第一章机械加工基础知识
机械加工工艺第一章机械加工工艺概述
合金工具钢 HRC65-67，耐热350-400℃，v≤10-15m/min。常用9SiCr，CrWMn。
01
HRC67-70，耐热550-600℃，v≤30-40m/min。常用W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2。
高速钢
02
HRA87-92（相当于HRC70-75），耐热1000℃，v=100-300m/min。 我国常用的硬质合金有 YG类，YG3，YG6，YG8，YG3X，YG6X等；
硬质合金
YT类，YT5，YT14，YT15，YT30。 通用硬质合金YW（YT+TaC或NbC），YW1，YW2。 表面涂层硬质合金：TiC涂层，TiN涂层，TiC-TiN复合涂层，Al2O3涂层。 陶瓷 HRA93-94，耐热1200℃，v达300m/min以上。常用AM，AMF，AT6，SG3，SG4，LT35，LT55等。
组织 组织号数是以磨粒占砂轮体积的百分比来确定。紧密（0，1，2，3，4号）中等（5，6，7，8号）疏松（9，10，11，12号） 形状和尺寸
刀具材料应具备的性能 高硬度 足够的强度和韧性 高耐磨性
硬度
刀具材料
高的热硬性
良好的工艺性
刀具材料的种类
碳素工具钢 HRC61-65，耐热200-250℃，v≤8m/min。常用T10A，T12A
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机械加工基础
第一篇机械加工基础第一章金属切削刀具§1-1金属切削过程的规律金属切削变形有弹性变形和塑性变形两种。
金属切削过程是刀具把工件表层的金属层，通过刀刃的切割和刀面的推挤，使之变为切屑从而形成以加工表面的过程。
一、四个变形区为说明切削过程的实质，将切削区域划分为四个变形区，如图1-1 所示基本变形区1：在基本变形区被切削金属在刀具的挤压作用下产生滑移变形，OA线称始滑移线（OA线以左为弹性变形区，到达OA 线将开始产生塑性变形），OE线称终滑移线（OE线后面的金属将变为切屑流走）。
前刀面摩擦变形区2：在该变形区切屑在流出过程中与前刀面挤压、摩擦，同时前刀面发生磨损。
刃前变形区3：此变形区在刃口圆弧处的一个变形范围内。
后刀面摩擦变形区4：在该变形区主要是后刀面与已加工表面的摩擦、挤压。
1A二、切屑的收缩现象被切金属经塑性变形后形成的切屑，其长度（L屑）比切削层长度（L）短，其厚度（a屑）比切屑厚度（a）厚，此现象称为切屑的收缩现象，如图1-2所示。
变形系数K：图1-2变形系数K越大，则表示切削过程中的变形也越大，因此可以用来近似地衡量金属在切削过程中的变形程度。
三、影响切屑变形的因素1.工件材料塑性大、强度低的金属材料，其变形系数大，切屑变形也大；脆性材料只形成崩碎屑，变形系数无实际意义。
2.切削用量在切削塑性材料时，加大切削速度，由于切屑来不及充分变形，，就被挤裂下来，使变形系数减小，故切削力和切屑变形减小;加大进给量，则使切削厚度增加，单位切削面积的切削力减小，切屑平均变形量随之减小。
3.冷却润滑条件润滑条件的改善可减小切屑与刀具表面之间的摩擦系数，从而减小变形系数和切屑变形。
4.刀具的几何角度刀具的几何角度对切屑的变形有影响，尤其是刀具的前角和前刀面的光滑程度，直接影响切屑变形。
四、积屑瘤和加工表面的冷硬现象1.积屑瘤切削塑性材料时，切屑由刃口沿前刀面流出，这是切屑底层的滞流层（如图1-3a所示），由于受前刀面摩擦力的作用减低了流动速度。
机械加工理论知识
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2、影响机床部件刚度因素
连接表面接触变形 —— 其大小与接触面压强有关 零件表面摩擦力的影响 结合面间隙
组成件的实体刚度 —— 受力产生拉伸、压缩、弯曲变形；特别是薄弱件（楔 条、轴套等）影响较大 施力方向的影响，测试时只模拟Fy，实际上加工过程中，Fx，Fy，Fz同时作 用。
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五、 减小受力变形对加工精度影响措施
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3、夹紧力、重力、传动力和惯性力引起的加工误差
◆ 夹紧力影响
【例1】薄壁套夹紧变形 解决：加开口套
a） 薄壁套夹紧变形
b）
17
【例2】薄壁工件磨削 解决：加橡皮垫
薄壁工件磨削
18
17:09
19
17:09
20
17:09
21
17:09
22
◆ 重力影响
【例】龙门铣横梁
龙门铣横梁变形
解决：变形补偿
龙门铣横梁变形补偿
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24
◆ 传动力与惯性力影响
z φ R Fc Fp l Y r a） Fcd
y误差） 周期性的力易会 引起强迫振动
Fcd y
Fcd
Fc O″ Fp rcd=Fcd / kc O′ Fc / kc r0
O O Fp / kc Y
A y
30
采用合理装夹和加工方式
支座零件不同安装方法
2、减小载荷及其变化
31
六、 工件残余应力引起的变形
1、内应力
定义： 外部作用力去除后工件内存留的应力 特点： 具有内应力的零件处于一种不稳定状态，它内部的组织有强烈的倾向要恢 复到一个稳定的没有应力的状态，即使在常温下，零件也会不断的缓慢地进行 这种变化，直到残余应力安全松弛为主，在这一过程中，零件将会翘曲变形， 原有的加工精度会逐渐丧失。 来源：冷、热加工。
机械制造技术基础课件最新版第一章机械加工方法
Δm=0 材料基本不变原理,如铸造、锻造及模具成形(注塑、冲压等) 工艺,在成形前后,材料主要是发生形状变化,而质量基本不变。
Δm>0 材料累加成形原理,如20世纪80年代出现的快速原形(Rapid Prototyping)技术,在成形过程中通过材料累加获得所需形状。
第二节 机械加工方法
按照铣削时主运动速度方向与工件进方向的相同或相反,又分为顺铣 和逆铣。
顺铣:铣削力的水平分力与工件的进给方 向相同,而工作台进给丝杠与固定螺母之间一般又 有间隙存在,因此切削力容易引起工件和工作台一 起向前窜动,使进给量突然增大,容易引起打刀。
在顺铣铸件或锻件等表面有硬皮的工件时
二、等材制造技术(Δm=0) 等材制造技术主要是指用模具成形的方法,成形前后,材料质量基本不
变,只是形状的改变。
值得注意的是,统计数据表明,机电产品40%~50%的零件是由模具成 形的,因此模具的作用是显而易见的。模具可分为注塑模、压铸模、锻模、 冲压模、吹塑模等。在我国模具的设计与制造是一个薄弱环节。模具制造 精度一般要求较高,其生产方式往往是单件生产。模具的设计要用到CAD、 CAE等一系列技术,是一个技术密集型的产业。
图1-10 电火花加工原理示意图 1—床身 2—立柱 3—工作台 4—工件电极 5—工具电极 6—进给机构 7—工作液 8—脉冲电源 9—工作液循环过滤系统
第三节 特种加工
电火花加工机床已有系列产品,根据加工方式,可将其分成两种类型: ➢用特殊形状的电极工具加工相应工件的电火花成形加工机床(如前所述); ➢用线(一般为钼丝、钨丝或铜丝)电极加工二维轮廓形状工件的电火花线切割机床。
机械加工基础知识(ppt 48页)
油石的形状
第一章 机械加工基础知识
1.4 磨具与磨削过程
二、磨削过程
比较凸出的和比较锋利的磨粒起 切削作用
凸出高度较小或较钝的磨粒起刻 划作用
磨钝的或比较凹下的磨粒与工件 表面产生滑擦，起摩擦抛光作用
比较锋利且凸出的单个磨粒，其 切削过程大致也可分为三个阶段
1.3 切削过程及控制
3、切削用量的合理选择
所谓“合理”的切削用量是指充分利用切削性能和机床 动力性能(功率、扭矩)，在保证质量的前提下，获得高的生产 率和低的加工成本的切削用量。
(1)选择背吃刀量ap (2)选择进给量f
(3)选择切削速度vc 切削用量选择的基本原则是：粗加工时在保证合理的刀
具寿命的前提下，首先选尽可能大的背吃刀量ap，其次选尽 可能大的进给量f，最后选取适当的切削速度vc；精加工时， 主要考虑加工质量，常选用较小的背吃刀量和进给量，较高 的切削速度，只有在受到刀具等工艺条件限制不宜采用高速 切削时才选用较低的切削速度。
切削温度的高低取决于切削热的产生和传散情况。 影响切削温度的主要因素有
切
切削液
乳化液
切削油
第一章 机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
五、刀具磨损和刀具寿命 1.刀具磨损形态
后刀面磨损
• 后刀面磨损量以后刀面上磨损宽度值VB表示
前刀面磨损
• 前刀面的磨损量以月牙洼的最大深度KT表示
积屑瘤的形成与脱落
第一章 机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
一、积屑瘤 2.积屑瘤对切削加工的影响
粗加工时可利用积屑瘤；精加工时应尽量避免积屑瘤产生
3.积屑瘤的控制 影响积屑瘤形成的主要因素有：工件材料的力学性能、
01 机械加工工艺系统的基本知识
刀刃为旋转刀具（铣刀或砂轮）上的切削点1，刀具 作旋转运动的同时，其中心按一定规律运动，切削点 1的运动轨迹（如图中的曲线3）与工件相切，形成了 发生线2。 由于刀具上有多个切削点，发生线2是刀具上所有的 切削点在切削过程中共同形成的。 形成发生线需要二个成形运动：刀具的旋转运动和
展成法
2019/3/6
重庆人文科技学院
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形成发生线的方法可归纳为四种：
c.轨迹法
利用刀具作一定的轨迹运动对工件进行加 工的方法。 刀刃为切削点1，它按一定轨迹运动，形 成所需的发生线2。 形成发生线需要一个运动。
轨迹法
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重庆人文科技学院
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形成发生线的方法可归纳为四种：
d.相切法
（1）主运动
机床上形成切削速度并消耗大部分
动力的运动。
速度高，消耗的功率大。
任何一种机床，必定有、且通常只 有一个主运动。
主运动可能是简单运动，也 可能是复合的成形运动。
（2）进给运动
• 机床上维持切削加工过程连续不断进行 的运动。 • 速度较低，消耗的功率较小。 • 一台机床的进给运动可能有一个或几个。
2. 金属切削机床型号的编制方法
机床品种多，用机床型号表示。通用机床型号的组成： 由基本部分和辅助部分组成，中间用“／”隔开，读作 “之”前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。
代号顺序依次为：类代号，通用特性和结构特性代号， 组代号，型代号，主参数代号，重大改进顺序代号。
（1）类代号 用大写汉语拼音字母表示，位于型号之前。表1机 床类别代号表。
第二节 金属切削机床与数控机床的基本知识
机械加工技术第一章机械加工概述
③制造系统自动化技术水平；
④制造系统管理技术，即生产模式的先进程度。
任何一台机械产品或设备都是由各种零件和功能部件组成的，如何使这 些零件和功能部件优质高效地制造出来并装配成具有预定功能的产品或设备， 这就是研究制造技术的意义所在。
机械加工技术
第一章 机械加工概述
3．机械制造技术的发展趋势
（1) 采用自动化技术，实现制造自动化
第一章 机械加工概述
（2) 加工与设计趋向集成及一体化 CAD/CAM、FMS、SIMS、并行工程（CE）、快速原型技术（RP）等先进制
造技术的出现，使加工与设计之间的界限逐渐淡化并走向一体化。各种常规 工艺过程间的界限趋于淡化而集成于统一的制造系统中。
（3) 机械制造工艺技术向先进制造工艺技术转变
这就要求制造企业要以满足顾客的个性需求作为企业的经营宗旨、以用 户满意作为产品质量的有效标准，寻找到既能高效生产又能快速转产的“柔 性”制造方法，形成把多品种小批量生产组织成大批量生产的技术及其生产 管理模式。先进制造技术就是为了满足这种需要而发展起来的。
机械加工技术
第一章 机械加工概述
五、工艺系统的构成
第一章 机械加工概述
第一节 机械制造基本概念 一、研究机械制造工程学科的意义
1．机械制造技术的作用
制造技术的发展极大地改变了人们的生活方式和生活质量。它为人类 制造出满足生活需要的产品和工具，使人们生活得更加轻松和舒适，有更多 的时间去思考如何发明新的产品并将它制造出来供人们使用。制造技术的不 断进步也改变了人们的生产方式。
机械加工技术
零件的生产纲领可按下式计算
机加工知识
第一章切削加工基础知识一、本章的教学目的与要求本章主要介绍了机械加工基础知识。
重点应掌握切削运动及切削用量概念；切削刀具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加工性概念；机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量的概念等。
掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决工艺问题的能力打基础，为学生了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。
学生学习本章要注意理论联系生产实践，才能更好体会，加深理解。
可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采用多媒体、网络等现代教学手段学习，以取得良好的教学效果。
为学好本章内容，可参阅邓文英主编《金属工艺学》第4版、傅水根主编《机械制造工艺基础》（金属工艺学冷加工部分）、李爱菊等主编《现代工程材料成形与制造工艺基础》下册及相关机械制造方面的教材和期刊。
二、授课主要内容1 切削运动和切削要素主要学习零件表面的形成、切削运动、切削用量、切削层参数2 切削刀具和切削过程主要学习切削刀具材料、车刀、刨刀、镗刀、麻花钻、铣刀的结构及刀具几何角度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损和刀具耐用度3 磨具和磨料切削主要学习磨具和磨削原理4 材料的切削加工性主要学习衡量材料切削加工性能的指标、常用材料的切削加工性、改善材料切削加工性的方法5 机械加工工艺过程基本概念主要学习工艺过程的基本概念、工件的安装和夹具、基准及其选择原则、工件在夹具中的定位6 机械加工质量的概念主要学习机械加工精度、机械加工表面质量三、重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）让学生重点掌握切削运动及切削用量概念、切削刀具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、材料切削加工性、机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量等概念。
四、要外语词汇主运动：primary motion进给运动：feed movement车刀：turning tools刀具材料：cutting tools materials切削过程：cutting process磨具：abrasive grinding tools表面质量：machining quality of machined surfaces五、辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等）主讲（板书）+课堂讨论+作题练习+实验+多媒体课件+实物六、复习思考题1. 试说明下列加工方法的主运动和进给运动：a.车端面；b.在钻床上钻孔；c.在铣床上铣平面；d.在牛头刨床上刨平面；e. 在平面磨床上磨平面。
(完整版)机械制造基础第一章(答案)
第一章机械加工基础一、名词解释：1．工艺过程：生产过程中为改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。
（P3）2．机械加工工艺过程：采用机械加工方法来改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。
（P3）3．工序：是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工，所连续完成的那一部分工艺过程。
（P4）4．安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。
（P4）5．工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。
（P4）6．工步：在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。
（P5）7．复合工步：用几件刀具或者用复合刀具同时加工同一工件上的几个表面，称为复合工步。
（P5）8．进给：在加工过程中，有些工步需要对同一表面进行多次切削，从被加工表面上每切下一层金属即称为一次进给。
(P5)9．生产纲领：企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。
(P6)10．工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。
（P8）11．零件的结构工艺性：是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。
（P11）12．基准：用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。
（P14）13．设计基准：在设计图样上所采用的基准。
（P14）14．工艺基准：在工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。
按照用途的不同可分为定位基准、测量基准、装配基准和工序基准。
15．工序基准：在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。
（P15）16．定位基准：在加工时，为了保证工件被加工表面相对于机床和刀具之间的正确位置所使用的基准称为定位基准。
（P15）17．测量基准：测量时所采用的基准。
（P15）18．装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。
机械制造技术基础电子课件第1章机械加工方法
1.2.5 镗削
1. 镗削的定义
镗削是一种用刀具扩大孔或其他圆形轮廓的内径车削工 艺，其应用范围一般从半粗加工到精加工，所用刀具通常为 单刃镗刀（镗杆）。
镗削加工通常作为大直径和箱体零件上的孔的半精加工 或精加工工序，其切削运动由刀具回转来实现，进给运动可 通过工件或刀具的移动来完成。在卧式镗床上可以完成钻、 镗孔、车外圆、车螺纹、车端面、铣平面、斜面、各类槽、 内孔、孔端面、平行面、倒角、钻孔、同轴孔等。
1.2.1 车削
（4）适用于有色金属零件的精加工。有色金属 零件表面粗糙度（Ra值）大，当Ra值要求较小时， 不宜采用磨削加工，需要用车削或铣削等。用金刚 石车刀进行精细车时，可达较高质量。
（5）刀具简单，刀具的制造、刃磨和安装都比 较方便。车削加工的精度一般为IT8~IT7，Ra值为 6.3~1.6 μm。精车时，加工精度可达IT6~IT5，Ra 值可达0.4~0.1 μm。
1.2.5 镗削
2. 镗削加工的特点
镗削运动时，镗刀随镗杆一起转动形成主切削运动， 而工件不动。
用镗刀对已有的孔进行再加工，称为镗孔。对于直径 较大的孔（D>80~100 mm)、内成形面或孔内环槽等， 镗削是唯一合适的加工方法。
一般镗孔精度达IT8~IT7，表面粗糙度值为1.6~0.8 μm。
精细镗时，精度可达IT7~IT6，表面粗糙度值为 0.8~0.1 μm。
1.2.6 齿形加工
（1）主运动为滚刀的旋转。 （2）展成运动为保持滚刀与被切齿轮之间 啮合关系的运动。这一运动使滚刀切削刃的切 削轨迹连续，包络形成齿轮的渐开线齿形，并 连续地进行分度。 （3）轴向进给运动是为了在齿轮的全齿宽 上切出齿形，滚刀需沿工件轴向做进给运动。
机械制造 第一章 练习题
第一章练习题第一章机械加工方法基础知识机械加工方法与加工系统，基准、定位与装夹，金属切削机床，机床夹具，切削刀具，工件材料的切削加工性。
一、单项选择1、目前机械零件的主要制造方法是（）。
①材料成形法②材料去除法③材料累加法④材料复合法2、快速成形制造技术采用（）方法生成零件。
①仿形②浇注③分层制造④晶粒生长3、车削方法的特点是工件旋转，形成主切削运动，因此车削后形成的面主要是（），也可加工工件的端面。
①平面②回转表面③成形表面④特形面4、采用机械加工方法获得零件的形状，其质量m的变化是（）。
①m＜0 ②m＝0③m＞05、模数铣刀铣削齿轮的方法是（）。
①轨迹法②成形法③展成法④相切法6、插床实际上可以看作立式的（），主要用来加工键槽等内表面。
①龙门刨床②铣床③牛头刨床④拉床7、在单件、小批生产中，中小型工件上较大的孔（D＜50mm），常用（）加工；①台式钻床②立式钻床③摇臂钻床④镗床8、成形法加工齿面所使用的机床一般为普通机床，刀具为成形铣刀，需要（）简单成形运动；①一个②两个③三个④四个9、在数控铣床或加工中心上加工时，曲面是通过（）逐点按曲面坐标值加工而成。
①圆盘铣刀②键槽铣刀③圆柱铣刀④球头铣刀10、磨削中，磨粒本身也会由尖锐逐渐磨钝，使切削能力变差，切削力变大。
当切削力超过粘结剂强度时，磨钝的磨粒会脱落，露出一层新的磨粒，这就是砂轮的（）。
①自锐性②强度③硬度④粒度11、车削加工时，车刀的工作前角（）车刀标注前角。
①大于②等于③小于④有时大于、有时小于12、用硬质合金刀具对碳素钢工件进行精加工时，应选择刀具材料的牌号为（）。
① YT30② YT5 ③ YG3 ④ YG8二、多项选择1、同一工步要求（）不变。
①加工表面②切削刀具③切削深度④进给量2、大批大量生产的工艺特点包括（）。
①广泛采用高效专用设备和工具②设备通常布置成流水线形式③广泛采用互换装配方法④对操作工人技术水平要求较高3、支持快速原型制造技术的关键技术包括（）等。
机械岗位应知应会手册
机械岗位应知应会手册作为机械行业的从业者，在日常工作中需要掌握大量的专业知识和技能。
下面是一份机械岗位应知应会手册，旨在帮助机械从业者提高工作效率和技能水平。
第一章：机械基础知识1.1 机械零件名称和用途机械零件是机械系统的组成部分，了解机械零件的名称和用途是进行机械设计、制造和维修的基础。
以下是一些常见机械零件的名称和用途：•螺栓：连接两个或多个零件；•螺母：固定螺栓；•平垫圈：增加螺栓与工件接触面积；•弹簧垫片：增加螺栓紧固力度；•锁紧螺母：防止螺母松动；•轴承：减少摩擦和滑动；•齿轮：传递力量和动力的元件；•传动带：传递动力的弹性元件；•法兰：连接几个零件或连接零件和机器。
1.2 机械加工方法机械加工是制造机械零件的主要方法。
掌握机械加工方法可以提高机械制造的效率和质量。
以下是一些常见的机械加工方法：•铣削：用铣刀旋转工件，实现平面、曲面和齿轮加工；•砂轮磨削：用砂轮加工精密的工件表面；•钻孔：在工件上钻孔，用于插销、螺栓等紧固件的安装；•拉削：使用拉床进行金属棒材或板材的拉伸加工；•冲压：用冲压模具对板材进行加工。
1.3 机械设计与制图机械设计是研究机械结构、运动和力学性能的科学。
制图是将机械设计转换为图形、文字和数值等符号的过程。
机械设计和制图要点：•知道机械设计的基本原理；•熟悉机械制图的规范及其符号；•掌握CAD软件的操作；•了解常见的机械制造流程。
第二章：机械加工工艺和技术2.1 粗加工粗加工是在精细加工之前进行的，通过去除多余材料，得到近似的最终形状。
常见的粗加工方法包括：•铣削、钻孔、冲压等机械加工方法；•氧化切割、火花电切割等非机械加工方法。
2.2 精细加工精细加工是在粗加工基础上进行的，通过消除粗加工过程中留下的粗糙表面，得到最终的形状和表面质量。
常见的精细加工方法包括：•研磨、车削、切削等机械加工方法；•电化学加工、化学加工等非机械加工方法。
2.3 切削力学基础切削是一种通过切削刀具切削工件来形成精确的零件形状的过程。
机械加工の基础知识
第1章とりあえず知っておきたい基礎知識機械加工の大まかな流れ機械加工を考える機械開発（もの作り）における機械加工の位置付けを考えてみる。
図1に示すように，発想（設計）から始まり，組立図や部品図を図1 機械加工の位置付け作図する（製図）。
そして，その部品図に基づき，機械加工を行う。
その後，完成した部品を組み立てて，機械を完成させる。
工作機械を扱うだけが機械加工ではない。
部品図を見て，加工手順を考えた後，材料や工具を準備する。
必要に応じてジグ（製作を補助するための道具）を作ることもある。
そして，材料を切り出して，形状を仕上げていく。
そして，最終的に穴あけやねじ切りなどの加工を行って部品を完成させる。
一連の流れの中で最も重要なことは，加工手順を考えることである。
加工手順は部品の形状や材質によって異なるのはもちろん，要求されている加工精度や使用する工作機械によっても異なってくる。
図2 機械加工の流れ能率のよい機械加工機械加工において，正確な部品を製作することが重要であるのは言うまでもない。
一方，できる限り短時間で能率のよい加工が要求されることがある。
確かに，機械加工の初心者よりも機械加工のベテランの方がはるかに加工が早い。
しかし，実際に工作機械を動かしている時間は，加工速度に制限があるので，初心者とベテランとの差はほとんどない。
能率よく機械加工を進めるためには，工具を交換する際の手際のよさや適切な加工手順の決定が重要である。
どのような場合でも加工の作業を急いではいけない。
切削加工とプレス加工機械加工の代表的なものとして，切削加工とプレス加工（あるいは塑性加工）がある。
切削加工とは，刃もので材料を削る加工であり，切り屑が出るのが特徴である。
その代表的な工作機械として旋盤やフライス盤があり，これらは一つの工作機械で様々な形状の部品を製作できるという特徴がある。
そのため，実験装置などの単品製作に適している。
一方，プレス加工は，金属材料の塑性（一度曲げるとそのままの形状を保つ性質）を利用した加工である。
机械加工基础知识_上
比重 (克/厘米²)
19.32 21.45 0.86 0.97 1.55 2.34 2.33 1.74 8.9 7.29 6.68 1.83 2.07 2.25
3
机械加工基础知
识
第二节、钢铁材料
一、铸铁 即生铁。指含碳量为2.11~6.69%的铁碳合金。依照室温组织的不同，
可将铸铁分为如下三类：亚共晶铸铁：含碳量＜4.3%； 共晶铸铁：含碳 量4.3%；过共晶铸铁：含碳量＞4.3% 。按主要性能和使用特性分为： ╭ 灰口铸铁(HT)、球墨铸铁(QT)、可锻铸铁（KT）
186
30
10
255 ~333 294 ~432
206
29
194
15F
245 ~363 314 ~451
28
15
265 ~373 333 ~471
No Image
机械加工基础知识
单位：劳动服务公司机加厂 主讲：曾隽平
2019年6月
机械加工基础知 识
第一章
金属材料基础知识
2
机械加工基础知
识
第一节、常用材料比重和合金元素符号
材料名称
灰口铸铁 可锻铸铁
钢材 铸钢 低碳钢(含碳0.1%) 中碳钢(含碳0.4%) 高碳钢(含碳1%) 高速钢(含钨9%) 高速钢(含钨18%) 不锈钢(含铬13%) 紫铜 黄铜 铝合金 锡基轴承合金 铅基轴承合金 铁Fe 铜Cu 铝Al
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机械加工基础知 识
3、工具钢
工具钢分为碳素工具钢、高速工具钢、合金工具钢
碳素工具钢 是指含碳量在0.65%—1.35%范围内的优质 高碳钢，代号用T表示碳素工具钢，后面数字表示含碳量的千分 之几（如T10、T12A）等。这类钢由于耐热性能很差 （200~250℃），允许的切削速度很低，一般仅适用于尺寸较 小、低速的手动切削工具及形状较简单的模具和量具。
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b）后角 o 的选用原则
功用
αo
后刀面与工件的摩擦
后刀面的磨损率
选用
取决于：加工要求、工件 材料。
••••粗 工粗 工件加件加材工材工料或料或越工越工软件软件、材、材塑料塑料性较性较越硬越硬大，大，，后，后后角后角角取角取越较越较大小大小；值；值；；
有有冲冲击击时时：：λλss＝＝ －－55°°〜〜－－1155°°；； 特特别别大大时时：：λλss＝＝ －－3300°°〜〜－－4455°°。。
••切切削削加加工工高高强λ强λ度s度s ＝＝钢钢－－、、33冷冷00°°硬硬〜〜钢钢－－时时44：：55°°。。
在基面Pr内的标注角度
主偏角кr：在基面Pr内度 量的切削平面与假定工件平 面Pf（进给剖面）的夹角。
2.零件表面成形方法 表面发生线的形成方法： （a）轨迹法 （b）成形法 （c）相切法 （d）展成法
一、零件表面的形成
2.零件表面成形方法
（a）轨迹法
一个独立的成形运动
一、零件表面的形成
2.零件表面成形方法
（b）成形法
不需要专门的成形运动
一、零件表面的形成
2.零件表面成形方法
（c）相切法
两个独立的成形运动
刀具的旋转+刀具中心按一定规律运动
一、零件表面的形成
2.零件表面成形方法
（d）展成法
在形成发生线的过程中， 切削线1与发生线2作纯滚动 （展成运动）切削线1与发生 线2逐点相切，发生线2是切 削线1的包络线。
复合成形运动
成形运动的种类
简单成形运动：如果一个独立的成形运动，是由单 独的旋转运动或直线运动构成的。
刀 具 静 止 参 考 系
1）基面 pr
过切削刃选定 点、垂直于该 点假定主运动 方向的平面。
2）切削平面 ps
过切削刃选定 点，与切削刃 相切并垂直于 基面的平面。
3）正交平面 po
过切削刃选定 点，并同时垂 直于基面和切 削平面的平面
pr ps po 组成一个正交平面参考系
4）假定工作平面 p f
复杂刀具： 齿轮刀具、拉刀等
车刀种类
按用途分
车刀种类
按结构分
整体式、焊接式、机夹重磨式、机夹可转位式
整体式
切削部分和夹持部分材料相同 材料消耗大，应用较少 常用高速钢制造
焊接式
优点： 结构简单、刚性好、适应性强，可以根据具体 的加工条件和要求刃磨出合理的几何角度。
缺点： 1）经过高温焊接，硬质合金刀片易产生热应 力，严重时会出现裂纹，使硬质合金的切削性 能下降，对提高生产率不利。
2）刀杆不能重复使用，当刀片用完或崩坏后， 刀杆也随之报废，造成很大浪费。
机夹重磨式
用机械的方法将硬质合 金刀片夹固在刀杆上的车 刀。刀片磨损后，可卸下重 磨，然后再安装使用。
优点： 可避免焊接引起的缺陷，刀杆可重复使用。
缺点： 结构较复杂，刀片重磨时仍有可能产生应力 和裂纹。
机夹可转位式
优点：
行以形成所需工件表面的运动。 其速度称为进给速度Vf
主运动和进给运动合成后的运动， 称为合成切削运动
Ve= Vc+ Vf
特点
主运动的速度高，消耗的功率大；进给运动的速度 较低，消耗的功率较小。
任何一种机床，必定有、且通常只有一个主运动； 而进给运动可能有一个或几个。
三、切削用量
切削用量：衡量切削运动量的大小。
（3）刀具的工作角度
b)刀尖安装偏斜对工作主、副偏角的影响
不偏斜
主偏角 re r
副偏角 re r
主偏角 re r
副偏角 re r
3.刀具结构
按用途分 ： 车刀 用于轴类、盘类零件的外圆、端面、内孔、槽等加工
刀 铣刀： 用于平面、曲面、沟槽等加工 具 孔加工刀具： 用于通孔、盲孔、台阶孔等加工 种 螺纹刀具： 用于内螺纹、外螺纹加工 类 成型刀具： 用于成型面的加工
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具
车刀切削部分的组成 车刀切削部分的主要角度 刀具结构 多齿刀具 非金属材料切削刀具
二、刀具材料
一、切削刀具
1.车刀的组成
夹持部分
夹持部分
切削部分
切削部分
1.车刀切削部分的组成 三面两刃一尖
1）前刀面
切屑沿其流出的刀具表面
2）主后刀面
与工件上过渡表面相对的
mm/str。
进给速度Vf=fn=fzzn
三、切削用量
3）背吃刀量
在通过切削刃上选定点并垂
直于该点主运动方向的切削层尺 寸平面中，垂直于进给方向测量 的切削层尺寸，以ap表示， mm。
车外圆时，
ap
dw
dm 2
四、切削层参数
切削层：切削刃在一次走刀上从工件上切下的一层材料。
通常在与主运动方向相 垂直的平面内度量。
工件上即将被切除的表面
已加工表面
切去材料后形成的新的工作表面
过渡表面
加工时主切削刃正在切削的表面，它处于已加工表面和待加工表面 之间
二、切削表面与切削运动
2.切削运动 主运动：使刀具和工件之间
产生相对运动，促使刀具近工件 而实现切削的运动。 其速度称为切削速度Vc
进给运动：使切削能持续进
切削部分 主后面
2.车刀切削部分的主要角度
刀具静止参考系 （由主运动方向确定）
刀具工作参考系 （由合成切削运动方向确定）
考虑进给运动和刀具实际安装情况的影响。
（1）刀具静止参考系 （刀具标注角度参考系）
刀具设计、制造、刃磨和测量几何参数时用；
假定进给速度为零（vf=0） 规定车刀刀尖对准工件的中心 刀杆的轴心线垂直进给方向
机械加工工艺基础
第一章 机械加工基础知识
1.1切削运动及切削要素
一、零件表面的形成 二、切削表面与切削运动 三、切削用量 四、切削层参数
机械制造的加工方法
注塑成形
1.材料成形法： 铸造
机械力去除
锻造
3.材料去除法： 热能去除
焊接
光能去除 化学能去除
2.材料累积法： 粘接 传统方法
铆接
特种加工
快速原型
主切削刃在基面内的投影与 进给运动方向之间的夹角。
在基面Pr内的标注角度
副偏角 r：在基面Pr内度量
的副切削平面与假定工件平 面Pf（进给剖面）的夹角。
副切削刃在基面内的投影与 进给运动反方向之间的夹角。
讨论:(1)主偏角对切削层的形状和参数的影响
当背吃刀量和进给量一定时，主偏角愈小，切削层公称宽度 愈大，而公称厚度愈小，切下的切屑宽而薄． 主切削刃单位长度上的负荷小，散热条件好，刀具寿命高．
过切削刃选定点，垂 直于基平面并平行于 假定进给运动方向的 平面。
（2）刀具的主要角度
正交平面参考系内的标注角度 pr ps po 参考系内
在正交平面Po内的标注角度 在切削平面Ps内的标注角度 在基面Pr内的标注角度
在正交平面Po 内的标注角度
前角γo：在正交平面内度量 的前刀面与基面的 夹角。
副副偏偏角角大大小小取取决决于于表表面面粗粗糙糙度度（（55°°〜〜 1155°°))，， 粗粗加加工工时时取取大大值值，，精精加加工工取取小小值值。。
（3）刀具的工作角度
a)刀尖安装高低对工作前、后角的影响
工作前角 oe o 工作后角 oe o
偏高
oe oo
(2)主偏角对残留面积的影响
主、副偏角小时， 残留面积小， 表面粗糙度值小。
d）主、副角 r、r的选用原则
功用
κr 和κr′ 刀刃强度 ，散热条件
刀具寿命
残留面积高度
表面粗糙度
背向力Fp ，工件易变形
d）主、副角 r、r的选用原则
选用
一一般般车车刀刀常常用用的的主主偏偏角角有有4455，，6600 ，，7755,,9900 度度等等 几几种种。。
不需要刃磨和焊接，刀片能较好的 保持原有力学、切削性能，刀具切削 性能提高。
减少刃磨、换刀、调刀所需的辅助 时间，提高生产率。
可使用涂层刀片，提高了刀具耐用度。
刀具使用寿命延长，可节约刀体材料 及其制造费用。
机夹可转位式
硬质合金可转位刀片已国家标准化，刀片的常用形状为：
机夹可转位式
等高
偏低
如果刀尖高于工件回转轴线时，则工作前角
增大 oe ，o 而工作后角减小 oe 。o
如果刀尖低于工件回转轴线时，则工作前角
减少 oe ， o 而工作后角增大 oe o。
（3）刀具的工作角度
b)刀尖安装偏斜对工作主、副偏角的影响
右偏斜
主偏角 副偏角
re r re r
L —往复行程长度，mm; nr —主运动每秒或每分钟的往复
次 数，str/s或str/min
1）切削速度vc
由于切削刃上个点的回转半径不同(刀具运动 为主运动)，或
切削刃上各点对应的工件直径不同（工件运 动为主运动）， 因而切削速度也就同。
考虑到切削速度对刀具磨损和已加工表面质 量有影响，在计算切削速度时，应取最大值
切削速度vc
切削用量三要素 进给量f
背吃刀量ap
三、切削用量
1）切削速度vc
切削刃上选定点相对工件主运动的瞬时速度。(m/s 或 m/min)
主运动为旋转运动
vc=πd n/1000
d—工件（或刀具）的直径，mm; n —工件（或刀具）的转速，r/s或
r/min
主运动为直线运动
vc = 2Lnr /1000
在给定瞬间，切削层在切削层