机械制造工艺基础(第六版)第四章切削加工基础

第四章切削加工基础第三节切削力和切削温度31第一节切削刀具2第二节切削运动与切削用量第四节切削液4第五节加工精度和加工表面质量5第六节金属切削机床的型号6第四章切削加工基础切削加工——使用切削刀具从工件上切除多余（或预留）的材料，从而获得满足尺寸、几何公差、表面粗糙度等精度要求的加工方法。第四章切削加工基础一、刀具的几何形状第一节切削刀具第四章切削加工基础（1）前面Aγ——刀具上切屑流过的表面。（2）主后面Aα——刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。（3）副后面Aα′——刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。（4）主切削刃S——前面与主后面的交线，切削时起主要切削作用。（5）副切削刃S′——前面与副后面的交线，切削时起辅助切削作用。（6）刀尖——指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。第四章切削加工基础切削刃的交点修圆刀尖倒角刀尖刀尖第四章切削加工基础二、测量刀具角度的三个基准坐标平面1．基面pr基面——指通过切削刃上某选定点，垂直于该点主运动方向的平面。2．切削平面ps切削平面——通过切削刃上某选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。3．正交平面po正交平面——通过切削刃上的某选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。第四章切削加工基础第四章切削加工基础第四章切削加工基础基面pr：（1）主偏角κr（2）副偏角κr′（3）刀尖角εrrrr主正交平面po：（1）前角γo（2）主后角αo（3）楔角βo副正交平面po：副后角αo′主切削平面ps：刃倾角λs三、车刀主要几何角度及选用原则第四章切削加工基础1．应首先考虑工件的形状。加工工件的台阶，必须选择κr≥90°；加工中间切入的工件表面时，一般选择κr=45°～60°。2．要根据工件的刚度和工件材料选择。工件的刚度好或工件的材料较硬，应选较小的主偏角；反之，应选较大的主偏角。初步选择：第四章切削加工基础初步选择：rr1．副偏角一般采用κr′=6°～8°2．精车时，如果在副切削刃上刃磨修光刃，则取κr′=0°3．加工中间切入的工件表面时，副偏角应取κr′=45°～60°第四章切削加工基础初步选择：εr=180°－（κr+κr′）第四章切削加工基础初步选择：1．车削塑性材料或工件材料较软时，可选择较大的前角；车削脆性材料或工件材料较硬时，可选择较小的前角。2．粗加工，尤其是车削有硬皮的铸锻件时，应选取较小的前角；精加工时，应选取较大的前角。3．车刀材料的强度和韧性较差时，前角应取小值；反之，可取较大值。第四章切削加工基础初步选择：1．粗加工时，应取较小的后角；精加工时，应取较大的后角。2．工件材料较硬时，后角宜取小值；工件材料较软时，则后角宜取大值。第四章切削加工基础初步选择：βo=90°－（γo＋αo）第四章切削加工基础初步选择：1．副后角αo′一般磨成与后角αo相等。2．切断刀等特殊情况，为了保证刀具的强度，副后角应取较小的数值：αo′=1°～2°第四章切削加工基础初步选择：1．粗加工时，以及在断续、冲击性切削时，为增大刀尖强度，刃倾角应取负值。2．精加工时，为保证已加工表面质量，使切屑流向待加工表面，刃倾角应取正值。3．刃倾角为0°时，切屑垂直于主切削刃方向流出。第四章切削加工基础四、刀具材料1．对刀具切削部分材料的基本要求（1）高的硬度。（2）良好的耐磨性。（3）足够的强度和韧性。（4）高的热硬性。（5）良好的工艺性。第四章切削加工基础2．常用的刀具材料常用刀具材料的性能和应用场合第四章切削加工基础3．常用刀具的选用（1）根据工件材料的切削性能选用刀具。（2）根据工件的加工阶段选用刀具。（3）根据工件加工区域的结构特点选择刀具切削部分结构。第四章切削加工基础一、切削运动1．切削中的运动切削运动——切削时，工件与刀具的相对运动。包括主运动和进给运动。第二节切削运动与切削用量第四章切削加工基础车外圆铣平面刨平面磨外圆钻孔1—主运动2—进给运动3—待加工表面4—过渡表面5—已加工表面第四章切削加工基础2．工件表面的形成常见的几种切削加工方法的切削运动（1）待加工表面（2）已加工表面（3）过渡表面第四章切削加工基础二、切削用量1．切削用量的概念切削用量——在切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。（1）切削速度vc——切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。单位是m/min或m/s。π1000dn318dnvc=≈vc——切削速度，m/min。d——工件的直径，mm。n——工件转速，r/min。第四章切削加工基础（2）进给量f刀具在进给运动方向上相对工件的位移量称为进给量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量。（3）背吃刀量ap一般指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离。其单位为mm。第四章切削加工基础2．切削用量的选择原则选择切削用量的原则是在保证加工质量、降低加工成本和提高生产率的前提下，使背吃刀量、进给量和切削速度的乘积最大。切削用量的选择原则第四章切削加工基础一、切削力切削力——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。1．总切削力第三节切削力和切削温度第四章切削加工基础总切削力——刀具的一个切削部分在切削工件时所产生的全部切削力。第四章切削加工基础2．总切削力的分力切削力Fc背向力Fp进给力Ff3．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F′。第四章切削加工基础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）切削液第四章切削加工基础二、切削温度1．切削热与切削温度切削热——切削过程中，由于被切削材料层的变形、分离及刀具与被切削材料间的摩擦而产生的热量。切削温度——切削过程中，切削区域的温度。第四章切削加工基础（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第四章切削加工基础一、切削液的作用冷却作用润滑作用清洗和排屑作用二、切削液的种类第四节切削液切削液的种类第四章切削加工基础三、切削液的选用切削液的选用第四章切削加工基础一、加工精度1．加工精度的概念加工精度——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。2．获得规定尺寸精度的方法（1）试切法（2）自动获得尺寸精度的方法用定尺寸刀具加工。调整法。自动控制法。第五节加工精度和加工表面质量第四章切削加工基础二、加工表面质量1．加工表面质量的概念工件表面微观几何形状工件表面层材料的物理、力学性能2．表面粗糙度加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。第四章切削加工基础3．表面层材料的物理、力学性能因塑性变形引起的冷作硬化。因切削热的影响引起金相组织的变化。因切削时的塑性变形、热塑性变形、金相组织变化引起的残余应力。第四章切削加工基础一、金属切削机床的分类第六节金属切削机床的型号第四章切削加工基础二、金属切削机床的型号1．机床型号的表示方法第四章切削加工基础a）车床铭牌b）铣床铭牌第四章切削加工基础c）磨床铭牌d）数控车床铭牌第四章切削加工基础2．机床的分类及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读音车钻镗磨二磨三磨牙丝铣刨拉割其第四章切削加工基础3．机床的通用特性代号和结构特性代号通用特性代号结构特性代号4．机床的组、系代号在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。在同一组机床中，主参数、主要结构及布局形式相同的机床，即为同一系。第四章切削加工基础5．主参数和设计顺序号（1）主参数（2）设计顺序号6．主轴数和第二主参数（1）主轴数（2）第二主参数第四章切削加工基础7．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，按改进的先后顺序选用A、B、C等汉语拼音字母（但“I”“O”两个字母不得选用），加在型号基本部分的尾部，以区别原机床型号。8．其他特性代号其他特性代号主要反映机床的各类特性，置于辅助部分之首，用汉语拼音字母（除“I”“O”）、阿拉伯数字或阿拉伯数字与汉语拼音字母组合表示。第四章切削加工基础三、识读常见机床型号解释机床型号的含义