机械制造工艺基础(第六版)第四章切削加工基础

1、第三节第三节 切削力和切削温度切削力和切削温度31第一节第一节 切削刀具切削刀具 2第二节第二节 切削运动与切削用量切削运动与切削用量第四节第四节 切削液切削液4第五节第五节 加工精度和加工表面质量加工精度和加工表面质量5第六节第六节 金属切削机床的型号金属切削机床的型号6 切削加工切削加工使用切削刀具从工件上切除多余（或预留）的材料，从而获得满足尺寸、几何公差、表面粗糙度等精度要求的加工方法。 一、刀具的几何形状一、刀具的几何形状 第一节第一节 切削刀具切削刀具（1）前面A刀具上切屑流过的表面。（2）主后面A刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。（3）副后面A刀具上同前面相交形成副切削刃的后面

2、。（4）主切削刃S前面与主后面的交线，切削时起主要切削作用。（5）副切削刃S前面与副后面的交线，切削时起辅助切削作用。（6）刀尖指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。切削刃的交点 修圆刀尖 倒角刀尖 刀尖 二、测量刀具角度的三个基准坐标平面二、测量刀具角度的三个基准坐标平面 1 1基面基面pr 基面基面指通过切削刃上某选定点，垂直于该点主运动方向的平面。 2 2切削平面切削平面ps 切削平面切削平面通过切削刃上某选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。 3 3正交平面正交平面po 正交平面正交平面通过切削刃上的某选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。 基面pr ：（1）主偏角r

3、（2）副偏角r（3）刀尖角r rrr主正交平面po ：（1）前角o（2）主后角o （3）楔角o 副正交平面po ：副后角o 主切削平面ps： 刃倾角s 三、车刀主要几何角度及选用原则三、车刀主要几何角度及选用原则 1应首先考虑工件的形状。加工工件的台阶，必须选择r90；加工中间切入的工件表面时，一般选择r=4560。 2要根据工件的刚度和工件材料选择。工件的刚度好或工件的材料较硬，应选较小的主偏角；反之，应选较大的主偏角 。初步选择： 初步选择： rr 1副偏角一般采用r= 68 2精车时，如果在副切削刃上刃磨修光刃，则取 r= 0 3加工中间切入的工件表面时，副偏角应取 r= 4560 初步

4、选择： r =180（r+ r）初步选择： 1车削塑性材料或工件材料较软时，可选择较大的前角；车削脆性材料或工件材料较硬时，可选择较小的前角。 2粗加工，尤其是车削有硬皮的铸锻件时，应选取较小的前角；精加工时，应选取较大的前角。 3车刀材料的强度和韧性较差时，前角应取小值；反之，可取较大值。初步选择： 1粗加工时，应取较小的后角；精加工时，应取较大的后角。 2工件材料较硬时，后角宜取小值；工件材料较软时，则后角宜取大值。初步选择： o =90（oo） 初步选择： 1副后角o一般磨成与后角o相等。 2切断刀等特殊情况，为了保证刀具的强度，副后角应取较小的数值： o=12 初步选择： 1粗加工时，

5、以及在断续、冲击性切削时，为增大刀尖强度，刃倾角应取负值。 2精加工时，为保证已加工表面质量，使切屑流向待加工表面，刃倾角应取正值。 3刃倾角为0时，切屑垂直于主切削刃方向流出 。四、刀具材料四、刀具材料 1 1对刀具切削部分材料的基本要求对刀具切削部分材料的基本要求 （1）高的硬度。 （2）良好的耐磨性。 （3）足够的强度和韧性。 （4）高的热硬性。 （5）良好的工艺性。2 2常用的刀具材料常用的刀具材料 常用刀具材料的性能和应用场合3 3常用刀具的选用常用刀具的选用 （1）根据工件材料的切削性能选用刀具。 （2）根据工件的加工阶段选用刀具。 （3）根据工件加工区域的结构特点选择刀具切削部分

6、结构。 一、切削运动一、切削运动1 1切削中的运动切削中的运动 切削运动切削运动切削时，工件与刀具的相对运动。包括主运动和进给运动。 第二节第二节 切削运动与切削用量切削运动与切削用量车外圆铣平面 刨平面 磨外圆 钻孔 1主运动2进给运动3待加工表面4过渡表面5已加工表面 2 2工件表面的形成工件表面的形成 常见的几种切削加工方法的切削运动（1）待加工表面（2）已加工表面（3）过渡表面二、切削用量二、切削用量 1 1切削用量的概念切削用量的概念 切削用量切削用量在切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。 （1）切削速度vc切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。单位是m/min或

7、m/s。1000dn318dnvc=vc切削速度，m/min。d工件的直径，mm。n工件转速，r/min。（2）进给量f 刀具在进给运动方向上相对工件的位移量称为进给量进给量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量。（3）背吃刀量ap一般指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离。其单位为mm。2 2切削用量的选择原则切削用量的选择原则 选择切削用量的原则是在保证加工质量、降低加工成本和提高生产率的前提下，使背吃刀量、进给量和切削速度的乘积最大。切削用量的选择原则一、切削力一、切削力 切削力切削力切削过程中，材料产生变形到变成切屑所产生的抗力和切屑与前面之间及副后面与已加工表面之间发生的

8、摩擦，共同作用于刀具上的合力。1 1总切削力总切削力 第三节第三节 切削力和切削温度切削力和切削温度 总切削力总切削力刀具的一个切削部分在切削工件时所产生的全部切削力。 2 2总切削力的分力总切削力的分力l 切削力Fcl 背向力Fp l 进给力Ff 3 3总切削抗力总切削抗力 切削加工时，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力F。 4 4影响总切削抗力大小的因素影响总切削抗力大小的因素 （1）工件材料 （2）切削用量 （3）刀具角度 （4）切削液二、切削温度二、切削温度1 1切削热与切削温度切削热与切削温度 切削热切削热切削过程中，由于被切削材料层的变形、分离及刀具与被切削材料间的摩擦而产生的热量。

9、 切削温度切削温度切削过程中，切削区域的温度。 （1）合理选择刀具材料和刀具几何角度。（2）合理选择切削用量。（3）适当选择和使用切削液。 2 2减少切削热和降低切削温度的工艺措施减少切削热和降低切削温度的工艺措施一、切削液的作用一、切削液的作用l 冷却作用l 润滑作用l 清洗和排屑作用二、切削液的种类二、切削液的种类 第四节第四节 切削液切削液切削液的种类三、切削液的选用三、切削液的选用切削液的选用一、加工精度一、加工精度1 1加工精度的概念加工精度的概念 加工精度加工精度工件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。 2 2获得规定尺寸精度的方法获得规定尺寸精度的方

10、法 （1）试切法（2）自动获得尺寸精度的方法l 用定尺寸刀具加工。l 调整法。l 自动控制法。 第五节第五节 加工精度和加工表面质量加工精度和加工表面质量二、加工表面质量二、加工表面质量 1 1加工表面质量的概念加工表面质量的概念 l 工件表面微观几何形状l 工件表面层材料的物理、力学性能2 2表面粗糙度表面粗糙度 加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。3 3表面层材料的物理、力学性能表面层材料的物理、力学性能 l 因塑性变形引起的冷作硬化。l 因切削热的影响引起金相组织的变化。l 因切削时的塑性变形、热塑性变形、金相组织变化引起的残余应力。一、金属切削机床的分类一、金属切削机

11、床的分类 第六节第六节 金属切削机床的型号金属切削机床的型号二、金属切削机床的型号二、金属切削机床的型号1 1机床型号的表示方法机床型号的表示方法a）车床铭牌 b）铣床铭牌c）磨床铭牌 d）数控车床铭牌2 2机床的分类及代号机床的分类及代号类别 车床 钻床镗床磨床 齿轮加工机床 螺纹加工机床 铣床 刨插床 拉床 锯床 其他机床 代号CZTM2M3MYSXBLGQ读音车钻镗磨二磨 三磨牙丝铣刨拉割其3 3机床的通用特性代号和结构特性代号机床的通用特性代号和结构特性代号 l 通用特性代号l 结构特性代号4 4机床的组、系代号机床的组、系代号l 在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的 机床，即为同一组。l 在同一组机床中，主参数、主要结构及布局形式相 同的机床，即为同一系。5 5主参数和设计顺序号主参数和设计顺序号（1）主参数 （2）设计顺序号 6 6主轴数和第二主参数主轴数和第二主参数（1）主轴数（2）第二主参数 7 7重大改进顺序号重大改进顺序号 当机床的结构、性能有更高的要求，并需按新产品重新设计