機(jī)械制造基礎(chǔ)(清華) PPT課件

1、第1章 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)概述,（時(shí)間：4次課，8學(xué)時(shí)）,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),主講：劉曙光,地址：J8樓 409室,Tel: 81217（O）,E-mail: ,qq: 1187288926,本課程的性質(zhì)、目的與基本要求,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械類各專業(yè)的主干專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。通過(guò)本課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生了解和掌握機(jī)械制造技術(shù)的有關(guān)基本理論、基本知識(shí)和基本技能，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。,課 程 介 紹,本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo),教學(xué)目標(biāo)： 機(jī)械產(chǎn)品是由若干機(jī)械零件組成的。要獲得需要的機(jī)械零件，必需要了解該零件表面的成形方法，通過(guò)選擇合適的機(jī)床、刀具和夾具，采用正確的裝夾方法，對(duì)材料或毛坯進(jìn)行加工，即變成

2、具有一定形狀、尺寸和精度的零件。其中，由機(jī)床、刀具、夾具和工件組成的系統(tǒng)稱為機(jī)械加工工藝系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱工藝系統(tǒng)），它對(duì)能否滿足工件的要求起著決定性的作用。本章重點(diǎn)分析工藝系統(tǒng)各部分特點(diǎn)及機(jī)械加工中常用的概念和方法。,第1章 概 論,教學(xué)目標(biāo)： 機(jī)械產(chǎn)品是由若干機(jī)械零件組成的。要獲得需要的機(jī)械零件，必需要了解該零件表面的成形方法，通過(guò)選擇合適的機(jī)床、刀具和夾具，采用正確的裝夾方法，對(duì)材料或毛坯進(jìn)行加工，即變成具有一定形狀、尺寸和精度的零件。其中，由機(jī)床、刀具、夾具和工件組成的系統(tǒng)稱為機(jī)械加工工藝系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱工藝系統(tǒng)），它對(duì)能否滿足工件的要求起著決定性的作用。本章重點(diǎn)分析工藝系統(tǒng)各部分的特點(diǎn)及機(jī)械加工中

3、常用的概念和方法。,本課程的性質(zhì)、目的與基本要求,本課程的性質(zhì)、研究對(duì)象、主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求 1、性質(zhì)：是機(jī)械類各專業(yè)的主干專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。 2、研究對(duì)象：金屬切削原理、金屬切削機(jī)床與刀具、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理以及機(jī)械產(chǎn)品的制造工藝（包括零件加工和裝配兩方面）。 3、主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求 （1）以金屬切削理論為基礎(chǔ)，要求掌握金屬切削的基本原理和基本知識(shí)，并具有根據(jù)具體情況合理選擇加工方法（機(jī)床、刀具、切削用量、切削液等）的初步能力； （2）掌握機(jī)械加工的基礎(chǔ)理論和知識(shí)：如定位理論、工藝尺寸鏈理論、加工精度理論等。 （3）了解影響加工質(zhì)量的各種因素，學(xué)會(huì)分析研究加工質(zhì)量的方法； （4）學(xué)會(huì)制定零件機(jī)

4、械加工工藝過(guò)程的方法； （5）掌握機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法。,學(xué) 習(xí) 方 法,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是一門綜合性、實(shí)踐性、靈活性較強(qiáng)的課程，它涉及了毛坯制造、金屬材料、熱處理、公差配合等方面的知識(shí)。金屬切削理論和機(jī)械制造工藝知識(shí)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。因此，希望學(xué)習(xí)本課程時(shí)必須重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，即通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)及工廠調(diào)研來(lái)更好地體會(huì)、加深理解。本書(shū)給出的僅是基本概念與理論，真正的掌握與應(yīng)用必須在不斷的實(shí)踐理論實(shí)踐的循環(huán)中善于總結(jié)，才能達(dá)到自由王國(guó)的境界。,學(xué),教,教 學(xué) 環(huán) 節(jié),課堂講授 課堂討論 實(shí)驗(yàn)課 課外作業(yè),成 績(jī) 評(píng) 定,1. 期末考試成績(jī)（閉卷）（70） 2. 綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)、討論課成

5、績(jī)和附加成績(jī)（10） 3. 作業(yè)成績(jī)（10） 4. 實(shí)驗(yàn)成績(jī)（10）,實(shí) 驗(yàn) 安 排,第 六 周： 1、刀具角度； 2、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng),地點(diǎn): J8樓 112室 57592 喬志剛老師聯(lián)系,使用教材： 倪小丹等主編。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M，清華大學(xué)出版社，07.3 參考教材： 1.張世昌等主編。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M， 高教出版社，2008.12 2.王啟平主編，機(jī)械制造工藝學(xué)M， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002. 3.陳日曜主編。金屬切削原理M，機(jī)械工業(yè)出版社，1993.,答 疑 安 排,1、暫定每周四晚7:00-9:30答疑地點(diǎn): J8樓-409室 2、隨時(shí)可以利用電子郵件聯(lián)系 E-mail: qq

6、: 1187288926,目 錄 第1章 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)概述 第2章 金屬切削基本原理 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 第4章 機(jī)械加工精度與表面質(zhì)量 第5章 機(jī)床夾具 第6章 機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ) 第7章 典型零件加工,第1章 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)概述,（時(shí)間：4次課，8學(xué)時(shí)）,第1章 概 論,教學(xué)目標(biāo)： 機(jī)械產(chǎn)品是由若干機(jī)械零件組成的。要獲得需要的機(jī)械零件，必需要了解該零件表面的成形方法，通過(guò)選擇合適的機(jī)床、刀具和夾具，采用正確的裝夾方法，對(duì)材料或毛坯進(jìn)行加工，即變成具有一定形狀、尺寸和精度的零件。其中，由機(jī)床、刀具、夾具和工件組成的系統(tǒng)稱為機(jī)械加工工藝系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱工藝系統(tǒng)），它對(duì)能否滿足工件的要求起著決定

7、性的作用。本章重點(diǎn)分析工藝系統(tǒng)各部分的特點(diǎn)及機(jī)械加工中常用的概念和方法。,第1章 概 論,教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： 工件表面的成形方法 典型機(jī)床的加工工藝范圍 刀具的幾何角度 工件定位的方式 六點(diǎn)定則 獲得加工精度的方法,第1章 概 論,案例導(dǎo)入 怎樣獲得如圖1.1所示的階梯軸零件？分析：它是由一些外圓柱面、圓錐面(倒角)和平面組成，并有尺寸精度和表面粗糙度要求。怎樣才能獲得這些表面？需要哪些運(yùn)動(dòng)？需要用什么機(jī)床、刀具、夾具和量具？怎樣把它裝在機(jī)床上？精度怎樣？,第1章 概 論,圖1.1 階梯軸簡(jiǎn)圖,第1章 概 論,1.1 機(jī)械加工的基本概念 1.2 機(jī)械加工工藝裝備 1.3 基準(zhǔn)的概念及其分類 1.

8、4 工件定位的六點(diǎn)定則 1.5 獲得加工精度的方法 1.6 實(shí) 訓(xùn) 1.7 習(xí) 題,1.1 機(jī)械加工的基本概念,1.1.1 工件表面的成形方法 1.1.2 切削加工成形運(yùn)動(dòng)和切削用量,1.1 機(jī)械加工的基本概念,通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，要求掌握機(jī)械零件表面的成形方法軌跡法、成形法、相切法和展成法；熟悉零件常見(jiàn)表面（外圓、孔、平面、螺紋、齒面）的機(jī)械加工方法；掌握切削加工中的運(yùn)動(dòng)、切削用量與切削層截面參數(shù)。,1.1.1 工件表面的成形方法,所有機(jī)械零件的表面，都是由一些基本表面形成的。這些表面包括平面、圓柱面、圓錐面以及各種成形表面（如螺紋表面、漸開(kāi)線齒面等），這些表面通常可以看成是一條母線沿著另一條導(dǎo)

9、線運(yùn)動(dòng)而形成的。圖1.2所示的幾何表面都是由母線1沿導(dǎo)線2運(yùn)動(dòng)而形成的。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線。,1.1.1 工件表面的成形方法,圖1.2 零件表面的成形,1.1.1 工件表面的成形方法,需要指出：1雖然母線和導(dǎo)線相同，但若兩者間起始位置不同，形成的表面也不同，如圖1.2中的b及c。2有些表面，其母線和導(dǎo)線可以互換，如圖1.2中a、d和f等，稱為可逆表面；另一些表面則不能互換，如圖中b和e，稱為不可逆表面。 切削加工中發(fā)生線是由刀具的切削刃和軌跡的相對(duì)運(yùn)動(dòng)得到的，不同的加工運(yùn)動(dòng)、不同的切削刃形狀，形成發(fā)生線的方式不同，獲得的零件表面就不同。形成零件表面的方法可以歸納為以下4種： （1）軌跡法

10、利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。切削刃與被加工表面為點(diǎn)接觸，發(fā)生線為接觸點(diǎn)的軌跡線。圖1.3中母線2，工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成導(dǎo)線，最終獲得回轉(zhuǎn)曲面。采用軌跡法形成發(fā)生線需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。,1.1.1 工件表面的成形方法,圖1.3 形成零件表面的4種方法,1.1.1 工件表面的成形方法,（2）成形法 利用成形刀具對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。如圖1.3b所示，切削刃1的形狀和長(zhǎng)度與所需形成的發(fā)生線（母線2）完全吻合，工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成導(dǎo)線，最終也獲得回轉(zhuǎn)曲面。 （3）相切法 利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。如圖1.3c所示，刀刃1作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)刀具軸線沿著發(fā)生線的等距線作

11、軌跡運(yùn)動(dòng)，切削點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線就是所需的發(fā)生線。為了用相切法得到發(fā)生線，需要二個(gè)成形運(yùn)動(dòng)，即刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具中心按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)。 （4）展成法 利用刀具和工件作展成切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工的方法。如圖1.3d所示，加工時(shí)，刀具1與工件按確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切削刃與被加工表面相切，切削刃各瞬時(shí)位置的包絡(luò)線，就是所需的發(fā)生線。用展成法形成發(fā)生線需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)（即刀具運(yùn)動(dòng)A與工件運(yùn)動(dòng)B組合而成的展成運(yùn)動(dòng)3）。,1.1.2 切削加工成形運(yùn)動(dòng)和切削用量,1. 成形運(yùn)動(dòng) （1）主運(yùn)動(dòng) 直接切除工件上的切削層，以形成工件以加工表面的基本運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)的速度最高，消耗功率最大，機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。主運(yùn)動(dòng)

12、可以由工件或由刀具完成，車削時(shí)的主運(yùn)動(dòng)是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 （2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 是指不斷把切削層投入切削的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度較低，消耗的功率較小。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不限于一個(gè)，可以是連續(xù)的，也可以是間歇性的。 切削時(shí)，工件上形成三個(gè)不斷變化著的表面（見(jiàn)圖1.4）： 已加工表面 指經(jīng)切削形成的新表面，它隨著切削運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行逐漸擴(kuò)大。 待加工表面 指即將被切除的表面。它隨著切削運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，逐漸縮小，直至全部切去。 過(guò)渡表面 指切削刃正在切削的表面。,1.1.2 切削加工成形運(yùn)動(dòng)和切削用量,圖1.4 車削時(shí)的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面,1.1.2 切削加工成形運(yùn)動(dòng)和切削用量,在切削過(guò)程中，切削刃相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)軌跡面，就是工

13、件上的過(guò)渡表面和已加工表面。這里有兩個(gè)要素，一是切削刃，二是切削運(yùn)動(dòng)。不同形狀的切削刃與不同的切削運(yùn)動(dòng)組合，即可形成各種工件表面，如圖1.5所示。,1.1.2 切削加工成形運(yùn)動(dòng)和切削用量,圖1.5 各種切削運(yùn)動(dòng)和加工表面,1.1.2 切削加工成形運(yùn)動(dòng)和切削用量,2. 切削用量 （1）切削速度 它是切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)線速度。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其切削速度為（單位為m/min） 式中 d完成主運(yùn)動(dòng)的工件或刀具的最大直徑（單位為mm）； n主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速（單位為r/min） （2）進(jìn)給量f 當(dāng)主運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具（或工件）沿進(jìn)給方向上的位移量f。進(jìn)給量的大小也反映了進(jìn)給速度（單位為m

14、m/min）的大小，關(guān)系為,1.1.2 切削加工成形運(yùn)動(dòng)和切削用量,背吃刀量 車削時(shí)（單位為mm）是工件上待加工表面與已加工表面間的垂直距離： 式中 工件待加工表面的直徑，單位為mm； 工件已加工表面的直徑，單位為mm。 合成切削速度 在主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行的情況下，切削刃上任一點(diǎn)的實(shí)際切削速度是它們的合成速度,1.2 機(jī)械加工工藝裝備,1.2.1 機(jī)床 1.2.2 刀具 1.2.3 夾具 1.2.4 量具,1.2 機(jī)械加工工藝裝備,零件加工時(shí)需要的成形運(yùn)動(dòng)，都是靠相應(yīng)的機(jī)床來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在加工過(guò)程中，除要使用機(jī)床外，還需要裝夾工件用的夾具、切除工件上多余材料使用的刀具以及判斷零件合格與否的量

15、具。機(jī)床、夾具、刀具和量具統(tǒng)稱為工藝裝備。,1.2.1 機(jī)床,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制 1.2.1.2 機(jī)床的傳動(dòng)原理 1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,1.2.1 機(jī)床,機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器，被稱為工作母機(jī)。根據(jù)加工工藝方法的不同，機(jī)床有幾大類，如金屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī)床、電加工機(jī)床、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、鑄造機(jī)床、熱處理機(jī)床（表面淬火機(jī)床）等。本書(shū)以介紹金屬切削機(jī)床為主。,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,機(jī)床的品種規(guī)格繁多，為了便于區(qū)別、使用和管理，必須對(duì)機(jī)床進(jìn)行分類，并編制型號(hào)。 1. 機(jī)床的分類 機(jī)床的傳統(tǒng)分類方法，主要是按加工性質(zhì)和所用的刀具進(jìn)行分類。根據(jù)國(guó)家制定的機(jī)床型號(hào)編

16、制方法，目前將機(jī)床分為12大類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床和其它機(jī)床。在每一類機(jī)床中，又按工藝范圍、布局形式和結(jié)構(gòu)，分為若干組，每一組又細(xì)分為若干系（系列）。,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,2. 機(jī)床型號(hào)的編制 機(jī)床型號(hào)是機(jī)床產(chǎn)品的代號(hào)，用以簡(jiǎn)明地表示機(jī)床的類型、通用和結(jié)構(gòu)特性、主要技術(shù)參數(shù)等。GB/T15375-94規(guī)定：機(jī)床的型號(hào)由漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律排列組成，適用于各類通用機(jī)床和專用機(jī)床（組合機(jī)床除外）。 通用機(jī)床型號(hào)的表示方法：,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,（） （） （）（）/ （）（-）

17、 企業(yè)代號(hào) 其它特性代號(hào) 重大改進(jìn)順序號(hào) 主軸數(shù)或第二主參數(shù) 主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號(hào) 系代號(hào) 組代號(hào) 通用特性、結(jié)構(gòu)特性代號(hào) 類代號(hào) 分類代號(hào),1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,（1）機(jī)床的類別代號(hào) 機(jī)床的類別代號(hào)用大寫的漢語(yǔ)拼音字母表示，如表1.1所示。若每類又有分類，則在類別代號(hào)之前用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 （2）機(jī)床的特性代號(hào) 機(jī)床的特性代號(hào)表示機(jī)床所具有的特殊性能，包括通用特性和結(jié)構(gòu)特性，用字母表示。當(dāng)某類機(jī)床除了有普通型外，還有某種特性時(shí)，應(yīng)在類別代號(hào)之后加特性代號(hào)予以區(qū)別。如表1.2所示為機(jī)床的通用特性代號(hào)。通用特性的代號(hào)在各類機(jī)床中所表示的意義相同；結(jié)構(gòu)特性代號(hào)無(wú)統(tǒng)一規(guī)定，在不同的機(jī)床

18、中含義也不相同，用于區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床。,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,（3）機(jī)床的組別代號(hào)和系列代號(hào) 機(jī)床的組別代號(hào)和系列代號(hào)用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，前者表示組別，后者表示系列。每類機(jī)床按其結(jié)構(gòu)性能及使用范圍劃分為10個(gè)組，每個(gè)組又劃分為10個(gè)系，分別用數(shù)字09表示。金屬切削機(jī)床的類、組劃分見(jiàn)表1.3所示。 （4）機(jī)床主參數(shù)和設(shè)計(jì)順序號(hào) 機(jī)床主參數(shù)代表機(jī)床規(guī)格的大小，用折算值（主參數(shù)乘以折算系數(shù)）表示。各類機(jī)床的主參數(shù)及折算系數(shù)見(jiàn)表1.4所示。 第二主參數(shù)一般是指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長(zhǎng)度、工作

19、臺(tái)工作長(zhǎng)度等等。第二主參數(shù)也用折算值表示。,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,（5）機(jī)床的重大改進(jìn)順序號(hào) 當(dāng)機(jī)床的性能及結(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)，在原有機(jī)床型號(hào)的尾部，加重大改進(jìn)號(hào)，以區(qū)別于原有機(jī)床型號(hào)。序號(hào)按A、B、C、的字母順序選用。 （6）其它特性代號(hào) 主要用以反映各類機(jī)床的特性，如對(duì)數(shù)控機(jī)床，可用來(lái)反映不同的數(shù)控系統(tǒng)；對(duì)于一般機(jī)床可用來(lái)反映同一型號(hào)機(jī)床的變型等。其它特性代號(hào)用漢語(yǔ)拼音字母或阿拉伯?dāng)?shù)字或二者的組合來(lái)表示。,1.2.1.1 機(jī)床的

20、分類與型號(hào)編制,（7）企業(yè)代號(hào) 生產(chǎn)企業(yè)單位的代號(hào)。 例如Z304016/S2型搖臂鉆床型號(hào)中：Z類別代號(hào)（鉆床類）； 3組別代號(hào)（搖臂鉆床組）；0系別代號(hào)（搖臂鉆床系）；40主參數(shù)（最大鉆孔直徑40mm）；16第二主參數(shù)（最大跨距1600mm）；S2企業(yè)代號(hào)（中捷友誼機(jī)床廠代號(hào)）。,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,3. 機(jī)床技術(shù)性能指標(biāo) 機(jī)床的技術(shù)性能指標(biāo)是根據(jù)使用要求確定的，通常包括以下內(nèi)容： （1）機(jī)床的工藝范圍 機(jī)床的工藝范圍是指機(jī)床上可以完成的工序種類，能加工的零件類型，使用的刀具，所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度，適用的生產(chǎn)規(guī)模等。 （2）機(jī)床的技術(shù)參數(shù) 機(jī)床的技術(shù)參數(shù)主要包括

21、：尺寸參數(shù)（幾何參數(shù)）、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。 尺寸參數(shù) 是指機(jī)床能夠加工工件的最大幾何尺寸。例如，對(duì)于臥式車床的主參數(shù)為床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑，第二主參數(shù)為最大工件長(zhǎng)度；對(duì)于矩臺(tái)平面磨床，主參數(shù)為工作臺(tái)面寬度，第二主參數(shù)為工作臺(tái)面長(zhǎng)度。,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,運(yùn)動(dòng)參數(shù) 是指機(jī)床加工工件時(shí)所能提供運(yùn)動(dòng)速度，包括主運(yùn)動(dòng)的速度范圍、速度數(shù)列和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)范圍、進(jìn)給量數(shù)列，以及空行程的速度等。對(duì)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速，對(duì)作直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是機(jī)床工作臺(tái)或滑枕的每分鐘往復(fù)次數(shù)。 大部分機(jī)床（如車床、鉆床）的進(jìn)給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)的位移（mm/r）來(lái)表示。直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的

22、機(jī)床（如刨床、插床）的進(jìn)給量，以每一往復(fù)的位移量來(lái)表示。銑床和磨床的進(jìn)給量，以每分鐘的位移量（mm/min）來(lái)表示。 動(dòng)力參數(shù) 是指機(jī)床驅(qū)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和空行程運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)（如額定功率、額定轉(zhuǎn)速等）。,1.2.1.1 機(jī)床的分類與型號(hào)編制,（3）機(jī)床的精度與剛度 機(jī)床的精度包括幾何精度和運(yùn)動(dòng)精度。機(jī)床的幾何精度指機(jī)床在靜止?fàn)顟B(tài)下的原始精度，包括各主要零部件的制造精度及其相互間的位置精度。機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度指機(jī)床的主要部件運(yùn)動(dòng)時(shí)的各項(xiàng)精度，包括回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度、直線運(yùn)動(dòng)精度、傳動(dòng)精度等。機(jī)床的剛度是指機(jī)床在受力作用下抵抗變形的能力。,1.2.1.2 機(jī)床的傳動(dòng)原理,1. 機(jī)床的基本組成 為實(shí)

23、現(xiàn)加工過(guò)程中所必須的各種運(yùn)動(dòng)，機(jī)床應(yīng)具備三個(gè)基本部分： （1）執(zhí)行件 執(zhí)行機(jī)床運(yùn)動(dòng)的部件，如主軸、刀架、工作臺(tái)等。其任務(wù)是裝夾刀具和工件，直接帶動(dòng)它們完成一定形勢(shì)的運(yùn)動(dòng)和保持準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)軌跡。 （2）運(yùn)動(dòng)源 為執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。如交流異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、部進(jìn)電機(jī)等。 （3）傳動(dòng)裝置 傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。通過(guò)它可以把運(yùn)動(dòng)源的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給執(zhí)行件，使它按一定的速度和方向運(yùn)動(dòng)；也可以把兩個(gè)執(zhí)行件聯(lián)系起來(lái)，使二者保持某種確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 機(jī)床的傳動(dòng)裝置有機(jī)械、液壓、電氣、氣壓等多種形式。,1.2.1.2 機(jī)床的傳動(dòng)原理,2. 機(jī)床的傳動(dòng)鏈 機(jī)床上為得到所需要的運(yùn)動(dòng)，需要通過(guò)一系列的傳動(dòng)件把執(zhí)

24、行件和動(dòng)力源（或者把執(zhí)行件和執(zhí)行件）連接起來(lái)，稱為傳動(dòng)聯(lián)系。組成傳動(dòng)聯(lián)系的一系列傳動(dòng)件稱為傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)鏈中有兩類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：一是傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向固定不變的定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等；二是按加工要求可以變換傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，稱為換置機(jī)構(gòu)，如掛輪變速機(jī)構(gòu)、滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)和離合器變速機(jī)構(gòu)等。,1.2.1.2 機(jī)床的傳動(dòng)原理,3. 機(jī)床的傳動(dòng)原理圖 為了便于研究機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)系，常用一些簡(jiǎn)明的符號(hào)表示傳動(dòng)原理和傳動(dòng)路線，這就是傳動(dòng)原理圖。如圖1.6所示，假想線代表定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，棱形塊代表?yè)Q置機(jī)構(gòu)。圖1.6a銑平面，有兩條外聯(lián)系傳動(dòng)鏈：傳動(dòng)鏈“1234”將運(yùn)動(dòng)源（電

25、動(dòng)機(jī)）和主軸聯(lián)系起來(lái)，使銑刀獲得一定轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B；傳動(dòng)鏈“5678”將運(yùn)動(dòng)源和工作臺(tái)聯(lián)系起來(lái)，使工件獲得一定進(jìn)給速度和方向的直線運(yùn)動(dòng)A。若要改變銑刀的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和工件的進(jìn)給速度和方向時(shí)，可通過(guò)換置機(jī)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)。,1.2.1.2 機(jī)床的傳動(dòng)原理,圖1.6b車螺紋時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn)和車刀的移動(dòng)為復(fù)合運(yùn)動(dòng)，有兩條傳動(dòng)鏈：外聯(lián)系傳動(dòng)鏈“12.34” 將運(yùn)動(dòng)源和主軸聯(lián)系起來(lái)；內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈“4567”將主軸和刀架聯(lián)系起來(lái)，使工件和車刀保持嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，利用換置機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)程的要求。圖1.6c為車圓錐螺紋的傳動(dòng)原理圖。車圓錐螺紋需要三個(gè)單元運(yùn)動(dòng)組成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)：工件旋轉(zhuǎn)B、車刀縱向直線移動(dòng)A和橫向

26、直線移動(dòng)A。這三個(gè)單元運(yùn)動(dòng)之間必須嚴(yán)格保持：工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的同時(shí)，車刀縱向移動(dòng)一個(gè)螺紋導(dǎo)程L的距離，橫向移動(dòng)Ltan的距離（為圓錐螺紋的斜角）。這就需要在主軸與刀架縱向溜板之間用傳動(dòng)鏈“4567”聯(lián)系，在刀架縱向溜板與橫向溜板之間用傳動(dòng)鏈“789”聯(lián)系，這兩條傳動(dòng)鏈都是內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)鏈中的可適應(yīng)加工不同導(dǎo)程螺紋的需要，可適應(yīng)加工不同錐度螺紋的需要。外聯(lián)系傳動(dòng)鏈“1234”使主軸和刀架獲得一定速度和方向的運(yùn)動(dòng)。,1.2.1.2 機(jī)床的傳動(dòng)原理,圖1.6 傳動(dòng)原理圖,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,1. 車床 車床是金屬切削機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的一種。車床類機(jī)床主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)圓、外

27、圓、圓錐、成形面、螺紋面和回轉(zhuǎn)體的端面等。車床上主要使用各種車刀，其次是各種孔加工刀具（如鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等）和螺紋刀具（板牙、絲錐等）。 車床的種類很多，按結(jié)構(gòu)和用途的不同，可分為臥式車床、轉(zhuǎn)塔車床、立式車床、單軸自動(dòng)車床、多軸自動(dòng)和半自動(dòng)車床、仿形車床、多刀車床、專門化車床（如凸輪軸車床、曲軸車床）等。其中臥式車床的應(yīng)用最廣。臥式車床由主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾座和床身等部件組成（見(jiàn)圖1.7）。車床的主運(yùn)動(dòng)是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀具的移動(dòng)。,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.7 臥式車床 1主軸箱 2刀架 3尾座 4床身 5、9床腿 6 光桿 7絲杠 8溜板箱 10進(jìn)

28、給箱 11掛輪變速機(jī)構(gòu),1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,臥式車床的加工范圍很廣，它能完成多種加工，主要包括：各種軸類、套類和盤類等零件上的回轉(zhuǎn)表面，如車外圓、鏜孔、車錐面、車環(huán)槽、切斷、車成形面等；車端面；車螺紋；還能進(jìn)行鉆中心孔、鉆孔、鉸孔、攻絲、滾花等，如圖1.8所示。,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.8 臥式車床加工的刀具和典型表面,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,2. 銑床 銑床主要用于加工各種平面、斜面、溝槽、臺(tái)階、齒輪、凸輪等表面。銑削與刨削的工藝范圍基本相同，但由于銑刀同時(shí)有多個(gè)刀齒參加切削，所以銑削的生產(chǎn)率比刨削高，在機(jī)械加工中所占比重比刨削大。 銑床的種類很

29、多，主要有升降臺(tái)式銑床、龍門銑床、工具銑床、仿形銑床、各種專門化銑床（如凸輪銑床、曲軸銑床）等，其中應(yīng)用最廣的是升降臺(tái)式銑床。萬(wàn)能升降臺(tái)式銑床的主要結(jié)構(gòu)如圖1.9所示，其主運(yùn)動(dòng)是刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)6可在互相垂直的三個(gè)方向調(diào)整其位置，并可在任一方向上實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在床鞍8上有一個(gè)回轉(zhuǎn)盤7，可以繞垂直軸在45范圍內(nèi)調(diào)整角度，工作臺(tái)在回轉(zhuǎn)盤的導(dǎo)軌上移動(dòng)，以便銑削各種角度的成形面。銑刀與銑床加工的典型表面如圖1.10所示。,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.9 X62W型銑床 1主軸變速機(jī)構(gòu) 2床身 3主軸 4橫梁 5刀桿支架 6工作臺(tái) 7回轉(zhuǎn)盤 8橫滑板 9升降臺(tái) 10進(jìn)給變速機(jī)構(gòu),1.

30、2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.10 銑刀與銑床加工的典型表面 a)、b)、銑平面 c)銑螺紋 d)、e)銑溝槽 f)銑臺(tái)階 g)銑T型槽 h)切斷 i)、j)銑角度槽 k)、l)銑鍵槽 m)銑齒形 n)銑螺旋槽 o)銑曲面 p)銑立體曲面 q)球頭銑刀,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,3. 鉆床 主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床稱為鉆床。通常鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，刀具的軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 鉆床的主要功用是鉆孔和擴(kuò)孔，也可以用來(lái)鉸孔、攻螺紋、锪沉頭孔和锪凸臺(tái)端面等。普通鉆床分為臺(tái)式鉆床（加工直徑小于13mm的孔）、立式鉆床（加工直徑小于50mm的孔）、搖臂鉆床、深孔鉆床、中心孔鉆床

31、、數(shù)控鉆床等等。應(yīng)用最廣泛的是立式鉆床、搖臂鉆床和數(shù)控鉆床。 圖1.11所示為一搖臂鉆床，主軸箱4裝在搖臂3上，并可沿?fù)u臂3的導(dǎo)軌作水平移動(dòng)，搖臂3可沿立柱2作垂直升降運(yùn)動(dòng)，搖臂還可以繞立柱軸線回轉(zhuǎn)。就能方便地加工不同高度和不同位置的工件。 鉆床的加工方法及所需的運(yùn)動(dòng)如圖1.12所示。,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.11 搖臂鉆床 1底座 2立柱 3搖臂 4主軸箱 5主軸 6工作臺(tái),1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.12 鉆床的加工方法,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,4. 鏜床 鏜床的主要工作是用鏜刀鏜孔，通?？椎某叽巛^大、數(shù)量多，孔的尺寸精度、形狀精度、位置精度要求

32、高。合適加工各種大型箱體、床身、機(jī)殼、機(jī)架等工件。鏜床的主要類型有臥式鏜銑床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床等。其中以臥式鏜銑床應(yīng)用最廣泛。其主要結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.13所示。臥式鏜床的主要運(yùn)動(dòng)有：鏜桿或平旋盤的旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)；鏜桿的軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；主軸箱的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（加工端面）；工作臺(tái)的縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；平旋盤上的徑向刀架進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（加工端面）。且工作臺(tái)還能沿上滑座的圓軌道在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)加工互相成一定角度的平面和孔。 鏜床還可用來(lái)鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、車螺紋、銑平面等加工。其典型加工方法如圖1.14所示。,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.13 臥式鏜床 1床身 2下滑座 3上滑座 4后支架 5后立柱

33、6工作臺(tái) 7鏜軸 8平旋盤 9徑向刀架 10前立柱 11主軸箱,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.14 臥式鏜床的主要加工方法,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.15 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,外圓磨床和萬(wàn)能磨床的加工方式如圖1.16所示。圖a為縱向進(jìn)給磨削外圓柱面；圖b為工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)一角度，縱向進(jìn)給磨削錐度不大的外圓錐面；圖c和d為橫向進(jìn)給磨削（切入磨削）錐度較大，但較短的外圓錐面，圖c為砂輪架傾斜一角度，圖d為工件頭架傾斜一角度；圖e為內(nèi)圓磨具磨內(nèi)孔，若要磨錐孔，工件頭架應(yīng)傾斜一角度。,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.16 外圓

34、磨床和萬(wàn)能磨床的加工示意圖,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,6. 齒輪加工機(jī)床 加工齒輪齒形的機(jī)床叫齒輪加工機(jī)床。按照加工原理，齒形加工可以分為成形法和展成法兩大類，成形法是利用與被加工齒輪齒槽形狀一致的刀具，在齒坯上加工出齒形，通常在普通銑床上進(jìn)行，如圖1.17所示；展成法是利用齒輪嚙合（或齒輪與齒條嚙合）原理，將其中的一個(gè)作為刀具，在嚙合的過(guò)程中進(jìn)行加工。用展成法加工的機(jī)床主要有滾齒機(jī)、插齒機(jī)、刨齒機(jī)、剃齒機(jī)、珩齒機(jī)、磨齒機(jī)等，后三種通常用于齒形的精加工。圖1-18所示為滾齒加工，滾齒機(jī)主要用于滾切直齒和斜齒圓柱齒輪及蝸輪。床身1上固定立柱2，刀架溜板3可沿立柱上的導(dǎo)軌作垂直方向的移動(dòng)

35、，以實(shí)現(xiàn)滾刀的軸向進(jìn)給。滾刀安裝在刀桿4上，可調(diào)整其傾斜角度。工件安裝在工作臺(tái)的心軸7上，并支承在支架6的孔中，由工作臺(tái)帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。滾刀的旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動(dòng)；滾刀與工件之間的嚙合是展成運(yùn)動(dòng)，由機(jī)床的內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈實(shí)現(xiàn)；滾刀沿軸向的移動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；此外，在滾斜齒輪時(shí)，還必須有一個(gè)附加的轉(zhuǎn)動(dòng)即差動(dòng)運(yùn)動(dòng)。,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.17 直齒圓柱齒輪的成形銑削,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,圖1.18 滾齒加工,1.2.1.3 典型機(jī)床的加工范圍,7. 擠壓加工機(jī)床 擠壓是迫使金屬塊料產(chǎn)生塑性流動(dòng)，通過(guò)凸模與凹模間的間隙或凹模出口，制造空心或斷面比毛坯斷面要小的零件的一種工藝方法。

36、如果毛坯不經(jīng)加熱就進(jìn)行擠壓，便稱為冷擠壓。冷擠壓是無(wú)切屑、少切屑零件加工工藝之一，所以是金屬塑性加工中一種先進(jìn)的工藝方法。如果將毛坯加熱到再結(jié)晶溫度以下的溫度進(jìn)行擠壓，便稱為溫?cái)D壓。溫?cái)D壓仍具有少無(wú)切屑的優(yōu)點(diǎn)。,1.2.2刀具,1.2.2.1 刀具材料 1.2.2.2 刀具幾何角度 1.2.2.3 刀具種類及其選用 1.2.2.4 砂輪,1.2.2刀具,切削過(guò)程就是刀具從工件表面上切除多余的材料。根據(jù)工件和機(jī)床的不同，刀具也有不同的類型、結(jié)構(gòu)、材料和幾何參數(shù)。,1.2.2.1 刀具材料,1. 刀具材料應(yīng)具備的性能 所謂機(jī)械加工的實(shí)質(zhì)就是，用比工件材料硬的刀具，在機(jī)械能和機(jī)械力的作用下，切除多余

37、的材料。刀具工作時(shí)除了要承受很大的壓應(yīng)力外，還要承受與工件和切屑間的強(qiáng)烈摩擦而產(chǎn)生的高溫。刀具材料的切削性能對(duì)刀具的使用壽命、生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和生產(chǎn)成本影響很大，因此必須合理選用。刀具材料的性能應(yīng)滿足以下基本要求： (1)硬度和耐磨性 刀具材料的硬度應(yīng)比工件材料的硬度高，一般常溫硬度要求60HRC以上。刀具材料應(yīng)具有較高的耐磨性。材料硬度越高，耐磨性也越好。刀具材料含有耐磨的合金碳化物越多、晶粒越細(xì)、分布越均勻，則耐磨性越好。,1.2.2.1 刀具材料,(2)強(qiáng)度和韌性 刀具材料必須有足夠的強(qiáng)度和韌性，以便在承受振動(dòng)和沖擊時(shí)不產(chǎn)生崩刃和折斷。 (3)耐熱性 刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、

38、強(qiáng)度和韌性的性能。 (4)工藝性 為便于制造，刀具材料應(yīng)具備較好的可加工性（焊接、鍛、軋、熱處理、切削和磨削等）。 (5)經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)性是評(píng)價(jià)刀具材料的重要指標(biāo)之一，刀具材料的價(jià)格應(yīng)低廉，便于推廣。但有些材料雖單件成本很高，但因其使用壽命長(zhǎng)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的成本不一定很高。,1.2.2.1 刀具材料,2. 常用刀具材料 (1)高速鋼 高速鋼是含有W、Mo、Cr、V等合金元素較多的合金工具鋼。它所允許的切削速度比碳素工具鋼及合金工具鋼高13倍，故稱為高速鋼。高速鋼具有較高的耐熱性，在500650C時(shí)仍能切削。高速鋼還具有高的強(qiáng)度、硬度（6370HRC）和耐磨性，另外，其熱處理變形小、能鍛易磨，

39、是一種綜合性能好、應(yīng)用最廣泛的刀具材料。特別適合制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的成形刀具、鉆頭、滾刀、拉刀和螺紋刀具等。由于高速鋼的硬度、耐磨性、耐熱性不及硬質(zhì)合金，因此只適于制造中、低速切削的各種刀具。高速鋼分兩大類：普通高速鋼和高性能高速鋼，常用高速鋼的化學(xué)成分、性能和用途見(jiàn)表1.5。切削一般材料可選用普通高速鋼，其中W18Cr4V過(guò)去國(guó)內(nèi)用得多，目前國(guó)內(nèi)外大量使用的是W6Mo5Cr4V2；切削難加工材料時(shí)可選用高性能高速鋼。,1.2.2.1 刀具材料,1.2.2.1 刀具材料,(2)硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是由高硬度的難熔金屬碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)和金屬粘結(jié)劑（如Co、Ni、Mo等）經(jīng)粉末冶

40、金方法制成的。硬質(zhì)合金的硬度、特別是高溫硬度、耐磨性、耐熱性都高于高速鋼，硬質(zhì)合金的常溫硬度可達(dá)8993HRA（高速鋼為8386.6HRA），在800C1000C時(shí)仍能進(jìn)行切削。硬質(zhì)合金的切削性能優(yōu)于高速鋼，刀具耐用度也比高速鋼高幾倍到幾十倍，在相同耐用度時(shí)，切削速度可提高410倍。但硬質(zhì)合金較脆，抗彎強(qiáng)度低，韌性也很低。,1.2.2.1 刀具材料,1.2.2.1 刀具材料,(3)其它刀具材料 1）陶瓷 陶瓷是以氧化鋁（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4）為基體再添加少量金屬，在高溫下燒結(jié)而成的一種刀具材料。陶瓷刀具比硬質(zhì)合金具有更高的硬度和耐熱性，在1200C的溫度下仍能切削，切削速度更高，

41、并可切削難加工的高硬度材料。主要缺點(diǎn)是性脆，抗沖擊韌性差，抗彎強(qiáng)度低。 2）人造金剛石 天然金剛石是自然界最硬的材料。耐磨性極好，但價(jià)格昂貴，主要用于制造加工精度和表面粗糙度要求極高的零件的刀具，如加工磁盤、激光反射鏡等。人造金剛石是除天然金剛石外最硬的材料，多用于有色金屬及非金屬材料的超精加工以及作磨料用。金剛石是碳的同素異形體，與碳易親合，故金剛石刀具不宜加工含有碳的黑色金屬。 3）立方氮化硼（CBN） 由六方氮化硼（白石墨）在高溫高壓下轉(zhuǎn)化而成的。立方氮化硼刀具硬度與耐磨性僅次于金剛石。它的耐熱性可達(dá)1300，化學(xué)穩(wěn)定性很高，在高溫下與大多數(shù)鐵族金屬都不起化學(xué)反應(yīng)。一般用于高硬度、難加工

42、材料的精加工。,1.2.2.2 刀具幾何角度,1. 刀具切削部分的組成 金屬切削刀具的種類很多，但它們參加切削的部分具有相同的幾何特征，為方便起見(jiàn)，以外圓車刀為例，給出刀具幾何參數(shù)方面的有關(guān)定義。如圖1.19所示，車刀由切削部分和刀柄（用于裝夾）兩部分構(gòu)成。切削部分由三個(gè)面、兩條切削刃和一個(gè)刀尖組成。 (1)前刀面（A） 切削過(guò)程中切屑流出所經(jīng)過(guò)的刀具表面。 (2)后刀面（A） 切削過(guò)程中與工件過(guò)渡表面相對(duì)的刀具表面。 (3)副后面（A） 切削過(guò)程中與工件已加工表面相對(duì)的刀具表面。 (4)主切削刃（s） 前刀面與后刀面的交線。它擔(dān)負(fù)主要的切削工作。 (5)副切削刃（s）前刀面與副后面的交線。它

43、配合主切削刃完成切削工作。 (6)刀尖 主切削刃與副切削刃連接處的一小段切削刃。為了改善刀尖的切削性能，常將刀尖磨成直線或圓弧形過(guò)渡刃。,1.2.2.2 刀具幾何角度,圖1.19 車刀的組成,1.2.2.2 刀具幾何角度,2. 刀具切削部分的幾何角度 與一般刀具相同，要進(jìn)行切削加工，刀具必須具有切削角度。定義刀具的幾何角度需要建立參考系。在刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨、測(cè)量時(shí)用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系稱為標(biāo)注角度參考系或靜止參考系。在此參考系中定義的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。以下主要介紹刀具靜止參考系中常用的正交平面參考系。 （1）正交平面參考系 正交平面參考系是由基面Pr、切削平面Ps和正交平面Po

44、三個(gè)平面組成的空間直角坐標(biāo)系，如圖1.20所示。,1.2.2.2 刀具幾何角度,圖1.20 正交平面參考系,1.2.2.2 刀具幾何角度,基面Pr 指過(guò)主切削刃上的選定點(diǎn)，垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的平面。車刀切削刃上各點(diǎn)的基面都平行于車刀的安裝面（即底面）。安裝面是刀具制造、刃磨、測(cè)量時(shí)的定位基面。通常，切削刃上各點(diǎn)的基面在空間的方位都不同，因此必須確定一個(gè)選定點(diǎn)，下述的切削平面、正交平面同。 切削平面 指過(guò)主切削刃上的選定點(diǎn)，與主切削刃相切，并垂直于該點(diǎn)基面的平面（即與工件過(guò)渡表面相切的面）。 正交平面PO 指過(guò)主切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面與切削平面的平面。,1.2.2.2 刀具幾何角度,（2）刀

45、具的標(biāo)注角度 如圖1.21所示，在正交平面內(nèi)標(biāo)注的角度 前角o 是指前刀面與基面之間的夾角。前面與基面平行時(shí)前角為零；刀尖位于前刀面最高點(diǎn)時(shí)，前角為正；刀尖位于前刀面最低點(diǎn)時(shí)，前角為負(fù)。前角對(duì)刀具切削性能影響很大。 后角o 是指后刀面與切削平面之間的夾角。刀尖位于后刀面最前點(diǎn)時(shí)，后角為正；刀尖位于后刀面最后點(diǎn)時(shí)，后角為負(fù)。后角的主要作用是減小后刀面與過(guò)渡表面間的摩擦。 楔角o 前刀面與后刀面的夾角。是由前角后角得到的派生角。,1.2.2.2 刀具幾何角度,圖1.21 正交平面參考系標(biāo)注角度,1.2.2.2 刀具幾何角度,（3）刀具的工作角度 以上是在靜止參考系中討論刀具的標(biāo)注角度，實(shí)際上，在切

46、削加工中，由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響，或者刀具相對(duì)于工件安裝位置發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使刀具的實(shí)際切削角度發(fā)生變化。刀具在工作狀態(tài)下的切削角度，稱為刀具的工作角度。工作角度記作為：oe、oe、re、r e、s e、oe等。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響 1）橫向進(jìn)給對(duì)工作角度的影響 車端面或切斷時(shí)，車刀沿橫向進(jìn)給，合成運(yùn)動(dòng)方向與主運(yùn)動(dòng)方向的夾角為（ ），運(yùn)動(dòng)軌跡是阿基米德螺旋線（如圖1.22所示）。,1.2.2.2 刀具幾何角度,圖1.22 橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響,1.2.2.2 刀具幾何角度,2）縱向進(jìn)給對(duì)工作角度的影響 車外圓或車螺紋時(shí)（如圖1.23所示），合成運(yùn)動(dòng)方向與主運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角為f，這時(shí)工

47、作基面和工作切削平面分別相對(duì)于基面Pr和切削平面轉(zhuǎn)過(guò)f角。 刀具安裝對(duì)工作角度的影響 1）刀刃安裝高度對(duì)工作角度的影響 車削時(shí)刀具的安裝常會(huì)出現(xiàn)刀刃安裝高于或低于工件回轉(zhuǎn)中心的情況（如圖1.24所示）。 2）刀柄安裝偏斜對(duì)工作角度的影響 在車削時(shí)會(huì)出現(xiàn)刀柄與進(jìn)給方向不垂直的情況（如圖1.25所示）。,1.2.2.2 刀具幾何角度,圖1.23 縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響,1.2.2.2 刀具幾何角度,圖1.24 車刀安裝高度對(duì)工作角度的影響,1.2.2.2 刀具幾何角度,圖1.25 車刀安裝偏斜對(duì)工作角度的影響,回顧練習(xí),2.試說(shuō)明MG1432和CK6132機(jī)床型號(hào)的含義。,圖1.19 車刀的

48、組成,圖1.21 正交平面參考系標(biāo)注角度,圖1.20 正交平面參考系,回顧,1.2.2.3 刀具種類及其選用,1. 車刀 車刀是金屬切削加工中使用最廣泛的刀具，它可以用來(lái)加工各種內(nèi)、外回轉(zhuǎn)體表面，如外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋，也可用于切槽和切斷等。車刀按結(jié)構(gòu)可分為整體式、焊接式、機(jī)夾重磨式、可轉(zhuǎn)位式及成形車刀等（圖1.26）。 （1）焊接車刀 將一定形狀的硬質(zhì)合金刀片用黃銅、純銅等焊接在刀桿上的刀槽內(nèi)而成。各種焊接式車刀及所加工的表面如圖1.27所示。這種刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，應(yīng)選用合適的硬質(zhì)合金牌號(hào)和刀片規(guī)格。,1.2.2.3 刀具種類及其選用,圖1.26 車刀結(jié)構(gòu),1.2.2.3 刀具種類及其選用,

49、圖1.27 焊接車刀及加工面 1.切斷刀 2、3.90偏刀 4.彎頭刀 5.直頭刀6.成形車刀 7.寬刃精車刀 8、10.螺紋車刀 9.端面車刀11.內(nèi)槽車刀 12.通孔車刀 13.盲孔車刀,1.2.2.3 刀具種類及其選用,（2） 可轉(zhuǎn)位車刀 采用機(jī)械夾固的方法，將刀片夾緊在刀桿上，如圖1.28所示。它由刀桿、刀片、刀墊和夾緊元件組成，當(dāng)切削刃用鈍后，將刀片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)位置，便可用新的一個(gè)切削刃進(jìn)行切削，當(dāng)全部刀刃都用鈍后再更換新刀片。可轉(zhuǎn)位車刀是一種高效率的新型刀具?？赊D(zhuǎn)位刀片已經(jīng)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，種類很多，可根據(jù)需要選擇。 （3）成形車刀 是加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專用高效車刀。它的刃形是根據(jù)工件廓形

50、設(shè)計(jì)的,用成形車刀加工，只要一次就能切出成形表面，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，刀具使用壽命長(zhǎng)，主要用于大批量生產(chǎn)。成形車刀按結(jié)構(gòu)和形狀分為平體成形車刀、棱體成形車刀和圓體成形車刀三類，見(jiàn)圖1.26中的e、f、g。,1.2.2.3 刀具種類及其選用,圖1.28 可轉(zhuǎn)位車刀組成,1.2.2.3 刀具種類及其選用,2. 孔加工刀具 在實(shí)體上加工孔，常用麻花鉆、中心鉆及深孔鉆；而對(duì)已有孔作進(jìn)一步加工，則用擴(kuò)孔鉆、鉸刀、鏜刀等，此外，內(nèi)孔拉（推）刀、內(nèi)圓磨砂輪及珩磨頭也用來(lái)對(duì)已有孔作進(jìn)一步的精加工。 （1）麻花鉆 麻花鉆是一種形狀復(fù)雜的雙刃鉆孔或擴(kuò)孔的標(biāo)準(zhǔn)刀具。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆是由柄部、頸部和工作部分組成，如圖1.2

51、9所示。 麻花鉆的主要幾何參數(shù)有螺旋角（一般為25 32），頂角2，（2=118），橫刃長(zhǎng)度，橫刃斜角等。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的缺點(diǎn)是：切削刃長(zhǎng)，前角變化大（從外緣30逐漸減小到鉆芯-30），橫刃切削條件差，排屑不暢等，為提高鉆孔的精度和效率，常將標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆按特定方式修磨成“群鉆”（圖1.30）。,1.2.2.3 刀具種類及其選用,圖1.29 麻花鉆的組成,1.2.2.3 刀具種類及其選用,圖1.30 基本型群鉆 1、1外刃后刀面 2、2月牙槽 3、3內(nèi)刃前刀面 4、4分屑槽,1.2.2.3 刀具種類及其選用,(2)擴(kuò)孔鉆 擴(kuò)孔鉆是將孔進(jìn)一步擴(kuò)大用的刀具。擴(kuò)孔鉆有整體式和套式兩種，如圖1.31所示。擴(kuò)孔

52、鉆的外形與麻花鉆類似，但其齒數(shù)較多（一般為34齒），容屑槽較淺，無(wú)橫刃，導(dǎo)向性好，可獲得比鉆孔高的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。常用來(lái)加工直徑小于100mm的孔。 (3)鉸刀 鉸刀用于中小尺寸孔的半精加工和精加工。鉸刀的齒數(shù)多（612個(gè)），齒槽淺，剛性和導(dǎo)向性好。鉸刀的結(jié)構(gòu)由工作部分、頸部和柄部組成（圖1.32），工作部分有切削部分和校準(zhǔn)部分，校準(zhǔn)部分有圓柱部分和倒錐部分。鉸刀圓柱校準(zhǔn)部分的直徑為鉸刀的直徑，它直接影響到被加工孔的尺寸精度及刀具使用壽命。 鉸刀的種類較多（見(jiàn)圖1.33），可分為機(jī)用鉸刀和手用鉸刀，機(jī)用鉸刀由機(jī)床引導(dǎo)，導(dǎo)向性能好，故工作部分長(zhǎng)度短。,1.2.2.3 刀具種類及其選用,圖1.

53、31 擴(kuò)孔鉆,圖1.32 鉸刀的結(jié)構(gòu),1.2.2.3 刀具種類及其選用,圖1.33 鉸刀的類型,1.2.2.3 刀具種類及其選用,(4)鏜刀 鏜刀是在車床、鏜床、加工中心、自動(dòng)機(jī)床及組合機(jī)床上使用的刀具。鏜刀按刀刃數(shù)可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。如圖1.34所示為單刃鏜刀，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，通用性好，但調(diào)整費(fèi)時(shí)，且精度不易控制。圖1.35所示為雙刃浮動(dòng)鏜刀，鏜刀兩邊都有切削刃，可以消除徑向力對(duì)鏜刀桿的影響，所鏜孔的尺寸和精度由鏜刀的徑向尺寸D保證。通過(guò)調(diào)整兩刀刃的徑向位置，可以加工一定尺寸范圍內(nèi)的孔。浮動(dòng)鏜刀是以間隙配合裝入鏜桿的方孔中，無(wú)需夾緊。,1.2.2.3 刀具種類及其選用,圖1.34

54、 單刃鏜刀,1.2.2.3 刀具種類及其選用,圖1.35雙刃鏜刀,1.2.2.3 刀具種類及其選用,3. 拉刀 拉刀是一種高精度和高生產(chǎn)率的多齒刀具，各種形狀貫通的內(nèi)、外表面（見(jiàn)圖1-36）都能用拉刀加工。拉刀使用壽命長(zhǎng)，但制造較復(fù)雜，成本高，主要用于大批量生產(chǎn)中。拉刀軸向尺寸較大，由切削部分、校準(zhǔn)部分和輔助部分組成（圓孔拉刀的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.37）。切削部分完成全部余量的切除工作（見(jiàn)圖1.37），它由粗切齒、過(guò)渡齒、精切齒組成。相鄰刀齒的半徑差稱為齒升量，粗切齒齒升量最大，逐步遞減至精切齒。校準(zhǔn)部分起修光、校準(zhǔn)作用，校準(zhǔn)齒齒升量等于零。輔助部分包括前柄、頸部、過(guò)渡錐、前導(dǎo)部、后導(dǎo)部和后柄等。,1

55、.2.2.3 刀具種類及其選用,圖1-36 拉削的各種表面,1.2.2.3 刀具種類及其選用,圖1-37 圓孔拉刀的組成和拉削過(guò)程,1.2.2.3 刀具種類及其選用,4. 銑刀 銑刀是多齒回轉(zhuǎn)刀具，可以加工各種平面、溝槽和成形表面等。銑刀的種類很多，按其用途可分為加工平面用銑刀、加工溝槽用銑刀和加工成形面用銑刀等三大類。通用規(guī)格的銑刀已標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)工具廠生產(chǎn)。下面介紹幾種常用的銑刀。 5. 齒輪刀具 加工齒輪齒形的刀具稱為齒輪刀具。齒輪刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類較多。按齒形形成的原理，齒輪刀具可分為成形法和展成法兩大類。,1.2.2.4 砂輪,1. 砂輪的特性 砂輪是磨削加工中的重要工具，砂輪是由按

56、一定比例的磨料和結(jié)合劑，經(jīng)壓坯、干燥、焙燒而制成，有很多氣孔。磨料、結(jié)合劑與氣孔三者構(gòu)成了砂輪三要素。砂輪的特性主要由磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織五個(gè)參數(shù)決定。 (1)磨料 磨料即砂粒，是構(gòu)成砂輪的主要成分。磨料應(yīng)具備很高的硬度、耐磨性、耐熱性和韌性，才能承受磨削時(shí)的熱和磨削力，還要具有相當(dāng)鋒利的形狀，以利磨削金屬。常用的磨料有氧化物系、碳化物系和超硬磨料(人造金剛石、立方氮化硼等)。各種磨料的名稱、代號(hào)、顏色、性能和用途等見(jiàn)表1.7。,1.2.2.4 砂輪,(2)粒度 粒度指磨料顆粒的大小，用磨粒能通過(guò)的篩網(wǎng)號(hào)表示。例如30粒度是指磨粒剛可通過(guò)每英寸長(zhǎng)度上有30個(gè)孔眼的篩網(wǎng)。粒度號(hào)越大則磨

57、粒的顆粒越小。粗加工的磨粒尺寸大，精加工的磨粒尺寸小。通常把磨料顆粒尺寸大于40m的稱為磨粒，顆粒尺寸小于40m的稱為微粉，以W表示，例如W10，表示磨粒的實(shí)際尺寸為10m，微粉號(hào)越小則微粉越細(xì)。磨料的粒度將直接影響磨削表面質(zhì)量和生產(chǎn)率，磨粒粒度及適應(yīng)范圍見(jiàn)表1.7。 (3)結(jié)合劑 結(jié)合劑的作用是將磨粒粘結(jié)在一起，使砂輪具有一定的形狀和強(qiáng)度結(jié)合劑的特性影響砂輪的強(qiáng)度、耐腐蝕性、耐熱性及砂輪壽命。常用的結(jié)合劑見(jiàn)表1.7。,1.2.2.4 砂輪,(4)硬度 砂輪的硬度是指在磨削力作用下，磨粒從砂輪表面脫落的難易程度。它反映了磨粒與粘合劑的粘結(jié)強(qiáng)度。砂輪硬，磨粒不易脫落，砂輪軟，磨粒容易脫落。砂輪硬

58、度的選用，主要是根據(jù)工件材料的性質(zhì)和具體磨削條件，基本原則為： 1）工件材料硬，砂輪硬度應(yīng)選軟些，以便磨鈍的磨粒及時(shí)脫落。 2）砂輪與工件磨削接觸面積和弧長(zhǎng)較大時(shí)，砂輪硬度應(yīng)選軟些。 3）用成形砂輪磨削時(shí)，為保持必要的形狀，應(yīng)選硬些的砂輪。 4）磨削有色金屬（鋁、黃銅等）等軟材料時(shí)，為防止砂輪堵塞，應(yīng)選用較軟的砂輪。 5）砂輪的粒度號(hào)大時(shí)，應(yīng)選軟些的砂輪。,1.2.2.4 砂輪,(5)組織 砂輪的組織表示砂輪的疏密程度，它是按砂輪中磨料、結(jié)合劑、氣孔三者的體積比例關(guān)系來(lái)分級(jí)的。磨粒在砂輪總體積中所占的比例越大，砂輪的組織越緊密，氣孔越少；反之，則組織疏松，氣孔多。緊密組織砂輪適用于重壓力下的磨

59、削；中等組織砂輪適用于一般磨削；疏松組織的砂輪適用于平面磨、內(nèi)圓磨等磨削接觸面積大的工序和磨削熱敏性強(qiáng)的材料或工件。一般砂輪上若末標(biāo)注組織號(hào)，即為中等組織。砂輪的組織號(hào)及用途見(jiàn)表1.7。,1.2.2.4 砂輪,2. 砂輪的形狀與尺寸 砂輪的形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)磨削條件和工件形狀來(lái)選擇，其原則是： 在可能的情況下，砂輪的外徑應(yīng)盡量大些，可以提高生產(chǎn)率和降低表面粗糙度。 磨削內(nèi)圓時(shí)，砂輪外徑一般取工件孔徑的三分之二左右。 縱磨時(shí)，應(yīng)選較寬的砂輪。 表1.8為常用砂輪形狀、代號(hào)及其用途。,1.2.2.4 砂輪,1.2.3 夾具,1. 機(jī)床夾具的作用 較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具（或機(jī)床）的位置由夾具來(lái)保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工