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1、第一章 機(jī)械加工工藝概述 金屬切削加工是用切削刀具從毛坯上切去多余的金屬，以獲得具有所需的形狀、尺寸精度和表面粗糙度的零件的加工方法。 第一節(jié) 切削加工方式與切削要素 一、切削運(yùn)動(dòng) 可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng),機(jī)床種類 主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 車床工件旋轉(zhuǎn) 刀具直線 鉆床鉆頭旋轉(zhuǎn) 鉆頭直線 銑床銑刀旋轉(zhuǎn) 工件直線 刨床刨刀直線 工件直線 磨床砂輪旋轉(zhuǎn) 工件旋轉(zhuǎn)、直線,1 . 回轉(zhuǎn)體表面 2 . 平面 3 . 成形表面 二、切削用量 1.主運(yùn)動(dòng)(VC)切除金屬所需的最基本的運(yùn)動(dòng)。 （只有一個(gè)） 2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(f)使切屑不斷投入的運(yùn)動(dòng)。 （有一個(gè)或多個(gè)）例：車、銑、刨、磨、鉆等。
2、,二、切削用量 在切削過(guò)程中，工件上形成了三個(gè)表面： 待加工面1 加工表面2 已加工面3,1.切削速度V主運(yùn)動(dòng)線速度 v=dw n/1000 （m/min） 式中： n工件的轉(zhuǎn)速（r/min） dw待加工面直徑（mm） 往復(fù)運(yùn)動(dòng)： 平均速度v=2Lnr/1000 （m/min) 式中： L往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)度 nr主運(yùn)動(dòng)每秒鐘的往復(fù)次數(shù)（str/s）,2.進(jìn)給量f （mm/r）工件每轉(zhuǎn)刀具移動(dòng)的距離。 進(jìn)給速度Vf 刀具(或工件)移動(dòng)速度。 3.背吃刀量ap 鉆孔時(shí)p(mm),三、 切削層幾何參數(shù) ）切削厚度（hD） 車外圓（）時(shí) ）切削寬度（bD） 車外圓（）時(shí) ）切削面積（）,
3、第二節(jié) 切削刀具 一、刀具的幾何角度 切削刀具的種類繁多，不論刀具的結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，都可以看成是以外圓車刀切削部分為基本形態(tài)演變而成的。 1.外圓車刀的 組成,車刀的切削部分(刀頭)： 三面、兩刃、一尖。 1）前刀面A切屑流 出的表面。 2）主后刀面A與加 工表面相對(duì)的表面。 3）副后刀面A與已 加工表面相對(duì)的表面。 4）主切削刃SA與A相交。 5）副切削刃S A與A相交。 6）刀尖A、A與A相交。,車外圓時(shí) 1.2.3.4.5 表示車刀的什么幾何元素？,2.外圓車刀的主要角度 1)輔助平面 由Pr 、 Ps 、Po組成主剖面參考系。 （1） Pr（基面）過(guò)主切削刃一點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度V的平
4、面。 （ Pr ） （2） Ps （切削平面）過(guò)主切削刃一點(diǎn)，與切削刃相切且垂至于Pr的平面。 （3） Po （主剖面）過(guò)主切削刃一點(diǎn)，垂直于Pr 和Ps的平面。 （Po 又稱為正交平面）,主剖面參考系,PrV,Ps,PsPr,,,,Po,PoPs 、Pr,,,,,,,2)標(biāo)注角度 假定：不考慮進(jìn)給速度的大小，假定車刀A點(diǎn)與工件中心等高，刀桿中心線垂直于進(jìn)給方向，切削刃上選定點(diǎn)A的主剖面標(biāo)注角度參考系如圖所示。,車刀的標(biāo)注角度 車刀的標(biāo)注角度是指刀具制造圖上標(biāo)注的角度，它是刀具的刃磨角度，也稱靜止角度。如圖所示。 1）前角 o 2）后角 o 3）主偏角 r 4）副偏角 r 5）刃傾角 s,前
5、角的正負(fù),前角的正負(fù),,前角的正負(fù),刃傾角的正負(fù),刃傾角的正負(fù),刃傾角的正負(fù),3)車刀工作角度 車刀安裝高度對(duì)前、后角的影響,車刀安裝高度對(duì)前、后角的影響,車刀安裝高度對(duì)前、后角的影響,二. 刀刃上選定點(diǎn)安裝高低對(duì)工作角度的影響,進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響,車刀安裝偏斜工作角度的影響,車刀安裝偏斜對(duì)工作角度的影響,車刀安裝偏斜對(duì)工作角度的影響,刀柄中心線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)工作角度的變形,二、刀具合理幾何參數(shù)的選擇,前角的作用,直接影響刀具的鋒利程度,刀具鋒利,切屑變形程度,切削力,前角,,,,直接影響切削刃的強(qiáng)度和刀頭強(qiáng)度,前角,,刀刃及刀頭強(qiáng)度,易蹦刃,楔角,,,直接影響切屑的形狀和斷屑效果,
6、前角,,切屑變形程度,,易斷屑,選擇原則,工件材料：,脆性材料：O小，塑性材料： O大,刀具材料：,刀具的b、k較大，則O可選大值,加工條件：,粗加工時(shí)：O小，精加工時(shí)： O大,后角的作用,后角的主要作用是減少后刀面與加工工件之間的摩擦和磨損。后角過(guò)大，會(huì)削弱切削刃和刀頭的強(qiáng)度。通常O=512,選擇原則,工件材料：,刀具材料：,刀具的b、k較大，則O可選大值,加工條件：,粗加工時(shí)： O小，精加工時(shí)： O大,工件的b、HB較大，則O可選小值,主偏角、副偏角的作用,影響殘留面積的高度,、,,Rmax,影響三個(gè)切削分力的大小和比例關(guān)系,主偏角、副偏角的作用,主偏角影響切屑層的形狀,在f、ap相同的情
7、況下：,,,bD ,,刀刃工作長(zhǎng)度,單位負(fù)荷,選擇原則,工件材料：, ,工藝系統(tǒng)剛性：,剛性好，則取小值。,加工條件：,粗加工時(shí)： 大，精加工時(shí)： 小,,HB ,刃傾角的作用,影響刀尖的強(qiáng)度以及切屑的流向： s 0，切屑流向待加工面； s < 0，切屑流向已加工面；,一般情況下： 粗加工時(shí)：s=0-5 精加工時(shí)：s=0+5 工藝系統(tǒng)剛性不足，則s 0,切削層與切削方式,三、多齒刀具的幾何角度 多齒刀具每一刀齒都可以看成是一把車刀。 1.麻花鉆頭 兩個(gè)前刀面、兩個(gè)后刀面、兩個(gè)副后刀面（棱邊）、兩條主切削刃兩條副切削刃、一條橫刃,主切削刃上 各點(diǎn)的基面位置不同, (A點(diǎn)的基面PrA ) 主要
8、幾何角度： 1）前角（o） 外緣處o 約30， 靠近橫刃處o =-30， 橫刃上o =-5060,,2）后角（o） 后角o是在以鉆頭中心為軸心的圓柱剖面內(nèi)度量的。由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響，e比f(wàn)小愈近中心減小愈大。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆外緣處o =814，近中心處o =2025 3）螺旋角（） 其大小由螺旋槽的導(dǎo)程S和直徑鉆頭d0決定，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆螺旋角=1830 4）頂角（2） 標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頂角2=116118。,標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆在結(jié)構(gòu)上存在的缺點(diǎn)： 橫刃處很大的負(fù)前角，擠刮金屬，軸向抗抗力大，易鉆偏。 外緣處o約30，但靠近橫刃處o=30； 副后角為0，散熱條件差； 主刃長(zhǎng)，不易排屑。 2. 銑刀 圓柱銑刀端
9、銑刀盤狀銑刀槽銑刀立銑刀角銑刀成形銑刀等。,銑刀 類型,3. 砂輪由磨料+結(jié)合劑組成。 特性：磨料，粒度，硬度，結(jié)合劑，組織，形狀和尺寸等。,1）磨料 剛玉類，GZ，GB，GD，GW，GG 碳化硅類：TH，TL 金剛石類：JR 2）粒度 粒度選擇與粗糙度 生產(chǎn)率等因素有關(guān)。 3）結(jié)合劑 砂輪能否耐腐承受沖擊等取決于結(jié)合劑。 常用的有陶瓷結(jié)合劑（A） 樹(shù)脂結(jié)合劑（S） 橡膠結(jié)合劑（X） 金屬結(jié)合劑（J）,4）硬度 5）組織 組織號(hào)數(shù)是以磨粒占砂輪體積的百分比來(lái)確定。緊密（0，1，2，3，4號(hào)）中等（5，6，7，8號(hào)）疏松（9，10，11，12號(hào)） 6）形狀和尺寸 四、刀具材料 1.刀
10、具材料應(yīng)具備的性能 1）高硬度 2）足夠的強(qiáng)度和韌性 3）高耐磨性,4）高的熱硬性 5)良好的工藝性 2.刀具材料的種類 1)碳素工具鋼 HRC61-65，耐熱200-250，v8m/min。常用T10A，T12A 2)合金工具鋼 HRC65-67，耐熱350-400，v10-15m/min。常用9SiCr，CrWMn。,3)高速鋼 HRC67-70，耐熱550-600，v30-40m/min。常用W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2。 4)硬質(zhì)合金 HRA87-92（相當(dāng)于HRC70-75），耐熱1000，v=100-300m/min。 我國(guó)常用的硬質(zhì)合金有 YG類，YG3，YG6，YG8，YG3X，YG6X等；,YT類，YT5，YT14，YT15，YT30。 通用硬質(zhì)合金YW（YT+TaC或NbC），YW1，YW2。 表面涂層硬質(zhì)合金：TiC涂層，TiN涂層，TiC-TiN復(fù)合涂層，Al2O3涂層。 5)陶瓷 HRA93-94，耐熱1200，v達(dá)300m/min以上。常用AM，AMF，AT6，SG3，SG4，LT35，LT55等。,6)金剛石 HV10000，IT5，Ra0025-0012m，耐熱800。 7)立方氮化硼（CBN） HV8000-9000，IT6，Ra04-02m，耐熱1300-1500。,
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