机械制造基础下重点

机械制造基础（下）

1.什么是积屑瘤；积屑瘤是怎样形成的？积屑瘤对切削加工有什么样的影响？

控制积屑瘤的主要措施有哪些？

形成：在一定的切削速度范围（中速）内切削钢、铝合金与球墨铸铁等塑性金属时，由于前刀面上挤压和摩擦的作用，使切削底层中的一部分材料停滞和堆积在刃口附近，形成积屑瘤。（经变形强化，积屑瘤的硬度很高，可达工件材料硬度的2到3.5倍，可代替切削刃切削。

影响：不利方面：①当积屑瘤突出于切削刃之外时，会造成一定的过切量，从而使切削力增大，在工件表面划出沟纹并影响到零件加工的尺寸精度。②由于积屑瘤局部不稳定，容易使切削力产生波动而引起振动。③积屑瘤形状不规则，使切削刃形状发生畸变，直接影响加工精度。④积屑瘤被撕裂后，若被切削带走，会划伤刀面，加快刀具的磨损，若留在已加工表面上，会形成毛刺，影响工件表面质量。有利方面：①积屑瘤包覆在切削刃上，代替刀具进行切削，对切削刃起到一定的保护作用。②形成积屑瘤时，增大了实际工作前角，可使切削力减小；其中形成积屑瘤时前角增大较多，形成鼻形积屑瘤时使刀—屑实际接触长度减小，也可使切削力减小。

措施：①对塑性金属材料来说，可采取适当的热处理，改变其金相组织。例如低碳钢通过正火、调制处理后，能提高其硬度，降低其塑性，减小积屑瘤生长。

②避开积屑瘤的生长速度范围。③采用润滑性能好的切削液可以抑制积屑瘤。

④增大前角也可以抑制积屑瘤，当

035o

γ≥时，一般不再产生积屑瘤。⑤其他如减小切削厚度，采用人工加热切削区等措施，也可以减小甚至消除积屑瘤。2.试述刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角对切削过程的影响以及如

何合理选择。

前角 影响：①增大前角能减小切削的变形，减少切削力，降低切削温度和动力消耗②增大前角能改善切削对前刀面的摩擦，减少刀具磨损，提高刀具耐用度③增大前角能改善加工表面质量，抑制积屑瘤与鳞刺的产生，减少切削振动④前角过大，将削弱刃口强度，减少散热体积，影响刀片受力情况，容易造成崩刀。 选择：①工件材料的塑性越大时，前角合理的数值越大，加工脆性材料时应取较小的前角②当工件材料的强度、硬度越大时，合理的前角数值越小③抗弯强度及抗冲击韧性比较好的刀具材料可以选较大前角④粗加工选择较小前角，精加工选择较大前角。

后角 影响：①增大后角能减少后刀面与加工表面之间的摩擦，从而减少刀具的磨损，提高加工表面质量和刀具耐用度。②增大后角，在同样的磨钝标准VB 条件下，刀具由新刃磨用到磨钝，允许磨去的金属体积较大，因而有利于提高刀具耐用度。③如后角α过大，楔角β减小，则将削弱刃口强度，减少散热体积，磨损反而加剧，导致刀具耐用度下降，且易发生颤振。 选择：①切削厚度越小，后角越大，切削厚度越大，后角越小②粗加工时选用较小后角，精加工时选用较大后角③工件材料硬度、强度高，宜取较小后角，工件材料较软，应取较大的后角④工艺系统刚度较差时选用较小的后角。

主偏角 影响：①主偏角r κ的变化影响各切削分力的大小比值与产生振动的可

能性。减小主偏角，则吃力抗力y F 增大，走刀抗力x F 减小。当工艺系统刚度较

差时，如过于减小主偏角，就可能引起振动，造成损坏刀具，顶弯工件。②主偏角的变化影响切削截面的形状。在切削深度和进给量一定的情况下，随着主偏角的减小，切削厚度将减小，切削宽度增加，切削刃参与加工工件的长度增

加，切削刃单位长度的负荷减轻，刀尖角增大，这就会提高刀尖强度，改善散热条件，因而可提高刀具耐用度③主偏角影响工件表面形状，当车削阶梯轴时，应选用90r κ=o ，而当车削外圆端面及倒角时，则可选择45r κ=o ④主偏角的大小还影响断屑的效果。r κ越大时，切削厚度越大，切削宽度越小，越容易断屑。

⑤主偏角的大小还可能影响残留面积的高度，当主切削刃的直线部分参与形成残留面积时，减小主偏角，可以提高加工表面粗糙度。 选择：①一般在机床工艺系统刚度允许的情况下，选用较小的主偏角。②加工高强度、高硬度材料时，为减轻单位切削刃上的负荷，增强刀尖强度，改善散热条件，以提高刀具耐用度就要取较小的主偏角1030r κ=o o :。③在高速强力切削时，为防止振动应选择较大的主偏角，一般大于15o 。

副偏角 影响：①减小副偏角r κ'，可以显着减少切削后的残留面积，提高表面

粗糙度。且可增强刀尖强度。②但是r κ'太小就会增加副后刀面同已加工表面之

间的摩擦，从而可能引起振动。 选择：①一般取515r κ'=o o :；②当加工中间切入的工件时，取3045r κ'=o o :；③而切断刀、槽铣刀等，为了保证刀头强度和重磨后宽度变化较小，只能取很小的副偏角，12r κ'=o o :。

刃倾角 影响：①刃倾角s λ正负值的变化，直接控制切屑的卷曲和流出方向。

直接决定着流屑角λϕ的大小和正负。当s λ为负值时，切屑流向已加工表面，容

易将已加工表面划伤；当s λ为正值时，切屑朝着待加工表面流出。②刃倾角s λ的正负影响刀尖强度。在非自由切削断续表面时，负的刃倾角使刀尖位于切削刃的最低点，切入工件时，首先是切削刃上离刀尖较远的部分先接触工件，这样就可以起到保护刀尖的作用，增强了刃口的强度，有利于承受冲击载荷③刃倾角s λ的大小影响切入和切出过程的平稳性。在断续切削的情况下，当刃倾角

0s λ=o 时，整个切削刃上各点同时切入和切出，冲击大；当刃倾角0s λ≠o 时，切削刃逐渐切入工件，冲击小，使切入切出平稳。且刃倾角越大，过程越平稳。④刃倾角s λ的正负和大小，影响各切削分力的比值。负值s λ越大，吃刀抗力y F 越大，当工艺系统刚度较差时，容易引起振动。 选择：①通常加工钢和铸铁，精车时为了避免切屑划伤已加工表面，取04s λ=+o o :；粗车时为了提高人口强度，取04s λ=-o o :。②当切削断续表面承受冲击载荷时，为了保护刀尖，取较大的负刃倾角515s λ=--o o :。③车削淬硬钢时，取512s λ=--o o :。

3. 机床型号的含义

类别代号、（特性代号）、组别系别代号、主参数、（X 第二主参数）、

重大改进顺序号、其他特性代号

⑴CM1107A 车床、精密、1组1系（单轴纵切自动）、车削直径70mm 、第一次重大改进

⑵CA6140 车床、A 结构、6组1系、最大车削直径400mm

⑶Y3150E 齿轮加工机床、3组1系、最大加工直径500mm 、第五次重大改进 ⑷MGB1432A 磨床、高精度、半自动、1组4系、最大磨削直径320mm 、第一次重大改进

⑸C6132A 车床、6组1系、最大车削直径320mm 、第一次重大改进型

⑹C1312 车床、1组3系、最大车削直径1200mm

⑺T4140 镗床、4组1系、最大加工直径400mm

⑻L6120 拉床、6组1系、最大加工距离200mm

⑼X5032 铣床、5组0系、工作台宽度320mm

⑽DK7725 特种加工机床、数控、最大加工厚度250mm