機(jī)械加工工藝機(jī)械加工工藝概述課件

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1、金屬切削加工金屬切削加工是用切削刀具從毛坯上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狀、尺寸精度和表面粗糙度的零件的加工方法。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)）

2、例：車、銑、刨、磨、鉆等。二、切削用量 在切削過程中，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)min)/(mmnfvf)(2mmddamwp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)）

3、切削面積（）)(cosmmabrpD)(sinmmfhrDpafDhDbr)(mmafbhApDDD第二節(jié) 切削刀具一、刀具的幾何角度一、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，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。的。1.外圓車刀的外圓車刀的組成組成車刀的切削部分車刀的切削部分(刀頭刀頭)：三面三面、兩刃兩刃、一尖一尖。1）前刀面前刀面A切屑流切屑流出的表面。出的表面。2）主后刀面主后刀面A與加與加工表面相對(duì)的表面。工表面相對(duì)的表面。3）副后刀面副后刀面A與已與已加工表

4、面相對(duì)的表面。加工表面相對(duì)的表面。4）主切削刃主切削刃SA與與A相交。相交。5）副切削刃副切削刃S A與與A相交。相交。6）刀尖刀尖A、A與與A相交。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外圓車刀的主要角度1)輔助平面輔助平面 由由P Pr r、P Ps s 、P Po o組成主剖面參考系。組成主剖面參考系。（1）P Pr r（基面）（基面）過主切削刃一點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)過主切削刃一點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度切削速度V的平面。的平面。（P Pr r ）（2）P Ps s（切削平面）（切削平面）過主切削刃一點(diǎn)，與切削過主切削刃一點(diǎn)，與切削刃相切且垂至于刃相切且

5、垂至于P Pr r的平面。的平面。（3）P Po o（主剖面）（主剖面）過主切削刃一點(diǎn)，垂直于過主切削刃一點(diǎn)，垂直于P Pr r 和和P Ps s的平面。的平面。（P Po o 又稱為正交平面）又稱為正交平面）主剖面參考系主剖面參考系PrPrVVPsPsPrPrPoPoPs、PrPr2)標(biāo)注角度標(biāo)注角度假定：假定：不考慮進(jìn)給速不考慮進(jìn)給速度的大小，度的大小，假定車刀假定車刀A點(diǎn)與工件中心等高，點(diǎn)與工件中心等高，刀桿中心線垂直于進(jìn)刀桿中心線垂直于進(jìn)給方向，切削刃上選定給方向，切削刃上選定點(diǎn)點(diǎn)A的的主剖面標(biāo)注角度主剖面標(biāo)注角度參考系參考系如圖所示。如圖所示。f車刀的標(biāo)注角度 車刀的標(biāo)注角度是指刀具

6、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 o2）后角 o3）主偏角 r4）副偏角 r5）刃傾角 sf前角的正負(fù)0oo前角的正負(fù)oo前角的正負(fù)oo刃傾角的正負(fù)0s刃傾角的正負(fù)s刃傾角的正負(fù)s 3)車刀工作角度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 ooeooev 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 oeoooevev 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 ooeooevev 二二.刀刃上選定點(diǎn)安裝高低對(duì)工作角度的影響刀刃上選定點(diǎn)安裝高低對(duì)工作角度的影響 dhoeoe2sin00vvtgfooe

7、ooerrerrefrrerrefrrerref刀柄中心線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)工作角度的變形刀柄中心線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)工作角度的變形rrerre刀具鋒利刀具鋒利切屑變形程度切屑變形程度切削力切削力前角前角前角前角刀刃及刀頭強(qiáng)度刀刃及刀頭強(qiáng)度易蹦刃易蹦刃楔角楔角前角前角切屑變形程度切屑變形程度易斷屑易斷屑脆性材料：脆性材料：O O小，塑性材料：小，塑性材料：O O大大刀具的刀具的b b、k k較大，則較大，則O O可選大值可選大值粗加工時(shí)：粗加工時(shí)：O O小，精加工時(shí)：小，精加工時(shí)：O O大大刀具的刀具的b b、k k較大，則較大，則O O可選大值可選大值粗加工時(shí)：粗加工時(shí)：O O小，精加工時(shí)：

8、小，精加工時(shí)：O O大大工件的工件的b b、HBHB較大，則較大，則O O可選小值可選小值、RmaxcosFFsinFFDpDfbD 刀刃工作長(zhǎng)度刀刃工作長(zhǎng)度單位負(fù)荷單位負(fù)荷 剛性好，則剛性好，則取小值。取小值。粗加工時(shí)：粗加工時(shí)：大，精加工時(shí)：大，精加工時(shí)：小小HB HB 一般情況下：一般情況下：粗加工時(shí)：粗加工時(shí)：s=0-5精加工時(shí)：精加工時(shí)：s=0+5 工藝系統(tǒng)剛性不足，則工藝系統(tǒng)剛性不足，則s 0三、多齒刀具的幾何角度三、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。多齒刀具每一刀齒都可以看成是一把車刀。1.麻花鉆頭麻花鉆頭 兩個(gè)前刀面兩個(gè)前刀面、兩個(gè)后刀面、兩個(gè)副后刀面（

9、棱、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、一條橫刃邊）、兩條主切削刃兩條副切削刃、一條橫刃 主切削刃上主切削刃上各點(diǎn)的基面位置不同各點(diǎn)的基面位置不同,(A(A點(diǎn)的基面點(diǎn)的基面P PrA rA)主要幾何角度：主要幾何角度：1）前角（前角（o o）外緣處外緣處o o 約約3030，靠近橫刃靠近橫刃處處o o=-30=-30，橫刃橫刃上上o o=-50=-5060602）后角（后角（o o）后角后角o o是在以是在以鉆頭中心鉆頭中心為軸心的圓柱剖面內(nèi)度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，量的。由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響，e e比比f f小愈近中心小愈近中心減小愈大。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆

10、外緣處減小愈大。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆外緣處o o=8=81414，近，近中心處中心處o o=20=2025253 3）螺旋角（）螺旋角（）其大小由螺旋槽的導(dǎo)程其大小由螺旋槽的導(dǎo)程S S和直徑鉆頭和直徑鉆頭d d0 0決定，決定，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆螺旋角標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆螺旋角=18=1830304 4）頂角（）頂角（2 2）標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頂角標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頂角2 2=116=116118118。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆在結(jié)構(gòu)上存在的缺點(diǎn)：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，易橫刃處很大的負(fù)前角，擠刮金屬，軸向抗抗力大，易鉆偏。鉆偏。外緣處外緣處o o約約3030，但靠近橫刃處，但靠近橫刃處o o=303

11、0；副后角為副后角為0 0，散熱條件差；，散熱條件差；主刃長(zhǎng)，不易排屑。主刃長(zhǎng)，不易排屑。2.2.銑刀銑刀 圓柱銑刀端銑刀盤狀銑刀槽銑刀立銑刀圓柱銑刀端銑刀盤狀銑刀槽銑刀立銑刀角銑刀成形銑刀等。角銑刀成形銑刀等。銑刀銑刀類型類型 3.3.砂輪砂輪由磨料由磨料+結(jié)合劑組成。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。特性：磨料，粒度，硬度，結(jié)合劑，組織，形狀和尺寸等。1 1）磨料）磨料剛玉類，剛玉類，GZGZ，GBGB，GD，GW，GG碳化硅類：碳化硅類：THTH，TLTL金剛石類：金剛石類：JRJR2 2）粒度）粒度粒度選擇與粗糙度粒度選擇與粗糙度 生產(chǎn)率等因素有關(guān)。生產(chǎn)率

12、等因素有關(guān)。3 3）結(jié)合劑）結(jié)合劑 砂輪能否耐腐承受沖擊等取決于結(jié)合劑。砂輪能否耐腐承受沖擊等取決于結(jié)合劑。常用的有常用的有陶瓷結(jié)合劑（陶瓷結(jié)合劑（A A）樹脂結(jié)合劑（樹脂結(jié)合劑（S S）橡膠結(jié)合劑（橡膠結(jié)合劑（X X）金屬結(jié)合劑（金屬結(jié)合劑（J J）4 4）硬度）硬度5 5）組織）組織組織號(hào)數(shù)是以磨粒占砂輪體積的百分比來確定。組織號(hào)數(shù)是以磨粒占砂輪體積的百分比來確定。緊密（緊密（0 0，1 1，2 2，3 3，4 4號(hào)）中等（號(hào)）中等（5 5，6 6，7 7，8 8號(hào)）號(hào)）疏松（疏松（9 9，1010，1111，1212號(hào)）號(hào)）6 6）形狀和尺寸）形狀和尺寸四、刀具材料四、刀具材料1.1.刀

13、具材料應(yīng)具備的性能刀具材料應(yīng)具備的性能1 1）高硬度）高硬度2 2）足夠的強(qiáng)度和韌性）足夠的強(qiáng)度和韌性3 3）高耐磨性）高耐磨性4 4）高的熱硬性）高的熱硬性5)5)良好的工藝性良好的工藝性2.2.刀具材料的種類刀具材料的種類1)1)碳素工具鋼碳素工具鋼 HRC61-65HRC61-65，耐熱，耐熱200-250200-250，v8m/minv8m/min。常用。常用T10AT10A，T12AT12A2)2)合金工具鋼合金工具鋼HRC65-67HRC65-67，耐熱，耐熱350-400350-400，v10-15m/minv10-15m/min。常用。常用9SiCr9SiCr，CrWMnCrW

14、Mn。3)3)高速鋼高速鋼HRC67-70HRC67-70，耐熱，耐熱550-600550-600，v30-40m/minv30-40m/min。常用。常用W18Cr4VW18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2。4)4)硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金HRA87-92HRA87-92（相當(dāng)于（相當(dāng)于HRC70-75HRC70-75），耐熱），耐熱10001000，v=100-300m/minv=100-300m/min。我國(guó)常用的硬質(zhì)合金有我國(guó)常用的硬質(zhì)合金有YGYG類類，YG3YG3，YG6YG6，YG8YG8，YG3X，YG6XYG6X等；等；YTYT類類，YT5YT5，YT14YT14，

15、YT15YT15，YT30YT30。通用硬質(zhì)合金通用硬質(zhì)合金YWYW（YT+TaCYT+TaC或或NbCNbC），），YW1YW1，YW2YW2。表面涂層硬質(zhì)合金：表面涂層硬質(zhì)合金：TiCTiC涂層，涂層，TiNTiN涂層，涂層，TiC-TiNTiC-TiN復(fù)復(fù)合涂層，合涂層，AlAl2 2O O3 3涂層。涂層。5)5)陶瓷陶瓷HRA93-94HRA93-94，耐熱，耐熱12001200，v v達(dá)達(dá)300m/min300m/min以上。常用以上。常用AMAM，AMFAMF，AT6AT6，SG3SG3，SG4SG4，LT35LT35，LT55LT55等。等。6)6)金剛石金剛石 HV10000HV10000，IT5IT5，Ra0025-0012mRa0025-0012m，耐熱，耐熱800800。7)7)立方氮化硼（立方氮化硼（CBNCBN）HV8000-9000HV8000-9000，IT6IT6，Ra04-02mRa04-02m，耐熱，耐熱1300-1300-15001500。