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1、金属材料成形基础金属材料成形基础 第五第五篇篇一、切削加工一、切削加工用刀具从金属材料（毛坯）上切去多余的金属层，获得用刀具从金属材料（毛坯）上切去多余的金属层，获得几何形状、尺寸精度和表面质量都符合要求的零件的生几何形状、尺寸精度和表面质量都符合要求的零件的生产方法。产方法。二、切削加工的分类二、切削加工的分类1.1.钳工钳工第八章第八章 切削加工基础知识切削加工基础知识2.2.机械加工机械加工工人手持工具，对工件进行各种加工的方法。如工人手持工具，对工件进行各种加工的方法。如划线划线、打样、冲、打样、冲眼、锯削、錾削、锉削、刮研攻丝等。眼、锯削、錾削、锉削、刮研攻丝等。工人操作机床，对工件
2、进行各种加工的方法。如工人操作机床，对工件进行各种加工的方法。如车削车削、刨削、铣、刨削、铣削、钻削、磨削、齿轮加工等。削、钻削、磨削、齿轮加工等。1 1 切削运动与切削要素切削运动与切削要素 一、零件表面的形成一、零件表面的形成平面、外圆面、内圆面（孔）、锥面、曲面（成形面）平面、外圆面、内圆面（孔）、锥面、曲面（成形面）二、切削运动二、切削运动为了形成零件表面形状，为了形成零件表面形状，刀具与工件之间的相对运动刀具与工件之间的相对运动。1.1.主运动：主运动：切下切屑最主要的运动。切下切屑最主要的运动。特点：特点：在整个运动系统中在整个运动系统中 速度最高、消耗的功速度最高、消耗的功率最大
3、。率最大。主运动主运动只有一个。只有一个。2.2.进给运动进给运动：使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动。使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动。特点：特点：速度低、消耗的功率小。有一个或多个。速度低、消耗的功率小。有一个或多个。3.3.零件上的三个表面零件上的三个表面已加工表面已加工表面加工表面加工表面待加工表面待加工表面nf f已加工表面已加工表面加工表面加工表面待加工表面待加工表面三、切削要素三、切削要素1.1.切削用量三要素切削用量三要素1 1）切削速度（）切削速度（v vc c）m/s在单位时间内，工件或刀具沿主运动方向的相对位移。在单位时间内，工件或刀具沿主运动方
4、向的相对位移。d dw wd dm m旋转运动：旋转运动：（m/s）往复直线运动：往复直线运动：（m/s）2 2）进给量（）进给量（f f）（mmmm）在单位时间内（主运动的一个循环内），刀具或工件沿在单位时间内（主运动的一个循环内），刀具或工件沿进给运动方向的相对位移。进给运动方向的相对位移。单位时间的进给量单位时间的进给量 进给速度（进给速度（v vf f）（mm/s）d dm md dw wf fn3 3）背吃刀量（）背吃刀量（a ap p）（mm）（mm）2.2.切削层几何参数切削层几何参数切削层切削层 指工件上正在被切削刃切削的那一层金属。指工件上正在被切削刃切削的那一层金属。近似为
5、两个相邻加工表面之间的那一层金属。近似为两个相邻加工表面之间的那一层金属。1 12 2f fa ap pKrKrf fa ap pKrKr1)1)切削层公称宽度（切削层公称宽度（b bD D）（mmmm）两相邻加工表面之间的垂直距离。两相邻加工表面之间的垂直距离。h hD Df fa ap pKrKr（mm）2)2)切削层公称厚度（切削层公称厚度（h hD D）（mmmm）沿主刀刃度量的切削层的长度。沿主刀刃度量的切削层的长度。b bD D（mm）3)3)切削层公称面积（切削层公称面积（A AD D）（mmmm2 2）（mm2）2 2金属切削刀具金属切削刀具一、刀具的组成一、刀具的组成切削部分
6、切削部分（刀头）（刀头）夹持部分（刀体）夹持部分（刀体）前刀面：前刀面：主后刀面：主后刀面：副后刀面：副后刀面：主刀刃主刀刃副刀刃副刀刃刀尖刀尖切屑流出切屑流出所经过的表面。所经过的表面。刀具上与工件的加工表面相对的表面。刀具上与工件的加工表面相对的表面。刀具上与工件的已加工表面相对的表面。刀具上与工件的已加工表面相对的表面。二、刀具材料二、刀具材料1.1.对刀具材料的基本要求对刀具材料的基本要求 较高的硬度。较高的硬度。一般要求在一般要求在 HRC 60HRC 60以上。以上。有足够的强度和韧性。有足够的强度和韧性。有较好的耐磨性。有较好的耐磨性。较高的耐热性。较高的耐热性。有较好的工艺性。
7、有较好的工艺性。2.2.常用刀具材料常用刀具材料 碳素工具钢碳素工具钢C=0.71.4%C=0.71.4%；T8T8、T10T10、T10AT10A、T12T12等等HRC6165HRC6165特点特点a.a.淬火后硬度高；淬火后硬度高；HRC6165HRC6165b.b.价格低；价格低；.耐热温度低；耐热温度低；.淬火后应力、变形大。淬火后应力、变形大。250300250300应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。合金工具钢合金工具钢Me5%Me11影响切屑变形的因素：影响切屑变形的因素：刀具角度：刀具角度：0 0 切削速度：切削
8、速度：v 材料塑性：材料塑性：刀具与切屑之间的摩擦系数刀具与切屑之间的摩擦系数 ，。2.2.切屑的种类切屑的种类1)1)带状切屑带状切屑特征：内表面光滑，外表面特征：内表面光滑，外表面呈毛茸状。呈毛茸状。形成条件：塑性材料、速度中等、较大的形成条件：塑性材料、速度中等、较大的 0 0、较小的、较小的f f 和和a ap p。2)2)节状切屑节状切屑特征：内表面有时有裂纹，特征：内表面有时有裂纹，外表面呈锯齿状。外表面呈锯齿状。形成条件：中等硬度的塑性材料、速度形成条件：中等硬度的塑性材料、速度较低、较小的较低、较小的 0 0、较大的、较大的f f 和和a ap p。3)3)崩碎状切屑崩碎状切屑
9、特征：不规则的碎块状。特征：不规则的碎块状。形成条件：脆性材料。形成条件：脆性材料。二、积屑瘤二、积屑瘤在一定的切削速度下切削塑性材料时，常发现在刀具前刀面在一定的切削速度下切削塑性材料时，常发现在刀具前刀面上靠近刀刃的部位粘附着一小块很硬的金属上靠近刀刃的部位粘附着一小块很硬的金属称为积屑瘤。称为积屑瘤。1.1.积屑瘤的形成积屑瘤的形成oM滞留层滞留层1)1)积屑瘤的形成过程积屑瘤的形成过程2)2)积屑瘤的形成条件积屑瘤的形成条件 工件材料：塑性材料；工件材料：塑性材料；切削速度：中等（切削速度：中等（1050m/min1050m/min），温度约），温度约300300；刀具角度：刀具角度：
10、0 0 偏小；偏小；冷却条件：不加切削液。冷却条件：不加切削液。2.2.积屑瘤对加工过程的影响积屑瘤对加工过程的影响有利有利 使使 0 0 增大，使切削过程变得轻快。增大，使切削过程变得轻快。可代替主刀刃和前刀面进行切削，保护刀具。可代替主刀刃和前刀面进行切削，保护刀具。所以：粗加工时可以利用。所以：粗加工时可以利用。3.3.积屑瘤的抑制积屑瘤的抑制不利不利 积屑瘤不稳定，易引起振动，使积屑瘤不稳定，易引起振动，使 Ra Ra 增大。增大。会引起会引起a ap p的变化，使加工精度降低。的变化，使加工精度降低。所以：精加工时应尽量避免。所以：精加工时应尽量避免。利用利用切削液切削液；控制切削速
11、度；控制切削速度；加大刀具前度加大刀具前度 0 0 ；对工件进行正火、调质处理，降低对工件进行正火、调质处理，降低 、a ak k。三、切削力和切削功率三、切削力和切削功率1.1.切削力切削力1)1)切削力的构成切削力的构成oM 材料的弹性变形和塑性抗力；材料的弹性变形和塑性抗力；切屑、工件表面与刀具的摩擦力。切屑、工件表面与刀具的摩擦力。2)2)切削力的分解切削力的分解刀具切削工件时作用在刀具切削工件时作用在刀具或工件上的力。刀具或工件上的力。将将FrFr沿速度方向、轴向和径向三个相互垂直的沿速度方向、轴向和径向三个相互垂直的发现分解为发现分解为FzFz、FxFx、FyFy。F弹、塑F摩1F
12、摩2Fr 主切削力（切向分力）主切削力（切向分力）FzFzFz是是FrFr在切削速度方向上的分力。在切削速度方向上的分力。主切削力占总切削力的主切削力占总切削力的80%90%80%90%，消耗的功率占总功率的消耗的功率占总功率的95%95%以上。以上。是计算机床动力及主要传动零件强是计算机床动力及主要传动零件强度和刚度的依据。度和刚度的依据。进给抗力（轴向分力）进给抗力（轴向分力）FxFxFx是是FrFr在进给方向上的分力。在进给方向上的分力。消耗的功率仅占总功率的消耗的功率仅占总功率的15%15%。是设计和计算。是设计和计算进给机构零件强度和刚度的依据。进给机构零件强度和刚度的依据。切深抗力
13、（径向分力）切深抗力（径向分力）FyFy是是FrFr在切削深度方向上的分力。在切削深度方向上的分力。FrFzFxFyFX、Y3)3)影响切削力的因素影响切削力的因素工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性韧性越好，工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性韧性越好，FrFr越大。越大。切削用量：切削用量：a ap p 、f f 增大，增大，FrFr越大。越大。刀具角度：刀具角度：增大增大 0 0，Fr Fr 减小；增大减小；增大kr kr，FyFy减小、减小、FxFx增大。增大。冷却条件：加切削液，冷却条件：加切削液，Fr Fr 减小。减小。4)4)切削力的估算切削力的估算生产中常用单位切削力生产中常用
14、单位切削力p p 估算切削力的大小。估算切削力的大小。单位切削力单位切削力切削单位面积所需要的切削力。切削单位面积所需要的切削力。单位：单位：N/MMN/MM2 2（N）2.2.切削功率（切削功率（PmPm）（W）（W）四、切削热和切削温度四、切削热和切削温度1.1.切削热的来源与传散切削热的来源与传散1)1)切削热的来源切削热的来源a.a.切屑变形所产生的热；切屑变形所产生的热；b.b.切屑与前刀面之间的摩擦；切屑与前刀面之间的摩擦；c.c.工件与后刀面之间的摩擦。工件与后刀面之间的摩擦。切屑：切屑：介质：介质：工件：工件：刀具：刀具：5080%1%4010%93%2)2)切削热的传散切削热
15、的传散2.2.切削温度及其影响因素切削温度及其影响因素切削温度切削温度 切削区的平均温度。切削区的平均温度。切削区切削区 切屑、工件、刀具相接触的区域。切屑、工件、刀具相接触的区域。影响切削温度的因素：影响切削温度的因素：工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好，工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好，切削温度越高；材料的导热性愈好，切削温度愈低。切削温度越高；材料的导热性愈好，切削温度愈低。刀具刀具 冷却条件：加切削液，切削温度降低。冷却条件：加切削液，切削温度降低。刀具角度：刀具角度：增大增大 0 0 ，切削温度降低；减小，切削温度降低；减小kr kr、krkr，切削温度降低
16、。切削温度降低。刀具材料：导热性愈好，切削温度愈低。刀具材料：导热性愈好，切削温度愈低。切削用量：切削用量：、愈大，切削温度愈高。但愈大，切削温度愈高。但 的影响的影响最大最大 、次之、次之、最小。最小。3.3.切削液切削液在切削过程中，正确的选择和使用切削液。对降低切削温度、在切削过程中，正确的选择和使用切削液。对降低切削温度、减小刀具磨损，提高生产率和加工质量有着重要的意义。减小刀具磨损，提高生产率和加工质量有着重要的意义。1)1)切削液的作用切削液的作用a.a.冷却作用：冷却作用：b.b.润滑作用：润滑作用：c.c.洗涤与排屑作用：洗涤与排屑作用：d.d.防锈作用：防锈作用：2)2)切削
17、液的种类切削液的种类 乳化液：乳化油乳化液：乳化油+水；呈乳白色。应用最广泛。水；呈乳白色。应用最广泛。切削油：矿物油；润滑作用。切削油：矿物油；润滑作用。水溶液：水水溶液：水+防锈剂等；呈透明状。防锈剂等；呈透明状。3)3)切削液的选用切削液的选用粗加工：以冷却为主。粗加工：以冷却为主。如水溶液、低浓度的乳化液等。如水溶液、低浓度的乳化液等。精加工：以润滑为主。精加工：以润滑为主。高浓度的乳化液、切削油等。高浓度的乳化液、切削油等。五、刀具磨损和刀具寿命五、刀具磨损和刀具寿命1.1.刀具磨损的形式及过程刀具磨损的形式及过程1)1)刀具磨损形式刀具磨损形式 后刀面磨损：后刀面磨损：VB这种磨损
18、一般发生在切削脆性材料或以较小的切这种磨损一般发生在切削脆性材料或以较小的切削厚度（削厚度（h hD D0.1mm0.5mm0.5mm）切削塑性材料的条件下。切削塑性材料的条件下。前后刀面同时磨损：前后刀面同时磨损：KTVB这种磨损一般发生在以中等这种磨损一般发生在以中等切削厚（切削厚（h hD D=0.10.5mm=0.10.5mm）切削塑性材料的条件下。切削塑性材料的条件下。由于多数情况下，后刀面都有磨损，它的由于多数情况下，后刀面都有磨损，它的磨损对加工质量的影响较大，而且测量相对磨损对加工质量的影响较大，而且测量相对方便，所以一般都用后刀面的磨损高度方便，所以一般都用后刀面的磨损高度V
19、BVB来来表示刀具的磨损程度。表示刀具的磨损程度。2)2)刀具的磨损过程刀具的磨损过程VBtOABC初期磨损阶段初期磨损阶段正常磨损阶段正常磨损阶段急剧磨急剧磨损阶段损阶段 初期磨损阶段初期磨损阶段(OA):(OA):磨合阶段磨合阶段 正常磨损阶段正常磨损阶段(AB):(AB):急剧磨损阶段急剧磨损阶段(BC):(BC):所以：应在刀具正常磨损阶段后期，急剧磨损阶所以：应在刀具正常磨损阶段后期，急剧磨损阶段之前刃磨刀具。段之前刃磨刀具。判断刀具钝化的方法：判断刀具钝化的方法：观察法：观察法：测定（限定）刀具后刀面的磨损高度测定（限定）刀具后刀面的磨损高度VBVB：精加工：精加工：VB=0.10
20、.3mmVB=0.10.3mm粗加工粗加工粗车中碳钢：粗车中碳钢：VB=0.60.8mmVB=0.60.8mm粗车合金钢：粗车合金钢：VB=0.40.5mmVB=0.40.5mm但但VBVB的测量的测量a.a.须经验丰富；须经验丰富；b.b.影响生产率。影响生产率。所以：在数控机车、加工中心得到广泛应用。所以：在数控机车、加工中心得到广泛应用。规定刀具使用时间：规定刀具使用时间：刀具耐用度。刀具耐用度。2.2.刀具寿命（耐用度）刀具寿命（耐用度）T T指刀具由开始切削到磨钝为止的实际切削总时间。指刀具由开始切削到磨钝为止的实际切削总时间。刀具在两次刃磨之间的实际切削总时间。刀具在两次刃磨之间的
21、实际切削总时间。如粗加工：如粗加工：硬质合金车刀：硬质合金车刀：T=60minT=60min高速钢钻头：高速钢钻头：T=60120minT=60120min3.3.影响影响刀具磨损与刀具耐用度的因素刀具磨损与刀具耐用度的因素 切削用量：切削用量：、愈大，愈大，刀具磨损加剧。但刀具磨损加剧。但 的影的影 响最大响最大 、次之、次之、最小。最小。工件材料：材料的强度、硬度越高，温度越高；材料的工件材料：材料的强度、硬度越高，温度越高；材料的 导热性愈差，刀具磨损愈快，降低刀具耐用度。导热性愈差，刀具磨损愈快，降低刀具耐用度。刀具刀具 冷却条件：合理使用切削液，可降低切削温度降低、减小冷却条件：合理
22、使用切削液，可降低切削温度降低、减小 摩擦，提高刀具耐用度。摩擦，提高刀具耐用度。a.a.刀具角度：刀具角度：增大增大 0 0 、0 0，可减小切屑变形、减，可减小切屑变形、减b.b.小摩擦，从而减小刀具磨损，提高刀具耐用度。小摩擦，从而减小刀具磨损，提高刀具耐用度。b.b.刀具材料：耐磨性、耐热性愈好，刀具耐用度愈高。刀具材料：耐磨性、耐热性愈好，刀具耐用度愈高。4 4 材料的切削加工性材料的切削加工性材料的切削加工性是指材料被切削加工的难易程度。材料的切削加工性是指材料被切削加工的难易程度。一、衡量材料切削加工性的指标一、衡量材料切削加工性的指标2.2.相对加工性相对加工性kr1.1.一定
23、一定刀具寿命下的切削速度刀具寿命下的切削速度当刀具的耐用度为当刀具的耐用度为T T时，切削某种材料所允许的切削速度。时，切削某种材料所允许的切削速度。材料的切削加工性越好。材料的切削加工性越好。若T=60minT=60min，则，则各种材料各种材料与与4545钢（正火态）钢（正火态）之比值。之比值。若把若把4545钢的钢的 作为基准，写为作为基准，写为材料具有良好的切削加工性。材料具有良好的切削加工性。材料的切削加工性较差。材料的切削加工性较差。常用材料的切削加工性分为八级常用材料的切削加工性分为八级P27，表1-113.3.已加工表面质量已加工表面质量5.5.切削力切削力4.4.切屑的控制或
24、断屑的难易切屑的控制或断屑的难易凡较容易获得好的表面质量的材料，其切削加工性较好；凡较容易获得好的表面质量的材料，其切削加工性较好；反之则较差。精加工时，常以此为衡量指标。反之则较差。精加工时，常以此为衡量指标。凡切屑较容易控制或易于断屑的材料，其切削加工性较好；凡切屑较容易控制或易于断屑的材料，其切削加工性较好；反之则较差。在自动机床或自动线上加工时，常以此为衡反之则较差。在自动机床或自动线上加工时，常以此为衡量指标。量指标。在相同切削条件下，凡切削力较小的材料，其切削在相同切削条件下，凡切削力较小的材料，其切削加工性较好；反之则较差。在粗加工中，当机床刚加工性较好；反之则较差。在粗加工中，
25、当机床刚性或动力不足时，常以此为衡量指标。性或动力不足时，常以此为衡量指标。二、影响材料切削加工性的因素二、影响材料切削加工性的因素1.1.物理性能物理性能2.2.材料的力学性能材料的力学性能材料的导热性愈好、一定刀具耐用度下的切削速度愈材料的导热性愈好、一定刀具耐用度下的切削速度愈高，材料的切削加工性愈好。高，材料的切削加工性愈好。材料的材料的强度、硬度强度、硬度愈高，切削力愈大，切削温度愈高，愈高，切削力愈大，切削温度愈高，刀具磨损加剧，刀具磨损加剧，切削加工性愈差。切削加工性愈差。材料的材料的塑性、韧性塑性、韧性愈高，切削时切屑的变形加大，摩擦愈高，切削时切屑的变形加大，摩擦力提高，切削
26、力愈大，切削温度愈高，刀具磨损加力提高，切削力愈大，切削温度愈高，刀具磨损加剧，剧，切削加工性愈差。切削加工性愈差。二、改善材料切削加工性的途径二、改善材料切削加工性的途径1.1.调整材料的化学成分调整材料的化学成分2.2.热处理热处理在钢中加入在钢中加入 S S、Pb Pb 等元素，可有效的改善材料的切削等元素，可有效的改善材料的切削加工性。加工性。“易切削钢易切削钢”。高碳钢高碳钢退火退火低碳钢低碳钢正火正火第九章第九章 零件表面的切削加工方法零件表面的切削加工方法1-11-1 车削加工车削加工车削车削 用车刀在车床上加工工件的工艺过程。用车刀在车床上加工工件的工艺过程。加工精度：加工精度
27、：IT8IT7IT8IT7，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=1.66.3umRa=1.66.3um主运动主运动 工件工件的的旋转旋转运动。运动。进给运动进给运动 刀具刀具的的直线直线运动。运动。所以：车削加工适宜各种回转体表面的加工。所以：车削加工适宜各种回转体表面的加工。第一节第一节 切削加工方法切削加工方法普通车床普通车床 适于各种中、小适于各种中、小型轴、盘、套类零件的单件、型轴、盘、套类零件的单件、小批量生产。小批量生产。转塔式六角车床转塔式六角车床 适于加工零适于加工零件尺寸较小、形状较复杂的中、件尺寸较小、形状较复杂的中、小型轴、盘、套类零件。小型轴、盘、套类零件。立式车床立式车床
28、 适于直径较大、适于直径较大、长度较短的重型零件。长度较短的重型零件。（L/D=0.30.8L/D=0.30.8）数控车床数控车床 适于多品种、小适于多品种、小批量生产复杂形状的零件。批量生产复杂形状的零件。一、工件装夹的方法一、工件装夹的方法1.1.卡盘装夹卡盘装夹适用于适用于L/D L/D 4 4的工件。的工件。2.2.顶尖装夹顶尖装夹适用于适用于L/D L/D=410=410的工件。的工件。3.3.心轴装夹心轴装夹适用于盘、套类零件的精加工适用于盘、套类零件的精加工。4.4.其它附件其它附件跟刀架、中心架、花盘等。跟刀架、中心架、花盘等。二、车削加工的应用二、车削加工的应用1.1.车车外
29、圆面外圆面2.2.车内园面（车床上镗孔）车内园面（车床上镗孔）3.3.车端面、切槽、切断车端面、切槽、切断粗车：粗车：精车：精车：实体零件：实体零件：钻孔钻孔车（镗）车（镗）扩、铰扩、铰 已铸出、锻出孔：已铸出、锻出孔：镗孔镗孔4.4.车锥面车锥面1)1)转动小刀架法转动小刀架法2)2)成形刀法成形刀法3)3)偏移尾架法偏移尾架法4)4)靠模尺法靠模尺法可加工内外圆锥面，且不受可加工内外圆锥面，且不受工件锥角大小的限制。工件锥角大小的限制。适于加工锥面较短的内外圆锥面，适于加工锥面较短的内外圆锥面，且不受工件锥角大小的限制。且不受工件锥角大小的限制。可加工较长的锥面，但不能加可加工较长的锥面，
30、但不能加工锥孔及锥角较大的锥面。工锥孔及锥角较大的锥面。适用于大批量生产，可加工内外锥面。适用于大批量生产，可加工内外锥面。5.5.车成形面车成形面1)1)双手控制法双手控制法2)2)成形刀法成形刀法3)3)靠模尺法靠模尺法(轨迹法）轨迹法）6.6.车螺纹车螺纹7.7.滚花滚花二、车削的工艺特点二、车削的工艺特点1.1.易于保证各表面的位置精度。易于保证各表面的位置精度。2.2.加工过程平稳。加工过程平稳。3.3.适合有色零件的精加工。适合有色零件的精加工。钢铁：粗车钢铁：粗车 半精车半精车 精车精车 磨削磨削有色金属：粗车有色金属：粗车 半精车半精车 精车精车 精细车精细车4.4.刀具简单。
31、刀具简单。1-21-2 钻、扩、铰、镗削加工钻、扩、铰、镗削加工一、钻削加工一、钻削加工钻削加工钻削加工用钻头在实体零件上加工孔的方法。用钻头在实体零件上加工孔的方法。加工精度：加工精度：IT13IT11IT13IT11，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=2512.5umRa=2512.5um刀具刀具钻头；钻头；设备设备 钻床（车床、镗床、铣床）钻床（车床、镗床、铣床）钻床钻床台式钻床台式钻床立式钻床立式钻床摇臂钻床摇臂钻床1.1.钻头钻头柄部（尾部）柄部（尾部）夹持夹持颈部颈部 连接（过渡）作用连接（过渡）作用工作部分工作部分导向部分导向部分 导向作用导向作用切削部分切削部分 担负主要的切削工
32、作担负主要的切削工作2.2.钻削用量钻削用量背吃刀量背吃刀量 ：进给量进给量 ：钻削速度钻削速度 ：（m/s）L柄部柄部工作部分工作部分颈部颈部导向部分导向部分切削部分切削部分3.3.钻削工艺特点钻削工艺特点1)1)钻孔时钻头易产生钻孔时钻头易产生“引偏引偏”“引偏引偏”方式方式 轴线引偏轴线引偏 刀具旋转刀具旋转 钻床上钻孔钻床上钻孔 孔径扩大孔径扩大 工件旋转工件旋转 车床上钻孔车床上钻孔“引偏引偏”原因原因 横刃的存在横刃的存在 钻头的刚性和导向性差钻头的刚性和导向性差防止防止“引偏引偏”的措施：的措施：预钻锥形定心坑；预钻锥形定心坑；采用钻套导向钻孔采用钻套导向钻孔；刃磨时，应尽量使两
33、个主刀刃对称一致。刃磨时，应尽量使两个主刀刃对称一致。2)2)排屑困难排屑困难 3)3)散热条件差散热条件差 使工件表面质量降低；使工件表面质量降低；卡死、甚至折断钻头。卡死、甚至折断钻头。钻削产生的热量大部分集中在工件和钻头中，而且不易传散出去。使刀具磨损加剧。4.4.钻削的应用钻削的应用钻孔主要用于粗加工。如螺钉孔、油孔、内螺纹底孔等。钻孔主要用于粗加工。如螺钉孔、油孔、内螺纹底孔等。单件、小批生产中、小型工件上的单件、小批生产中、小型工件上的小孔（小孔（D13mmD13mm），常用台式钻床加工。常用台式钻床加工。中、小型工件上中、小型工件上较大的孔（较大的孔（D100mmD100mm），
34、常用立式钻床加工。，常用立式钻床加工。大型工件上的孔大型工件上的孔，则采用摇臂钻床加工。则采用摇臂钻床加工。回转体工件上的孔回转体工件上的孔，多在车床上加工。多在车床上加工。二、扩孔和铰孔二、扩孔和铰孔1.1.扩孔扩孔2.2.铰孔铰孔用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工。加工精度：加工精度：IT10IT9IT10IT9，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=3.21.6umRa=3.21.6um用绞刀对工件上已有的孔进行精加工。用绞刀对工件上已有的孔进行精加工。加工精度：加工精度：IT9IT7IT9IT7，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=1.60.4umRa=1.
35、60.4um钻钻扩扩铰铰 是非常典型的工艺。是非常典型的工艺。钻、扩、铰只能保证孔本身的精度，不易保钻、扩、铰只能保证孔本身的精度，不易保证孔与孔之间的尺寸精度和位置精度。证孔与孔之间的尺寸精度和位置精度。三、镗削加工三、镗削加工用镗刀对已有的孔进行再加工。用镗刀对已有的孔进行再加工。一般镗孔一般镗孔加工精度：加工精度：IT8IT7IT8IT7，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=1.60.8umRa=1.60.8um精细镗精细镗加工精度：加工精度：IT7IT6IT7IT6，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=0.80.2umRa=0.80.2um回转体零件上的孔回转体零件上的孔在车床上加工；在车床上
36、加工；箱体类零件上的孔或孔系箱体类零件上的孔或孔系在镗床上加工。在镗床上加工。在镗床上除可加工孔或孔系外，还可加工平面、在镗床上除可加工孔或孔系外，还可加工平面、沟槽、钻、扩铰孔等。沟槽、钻、扩铰孔等。1-31-3 刨、拉削加工刨、拉削加工一、刨削加工一、刨削加工刨削是平面加工的主要方法之一。刨削是平面加工的主要方法之一。加工精度：加工精度：IT8IT7IT8IT7，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=6.31.6umRa=6.31.6um刨床刨床牛头刨床：适于加工中、小型零件。牛头刨床：适于加工中、小型零件。龙门刨床：适于加工大型零件。龙门刨床：适于加工大型零件。插床：主要加工工件内表面，如键槽
37、、花键等。插床：主要加工工件内表面，如键槽、花键等。1.1.刨削的工艺特点刨削的工艺特点1)1)生产率较低；生产率较低；2)2)通用性好。通用性好。2.2.刨削的应用刨削的应用主要用于主要用于加工平面加工平面，也广泛用于加工各种沟槽、成形面等。也广泛用于加工各种沟槽、成形面等。二、拉削加工二、拉削加工加工精度：加工精度：IT8IT7IT8IT7，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=0.40.8umRa=0.40.8um用拉刀在拉床加工工件的工艺方法。用拉刀在拉床加工工件的工艺方法。拉削的特点：拉削的特点：生产率高；生产率高；加工范围广；加工范围广；加工精度高，表面粗糙度低；加工精度高，表面粗糙度低
38、；拉床结构简单；拉床结构简单；拉刀寿命长。拉刀寿命长。1-41-4 铣削加工铣削加工一、铣削加工设备一、铣削加工设备铣床铣床龙门铣床龙门铣床升降台式铣床升降台式铣床立式铣床立式铣床卧式铣床卧式铣床二、铣削方式二、铣削方式周铣周铣端铣端铣 用圆柱铣刀铣平面。用圆柱铣刀铣平面。用端铣刀铣平面。用端铣刀铣平面。铣削是平面加工的主要方法之一。铣削是平面加工的主要方法之一。加工精度：加工精度：IT8IT7IT8IT7，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=6.31.6umRa=6.31.6um顺铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。顺铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。逆铣：在切削部
39、位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。逆铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。1.1.周铣周铣顺铣逆铣刀具寿命长；刀具寿命长；工件表面质量高；工件表面质量高；有利于工件的加紧。有利于工件的加紧。工件表面质量低。工件表面质量低。刀具磨损严重；刀具磨损严重；不利于工件的加紧。不利于工件的加紧。2.2.端铣端铣对称铣：铣刀轴线与工件铣削对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度宽度的对称中心线重合。的对称中心线重合。不对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度的对称中心线不重合。不对称铣：铣刀轴线与工件铣削宽度的对称中心线不重合。二、铣削工艺特点及应用二、铣削工艺特点及应用1.1.铣削特点铣削特点2.2.铣削的
40、应用铣削的应用1）生产率高（多齿刀具、速度高）；2）散热条件好；3）容易产生振动。主要加工平面。同时可加工沟槽、成形面、切断等。1-51-5 磨削加工磨削加工用砂轮作为刀具磨削工件的工艺过程。是零件精加工用砂轮作为刀具磨削工件的工艺过程。是零件精加工的主要方法之一。的主要方法之一。加工精度：加工精度：IT7IT6IT7IT6，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=0.80.2umRa=0.80.2um高精度磨削：高精度磨削：表面粗糙度：表面粗糙度：Ra=0.10.008umRa=0.10.008um一、磨削过程一、磨削过程指砂轮表面的磨粒从工件表指砂轮表面的磨粒从工件表面切除细微金属层的过程。面切除
41、细微金属层的过程。砂轮砂轮磨粒磨粒结合剂结合剂空隙空隙工件工件凸起、锋利的磨粒：凸起、锋利的磨粒：起切削作用起切削作用。切削厚度较大。切削厚度较大。凸起较小、较钝的磨粒：凸起较小、较钝的磨粒：起刻滑、挤压作用起刻滑、挤压作用。凹下、更钝的磨粒：凹下、更钝的磨粒：起滑擦作用起滑擦作用。磨削磨削 切削、刻滑、滑擦三个作用的综合。切削、刻滑、滑擦三个作用的综合。二、磨削工艺特点二、磨削工艺特点三、磨削的应用三、磨削的应用1.1.精度高、表面粗糙度低；精度高、表面粗糙度低；2.2.磨削温度高；磨削温度高；80010008001000；3.3.砂轮具有自锐性；砂轮具有自锐性；4.4.径向分力径向分力Fy
42、Fy较大。较大。可加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料，也能加工高可加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料，也能加工高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等难切削材料，但硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等难切削材料，但不适宜塑性较大的有色金属不适宜塑性较大的有色金属。磨削加工表面：磨削加工表面：外圆面、内圆面、平面、各外圆面、内圆面、平面、各种成形面。种成形面。1.1.外圆磨削外圆磨削1)1)纵磨法纵磨法 2)2)横磨法横磨法 3)3)深磨法深磨法 4)4)无心外圆磨无心外圆磨 2.2.内圆磨削内圆磨削导轮工件工件托板托板磨削轮磨削轮导轮三爪卡盘砂轮工件内圆磨与外圆磨相比较：内圆磨与外圆磨相比较
43、：表面粗糙度大；表面粗糙度大；生产率低。生产率低。内圆磨与铰孔和拉孔相比较：内圆磨与铰孔和拉孔相比较：可以加工淬硬工件的孔；可以加工淬硬工件的孔；不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质量，还可以提高不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质量，还可以提高孔的位置精度和形状精度。孔的位置精度和形状精度。生产率低比铰孔低，比拉孔更低。生产率低比铰孔低，比拉孔更低。磨孔一般仅用于淬硬工件孔的精加工。磨孔一般仅用于淬硬工件孔的精加工。3.3.平面磨削平面磨削周磨：周磨：端磨：端磨：多用于加多用于加工质量要工质量要求较高的求较高的工件。工件。多用于加工质多用于加工质量要求不高的量要求不高的工件，或代替工件，或代替铣
44、削作为精磨铣削作为精磨前的预加工。前的预加工。4.4.成形面磨削成形面磨削5.5.磨削发展简介磨削发展简介1 1）高精度、小粗糙度磨削）高精度、小粗糙度磨削2）高效磨削）高效磨削精密磨削（精密磨削（Ra=0.040.1umRa=0.040.1um）超精磨削（超精磨削（Ra=0.0120.025umRa=0.0120.025um）镜面磨削（镜面磨削（Ra=0.040.1umRa=0.040.1um）高速磨削：高速磨削：强力磨削：以大的磨削深度、小的磨削速度进行磨削。强力磨削：以大的磨削深度、小的磨削速度进行磨削。砂带磨削：以砂带代替砂轮进行磨削。砂带磨削：以砂带代替砂轮进行磨削。工件传送带张紧轮
45、压轮支承板1-61-6 精整加工精整加工1.1.研磨研磨表面粗糙度：表面粗糙度：Ra=0.025umRa=0.025um加工精度：加工精度：IT6IT5IT6IT5，表面粗糙度：，表面粗糙度：Ra=0.20.012umRa=0.20.012um2.2.珩磨珩磨4.4.抛光抛光3.3.超级光磨超级光磨第二节第二节 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择2-12-1 外圆面的加工外圆面的加工加工方法：加工方法：车、磨、研磨车、磨、研磨外圆面的技术要求：外圆面的技术要求：尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；形状精度：圆度、圆柱度等形状精度：圆度、
46、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：表面质量：尺寸公差尺寸公差等级等级表面粗糙度表面粗糙度（RaRa）umumIT13IT11IT13IT115012.55012.5粗车粗车IT10IT9IT10IT96.33.26.33.2粗车粗车半精车半精车IT8IT7IT8IT71.60.81.60.8粗车粗车半精车半精车精车精车IT7IT6IT7IT60.80.40.80.4粗车粗车半精车半精车磨削磨削IT6IT5IT6IT50.40.20.40.2粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨IT5IT3IT5IT30.10.0080.10.008粗车粗车半精车半精车粗
47、磨粗磨精磨精磨研磨研磨IT13IT3IT13IT312.50.00812.50.008有色金属有色金属粗车粗车半精车半精车精车精车精细车精细车研磨研磨序序号号加工方法加工方法尺寸公差尺寸公差等级等级表面粗糙度表面粗糙度（RaRa）umum适用范围适用范围1 1粗车粗车IT13IT11IT13IT115012.55012.5适用各种适用各种金属（未金属（未淬硬）、淬硬）、非金属材非金属材料料2 2粗车粗车半精车半精车IT10IT9IT10IT96.33.26.33.23 3粗车粗车半精车半精车精车精车IT8IT7IT8IT71.60.81.60.84 4粗车粗车半精车半精车磨削磨削IT7IT6I
48、T7IT60.80.40.80.4适用于淬适用于淬火钢、未火钢、未淬火钢、淬火钢、铸铁等铸铁等5 5粗车粗车半精车半精车 粗磨粗磨精磨精磨IT6IT5IT6IT50.40.20.40.26 6粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨研磨研磨IT5IT3IT5IT30.10.0080.10.0087 7粗车粗车半精车半精车精车精车精细车精细车研磨研磨IT13IT3IT13IT312.50.00812.50.008有色金属有色金属2-22-2 内圆面（孔）的加工内圆面（孔）的加工加工方法：加工方法：钻、扩、铰、车、镗、拉、铣、磨、珩磨。钻、扩、铰、车、镗、拉、铣、磨、珩磨。内圆面的技术要求：内圆面的技
49、术要求：尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；尺寸精度：本身的尺寸精度（直径、长度等）；形状精度：圆度、圆柱度等；形状精度：圆度、圆柱度等；位置精度：同轴度、垂直度等；位置精度：同轴度、垂直度等；表面质量：表面质量：在实体材料上加工孔：在实体材料上加工孔：钻钻 零件上已铸出、锻出孔：零件上已铸出、锻出孔：直接扩孔、镗孔；直接扩孔、镗孔；直径大于直径大于100mm100mm的孔的孔镗孔镗孔IT13IT11IT13IT115012.55012.5尺寸公差尺寸公差等级等级表面粗糙度表面粗糙度（RaRa）umum钻钻IT9IT96.33.26.33.2303030 30 钻钻扩扩钻钻镗镗IT8IT
50、83.21.63.21.620202020钻钻铰铰钻钻扩扩铰铰钻钻粗镗粗镗精镗精镗钻钻（扩）（扩）拉拉IT7IT70.80.40.80.412121212钻钻粗铰粗铰精铰精铰钻钻扩扩粗铰粗铰精铰精铰钻钻镗镗粗磨粗磨精磨精磨珩磨珩磨钻钻拉拉精拉精拉序序号号加工方法加工方法尺寸公差尺寸公差等级等级表面粗糙度表面粗糙度（RaRa）umum适用范围适用范围1 1钻钻IT13IT11IT13IT115012.55012.5适用各种实体工件适用各种实体工件2 2钻钻扩扩IT9IT96.33.26.33.23030钢、铸铁、钢、铸铁、有色金属有色金属3 3钻钻镗镗30 30 4 4钻钻铰铰IT8IT83.2