机械加工工艺基础讲义

鳞片状毛刺。
面光滑均可减小切屑和前刀面的
➢ 影响刀具耐用度。积屑瘤未脱落时，起保护 接触与摩擦，避免积屑瘤形成。
刀刃和减小前刀面磨损的作用，脱落时可能 合理使用切削液，可减小摩擦，
粘连刀具材料一起剥落而加快刀具失效。
降低温升，避免或减少积屑瘤。
机械加工工艺基础讲义
刀具的磨损过程
初期磨损阶段：
此阶段磨损较快。这是因为新磨好的刀具表面 存在微观粗糙度，且刀刃比较锋利，刀具与工 件实际接触面积较小，压应力较大，使后刀面 很快出现磨损带。
尺寸标注应便于编程且尽可能利于设计基准、工艺基准的统一。
➢ 工件材质：零件毛坯材料及热处理要求，是选择刀具（材料、 几何参数及使用寿命），确定加工工序、切削用量及选择机 床的重要依据。
在满足零件功能的前提下，尽量使用廉价的国产材料，不选贵重紧缺材料。
机械加工工艺基础讲义
零件数控加工的适应性
适于数控加工的内容： （1）通用机床无法加工的内容，应作为优选内容（如复杂线廓、型面）。 （2）通用机床难加工、质量也难以保证的内容应作为重点选择的内容
屑。
Ⅰ、滑移变形区 Ⅱ、前刀面摩擦变形区
Ⅲ 、后刀面摩擦变形区
机械加工工艺基础讲义
金属的切削过程—切屑的种类
➢ 一般加工塑性金属材料（如软钢、铜、铝等），在切削厚度较 小、速度较高、刀具前角较大时，容易得到带状切屑。切削过 程较平稳，切削力波动较小，加工表面质量高，但连续切屑会 缠绕工件。
➢ 加工塑性较低的金属材料（如黄铜），切削速度较低、厚度较 大、刀具前角较小时产生；特别是当工艺系统刚性不足、加工 碳素钢材料时，容易得到节状切屑。切削过程不太稳定，切削 力波动也较大，已加工表面质量较低。
（3）不便装夹的零件应加设装夹余料，工艺凸台、凸耳， 最后去除。
机械加工工艺基础讲义
工艺路线的拟定
经济精度：在正常加工条件下所能达到的加工精度及表面粗糙度
各种表面不同加工方法的经济精度及表面粗糙度
加工 表面
加工 方法
外圆柱面 和端面
粗车 半精车 精车 粗磨 精磨 研磨 超精加工 金刚车
平面
粗刨（铣） 精刨（铣） 粗磨
切削参数及工时定额等。
作用： ➢ 是指导生产的主要技术文件。 ➢ 是组织生产和管理的基本依据。 ➢ 是新建、扩建工厂车间的基本资料。
常用 工艺 文件
➢ 工艺过程卡 ➢ 工序卡 ➢ 刀具卡 ➢ 走刀路线卡
设计 准备 资料1）产品的装 Nhomakorabea图和零件图。 2）产品验收的质量标准。 3）产品的生产纲领。 4）毛坯的生产条件或协作关系。 5）现有的生产条件和资料。 6）国内外先进工艺发展状况
➢ 几何关系：视图完整、正确，表达清楚无歧义，几何元素的 关系应明确，避免在图纸上可能出现加工轮廓的数据不充分、 尺寸模糊不清及尺寸封闭干涉等缺陷。
机械加工工艺基础讲义
零件加工工艺性分析
➢ 精度与技术要求：包括尺寸精度、形位公差和表面粗糙度。 在满足使用要求的前提下若能降低精度要求，则可降低加工 难度，减少加工次数，提高生产率，降低成本。
机械加工工艺基础讲义
2020/11/18
机械加工工艺基础讲义
金属的切削过程
1．切屑形成过程
金属的切削过程是被切削金属层 在刀具切削刃和前刀面的挤压作 用下而产生剪切、滑移变形的过 程。切削金属时，切削层金属受 到刀具的挤压开始产生弹性变形， 随着刀具的推进，应力、应变逐 渐加大，当应力达到材料的屈服 强度时产生塑性变形，刀具再继 续切入，当应力达到材料的抗拉 强度时，金属层被挤裂而形成切
机械加工工艺基础讲义
零件加工工艺性分析
零件工艺性包括： 零件结构形状的合理性、几何图素关系的确定性、精度及技 术要求的可实现性、工件材料的可切削性能等
➢ 结构形状：在满足使用要求的前提下加工的可行性和经济性。 尽量避免悬臂、窄槽、内腔尖角以及刚性不稳的薄壁、细长 杆之类的结构，减少或避免采用成型刀具加工的结构，孔系、 内转角半径等尽量按标准刀具尺寸统一以减少换刀次数，深 腔处窄槽和转角尺寸要充分考虑刀具的刚性等等。
➢ 增大实际前角。减少切屑变形，降低切削力。
➢ 增大切削厚度。积屑瘤延伸到刃外，使得实 材料塑性越好，越容易产生积屑
际切削厚度增大，影响尺寸准确性。
瘤。碳素钢正火调质可改善。
➢ 增大已加工表面粗糙度。 积屑瘤周期性增大 Vc=5~50m/min易形成积屑瘤。
脱落，可随切屑排出或残留在已加工面形成 降低进给量f，增大前角，前刀
60～90 min
80～120 min
60
min
15～30 min
120～180 min
200～300 min
120～150 min
机械加工工艺基础讲义
工件材料的切削加工性能
金属材料切削加工的难易程度称为材料的切削加工性 。 良好的切削加工性能是指：刀具耐用度较高或在一定耐用度下的切削速
度Vc较高、切削力较小、切削温度较低、容易获得较好的工件表面质 量和切屑形状容易控制或容易断屑。 相对加工性指标Kr 以刀具耐用度为60min时各材料的切削速度Vc60 与正火状态45钢的（Vc60）j的比值Kr，称为该材料的相对加工性。
经济精度 等级IT
11～13 9～10 7～8 8～9 6 5 5～6 6
11～13 8～10 8～9
表面粗 糙度
μm
12.5～50 3.2～6.3 0.8～1.6 0.4～0.8 0.1～0.4 0.012～0.1 0.012～0.1 0.025～0.4
12.5~50 1.6～6.3 1.25～5
可能分多道工序加工。 ➢ 工位：一工序内，一次安装后，工件与夹具及设备可动部
分一起相对刀具占据的每一个位置。
➢ 工步：同一刀具连续加工同一性质加工要素的工序内容。 ➢ 走刀：或称进给。余量大需分次切削时，每次为一次走刀。
机械加工工艺基础讲义
生产纲领和生产类型
➢ 生产纲领：即年产量。企业计划一年内应当生产的产品产量和进度计划。
机械加工工艺基础讲义
刀具耐用度
常用刀具耐 用度参考值
刀具的耐用度
所谓刀具耐用度，指的是从刀具刃磨后开始切削，一直
到磨损量超过允许的范围所经过的总切削时间，用符号 T表示，单位为min。耐用度应为切削时间，不包括对 刀、测量、快进、回程等非切削时间。
高速钢车刀、镗刀 高速钢钻头 硬质合金焊接车刀 硬质合金可转位车刀 硬质合金端铣刀 齿轮刀具 加工淬火钢的立方氮化硼车刀
Kr ＝νc60 /（νc60）j Kr越大,性能越好.
机械加工工艺基础讲义
机加工工艺过程的基本概念
1．生产过程和工艺过程 生产过程：将原材料转变为成品的全过程。 工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，
使其成为成品或半成品的过程。
工艺过程是生产过程的主要部分，其余为辅助过程。
2．工艺过程的组成
工序
安装1 安装2
工位1 工位2
工步1 工步2
走刀1 走刀2 走刀1 走刀2
机械加工工艺基础讲义
机加工工艺过程的基本概念
2．工艺过程的组成 工序：一个或一组工人、同一地点对同一或几个工件连续
完成的那一部分工艺过程。 单件小批和大批量加工划分工序方法有很大差别。
➢ 安装：一次装夹后所完成的那一部分工序。 但一道工序可能需要多次安装才能完成。一次安装后也
N=Qn(1+α)生(产1纲+领（β台) /年或件/年）
N——生零产件类的型年产量重，型单零位件为件/年； 中型零件 Q——产品的年产量（，3单0k位g以为上台）／年； （4～30kg）
轻型零件 （4 kg以下）
n——单每件台生产产品中该零件的≤数5量，单位为件／≤1台0； α——零件的备品率，一般为3~5%；
β成——零小件批的生废产品率，一>般5～为110~0 5%。 >10～150
≤100 >100～500
➢
备生批生品 产： 类中为 型批防 ：生止企产个业别生零产件专>加 业10工 化0～后 程3互 度00换 的性 分不 类好 。>， 即15常 单0～多 件5做 、00几 成件 批备和>用大5。量00生～产500性0质。
加工 表面
圆柱 孔
平面
加工 方法
钻孔 粗镗 半精镗 精镗、铰 粗磨 精磨 珩磨 研磨
精磨 刮研 研磨
经济精度 等级IT
11～12 11～12 8～9 7～8 7～8 6～7 6～7 5～6
6～7 6～7 5
表面粗 糙度
μm
12.5～25 6.3～12.5 1.6～3.2 0.8～1.6 0.2～0.8 0.1～0.2 0.025～0.1 0.025～0.1
产 生大产批类生产型主要依>据30生0～产1纲00领0 确定。>5类00型～不50同00，工艺>过50程00就～不50同00。0
大量生产
>1000
>5000
>50000
机械加工工艺基础讲义
生产纲领和生产类型
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机械加工工艺规程
工艺规程：规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。 包括工艺路线、各工序具体加工内容、所用机床夹具、
（如车锥面、断面时，可利用数控车床的恒线速度功能，选择最佳线速 度，使加工后的表面粗糙度小而且均匀一致)。 （3）通用机床效率低、工人劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富 余能力的基础上进行选择采用。
不宜数控加工的内容： （1）占机调整时间长，如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准、要
用专用工装协调的加工内容。 （2）加工部位分散，要多次安装、设置原点，这时采用数控加工很麻
➢ 采用小前角或负前角，以极低的切削速度和大的切削厚度切削 塑性金属（延伸率较低的结构钢）时，会产生粒状切屑。切削 过程不平稳，切削力波动较大，已加工表面质量较差。