4）銑削加工加工范圍平面：水平面、垂直面、斜面溝槽：V形槽、T形槽、燕尾槽、直角槽、鍵槽、圓弧槽、螺旋槽等成形面孔：鉆、擴(kuò)、鉸孔、銑孔分度加工精度粗銑：IT12~IT11，Ra25~12.5μm半精銑：IT10~IT9，Ra6.3~3.2μm精銑：IT8~IT7,Ra3.2~1.6μm,直線度0.08~0.12mm/m?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)臥式萬能銑床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)龍門銑床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)銑削方式端銑vs周銑?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)周銑方式順銑?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)順銑切屑層變化？加工質(zhì)量？切削力影響？進(jìn)給平穩(wěn)？?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)周銑方式逆銑?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)逆銑切屑層變化？加工質(zhì)量？切削力影響？進(jìn)給平穩(wěn)？?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)銑削加工-銑平面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)銑削加工-銑平面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)銑削加工-銑溝槽?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（5）刨削加工加工范圍平面：水平面、垂直面、斜面溝槽：直角槽、V形槽、燕尾槽、T形槽母線為直線的成形面加工精度粗刨：IT12~IT11，Ra25~12.5μm半精刨：IT10~IT9，Ra6.3~3.2μm精刨：IT8~IT7,Ra3.2~1.6μm,直線度0.04~0.08mm/m?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)牛頭刨床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刨削平面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刨削加工-刨削平面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)刨削溝槽?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)銑削VS刨削加工范圍銑削>刨削加工質(zhì)量銑削=刨削(加工大平面時(shí),銑削<刨削)加工效率銑削>刨削(窄長面加工時(shí)則相反)加工成本銑削>刨削應(yīng)用范圍銑削>刨削?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（6）插削加工“立式刨削”加工范圍內(nèi)表面（各種型孔）或某些外表面加工精度與刨削相同?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)立式插床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)插削加工舉例?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（7）拉削加工加工范圍內(nèi)表面，如各種型孔外表面，如平面、母線為直線的曲面等加工精度粗拉：IT8~IT7，Ra1.6~0.8μm精拉：IT7~IT6，Ra0.8~0.4μm?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)拉削加工-拉圓孔?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)拉削加工-拉孔內(nèi)單鍵槽?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)拉削加工-拉平面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)拉削加工舉例?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)四、磨具磨削加工概述?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)1、磨具磨具結(jié)構(gòu)固結(jié)磨具涂覆磨具?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨具固結(jié)磨具的主要特性磨料A-棕剛玉；WA-白剛玉；C-黑碳化硅；GC-綠碳化硅粒度27個(gè)等級——4#，5#...36#，40#，46#，54#，60#，70#，80#，90#，120#，150#，180#，220#，240#結(jié)合劑陶瓷結(jié)合劑（V）；樹脂結(jié)合劑（B）；橡膠結(jié)合劑（R）硬度超軟-D,E,F;軟-G,H,J;中軟K,L;中-M,N;中硬-P,Q,R;硬-S,T;超硬-Y磨具硬度越低，則磨粒越容易脫落組織磨粒、結(jié)合劑和氣孔的比例關(guān)系?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨具固結(jié)磨具的主要特性形狀和尺寸?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨具固結(jié)磨具的主要特性形狀和尺寸?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨具固結(jié)磨具的主要特性磨具標(biāo)記P400*150*203A60L5B35P為砂輪形狀代號（平形砂輪）400*150*203為外徑*厚度*內(nèi)徑A為磨料代號（棕剛玉）60為粒度號（較細(xì)，精磨用）L為硬度（中軟）5為組織代號（中等組織）B為結(jié)合劑（樹脂結(jié)合劑）35為最高工作線速度（m/s）N450*400*260WA80KV35的含義是什么??2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)2、磨削過程磨削過程磨粒切削時(shí)的刀具角度?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨削情況?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨削過程磨削過程實(shí)質(zhì)是切削、刻劃、和摩擦拋光的綜合作用過程?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨削過程磨削過程的特點(diǎn)背向磨削力Fp大磨削溫度高表面變形強(qiáng)化和殘余應(yīng)力嚴(yán)重?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)3、磨削加工方法綜述普通磨削無心磨削高效磨削砂帶磨削低粗糙度磨削?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（1）普通磨削加工范圍外圓,內(nèi)圓,錐面,平面等加工精度粗磨:IT8~IT7,Ra0.8~0.4μm精磨:IT6~IT5,Ra0.4~0.2μm?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)外圓磨床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)液壓機(jī)構(gòu)?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)普通磨削－磨外圓橫磨法縱磨法?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨外錐面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)內(nèi)圓磨床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)普通磨削－磨內(nèi)圓－難?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨內(nèi)錐面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)平面磨床?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨平面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)普通磨削－磨平面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)磨平面?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)端磨vs周磨?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)問題：普通磨削－磨導(dǎo)軌面這是什么“磨法”??2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)（2）無心磨削無心縱磨法?2004金工教研室切削加工工藝基礎(chǔ)無心橫磨法無心橫磨法?