第一章切削加工概論

1、第一章切削加工概論第一章 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 要求：了解其對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和應用范圍。一、切削加工的分類、特點、作用和發(fā)展方向（一）、切削加工的分類 1、機械加工（機工）利用機械力對各種工件進行加工。 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）在鉗臺上以手工工具為主對工件進行加工的各種加工方法。 方法：劃線、鋸削、鏨削、銼削、刮削

2、、研磨等。（二）、切削加工的特點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 隨著科學技術和現(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：加工設備朝著數(shù)控技術、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、機械化、單機自動化、剛性流水線自動化向柔性自動化和智

3、能自動化方向發(fā)展。（四）、展望 21世紀的切削加工技術必將面臨未來自動化制造環(huán)境的一系列新的挑戰(zhàn)，它必然要與計算機、自動化、系統(tǒng)論、控制論及人工智能、計算機輔助設計與制造、計算機集成制造系統(tǒng)等高新技術及理論相融合，向著精密化、柔性化和智能化方向發(fā)展，沿著數(shù)控技術（NC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）及計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的臺階向上攀登，并由此推動其他各新興學科在切削理論和技術中的應用。二、零件的種類及組成1、零件的種類按結構可分類6類（1）軸類（2）盤套類（3）支架箱體類 （4）六面體類（5）機身機座類（6 ）特殊類零件2、組成零件的表面組成零件常見的表面有外圓、內(nèi)圓、錐面、平面、螺紋、齒

4、形、成形面及各種溝槽等。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、機床的切削運動1、機床的切削運動主運動：切除工件上的切削層，使之成為切屑，形成工件新表面的運動。進給運動：使切削層不斷投入切削的運動。 a)車削 b)鉆削 c) 銑削 d)刨削 e)磨削 f)滾齒 圖1.2 切削運動簡圖幾種典型機床的切削運動見表1.1。 表1.1 幾種典型機床的切削運動 2、切削用量三要素在切削運動的作用下，工件上有三個不斷變化的表面，見圖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 (過渡表面)：工件上正在切削的表面。

5、它由切削刃形成，在下一切削行程，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、進給量、吃刀量（背吃刀量、側吃刀量、進給吃刀量）（1）切削速度 （切削刃選定點相對于工件的主運動的瞬時速度）主運動為回轉(zhuǎn)運動：d切削刃選定點處工件或刀具直徑，mm。n工件或刀具的轉(zhuǎn)速，r/min。主運動為往復運動：L行程長度，mm。nr往復次數(shù)，str/min。（2）進給量f （刀具在進給運動方向上相對于工件的位移量） mm/r,mm/str 每齒進給量 （多刃切削刀具，銑、鉸、拉）（3）背吃刀量（切削深度）（垂直于進給運動方向上測量的主切削刃切入工件的深度）)(601

6、000smdnvc)(6010002smLnvrccfZnnfvff)min(1000mdnvc)min(10002mLnvrc（3）背吃刀量（切削深度）ap（垂直于進給運動方向上測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，在一定的切削運動下，由刀尖軌跡獲得零件所需表面的成形方法

7、。如車削、銑削、刨削等。（2）、成形法：利用成形刀具，在一定的切削運動下，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：在一定的切削運動下，利用刀具依次連續(xù)切出的若干微小面積而包絡出所需表面的方法。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個階段，見表1.2。表1.2 切削加工的階段階段名稱目的尺寸公差等級范圍

8、Ra值范圍（m）相應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備IT10IT96.33.2半精車、半精鏜、半精銑、擴孔等精加工使一般零件的主要表面達到規(guī)定的精度和粗糙度要求，或為要求很高的主要表面進行緊密加工作準備一般精加工IT8IT7（精車）1.60.8精車、精銑、精刨、粗磨、粗鉸精密精加工IT7IT6（精磨）0.80.2精磨、精鉸、精拉等 切削加工分階段，具有如下優(yōu)點：（1）避免毛坯內(nèi)應力的釋放而影響加工精度。（2）避免粗加工時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。（3）先粗加工一遍，可及時發(fā)現(xiàn)毛坯的內(nèi)在缺陷面決定取舍。（4）可合理使用機床。（5）便于工藝過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上