普通车床加工技术

1、普通车床加工教案普通车床加工教案专业：数控、机电技术专业：数控、机电技术主讲教师：刘俊楠主讲教师：刘俊楠12014第第1章章 机械加工的概念机械加工的概念n教学课题教学课题: 机械加工的概念机械加工的概念n教学目标教学目标: 通过本章的学习，了解机械加工、生通过本章的学习，了解机械加工、生产过程、工艺过程的基本概念，掌握机械加工工产过程、工艺过程的基本概念，掌握机械加工工艺过程的基本组成（如工序、工步、安装、工位艺过程的基本组成（如工序、工步、安装、工位等基本概念）。要熟练掌握基准的概念、分类及等基本概念）。要熟练掌握基准的概念、分类及准确划分基准。了解时间定额的组成及提高劳动准确划分基准。了

2、解时间定额的组成及提高劳动生产率的措施。生产率的措施。n教学重点教学重点： 机械加工工艺过程的基本组成，基机械加工工艺过程的基本组成，基准的分类准的分类n教学难点教学难点： 基准的分类、正确识别基准基准的分类、正确识别基准n教学方式教学方式： 讲解讲解n课课 时时：材料成形法材料成形法: : 材料去除法材料去除法材料累加法材料累加法铸造锻造冲压粉末冶金注塑成形法 机械力去除法热能去除法 化学去除法 复合去除法特种加工。焊接 粘接 铆接 快速原型传统方法45 1.1 基本概念基本概念 1.1.1 生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程20096材料去除法材料去除法（表（表1.11.1）1.1.11

3、.1.1机械零件制造工艺方法机械零件制造工艺方法机械力去除法（机械加工方法）电火花、电子束、离子束与激光束。电解、电腐蚀、电铸化学腐蚀溶解切削切削磨削磨削研磨、抛光高压水、磨料喷射超声加工等。机械与热能机械与化学机械与电（磁）热能、 化学去除法 （特种加工）复合去除法7 完成一个合格零件的制造，可以是一种或是几种完成一个合格零件的制造，可以是一种或是几种工艺方法来完成。工艺方法来完成。 机械加工机械加工：是在机床上改变工件尺寸和形状的一：是在机床上改变工件尺寸和形状的一种加工。种加工。 机械加工的方法可分为机械加工的方法可分为：有切屑加工和无切屑加：有切屑加工和无切屑加工。其中工。其中有切屑加

4、工有切屑加工是主要方法。是主要方法。 切屑加工：切屑加工：是指将铸造、锻造和焊接等热加工方是指将铸造、锻造和焊接等热加工方法制造的毛坯或型材，切去一部分金属，以达到法制造的毛坯或型材，切去一部分金属，以达到尺寸、形状和表面质量要求的一种机械加工手段尺寸、形状和表面质量要求的一种机械加工手段。 无切屑加工：无切屑加工：是指在工件表面施加压力来改变工是指在工件表面施加压力来改变工件尺寸和形状的一种机械加工手段。件尺寸和形状的一种机械加工手段。81.1.11.1.1生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程机械加工机械加工特种加工特种加工复合法加工复合法加工切削切削磨削磨削研磨、抛光研磨、抛光高压水、磨料

5、喷射高压水、磨料喷射超声加工等。超声加工等。材料成形法材料成形法材料去除法材料去除法材料累加法材料累加法切削切削-用金属切削刀具将工件上的多余金属层 去除掉的工艺方法磨削磨削-用砂轮将工件上的多余金属层去除掉的工艺方法9 1. 生产过程生产过程 从原材料到该机械产品出厂的全过程称为生产过程。包括直接生产过程和辅助生产过程。 2. 工艺过程工艺过程 在生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。 机械加工工艺过程：是指采用机械加工的方法直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的工艺过程。101.1.2 生产纲领与生产类型生产纲领与

6、生产类型 生产纲领生产纲领 通常也称年产量，它是指企通常也称年产量，它是指企业在生产计划期内应当生产的产品数量。业在生产计划期内应当生产的产品数量。 N = Q n（1+% +% ） （1-1）式中式中 N-零件的生产纲领零件的生产纲领(件件/年年) Q-产品年产量（台产品年产量（台/年）；年）； n-每台产品中该零件数量（件每台产品中该零件数量（件/台）；台）；-备品率；备品率；-废品率。废品率。111.1.2生产类型及其工艺特点生产类型及其工艺特点单件小批生产单件小批生产是指单个制造结构或尺寸不同、是指单个制造结构或尺寸不同、很少重复甚至不重复的产品的生产。如：重型很少重复甚至不重复的产品

7、的生产。如：重型机器制造厂、机修车间或试制车间等的生产。机器制造厂、机修车间或试制车间等的生产。成批生产成批生产是指成批制造相同的零件，或每隔一是指成批制造相同的零件，或每隔一定时间又重复进行的生产。批量是根据零件的定时间又重复进行的生产。批量是根据零件的年产量及产品装配周期划定的，根据批量的大年产量及产品装配周期划定的，根据批量的大小可分为大批、中批和小批三种。如：机床制小可分为大批、中批和小批三种。如：机床制造厂多为成批生产企业。造厂多为成批生产企业。大量生产大量生产是指产品数量很多，大多数工作地点是指产品数量很多，大多数工作地点经常重复进行某一种零件加工的生产。如：轴经常重复进行某一种零

8、件加工的生产。如：轴承厂、拖拉机厂或汽车厂等的生产。承厂、拖拉机厂或汽车厂等的生产。生生产产类类型型12131.1.3 1.1.3 机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺-是指制造机械产品的技巧、方法和程序。机械加工工艺过程- 机械制造过程中，凡是直接改变“零件”形状、尺寸、性能及与其它零件的相对位置，使其成为成品或半成品的工艺过程。 它通常包括零件的制造与机器的装配两部分。1.1.31.1.3机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械制造过程机械产品采用机械机械加工方法以合格产品为目标，改变毛坯的形状、尺寸、各组成表面间的位置以及表面质量所经过的所有工作过程。毛坯机械加工工艺过程(见书图1-

9、1)14机械加工工艺过程工序工序工序N走刀工步安装工位1.1.31.1.3机械加工工艺过程机械加工工艺过程（零件）及其组成（零件）及其组成151.1.3-工序工序16工序工序 是指一个（或一组）工人在同一台机个（或一组）工人在同一台机床床（或同一工作地点）对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程。工人、工作地点、工件与连续完成构成了工序的4要素。其中任一个要素发生了变更就构成了另一道工序。车削工序车削工序1车削工序车削工序117191.1.3-安装安装安装安装 是指一道工序中，工件装夹一次所完成的那部分工艺过程。（安装不是一个动作，而是一部分工作内容）当一道工序中只发生一次安装时，

10、该工序的工作内容与安装的工作内容是相同的；当一道工序中发生n次安装时，该工序的工作内容是这n次安装工作内容的总合；为减少安装误差，应尽量减少安装次数。201.1.3-工位工位 工位工位 是指在某一工序的一次安装中的每个位置所完成的那部分工艺过程。 当一个安装中工件只在一个位置完成加工内容，该安装的工作内容与工位的工作内容是相同的；当一个安装中工件在n个位置完成加工内容，该安装的工作内容是这n个工位工作内容的总和； 为减少安装次数和安装误差，应尽量采用多工位加工。211.1.3-工步工步工步1工步2工步工步 是指在一道工序（一次安装或一个工位）中加工表面及所用刀具与切削用量都不变情况下所连续完成

11、的那部分工艺过程。231.1.3-复合工步复合工步 有时为了提高生产效率，经常把几个待加工表面用几把刀具同时进行加工，这样的工步称复合工步（图1.5）。241.1.3-走刀走刀走刀走刀 是指在一个工步中，由于加工余量较大需要同一刀具对同一表面进行多次进给才能达到尺寸要求，每次进给即称一次走刀25机械加工工艺过程工序1工序2工序N走刀2安装1安装2安装N工位1工位2工位N工步1工步2走刀11.1.3-概念总结概念总结261.1.3-工序数工序数工序工序 是机械加工工艺过程的基本单元工序数工序数-组成一个工艺过程的工序数是由被加工工件结构的复杂程度、加工精度要求及生产类型决定。271.1.3-工序

12、数举例工序数举例281.1.3-1.1.3-工序数举例工序数举例29表2.4 单件生产阶梯轴的工艺过程 表2.5 大批量生产阶梯轴的工艺过程 1.2.1.2. 工件定位基准工件定位基准111111111111111111基准的分类：基准的分类：设计基准、工艺基准设计基准、工艺基准 基准的概念基准的概念 工件上，用来确定其它点、线、面工件上，用来确定其它点、线、面的空间位置所依据的那些个点、线、面。的空间位置所依据的那些个点、线、面。31 设计基准 基准 工序基准 装配基准 定位基准 测量基准 工艺基准1.2.1 基准基准32 设计基准设计基准(见书图见书图1-4a)在零件工作图在零件工作图上，

13、用来确定某些点、上，用来确定某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、线、面的位置所依据的那些点、线、面或其组合。面或其组合。1.2. 1 1.2. 1 基准基准-1-1 设计基准设计基准331.2.1 1.2.1 基准基准-1-1 设计基准设计基准34 工序基准工序基准 装配基准装配基准 定位基准定位基准 测量基准测量基准工工艺艺基基准准 工件在机床或夹具上机床或夹具上进行加工时用来确定本工序被加工表面位置的基准 装配时，用来确定零件在部件中的位置的基准（部件在机器中的位置） 测量测量工件已加工表面位置所依据的基准在工序图上工序图上，用来标定本工序加工位置尺寸关系的基准1.2.2 1.2.2

14、基准基准-2-2 工艺基准工艺基准35工艺基准361.1.5 机械装配工艺过程机械装配工艺过程 机械装配过程 : 以合格机械产品为目标，将组成机器的全部零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起的工作过程。 机械装配工作包括：组装、部装、总装、调试、检验、平衡、试车、涂装与包装等工作。 机械装配过程由一系列的工序、工步和操作组成。装配工序装配工序是指在一个工作地点，由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作。装配工步装配工步是装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变。装配操作装配操作是指装配工步中各个装配动作。37l制订工艺规程的根本任务在于保证产品质制

15、订工艺规程的根本任务在于保证产品质量的前提下，提高劳动生产率和降低成本量的前提下，提高劳动生产率和降低成本，即做到高产、优质、低消耗。要达到这，即做到高产、优质、低消耗。要达到这一目的，制订工艺规程时，还必须对工艺一目的，制订工艺规程时，还必须对工艺过程认真开展技术经济分析，有效地采取过程认真开展技术经济分析，有效地采取提高机械加工生产率的工艺措施。提高机械加工生产率的工艺措施。l1.3.1 时间定额时间定额机械加工生产率机械加工生产率是指工人在单位时间加工的合是指工人在单位时间加工的合格产品的数量，或者指制造单件产品所消耗的格产品的数量，或者指制造单件产品所消耗的劳动时间。它是劳动生产率的指

16、标。劳动时间。它是劳动生产率的指标。时间定额时间定额是指在一定的生产条件下，规定每个是指在一定的生产条件下，规定每个工人完成单件合格产品或某项工作所必需的时工人完成单件合格产品或某项工作所必需的时间。间。 完成零件一道工序的时间定额称为完成零件一道工序的时间定额称为单件时间单件时间。它。它由下列部分组成：由下列部分组成： 基本时间（基本时间（Tb） 辅助时间（辅助时间（Ta） 布置工作场地时间（布置工作场地时间（Tsw） 生理和自然需要时间（生理和自然需要时间（Tr） 准备与终结时间（准备与终结时间（Te）lTc= Tp +Ten= Tb+ Ta+ Tsw+ Tr+ Ten l提高机械加工生产

17、率的工艺措施提高机械加工生产率的工艺措施 劳动生产率是一个综合技术经济指标，它与产劳动生产率是一个综合技术经济指标，它与产品设计、生产组织、生产管理和工艺设计都有品设计、生产组织、生产管理和工艺设计都有密切关系。密切关系。 缩短基本时间缩短基本时间 提高切削用量提高切削用量 减少或重合切削行程长度减少或重合切削行程长度 采用多件加工采用多件加工缩短辅助时间缩短辅助时间 采用先进高效的机床夹具采用先进高效的机床夹具 采用多工位连续加工采用多工位连续加工 采用主动测量或数字显示自动测量装置采用主动测量或数字显示自动测量装置 采用两个相同夹具交替工作的方法采用两个相同夹具交替工作的方法 缩短布置工作

18、场地时间缩短布置工作场地时间缩短与准备终结时间缩短与准备终结时间 l工艺过程的技术经济分析工艺过程的技术经济分析生产成本和工艺成本生产成本和工艺成本制造一个零件或一件产品所必需的一切费用的总制造一个零件或一件产品所必需的一切费用的总和，称为该零件或产品的生产成本。和，称为该零件或产品的生产成本。只需分析、评价与工艺过程直接相关的生产费用只需分析、评价与工艺过程直接相关的生产费用，即所谓工艺成本。，即所谓工艺成本。不同工艺方案的经济性比较不同工艺方案的经济性比较 1.4 综合训练综合训练(见书见书P10) 本章小结本章小结(见书见书P11) 1机械加工机械加工 2生产过程生产过程 3生产纲领生产

19、纲领 4生产类型生产类型 5工序工序 6基准基准 7时间定额时间定额 作业：P12 44 教学课题教学课题： 金属切削的基础知识金属切削的基础知识 教学目标教学目标： 了解金属切削加工的的概念了解金属切削加工的的概念、要切削运动的组成，工件在加工过程中、要切削运动的组成，工件在加工过程中形成的三个加工表面，了解金属在切削加形成的三个加工表面，了解金属在切削加工中切削热的产生、切削力的分解、切屑工中切削热的产生、切削力的分解、切屑的形成、切屑的种类；掌握切削三要素的的形成、切屑的种类；掌握切削三要素的概念、以及在加工过程中对工件质量的影概念、以及在加工过程中对工件质量的影响，正确合理地选择刀具角

20、度，减小切削响，正确合理地选择刀具角度，减小切削力及切削热，了解切削液的作用、种类及力及切削热，了解切削液的作用、种类及选用。选用。第第2章章 金属切削的基础知识金属切削的基础知识教学重点教学重点： 金属在切削加工中切削热的产金属在切削加工中切削热的产生、切削力的分解，掌握切削三要素的概念生、切削力的分解，掌握切削三要素的概念、以及在加工过程中对工件质量的影响，正、以及在加工过程中对工件质量的影响，正确合理地选择刀具角度，减小切削力及切削确合理地选择刀具角度，减小切削力及切削热，了解切削液的作用、种类及选用。热，了解切削液的作用、种类及选用。教学难点教学难点： 切削三要素的概念、以及在加切削三

21、要素的概念、以及在加工过程中对工件质量的影响，正确合理地选工过程中对工件质量的影响，正确合理地选择刀具角度，减小切削力及切削热，了解切择刀具角度，减小切削力及切削热，了解切削液的作用。削液的作用。教学方式教学方式： 讲解（结合车间实习）讲解（结合车间实习）课课 时：时： 21切削运动和切削要素切削运动和切削要素 金属切削加工金属切削加工是用金属切削刀具从工件上是用金属切削刀具从工件上切除多余的金属，从而获得形状、尺寸、切除多余的金属，从而获得形状、尺寸、表面质量都符合预定要求的加工。金属切表面质量都符合预定要求的加工。金属切削加工方法很多，常见的有车削、铣削、削加工方法很多，常见的有车削、铣削

22、、刨削、钻削、磨削、镗削等。刨削、钻削、磨削、镗削等。 211 切削运动切削运动（见书（见书P13） 切削运动是指切削切削运动是指切削过程中过程中工件与刀具间的工件与刀具间的相对运动。因为这是形成各种不同形状表相对运动。因为这是形成各种不同形状表面的运动，所以也称为表面成形运动。切面的运动，所以也称为表面成形运动。切削运动一般具有主运动和进给运动。削运动一般具有主运动和进给运动。47 机械加工的最基本方法机械加工的最基本方法-切削加工方法切削加工方法2.1 工件工件表面的形状及其形成方法表面的形状及其形成方法 48 切削加工成形方法切削加工成形方法 几何表面的形成原理几何表面的形成原理 任何一

23、个表面都可以看是一条曲线任何一个表面都可以看是一条曲线（或直线）沿着另一条曲线（或直线）运动（或直线）沿着另一条曲线（或直线）运动的轨迹。这两条曲线（或直线）称为该表面的轨迹。这两条曲线（或直线）称为该表面的的生成线生成线，前者称为，前者称为母线母线，后者称为，后者称为导线导线（或称素线）（或称素线）。金属切削加工金属切削加工是用金属切削刀具从工件上切除多余的金属，从而获得形状、尺寸、表面质量都符合预定要求的加工。金属切削加工方法很多，常见的有车削、铣削、刨削、钻削、磨削、镗削等。2.1.1工件表面的形状及其形成方法工件表面的形状及其形成方法 5051 工件加工表面的发生线是通过刀具切削工件加

24、工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的。刃与工件接触并产生相对运动而形成的。形成工件表面的方法：形成工件表面的方法： （1 1）轨迹法）轨迹法 （2 2）成型法）成型法 （3 3）相切法）相切法 （4 4）范成法）范成法2.1.1工件表面的形状及其形成方法工件表面的形状及其形成方法 522.1.1工件表面的形状及其形成方法工件表面的形状及其形成方法 532. 2. 切削加工成形运动（切切削加工成形运动（切削运动）削运动） 工件表面的成形方法工件表面的成形方法母线母线形成方法形成方法和和导线形成方法导线形成方法的的组合组合。 形成加工表面所需的刀具形成加工表面所需的刀具与

25、工件之间的相对运动也与工件之间的相对运动也是形成是形成母线母线和和导线导线所需相所需相对运动的组合。对运动的组合。2.1.2 成形运动成形运动 与切削用量与切削用量图2.16 合成运动 54表面成形运动表面成形运动非表面成形运动非表面成形运动主运动主运动进给运动（纵、横、斜向）进给运动（纵、横、斜向） 按运动的功能分类按运动的功能分类切入运动切入运动分度运动分度运动辅助运动辅助运动控制运动控制运动接近接近退刀退刀返回返回2.1.2成形运动成形运动 与切削用量与切削用量551、主运动: :使切削能够发生的运动，是唯一的，消耗功率最大的。2、进给运动：使切削连续进行的运动3、其他辅助运动：保证加工

26、余量全部切除掉的运动，可是连续的和非连续的。2.1.2 切削运动切削运动 56572.1.3成形运动与切削用量成形运动与切削用量图1.15 外圆车削的切削运动与工件表面 工件上的三个表面工件上的三个表面待加工表面待加工表面：切削过程中，即将被切掉的表面加工表面：加工表面：刀具正在切削的表面已加工表面：已加工表面：刀具切削后形成的表面。*有粗、精等多序加工的表面，这道工序是已加工表面，下道工序就是待加工表面。582.1.3成形运动与切削用量成形运动与切削用量主运动进给运动待加工表面已加工表面加工表面切削速度切削速度：主运动的最大线速度：主运动的最大线速度1000cdnvm/s 进给量进给量：有每

27、转进给量、每齿进给、进给速度有每转进给量、每齿进给、进给速度nzfnfvzf背吃刀量背吃刀量：待加工表面与已加待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。工表面之间的垂直距离。5922 切削的基本变形及影响因素切削的基本变形及影响因素金属切削过程金属切削过程是指将工件上多余的金属层，是指将工件上多余的金属层，通过切削加工被刀具切除成为切屑从而得到通过切削加工被刀具切除成为切屑从而得到所需要的零件几何形状的过程。在这一过程所需要的零件几何形状的过程。在这一过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，从而产生一系列现象，如切抗切削的矛盾，从而产生一系列现

28、象，如切削变形、切削力大小变化、切削热削变形、切削力大小变化、切削热 与切削温与切削温度以及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与度以及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑等。断屑等。 221 切屑的形成与切削变形切屑的形成与切削变形1切屑的形成过程及变形区的划分切屑的形成过程及变形区的划分(1) 第一变形区。材料在刀具前刀面挤压作用下，第一变形区。材料在刀具前刀面挤压作用下，从图中从图中OA线开始发生塑性变形，到线开始发生塑性变形，到OM线晶粒的线晶粒的剪切滑移基本完成，这一区域称为第一变形区剪切滑移基本完成，这一区域称为第一变形区()，亦称剪切区。，亦称剪切区。 2) 第二变形区。切屑沿前刀面滑

29、移排出时紧贴前第二变形区。切屑沿前刀面滑移排出时紧贴前刀面的底层金属进一步受到前刀面的挤压阻滞和刀面的底层金属进一步受到前刀面的挤压阻滞和摩擦，再次剪切滑移变形而纤维化，其方向基本摩擦，再次剪切滑移变形而纤维化，其方向基本上和前刀面平行，这一区域称为第二变形区上和前刀面平行，这一区域称为第二变形区()，亦称摩擦变形区。亦称摩擦变形区。切削过程示意图切削过程示意图(3) 第三变形区。已加工表面受到第三变形区。已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦与回弹，造成纤维化与加工硬摩擦与回弹，造成纤维化与加工硬化。这一区域的格子线变形也是较化。这一区域的格子线变形也

30、是较密集的，称为第三变形区密集的，称为第三变形区()。 222切屑的种类切屑的种类 A带状切屑带状切屑 B挤裂切屑挤裂切屑 C单元切屑单元切屑 D崩碎切屑崩碎切屑 图图2-4 切屑类型切屑类型 切屑的各种形状切屑的各种形状65 1带状切屑带状切屑 在加工塑性金属材料时，若在加工塑性金属材料时，若切削层金属的剪切滑移变形未达到材料的切削层金属的剪切滑移变形未达到材料的剪切破坏极限，切屑就呈连续不断的带状剪切破坏极限，切屑就呈连续不断的带状，称为带状切屑。，称为带状切屑。 2挤裂切屑挤裂切屑 在切削速度较低、切削厚度在切削速度较低、切削厚度很大的情况下，切钢及切削黄铜等材料时很大的情况下，切钢及切

31、削黄铜等材料时 ，切屑的外表面局部达到剪切破坏极限，切屑的外表面局部达到剪切破坏极限，开裂呈节状，称为挤裂切屑。开裂呈节状，称为挤裂切屑。66 3单元切屑单元切屑 在切削速度较低、切削厚度在切削速度较低、切削厚度很大的情况下，切钢及铅等材料时很大的情况下，切钢及铅等材料时 ，由于，由于剪切变形完全达到材料的破坏极限，切下剪切变形完全达到材料的破坏极限，切下的切屑断裂成均匀的颗粒状，成为粒状切的切屑断裂成均匀的颗粒状，成为粒状切屑。单元切屑的切削力波动最大，在生产屑。单元切屑的切削力波动最大，在生产中很少见。中很少见。 4崩碎切屑崩碎切屑 切削如铸铁等脆性材料时，切削如铸铁等脆性材料时，切削层金

32、属未经明显的塑性变形，就在弯切削层金属未经明显的塑性变形，就在弯曲拉应力作用下脆断，得到了不规则的细曲拉应力作用下脆断，得到了不规则的细粒状切屑，称为崩碎切屑。粒状切屑，称为崩碎切屑。67 223影响切削变形的因素影响切削变形的因素 1工件材料工件材料 工件材料的塑性也是影响切削变形的主工件材料的塑性也是影响切削变形的主要因素。在相同条件下，工件材料塑性要因素。在相同条件下，工件材料塑性越大，切削变形越大。工件的强度越低越大，切削变形越大。工件的强度越低，屈服极限低，切削变形越大；工件材，屈服极限低，切削变形越大；工件材料的强度越高，屈服极限高，切削变形料的强度越高，屈服极限高，切削变形越小。

33、如图越小。如图2-5a所示。所示。68 2刀具前角刀具前角 刀具的前角越大，刀刃越锋利，挤压小，刀具的前角越大，刀刃越锋利，挤压小，切削变形越小。如图切削变形越小。如图2-5b所示。所示。 3.切削用量切削用量 （1）切削速度）切削速度 受积屑瘤和切削速度的影受积屑瘤和切削速度的影响，呈波形变化。如图响，呈波形变化。如图2-5c所示。所示。 （2）进给量）进给量 进给量越大，切削变形程进给量越大，切削变形程度越小。进给量越小，切削变形程度越大度越小。进给量越小，切削变形程度越大。如图。如图2-5d所示。所示。6923切削力切削力 在切削加工过程中，刀具切入工件，使工在切削加工过程中，刀具切入工

34、件，使工件发生变形而成为切屑所需要的力，称为件发生变形而成为切屑所需要的力，称为切削力。切削力。 （切削过程中作用在刀具上的切削抗力称（切削过程中作用在刀具上的切削抗力称为切削力。）为切削力。） 70 231 总切削力的来源总切削力的来源： 1、切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性、塑性变形而产生的力； 2、刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力。 232 切削力的分解切削力的分解 为了实际生产的需要，或作为设计机床、夹具刀具的依据，通常将总切削力分解为相互垂直的Fc 、Fp 、Ff三个力，如下图所示。 1切削力切削力Fc 主运动方向的分力，它垂直于基面，与切削速度的方向一致，又称为切向力。71

35、它消耗的功率最多，是计算机床动力、设备强度它消耗的功率最多，是计算机床动力、设备强度和刚度、刀具强度的基本依据。和刚度、刀具强度的基本依据。 2. 背向力背向力Fp 它在基面内，并与工件轴线垂直它在基面内，并与工件轴线垂直，又称径向力。这作用在工艺系统刚度最薄弱的，又称径向力。这作用在工艺系统刚度最薄弱的方向上，容易引起方向上，容易引起 振动和形状误差，是设计和振动和形状误差，是设计和校验工艺系统刚度和精度的必要依据。校验工艺系统刚度和精度的必要依据。 3.进给力进给力Ff 进给方向的分力，它是在基面内，进给方向的分力，它是在基面内，并与工件轴线平行与走刀方向相反的力，又称轴并与工件轴线平行与

36、走刀方向相反的力，又称轴向力，它是设计进给（走刀）机构，计算进给功向力，它是设计进给（走刀）机构，计算进给功率的主要依据。率的主要依据。72 图图2-8 切削力的分解切削力的分解73233 影响切削力的因素影响切削力的因素 1）工件材料的性能对切削力有显著的影响）工件材料的性能对切削力有显著的影响。 工件材料的硬度或强度愈高，材料的剪切屈工件材料的硬度或强度愈高，材料的剪切屈服强度也愈高，发生剪切变形的抗力也愈大服强度也愈高，发生剪切变形的抗力也愈大，故切削力也愈大。，故切削力也愈大。 2）切削用量对切削力的影响。）切削用量对切削力的影响。 a）背吃刀量）背吃刀量ap 和进给量和进给量f对切削

37、力的影响对切削力的影响; b）切削速度）切削速度Vc对切削力的影响对切削力的影响; 74 3）刀具几何参数对切削力的影响。）刀具几何参数对切削力的影响。 a） 前角前角o对切削力的影响：前角越大，刀刃越对切削力的影响：前角越大，刀刃越锋利，变形抗力越小，总切削力越小。锋利，变形抗力越小，总切削力越小。 b） 主偏角主偏角kr 对切削力的影响对切削力的影响; c）刃倾角）刃倾角ls 对切削力的影响对切削力的影响; d）刀尖圆弧半径）刀尖圆弧半径re 对切削力的影响对切削力的影响; 4）切削液对切削力的影响）切削液对切削力的影响 合理使用切削液，可以减小材料的变形抗力和磨合理使用切削液，可以减小材

38、料的变形抗力和磨擦阻力，使切削力减小。擦阻力，使切削力减小。75767724 切削热切削热 切削热切削热是指在切削过程中，由变形抗力和磨擦阻是指在切削过程中，由变形抗力和磨擦阻力所消耗的能量而转变的热量。力所消耗的能量而转变的热量。 2.4.1 切削热的产生与传导切削热的产生与传导 切削热是由切削功转变而来的。图切削热是由切削功转变而来的。图2-8所示。所示。 一个是切屑与前刀面、工件与后刀面之间的摩擦一个是切屑与前刀面、工件与后刀面之间的摩擦，这是切削热的主要来源。，这是切削热的主要来源。 另一个是切削层金属在刀具的作用下发生弹性变另一个是切削层金属在刀具的作用下发生弹性变形和塑性变形。形和

39、塑性变形。 78图图2-8切削热的产生与传导切削热的产生与传导792.4.2 切削温度切削温度 1切削温度的概念切削温度的概念 切削温度切削温度是指切屑、工件与刀具表面接触区域的平均温是指切屑、工件与刀具表面接触区域的平均温度。切削温度的高低，取决于产生热量的多少和传散热度。切削温度的高低，取决于产生热量的多少和传散热量的快慢。量的快慢。 2影响切削温度的因素影响切削温度的因素 切削温度主要受切削用量、刀具几何参数、工件材料切削温度主要受切削用量、刀具几何参数、工件材料、 刀具磨损和切削液的影响。刀具磨损和切削液的影响。 （1）切削用量的影响）切削用量的影响 （2） 刀具的几何参数的影响刀具的

40、几何参数的影响 （3） 工件材料的影响工件材料的影响 （4） 刀具磨损的影响刀具磨损的影响 （5） 切削液的影响切削液的影响8025切削液切削液 251切削液的作用切削液的作用 1. 冷却作用冷却作用 切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具（或砂轮）、切屑和工件间的对流和汽化作刀具（或砂轮）、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。切削液的具硬度，提高加工精度和刀

41、具耐用度。切削液的冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度（或流动性）有关。水的导热系数和比热均高于（或流动性）有关。水的导热系数和比热均高于油，因此水的冷却性能要优于油。油，因此水的冷却性能要优于油。812. 润滑作用润滑作用 金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用，可以减小前刀面与切屑，后刀面与已润滑作用，可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具

42、与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能。的切削加工性能。 在磨削过程中，加入磨削液在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒工件及磨粒磨屑之后，磨削液渗入砂轮磨粒工件及磨粒磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮耐用度以及工件表面质量。热，提高砂轮耐用度以及工件表面质量。823. 清洗作用清洗作用 在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗

43、作用。除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和作用。除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的沾污，使刀具砂粒，防止机床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越果。对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油强，尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活性剂，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥等粘附在工

44、面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上，同时它能渗入到粒子和油件、刀具及砂轮上，同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上，把它从界面上分离，随切削泥粘附的界面上，把它从界面上分离，随切削液带走，保持切削液清洁。液带走，保持切削液清洁。 834. 防锈作用防锈作用 在金属切削过程中，工件要与环境介质及在金属切削过程中，工件要与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外，的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外，在工件加工后或工序之间流转过程中暂

45、时在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时，也要求切削液有一定的防锈能力存放时，也要求切削液有一定的防锈能力，防止环境介质及残存切削液中的油泥等，防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在我腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在我国南方地区潮湿多雨季节，更应注意工序国南方地区潮湿多雨季节，更应注意工序间防锈措施。间防锈措施。84其它作用其它作用 除了以上除了以上4种作用外，所使用的切削液应具备良种作用外，所使用的切削液应具备良好的稳定性，在贮存和使用中不产生沉淀或分层好的稳定性，在贮存和使用中不产生沉淀或分层、析油、析皂和老化等现象。对细菌和霉菌有一、析油、析皂和老化等

46、现象。对细菌和霉菌有一定抵抗能力，不易长霉及生物降解而导致发臭、定抵抗能力，不易长霉及生物降解而导致发臭、变质。不损坏涂漆零件，对人体无危害，无刺激变质。不损坏涂漆零件，对人体无危害，无刺激性气味。在使用过程中无烟雾性气味。在使用过程中无烟雾 或少烟雾。便于回收，低污染，排放的废液处理或少烟雾。便于回收，低污染，排放的废液处理简便，经处理后能达到国家规定的工业污水排放简便，经处理后能达到国家规定的工业污水排放标准等。标准等。852.5.2 切削液的种类切削液的种类 切削液按油品化学组成分为非水溶性切削液按油品化学组成分为非水溶性(油基油基)液和水溶液和水溶性性(水基水基)液两大类。液两大类。

47、水基的切削液可分为乳化液、半合成切削液和合成切水基的切削液可分为乳化液、半合成切削液和合成切削液。削液。 乳化液的成分：矿物油乳化液的成分：矿物油5080，脂肪酸，脂肪酸030，乳化剂乳化剂1525，防锈剂，防锈剂05，防腐剂，防腐剂2，消，消泡剂泡剂1 半合成：矿物油半合成：矿物油030，脂肪酸，脂肪酸530，极压剂，极压剂020，表面活性，表面活性 剂剂05，防锈剂，防锈剂010 全合成：表面活性剂全合成：表面活性剂05，胺基醇，胺基醇1040，防，防锈剂锈剂04086 全合成全合成-皆为添加剂所组成皆为添加剂所组成 优点：清洁性极佳、冷却性极佳、防锈性可优点：清洁性极佳、冷却性极佳、防锈

48、性可缺点：润滑性较不足，成本较高缺点：润滑性较不足，成本较高适用：研磨，部分做切削，但需增强其润滑性适用：研磨，部分做切削，但需增强其润滑性(极压极压) 半合成半合成-添加剂和基础油的比例有添加剂和基础油的比例有50%-50%、也有、也有30%-70%不等，看配方而定不等，看配方而定 优点：成本适中，清洁性逊全合成胜皂化油，润滑性逊优点：成本适中，清洁性逊全合成胜皂化油，润滑性逊皂化油胜全合成皂化油胜全合成缺点：其实有寿命、防锈、切削适中，最可灵活调整缺点：其实有寿命、防锈、切削适中，最可灵活调整适用：大部分切削，按照所需条件，如：要求防锈、清适用：大部分切削，按照所需条件，如：要求防锈、清洁

49、、成本别太高，可选半合成洁、成本别太高，可选半合成.87皂化油皂化油(乳化油乳化油)-最常见之切削液，乳白色最常见之切削液，乳白色状，大部分价钱便宜状，大部分价钱便宜。优点：成本较上述两种低，润滑性切削佳、优点：成本较上述两种低，润滑性切削佳、防锈可视情况防锈可视情况。缺点：使用上会因天气温度上升、现场维护缺点：使用上会因天气温度上升、现场维护不当造成寿命缩短致使发臭，另清洁效果较不当造成寿命缩短致使发臭，另清洁效果较差，若无时常维护容易使环境变脏差，若无时常维护容易使环境变脏。适用：绝大部分加工中心、数控机床适用适用：绝大部分加工中心、数控机床适用2.5.3 切削液的选用切削液的选用 1.

50、根据工件材料选择根据工件材料选择(1)铸铁、青铜在切削时，一般不用切削液。铸铁、青铜在切削时，一般不用切削液。精加工时，用煤油。精加工时，用煤油。 (2)切削铝时，用煤油。切削铝时，用煤油。 (3)切削切削有色金属有色金属时，不宜用含硫的切削液。时，不宜用含硫的切削液。 (4)切削镁合金时，用矿物油。切削镁合金时，用矿物油。 (5)切削一般钢时，采用乳化液。切削一般钢时，采用乳化液。 (6)切削难切削材料时，应采用极压切削液。切削难切削材料时，应采用极压切削液。89 2. 根据工艺要求和切削特点选择根据工艺要求和切削特点选择(1)粗加工时，应选冷却效果好的切削液。粗加工时，应选冷却效果好的切削

51、液。(2)精加工时，应选润滑效果好的切削液。精加工时，应选润滑效果好的切削液。(3)加工孔时，应选用浓度大的乳化液或极压切加工孔时，应选用浓度大的乳化液或极压切削液。削液。(4)深孔加工时，应选用含有极压添加剂浓度较深孔加工时，应选用含有极压添加剂浓度较低的切削液。低的切削液。(5)磨削时，应选用清洗作用好的切削液。磨削时，应选用清洗作用好的切削液。(6)用硬质合金、用硬质合金、陶瓷陶瓷和和PCD、PCBN刀具切削刀具切削时，一般不用切削液。要用时，必须自始自终时，一般不用切削液。要用时，必须自始自终地供给。地供给。PCBN刀具在切削时，不能用水质切刀具在切削时，不能用水质切削液。固为削液。固

52、为CBN在在1000以上高温时，会与水以上高温时，会与水起化学反应而被消耗。起化学反应而被消耗。90切削液的加注方法切削液的加注方法 浇注法浇注法 喷雾法喷雾法 高压法高压法912.6 综合训练综合训练(见书见书P22-23) (一一) 题目题目 (二二) 任务任务 (三三) 总结评定总结评定 92本章小结本章小结 1.切削运动及切削要素切削运动及切削要素 2.切削的基本变形及影响切削的基本变形及影响 3.切削力的来源与分解切削力的来源与分解 4.切削温度切削温度 5.切削液的作用切削液的作用 作业作业:见书见书P23-24(1-11)93 教学目标教学目标：了解各类机床的组成、分类及特点，：

53、了解各类机床的组成、分类及特点，了解机床的加工工艺范围，各类机床加工特点、了解机床的加工工艺范围，各类机床加工特点、根据零件加工工艺特点合理选择和安排机床加工根据零件加工工艺特点合理选择和安排机床加工。掌握金属切削刀具的材料、几何形状和结构形。掌握金属切削刀具的材料、几何形状和结构形式以及根据工件材料及加工工艺特点合理选择相式以及根据工件材料及加工工艺特点合理选择相应刀具。了解机床夹具的作用、分类及工件的定应刀具。了解机床夹具的作用、分类及工件的定位原理。位原理。 教学重点：教学重点： 机床的组成，刀具材料、几何形状机床的组成，刀具材料、几何形状与工件加工精度的关系。机床夹具的作用、工件与工件

54、加工精度的关系。机床夹具的作用、工件的六点定位原理的六点定位原理。94第第3 3章章 机械加工工艺系统机械加工工艺系统222222222222222222222222222222 教学难点教学难点： 根据零件加工工艺特点合理选择机床；刀具几何形状与工件加工精度的关系。根据工件的六点定位原理设计机床夹具。 教学方式教学方式： 讲解（结合车间车床、铣床、磨床和刀具） 课课 时时： 95硬件硬件软件软件机械加工机械加工工艺系统工艺系统工件工件机床机床刀具刀具夹具夹具工艺方法工艺方法工艺过程工艺过程数控程序数控程序963.1 机床机床3.1.1 概论概论 1. 金属切削机床的概念、分类金属切削机床的概

55、念、分类 金属切削机床金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯是用切削的方法将金属毛坯加工成具有特定尺寸、形状和表面质量的加工成具有特定尺寸、形状和表面质量的机器零件的机器，习惯上简称机床。它是机器零件的机器，习惯上简称机床。它是加工机器零件的主要设备，约占机器总工加工机器零件的主要设备，约占机器总工作量的作量的40%-60%。97金属切削机床作用金属切削机床作用: : 利用切削刀具与金属工件的相对利用切削刀具与金属工件的相对运动从工件上切除多余的金属或预留运动从工件上切除多余的金属或预留层，以获得符合规定的尺寸、形状、层，以获得符合规定的尺寸、形状、精度及表面质量要求的零件。精度及表面质量要求的

56、零件。3.1.1机床的分类与型号表示法机床的分类与型号表示法1分类分类98 3.1 3.1 机床精度与刚度机床精度与刚度 加工中保证被加工工件达到要求的精度和表加工中保证被加工工件达到要求的精度和表面粗糙度，并能在机床长期使用中保持这种要求面粗糙度，并能在机床长期使用中保持这种要求，机床本身必须具备的精度称为，机床本身必须具备的精度称为机床精度机床精度。它包。它包括几何精度、传动精度、运动精度、定位精度及括几何精度、传动精度、运动精度、定位精度及精度保持性等几个方面。精度保持性等几个方面。 机床刚度机床刚度指机床系统抵抗变形的能力。作用指机床系统抵抗变形的能力。作用在机床上的载荷有重力、夹紧力

57、、切削力、传动在机床上的载荷有重力、夹紧力、切削力、传动力、摩擦力、冲击振动干扰力等。力、摩擦力、冲击振动干扰力等。99100机床机床 是实现对工件进行机械加工的必要设是实现对工件进行机械加工的必要设备，为机械加工提供切削加工运动和动力。备，为机械加工提供切削加工运动和动力。夹具夹具 是装夹工件的重要工艺装备，用它实是装夹工件的重要工艺装备，用它实施对工件的定位和夹紧，使工件在加工时相施对工件的定位和夹紧，使工件在加工时相对于机床或刀具保持一个正确的位置。对于机床或刀具保持一个正确的位置。刀具刀具 是直接对工件进行加工的工具，将直是直接对工件进行加工的工具，将直接由它切除工件毛坯上预留的材料层

58、。接由它切除工件毛坯上预留的材料层。一、金属切削机床的分类一、金属切削机床的分类按加工方式分：按加工方式分：12大类大类按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床车车床床钻钻床床镗镗床床磨磨床床齿轮加工齿轮加工机床机床螺纹加工螺纹加工机床机床铣铣床床刨刨床床拉拉床床电加工电加工机床机床切断切断机床机床

59、其它其它机床机床通用机床专用机床专门化机床自动生产线按通用性分按通用性分按精度分按精度分普通精度机床普通精度机床精密机床精密机床高精度机床高精度机床超精密机床超精密机床按自动化程度分按自动化程度分手动机床手动机床自动机床自动机床半自动机半自动机床床3.1.1 3.1.1 机床的分类与型号表示法机床的分类与型号表示法11分类分类按加工方式分按加工方式分车床、铣床、钻床、镗床、磨床、车床、铣床、钻床、镗床、磨床、刨（插）床、拉床、齿轮加工机刨（插）床、拉床、齿轮加工机床、床、螺纹加工机床、珩磨机床、螺纹加工机床、珩磨机床、锯床、键槽加工机床锯床、键槽加工机床1021033机床的概念、组成、分类及特

60、点机床的概念、组成、分类及特点数控机床的概念、组成数控机床的概念、组成数控机床是综合应用了计算机技术、自动控制、数控机床是综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面的最新成就而发展起精密测量和机械设计等方面的最新成就而发展起来的一种典型的机电一体化产品。来的一种典型的机电一体化产品。数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服驱动数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服驱动系统、辅助装置、反馈装置和机床本体组成。系统、辅助装置、反馈装置和机床本体组成。104数控机床的分类数控机床的分类 按工艺用途按工艺用途分为数控车床、车削中心、数控铣分为数控车床、车削中心、数控铣床、数控钻床、数控镗床