金属工艺学 第12章 切削加工方法
金属工艺学电子教学教案——第十二章 切削加工基础知识(高教版 王英杰主编)
第十二章切削加工基础知识一、教学组织1.复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟二、教学内容第一节切削加工概述一、切削加工的实质和分类♦切削加工是指利用切削工具从工件上切除多余材料，获得符合预定技术要求的零件或半成品的加工方法。
切削加工包括机械加工和钳工加工两种，其主要形式有：车削、钻削、刨削、铣削、磨削、齿轮加工以及钳工等。
二、切削加工在工业生产中的地位及特点(1)切削加工可获得相当高的尺寸精度和较小的表面粗糙度参数值。
(2)切削加工几乎不受零件的材料、尺寸和质量的限制。
第二节切削运动与切削用量一、切削运动♦在切削过程中，加工刀具与工件间的相对运动，就是切削运动。
切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。
1．主运动♦主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。
主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。
多数机床的主运动为旋转运动，如车削、钻削、铣削、磨削中的主运动均为旋转运动。
2．进给运动♦进给运动是由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动，即可不断地或连续地切屑，并获得具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动有直线、圆周及曲线进给之分。
直线进给又有纵向、横向、斜向三种。
任何切削过程必须有一个，也只有一个主运动。
进给运动则可能有一个或几个。
主运动和进给运动可以由刀具、工件分别来完成，也可以是由刀具单独完成。
二、切削用量切削用量要素包括切削速度、进给量和背吃刀量三个要素。
要完成切削，三者缺一不可，故又称为切削用量三要素。
♦待加工表面──工件上有待切除的表面；♦已加工表面──工件上经刀具切削后产生的表面；♦过渡表面──工件上由切削刃形成的那部分表面，它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。
1．切削速度υc♦切削速度是指切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，单位为m/s 。
2．进给量f♦进给量是指主运动的一个循环内(一转或一次往复行程)刀具在进给方向上相对工件的位移量。
金属切削工艺
式中：D 为工件待加工表面的直径（mm）； n 为转速（r/min）。
车削时指工件待加工表面最大直径处的线速度。 2.进给量f（mm/r） 指（车）刀具相对于工件旋转一转， 在进给方向的位移量。
单位为：mm/r或mm/str。 之间3.的背垂吃直力距量离ap，（单mm位）为指：工mm件。上已加工表面与待加工表面
1.对刀具材料的基本要求
切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、 摩擦、冲击和很高的温度，刀具切削部分的材料应具备 以下性能：
（1）高的硬度 一般刀具材料的硬度应在60HRC以上。 （2）足够的强度和韧性 又称坚韧性，以承受切削中的冲击力和振动，减 少刀具脆性断裂和崩刃。 （3）耐磨性好 即抵抗磨损的能力，使刀具使用耐久。
其常广用高泛牌速用号钢于有是制：含造W形、W状C1r、复8CV杂r等4的V合、高金W速6元M切素o削5较C工r4多V具的2，等合如，金：工具钢。 麻花钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。
（4）硬质合金
根 据 GB/2075-1998 规 定 ， 按 被 加 工 材 料 分 了 三 个 大 （类）组；
§1 切削运动与切削要素
一、零件表面的形成
零件 表面
基本表面：平面、外、内圆面； 成形面：沟、槽、螺纹及齿面等
二、切削运动
1.在切削加工过程中，工件上存在三个不断变化的表 面，即：已加工表面、待加工表面和过渡表面。
（1）待加工表面 工件上即将切去切屑的表面。
（2）已加工表面 工件上已切去切屑的表面。
（3）过渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面， 即已加工表面和待加工表面之间的过渡表面。
切削运动：刀具与工件之间的相对运动。
切削运动又分主运动和进给运动，其中：
金属切削基本知识课件
由于切削参数不当或切削材料中含有杂质等原因，导致刀具快速磨 损或破损。
破损形式
包括崩刃、卷刃和断裂等，可能是由于刀具材料缺陷或使用不当所 致。
03
金属切削过程
切屑的形成与控制
切屑的形成
金属切削过程中，刀具对工件材料施 加压力，使材料发生剪切滑移，形成 切屑。切屑的形状和大小取决于工件 材料、刀具几何形状和切削用量。
金属切削是一种高效、高精度的加工 方式，广泛应用于机械制造、航空航 天、汽车、模具等领域。
金属切削的分类
根据切削方式
01
可分为车削、铣削、钻削、磨削等。
根据切削用量
02
可分为高速切削和低速切削。
根据切削液
03
可分为干切削和湿切削。
金属切削的原理
切削力
在切削过程中，刀具切入工件时产生的切削力， 是切削过程中的主要作用力。
切削热
由于切削过程中摩擦和变形产生的热量，会导致 刀具和工件温度升高。
切屑形成
在切削过程中，多余的金属材料形成切屑，从工 件上切除。
02
金属切削刀具
刀具的种类
车刀
主要用于车削加工，包括外圆 车刀、内圆车刀、端面车刀等
。
铣刀
用于铣削加工，包括平面铣刀 、圆柱铣刀、键槽铣刀等。
钻头
主要用于钻孔加工，包括直柄 钻头、锥柄钻头等。
磨削加工技术
定义
磨削加工是利用磨床对金属工件进行切削加工的方法。
特点
磨削加工可以获得较高的加工精度和表面质量，适用于各种硬质合 金、淬火钢等高硬度材料的加工。
应用
在机械制造中，磨削加工广泛应用于各种刀具、模具、量具等精密零 件的加工。
06
金属切削加工工艺详解
主切削刃 刀尖
n
副切削刃
前面
f
2．车刀切削部分的主要角度
（1）刀具静止参考系
① 基面：过切削刃选定点，垂直于该点假定主运动
方向的平面（Pr）；
② 切削平面：过切削刃选定点，与切削刃相切，并 垂直于基面的平面，主切削平面（Ps），
副切削平面（P´s）；
③ 正交平面：过切削刃选定点，并同时垂直于基面 和切削平面的平面（Po）；
3.背吃刀量ap：垂直与进给速度方向测量的切削层最
（切削深度） 大尺寸（mm）
ap
dw dm 2
式中：dm为已加工表面的直径mm） dw为已加工表面的直径mm）
三、切削层参数
1．切削面积AD：给定瞬间，
切削层在切削层尺寸平面里 的横截面积。 ( AD fap bDhD )
2．切削宽度bD：沿切削刃方 向度量的切削层截面的尺 寸。(mm)
其耐热性，耐磨性均优于YG类，但韧性较差。 TiC含量愈多，则耐热性、耐磨性愈高，韧性 适用加工一般钢件 愈小。
兼有YG、YT类的大部分优良性能，被称为 通用合金，但价高
陶瓷刀片硬度高，耐磨性好，耐热性高，许 用的切削速度较高，且价廉，它的主要缺点 是性脆，怕冲击，抗弯强度低，在加入各种 金属元素制成“金属陶瓷”后，其抗弯强度 可大大提高
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
第七章
金属切削的基础知识 金属切削机床的基本知识
常用加工方法综述 精密加工和特种加工简介
典型表面加工分析 工艺过程的基本知识
零件结构的工艺性
第一节 切削运动及切削要素
一、零件表面的形成及切削运动
1、 零件 表面
基本表面：平面、外、内圆面； 成 形 面：沟、槽、螺纹及齿面等。
《金属切削加工》PPT课件
金属切削加工的根本知识
金属切削加工的根本知识
金属切削加工的根本知识
金属切削过程
金属切削加工的根本知识
积屑瘤对加工的影响
在一定的切削速度下 切削塑性材料时，往往在 刀具前刀面上靠近切削刃 的部位粘结着一小块很硬 的金属，这块金属叫做积 屑瘤。
车床及其工作
车床及其工作
车床附件
车床及其工作
车床及其工作
金属切削加工
金属切削加工是利用金属切削刀具从金属材料 〔毛坯〕上切去多余的金属，使零件以获得具有符合 要求的几何形状、尺寸和外表粗糙度的加工过程。
金属切削加工可分为钳工和机械加工两局部。
钳工
钳工常用的加工方法有划线、錾切、锯切、 锉削、刮削、研磨、铰孔、攻丝和套扣等。
机械加工
机械加工是通过工人操纵机床来进展加工 的。主要加工方法有车、钻、刨、铣、磨 等。每种加工方法都有相应的切削机床。
走刀量，单位为mm/r〔旋转运动〕或mm/次
〔往复直线运动〕。因此，进给速度与进给量之
间有如下关系：
Uf
f N(mm /s) 60
式中 N——主运动速度n〔旋转运动〕或，〔往 复直线运动〕。
金属切削加工的根本知识
三、切削层参数 1．切削层公称横截面积AD 2．切削层公称宽度bD 3．切削层公称厚度hD
磨床及其工作
磨床及其工作
光整加工
各种外表的加工方法综述
各种外表的加工方法综述
各种外表的加工方法综述
各种外表的加工方法综述
各种外表的加工方法综述
各种外表的加工方法综述
各种外表的加工方法综述
各种外表的加工方法综述
各种外表的加工方法综述
各种外表的加工方法综述
零件的切削加工和装配构造工艺性
金属切削加工的基本知识
第一章金属切削加工的根本学问教学方法导入课：金属切削加工，通常又称为机械加工，是通过刀具与工件之间的相对运动，从毛坯上切除多余的金属，从而获得合格零件的加工方法。
切削加工的根本形式有：车、铣、刨、磨、钻等，包括钳工加工〔錾、锉、锯、刮削、钻孔、铰孔、攻丝、套丝等〕一般状况下，通过铸造、锻造、焊接及轧制的型材毛坯精度低和外表粗糙度大，必需进展切削加工才能成为零件。
本章主要介绍金属切削加工中的根本规律和现象。
讲授课：第一节金属切削加工的根本概念一、切削运动和切削要素1、切削运动切削运动是为了形成工件所必需的刀具和工件之间的相对运动。
切削运动按其作用不同，分为主运动和进给运动。
（1）主运动是切削运动中速度最高、消耗功率最大的运动；一般切削运动中，主运动只有一个。
各种机械加工的主运动：车削：工件的旋转铣削：铣刀的旋转刨削：刨刀〔牛头刨〕或工件〔龙门刨〕的往复直线运动钻削：刀具〔钻床上〕或工件〔车床上〕的旋转。
（2）进给运动是使的切削层金属不断地投入切削，从而切出整个外表的运动；进给运动可以是一个或多个。
各种机械加工的进给运动：车削：刀具的移动铣削：工件的移动钻孔：钻头沿轴向移动内外圆磨削：工件旋转和移动切削加工过程中，为实现机械化和自动化，提高效率，除切削运动外，还需要关心运动。
如切入运动，空程运动，分度转位运动、送夹料运动及机床掌握运动等。
切削过程中形成三个外表：待加工外表、加工外表、已加工外表2、切削要素包括切削用量和切削层横截面要素。
（1）切削用量三要素1）切削速度v是主运动的线速度〔m/s 或m/min 〕a = d w旋转主运动：2） 进给速度 v f 或进给量 fv f ：单位时间内刀具对工件沿进给方向的相对位移〔 mm/s或 mm/min 〕进给量 f ：工件或刀具每转一周，刀具对工件沿进给方向的相对位移。
〔mm/r 〕切削时间 t = L/v f = L/nf3〕背吃刀量 a p 〔切削深度〕工件已加工外表和待加工外表的垂直距离〔mm 〕 教学方法 外圆车削： - d p 2钻孔： a = d mp 2合成切削运动 ：v e = v +v f 〔向量的关系〕（2） 切削层横截面要素切削层是指刀具与工件相对移动一个进给量时，相邻两个加工外表之间的金属层，切削层的轴向剖面称为切削层横截面。
2技能准备篇之金属切削加工的基本知识
图2-2 切削运动及选定点
2．进给运动
进给运动是指使新的切削层金属不断地投入 切削，从而切出整个工件表面的运动。进给 运动形式可以是连续的，也可以是间断的； 可以是直线运动，也可以是旋转运动。进给 运动的运动方式主要有：车削是刀具移动； 铣削是工件移动；钻削是钻头沿其轴线方向 移动；内、外圆磨削是工件旋转和移动等。 进给运动可以是一个、多个或者没有。进给 运动的速度较小，消耗的功率也较小。
被切除的金属层）。切削层（沿工件）的轴向
剖面称为切削层横截面，如图2-3所示。切削层
的尺寸被称为切削
参数。切削层横截
面要素包括切削层
公称宽度bD、公称 厚度hD和公称横截 面积AD三个要素。
图2-3 纵车外圆时的切削层要素
1．切削层公称宽度bD 切削层公称宽度bD是指 刀具主切削刃与工件的接触长度，沿工件过渡 表面度量，单位为mm。当λs=0°时，有
（2）刀具工作角度参考系，它是确定刀具在 切削运动中有效工作角度的参考系。
两类角度参考系的区别在于：刀具标注角度参 考系由主运动方向确定，而刀具工作角度参 考系则由合成切削运动方向确定。由于通常 进给速度远小于主运动速度，所以刀具工作 角度近似等于刀具标注角度。
为了方便理解，以刨刀为例建立静止参考系。
宽刃刨刀垂直自由切削刀具标注角度参考系
通过对上图的分析发现，宽刃刨削具有以下特 点：刀刃为直线、刀刃长度大于工件宽度、前 面和后面均为平面、无进给运动(只有主运动)。
1．宽刃刨刀静止参考系的建立
选取三个相互垂直的参考平面构建宽刃刨刀的 静止参考系，即正交平面参考系。
取过主切削刃上选定点，平行于主运动方向并 切于工件过渡表面的平面为切削平面（ps）。
图2-2 合成切削运动
金属工艺学之切削工艺知识(ppt 67页)
•成形工艺基础-切削1
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适宜加工短切屑的金属或非金属材料，如淬 硬钢、铸铁、铜铝合金、塑料等，其代号有K01、 K10、K20、K30、K40等，数字大，耐磨性降而 韧性大。如车削时：
精车选K01；半精车K10、K20；粗车用K30。
3.新型刀具材料
1)涂层刀具材料
是指通过气相沉积或其他技术方法，在硬质 合金或高速钢的基体上涂覆一薄层高硬耐磨的
2.进给运动
是使待加工表面不断地或连续地投入切削并
得出所需几何特性的已加工表面的运动。
•成形工艺基础-切削1
•5
切削过程中主运动只有一个；进给运动可以 有一个或几个。
切削运动的形式有：旋转或直线的。 实际的切削运动是一个合成切削运动. 三、切削用量 一般，切削用量包括： 切削速度、进给量和背吃刀量。 常称为切削三要素
相应识别颜色为蓝、黄、或红.具体应用:
1)P类(蓝色) 相当于旧牌号YT类硬质合金。
适宜加工长切屑的黑色金属，如钢、铸钢 等。其代号P01、P10、P20、P30、P40、P50等， 数字越大，耐磨性越低而韧性越高。
如车削时：精车用P01,半精车用P10,P20；
•成形工艺基础-切削1
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粗车选用P30。
•成形工艺基础-切削1
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参数，用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平 面称为参考系。参考系有两类：
一类为刀具静止参考系,又称标注参考系;
它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准， 用此定义的刀具角度称刀具标注角度；
另一类刀具工作参考系,又称为动态参考系.
组成刀具静止参考系的平面，如图，由三平 面组成：
§3 金属切削过程
一、切屑形成及种类
1.切屑形成
金属切削加工工艺
1多刃切削2断续切削3顺铣逆铣不对称铣
卧式升降台铣床（X6036）
1.
立式钻床（Z5132)
钻头旋转为主
运动，钻头轴
向移动为进给
钻削（钻孔）
加工特点
★（1）钻头在半封闭的状态下进行切削的，切削量大，排屑困难。
（2）摩擦严重，产生热量多，散热困难。
（3）转速高、切削温度高，致使钻头磨损严重。
（4）挤压严重，所需切削力大，容易产生孔壁的冷作硬化。
（5）钻头细而悬伸长，加工时容易产生弯曲和振动。
（6）钻孔精度低，尺寸精度为IT13～IT12，表面粗糙度Ra为12.5-6.3μ
m。
4.扩孔加工特点
扩孔对铸孔、钻孔等预加工孔的轴线的偏斜，有一定的校正作用。
扩孔精度一般
为IT10左右，表面粗糙度Ra值可达6.3～3.2μm。
5.铰孔加工特点
适用于孔的半精加工及精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。
铰孔精度一般为IT9～IT7，表面粗糙度Ra值为3.2～1.6μm ，精细铰尺寸公差等级最高可达IT6，
表面粗糙度Ra值为1.6～0.4μm。
《金属切削工艺》课件
研究进展： 已经取得了 一些成果， 如新型刀具 材料的开发、 新型刀具设 计的应用等
研究展望： 未来将继续 深入研究， 提高切削加 工技术的效 率、精度和 可靠性，以 满足工业发 展的需求
新型刀具材料和涂层技术的研究与应用
新型刀具材料：陶瓷、硬质合金、 金刚石等
研究进展：提高刀具寿命、耐磨 性、耐热性等
对策：选择合适的刀具材料、加工参数和冷却方式，提高刀具的耐磨性和抗断裂 性，定期维护和更换刀具，提高刀具的使用寿命和加工效率。
04
金属切削过程及参数优化
切削力的产生和影响
切削力产生的原因： 刀具与工件之间的摩 擦和剪切作用
切削力的影响因素： 刀具材料、刀具几 何形状、切削速度、 进给量、切削深度 等
切削液的使用方法：根据加工要求，合理控制切削液的流量、压力、温度等参数，确保加工效果 和刀具寿命。
05
典型金属材料的切削加工性
钢铁材料的切削加工性
切削性能：硬度高，耐磨性好，切削难度大 切削方法：车削、铣削、钻削、磨削等 切削参数：切削速度、进给量、切削深度等 切削刀具：硬质合金刀具、高速钢刀具等 切削液：冷却、润滑、清洗等作用 切削质量：表面粗糙度、尺寸精度、形位精度等
刀具的种类和用途
•
车刀：用于车削圆柱面、圆锥面、螺纹等
•
铣刀：用于铣削平面、沟槽、台阶等
•
钻头：用于钻孔、扩孔、铰孔等
•
镗刀：用于镗削孔、槽、内螺纹等
•
铰刀：用于铰孔、铰削内螺纹等
•
螺纹刀具：用于加工螺纹
•
锯片：用于锯切金属材料
•
砂轮：用于磨削金属材料
•
磨头：用于磨削金属材料
•
滚刀：用于滚削圆柱面、圆锥面等
金属材料切削加工工艺流程
金属材料切削加工工艺流程金属材料切削加工是一种常用的制造工艺，广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。
下面将为大家介绍金属材料切削加工的工艺流程。
首先是工艺准备。
在进行切削加工之前，需要进行一系列的工艺准备工作。
首先需要选择合适的切削工具，根据不同的加工要求选择合适的刀具材料、刀具形状和刀具参数。
然后需要选择合适的切削参数，如切削速度、进给速度、切削深度等。
最后还需要选择合适的切削液，并进行设备和工件的准备工作。
下一步是工件的定位和夹紧。
将待加工的金属工件放置在切削加工设备上，并进行定位和夹紧，以确保工件的位置和姿态不会发生变化，保证加工的精度和质量。
然后是车削加工。
车削是切削加工中最常见的一种方法，适用于外圆、内圆、端面和螺纹等形状的加工。
在车削加工中，工件固定在主轴上，切削刀具在工件上进行旋转，通过切削刀具的切削运动，实现对工件的加工。
根据不同的加工要求，可以选择直线车削、径向车削、面车削等不同的车削方法。
接下来是铣削加工。
铣削是一种将切削刀具放置在工件上旋转的加工方法，常用于加工平面、曲面和轮廓等复杂形状。
在铣削加工中，工件在工作台上固定，切削刀具在工件上进行转动和移动，通过切削刀具的转动和移动，实现对工件的加工。
铣削可以分为立铣和卧铣两种形式，根据不同的加工要求选择不同的铣削方式。
再之后是钻削加工。
钻削是一种使用钻头进行切削的加工方法，常用于加工孔洞。
在钻削加工中，工件固定在工作台上，钻头在工件上进行旋转和进给，通过钻头的切削运动，实现对工件的加工。
根据不同的加工要求，可以选择不同的钻削方式，如钻孔、镗孔、铰孔等。
最后是整理和检验。
在完成切削加工后，需要对工件进行整理和检验。
首先进行除尘和清洗，将切削过程中产生的碎屑和切削液清除干净，并对工件进行清洗，以去除表面的油污和污渍。
然后进行尺寸和表面质量的检验，使用测量仪器测量工件的尺寸和形状，以及表面质量的平整度和粗糙度。
最后进行工件的标记和包装。
金属切削加工方法
⑵铣削用量的选择
下面介绍按加工精度不同选择铣削用量的一般原则。
①粗加工 因粗加工余量较大，精度要求不高，一般选取较大的背吃刀 量和侧吃刀量，使一次进给尽可能多地切除毛坯余量。在刀具性能允许 的条件下应以较大的每齿进给量(参见表6—2)进行切削，以提高生产率。
②工作台纵向进给速度
精磨/（m/min）
22～25 25～30
18～20 20～25
当工作台为矩形时，纵向进给量选1～12 m/min;当工作台为圆形时， 其
速度选为7～30 m/min.
③砂轮的垂直进给量
一般粗磨时，垂直进给量为0.015～0.05 mm；精磨时为0.005～0.01 mm。
（3）磨垂直面
第六章
平面及沟槽加工
6.1 平面加工方法
1.平面铣削加工
铣削加工是以铣刀旋转为主运动，工件沿相互垂直的 三个方向上作进给运动的切削进给方式。
一般情况下，铣削主要用于粗加工和半精加工。铣削 加 工 的 精 度 等 级 为 IT11 ～ IT8 ， 表 面 粗 糙 度 为 Ra6.3 ～ 1.6μm。铣削加工可采用较大的切削用量，故生产效率 较高。
z3
手柄转整数3圈，再转1/3转。 先在分度盘上找出孔数为3的倍数的孔圈，即28的孔圈。 手柄在孔数为36的孔圈上转过12个孔距，完成了1/3转。
6.2.2 铣刀
1.铣刀的种类与选用 铣刀的种类： 整体式结构 镶齿结构 注意：立铣刀 与键槽铣刀的区别
图6-13 特种铣刀
2.铣削用量
⑴铣削用量
如图6－14所示
常用的金属切削加工方法以及相应设备讲解
金属切削加工是利用刀具和工件的相对运动，从毛坯或半成品
上去除多余金属已获得需要的几何形状、尺寸精度和表面粗糙度的
加工方法。金属切削加工也称冷加工。
切削加工的方法很多，常用的有车削加工、铣削加工、钻削加
工、刨削加工、磨削加工及特种加工。
1. 车削加工
在车床上进行的切削加工称为车削加工。车削加工是机械加工中应用 最广泛的加工方法之一。
（4）刀架及滑板 刀架装在小滑板上，而小滑板装在中滑板上， 中滑板又装在纵滑板上，纵滑板可沿床身导轨纵向移动，从而带动 刀具纵向移动。
（5）床身及床腿
（6）溜板箱 溜板箱安装在刀架部件底部，溜板箱内装有纵、横 向机动进给的传动换向机构和快速进给机构等。
车床除上述主要组成部分外，还有动力源(如电动机)、液压冷
车削加工时，工件旋转为主运动，车刀移动为进给运动。
（1） 车削加工的特点及应用
1）车削加工的特点
加工范围广；
加工精度较高；
车削生产率较高 ； 车削加工成本较低。
2）车削加工应用
机械制造中精度要求较高的零件多数都要进行切削加工，在车 床上可以车外圆、车端面、车台阶、车槽和车断(切断)、孔加工 、车圆锥面、车螺纹等的加工。
然后拧紧固定螺钉。车 削时，转动小刀架手柄， 切出所需锥面。这种方 法简单易行，可车削短 而锥度大的工件，但不 能自动进给，所车锥面 长度受小滑板行程长度 限制，不能太长。
图14-6小滑板转位法车锥面
※宽刃切削法车锥面
车刀安装时，平直的切
削刃与工件轴线的夹角等于
锥面的半锥角α/2。切削时，
车刀作横向或纵向进给。此
（2） 铣床的组成及运动
铣床是主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。铣床的种类很多， 主要有升降台式铣床、床身式铣床、龙门铣床、工具铣床、仿形铣 床及数孔铣床等。
常用的金属切削加工方法
常用常用的的金属金属切削切削切削加工方法加工方法目 录一、金属切削加工基础..............................................................................................................- 2 -1.1 金属切削加工的特点...................................................................................................- 2 -1.2 零件表面的切削加工成形方法...................................................................................- 2 -1.3 表面形成所需的运动...................................................................................................- 3 -1.4 切削运动.......................................................................................................................- 3 -1.4.1 主运动................................................................................................................- 3 -1.4.2 进给运动............................................................................................................- 4 -1.4.3 合成切削运动....................................................................................................- 4 -1.5 切削用量.......................................................................................................................- 5 -1.6 切削力和工作功率.......................................................................................................- 7 -二、车削......................................................................................................................................- 8 -2.1 车削的定义...................................................................................................................- 8 -2.2 车削的工艺特点...........................................................................................................- 9 -2.3 车削的应用...................................................................................................................- 9 -三、钻削....................................................................................................................................- 13 -3.1 钻削的定义.................................................................................................................- 13 -3.2 钻削的特点.................................................................................................................- 13 -3.3 钻削的应用.................................................................................................................- 14 -四、 镗削..................................................................................................................................- 15 -4.1 镗削的定义.................................................................................................................- 15 -4.2 镗削的特点.................................................................................................................- 15 -五、 刨削................................................................................................................................- 18 -5.1 刨削的定义.................................................................................................................- 18 -5.2 刨削的工艺特点.........................................................................................................- 18 -六、 拉削..................................................................................................................................- 20 -6.1 拉削的定义.................................................................................................................- 20 -6.2 拉削的工艺特点.........................................................................................................- 20 -6.3 拉削的应用.................................................................................................................- 21 -七、铣削..................................................................................................................................- 22 -7.1 铣削的定义.................................................................................................................- 22 -7.2 铣削的工艺特点.........................................................................................................- 22 -7.3 逆铣与顺铣的区别.....................................................................................................- 23 -7.4 铣削的应用.................................................................................................................- 24 -八、磨削..................................................................................................................................- 27 -8.2 磨粒的切削过程.........................................................................................................- 27 -8.3 磨削工艺的特点.........................................................................................................- 28 -8.4 磨削的应用.................................................................................................................- 30 -8.5 磨削发展方向.............................................................................................................- 32 -金属切削加工基础基础一、金属切削加工1.1 金属切削加工的特点金属切削加工过程始终贯穿着刀具与工件之间的相互运动、相互作用。
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二、铰削加工
a.铰刀刀刃多,导向性好,刚性好 b.铰刀制造精度高 c.铰刀有修光刃,可校准孔径和修光孔壁
d.铰孔加工余量小,切削力小,切削热少,排屑,冷却润滑条件好e.加工精 度高 IT6-IT8 , Ra 0.4-1.6μm 图： 绞刀的种类 (a)直柄机用铰刀(b)锥 柄机用铰刀(c)硬质 合金锥柄机用铰刀 (d)手用铰刀(e)可 调节手用铰刀(f)套 式机用铰刀(g)直 柄莫式圆锥铰刀(h) 手用1:50锥度铰刀
金属工艺学
机床特性代号
• 通用特性代号 通用特性 高精度 精 密 自 动 半自动 代号 G M Z B 通用特性 自动换刀 仿 万 轻 形 能 型 代号 H F W Q
K J 数字程序控制 简 式 • 结构特性代号 区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉 语拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母“I”、 “O”不能用。例：CA6140型普通车床 金属工艺学
C A 6 1 40
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机床的类别代号
齿轮 加工 机床 3 M 3 磨 Y 牙 螺纹 加工 机床 S 丝 电加 工 机床 D 电 切断 机床 G 割
类 车 钻 镗 别 床 床 床 代 C Z 号
磨床
铣 刨 拉 床 床 床
其它 机床
T M
2 M
X
B
L
Q 其
2 读 车 钻 镗 磨 音 磨
铣 刨 拉
金属工艺学
拉刀
拉床只有主运动，结构简单，可一次加工成形，质量好，效 率高，但刀具设计制造复杂，适于大批量生产。 圆孔拉刀：
1.前柄 2.颈部 3.过渡锥 4.前导部 5.切削齿 6.校准齿 7.后导部 8.后柄
金属工艺学
第六节 磨削与光整加工
一、磨床 磨床是用磨具或磨料加工工件各表面的机床。通常，磨床以砂轮回转和工件移动 或回转作为它的表面成形运动。 磨床的种类很多，主要类型有外圆磨床（包括万能外圆磨床、普通外圆磨床等）、 内圆磨床（包括普通内圆磨床、行星内圆磨床等）、平面磨床（包括卧轴矩台 平面磨床、立轴矩台平面磨床等）和刀具刃具等工具磨床。 三、磨削加工 1、磨削用量 磨床以砂轮回转作主运动。磨外圆时有三种进给运动：工件圆周进 给、工件纵向进给和砂轮相对于工件的横向进给。因此磨削加工有四个用量要 素，即磨削速度、工件圆周进给速度、纵向进给量和横向进给量。 2、磨削加工方法 （1）磨外圆 在外圆磨床上进行，通常作为半精车之后的精加工。此时，工件随 工作慢的 速度连续相对于工件作横向的进给运动。 （2）磨内圆 在大批量生产中，采用内圆磨床磨孔；在单件小批量生产中，采用 万能外圆磨床的内圆磨头磨孔。 （3）磨平面 主要是在平面磨床上进行。 （4）无心磨床 在无心外圆磨床上进行。磨削时，工件不需要装夹。 金属工艺学
金属工艺学
第五节 刨削、插削和拉削加工
一、刨削加工 刨削加工是用刨刀对工件作水平直线往复运动的切削加工方法，常用刨床有牛头刨床和龙门刨床。 刨削加工主要用于刨平面和刨槽。其特点如下： 1、加工质量 切削速度低，有冲击和振动现象，其加工精度和表面粗糙度与铣削相当。 2、生产率 刨削时直线往复主运动，不仅限制了切削速度的提高，而且空行程又显著降低了切削效率。 3、加工成本 刨床结构简单，调整方便。刨刀的制造和刃磨容易，成本低廉。故加工成本低。 4、加工范围 其工艺范围窄，仅局限于平面、直线型成形面和平面沟槽。 二、插削加工 插削加工可以认为是立式刨削加工。主要用于单件小批量生产中加工零件的内表面。插削在插床上进行。 其工艺特点：插刀的工作条件不如刨刀；插削的加工质量和生产率也低于刨削。 三、拉削加工 拉削是一种高效率的加工方法，利用拉刀在拉床上进行。拉刀是一咱加工内外表面的多刃高效刀具，它依 靠刀齿的尺寸或廓形变化切除加工余量。有以下加工工艺特点： （1）拉削生产效率高 由于拉削时，拉刀同时工作的刀齿数多，切削刃长，且在一次行程中就能够完成工 件的粗、精加工及修光。 （2）拉削的加工质量较高 拉刀为定尺寸刀具，具有校准齿进行修光、校准。 （3）拉刀使用寿命长 由于拉削时，切削速度低、切削厚度小；在每次拉削过程中，每个刀齿只切削一次， 工作时间短，拉刀磨损慢；加之，拉刀刀齿磨钝后，还可重磨几次。 （4）拉削是属于封闭式切削，容屑、排屑和散热均较困难。 （5）拉刀制造复杂，成本高。
主要参数代号
机床的组别和系别代号 每类机床分10组（从0～ 9组），每组又分10系（从 0～9型） 主要参数代号
代表机床规格大小的一种参 数，用阿拉伯数字表示，常用 主参数的折算值（1/10或1/100 或1/1）来表示。
机床重大改进序号
用字母“A、B、C …… ”表 示，附机床型号末尾，以示区 别
常 用 装 夹 方 式
三爪自定心 卡盘装夹
两顶尖之 间装夹
卡盘和顶 尖装夹
双三爪定心 卡盘装夹
金属工艺学
三、车削加工的工艺特点与应用
1、车削加工的工艺 特点 加工范围广、生产 率高、生产成 本低、容易保 证工件各加工 面的位置精度。 2、车削加工的应用 车外圆、车端面和 车台阶、车槽 和切断、车圆 锥面、车螺纹 和孔加工。如 图12-3所示。
金属工艺学
12.2车削加工范围
金属工艺学
二、CA6140型普通车床
1、车床的外形及结构布局
车床的外形
金属工艺学
车床的结构与布局
主轴箱 卡盘 刀架 尾架
床身
进给箱
溜板箱
金属工艺学
车床的结构与布局
①主轴箱
功能是支承主轴，并实现其开、停、换向、制动和 变速，把进给运动从主轴传向进给系统。。 ②溜板箱 功用是将进给运动或快速移动由进给箱或快速移动 电动机传给溜板和刀架，使刀架实现纵，横向和正、反 向机动走刀或快速移动。
金属工艺学
第三节 钻削和镗削加工
金属工艺学
1、钻床
金属工艺学
2、钻削加工
（1）麻花钻的组成 标准高速钢麻花钻主要由工作部分、颈部和柄部等三部分组 成。工作部分担负切削与导向工作 ，柄部是钻头的夹持部分，用于传递扭矩。 麻花钻有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃，两条螺旋槽钻沟形成前刀面， 主后刀面在钻头端面上。钻头外缘上两小段窄棱边形成的刃带是副后刀面，在 钻孔时刃带起导向作用，为减小与孔壁的摩擦，刃带向柄部方向有减小的倒锥 量 ，从而形成副偏角。在钻心上的切削刃叫横刃，两条主切削刃通过横刃相连 接。为保证钻头必要的刚性和强度，其钻心直径dc向柄部方向递增。
金属工艺学
周铣
铣削方式与特点： 逆铣：切削厚度从零逐渐增大，切削平稳；由于铣刀的钝圆刃刚切入工 件时为负前角切入，故工件已加工表面加工硬化严重，后续刀齿都从 加工硬化层上切入，刀具磨损严重。 顺铣：切削厚度从最大逐渐变为零，刀齿切入时避开了加工硬化层，刀 具耐用度比逆铣提高2～3倍；但当工件表面有硬皮时，刀齿从硬皮上 切入，刀齿磨损严重。 金属工艺学 故一般情况应采用顺铣，工件表面有硬皮时应采用逆铣。
金属工艺学
四、铣削方式
1端铣和周铣 端铣是指用面铣刀铣削工件的表面。周铣是指用 圆柱铣刀铣削工件的表面。其主要特点可比较如下： （1）端铣的表面较光洁，较平稳，精度较高，且生产率较高； （2）周铣的加工范围较广泛。一般端铣优于周铣。 2、顺铣和逆铣 铣削时，在铣刀与工件的接触处，若铣刀的回 转方向与工件的进给方向相同，则称为顺铣；若铣刀的回转 方向与工件的进给方向相反，则称为逆铣。 顺铣刀具使用寿命较高，铣削过程较平稳，但顺铣工作台可能 窜动。因此，顺铣的加工范围限于硬皮的工件，其加工表面 的质量较好，多用于精加工。逆铣多用于粗加工。 3、铣削的应用 铣平面、铣槽（普通槽、成形槽、螺旋槽）和铣成形面等。 4、铣削加工的工艺特点 生产率高，加工范围广，加工质量中等，成本较高。
金属工艺学
镗刀结构
金属工艺学
第四节 铣削加工
铣削加工适用于平面、台阶沟槽、成形表面和切断等加工。生产率高， 加工、表面粗糙度值较小。铣刀的每一个刀齿相当于一把车刀，它的 切削基本规律与车削相似，但铣削是断续切削，切削厚度与切削面积 随时在变化，所以铣削过程又具有一些特殊规律。
周铣法 端铣法
用圆柱铣刀的圆周上分布 的刀齿加工平面的方法
金属工艺学
丝锥 钻头
铰刀
钻削刀具 金属工艺学
一、扩孔
扩孔 （core drilling)
用扩孔刀对已有的孔进 行扩大的加工。 a.刀具刀刃多，切削用量 小， 无横刃，刚性好 b.加工精度较高 IT10， Ra 3.2-6.3μm c.加工效率较高 d.用于一般精度孔的最终加工，高精度孔的半精加工 金属工艺学
金属工艺学
铰刀的结构
金属工艺学
三、镗削加工
镗削加工是镗刀回转作主运动，工件或镗刀移动作进给运动的切削加工方法。 镗削加工主要在镗床上进行。 1、镗床的功用和运动 镗床以刀具的回转和工件与刀具间的相对移动作为它们 的表面成形运动。镗孔时，刀尖的轴向移动形成直线母线，工件与刀具的相 对回转，可以看成是直线母线沿圆导线运动，形成内圆柱面。 镗床不仅可以镗孔，还可以铣平面、铣沟槽、钻孔、扩孔、铰孔、车端面等。 2、镗削加工 在镗床上镗孔时，可以用工作台进给，也可以用工作台进给。 3、镗削加工工艺特点 加工范围广，一把镗刀可以加工一定范围内不同直径的孔；能修正底孔轴线的 位置；成本较低；生产效率低。 5、镗削加工的应用 镗削加工的精度主要取决于镗床的精度。在坐标镗床上可 加工出精度很高的孔系。
1、卡盘 卡盘是应用广泛的车床附件， 用于装夹轴类、盘套类工件。卡盘 分为三爪卡盘、四爪卡盘和花盘等。 2、顶尖 在车床上加工实心轴类零件 时，经常用顶尖装夹工件，装在主 轴上的顶尖称为前顶尖，装在尾座 上的称为后顶尖。后顶尖又分为死 顶尖和活顶尖。 3、心轴 在车床上加工带孔的盘套类 工件的外圆和端面时，先把工件装 夹在心轴上，再把心轴装夹在两顶 尖之间进行加工。 4、中心架和跟刀架 加工细长轴类工 件时，需要采用辅助的装夹机构， 如中心架和跟刀架等。中心架适用 于细长轴类工件的粗加工，而跟刀 架适用于精加工或半精加工。