机械加工基础2.ppt

1、三、机床的切削运动三、机床的切削运动 1 1、切削运动、切削运动主运动：主运动：使刀具和工件之间产生相对运动；使刀具和工件之间产生相对运动；速度高，消耗功率多；速度高，消耗功率多；普通车床一普通车床一 般只有一个。般只有一个。进给运动：进给运动：使刀具与工件之间产生附加的相使刀具与工件之间产生附加的相 对运动。对运动。还有吃刀、退刀、让刀等辅助运动。还有吃刀、退刀、让刀等辅助运动。主运动主运动 进给运动进给运动卧式车床卧式车床：工件旋转运动，车刀纵、横、斜工件旋转运动，车刀纵、横、斜 向直线运动；向直线运动；钻床钻床：钻头旋转运动，钻头旋转运动，钻头轴向移动；钻头轴向移动；牛头刨床牛头刨床：刨

2、刀往复运动，工件横向间歇刨刀往复运动，工件横向间歇 移动移动2 2、切削用量三要素、切削用量三要素n n切削速度切削速度，m/s或或m/min；主运动为旋转时：主运动为旋转时：c c=dn/1000，d-工件直径，工件直径，mm;n-工件或刀具转速，工件或刀具转速，r/min；主运动为往返移动时：主运动为往返移动时：c c=2Lnr r/1000，L-冲程长度，冲程长度，mm;nr r-冲程次数，冲程次数，str/minn n进给量：进给量：刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用刀具和工件每转或每行程的位移量可用刀具和工件每转或每行程的位移量来表述。用

3、来表述。用f表示，单位：表示，单位：mm/r,mm/str,(mm/z,mm/min).n n背吃刀量背吃刀量:又称切削深度，是在垂直于进给运动方又称切削深度，是在垂直于进给运动方向上测量的主切削刃切入工件的深度，向上测量的主切削刃切入工件的深度，用用ap p表示表示,单位：单位：mm.3 3、零件表面的成形方法、零件表面的成形方法 切削加工的一个重要目的是获得零件上切削加工的一个重要目的是获得零件上 的各种表面。的各种表面。n n轨迹法：轨迹法：利用非成形刀，在一定切削运动下，由利用非成形刀，在一定切削运动下，由刀尖轨迹获得零件所需表面的方法。刀尖轨迹获得零件所需表面的方法。n成形法成形法：

4、利用成形刀具，在一定的利用成形刀具，在一定的切削运动下，由刀刃形状获得零件切削运动下，由刀刃形状获得零件所需表面的方法。所需表面的方法。n n展成法：展成法：利用刀具依次连续切出的若干利用刀具依次连续切出的若干 微小面积而包络出所需表面的方法。微小面积而包络出所需表面的方法。四、切削加工的阶段四、切削加工的阶段工件的加工余量不是一次切除的工件的加工余量不是一次切除的.可分为可分为:粗加工、半精加工、精加工、粗加工、半精加工、精加工、精密加工、超精密加工精密加工、超精密加工5 5个阶段。个阶段。切削加工的阶段切削加工的阶段阶阶段段段段名称名称名称名称 目目目目 的的的的尺寸公差和尺寸公差和尺寸公

5、差和尺寸公差和RaRa相相相相应应加工方法加工方法加工方法加工方法粗加粗加粗加粗加工工工工尽快从毛坯上切尽快从毛坯上切尽快从毛坯上切尽快从毛坯上切除多余材料除多余材料除多余材料除多余材料IT12-IT11,IT12-IT11,Ra=25-12.5Ra=25-12.5粗粗粗粗车车、粗、粗、粗、粗镗镗、粗、粗、粗、粗铣铣、粗刨、粗刨、粗刨、粗刨、钻钻孔孔孔孔等等等等半精半精半精半精加工加工加工加工提高精度、降低提高精度、降低提高精度、降低提高精度、降低RaRa，留下合适的，留下合适的，留下合适的，留下合适的加工余量加工余量加工余量加工余量IT10-IT9,IT10-IT9,Ra=6.3-3.2Ra

6、=6.3-3.2半粗半粗半粗半粗车车、半粗、半粗、半粗、半粗镗镗、半粗、半粗、半粗、半粗铣铣、半、半、半、半粗刨、粗刨、粗刨、粗刨、扩扩孔等孔等孔等孔等精精精精加加加加工工工工使一般零使一般零使一般零使一般零件的主要件的主要件的主要件的主要表面达到表面达到表面达到表面达到规规定的精定的精定的精定的精度和粗糙度和粗糙度和粗糙度和粗糙度要求度要求度要求度要求IT8-IT8-IT6,IT6,Ra=1.Ra=1.6-6-0.80.8精精精精车车、精精精精镗镗、精精精精铣铣、精刨、精刨、精刨、精刨、粗磨、粗磨、粗磨、粗磨、粗粗粗粗铰铰等等等等精精精精密密密密加加加加工工工工在精加工在精加工在精加工在精加

7、工基基基基础础上上上上进进一步提高一步提高一步提高一步提高精度、降精度、降精度、降精度、降低低低低RaRaIT5-IT5-IT3,IT3,Ra=0.Ra=0.1-1-0.000.008 8研磨、研磨、研磨、研磨、珩磨、珩磨、珩磨、珩磨、超精加超精加超精加超精加工、工、工、工、抛抛抛抛光等光等光等光等超超超超精精精精密密密密加加加加工工工工亚亚微米加微米加微米加微米加工和工和工和工和纳纳米米米米加工加工加工加工高于高于高于高于IT3,IT3,Ra=0.Ra=0.012012或或或或更低更低更低更低金金金金刚刚石石石石刀具刀具刀具刀具切切切切削、超削、超削、超削、超精密精密精密精密研研研研磨和抛磨

8、和抛磨和抛磨和抛光等光等光等光等n n避免毛坯内应力的释放而影响加工精度；避免毛坯内应力的释放而影响加工精度；n n避免粗加工时较大的夹紧力和切削力所引避免粗加工时较大的夹紧力和切削力所引起的弹性变形和热变形对精度影响；起的弹性变形和热变形对精度影响；n n及时发现毛坯内的缺陷；及时发现毛坯内的缺陷；n n合理使用机床，由粗至精；合理使用机床，由粗至精；n n便于安排热处理工序。便于安排热处理工序。分段加工的优点分段加工的优点:2 2 刀具与刀具切削过程刀具与刀具切削过程一、刀具结构：一、刀具结构：车刀的车刀的组成组成和和形式形式各部分名称焊接式，整体式，机夹式刨刀、钻头和铣刀等可以看成是车刀

9、刨刀、钻头和铣刀等可以看成是车刀的演变和组合。的演变和组合。二、刀具材料二、刀具材料1 1、普通刀具材料：、普通刀具材料：切削是在高温、剧烈摩擦和很大切削切削是在高温、剧烈摩擦和很大切削力、冲击力下进行的，要求刀具具有力、冲击力下进行的，要求刀具具有高高硬度、耐磨性、耐热性、足够的强度和硬度、耐磨性、耐热性、足够的强度和韧性及一定的工艺性韧性及一定的工艺性。弹素工具钢、合金工具钢、高速钢、弹素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、涂层刀具材料等。硬质合金、涂层刀具材料等。2 2、超硬刀具材料：、超硬刀具材料：n n陶瓷：陶瓷：主要由主要由Al2 2O3 3或金属炭化物构成，采用或金属炭化物构成

10、，采用热压成形和烧结的方法获得。热压成形和烧结的方法获得。硬度高、耐磨性好、耐热性高硬度高、耐磨性好、耐热性高（12001200）；抗弯强度低、冲击韧性差。）；抗弯强度低、冲击韧性差。人造聚晶金刚石人造聚晶金刚石 在高温高压下将金刚石微粉聚合而成在高温高压下将金刚石微粉聚合而成的多晶体材料，硬度极高，耐磨性好。韧的多晶体材料，硬度极高，耐磨性好。韧性、抗弯强度、热稳定性很差（性、抗弯强度、热稳定性很差（700-700-800800）；和铁的亲和力强，一般不适宜）；和铁的亲和力强，一般不适宜加工黑色金属。加工黑色金属。立方氮化硼立方氮化硼 在高温高压下制成的一种新型超硬在高温高压下制成的一种新型

11、超硬刀具材料，其硬度仅次于金刚石，耐磨刀具材料，其硬度仅次于金刚石，耐磨性很好，耐热性比金刚石高。性很好，耐热性比金刚石高。三、金属切削过程三、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。上切下切屑的过程，也就是切屑形成的过程。三个变形区：三个变形区：n n基本变形区基本变形区产生剪切滑移和大量塑性变产生剪切滑移和大量塑性变形的区域，主要的能量消耗区。形的区域，主要的能量消耗区。n n切屑与前刃面间的摩擦变形区切屑与前刃面间的摩擦变形区对积屑瘤对积屑瘤的形成和刀具前面磨损有直接影响。的形成和刀具前面磨损有直接

12、影响。n n已加工面与刀具后面间的摩擦变形区已加工面与刀具后面间的摩擦变形区对对工件变形强化、残余应力和刀具后面磨损工件变形强化、残余应力和刀具后面磨损有影响。有影响。四、切削过程的物理现象四、切削过程的物理现象n n切削瘤；切削瘤；n n总切削力；总切削力；n n切削热；切削热；n n加工硬化与残余应力；加工硬化与残余应力；n n刀具的磨损。刀具的磨损。1-3 1-3 磨具与磨削过程磨具与磨削过程 磨具是用磨料为主制造而成的一类切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、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坚硬和形状不规则的磨料磨

13、粒按一定要求粘接制成的。粘接制成的。如砂轮、油石、砂纸、砂布、研磨膏等。如砂轮、油石、砂纸、砂布、研磨膏等。分为：固结磨料和涂覆磨料。分为：固结磨料和涂覆磨料。固结磨具的特性对加工精度、表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。面粗糙度和生产率的影响很大。主要特征：磨料、粒度、结合剂、主要特征：磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、尺寸。硬度、组织、尺寸。1 1、磨料：、磨料：组成磨具的主要原料，直接担负切削组成磨具的主要原料，直接担负切削工作。工作。常用磨料：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

14、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 2、粒度、粒度 磨料颗粒的大小程度，分为磨粒和微磨料颗粒的大小程度，分为磨粒和微粉两大类。粉两大类。磨粒：磨粒：41个号，个号，4#，5#，240#。由粗到细，用筛分法确定。由粗到细，用筛分法确定。微粉：微粉：用用W63，.，W0.5表示，显微镜表示，显微镜 分析法确定，是实际尺寸。分析法确定，是实际尺寸。nThank you for your attention!