第5章金属切削加工基础知识课件资料

•具体表现为加工硬化、金相组织变化、残余应力产生、热损伤、疲劳强
度变化及耐腐蚀性下降等。 在确定零件加工精度和表面粗糙度时，总的原则是：
在满足零件使用性能要求和后续工序要求的前提下，尽可能选 用较低的精度等级和较大的表面粗糙度值。
5.2 切削运动
5.2.1 切削运动
切削加工时,为了获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的 相对运动,我们将这种相对运动为切削运动。 切削运动按其所起的作用可分为：
3-1998《极限与 配合》中规定，尺寸公差分20个等级，即IT01、IT0、IT1、 IT2……IT18。IT后面的数字代表公差等级，数字愈大，公差等级越低， 公差值越大，尺寸精度越低。
•在零件图上，通常只规定尺寸公差，对要求较高的零件，除了规定尺
寸公差外,还要规定形状和位置公差。
（2）形状精度
它直接影响机器的使用性能和寿命。
•国家标准GB/T1031-2009规定了表面粗糙度的评定参数及其数值。常
用的评定表面粗糙度的参数是轮廓算术平均偏差Ra值。
•一般来说，零件的表面粗糙度越小，零件的使用性能越好，寿命也
越长，但零件的制造成本也会相应增加。
（2）表面层材质的变化
是指零件加工后在表面层内出现不同于基体材料的力学、冶金、物理 及化学性能的变质层。
5.1.2 表面质量
主要是指零件加工后的表面粗糙度以及表面层材质的变化。
主要包括：
•表面粗糙度 •表面层材质的变化
（1）表面粗糙度
表面粗糙度是指在切削加工中，由于刀痕、塑性变形、振动和摩擦 等原因，会使加工表面产生微小的峰谷，这些微小峰谷的高低程度 和间距状况称为表面粗糙度。
•表面粗糙度对零件的耐磨性、抗腐蚀性和配合性质等有很大影响。
是指零件加工后的表面与理想表面在形状上相接近的程度。
•常用的有直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等。
（3）位置精度
是指零件加工后的表面、轴线或对称平面之间的实际位置与理想位
置接近的程度。
•常用的有平行度、垂直度、同轴度、对称度等。
机械加工精度愈高，加工费用也愈高。每种加工方法在正 常条件下所能达到的加工精度范围称为经济精度。
5.2.3 切削用量
切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。 切削用量包括：
•切削速度 •进给量 •背吃刀量三个要素。
（1）切削速度vc
在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切 削速度，它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的 距离,单位为m/min或m/s。 主运动为旋转运动时,切削速度vc计算公式为:
（2）进给量f
进给量是刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用刀具或 工件每转或每行程的位移量来表述或度量。
•车削时进给量的单位是mm/r，即工件每转一圈,刀具沿进给运动方向
移动的距离。
•刨削等主运动为往复直线运动,其间歇进给的进给量为mm/双行程，即
每个往复行程刀具与工件之间的相对横向移动距离。
d n vc (m / min 或m / s ) 1000
式中d－工件直径（mm） n－工件或刀具每分(秒)钟转数(r/min或r/s)
主运动为往复运动时,平均切削速度为：
2 L nr vc (m / min 或m / s) 1000
式中L一往复运动行程长度(mm) nr一主运动每分钟的往复次数(往复次数/min)。
•实际值与理想值相符合的程度越高，即偏差（加工误差）越小，加工精
度越高。
•加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。零件图上，对被加工件
的加工精度要求常用尺寸公差、形状公差和位置公差来表示。
（1）尺寸精度
是指加工表面本身的尺寸(如圆柱面的直径)和表面间的尺寸(如孔间 距离等)的精确程度。
•尺寸精度的高低，用尺寸公差的大小来表示。 •尺寸公差是尺寸允许的变动量，国家标准GB/T1800.
5.2.2 工件表面 切削加工过程中，在切削运动的作用下，工件表面一 层金属不断地被切下来变为切屑，从而加工出所需要的新 的表面，在新表面形成的过程中，工件上有三个依次变化 着的表面，它们分别是：
•
待加工表面 即将被切去金属层的表面； • 切削表面 切削刃正在切削而形成的表面, 切削表面又称加工表面或过 渡表面； • 已加工表面 已经切去多余金属层而形成的 新表面。
•主运动的运动形式可以是旋转运动，也可以是直线运动； •主运动可以由工件完成，也可以由刀具完成； •主运动和进给运动可以同时进行，也可以间歇进行； •主运动通常只有一个，而进给运动的数目可以有一个或几个。
（3）主运动和进给运动的合成
当主运动和进给运动同 时进行时，切削刃上某一 点相对于工件的运动为合 成运动，常用合成速度向 量ve来表示，如图所示。
单位时间的进给量，称为进给速度，车削时的进给速度vf 计算公式为:
v f n f (mm/ min或mm/ s)
铣削时，由于铣刀是多齿刀具，进给量单位除mm/r外，还规定了每齿进 给量，用az表示，单位是(mm/z)，vf、f、az三者之间的关系为：
5.1 加工质量
为了保证机电产品的质量源自文库设计时应对零件提出加工质 量的要求，机械零件的加工质量包括加工精度和表面质量两 方面，它们的好坏将直接影响产品的使用性能、使用寿命、 外观质量、生产率和经济性。
5.1.1加工精度
经机械加工后，零件的尺寸、形状、位置等参数的实际数值与设计理 想值的符合程度称为机械加工精度，简称加工精度。
•主运动 •进给运动
（1）主运动
主运动是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 实现切削的运动。主运动的特点速度最高，消耗的功率最大。
（2）进给运动
由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件间产生附加的相对运动， 进给运动将使被切金属层不断地投入切削，以加工出具有所需几何 特性的已加工表面。
机械制造基础
第5章 金属切削加工基础知识
金属切削加工就是利用工件和刀具之间的相对（切 削）运动，用刀具上的切削刃切除工件上的多余金属层， 从而获得具有一定加工质量零件的过程。由此可见，理 解零件加工质量的概念；掌握切削运动和金属切削刀具 的基本知识；认识金属切削过程的基本规律是学习金属 切削加工的基本内容。