第十六章金属切削加工基础知识加工表面

第十六章金属切削加工基础知识加工表面：加工表面：待加工表面、过渡表面、已加工表面，P192切削用量三要素：切削用量三要素：切削速度、进给量、背吃刀量，P192切削层参数：切削层参数：切削厚度、切削宽度、切削面积，P193车刀切削部分的组成：车刀切削部分的组成：（三面两线一点），P194前刀面、主后刀面、副后刀面；主切削刃、副切削刃；刀尖车刀的标注角度：车刀的标注角度：（五个），P195~197前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角理解各标注角度的作用刀具的结构形式（以车刀为例）：P197刀具的结构形式整体式车刀、焊接式车刀、机夹重磨式车刀、可转位式车刀刀具材料应具备的性能：P199具材料应具备的性能：1）高的硬度和耐磨性；2）足够的强度和韧性；3）高的耐热性和化学稳定性；4）良好的工艺性；5）经济性常用的刀具材料：常用的刀具材料：工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料理解高速钢、硬质合金的特点及适用范围，P201~202三个变形区：注意区分所在位置，P205三个变形区：第Ⅰ变形区变形形式：剪切滑移第Ⅱ变形区变形形式：挤压第Ⅲ变形区变形形式：挤压切屑类型：切屑类型：带状切屑、节状切屑、粒状切屑（单元切屑）、崩碎切屑理解各种切屑在何种切削条件下较容易获得课本p205积屑瘤：积屑瘤：P206形成过程：在切削塑性材料时，在适当的温度和压力下，切屑底层与前刀面发生“冷焊”作用，致使切屑底层金属发生滞留现象，滞留层与前刀面黏结成一体，最后积累后长成积屑瘤。积屑瘤对切削加工的影响：增大实际前角、保护刀具、增大切削厚度、增大已加工表面粗糙度。加工硬化：加工硬化：见制造质量那一章切削力的分解：切削力的分解：P208切削合力可分解为三个相互垂直的力：主切削力Fc、进给力Ff、背向力Fp。切削热：切削热：P211生热区：剪切面、切屑与前刀面接触区、后刀面与过渡表面接触区切削热的传导途径：切屑、工件、刀具及周围介质影响切削温度的因素：影响切削温度的因素：P211~2121）切削用量切削速度、进给量增大和被吃刀量增大，都会导致切削温度升高2）工件材料工件材料的强度及硬度越高，切削温度越高3）刀具材料导热性好的材料，可降低切削温度4）刀具角度减小主偏角可降低切削温度，前角也会影响切削温度切削液：P212切削液作用：冷却作用、润滑作用、排屑作用、清洗和防锈作用类型：水类、油类刀具磨损：P213刀具磨损刀具磨损形式：前刀面磨损、后刀面磨损、前后刀面同时磨损刀具磨损机理：磨粒磨损、黏结磨损、扩散磨损、相变磨损刀具磨损过程：初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段刀具的磨钝标准：以后刀面的磨损程度作为标准第十七章金属切屑机床机床的分类：P222机床的分类机床按加工方法或加工对象可分为：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨床、拉床、插床、锯床、特种加工机床及其他机床等机床按应用范围可分为：通用机床、专门化机床、专用机床机床型号：机床型号：由基本部分和辅助部分组成。P224~225基本部分的组成：类别代号；特性代号（分通用特性代号和结构特性代号）；组别、系别代号；主参数、第二主参数和设计顺序号；重大改进顺序号；其他特性代号理解机床型号中的各个代号所表示的意思机床的基本组成部分：机床的基本组成部分：P227动力源、主传动部件、进给传动部件、工件安装装置、刀具安装装置、支承件第十八章机械加工方法与机床车削：PPT与P223~246车削主运动：工件的旋转运动；进给运动：刀具的移动车削的特点：1）易于保证加工面间的位置精度；2）切削过程比较平稳；3）适合于有色金属零件的精加工；4）刀具简单铣削：铣削：PPT与P247~251主运动：铣刀的旋转运动；进给运动：工件的直线移动铣刀的分类：圆柱铣刀、端铣刀、盘铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成形铣刀铣削平面时，有两种铣削方式：周铣和端铣周铣：用刀齿分布在圆周表面的铣刀进行铣削的方式。周铣又可分为逆铣和顺铣。端铣：用刀齿分布在圆柱端面上的铣刀进行铣削的方式。逆铣：铣刀旋转方向与工件进给方向相反。顺铣：铣刀旋转方向与工件进给方向相同。逆铣与顺铣的优缺点比较铣削的特点：1）铣刀为多刃刀具，生产效率高；2）切削过程不平稳；3）刀齿冷却条件好孔加工的特点：孔加工的特点：P251刚性差，容易产生弯曲和振动；刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度；排屑及散热条件差，加工精度和表面质量都不易控制。钻削：钻削：PPT与P251~255主运动：刀具的旋转运动；进给运动：刀具的直线运动理解钻孔、扩孔、铰孔的工艺特点镗削：镗削：PPT与P256~257一般而言，主运动：镗刀的旋转运动；进给运动：工件的纵向移动或镗刀的轴向移动。理解单刃镗刀和双刃镗刀的工艺特点镗削的特点：1）适合加工孔内环槽、大直径孔；2）适合箱体类零件的孔系加工；3）镗大而浅的孔时可悬臂安装镗刀，镗深孔或距主轴端较远孔时应在镗杆尾部进行支承磨削：磨削：PPT与P260~266分为外圆磨削、内圆磨削、平面磨削及无心磨削。理解这几种磨削的主运动及进给运动。磨削的特点：1）精度高、表面粗糙度小；2）砂轮有自锐作用；3）径向力（又称背向力）较大，影响工件的加工精度；4）不宜加工较软的有色金属；5）磨削温度高刨削：刨削：PPT与P258主运动：刨刀的往复直线运动；进给运动：工作台或刀架的间歇运动刨削特点：1）刨床结构简单，调整操作方便；2）刨刀形状简单；3）刨削适应性好，但生产效率不高拉削：拉削：PPT与P259~260主运动和进给运动均由拉刀完成拉削的特点：1）拉削范围广，加工质量好；2）生产效率高，一次拉削时多刀刃同时参加工作；3）拉刀耐用度高，使用寿命长；4）拉削容屑、排屑及散热较困难；5）拉刀制造复杂、成本高齿轮加工：齿轮加工：PPT与P269~270理解滚齿加工和插齿加工的工作原理，理解他们的各种切削运动特种加工：特种加工：PPT与P271~290主要有电火花加工、线切割加工、电解加工、超声波加工、三束加工（光子束、电子束、离子束）。理解各特种加工的工作原理和适用范围第十九章机床夹具原理与设计定位：定位：确定工件在机床或夹具中占有准确加工位置的过程夹紧：夹紧：工件定位后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作装夹方法（方式）：）：找正装夹（分直接找正和划线找正两种方法）、夹具装夹装夹方法（方式）：夹具的作用：夹具的作用：PPT1）稳定地保证工件的加工精度；2）缩短辅助时间，提高劳动生产率；3）改善劳动条件，降低生产成本；4）扩大机床工艺范围夹具的分类：夹具的分类：PPT机床夹具按使用特点分：机床附件类夹具、可调夹具、随行夹具、组合夹具和专用夹具夹具的组成：夹具的组成：PPT定位元件、夹紧元件、对刀元件、导引元件、夹具体、连接元件和连接表面、其他装置定位：定位：PPT基准可分为：六点定位原理：六点定位原理：PPT用正确分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，使工件在夹具中得到正确位置的规律理解常见典型定位方式及定位元件所限制的自由度：完全定位：完全定位：工件的6个自由度全被限制的定位状态。不完全定位：工件被限制的自由度数目少于6个，但能保证加工要求时的定位状不完全定位态。过定位：过定位：工件的某一个自由度同时被一个以上的定位支承点重复限制的情况。欠定位：欠定位：指工件实际限制的自由度数目，少于按其加工要求所必需限制的自由度数目的情况。常见定位方式：PPT常见定位方式理解典型表面的定位方法和定位元件（以平面定位、以圆孔定位、以外圆柱面定位、以组合表面定位）平面定位的元件：固定支承、可调支承、自位支承、辅助支承（不起定位作用）圆孔定位的元件：定位销（有长销和短销之分）、锥销、心轴外圆柱面定位的元件：V形块（有长短之分）、定位套筒、半圆孔定位座、外圆定心夹紧机构夹紧：夹紧：PPT夹紧装置的组成：夹紧装置的组成：力源装置、中间传力机构（三个作用：改变力的方向、改变力的大小、使夹紧实现自锁）、夹紧元件夹紧力的确定：夹紧力的确定：夹紧力的三要素：大小、方向、作用点夹紧力方向确定的原则：1）夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面2）夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小3）夹紧力作用方向应使工件变形尽可能小夹紧力作用点确定的原则：1）夹紧力作用点应落在支承元件或几个支承元件形成的稳定受力区域2）夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面典型夹紧机构：典型夹紧机构：斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构斜楔夹紧机构的特点：1）有增力作用，但不大2）夹紧行程小。斜角越时自锁性越好，但夹紧行程越小3）结构简单，但操作不方便螺旋夹紧机构的特点：1）结构简单，自锁性好，夹紧可靠2）扩力比大3）夹紧行程不受限制4）夹紧动作慢，辅助时间长，效率低各类机床夹具：各类机床夹具：车床夹具铣床夹具钻床夹具平衡块的作用：消除回转不平衡引起的振动对刀装置的作用：确定刀具相对夹具定位元件的位置钻套的形式：固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套钻套的作用：1）提高刀具刚度，防止钻头引入后引偏；2）有利于提高被加工孔的尺寸、形状、位置精度；3）有利于降低表面粗糙度；4）由于不需划线和找正，因而可显著提高生产率。定位误差分析：定位误差分析：PPT产生定位误差的两个原因：产生定位误差的两个原因：基准不重合误差和基准位移误差。基准不重合误差：设计基准和定位基准不重合基准位移误差：定位副制造不准确，使得定位基准相对于夹具的调刀基准发生位移而产生的定位误差定位误差的计算题：定位误差的计算题：计算定位的两种方法：1）公式法，?dw=?jb+?jw2）极限法例题1：底面3与侧面4已加工好，现需加工顶面2和台阶面1。：解析：工序1：加工顶面2。定位面为底面和侧面，调刀基准是与底面3相接触的定位平面，定位基准和设计基准为底面3，均与调刀基准重合，加工时，使刀具调整尺寸与工序尺寸一致，C=H±\u9651XH（对一批工件，可视为常量）。此时的定位误差△dw=0工序2：加工顶面1时，定位面为底面和侧面，定位基准为底面3，与调刀基准一致，设计基准为顶面2，定位基准与设计基准不重合。即使本工序刀具以底面为基准调整绝对准确，无加工误差，仍会由于上道工序1加工顶面2时，使顶面2在H±\u9651XH范围内变动（针对一批零件而言），导致加工尺寸A±\u9651XA变为A±\u9651XA±\u9651XH，此误差为定位基准与设计基准不重合引起。此时的定位误差△dw=±\u9651XH。（即：将定位基准到设计基准间的尺寸称为联系尺寸，则基准不重合误差等于联系尺寸的公差。）例题2：求工件用V型块定位时的定位误差计算。工件直径为d(0,-?d)，在V：型块上定位铣平面，加工表面的工序尺寸有三种不同的标注方式：1）要求保证上母线到加工面的尺寸为H1，即设计基准为B，如图a2）要求保证下母线到加工面的尺寸为H2，即设计基准为C，如图b3）要求保证轴心线到加工面的尺寸为H3，即设计基准为O，如图c1）尺寸H1的定位误差（图a）此时设计基准的最大位置变动量为?????d2d2??d1d1?=?+???+?22sinα??22sinα??2??2??????d?1=?α+1?2?sin??2?B1B2，即定位误差：?dw1=B1B2=AB2?AB1=(AO2+O2B2)?AO1+O1B1）（2）尺寸H2的定位误差（图b）此时设计基准的最大位置变动量为C1C2，即定位误差?dw2=C1C2=AC2?AC1=(AO2?O2C2)?AO1?O1C1）（???????d2?d2??d1d1??d?1=???????=?α?1?α2α2?2sin??2sin?2?sin?222??????3）尺寸H3的定位误差（图c）此时设计基准的最大位置变动量为O1O2，即定位误差：?dw3=O1O2=AO2?AO1=d22sinα2?d12sinα2=?d12sinα2注意：定位误差合格的标准：△dw≤1/3△公差△≤△第二十章机械制造质量分析与控制（制造质量=加工质量）加工精度：加工精度：零件在加工以后的几何参数（尺寸、形状