机械加工基础3

三、金属切削过程刀具切削过程的实质，就是利用刀具从工件上切下切屑的过程，也就是切屑形成的过程。三个变形区：基本变形区—产生剪切滑移和大量塑性变形的区域，主要的能量消耗区。切屑与前刃面间的摩擦变形区—对积屑瘤的形成和刀具前面磨损有直接影响。已加工面与刀具后面间的摩擦变形区—对工件变形强化、残余应力和刀具后面磨损有影响。四、切削过程的物理现象切削瘤；总切削力；切削热；加工硬化与残余应力；刀具的磨损。§1-3磨具与磨削过程磨具是用磨料为主制造而成的一类切削工具。用结合剂或粘接剂将许多细微、坚硬和形状不规则的磨料磨粒按一定要求粘接制成的。如砂轮、油石、砂纸、砂布、研磨膏等。分为：固结磨料和涂覆磨料。固结磨具的特性对加工精度、表面粗糙度和生产率的影响很大。

主要特征：磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、尺寸。1、磨料：组成磨具的主要原料，直接担负切削工作。常用磨料：系别名称代号特性用途氧化物系棕刚玉A主要成分Al2O3，硬度高，韧性好，价廉碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等白刚玉WAAl2O3含量高，硬度高，韧性低，棱角锋利，价高淬火钢、高速钢和高碳钢等碳化物系黑碳化硅C主要成分SiC，硬度比白刚玉高，性脆，导热性好铸铁、黄铜、铝及非金属绿碳化硅GCSiC含量高，硬度和脆性更高，导热性好硬质合金、宝石、陶瓷、玻璃等高硬磨料系人造金刚石SD硬度高，脆性，价格昂贵硬质合金、宝石和光学玻璃等立方氮化硼CSN磨粒锋利高硬度、高韧性的难加工材料。如不锈钢等2、粒度磨料颗粒的大小程度，分为磨粒和微粉两大类。磨粒：41个号，4#，5#，……，240#。由粗到细，用筛分法确定。微粉：用W63，….，W0.5表示，显微镜分析法确定，是实际尺寸。3、结合剂陶瓷结合剂：用于v<35m/s的磨削；树脂结合剂：用于v>50m/s的磨削；橡胶结合剂：无心磨导轮、抛光砂轮、切割的薄片砂轮磨具的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力，主要取决于结合剂的性能4、硬度磨具表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度，容易脱落的为软；反之为硬。同一种磨料可制成硬度不同的磨具，主要取决于结合剂的性能、含量及磨具制造工艺。硬度分为16个等级。

加工较硬金属时，选用较软的磨具；加工较软金属时，选用较硬的磨具。在磨削加工中，一般常用中软直中硬级的砂轮；成形磨削和精密磨削时，应选用较硬的砂轮。5、组织磨具中磨粒、结合剂、气孔三者体积的比例关系，以磨粒率表示磨具的组织号。组织号愈小，磨料在磨具中所占比例愈大，组织越紧密；反之已然。6、形状和尺寸二、磨削过程及物理现象磨削过程是无数磨粒对工件表面进行错综复杂的切削、刻划、滑擦三种作用的综合过程。粗磨时以切削作用为主；精磨时既有切削作用，也有摩擦抛光作用；超精磨和镜面磨削的摩擦抛光作用更为明显。物理现象：磨削力：磨削热：加工硬化和残余应力。§2-1外圆表面加工

外圆是轴类和盘套类零件的主要表面,加工方法有车削、磨削、研磨和超精加工等。第二章外圆、内圆和平面的加工一、外圆切削1、外圆切削方法按照车床形式：卧车和立车；按照车刀形式：尖刀、45度弯头刀、右偏刀、左偏刀、圆弧刀；按照切削精度：粗车、半精车、精车。二、外圆磨削1、普通磨削方法

一般在半精车后进行。可分为粗磨和精磨，可在外圆磨床、万能外圆磨床和无心外圆磨床上进行，有纵磨法和横磨法等。纵磨法：砂轮的旋转为主运动，工件作纵向运动。变形小、精度高、适应性好。横磨法：工件不作纵向进给运动。发热大、易变形、精度差、效率高。综合磨法：先用横磨法粗磨，再用纵磨法精磨。2、磨削外圆与精车外圆的比较（1）加工质量：都属于精加工。外圆磨比精车更易稳定地获得更低的粗糙度和更高的精度；（2）加工的材料：砂轮磨粒硬度高，除可磨削铸铁、未淬火钢外，还可磨削淬火和高硬度难加工材料。但不能加工塑性大、硬度低的有色金属件，屑末易嵌塞砂轮。应采用精车。（3）加工的零件类型：外圆磨主要用来磨削中、小型轴类和套类件的外圆。车床可利用多种附件装夹各类零件，对外圆进行精车。大型和重型轴也用车床。

（4）加工的经济性：是每工时的成本、生产率、零件加工的合格率等因素的综合反映。磨削成本高于车削。3、先进磨削方法（1）高精度、低粗糙度磨削磨削深度0.0025-0.005mm，磨削速度

15-30m/s，如精密磨削、超精密磨削、镜面磨削。（2）高效磨削（高速磨削）

V>50m/s(发达国家达230m/s），生产率高。（3）宽砂轮与多砂轮磨削增大砂轮宽度提高效率。一般砂轮宽度50mm，外圆磨（宽）300mm。（4）缓进给深磨削（强力磨削）磨削深度为普通磨削的100-1000倍，可达3-30mm。三、外圆研磨及超精加工研磨是在精车或磨削的基础上对工件进行0.01-0.1m的微量切削。

1、研磨方法手工研磨：单件小批量生产；机械研磨；大批量生产。2、研具材料和研磨剂

研具材料硬度应比工件材料低，有一定耐磨性，常用铸铁。

研磨剂：磨料+研磨液氧化铝和炭化硅煤油、植物油或煤油加机油等粗磨240#—W14，精磨W14—W53、外圆超精加工用油石进行光磨的一种光整加工。生产率高，在精磨或精车的基础上进行。四、外圆加工方法的选择加工方案尺寸公差和Ra适用范围粗车IT14—IT12，50—12.5除淬火钢件外的各种金属和部分非金属材料的工件粗车—半精车IT11—IT9，6.3—3.2粗车—半精车—精车IT8—IT6，

1.6—0.8粗车—半精车—精车—研磨IT6—IT4，

0.2—0.012粗车—半精车—磨削