機(jī)床加工基礎(chǔ)知識(shí)

第一章基礎(chǔ)知識(shí)§1-1機(jī)床分類和型號(hào)編制方法§1-2機(jī)加工類型和工件分類§1-3切削基本概念§1-4刀具分類與組成§1-5刀具材料§1-1機(jī)床分類和型號(hào)編制方法一、金屬切削機(jī)床的分類1.按機(jī)床的加工性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類我國(guó)將機(jī)床分為11大類，分別是車床、鉆床、鏜床、銑床、刨插床、拉床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、鋸床和其他機(jī)床。2.按機(jī)床的通用程度分類機(jī)床分類表3.按機(jī)床的精度分類在同一種機(jī)床中，根據(jù)加工精度不同，又可分為普通機(jī)床、精密機(jī)床和高精度機(jī)床。4.其他分類按機(jī)床質(zhì)量的大小，可分為儀表機(jī)床、中型機(jī)床、大型機(jī)床、重型機(jī)床和超重型機(jī)床；按機(jī)床自動(dòng)化程度的不同，可分為手動(dòng)機(jī)床、機(jī)動(dòng)機(jī)床、半自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床；按機(jī)床運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件數(shù)目的不同，可分為單軸的與多軸的、單刀架的與多刀架的機(jī)床等。二、金屬切削機(jī)床型號(hào)的編制方法1.通用機(jī)床型號(hào)編制(1)通用機(jī)床的型號(hào)(2)機(jī)床類、組、系的劃分及其代號(hào)機(jī)床的類別和分類代號(hào)部分機(jī)床類別、組別劃分(3)機(jī)床的特性代號(hào)機(jī)床通用特性代號(hào)(4)機(jī)床主參數(shù)機(jī)床主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小的參數(shù)。主參數(shù)在型號(hào)規(guī)格中位于組、代號(hào)之后，用數(shù)字表示。其數(shù)值是實(shí)際值（單位為mm）或?qū)嶋H值的1/10或1/100。(5)機(jī)床的重大改進(jìn)順序號(hào)當(dāng)機(jī)床的性能和結(jié)構(gòu)布局有重大改進(jìn)，并按新產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)、試制和鑒定時(shí)，在原機(jī)床型號(hào)的尾部加重大改進(jìn)順序號(hào)，以區(qū)別于原機(jī)床型號(hào)。序號(hào)按字母A、B、C…的順序選用。例1-1

CA6140型臥式車床例1-2

MG1432A型高精度萬(wàn)能外圓磨床2.專用機(jī)床型號(hào)(1)設(shè)計(jì)單位代號(hào)。包括機(jī)床生產(chǎn)廠和機(jī)床研究單位代號(hào)（位于型號(hào)之首）。(2)設(shè)計(jì)順序號(hào)。按設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)順序排列，由001起始，位于設(shè)計(jì)單位代號(hào)之后，并用“—”隔開(kāi)。§1-2機(jī)加工類型和工件分類一、機(jī)加工類型機(jī)加工是在機(jī)床上利用切削工具（刀具或砂輪等）從工件表面切除多余金屬，使工件獲得所需幾何形狀、尺寸和表面粗糙度的工藝方法。它是“機(jī)床金屬切削加工”的簡(jiǎn)稱。1.車削加工工件旋轉(zhuǎn)做主運(yùn)動(dòng)，車刀的移動(dòng)做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的加工方法稱為車削加工。2.鉆削加工用鉆頭或鉸刀、锪刀（含中心鉆）等在工件上加工孔的方法統(tǒng)稱為鉆削加工。a)鉆孔b)擴(kuò)孔c)鉸孔d)攻螺紋e)锪孔f)刮平面3.銑削加工銑刀旋轉(zhuǎn)做主運(yùn)動(dòng)，工件的直線移動(dòng)做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法稱為銑削加工。a)對(duì)稱銑削b)圓周銑削c)不對(duì)稱銑削d組合銑削4.刨削加工用刨刀對(duì)工件做水平直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的切削加工方法稱為刨削加工，刨削是一種間斷的切削。刨削加工簡(jiǎn)圖5.磨削加工磨削加工是指在磨床上用磨具（砂輪）對(duì)工件進(jìn)行加工的一種方法。刨削加工簡(jiǎn)圖圖二、機(jī)加工工件的分類1.軸類軸類零件是一種圓桿狀的機(jī)械零件，一般是由若干外圓柱面、圓錐面、溝槽、內(nèi)孔和螺紋等以不同形式組合而成的，也有由單一的圓柱表面組成的。a)光軸b)拉桿c)傳動(dòng)軸d)空心軸e)偏心軸f)凸輪軸2.套類零件a)b)滑動(dòng)軸承套c)鉆套d)軸承襯套e)氣缸套f)液壓缸套3.盤類零件盤類零件是由具有同一軸線且徑向尺寸較大的內(nèi)、外圓柱表面組成的，如法蘭盤、轉(zhuǎn)向盤、進(jìn)料盤、離合器體等。a)端蓋b)齒輪c)蝸輪d)帶輪4.箱體支架類零件箱體支架類零件外形呈長(zhǎng)方體或其他形狀，有些具有與外形相似的空腔，如機(jī)床的變速箱殼體、立柱、機(jī)身等。a)單孔支架b)雙孔支架c)箱體5.特型類零件形狀比較特殊的零件稱為特型類零件，如軸承座、十字孔工件、雙孔連桿、支架、曲軸等。a)軸承座b)十字孔工件c)雙孔連桿d)支架§1-3切削基本概念一、切削時(shí)的運(yùn)動(dòng)為了把工件上多余的金屬切除掉，以獲得需要的形狀、尺寸和精度，必須要求刀具相對(duì)工件具有確定的運(yùn)動(dòng)。按運(yùn)動(dòng)的作用不同，可將切削時(shí)的運(yùn)動(dòng)分為以下兩種：主運(yùn)動(dòng)直接切削工件的切削層，使之變?yōu)榍行嫉倪\(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)。2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指使工件的新金屬層不斷投入切削，以便切出整個(gè)新的工件表面的運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)和工件上形成的三個(gè)表面ａ）車削ｂ）銑削ｃ）刨削ｄ）鉆削ｅ）磨削１—主運(yùn)動(dòng)２—進(jìn)給運(yùn)動(dòng)３—待加工表面４—過(guò)渡表面５—已加工表面二、切削時(shí)形成的三個(gè)表面在切削過(guò)程中，隨著切削運(yùn)動(dòng)的不斷進(jìn)行，工件表面的被切削層不斷地被切去，新的表面逐漸形成。因此，在切削過(guò)程中工件上有三個(gè)不斷變化著的表面。1.已加工表面已加工表面是指隨著切削運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行而逐漸形成的新的表面。2.待加工表面待加工表面是指工件上即將被切去金屬層的表面，它隨著切削運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行而逐漸縮小，直到全部被切去。3.過(guò)渡表面過(guò)渡表面是指切削刃正在切削著的表面。由于切削刃隨切削運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行位置不斷變化，因此，過(guò)渡表面也隨著切削刃位置的移動(dòng)而移動(dòng)。三、切削用量要素1.銑削速度vc切削速度是在單位時(shí)間內(nèi)，工件或刀具沿主運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)的距離。它的單位是m/min或m/s。如主運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，切削速度是指切削刃在旋轉(zhuǎn)體外緣處的圓周速度，其計(jì)算公式如下：式中d——工件或刀具的直徑，mm；

n——工件或刀具的轉(zhuǎn)速，r/min；2.進(jìn)給量f進(jìn)給量是指在主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)時(shí)間內(nèi)，刀具和工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)移動(dòng)的距離。對(duì)于多刃刀具，通常用每齒進(jìn)給量fz(mm/齒)或每分鐘進(jìn)給量ff(mm/min)表示。3.背吃刀量ap背吃刀量是已加工表面與待加工表面之間的垂直距離，也是刀具切入工件的深度，用ap表示，單位為mm。在車削時(shí)，它的計(jì)算公式為：式中dw——工件待加工表面的直徑，mm；

dm——工件已加工表面的直徑，mm；§1-4刀具分類與組成一、刀具分類按機(jī)床加工方式和加工對(duì)象不同，可分為車刀、銑刀、刨刀、砂輪、鉆頭、鉸刀、絲錐及板牙等；按加工表面不同，可分為外圓表面加工刀具、內(nèi)孔表面加工刀具、平面加工刀具、螺紋刀具、成形刀具、齒輪刀具等；按刀具的切削刃數(shù)目不同，可分為單刃刀具、雙刃刀具、多刃刀具；按結(jié)構(gòu)形式不同，可分為整體式刀具、焊接式刀具、機(jī)械夾固式刀具；按刀片使用后是否重磨，又可分為機(jī)夾重磨式和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式（不重磨）兩種；按刀具切削部分的材料不同，可分為工具鋼刀具、高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具。二、刀具組成1.切削部分刀具的切削部分是刀具最重要的部分。它直接承擔(dān)切除工件上多余金屬層的任務(wù)，并且直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。外圓車刀的組成2.導(dǎo)向部分（或校準(zhǔn)部分）在刀具中，有的具有導(dǎo)向部分（如麻花鉆、鉸刀、立銑刀等），這些刀具一般用于內(nèi)孔、溝槽和內(nèi)螺紋加工。3.夾持部分（刀體）夾持部分用于把刀具裝夾在刀架或套筒內(nèi)，以便將機(jī)床的動(dòng)力傳給刀具，完成切削工作（1）實(shí)體夾持。刀具的夾持部分做成實(shí)體，使用時(shí)直接將刀具裝在刀架或錐套內(nèi)，如車刀、刨刀、鉆頭、立銑刀等。（2）刀軸裝夾夾持。刀具的夾持部分做成圓柱孔，孔內(nèi)加工有鍵槽，切削時(shí)將刀具裝在刀軸上，通過(guò)刀軸使刀具進(jìn)行切削加工。這類刀具有圓柱銑刀、三面刃銑刀等?！?-5刀具材料一、刀具材料的性能要求1.較高的硬度和耐磨性2.有足夠的強(qiáng)度和韌性3.耐熱性高4.良好的工藝性能二、常用刀具材料的種類1.碳素工具鋼碳素工具鋼是指含碳量為0.6%~1.2%的優(yōu)質(zhì)鋼，淬火后的硬度60~64HCR。含碳量越高，硬度與耐磨性越高，但韌性會(huì)降低。2.合金工具鋼在碳素工具鋼中加入一定量的合金元素，如鎢、鉻、鉬、釩、錳、硅等，即成為合金工具鋼。3.高速鋼高速鋼又稱鋒鋼或白鋼。高速鋼是以鎢、鉻、鉬、釩、鈷為主要合金元素的高合金含量的合金工具鋼。4.硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是用高硬度難熔的金屬碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）粉末，用鈷或鉬、鎢為黏結(jié)劑，采用粉末冶金方法制成（經(jīng)高壓壓制后再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成）的。硬質(zhì)合金的特點(diǎn)（與高速鋼相比）如下：(1)硬質(zhì)合金硬度高，紅硬性好，但是較脆。(2)鎢鈷類硬質(zhì)合金韌性較好，抗沖擊性好但其紅硬性較差，切削刃成形困難。(3)鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金由于含碳化鎢較多，其紅硬性較好，具有較高的耐熱性和耐磨性。(4)硬質(zhì)合金刀具的切削速度一般選120~160m/min，甚至還可以更高一些，對(duì)于提高加工效率有著重要的影響。常見(jiàn)硬質(zhì)合金的性能5.其他材料（1）陶瓷。陶瓷是氧化鋁的基礎(chǔ)上添加一些微量添加劑，經(jīng)冷壓燒結(jié)而成，是一種廉價(jià)的非金屬刀具材料。（2）人造金剛石。它的主要成分是碳，是石墨的同素異形體，由碳經(jīng)高溫、高壓轉(zhuǎn)變而成。（3）立方氮化硼。它由氮化硼經(jīng)高溫、高壓轉(zhuǎn)變而成。§1-6切削液一、切削液的作用1.冷卻作用2.潤(rùn)滑作用3.清洗作用二、切削液的種類1.水基切削液（1）合成切削液。又稱水溶液，它的主要成分是水，并在水中加入一定的防銹劑（亞硝酸鈉、碳酸鈉等），按一定的比例配制而成。（2）乳化液。乳化液是將乳化油用水稀釋而成，呈白色。2.油基切削液（切削油）切削油主要是礦物油，其他還有動(dòng)、植物油和復(fù)合油（以礦物油為基礎(chǔ)，添加5％～30％混合植物油）等。2.油基切削液（切削油）切削油主要是礦物油，其他還有動(dòng)、植物油和復(fù)合油（以礦物油為基礎(chǔ)，添加5％～30％混合植物油）等。三、切削液的選擇水基切削液和油基切削液的潤(rùn)滑、冷卻性能各不相同，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)工件的材料、刀具的材料、工藝要求以及切削液性質(zhì)和潤(rùn)滑方式合理選擇。1.粗加工時(shí)切削液的選擇粗加工時(shí)，金屬切除量大，產(chǎn)生熱量多，切削溫度高，而對(duì)加工表面質(zhì)量要求不高，所以應(yīng)采用以冷卻為主的切削液；精加工時(shí)，對(duì)工件表面質(zhì)量的要求較高，并希望銑刀耐用，而由于精加工時(shí)金屬切除量小，產(chǎn)生熱量少，對(duì)冷卻作用的要求不高，所以應(yīng)采用以潤(rùn)滑為主的切削液。2.精加工時(shí)切削液的選擇精加工時(shí)主要考慮的是保證工件的