机械制造基础复习提纲

4. 切离：切屑沿刀具前刀 面流出。
切屑的形成过程 返回
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机械制造技术—总结
✓ 改变刀具角度 1. 增大刀具主偏角，切削厚度变大，有利于断屑。 2. 减小刀具前角可使切屑变形加大，切屑易于折断。 3. 刃倾角可以控制切屑的流向。
✓ 调整切削用量 1. 提高进给量使切削厚度增大，对断屑有利；但增大会增大加工表面粗
加大刀具后角的 优点： ①减少摩擦，从 而提高加工表面 质量； ②钝圆半径小， 切削刃锋利； ③当采用相同的 后刀面磨损VB时， 其磨损体积更大， 可提高刀具耐用 度。 缺点： ①刀头强度低； ②散热体积小
κr的大小影响刀 具寿命。减小主 偏角，主刃参加 切削的长度增加， 负荷减轻，同时 加强了刀尖，增 大了散热面积， 使刀具寿命提高。
2. 切削速度 通过积屑瘤的生长消失过程和切削温度影响切削变形
3. 进给量 进给量增大切削厚度增加，但切屑底层与前刀面挤压、摩擦产生的剧烈
变形层厚度增加不多 4. 工件材料
材料塑性变形越大，强度、硬度越低，越容易变形，切削变形越大。
3、积屑瘤对切削过程的影响：
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切削用量三要素对各参数的影响
铣刀刀刃切入工件初，切屑厚度最大， 逐渐减小到0。后刀面与已加工表面挤 压、摩擦小，刀刃磨损慢，没有逆铣时 的滑行，冷硬程度大为减轻，已加工表 面质量较高，刀具寿命也比逆铣高。但 刀齿切入时冲击大。
结论
顺铣时铣刀寿命 比逆铣高2~3倍 ，加工表面也比 较好。
Ff与工作台进给方向相反， 工作台不会窜动。
水平分力Ff与工作台进给方向相同，当 工作台进给丝杠与螺母间隙较大，工作 台易出现轴向窜动。导致刀齿折断，刀 轴弯曲，工件与夹具产生位移甚至机床 损坏。
顺铣时，若丝杠 螺母间有间隙， 则会使工作台窜 动，进给不均， 易打刀。
垂直分力Fv向上，工件需较 大的夹紧力。工件在该方向 易产生振动，对工件夹紧不 利。
积屑瘤对切削过程的影响
1. 若积屑瘤生长稳定，堆积在前刀面上，代替刀刃进行切削，保护了刀刃，延长刀具寿命
2. 积屑瘤加大了实际工作前角，使切削变形下降，切削容易进行
缺点：
1. 积屑瘤增大了切削厚度，影响加工尺寸精度
2. 积屑瘤的形状极不规则，影响加工精度和表面粗糙度
3. 若积屑瘤不能稳定生长，则在频繁脱落过程中反复挤压前刀面，从而加速刀具的磨损并
κr的大小还影响 切削分力。减小 主偏角使吃刀抗 力增大，当加工 刚性较弱的工件 时，易引起工件 变形和振动。
刀尖利不利
刃倾角
刃倾角的作用是 控制切屑流出的 方向 。 刃倾角的选择原 则：1.精加工时 刃倾角一般取正 值,粗加工时刃倾 角取负值. 2.断 续切削时刃倾角 应取负值. 3.工 艺系统刚性好时 刃倾角可加大负 值.
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第四章 铣削加工
• 主运动、进给运动 • 铣削特点 • 铣削用量要素、铣削切削层要素 • 周铣/端铣：顺铣/逆铣；对称铣/不对称铣；特点 • 面铣刀/立铣刀 • 铣床夹具组成/设计要点
第五章 21
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• 背吃刀量 • 侧吃刀量 • 进给量/每齿进给量/进给速度 • 铣削速度
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1. 夹紧力方向的确定原则：
• 夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面。 • 夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。 • 最理想的夹紧力的作用方向是与重力、切削力方向一致 • 夹紧力作用方向应使工件变形尽可能小
2. 夹紧力作用点的确定原则
• 夹紧力的作用点应落在支承元件或几个支承元件形成的稳定受力区域内 • 夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位 • 夹紧力作用点应尽可能靠近加工面。这可减小切削力对夹紧点的力矩，从
• 夹紧力方向、作用点确定原则
第二章
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刀具的几何参数
刀面
前刀面 后刀面 副后刀面
刀刃
主切削刃 副切削刃 刀尖
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刀具切削部分的几何角度
• 基面 通过主切削刃上某一点并垂直于主 运动方向的平面。
• 切削平面 通过切削刃选定点与切削刃相 切，同时垂直于基面的平面。
• 正交平面 通过切削刃选定点并与基面、 切削面同时垂直的平面。
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逆铣
顺铣
➢在切削用量较小（如精铣），工作表面
➢铣床上没有消除丝杠螺母之间 质量要求较高；
侧隙装置时；
➢机床有消除丝杠螺母之间侧隙装置时；
➢加工工件材料硬度较高时。 ➢对不易夹牢、薄而长的工件；
➢易产生加工硬化的工件。
切入时的切削厚度小于切出时的切削 厚度，切入时切削厚度小，减小了冲击， 切削平稳，刀具寿命和加工表面质量得到 提高。
适用于切削普通碳钢和高强度低合金 钢。
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为保证工件定位的稳定性，除应遵循一般的设计原则外，铣床夹具定 位元件的布置还应尽量使主要支承面积大些。若工件的加工部位呈悬臂状 态，则应采用辅助支承，增加工件的安装刚度，防止振动。
设计夹紧装置应保证足够的夹紧力，且具有良好的自锁性能，以防止 夹紧机构因振动而松夹。施力的方向和作用点要恰当，并尽量靠近加工表 面，必要时设置辅助夹紧机构，以提高夹紧刚度。对于切削用量大的铣床 夹具，最好采用螺旋夹紧机构。
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刀具材料
(1)刀具材料应具备的性能
• 高硬度：刀具材料的硬度必须高于工件的硬度，以便切入工件， 在常温下，刀具材料的硬度一般应该在HRC60以上。
• 高耐磨性：即抵抗磨损的能力，一般情况下，刀具材料硬度越高， 耐磨性越好。
• 高耐热性：指刀具在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨性 的能力。
4. 工件材料：塑性越高，切削变形越大，摩擦越严重，切削温度越高， 越容易产生粘结形成积屑瘤。对塑性高的工件材料进行正火或调质处 理，提高材料强度和硬度，降低塑性，减小切削变形。
3、积屑瘤对切削过程的影响：
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影响切削变形的主要因素
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1. 前角 前角增大，剪切角增大，变形系数减小，切削变形小
刀刃沿已加工表面切入工件 ，工件的表面硬皮和杂质对 刀刃影响小。
铣刀对工件作用力 Fc在垂直方向分力 Fv始终向下，对工件起压紧作用，切削 平稳，适于不易夹紧或细长薄板形工件 。
刀刃从工件外表面切入，工件表层硬皮 和杂质易使刀具磨损和损坏。
顺铣时工件夹紧 比逆铣可靠
顺铣刀具磨损较 大
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产生振动
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3、积屑瘤对切削过程的影响：
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影响积屑瘤的主要因素及防止措施：
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1. 切削速度：切削速度主要通过切削温度影响积屑瘤的产生，应采用低 速或高速进行切削。
2. 刀具前角：适当增大刀具前角，减小切削变形、切削力，使摩擦减小。 前角增大到35°一般不会产生积屑瘤。
3. 摩擦因子：摩擦系数越大，切削温度越高。可使用切削液、减小刀具 表面粗糙度，从而降低积屑瘤产生。
bD
=
a sin
p
r
AD hDbD fap
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1. 刀具挤压工件，产生弹 性变形：切削层的金属 受到刀具前刀面的推挤 后产生弹性变形；
2. 塑形变形：随着切应力， 切应变逐渐百度文库大，达到 其屈服强度时，产生塑 性变形而滑移；
3. 挤裂：刀具继续切入， 材料内部的应力、应变 继续增大，当切应力达 到其断裂强度时，金属 材料被挤断；
• 切削层厚度 • 切削层宽度 • 切削层横截面积
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项目
切入切 出情况
工作台 丝杠螺 母间的 接触情 况
工件装 夹可靠 性
刀具磨 损情况
逆铣
顺铣
切屑厚度从0到最大，因刀刃 不能刃磨绝对锋利，故开始 时不能立即切入工件，存在 对工件挤压与摩擦。工件出 现加工硬化，降低表面质量 。此外，刀齿磨损快耐用度 降低。但无冲击。
1. 切削力
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3、积屑瘤对切削过程的影响：
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刀具磨损过程
初期磨损(OA) 正常磨损(AB)
急剧磨损(BC)
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后刀面磨损量VB
切削时间
最大允许磨损量： 取后刀面磨损带中部平
均宽度VB
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第三章 车削加工
• 主运动、进给运动 • 车床的传动系统/传动路线表达式 • 车床的主要结构 • 车刀的类型
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第五章 钻削与镗削加工
• 主运动、进给运动 • 麻花钻结构、几何参数规律(5个角度) • 麻花钻修磨方法 • 绞刀、扩孔钻、麻花钻的区别 • 钻床与镗床夹具组成
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第六章 磨削加工
• 砂轮的组成成分 • 砂轮特性参数 • 砂轮的选取原则 • 磨削过程 • 磨削用量的确定 • 了解精密、超精密磨削与光整加工
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第一章 机械加工工艺系统的基本知识
• 基本定义：主运动、进给运动(车/铣/钻/镗等加工方式)；传动链(内、
外)；
• 刀具的几何参数
• 刀具材料的特点与常用刀具类型：钢材料粗加工、钢材料精加工、铸铁
材料精加工、铸铁材料粗加工
• 工件的定位：完全定位/不完全定位；过定位/欠定位
• 机床夹具的基本组成(车床、铣床、钻床、镗床)
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常用刀具材料
(1)刀具材料应具备的性能
•
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定位元件
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机床夹具的基本组成 车床：定位元件、夹具体、夹紧装置 铣床：定位元件、夹具体、夹紧装置、对刀装置、定位键 钻床：定位元件、夹具体、夹紧装置、钻套、钻模板 镗床：定位元件、夹具体、夹紧装置、镗套、镗模架、镗杆
• 前角 • 后角 • 主偏角 • 刃倾角
• 定义 • 画法 • 正负判定
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前角
后角
主偏角
刀尖角
前角大，刀片的 切削刃比较锋利， 那么切削会轻快， 变形比较小，摩 擦也比较小，主 要加工材料为塑 性材料，软材料 以及精加工。 前角小，刀片的 切削刃会比较钝， 摩擦系数会增大， 但是刀片的抗冲 击性能会增加， 适合粗加工，主 要加工材料为脆 性材料，硬材料。 适合断续加工， 粗加工
而减轻工件振动。
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第二章 金属切削过程及控制
• 切削用量三要素；切削层参数；切削用量与切削层参数间关系 • 切屑的形成过程 • 切屑的控制 • 积屑瘤的产生条件、对切削过程的影响、影响积屑瘤的主要因素及防止
措施 • 变形系数、剪切角、影响切削变形的主要因素 • 切削用量三要素、刀具几何角度对切削力、切削功率、切削温度、切削
糙度。 2. 适当地降低切削速度使切削变形增大，也有利于断屑，但这会降低材
料切除效率。
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积屑瘤的形成条件：
1. 切削塑性材料；
2. 切削和前刀面摩擦过程产生一定的温度；
3. 前刀面对切屑有很大的正压力
4. 接触面间的压力、粗糙程度、粘结强度等因素，符合内摩擦条件。
5. 切削速度在一定范围内
• 足够的强度和韧性：只有具备足够的强度和韧性，刀具才能承受 切削力和切削时产生的振动，以防脆性断裂和崩刃。
• 良好的工艺性：为便于刀具本身的制造，刀具材料还应具有一定 的工艺性能，如切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等。
• 良好的热物理性能和耐热冲击性能：要求刀具的导热性要好，不 会因受到大的热冲击，产生刀具内部裂纹而导致刀具断裂。
热、刀具寿命的影响规律 (其他各因素对各参数的影响规律)
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• 刀具磨损过程与磨钝标准 • 合理切削条件的选择 • 切削力
第三章 11
机械制造技术—总结
• 切削速度 • 背吃刀量 • 进给量 • 切削层的公称厚度 • 切削层的公称宽度 • 切削层的公称横截面面积
hD f sin r
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第七章 齿形加工
• 滚齿原理及运动(直齿/斜齿) • 插齿原理及运动 • 齿面精加工方法
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第八章 其他加工
• 了解
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