机械制造技术第04次课

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1、本章内容本章内容第四章 切削加工工艺基础切削加工概念与种类切削加工概念与种类第一节第一节 切削加工概述切削加工概述一、金属切削加工的特点和方向一、金属切削加工的特点和方向二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素 第二节第二节 金属切削刀具金属切削刀具刀具材料刀具材料 / / 刀具几何参数刀具几何参数第三节第三节 金属切削过程中金属切削过程中 的物理现象的物理现象 切屑切屑/ / 积屑瘤积屑瘤/ / 切削力切削力/ / 切削热切削热刀具磨损和刀具耐用度刀具磨损和刀具耐用度第四节第四节 普通刀具切削普通刀具切削 加工方法综述加工方法综述车削车削/ / 钻削钻削/ / 镗削镗削/ / 铣削铣削/

2、 / 刨削刨削插削插削/ / 拉削加工拉削加工第五节第五节 磨削加工方法综述磨削加工方法综述磨削过程磨削过程/ / 工艺特点工艺特点/ / 应用应用第六节第六节 精密加工方法综述精密加工方法综述研磨研磨/ / 珩磨珩磨/ / 小粗糙度磨削小粗糙度磨削超精加工超精加工/ / 抛光抛光第七节第七节 加工精度和表面质量加工精度和表面质量 机械加工精度机械加工精度/ /表面质量表面质量01/60第四章第四章 切削加工工艺基础切削加工工艺基础v种类：种类：机加工机加工(machining) ：通过工通过工人操纵机床来完成切削加工。人操纵机床来完成切削加工。车、铣、刨、磨、齿轮加工等车、铣、刨、磨、齿轮加

3、工等钳加工钳加工(bench work) ：通过工通过工人手持工具进行切削加工。划人手持工具进行切削加工。划线、錾切、锯、锉、刮、研、线、錾切、锯、锉、刮、研、钻孔和绞孔、攻丝、套扣等钻孔和绞孔、攻丝、套扣等v切削加工切削加工(cutting)是用刀具从毛坯是用刀具从毛坯( (或型材或型材) )上切除多余的材料，以便上切除多余的材料，以便获得形状、尺寸、精度和表面质量获得形状、尺寸、精度和表面质量等都符合要求的零件的加工方法。等都符合要求的零件的加工方法。barcastingforgingpartcutting tooldrawing02/601 1、切削加工的特点、切削加工的特点v 可加工各

4、种形状的型面可加工各种形状的型面v 尺寸公差等级范围：尺寸公差等级范围：IT12IT12IT3IT3v RaRa值范围：值范围：25250.0080.008m m一、金属切削加工的特点和发展方向一、金属切削加工的特点和发展方向2 2、切削加工的发展方向、切削加工的发展方向v 刀具材料朝着超硬材料方向发展，每分钟数千米速度刀具材料朝着超硬材料方向发展，每分钟数千米速度v 数控机床、精密和超精密机床，加工精度达到纳米数控机床、精密和超精密机床，加工精度达到纳米v 高精度、高效率、自动化、柔性化和智能化高精度、高效率、自动化、柔性化和智能化03/6004/601)1) 主运动主运动 (primary

5、 motion) v直接切除工件上的切削层，以形成工件直接切除工件上的切削层，以形成工件新表面的基本运动称为主运动。新表面的基本运动称为主运动。v速度最高、消耗功率最大。速度最高、消耗功率最大。v在切削运动中主运动只有一个。在切削运动中主运动只有一个。2)2) 进给运动进给运动 (feed motion) v配合主运动不断把切削层投入切削以保配合主运动不断把切削层投入切削以保持切削连续的运动称为进给运动。持切削连续的运动称为进给运动。v速度较低，消耗功率较少速度较低，消耗功率较少v可能是连续性的，也可能是间歇性的可能是连续性的，也可能是间歇性的v有时仅一个，有时有几个有时仅一个，有时有几个3)

6、3) 合成切削运动合成切削运动(resultant cutting motion) 二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素1 1、切削运动、切削运动图图4 41 1 车削运动和工件上的表面车削运动和工件上的表面图图4 42 2 刨削刨削图图4 43 3 各种加工的切削运动各种加工的切削运动 拉削加工的进给运动？1)1) 切削速度切削速度 (cutting speed) vcv 单位时间内工件和刀具沿主运动单位时间内工件和刀具沿主运动方向的相对位移。方向的相对位移。m/sm/s， m/minm/min2)2) 进给量进给量 (feed) f fv 在主运动一个循环内，刀具与工在主运动一个循

7、环内，刀具与工件之间沿进给方向上的位移量。件之间沿进给方向上的位移量。mm/rmm/r，mm/minmm/min 进给速度进给速度v vf f=fn=fn3)3) 切削深度切削深度(depth of cut) a ap pv 已加工表面与待加工表面之间的已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。垂直距离。mmmm第一节第一节 切削加工概述切削加工概述2 2、切削三要素、切削三要素二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素dmdwapfvc05/60第二节第二节 金属切削刀具金属切削刀具（cutting tool）一、刀具材料一、刀具材料1 1、普通刀具材料、普通刀具材料v 刀具：刀具：工作部分工

8、作部分+ +夹持部分夹持部分v 刀具材料刀具材料指工作部分的材料指工作部分的材料v 碳素工具钢碳素工具钢和和低合金刃具钢低合金刃具钢耐热性较差耐热性较差(200(200250250o oC),C),常制常制作锉刀、刮刀、手锯条等作锉刀、刮刀、手锯条等1)1) 高速钢高速钢在复杂刀具中仍占统治地位的刀具材料在复杂刀具中仍占统治地位的刀具材料 v 定义：定义：含有钨、钼、铬、钒等元素较多的高合金工具钢含有钨、钼、铬、钒等元素较多的高合金工具钢v 性能：性能：很高的强度和韧性，较好的工艺性；很高的强度和韧性，较好的工艺性； 硬度为硬度为636370HRC70HRC，红硬温度为，红硬温度为500500

9、650650o oC Cv 常见牌号：常见牌号：W18Cr4VW18Cr4Vv 用途：用途：制造形状较为复杂的刀具，如麻花钻、拉刀等。制造形状较为复杂的刀具，如麻花钻、拉刀等。06/6007/60第二节第二节 金属切削刀具金属切削刀具（cutting tool）2)2) 硬质合金硬质合金v 定义：定义：用CO作粘结剂，将硬质碳化钨等颗粒粘结在一起的粉末冶金。v 性能：性能：7482HRC,红硬温度8001000oC较脆，抗弯强度低，韧性很低v 常见牌号：YG8、YT15 （ CO和TiC 含量的%）v 用途：用途：常制成刀片，焊接或夹固在车刀、刨刀、端铣刀等的刀杆上 一、刀具材料一、刀具材料1

10、 1、普通刀具材料、普通刀具材料v 硬质合金硬质合金仍在扩大使用仍在扩大使用范围的刀具材料范围的刀具材料一、刀具材料一、刀具材料1 1、普通刀具材料、普通刀具材料3)3) 涂层刀具材料涂层刀具材料 v 定义：定义：在硬质合金或高速钢基体上涂以高硬度、高耐磨性 的（TiC、TiN、Al2O3等）而构成的材料。v 涂层厚度：涂层厚度：212mv 涂层方法：涂层方法： CVD（Chemical Vapor deposition） PVD（Physical Vapor deposition）v 性能：性能：是硬质合金、高速钢耐用度的（24）、（321）倍v 常见牌号：常见牌号：CN、CA、YB等 v

11、涂层刀具材料涂层刀具材料正以惊人正以惊人速度开发应用的刀具材料速度开发应用的刀具材料第二节第二节 金属切削刀具金属切削刀具（cutting tool）08/601)1) 陶瓷陶瓷 v 定义：定义：主要是以氧化铝（主要是以氧化铝（AlAl2 2O O3 3）或以氮化硅（）或以氮化硅（SiSi3 3N N4 4 ）为）为基体，再添加少量金属化合物（基体，再添加少量金属化合物（ZrOZrO2 2、TiCTiC等），采用热等），采用热压成形和烧结的方法获得的材料。压成形和烧结的方法获得的材料。v 性能：性能：919195HRA95HRA，耐磨性很好，耐磨性很好，耐热性很高，在耐热性很高，在120012