機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

一、切削刀具4.多齒刀具(2)銑刀1.2切削刀具及其材料銑刀的類型及用途第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

二、刀具材料1.常用的刀具材料1.2切削刀具及其材料常用刀具材料基本性能第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

一、積屑瘤在一定范圍的切削速度下切削塑性金屬形成帶狀切屑時(shí)，常發(fā)現(xiàn)在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附著一小塊很硬的金屬楔塊，這就是積屑瘤(thebuilt-upedge)，或稱刀瘤1.積屑瘤的形成1.3

切削過程及控制積屑瘤的形成與脫落第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

一、積屑瘤2.積屑瘤對(duì)切削加工的影響粗加工時(shí)可利用積屑瘤；精加工時(shí)應(yīng)盡量避免積屑瘤產(chǎn)生3.積屑瘤的控制

影響積屑瘤形成的主要因素有：工件材料的力學(xué)性能、切削速度和冷卻潤滑條件等。

避免和減小積屑瘤的方法是：①加工時(shí)控制切削速度，避開產(chǎn)生積屑瘤的切削速度區(qū)；②增加刀具前角以減小切削變形，降低切屑接觸區(qū)壓力；③使用潤滑性能良好的切削液，減小摩擦；④用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒ㄌ岣吖ぜ牧系挠捕?，降低塑性，減小加工硬化傾向。1.3切削過程及控制第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

、切削力和切削功率1.切削力的構(gòu)成與分解

總切削力F一般常分解為3個(gè)互相垂直的分力切削力Fc

總切削力F在主運(yùn)動(dòng)方向上的分力進(jìn)給力Ff

總切削F在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的分力背向力Fp

總切削力F在垂直于工作平面方向上的分力3個(gè)切削分力與總切削力F有如下關(guān)系：

1.3切削過程及控制第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

三、切削力和切削功率2.切削力的估算

車削外圓時(shí)，計(jì)算Fc的經(jīng)驗(yàn)公式如下：

N

經(jīng)驗(yàn)公式中的系數(shù)和指數(shù)，可從“切削用量手冊(cè)”中查出

生產(chǎn)中，常用切削層單位面積切削力Kc來估算切削力Fc的大小。因?yàn)镵c是切削力Fc與切削層公稱橫截面積AD之比，所以1.3切削過程及控制第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

三、切削力和切削功率3.切削功率

切削功率Pm可用下式計(jì)算

kW

機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率PE可用下式計(jì)算

kW1.3切削過程及控制第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

四、切削熱和切削溫度1.切削熱的產(chǎn)生、傳出及對(duì)加工的影響

切削熱主要有3個(gè)切削熱源切屑變形所產(chǎn)生的熱量，

是切削熱的主要來源；切屑與刀具前刀面之間

的摩擦所產(chǎn)生的熱量；工件與刀具后刀面之間

的摩擦所產(chǎn)生的熱量。1.3切削過程及控制第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

四、切削熱和切削溫度2.切削溫度及其影響因素

切削溫度的高低取決于切削熱的產(chǎn)生和傳散情況。

影響切削溫度的主要因素有1.3切削過程及控制切削用量工件材料刀具角度切削液切削油乳化液水溶液第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

五、刀具磨損和刀具壽命1.刀具磨損形態(tài)1.3切削過程及控制后刀面磨損后刀面磨損量以后刀面上磨損寬度值VB表示前刀面磨損前刀面的磨損量以月牙洼的最大深度KT表示前后刀面同時(shí)磨損在常規(guī)條件下加工塑性金屬時(shí)，常出現(xiàn)第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)五、刀具具磨損和和刀具壽壽命2.刀具磨損損過程1.3切削過程程及控制制硬質(zhì)合金車刀主后刀面磨損量VB與切削時(shí)間之間的關(guān)系(磨損曲線)第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)五、刀具具磨損和和刀具壽壽命3.影響刀具具磨損的的因素切削用量量中，切切削速度度對(duì)刀具具磨損的的影響最最大，進(jìn)進(jìn)給量f次之，背背吃刀量量ap最小。4.刀具壽命命一把新刀刀(或重新刃刃磨過的的刀具)從開始使使用直至至達(dá)到磨磨鈍標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)所經(jīng)歷歷的實(shí)際際切削時(shí)時(shí)間，稱稱為刀具具壽命，，以T表示。一把新刀刀從第一一次投入入使用直直至完全全報(bào)廢(經(jīng)刃磨后后亦不可可再用)時(shí)所經(jīng)歷歷的實(shí)際際切削時(shí)時(shí)間，叫叫做刀具具總壽命命。1.3切削過程程及控制制第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)3、切削用用量的合合理選擇擇所謂“合合理”的的切削用用量是指指充分利利用切削削性能和和機(jī)床動(dòng)動(dòng)力性能能(功率、扭扭矩)，在保證證質(zhì)量的的前提下下，獲得得高的生生產(chǎn)率和和低的加加工成本本的切削削用量。。(1)選擇背吃吃刀量ap(2)選擇進(jìn)給給量f(3)選擇切削削速度vc切削用量量選擇的的基本原原則是：：粗加工工時(shí)在保保證合理理的刀具具壽命的的前提下下，首先先選盡可可能大的的背吃刀刀量ap，其次選選盡可能能大的進(jìn)進(jìn)給量f，最后選選取適當(dāng)當(dāng)?shù)那邢飨魉俣葀c；精加工工時(shí)，主主要考慮慮加工質(zhì)質(zhì)量，常常選用較較小的背背吃刀量量和進(jìn)給給量，較較高的切切削速度度，只有有在受到到刀具等等工藝條條件限制制不宜采采用高速速切削時(shí)時(shí)才選用用較低的的切削速速度。1.3切削過程程及控制制第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)一、磨料料與磨具具磨削(grinding)是用帶有有磨粒的的工具(砂輪、砂砂帶、油油石等)對(duì)工件進(jìn)進(jìn)行加工工的方法法1.4磨具與磨磨削過程程磨料制造磨具的主要原料，直接擔(dān)負(fù)著切削工作粒度磨料顆粒的尺寸，其大小用粒度號(hào)表示結(jié)合劑將磨料粘合成具有一定強(qiáng)度和形狀的砂輪硬度磨具在外力作用下磨粒脫落的難易程度(又稱結(jié)合度)組織磨具中磨粒、結(jié)合劑、氣孔三者體積的比例關(guān)系形狀與尺寸根據(jù)機(jī)床類型和加工需要，將磨具制成各種標(biāo)準(zhǔn)的形狀和尺寸，常用的砂輪形狀、代號(hào)和用途如表所列磨具標(biāo)記磨具標(biāo)記的書寫順序是：形狀代號(hào)、尺寸、磨料、粒度號(hào)、硬度、組織號(hào)、結(jié)合劑和允許的最高線速度第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)一、磨料料與磨具具珩磨、超超精加工工及鉗工工使用的的磨具為為油石1.4磨具與磨磨削過程程油石的形形狀第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、磨削削過程比較凸出出的和比比較鋒利利的磨粒粒起切削作用用凸出高度度較小或或較鈍的的磨粒起起刻劃作用磨鈍的或或比較凹凹下的磨磨粒與工工件表面產(chǎn)生生滑擦，，起摩擦擦拋光作作用比較鋒利利且凸出出的單個(gè)個(gè)磨粒，，其切削過程程大致也也可分為為三個(gè)階階段1.4磨具與磨磨削過程程第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)三、磨削削過程的的特點(diǎn)1.背向力大大2.磨削溫度度高3.表面變形形強(qiáng)化和和殘余應(yīng)應(yīng)力嚴(yán)重重1.4磨具與磨磨削過程程第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)一、衡量量材料切切削加工工性的指指標(biāo)1.衡量切削削加工性性的指標(biāo)標(biāo)物理量vT來表示材材料的切切削加工工性。vT的含義是是：當(dāng)?shù)兜毒邏勖鼮門分鐘時(shí)，，切削某某種材料料所允許許的切削削速度2.材料的相相對(duì)切削削加工性性切削加工工性的概概念具有有相對(duì)性性，如下下式1.5材料的切切削加工工性第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)一、衡量量材料切切削加工工性的指指標(biāo)常用材料料的相對(duì)對(duì)加工性性Kr分為8級(jí)1.5材料的切切削加工工性材料相對(duì)對(duì)加工性性等級(jí)第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、常用用材料的的切削加加工性化學(xué)成分分和金相相組織對(duì)對(duì)工件材材料切削削加工性性影響很很大，主主要應(yīng)從從這兩方方面著手手改善切切削加工工性。1.調(diào)整材料料的化學(xué)學(xué)成分2.熱處理改改變金相相組織三、難加加工材料料的切削削加工性性材料的相相對(duì)加工工性Kr小于0.65時(shí)，屬于于難加工工材料,切削難切切金屬材材料的主主要措施施有：1.改善切削削加工條條件2.選用合適適的刀具具材料3.優(yōu)化刀具具幾何參參數(shù)和切切削用量量4.對(duì)材料進(jìn)進(jìn)行適當(dāng)當(dāng)熱處理理5.選用合適適的切削削液6.重視切屑屑控制1.5材料的切切削加工工性第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)一、工工藝過程程的基本本概念1.生產(chǎn)過程程和工藝藝過程由原材料料制成各各種零件件并裝配配成機(jī)器器的全過過程，稱稱為生產(chǎn)過程程生產(chǎn)過程程中，直直接改變變生產(chǎn)對(duì)對(duì)象的形形狀、尺尺寸、表表面質(zhì)量量、性質(zhì)質(zhì)及相對(duì)對(duì)位置等等，使其其成為成成品或半半成品的的過程，，稱為工藝過程程采用機(jī)械械加工的的方法按按一定順順序直接接改變毛毛坯的形形狀、尺尺寸及表表面質(zhì)量量，使其其成為合合格零件件的工藝藝過程，，稱為機(jī)械加工工工藝過過程1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)一、工工藝過程程的基本本概念2.機(jī)械加工工工藝過過程的組組成(1)工序1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念階梯軸單件生產(chǎn)階梯軸的工藝過程大批量生產(chǎn)階梯軸的工藝過程第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)一、工工藝過程程的基本本概念2.機(jī)械械加工工工藝過程程的組成成(2)安裝一道工序序中，工工件在加加工位置置上至少少要裝夾夾一次，，但有的的工件也也可能會(huì)會(huì)裝夾幾幾次，，工件每每經(jīng)一次次裝夾后后所完成成的那部部分工序序稱為安裝(3)工工位工件在機(jī)機(jī)床上占占據(jù)每一一個(gè)位置置所完成成的那部部分工序序稱為工位1.6機(jī)械加加工工工藝過過程基基本概概念復(fù)合工步車削階梯軸第一章章機(jī)機(jī)械械加工工基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)一、、工藝藝過程程的基基本概概念2.機(jī)械械加工工工藝藝過程程的組組成(4)工步步工步是是加工工表面面、切切削刀刀具和和切削削用量量(僅指主主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和和進(jìn)給給量)都不變變的情情況下下所所完成成的那那一部部分工工藝過過程1.6機(jī)械加加工工工藝過過程基基本概概念第一章章機(jī)機(jī)械械加工工基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)一、、工藝藝過程程的基基本概概念3.生生產(chǎn)綱綱領(lǐng)和和生產(chǎn)產(chǎn)類型型(1)生產(chǎn)產(chǎn)綱領(lǐng)領(lǐng)企業(yè)在在計(jì)劃劃期內(nèi)內(nèi)應(yīng)當(dāng)當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)的產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)產(chǎn)量和和進(jìn)度度計(jì)劃劃,零件在在計(jì)劃劃期為為一年年的生生產(chǎn)綱綱領(lǐng)N可按下下式計(jì)計(jì)算(2)生產(chǎn)產(chǎn)類型型1)單件生生產(chǎn)2)成批生生產(chǎn)3)大量生生產(chǎn)1.6機(jī)械加加工工工藝過過程基基本概概念第一章章機(jī)機(jī)械械加工工基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)一、、工藝藝過程程的基基本概概念1.6機(jī)械加加工工工藝過過程基基本概概念各種生生產(chǎn)類類型的的生產(chǎn)產(chǎn)綱領(lǐng)領(lǐng)及工工藝特特點(diǎn)單單位：：件第一章章機(jī)機(jī)械械加工工基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工工件的的安裝裝和夾夾具1.工工件的的安裝裝工件從從定位位到夾夾緊的的全過過程稱稱為安安裝。。工件件的安安裝方方式，，對(duì)于于零件件的加加工質(zhì)質(zhì)量、、生產(chǎn)產(chǎn)率和和制造造成本本都有有較大大的影影響。。不同的的生產(chǎn)產(chǎn)條件件下，，工件件的安安裝方方式是是不同同的，，主要要有兩兩種安安裝方方式：：(1)直接安安裝法法(2)專用夾夾具安安裝法法1.6機(jī)械加加工工工藝過過程基基本概概念第一章章機(jī)機(jī)械械加工工基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工工件的的安裝裝和夾夾具2.機(jī)機(jī)床夾夾具的的分類類和組組成鉆床夾夾具1.6機(jī)械加加工工工藝過過程基基本概概念第一章章機(jī)機(jī)械械加工工基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工工件的的安裝裝和夾夾具2.機(jī)機(jī)床夾夾具的的分類類和組組成專用夾夾具一一般由由以下下部分分組成成：(1)定位元元件工件以以平面面定位位時(shí)，，用支支承釘釘和支支承板板作定定位元元件1.6機(jī)械加加工工工藝過過程基基本概概念第一章機(jī)機(jī)械加工工基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件的的安裝和夾夾具2.機(jī)床夾夾具的分類類和組成專用夾具一一般由以下下部分組成成：(1)定位元元件工件以以外圓圓柱面面定位位時(shí)，，用V形塊和和定位位套筒筒作定定元件件1.6機(jī)械加加工工工藝過過程基基本概概念第一章章機(jī)機(jī)械械加工工基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工工件的的安裝裝和夾夾具2.機(jī)機(jī)床夾夾具的的分類類和組組成專用夾夾具一一般由由以下下部分分組成成：(1)定位元元件工件以以孔定定位時(shí)時(shí)，用用定定位心心軸和和定位位銷作作定位位元件件1.6機(jī)械加加工工工藝過過程基基本概概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具2.機(jī)床床夾具的的分類和和組成(2)夾夾緊機(jī)機(jī)構(gòu)工件定位位后，為為了防止止工件由由于受切切削力等等外力的的作用而而產(chǎn)生位位移，而而將其夾夾牢緊固固的機(jī)構(gòu)構(gòu)1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具2.機(jī)床床夾具的的分類和和組成(3)導(dǎo)向元件件用來對(duì)刀刀和引導(dǎo)導(dǎo)刀具進(jìn)進(jìn)入正確加工位位置的零零件，如如圖所示示夾具上的鉆鉆套(4)夾夾具體和和其它部部分1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具3.基準(zhǔn)準(zhǔn)及其選選擇(1)設(shè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)在在零件圖圖紙上所所使用的的基準(zhǔn)，，以設(shè)計(jì)計(jì)基準(zhǔn)為為依據(jù)來來確定各各幾何何要素之之間的尺尺寸及相相互位置置關(guān)系1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具3.基準(zhǔn)準(zhǔn)及其選選擇(2)工工藝基準(zhǔn)準(zhǔn)制造零件件和裝配配機(jī)器的的過程中中所使用用的基準(zhǔn)準(zhǔn)，分為為定位基基準(zhǔn)、度度量基準(zhǔn)準(zhǔn)和裝配配基準(zhǔn)，，分別用用于工件件加工時(shí)時(shí)的定位位、工件件的測(cè)量量檢驗(yàn)和和零件的的裝配工件在加加工時(shí)，，用以確確定工件件對(duì)于機(jī)機(jī)床及刀刀具相對(duì)對(duì)位置的的表面，，稱為定位基準(zhǔn)準(zhǔn)工件上作作為定位位基準(zhǔn)的的點(diǎn)或線線，總是是由具體體表面來來體現(xiàn)的的，這個(gè)個(gè)表面稱稱為定位基準(zhǔn)準(zhǔn)面1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具3.基準(zhǔn)及其其選擇(3)粗粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的的選擇應(yīng)應(yīng)保證所所有加工工表面都都具有足足夠的加加工余量量，而且且各加工工表面對(duì)對(duì)不加工工表面具具有一定定的位置置精度。。選擇原原則如下下：1)選取不加加工的表表面作粗粗基準(zhǔn)1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具3.基準(zhǔn)及其其選擇(3)粗粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的的選擇應(yīng)應(yīng)保證所所有加工工表面都都具有足足夠的加加工余量量，而且且各加工工表面對(duì)對(duì)不加工工表面具具有一定定的位置置精度。。選擇原原則如下下：2)選取要求求加工余余量均勻勻的表面為粗基基準(zhǔn)1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具3.基準(zhǔn)及其其選擇(3)粗粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)的的選選擇擇應(yīng)應(yīng)保保證證所所有有加加工工表表面面都都具具有有足足夠夠的的加加工工余余量量，，而而且且各各加加工工表表面面對(duì)對(duì)不不加加工工表表面面具具有有一一定定的的位位置置精精度度。。選選擇擇原原則則如如下下：：3)對(duì)于于所所有有表表面面都都要要加加工工的的零零件，，應(yīng)應(yīng)選選擇擇余余量量和和公公差差最最小小的的表表面作作粗粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)，，以以避避免免余余量量不不足足而而造成成廢廢品品1.6機(jī)械械加加工工工工藝藝過過程程基基本本概概念念第一一章章機(jī)機(jī)械械加加工工基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識(shí)識(shí)二、、工工件件的的安安裝裝和和夾夾具具3.基準(zhǔn)準(zhǔn)及及其其選選擇擇(3)粗粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)的的選選擇擇應(yīng)應(yīng)保保證證所所有有加加工工表表面面都都具具有有足足夠夠的的加加工工余余量量，，而而且且各各加加工工表表面面對(duì)對(duì)不不加加工工表表面面具具有有一一定定的的位位置置精精度度。。選選擇擇原原則則如如下下：：4)為使使工工件件定定位位穩(wěn)穩(wěn)定定，，夾夾緊緊可可靠靠，，要要求求所所選選用用的的粗粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)盡盡可可能能平平整整、、光光潔潔，，不不允允許許有有鍛鍛造造飛飛邊邊、、鑄鑄造造澆澆冒冒口口切切痕痕或或其其它它缺缺陷陷，，并并有有足足夠夠的的支支承承面面積積。。5)在同一尺尺寸方向向上粗基基準(zhǔn)通常常只允許許使用一一次。1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具3.基準(zhǔn)準(zhǔn)及其選選擇(4)精精基準(zhǔn)其選擇的的具體原原則如下下：1)盡可能選選擇尺寸寸較大的的表面作作為精基基準(zhǔn)，以以提高安安裝的穩(wěn)穩(wěn)定性和和精確性性。2)盡可能選選用設(shè)計(jì)計(jì)基準(zhǔn)為為定位基基準(zhǔn)，即即符合““基準(zhǔn)重重合”原原則。3)遵守“基基準(zhǔn)統(tǒng)一一”原則則。4)互為基準(zhǔn)準(zhǔn)原則。。5)自為基準(zhǔn)準(zhǔn)原則。。1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具4.工件件在夾具具中的定定位(1)工工件的六六點(diǎn)定位位原理1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念工件的六點(diǎn)定位連桿的定位第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具4.工件件在夾具具中的定定位(1)工工件的六六點(diǎn)定位位原理工件定位位時(shí)，其其六個(gè)自自由度并并非在任任何情況況下都要要全部加加以限制制，要限限制的只只是那些些影響工工件加工工精度的的自由度度。如圖圖所示1.6機(jī)械加工工工藝過過程基本本概念第一章機(jī)機(jī)械械加工基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、工件件的安裝裝和夾具具4.工件件在夾具具中的定定位(1)工工件的六六