切削加工
切削加工基础知识
介绍几种标注方法
车刀的标注角度
车刀的 标注角度
车刀的 标注角度
√ 主偏角kr √ 副偏角kr’ 刀尖角εr
1.1.2 零件表面的分类和成形原理
1.几何表面的形成原理
任何一个零件都是由若干个基本表面组成的
组成零件的基本表面主要有 成形 表面
圆 柱 面
圆 锥 面
平 面
发生线
2.发生线的形成
3.加工表面的形成方法 • 加工表面的形成方法是母线形成方法和 导线形成方法的组合. • 加工表面形成所需的刀具与工件之间的 相对运动也是形成母线和导线所需的相 对运动的组合.
切削层 公称横截 面积AD
切削层横截面的面积 （AD≈bDhD=apf）
1.2 刀具与刀具切削过程
1.2.1
刀具的几何结构
刀具切削部分的结构要素
任何刀具都由切削部分和夹持部分组成
刀具切削部 分的结构要 素有三面二 刃一尖
前刀面 Aγ
切屑流经的刀面 和工件过渡表面 相对的刀面 和工件已加工表 面相对的刀面
•用来确定刀具几何角度的参考系有两类
刀具标注角度 参考系 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
•区别在于：前者由主运动方向确定，
而后者则由合成切削运动方向确定
1.2.2.1
正交平面参考系
切削平面（ps）
过切削刃上选定点，与切削 刃相切并垂直于基面的平面
基面（pr）
车削主运动是工件的旋转运动 铣削和钻削运动是刀具的旋转运动
磨削主运动是砂轮的旋转运动
刨削主运动是刀具（牛头刨床）或 工件（龙门刨床）的往复直线运动等
进给 运动
使新的切削层金属间断或 连续投ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ切削的运动
机械加工工艺基础之切削加工
机械加工工艺基础之切削加工简介切削加工是制造业中常见的一种金属加工方法，通过使用切削工具将工件上的材料去除，使其形状和尺寸得到精确控制。
切削加工具有广泛的应用领域，包括航空航天、汽车制造、机械制造等。
本文将介绍切削加工的基本概念、常用切削工具以及切削加工的一些相关工艺。
切削加工的基本概念切削加工主要依靠切削工具对工件进行切削，切削工具与工件相对运动，通过切削削刃与工件接触，切削下来工件上的材料，从而改变工件的形状和尺寸。
切削加工的基本概念包括切削速度、进给速度和切削深度。
•切削速度（Cutting speed）：切削速度是指切削工具相对于工件表面移动的速度，通常以每分钟切削轴转数（RPM）表示。
切削速度的选择取决于材料和切削工具的性质。
•进给速度（Feed rate）：进给速度是指每刀具转一圈时工件上与切削工具的相对运动速度，通常以每分钟进给量表示。
进给速度的选择取决于切削类型和切削工具的性质。
•切削深度（Depth of cut）：切削深度是指工件上切削削刃切入工件的距离，也称切削量。
切削深度的选择会影响加工表面的质量和切削力的大小。
常用切削工具切削工具是切削加工的核心部分，常用的切削工具有刀具、钻头和铣刀等。
刀具刀具是切削加工中最常用的工具，常见的刀具包括车刀、铣刀、钻头等。
刀具通常由高速钢（HSS）或硬质合金制成。
刀具的设计和选择会影响切削过程的效率和加工质量。
钻头钻头是用于钻孔的切削工具，通常由硬质合金制成。
钻头的种类繁多，包括中心钻、旋刃钻、麻花钻等。
钻头的直径和结构会影响钻孔的大小和质量。
铣刀铣刀是通过刀具的旋转来对工件进行切削的工具。
铣刀可以分为面铣刀、立铣刀和滚刀等多种类型，根据不同的加工需求选择合适的铣刀。
切削加工的工艺切削加工的工艺包括切削类型、切削参数和切削润滑剂的选择。
切削类型常见的切削类型包括纵向切削、横向切削和竖向切削。
•纵向切削：也称为平面切削，刀具与工件表面垂直运动，沿工件表面切削材料。
切削加工基本知识
1 切削加工基本知识1.1 概述切削加工是利用切削工具从毛坯或半成品上切除掉多余的材料，以获得形状、尺寸以及表面粗糙度等各方面都符合图纸要求的机械零件。
切削加工是机械制造过程中的重要环节，零件的加工，特别是精度和表面质量要求较高的零件都必须经过切削加工。
切削加工分为机械加工和钳工。
机械加工是由工人操作机床对工件进行切削加工，钳工一般由工人手持工具对工件进行切削加工。
零件的加工制造一般是在常温状态下进行的，不需要加热，故称为冷加工。
切削加工是冷加工的主要方式，冲压加工和特种加工也属于冷加工。
1. 2切削运动分析及切削用量1.2.1零件典型表面的种类及形成零件都是由一个表面（如球面）或多个不同性质的典型表面组成的。
因此，我们可以将各种各样的零件简化为数量有限的几个不同性质的典型表面的组合。
绝大多数的零件由以下两大类表面组成：1.2.1.1基本表面（1）回转体表面是以直线为母线，以圆为运动轨迹，且母线与回转轴线在同一平面内（互相平行或相交）作旋转运动所形成的表面，如内、外圆柱面，内、外圆锥面。
若母线为折线或曲线，则形成回转体成形表面。
这类表面一般在车床、钻床、镗床、磨床等机床上加工。
（2）平面是以直线为母线，以另一直线为轨迹作平移运动时所形成的表面。
若母线为折线或曲线，则形成纵向成形表面，如燕尾槽、齿条。
这类表面一般在铣床、刨床、插床和磨床等机床上完成。
1.2.1.2型面这是以曲线为母线，运动轨迹也为曲线或圆，作旋转或平移时所形成的表面，如各种造型模具的型腔、气轮机叶片。
这类表面一般在数控铣床、加工中心、电火花机床等机床上完成的。
1.2.2切削运动切削加工是靠切削运动实现的。
所谓切削运动是指刀具与工件之间的相对运动。
切削运动按其在切削加工中的作用，可分为主运动和进给运动。
1.2.1.1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。
在切削加工中主运动必须有，但只能有一个。
第1篇切削加工的理论基础
第1章 切削加工的理论基础
机械制造技术基础
1.2.1 切屑的形成
挤压与切削 正挤压：
金属材料受挤压时，最大剪应力方向与作用力方向约 成45°
偏挤压：
金属材料一部分受挤压时，OB线以下金属由于母体阻 碍，不能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移s
机械制造技术基础
刀具 O
切屑根部金相照片
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
变形区的划分
第一变形区
机械制造技术基础
第二变形区
第三变形区
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
第一变形区的变形特征：
切削层金属沿滑移线的剪切 滑移变形及随之产生的加工 硬化。
第一变形区的实际厚度为 0.02~0.2mm，切削速度越 大，厚度越小。故第一变形 区可看成是一个剪切面。
剪切面与切削速度之间的夹 角成为剪切角，体现变形的 难易程度。
机械制造技术基础
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
机械制造技术基础
第二变形区的变形特征：
切屑底层金属受摩擦挤压后的塑性变形及晶粒纤维化。
受力：
挤压
摩擦
滑移与晶粒的伸长
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
前刀面内的摩擦（内摩擦与外摩擦） 区域划分： 粘结区lf1: 剪切滑移，内摩擦 滑动区lf2: 滑动摩擦，外摩擦
切屑长度压缩比（Λl）
l
LD Lch
h
hch hD
OM
sin(90 OM sin
o)
cos( o ) sin
表示切屑变形程度的方法
机械制造技术基础
切削加工概论
三、机床的切削运动
1、机床的切削运动
主运动：切除工件上的切削层，使之成为切屑，形成工件新表 面的运动。 进给运动：使切削层不断投入切削的运动。
a)车削 b)钻削 c) 铣削 d)刨削 e)磨削 f)滚齿 图1.2 切削运动简图
几种典型机床的切削运动见表1.1。 表1.1 几种典型机床的切削运动
（二）、切削加工的特点和作用
切削加工的精度和表面粗糙度范围广泛。 切削加工零件的材料、形状、尺寸和重量范围较大。 切削加工的生产率较高。 切削加工存在切削力，刀具和工件均需具有一定刚度 和强度，且刀具材料的硬度必须大于工件材料的硬度
（三）、切削加工的发展方向
随着科学技术和现代工业日新月异的飞速发展，切削 加工也正朝着高精度、高效率、自动化、柔性化和智能化 方向发展，体现在以下三方面：
切削用量三要素：切削速度、进给量、吃刀量（背吃刀量、侧吃刀 量、进给吃刀量） （1）切削速度 ①主运动为回转运动： c v
c（切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度）
(m s) v c dn (m min ) 1000 60 1000
dn
d－切削刃选定点处工件或刀具直径，mm。 n－工件或刀具的转速，r/min。
退火或正火 调质 淬火 磨削加工
毛坯
粗加工
半精加工 刀具精加工 时效
精密加工
超精密加工
二、零件的种类及组成
1、零件的种类 按结构可分类6类（1）轴类（2）盘套类（3）支架箱体类 （4）六面体类（5）机身机座类（6 ）特殊类零件 2、组成零件的表面 组成零件常见的表面有外圆、内圆、锥面、平面、螺纹、 齿形、成形面及各种沟槽等。
圆柱面
圆锥面
回转体成形表面 平面
切削加工基本知识
切削加工基本知识第一节概述一、切削加工切削加工是用工具去除毛坯上多余的材料，以获得具有所需要的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度的零件的加工方法。
切削加工通常分为机械加工（简称机加工）和钳工两大类。
机械加工是通过操纵机床对工件进行的切削加工，如车、铣、刨、磨、镗、钻、拉、插及齿形加工等。
由于现代机械产品的精度和性能要求越来越高，对零件的加工质量也提出了更高的要求。
目前除少数零件采用精铸、精锻或粉末冶金直接获得外，绝大部分零件都需经过切削加工才能保证其精度。
因此，掌握切削加工的基本规律，正确地组织生产，对于实现优质、高产、低耗有着十分重要的意义。
钳工一般是指手持工具进行的装配、维修或切削加工，如划线、錾、锯、锉、刮研、攻螺纹和套螺纹等。
虽然钳工使用的工具简单，操作灵活，加工方法多种多样，但生产率低，劳动强度大，因而只有在装配和维修时，才比较经济和方便。
随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，钳工工具和操作方法也在不断改进和发展。
要实现切削过程，必须具备以下3 个条件：（1）工件与刀具之间要有相对切削运动；（2）刀具材料必须具有一定的切削性能；（3）刀具必须具有合理的切削角度。
二、切削运动和切削用量（一）切削运动切削加工是靠刀具和工件之间作一定的相对运动来实现的，这个相对运动称为切削运动，它包括主运动和进给运动。
1．主运动形成机床切削速度或消耗主要动力的运动叫主运动。
没有这个运动，切削加工就无法进行。
它可以是旋转运动，也可以是往复直线运动，如车削时工件的旋转，钻、铣、磨削时刀具的旋转，刨削时（牛头刨）刨刀的往复直线运动等都是主运动。
2．进给运动使工件多余的材料不断投入切削的运动叫进给运动。
没有这个运动，就不能进行连续切削。
它可以是直线运动、旋转运动或两者的组合，如车削和钻削时刀具的移动，铣、刨（牛头刨）时工件的移动，磨外圆时工件的旋转和轴向移动等。
无论那种切削加工，都必须有主运动和进给运动，但主运动只有一个，而进给运动可以有多个。
切削加工知识点总结
切削加工知识点总结一、切削加工概述切削加工是指用刀具在工件上进行物质去除的一种加工方法，是制造业中最常见、最重要的加工方式之一。
切削加工分为传统切削加工和非传统切削加工两大类。
传统切削加工以车、铣、钻、镗、磨为代表，主要依靠刀具对工件进行物质去除。
非传统切削加工包括激光切割、电火花加工、超声波加工、高压水射流切割等，主要依靠其他能量对工件进行物质去除。
本文将主要介绍传统切削加工的相关知识点。
二、刀具1. 刀具的分类刀具可按照不同标准进行分类，如按形状分为转动刀具和平动刀具；按用途分为车刀、铣刀、钻头、切削刀片等；按加工工件的特点分为粗加工刀具和精加工刀具等。
2. 刀具的结构刀具由切削部分和刀柄组成，其中切削部分又包括主切削刃和辅切削刃。
刀柄用于连接和固定刀具，同时也需要具有足够的刚度和强度。
3. 刀具材料刀具的材料选择非常重要，一般需具备较高的硬度、耐磨性和热稳定性。
常用的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硅和金刚石等。
三、切削原理1. 切削力切削力是指刀具在切削过程中对工件所施加的力，其大小和方向受刀具的切削角度、进给量、转速、材料性能等因素影响。
合理控制切削力对降低切削振动、提高表面质量和延长刀具寿命非常重要。
2. 切屑形成在切削过程中，金属材料被刀具切除后形成的薄膜状物质称为切屑。
切屑的形成方式及类型取决于刀具的切削角度、刀具材料、工件材料和切削参数等。
合理的切削参数可以调整切屑的形成方式，在一定程度上影响切削效率和工件表面质量。
3. 切削温度切削过程中，由于切削热的激发，会导致刀具和工件的温度升高。
合理的切削冷却和润滑能有效地降低切削温度，并有效地减小材料变形、提高表面质量、延长工具寿命。
四、切削参数1. 主切削角主切削角是刀具主要切削刃与工件表面法线之间的夹角。
刀具的主切削角大小影响着切削加工的效率、刀具寿命以及工件的表面质量，不同的材料和加工情况需要选用不同的主切削角。
2. 副切削角副切削角是刀具次要切削刃与工件表面的法线之间的夹角。
第5章 切削加工基础知识
安徽理工学校授课教案教研室：机械工程任课教师：胡俊锋第五章 切削加工基础知识§5－1 切削运动与切削用量（一）切削运动及形成的表面1． 切削运动的定义及分类在切削过程中，工件和刀具之间的相对运动叫切削运动。
切削运动分主运动和进给运动两类：（1） 主运动：直接切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，形成工件新表面的运动叫做主运动。
（2） 进给运动：使新的切削层不断投入切削的运动叫做进给运动。
进给运动又分为横向进给运动和纵向进给运动。
2． 切削时工件上形成的三个表面（1）已加工表面：已切去多余金属而形成的新表面。
（2）待加工表面：即将被切去金属层的表面。
（3）加工表面：刀刃正在切削的表面。
（二）切削用量的基本概念1．切削用量的定义切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数，它包括切削深度、进给量和切削速度。
（见图1-2）（1）切削深度（吃刀深度）p a 单位：mm工件上已加工表面和等加工表面间的垂直距离叫切削深度。
车削外圆切削深度的计算公式： p a ＝2mw d d 式中p a ：切削深度 w d ：工件待加工表面直径 m d ：工件已加工表面的直径。
（2）进给量（走刀量）ƒ 单位：mm/r进给量是指在主运动的一个循环内，刀具与工件沿进给运动方向的相对位移。
（3）切削速度v 单位：m/min 在进行切削加工时，刀具切削刃上某点相对待加工表面在主运动方向上的瞬时速度叫切削速度。
切削速度的计算公式为v=1000nd w 式中：v:切削速度 ，m/min w d ：工件待加工表面的直径，mm n ：车床的主轴转速，r/mim 。
例 车削的工件直径w d ＝50mm ，车床主轴的转速n=600r/min ，求切削速度v?解：根据公式可得： v=1000 n d w ＝10006005014.3X X ＝94（m/min ） (三)切削用量的选择合理的选择切削用量将对提高工件加工表面质量、刀具耐用度、生产效率和降低成本有利。
切削加工工艺
切削加工工艺1. 引言切削加工是一种常见的金属加工方法，广泛应用于制造业领域。
切削加工工艺涉及到刀具的选择、刀具路径的规划、切削参数的确定等方面的内容。
本文将介绍切削加工工艺的基本原理和常见的操作技巧。
2. 切削加工原理切削加工是通过切削刀具对金属工件进行切削，去除工件上的材料，以达到所需的形状和尺寸。
切削加工的原理主要包括下面几个方面：•切削刀具的选择：根据工件材料的硬度、切削目标以及生产效率等因素，选择合适的切削刀具，如铣刀、车刀、钻头等。
•切削路径规划：在切削过程中，需要确定刀具路径以及切削的方向，以确保切削质量和加工效率。
•切削参数的确定：切削参数包括切削速度、进给速度、切削深度等，这些参数的选择需要考虑工件材料、切削刀具以及加工质量要求等因素。
•切削润滑：在切削加工过程中，润滑剂的使用可以减少摩擦，并防止切削过程中产生的热量损坏工件和刀具。
3. 切削加工操作技巧3.1 选择合适的切削刀具在切削加工工艺中，选择合适的切削刀具是至关重要的。
以下是一些常见的切削刀具及其适用范围：•铣刀：用于在平面、曲面上进行铣削加工，可分为面铣刀、侧铣刀、直铣刀等。
•车刀：主要用于车削工艺中，分为外圆车刀和内圆车刀。
•钻头：用于钻孔操作，有直柄钻头、螺纹钻头等各种类型。
3.2 设计合理的切削路径切削路径的设计对于加工质量和效率具有重要影响。
在设计切削路径时，需要注意以下几点：•避免重复切削：避免在同一位置进行多次切削，以防止工件表面出现划痕。
•合理分配切削负荷：在切削路径中，应合理分配切削负荷，以避免切削过程中产生过大的热量导致刃口磨损。
•最小化切削次数：尽量减少切削次数，以提高加工效率。
3.3 确定合适的切削参数切削参数的选择对于切削加工工艺具有重要意义。
以下是一些常见的切削参数及其影响因素：•切削速度：切削速度过高会导致刀具过热，速度过低会降低加工效率。
•进给速度：进给速度的选择与加工质量要求以及切削刀具的特性密切相关。
切削加工基础知识
表面特征
消除毛刺 显见刀纹 可见刀纹 微见刀纹 可见刀纹 微见刀纹 不见刀纹 可辨加工痕迹的
方向 微辨加工痕迹的
方向 不见加工痕迹的
方向
暗光泽面
亮光泽面
镜状光泽面
1.3.2 尺寸精度
尺寸精度是指零件的实际尺寸相对于理想尺寸的准确程度。根据零件的装 配及使用条件，允许二者之间存在一定的偏差。
零件的尺寸精度是用尺寸公差来控制的。尺寸公差是切削加工中零件尺寸 允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差越小，则尺寸精度越高。
1.3.1 表面粗糙度
表面粗糙度是指已加工表面存在着的由较小间距和峰谷组成的微量高低不平 度。最为常用的是轮廓算术平均偏差Ra，其常用参数数值为50，25，12.5，6.3， 3.2，1.6，0.8，0.4，0.2，0.1，0.05等，单位为 。当Ra值越大时，零件的表面 越粗糙；当Ra值越小时，零件的表面越平整、光洁。常用加工方法所能达到的表 面粗糙度值如表5-1所示。
金工实习
1.1 概 述
切削加工是指利用切削工具和工件的相对运动，从坯料或工件上切除多余 材料，以获得所需要的几何形状、尺寸精度和表面质量的零件的加工方法。切削 加工分为钳工和机械加工（又称为机加工）。
钳工是指由工人手持工具进行的切削加工。 机械加工是由工人操纵机床进行的切削加工，其主要的加工方法有车削、 铣削、刨削、钻削和磨削等，如图5-1所示。
符号
有无基准
无 无 无 无 无 无 有 有 有 有 有 有或无 有 有 有 有 有 有 有
1.4 刀具材料
1.4.1 刀具材料应具备的性能
在切削过程中，刀具要承受很大的切削力、压力、摩擦冲击、振动及高温下 的切削热，因此刀具切削部分的材料应具备以下性能：高硬度、高耐磨性、高耐 热性、足够的强度和韧性、良好的工艺性。
切削加工
所谓切削加工，是指使用工作机器令物品与刀具作相对运动，从而切削出需要的形状、尺寸的加工作业。
２．切削方法的种类零部件的切削方法大致可分为以下2种① 零部件回转切削・使物品旋转，以静止的刀具进行切削。
・切削圆形断面的圆形物体适用。
・代表机器有：车床。
② 刀具回转切削・让物品静止，以运动的刀具对其进行切削。
・物品可以是任何形状。
・平面、圆形面均可切削，但圆形一般是切削内径。
・代表机器有：铣床、组合机床、钻床、加工中心等。
３．刀具的条件作为切削金属的刀具，有以下条件① 比被切削材料坚硬。
② 锋利。
③ 有承受因材料抵抗而产生的切削压力（切削抵抗）的韧度。
４．切削刀具的种类作为切削金属的刀具，有以下条件车刀‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥用于车床・组合机床等。
钻头‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥用于钻床・DT机等。
绞刀‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥用于钻床等。
铣刀‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥用于铣床等。
端面铣刀‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥用于铣床等。
丝锥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥用于钻床・DT机等。
切削加工便使用这些刀具切削出需要的形状。
车削加工，是使物品旋转，将固定的刀头推向物品进行切削，利用“回转切削”进行的加工作业。
・图中，物品旋转一周刀具移动的长度读作“进给量”。
・刀具只削薄切刃上面的α１角，越锐利，切削出的切屑越容易退出。
此角度称为刀面角（前角、后倾角）（刀面角越大切削性越好，但会降低刀尖的强度。
） α１‥‥χ－χ方向为后倾角 α２‥‥ｙ－ｙ方向为侧倾角・Ｃ称作后角，或2号角。
约５～１０度，正因为有后角，刀刃才会削入材料。
・车刀的尖端圆ｒ（刀尖Ｒ）越大，刀刃越坚固，表面粗糙 度也较理想、但切削抵抗会更大，更易发生震动。
让刀具运动的镗床加工也应同样考虑吧。
刀面角，后角，要根据物品内径的大小作调整变更。
下面标示一下各种各样的车削加工（以车床加工为例）６．逆切式与順切式上切式的情况切削厚度从0慢慢增加，因此刀尖咬入材料时，会发生与切削面的磨擦滑动现象，降低切刀的寿命。
金属切削加工基本知识
一、刀具材料
1.刀具材料应具备的性能
(1) 硬度 刀具切削部分的硬度，必须高于工件材料的硬度才能切下切屑。 一般其常用硬度要求在HRC60以上。 (2) 强度和冲击韧性 在切削力作用下工作的刀具，必须具有足够的抗弯 强度。刀具在切削时会承受较大的冲击载荷和振动，因此必须具备足够 的韧性。 (3) 耐磨性 为保持刀刃的锋利，刀具材料应具有较好的耐磨性。一般来 说，材料的硬度越高．耐磨性则越好。 (4) 红硬性 由于切削区的温度较高．因此刀具材料要有在高温下仍能保 持高硬度的性能，这种性能称为红硬性或热硬性。 (5) 工艺性 为了便于刀具的制造和刃磨．刀具材料应具有良好的切削加 工性和可磨削性，以及良好的热处理性能。
图4—5刀具几何角度
（3）刀具几何角度的选择及其对切削加工的影响 前角(γo)
前角大，刀具锋利，切削层的塑性变形和摩擦阻力减小，切削力和切 削热降低。但前角过大会使切削刃强度减弱，散热条件变差，刀具寿命下 降，甚至会造成崩刃。前角的大小选择原则：
1)工件材料的强度、硬度低，塑性好，应取较大前角；加工脆 性材料，应取较小前角：加工特硬材料，应取负前角。 2)高速钢刀具可取较大前角；硬质合金刀具应取较小前角。 3)精加工应取较大前角；粗加工或断续切削应取较小前角。
切削加工
第四节 刨床和插床
一、刨削的工艺特点 1、通用性好 、 2、生产率较低 、 二、插床
第五节 铣床
一、铣削的工艺特点 1、生产率较高 2、容易振动 3、刀齿散热条件较好
二、铣削方式 1、周铣法 2、端铣法
三、铣削的应用
第六节 磨床
一、磨削过程 二、磨削的工艺特点 1、精度高、表面粗糙度小 、精度高、 2、砂轮有自锐作用 、 3、磨削温度高 、
第十四章 切削机床基础知识 第一节 机床的分类与型号
一、概念 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加 工成机器零件的机器。 工成机器零件的机器。 分类： 二、分类：
第二节 车床
第三节 钻床和镗床
一、钻削的工艺特点 1、容易产生引偏
2、排屑困难 、 3、切削热不易传散 、 二、钻削的应用 三、镗床
2、零件表面的形成： 零件表面的形成：
二、切削用量 切削用量是切削速度、 切削用量是切削速度、进给量和切削深度 三者的总称，有时把这三者称为切削三要素。 三者的总称，有时把这三者称为切削三要素。 1、切削速度V：单位时间内，工件或刀具沿着主 切削速度V 单位时间内， 运动方向所运动的位移。 运动方向所运动的位移。 进给量f 2、进给量f：工件或刀具运动在一个工作循环 或单位时间） （或单位时间）内，刀具与工件之间沿进给运动 方向的相对位移。 方向的相对位移。 3、切削深度ap（背吃刀量）：待加工表面与已加 切削深度a 背吃刀量）：待加工表面与已加 ）： 工表面间的垂直距离。 工表面间的垂直距离。 ap的大小直接影响主切 削刃的工作长度，反映了切削负荷的大小。 削刃的工作长度，反映了切削负荷的大小。
三、切削力 1、切削力的来源：金属切削时，刀具切入工 、切削力的来源：金属切削时， 使被加工材料变形成为切屑所需的力， 件，使被加工材料变形成为切屑所需的力， 称为切削力。 称为切削力。 来源于三个方面 （1）克服被加工材料对弹性变形的抗力； ）克服被加工材料对弹性变形的抗力； （2）克服切屑对刀具前刀面的摩擦力和刀具 ） 后刀面对加工表面和已加工表面之间的摩擦 力。 （3）克服被加工材料对塑性变形的抗力。 ）克服被加工材料对塑性变形的抗力。 2、切削合力及其分解
切削加工课件
切削力 Fc：在主运动方向上的分力，它切于加工表面，
并与基面垂直。Fc 用于计算刀具强度，设计机床零件、 确定机床功率等。进给力 Ff：在进给运动方向上的分力， 它处于基面内与进给方向相反。Ff 用于设计机床进给机 构和确定进给功率等。
背向力 Fp：在垂直于工作平面上的分力，它处于基面 内并垂直于进给方向。Fp 用来计算工艺系统刚度等， 它也是使 工件在切削过程中产生振动的力。
第五章 切削加工
◆ 5.1 概述 ◆ 5.2切削基本原理 ◆ 5.3切削液
5.1 概述
1. 了解切削加工的分类及特点。 2. 掌握切削运动和切削用量的相关知识。
●切削加工的特点 。 ●切削运动及切削用量相关概念。
一、 切削加工的分类
切削加工就是利用切削工具从工件上切除多余材料，使工 件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方式。任何切 削加工都必须具备三个基本条件：切削工具、工件和切削运动。 按照切削加工工具的不同，可将切削加工分为传统式切削以及 非传统式切削，具体说明如下：
② 黏结磨损 由于刃口黏结的积屑瘤脱落时，撕落刀具表 面的材料所引起。刀具表面刃磨质量越差，越会加剧 黏结磨损。
③ 扩散磨损 由于切削的剪力作用，使刀具表面的原子由 一晶格点移动到另一晶格点所造成。扩散磨损是硬质 合金刀具主要磨损原因之一。
④ 氧化磨损 由于切削所产生的高温，使刀具中的碳化物 氧化，导致刀具硬度降低所造成。
(1) 前角γO（前面与基面间的夹角）
前角是位于前刀面上的刀尖后方，主要作用为控制切 屑的流动，如图5-6所示。前角可由正值变化至负值， 正前角可使排屑顺畅，切削作用力小，但太大的正前 角会形成尖锐的刀尖，容易磨损或崩裂；负前角具有 较强的切刃，刃口强度大，切削作用力大，适合切削 高强度的材料，但其排屑不顺。一般而言，工件硬度 高、刀具硬而脆者，前角应小；反之，则大。图5-7所 示为正前角及负前角的切削情形。
切削加工基础知识
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1.3 切削力、切削热与切削温度
切削液的品种很多，性能各异，应根据具体加工条件来选择适 宜的切削液，才能收到良好的效果。常用的切削液种类及其选用情 况如下：
（1）非水溶性切削液，如机械油、轻柴油、煤油、豆油、猪油等。 普通切削油在低温条件下使用时具有良好的润滑性能，常用于低速 精加工。
1.2 刀具几何形状与材料
1.2.2 刀具材料
1.对刀具材料的基本要求 （1）刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，否则难以切削。 （2）刀具材料应具有良好的耐磨性。 （3）刀具材料必须具备足够的强度和韧度，以便承受切削力、冲击和振 动时不被破坏。 （4）刀具材料在高温条件下应仍能保持高的硬度、高的耐磨性并具有足 够的坚韧度，即应具有热硬性。 （5）刀具材料应具有较好的化学惰性，保证在切削过程中，随着切削温 度的升高而具有不发生黏结磨损和扩散磨损的能力。 （6）刀具材料应具有良好的工艺性。
3.三种表面 在切削加工中，随着工件上多余材
料不断地被切除，工件上存在三个处于 不断变化的表面，如图4-2所示。
图4-2 常见加工方法中的表面形成
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1.1 切削运动与切削用量
1.1.2 切削用量
切削用量是切削过程中最基本的操 作参数，包括切削速度vc、进给量f和背 吃刀量ap，其分别表示切削刃与过渡表 面之间的相对运动速度、待加工表面转 化为已加工表面的速度、已加工表面与 待加工表面之间的垂直距离。其数值的 大小反映了切削运动的快慢以及刀具切 入工件的深浅。如图4-3所示为车削加 工的切削用量要素。
图4-7 作用在刀具上的力
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1.3 切削力、切削热与切削温度
1.3.1 切削力
2.切削力的分解 实际加工中，前、后刀面上 的切削力都不易测定，也没有必 要测定，而是根据设计和工艺分 析的需要将切削合力分解在三个 相互垂直的方向进行研究，如图 4-8所示为切削外圆时切削力的 分解。
常用的切削加工方法
常用的切削加工方法
常用的切削加工方法包括：
1. 铣削：使用铣床和铣刀将工件表面上的材料切削掉，形成所需的轮廓和表面质量。
2. 钻削：使用钻床和钻头在工件上进行钻孔加工，形成所需的孔径和孔深。
3. 车削：使用车床和车刀将工件固定在主轴上，通过旋转工件进行切削。
4. 磨削：使用磨床和磨料进行工件表面的修整和加工，以获得更高的精度和光洁度。
5. 刨削：使用刨床和刨刀将工件表面的材料切削掉，用于修整大型平面和表面。
6. 镗削：使用镗床和刀具将工件上的孔加工成所需的精度和尺寸。
7. 拉削：使用拉床和刀具对工件进行拉伸或拉压加工，以改变其形状和尺寸。
8. 搓削：使用搓床和滚轮对工件进行搓削加工，以形成齿轮、花键等零件。
9. 锯削：使用锯床和锯片对工件进行切割和分离，常用于金属材料和木材的加
工。
10. 焊削：使用焊接设备对工件进行切割和加工，常用于金属材料的切割和焊接。
以上方法仅为常见的切削加工方法，实际的切削加工方法还会根据具体的工件材料、形状和尺寸等要求进行选择和组合使用。
切削的几种加工工艺
切削的几种加工工艺
切削加工是指通过工具将工件的某一部分切削掉，以达到所需形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法。
常见的切削加工工艺包括：
1.车削：通过旋转工件和切削工具，用工具对工件进行切削。
常见的车削机床包括车床、螺纹车床等。
2.铣削：通过旋转刀具，进行切削操作。
铣削可以在工件上进行平面和曲面的加工。
常见的铣床有立式铣床、卧式铣床等。
3.钻削：通过旋转刀具，进行钻孔操作。
钻削常用的机床有钻床、镗床等。
4.镗削：通过旋转刀具进行内孔的切削加工。
常见的镗削机床有镗床、数控镗床等。
5.磨削：通过磨料来进行切削加工，磨削可以获得较高的精度和表面质量。
常见的磨削机床有磨床、磨齿机等。
6.刨削：通过带有刀片的工具切削工件的表面，实现平整面的加工。
常见的刨床有平面刨床、磨刨床等。
7.激光切割：利用高能量激光束对工件进行切割，可以实现高精度和无接触的切
割加工。
以上是常见的切削加工工艺方式，根据不同的工件和加工要求，可以选择相应的加工方式。
切削加工的分类
切削加工的分类
以下是 9 条关于切削加工分类的内容：
1. 车削呀，这就像用刀削苹果一样！你看，在车床上让工件旋转，刀具沿着它移动，把多余的部分削掉，像车轴、齿轮这些不就是这样加工出来的嘛。
2. 铣削可厉害啦，就好像是在用很多小刀同时雕刻一样！它能把工件加工出各种形状和轮廓，比如铣平面、铣槽，那些复杂的模具很多可都是靠铣削打造的哦。
3. 磨削，哇哦，这感觉就像是在给工件精心打磨呀！就像我们打磨一块宝石让它更光滑闪亮，磨削可以让工件表面变得超级光滑呢，像精密零件的加工就常用到它呀。
4. 钻削像是给工件打孔的小能手呢！你想想，不就是用钻头在工件上钻出一个个洞嘛，像机械上的那些孔眼不就是这么来的嘛，厉害吧！
5. 镗削呀，这可是个精细活儿呢！就好像在给工件内部做雕琢一样，能把孔加工得更精确、更完美，大型机械的一些重要孔位可都少不了镗削的功劳呀。
6. 刨削呢，嘿，就像是在用力刮东西一样！它能把工件的平面给刨平咯，像一些大型的平面加工就能看到刨削大展身手啦。
7. 锯削呀，这多直观呀，不就是用锯子把工件锯开嘛！像锯木头一样把材料分成我们想要的大小和形状，很直接吧！
8. 螺纹加工，哎呀，这可是给工件上“螺丝纹”的神奇操作呀！就像给工件穿上特别的衣服，让它能和其他零件完美配合，那些螺丝不就是这么来的嘛。
9. 珩磨呢，这就有点像给工件做最后的抛光处理啦！让工件的表面质量达到一个很高的水平，特别在一些高精度要求的场合，珩磨可重要了呢！
总之，切削加工的分类好多呀，每一种都有它独特的用处和魅力，它们共同让我们的机械世界变得丰富多彩！。
切削加工
切削加工切削加工是指用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）把坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。
金属材料的切削加工有许多分类方法。
常见的有以下3种。
1.按工艺特征区分切削加工的工艺特征决定于切削工具的结构以及切削工具与工件的相对运动形式。
按工艺特征，切削加工一般可分为：车削、铣削、钻削、镗削、铰削、刨削、插削、拉削、锯切、磨削、研磨、珩磨、超精加工、抛光、齿轮加工、蜗轮加工、螺纹加工、超精密加工、钳工和刮削等。
2.按切除率和精度分可分为：①粗加工：用大的切削深度，经一次或少数几次走刀从工件上切去大部分或全部加工余量，如粗车、粗刨、粗铣、钻削和锯切等，粗加工加工效率高而加工精度较低，一般用作预先加工，有时也可作最终加工。
②半精加工：一般作为粗加工与精加工之间的中间工序，但对工件上精度和表面粗糙度要求不高的部位，也可以作为最终加工。
③精加工：用精细切削的方式使加工表面达到较高的精度和表面质量，如精车、精刨、精铰、精磨等。
精加工一般是最终加工。
④精整加工：在精加工后进行，其目的是为了获得更小的表面粗糙度，并稍微提高精度。
精整加工的加工余量小，如珩磨、研磨、超精磨削和超精加工等。
⑤修饰加工：目的是为了减小表面粗糙度，以提高防蚀、防尘性能和改善外观,而并不要求提高精度,如抛光、砂光等。
⑥超精密加工：航天、激光、电子、核能等尖端技术领域中需要某些特别精密的零件，其精度高达IT4以上，表面粗糙度不大于 Ra 0.01微米。
这就需要采取特殊措施进行超精密加工，如镜面车削、镜面磨削、软磨粒机械化学抛光等。
3.按表面形成方法区分切削加工时，工件的已加工表面是依靠切削工具和工件作相对运动来获得的。
按表面形成方法，切削加工可分为 3类。
①刀尖轨迹法：依靠刀尖相对于工件表面的运动轨迹来获得工件所要求的表面几何形状，如车削外圆、刨削平面、磨削外圆、用靠模车削成形面等。
刀尖的运动轨迹取决于机床所提供的切削工具与工件的相对运动。
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Fp = (0.15 ～ 0.7 ) Fc Ff = (0.1 ～ 0.6 ) Fc
2.切削功率
背向力Fp方向运动速度为零（不做功），进给 力Ff 很小，往往忽略不计，切削功率： Pm = Fc vc × 10 -3 ( KW )
式中，vc ——切削速度，m /s。
机床电动机功率为： Pe ≥ Pm / η
3.1.3切削运动与切削用量
1.切削运动(cutting motion) 是指刀具与工件之间的相对运动。 ⑴主运动(primary motion) 即刀具从工件上切下切屑所需 要的基本运动。 ⑵进给运动(feed motion) 即使工件继续投入切削的运动。
（参看常见的切削加工方法切削运动图片） 参看常见的切削加工方法切削运动图片） 常见的切削加工方法切削运动图片
2.刀具角度参考系
⑴基面 pr ( tool reference plane )通过主切削刃选 定点的平面 ，一般其方位要垂直于假定的主运 动方向。 ⑵主切削平面 ps (tool cutting edge plane) 通过主切削刃选定点 与主切削刃相切并 垂直于基面的平面。 ⑶正交平面 po (tool orthogonal plane)通过主切 削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平 面。正交平面原称作主剖面。
2.常用刀具材料
一般分为以下四类： ⑴高速钢 High-speed steel 按其性能分为通用型高速钢和高性能高速钢两种。 通用型高速钢热处理后的硬度可达HRC62～66， 在550～600℃时仍能保持正常的切削性能。 常用牌号有W18Cr4V（简称W18）W6Mo5Cr4V2 （简称M2）等。 高性能高速钢硬度可达HRC67～70，在600～ 650℃时仍可保持HRC60的硬度。 常用牌号有W2Mo9Cr4VCo8（简称M42）和 W6Mo5Cr4V2Al（简称501）等 。
⑵硬质合金 Cemented alloy
硬质合金是以高硬度、高熔点的金属碳化物 (WC、 TiC、NbC、TaC等)粉末为基体，以熔点较低的金属 (Co或Ni等) 粉末为粘结剂经高压后烧结制成的。 常温硬度为HRC74~82，耐热温度可达800~1000℃。允 许的切削速度远高于高速钢，可达1.7～5m/s。 硬质合金的抗切削振动和冲击能力较差，目前在复杂 结构的刀具上使用还受到一定限制。 P类 即YT类，适于加工长切屑的黑色金属。 M类 即YW类，适于加工长、短切屑的黑色和有 色金 属。 K类 即YG类，适于加工短切屑的黑色、有色金属及非 金属 。（硬质合金代号和应用范围见表3-2）
3.切削用量(cutting parameters) 是调整机床用的参量。切削速度、进给量 和 背吃刀量称作切削用量三要素。 ⑴切削速度(cutting speed)
主运动为旋转运动，则：
式中：d--工件或刀具的直径，mm； n--工件或刀具的转速，r/min。
vc= π d n /1000×60 (m/s)
式中：dw--待加工表面的直径，mm； dm--已加工表面的直径，mm。
3.2车刀的几何结构及刀具材料
3.2.1车刀的几何结构 P.142
1.车刀切削部分的构成要素
⑴几何表面
前面(face) 又称前刀面， 刀具上切屑流过的表面； 主后面(major flank) 又称 主后刀面，刀具上与前面 相交形成 主切削刃的表面。 副后面(minor flank) 又称 副后刀面，刀具上与前面 相交形成副切削刃的表面。
inclination angle)
角度的作用 ：
前角γ0 前角越大， 刀刃锋利，越利于切削， 但前角过大会削弱切削 刃的强度。 后角α0 影响主后面与工件过渡表面间的摩擦及刀刃的强 度。 主偏角kr 主要影响切削条件和刀具寿命，也影响切削分 力之间的比例。 副偏角kr′影响副切削刃与工件间的摩擦及表面质量。 刃倾角λs 主要影响切屑流向和刀体的强度。
3.3.2 积屑瘤 （刀瘤 built-up edge）
1.形成 在滞留区(第Ⅱ变形区) Ⅱ 形成条件: 外摩擦力>内摩擦力 讨论： 有刀瘤好不好？ 何时可要,何时不要？
2.作用
增大工作前角,保护切削刃. 使实际切削深度变化, 易引起震动, 降低工件表面质量. ∴结论 粗加工—允许存在(切削轻快，保护刀具). 精加工— 不允许存在(保证加工质量). 讨论：在加工中，能否想要就要刀瘤？
表面成形原理
包络法定义： 以切削刃相对于工件表面的运动轨迹而形成 的包络面即成为工件表面的成形原理称作包络法 包络法。 包络法 具有刀具相对简单而切削运动较为复杂的特点。 成形法定义： 以切削刃的形状来保证工件表面形状的成形 原理称作成形法 成形法。刀具切削刃的几何形状复杂，而 成形法 刀具相对工件的进给运动极为简单。
3.2.2刀具材料
1.对刀具材料的要求 ⑴高硬度 (Hardness)一般应在HRC60以上。 ⑵高耐磨性 (Wear resistance) 含有硬质点的数量 越多、晶粒越细，分布越均匀，则耐磨性越好。 ⑶足够的强度和韧性 ( Strength and Toughness) 用抗弯强度和冲击韧度来衡量。 ⑷高耐热性 又称红硬性，(Hot hardness)指刀具 材料在高温下保持其常温硬度的能力。是衡量 刀具材料优劣的一项重要指标。 此外,刀具材料还应具有良好的工艺性和经济性.
Байду номын сангаас
⑶涂层刀具材料 Coated material
是指通过气相沉积或其它技术方法，在硬质合金(或高 速钢)的基体上，涂覆一薄层耐磨性极高的难熔金属化合 物。常用涂层材料有TiC、TiN、和Al2O3及其复合材料
⑷超硬刀具材料 Super-hard tool materials
陶瓷刀具材料 ( cermet ) 在1200℃时仍能保持 HRA90～95的硬度 人造聚晶金刚石 (polycrystalline diamond) 硬度 可达HV10000，是目前人工制成的硬度最高的刀具材料金 刚石刀具，温度达到700 ～ 800 ℃时就会失去硬度. 不宜加工黑色金属。Diamonds are made from carbon. 立方氮化硼 (cubic Boron Nitride) 硬度为HV8000～ 9000，仅次于金刚石，其耐热性可达1400℃。
3.车刀的标注角度及作用
前角γ0 (tool orthogonal rake) 前面与基面间的夹角。 后角α0(tool orthogonal clearance) 后面与切削平面间的夹角。 主偏角kr (tool major cutting edge angle) 主切削平面与假定 工作平面之间的夹角。 副偏角kr′ 副切削平面与假定 工作平面之间的夹角。 刃倾角λs (tool cutting edge 主切削刃与基面间的夹角
3.3金属切削过程-加工过程中的物理现象
3.3.1 三个变形区及切屑的形成
切削过程实质：弹性变形—塑性变形—分离
1. 三个变形区
始滑移线 OA 终滑移线 OM （动画）
第Ⅰ变形区 — 剪切区 第Ⅱ变形区 — 滞流区 第Ⅲ变形区 — 塑变区
2. 常见的切屑形态（动画）
带状切屑(continuous chip)： 切削力变化比较小，切削过程较平稳。 节状切屑(continuous chip with built-up edge)： 切削过程不够平稳，表面粗糙度Ra值较大 。 崩碎切屑(segmented chip)：切削过程极不稳定， 刀具刃口易崩刃或磨损。
三个分力 （以车外圆为例）
主切削力Fc 力。 总切削力F在主运动方向上的分
它垂直于工作基面， 与切削速度方向平行， 故又称切向力。 消耗机床总功率 的95％以上， 是计算切削功率和车刀强度、确定机床动力的 主要依据。
背向力 Fp 总切削力F在垂直于工作平面方向 上的分力。 它投影在工作基面上， 并与工件轴线垂直， 故又称径向力。 它一般不消耗机床功率， 但易使工件变形、振动， 是影响工件加工质量的主要分力。
⑵切削刃(cutting edge)
主切削刃 起始于切削刃 上主偏角为零的点，并至 少有一段切削刃拟用来在 工件上切出过渡表面的那个整段切削刃、它担 负着主要的切削工作； 副切削刃 切削刃上除主切削刃以外的刃，亦 起始于主偏角为零的点，但它向背离主切削刃 的方向延伸。它担负着部分切削工作。 ⑶刀尖 (corner)指主切削刃与副切削刃的连接 处相当少的一部分切削刃。
进给力Ff 总切削力F在进给运动方向上的分力， 它投影在工作基面上， 并与工件轴线平行， 故又称轴向力。 只消耗机床功率的 1％～5％， 是机床进给机构强度与刚度设计的主要依据。
关系： F= Fc 2﹢ Fp 2﹢ Ff 2
影响因素： 工件材料的硬度和强度愈高，则变形抗力愈大，因此 切削力愈大。 切削用量中对切削力影响最大的是背吃刀量，其次是 进给量，而切削速度影响最小。 刀具前角增大，被切金属的变形减小，故切削力减小。 此外，刀具的主偏角和刃倾角的大小、刀具的安装与 磨损及冷却润滑状况等对切削力大小和各分力间的比 例都存在程度不同的影响。
3.3.3切削力与切削功率 1.切削力 F (Forces in Metal Cutting )
定义：切削过程中，刀具对工件所施加的力称为 切削力。 这些力来源有两个方面： 被切材料层因弹性变形和塑性变形而产生的变 形抗力 — P变； 刀具前刀面与切屑之间、后刀面与工件过渡表 面之间相对运动而产生的摩擦阻力 — P摩。 所以，总切削力 F 是一个空间矢量，其大小和 方向随切削条件而变化。可分解为三个互相垂 直的分力。
3.刀瘤形成影响因素
工件材料: 塑性↑,积屑瘤↑;可正火,调质。 切削速度: ＊低速(＜0.08m/s )或很高速(＞1.67m/s ), 积屑瘤↓ ＊中速(0.08～1.67m/s ),积屑瘤↑ (300℃) 刀具本身及冷却润滑： 增大前角，减小走刀量，提高刀具前刀面表面 质量及合理使用润滑液，可使积屑瘤↓