电子课件-《机械制造工艺基础(第七版)》-A02-3517-4第四章--切削加工基础

1、43 切削刀具3141 金属切削机床的类别与型号 242 切削运动与切削用量44 切削力与切削温度445 切削液546 加工精度与加工表面质量641 金属切削机床的类别与型号一、金属切削机床的类别共11类：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、锯床和其他机床二、金属切削机床的型号机床型号就是按一定的规律赋予每种机床一个代号，以便于机床的管理和使用1金属切削机床的类代号 机床的分类和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2磨3磨牙丝铣刨拉割其2通用特性代号、结构特性代号（1）通用特

2、性代号机床通用特性代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心（自动换刀）仿形轻型加重型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHFQCRXS读音高密自半控换仿轻重柔显速 通用特性代号有统一的规定含义，它在各类机床的型号中，表示的意义相同（2）结构特性代号1）结构特性代号用汉语拼音字母（通用特性代号已用的字母和I、O两字母不用）A、B、C、D、E、L、N、P、T、Y表示2）当单个字母不够用时，可将两个字母组合起来使用，如AD、AE或DA、EA等3机床的组、系的划分原则及其代号1）同类机床中，主要布局或使用范围基本相同的即为同一组2）同一组机床中，其主参数相同、主要结构及布局形式相同即为同一系（1）机

3、床组、系的划分原则（2）机床的组、系代号1）机床的组，用一位阿拉伯数字表示，位于类代号或特性代号或通用代号之后2）机床的系，用一位阿拉伯数字表示，位于组代号之后4主参数的标示方法机床型号中主参数用折算值表示，位于系代号之后。当折算值大于1时，则取整数，前面不加“0”；当折算值小于1时，则取小数点后第一位数，并在前面加“0”5通用机床的设计顺序号某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号有1起始，当设计顺序号小于10时，由01开始编号6主轴数和第二主参数的表示方法（1）主轴数的表示方法 对于多轴车床、多轴钻床、排式钻床等机床，其主轴数应以实际数值列入型号，置于

4、主参数之后，用“”分开。单轴可省略（2）第二主参数表示方法第二主参数（多轴机床的主轴数除外）一般不予表示，如有特殊情况，需在型号中表示7机床的重大改进顺序号 当机床的结构、性能有更高的要求，并需按新产品重新设计、试制和鉴定时，才按改进的先后顺序选用A、B、C等拼音字母（I、O两字母不用）表示加在型号基本部分的尾部，以区别原机床型号其他特性代号主要用以反映各类机床的特性8其他特性代号及其表示方法（1）其他特性代号的含义（2）其他特性代号的表示方法1) 用拼音字母（I、O两字母除外）表示，其中L表示联动轴数，F表示复合2)当单个字母不够用时，可将两个字母组合，如AB、AC、AD或BA、CA、DA3

5、)也可用阿拉伯数字表示,还可以用阿拉伯数字和汉语拼音字母组合表示三、金属切削机床型号示例1MG1432A高精度万能外圆磨床，最大磨削直径320mm，经第一次重大改进，无企业代号 2Z304016/S2摇臂钻床,最大钻孔直径40mm,最大跨距1600mm，沈阳第二机床厂生产 3THM6350精密卧式加工中心，工作台最大宽度500mm4MKG1340高精度数控外圆磨床，最大磨削直径400mm42 切削运动与切削用量一、切削运动机械零件的任何表面都可以看作是一条线（称为母线）沿另一条线（称为导线）运动的轨迹平面的形成圆柱面的形成 圆锥面的形成螺旋面的形成 渐开线齿廓表面的形成 1零件表面的形成2机床

6、的运动（1）工作运动 机床为实现加工所必需的加工工具与工件间的相对运动，包括主运动和进给运动1）主运动促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。主运动是切除工件表面多余材料所需要的最基本运动,在切削运动中形成机床切削速度，消耗主要动力铣平面车外圆刨平面 钻孔磨外圆1主运动2进给运动2）进给运动使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动，即可不断地或连续地切除切屑，并得到具有所需几何特性的已加工表面3切削时形成的三种表面（1）待加工表面工件上有待切除的表面（2）已加工表面工件上经刀具切削后形成的表面（3）过渡表面工件上由切削刃切除的那部分表面。它在下一个切削行程、刀具或工件的下

7、一转被切除，或下一个切削刃切除二、切削用量及其选用原则1切削用量切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度当主运动是旋转运动时当主运动为往复直线运动时（1）切削速度vc（2）进给量 f刀具在进给运动方向上相对工件的位移量（3）背吃刀量ap 刀具切入工件时，工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直距离2切削用量的选用原则43 切削刀具一、切削刀具分类车刀、铣刀、刨刀、砂轮、钻头、铰刀、丝锥及板牙 外圆表面加工刀具、内孔表面加工刀具、平面加工刀具、螺纹刀具、成形刀具、齿轮刀具1按机床加工方式和加工对象不同分类2按加工表面不同分类整体式刀具、焊接式刀具、机械夹固式刀具4按结构形式不同分类43 切削刀具单

8、刃刀具、双刃刀具、多刃刀具3按刀具的切削刃数目不同分类工具钢刀具、高速钢刀具、硬质合金刀具机夹重磨式和机夹可转位式（不重磨）5按刀片使用后是否重磨分类6 按刀具切削部分的材料分类43 切削刀具43 切削刀具二、切削刀具组成1刀具的结构（1）切削部分1）前面A切屑流出时所流经的面2）主刀面A 与工件上过渡表面相对的刀面与工件上已加工表面相对的刀面43 切削刀具4）主切削刃S前面与主后面相交的部位，担负主要切削工作5）副切削刃S前面与副后面相交的部位，它协同主切削刃完成金属的切除工作，形成工件的已加工表面6）刀尖 主、副切削刃连接处的那一小部分切削刃，一般都呈圆弧状43 切削刀具（2）导向部分在刀

9、具中，有的具有导向部分（如麻花钻、铰刀、立铣刀等），这些刀具一般用于内孔、沟槽和内螺纹加工（3）夹持部分（刀体）1）实体夹持夹持部分做成实体，使用时直接将刀具装在刀架或锥套内，如车刀、刨刀、钻头、立铣刀2）刀轴装夹夹持夹持部分做成圆柱孔，孔内加工键槽，切削时将刀具装在刀轴上。如：圆柱铣刀、三面刃铣刀43 切削刀具2刀具角度（1）参考系1假定主运动方向2假定进给运动方向3切削刃选定点1）基面Pr2）假定工作平面Pf 过切削刃选定点的平面，其方位垂直于假定的主运动方向通过切削刃选定点并垂直于基面，其方位平行于假定的进给运动方向43 切削刀具3）主切削平面Ps5）正交平面Po 通过主切削刃选定点与主

10、切削刃相切并垂直于基面的平面 通过副切削刃选定点与副切削刃相切并垂直于基面的平面 通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面4）副切削平面Ps1假定主运动方向2假定进给运动方向3切削刃选定点43 切削刀具（2）刀具切削部分的主要角度1）前角o2）后角o 前面与基面的夹角，在正交平面中测量 后面与切削平面的夹角，在正交平面中测量43 切削刀具3）主偏角r4）副偏角r5）刃倾角s主切削平面与假定工作平面间的夹角 副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量主切削刃与基面间的夹角，在主切削平面中测量43 切削刀具三、切削刀具材料及其选用1刀具材料应具备的基本性能（1）高硬度（2）足够的强度和

11、韧性（3）高的耐磨性和耐热性（4）良好的导热性（5）良好的工艺性（6）较好的经济性（7）抗粘接性和化学稳定性43 切削刀具2常用刀具材料的种类及选用（1）碳素工具钢（2）合金工具钢T10A、T12A9SiCr、CrWMn（3）高速钢W18Cr4VW6Mo5Cr4V2W9Mo3Cr4V（4）硬质合金WCCoWCCo TiCWCCo TiCTaC（NbC）（5）陶瓷（6）人造金刚石（7）立方氮化硼44 切削力与切削温度一、切削力1总切削力切削过程中, 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摩擦, 共同作用于刀具上的合力称为切削力 刀具的一个切削部分在切削工

12、件时所产生的全部切削力称为一个切削部分总切削力 所有参与切削的各切削部分所产生的总切削力的合力称为刀具总切削力2总切削力的分力（1）切削力Fc切削力Fc是总切削力F在主运动方向上的正投影。与切削速度vc方向一致（2）背向力Fp背向力Fp是总切削力F在垂直于工作平面方向上的分力（3）进给力Ff 进给力Ff是总切削力F在进给运动方向上的正投影。它与进给速度vf方向一致3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称为总切削抗力F切削抗力Fc、背向抗力Fp、进给抗力Ff分别与Fc、Fp、Ff大小相等，方向相反4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

13、、切削温度1切削热与切削温度切削热主要来源于切屑变形，切屑与前面的摩擦，工件与刀具后面的摩擦切削过程中，切削区域的温度称为切削温度,在高速切削时仍可高达到1000以上（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减少切削热和降低切削温度的工艺措施45 切削液一、切削液的作用1冷却作用2润滑作用3清洗作用4防锈作用45 切削液二、切削液的种类1水溶液主要成分是水及防锈剂、防霉剂等。为了提高清洗能力，可加入清洗剂；为具有一定的润滑性，还可加入油性添加剂2乳化液水和乳化油经搅拌后形成的乳白色液体。乳化油是一种油膏，它由矿物油和表面活性乳化剂配制而成，并添加乳化

14、稳定剂45 切削液3合成切削液由水、各种表面活性剂和化学添加剂组成4切削油切削油主要起润滑作用。 有10 号机械油、 20 号机械油、 轻柴油、 煤油、 豆油、菜籽油、 蓖麻油等矿物油或动、 植物油 5极压切削油极压切削油是在矿物油中添加氯、硫、磷等极压添加剂配制而成6固体润滑剂二硫化钼（MoS2）45 切削液三、切削液的选用1根据加工性质选用（1）粗加工选择以冷却作用为主的乳化液或合成切削液（2）精加工 选用润滑性能较好的极压切削油或高浓度极压乳化液（3）半封闭式加工 选用黏度较小的极压乳化液或极压切削油，并加大切削液的压力和流量45 切削液2根据工件材料选用（1）钢件：粗加工时选乳化液；精

15、加工时选硫化乳化液（2）铸铁、铸铝：一般不用切削液。在精加工时，可选用润滑性好、黏度小的煤油或7%10%的乳化液（3）有色金属或铜合金：不宜采用含硫的切削液，以免腐蚀工件。加工镁合金时，不能用切削液，以免燃烧起火（4）难加工材料(如不锈钢、耐热钢)：选用10%15%的极压切削油或极压乳化液45 切削液3根据刀具材料选用（1）高速钢刀具粗加工选用乳化液；精加工钢件时，选用极压切削油或浓度较高的极压乳化液（2）硬质合金刀具为避免刀片因骤冷或骤热而产生崩裂，一般不使用冷却润滑液。如果要使用，必须连续充分45 切削液四、使用切削液的注意事项1油状乳化油必须用水稀释后才能使用。乳化液会污染环境，尽量选用

16、环保型切削液2切削液应浇注在过渡表面、切屑和前刀面接触的区域45 切削液3用硬质合金车刀一般不加切削液。如果使用切削液，必须从开始就连续充分浇注5加注切削液可以采用浇注法和高压冷却法 高压冷却法浇注法4控制好切削液的流量46 加工精度与加工表面质量一、加工精度1加工精度的概念 加工精度是指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。包括尺寸精度、形状精度和位置精度2获得规定尺寸精度的方法（1）试切法 通过试切测量调整再试切的反复过程而最终获得规定尺寸精度的方法（2）自动获得尺寸精度的方法1）用定尺寸刀具加工工件的尺寸精度由刀具本身尺寸精度保证2）调整法 预先按规定的尺寸调整好机床、夹具、刀具及工件的相对位置和运