机械加工基础知识

机械加工基础知识切削加工:使用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)，在工具和工件的相对运动中，把工件上多余的材料层切除，使工件获得规定的几何参数(尺寸、形状、位置)和表面质量的加工方法。切削加工的重要性:切削加工能获得较高的精度和表面质量，对被加工材料、工件几何形状及生产批量具有广泛的适应性，在机械制造业中占有十分重要的地位。切削加工：钳工：钳工手持工具对夹紧在钳工工作台虎钳上的工件进行切削加工的方法。机械加工:工人操纵机床来完成切削加工。钳工的基本操作：1)辅助性操作即划线，它是根据图样在毛坯或半成品工件上划出加工界线的操作。2)切削性操作有錾削、锯削、锉削、攻螺纹、套螺纹、钻孔(扩孔、铰孔)、刮削和研磨等多种操作。3)装配性操作即装配，将零件或部件按图样技术要求组装成机器的工艺过程。4)维修性操作即维修，对在役机械、设备进行维修、检查、修理的操作。钳工的作用1)普通钳工工作范围(1)加工前的准备工作，如清理毛坯，毛坯或半成品工件上的划线等；(2)单件零件的修配性加工；(3)零件装配前的钻孔、铰孔、攻螺纹和套螺纹等；(4)加工精密零件，如刮削或研磨机器、量具和工具的配合面，夹具与模具的精加工等。(5)零件装配时的配合修整；(6)机器的组装、试车、调整和维修等。2)钳工在机械制造和维修中的作用钳工的特点：钳工是一种比较复杂、细微、工艺要求较高的工作。所用工具简单，加工多样灵活、操作方便，适应面广，故有很多工作仍需要由钳工来完成。在机械制造及机械维修中有着特殊的、不可取代的作用。劳动强度大、生产效率低、对工人技术水平要求较高。1)钳工工作台（简称钳台）常用硬质木板或钢材制成，要求坚实、平稳，台面高度约800～900mm，台面上装虎钳和防护网。2)虎钳虎钳是用来夹持工件，其规格以钳口的宽度来表示，常用的有100、125、150mm三种，划线：划线平板：划线的基准工具，由铸铁制成，其上平面是划线的基准平面，要求非常平直和光洁。划针：划线的基本工具，划线时划针针尖应紧贴钢尺移动。划线盘：立体划线和校正工件位置时用的工具。a)普通划规b)弹簧划规划规：划圆或弧线、等分线段及量取尺寸等a)定轴心b)定孔中心c)划直线划卡：或称单脚划规，主要用于确定轴和孔的中心位置。千斤顶：在平板上支承较大及不规则工件时使用，其高度可以调整。通常用三个千斤顶支承工件。V形铁：支承圆柱形工件，使工件轴线与平板平行，便于找出中心和划出中心线。较长的工件可放在两个等高的V形铁上。样冲：在划出的线条上打出样冲眼的工具。锯削：手锯手锯由锯弓和锯条两部分组成。1)、锯弓锯弓是用来夹持和拉紧锯条的工具。有固定式和可调式两种。2)锯条锯条：用碳素工具钢(如T10或T12)或合金工具钢，并经热处理制成。锯条的规格：以锯条两端安装孔间的距离来表不(长度有150～400mm)。常用的锯条是长300mm、宽12mm、厚0.8mm。锯齿的粗细是按锯条上每25mm长度内齿数表示的。14～18齿为粗齿，24齿为中齿，32齿为细齿。锯齿的粗细也可按齿距t的大小来划分：粗齿的齿距t＝1.6mm，中齿的齿距t＝1.2mm，细齿的齿距t＝0.8mm。锯割软的材料(如铜、铝合金等)或厚材料时，应选用粗齿锯条，因为锯屑较多，要求较大的容屑空间。锯割硬材料(如合金钢等)或薄板、薄管时、应选用细齿锯条，因为材料硬，锯齿不易切人，锯屑量少，不需要大的容屑空间；锯薄材料时，锯齿易被工件勾住而崩断，需要同时工作的齿数多，使锯齿承受的力量减少；锯割中等硬度材料(如普通钢、铸铁等)和中等厚度的工件时，一般选用中齿锯条。锉削用锉刀对工件表面进行切削加工，使它达到零件图纸要求的形状，尺寸和表面粗糙度，这种加工方法称为锉削。锉削加工简便，工作范围广，多用于錾削、锯削之后，锉削可对工件上的平面、曲面、内外圆弧、沟槽以及其他复杂表面进行加工，锉削的最高精度可达IT7一IT8，表面粗糙度尺。可达1.6一0.8μm。可用于成形样板，模具型腔以及部件，机器装配时的工件修整，是钳工主要操作方法之一。1)锉刀的材料及构造锉刀常用碳素工具钢T10、T12制成，并经热处理淬硬到HRC62—67。2)锉刀的种类锉刀按用途不同分为：普通锉(或称钳工锉)、特种锉和整形锉(或称什锦锉)三类，其中普通锉使用最多。普通锉按截面形状不同分为：平锉、方锉、圆锉、半圆锉和三角锉五种；3)锉刀的选用(1)根据工件形状和加工面的大小选择锉刀的形状和规格；(2)根据加工材料软硬、加工余量、精度和表面粗糙度的要求选择锉刀的粗细。粗锉刀的齿距大，不易堵塞，适宜于粗加工(即加工余量大、精度等级和表面质量要求低)及铜、铝等软金属。钻孔、扩孔、锪孔与铰孔各种零件的孔加工，除去一部分由车、镗、铣等机床完成外，很大一部分是由钳工利用钻床和钻孔工具(钻头、扩孔钻、铰刀等)完成的。钳工加工孔的方法一般指钻孔、扩孔和铰孔。攻丝和套丝攻螺纹(亦称攻丝)：用丝锥在工件内圆柱面上加工出内螺纹；套螺纹(或称套丝、套扣)：用板牙在圆柱杆上加工外螺纹。一、零件表面的形成基本表面：外圆面、内圆面（孔）、平面成形面：螺纹、齿轮的齿形、各种沟槽第一节切削运动及切削要素车外圆面播放车成形面播放车床上镗孔播放磨外圆面播放钻孔播放铣平面播放铣成形面播放二、切削运动和切削用量1.切削运动切削加工中刀具和工件之间的相对运动即切削运动(cuttingmotions)。切削运动可以是旋转运动或直线运动，也可以是连续的或间歇的（1）主运动由机床或人力提供的刀具与工件之间主要的相对运动,它使刀具切削刃及其邻近的刀具表面切入工件材料，使被切削层转变为切屑,从而形成工件的新表面。在切削运动中，主运动(primarymotion)速度最高、耗功最大。主运动只有一个。刀具与工件之间附加的相对运动,它配合主运动依次地或连续不断地切除切屑,从而形成具有所需几何特性的已加工表面。进给运动(feedmovement)可由刀具完成(如车削)，也可由工件完成(如铣削)，可以是间歇的（如刨削）,也可以是连续的（如车削）。进给运动可以是1个或多个（2）进给运动主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。（3）合成切削运动各种切削加工的切削运动切削刃相对于工件的运动过程,就是表面形成过程。有两个要素，一是切削刃,二是切削运动。不同的切削运动的组合,即可形成各种工件表面。2、切削加工过程中的工件表面车削加工过程中工件上有三个不断变化着的表面。（1）待加工表面工件上待切除的表面。（2）已加工表面工件上已加工好的表面。（3）过渡表面工件上切削刃正在切削的表面。3、切削用量切削用量(cuttingconditions)三要素包括切削速度、进给量、背吃刀量。①切削速度切削速度(cuttingspeed)是单位时间内刀具和工件在主运动方向上的相对位移。主运动为旋转运动（车削、铣削），vc为最大线速度，vc=πdwn/1000主运动为往复直线运动（刨削、插削），vc为平均速度，vc=2Lnr/1000②进给量进给量(feedmovement)是指单位时间内刀具和工件在进给运动方向上相对位移。当主运动是回转运动时，进给量指工件或刀具每回转一周，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm/r；当主运动是直线运动时，进给量指刀具或工件每往复直线运动一次，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm/str或mm/单行程；对于多齿的旋转刀具(如铣刀、切齿刀)，常用每齿进给量fz，单位为mm/z或mm/齿。它与进给量f的关系为f=zfz进给速度为vf=fn=zfzn③背吃刀量ap背吃刀量(backengagementofthecuttingedge)是指在基面上垂直于进给运动方向测量的切削层最大尺寸,工件上待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，外圆车削:ap＝(dw-dm)/2（2）切削层参数切削层是指切削过程中，由刀具切削部分的一个单一动作(如车削时工件转一圈，车刀主切削刃移动一段距离)所切除的工件材料层。①切削层公称厚度hD垂直于正在加工的表面（过渡表面）度量的切削层参数。②切削层公称宽度bD在给定瞬间，作用于主切削刃截形上两个极限点间的距离，在切削层尺寸平面中测量，单位为mm。③切削层公称横截面积AD在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积，单位为mm2。上述公式中可看出hD、bD均与主偏角有关，但切削层公称横截面积AD只与hD、bD或f、ap有关。结束