电子课件-《机械制造工艺基础(第七版)》-A02-3517 4第四章 切削加工基础

2．乳化液
水和乳化油经搅拌后形成的乳白色液体。 乳化油是一种油膏，它由矿物油和表面活 性乳化剂配制而成，并添加乳化稳定剂
第四§章4—5切削切加削工液基础
3．合成切削液 由水、各种表面活性剂和化学添加剂组成
4．切削油
切削油主要起润滑作用。 有10 号机械油、 20 号机械油、 轻柴油、 煤油、 豆油、 菜籽油、 蓖麻油等矿物油或动、 植物油
第四章 切削加工基础 二、切削用量及其选用原则
1．切削用量
第四章 切削加工基础
（1）切削速度vc 切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度
当主运动是旋转运动时
当主运动为往复直线运动时
第四章 切削加工基础
（2）进给量 f
刀具在进给运动方向上相对工件的位移量
（3）背吃刀量ap 刀具切入工件时，工件上已加工 表面与待加工表面之间的垂直距离
进给力Ff是总切削力F在进给运动方向 上的正投影。它与进给速度vf方向一致
第四章 切削加工基础
3．总切削抗力
切削加工时，工件材料 抵抗刀具切削所产生的 阻力称为总切削抗力F′
切削抗力F′c、背向抗力F′p、 进给抗力F′f分别与Fc、Fp、Ff 大小相等，方向相反
第四章 切削加工基础
4．影响总切削抗力大小的因素
第四章 切削加工基础
2．切削用量的选用原则
第四章 切削加工基础
第四章 切削加工基础
§4—3 切削刀具
一、切削刀具分类
1．按机床加工方式和加工对象不同分类
车刀、铣刀、刨刀、砂轮、钻头、铰刀、丝锥及板牙
2．按加工表面不同分类
外圆表面加工刀具、内孔表面加工刀具、平 面加工刀具、螺纹刀具、成形刀具、齿轮刀具
机床为实现加工所必需的加 工工具与工件间的相对运动， 包括主运动和进给运动
促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。主运动是切除工件 表面多余材料所需要的最基本运动,在切削 运动中形成机床切削速度，消耗主要动力
第四章 切削加工基础
2）进给运动
使刀具与工件之间产生附 加的相对运动，加上主运 动，即可不断地或连续地 切除切屑，并得到具有所 需几何特性的已加工表面
第四章 切削加工基础
1 §4—1 金属切削机床的类别与型号 2 §4—2 切削运动与切削用量 3 §4—3 切削刀具 4 §4—4 切削力与切削温度 5 §4—5 切削液 6 §4—6 加工精度与加工表面质量
第四章 切削加工基础
§4—1 金属切削机床的类别与型号
一、金属切削机床的类别
共11类： 车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加 工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床
轻 型
加 重 型
柔性 加工 单元
数高 显速
代号 G M Z B K H F Q C R X S
读音 高 密 自 半 控 换 仿 轻 重 柔 显 速
第四章 切削加工基础
（2）结构特性代号
1）结构特性代号用汉语拼音字母（通用 特性代号已用的字母和I、O两字母不用） A、B、C、D、E、L、N、P、T、Y表示 2）当单个字母不够用时，可将两个字母 组合起来使用，如AD、AE或DA、EA等
6）刀尖 主、副切削刃连接处 的那一小部分切削刃， 一般都呈圆弧状
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础
（2）导向部分
在刀具中，有的具有导向部分（如麻花钻、铰刀、立铣 刀等），这些刀具一般用于内孔、沟槽和内螺纹加工
（3）夹持部分（刀体）
1）实体夹持
夹持部分做成实体，使 用时直接将刀具装在刀 架或锥套内，如车刀、 刨刀、钻头、立铣刀
（5）陶瓷
（6）人造金刚石 （7）立方氮化硼
第四章 切削加工基础
§4—4 切削力与切削温度
一、切削力
1．总切削力
切削过程中, 材料产生变形到 变成切屑所产生的抗力和切屑 与前面之间及副后面与已加工 表面之间发生的摩擦, 共同作 用于刀具上的合力称为切削力
第四章 切削加工基础
刀具的一个切削部分 在切削工件时所产生 的全部切削力称为一 个切削部分总切削力
第四章 切削加工基础
3．机床的组、系的划分原则及其代号
（1）机床组、系的划分原则
1）同类机床中，主要布局或使用范围基本相 同的即为同一组 2）同一组机床中，其主参数相同、主要结构 及布局形式相同即为同一系
第四章 切削加工基础
（2）机床的组、系代号
1）机床的组，用一位阿拉伯数字表示， 位于类代号或特性代号或通用代号之后 2）机床的系，用一位阿拉伯数字表示， 位于组代号之后
第四章 切削加工基础
§4—2 切削运动与切削用量
一、切削运动
1．零件表面的形成
平面的形成
圆柱面的形成 圆锥面的形成
机械零件的任何表 面都可以看作是一 条线（称为母线） 沿另一条线（称为 导线）运动的轨迹
螺旋面的形成 渐开线齿廓表面的形成
第四章 切削加工基础
2．机床的运动
（1）工作运动 1）主运动
（1）工件材料 （3）刀具角度
（2）切削用量
（4）切削液
第四章 切削加工基础
二、切削温度
1．切削热与切削温度
切削热主要来源于切屑变 形，切屑与前面的摩擦， 工件与刀具后面的摩擦
切削过程中，切削区域的温度称为切削温度, 在高速切削时仍可高达到1000℃以上
第四章 切削加工基础
2．减少切削热和降低切削温度的工艺措施
1—假定主运动方向 2—假定进给运动方向 3—切削刃选定点
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础
（2）刀具切削部分的主要角度 1）前角γo 前面与基面的 夹角，在正交 平面中测量
2）后角αo 后面与切削平面的夹角， 在正交平面中测量
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础
3）主偏角κr 主切削平面与假定 工作平面间的夹角
第四章 切削加工基础
二、金属切削机床的型号
机床型号就是按一定的规律赋予每种机 床一个代号，以便于机床的管理和使用
第四章 切削加工基础
1．金属切削机床的类代号
机床的分类和代号
类别
车 床
钻 床
镗 床
磨床
齿轮 加工 机床
螺纹 加工 机床
铣 床
刨 插 床
拉 床
锯 床
其他 机床
代号 C Z T M 2M 3M Y
2）刀轴装夹夹持
夹持部分做成圆柱孔，孔 内加工键槽，切削时将刀 具装在刀轴上。如：圆柱 铣刀、三面刃铣刀
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础
2．刀具角度
（1）参考系 1）基面Pr
过切削刃选定点的平面，其 方位垂直于假定的主运动方向
2）假定工作平面Pf 通过切削刃选定点并垂直于基面， 其方位平行于假定的进给运动方向
第四章 切削加工基础
4．主参数的标示方法
机床型号中主参数用折算值表示，位于系代号之后。当 折算值大于1时，则取整数，前面不加“0”；当折算值小 于1时，则取小数点后第一位数，并在前面加“0”
5．通用机床的设计顺序号
某些通用机床，当无法用一个主参数表示时， 则在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号有1 起始，当设计顺序号小于10时，由01开始编号
1—假定主运动方向 2—假定进给运动方向 3—切削刃选定点
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础
3）主切削平面Ps
通过主切削刃选定点与主切 削刃相切并垂直于基面的平面
4）副切削平面P′s 通过副切削刃选定点与副切 削刃相切并垂直于基面的平面
5）正交平面Po 通过切削刃选定点并同时垂 直于基面和切削平面的平面
第四章 切削加工基础
（2）其他特性代号的表示方法
1) 用拼音字母（I、O两字母除外）表示，其中L 表示联动轴数，F表示复合 2)当单个字母不够用时，可将两个字母组合，如 AB、AC、AD或BA、CA、DA 3)也可用阿拉伯数字表示,还可以用阿拉伯数字和 汉语拼音字母组合表示
wenku.baidu.com
第四章 切削加工基础
三、金属切削机床型号示例
选用黏度较小的极压乳 化液或极压切削油，并加 大切削液的压力和流量
5．极压切削油
极压切削油是在矿物油中添加氯、 硫、磷等极压添加剂配制而成
6．固体润滑剂 二硫化钼（MoS2）
第四§章4—5切削切加削工液基础
三、切削液的选用
1．根据加工性质选用
（1）粗加工 选择以冷却作用为主的乳化液或合成切削液
（2）精加工
（3）半封闭式加工
选用润滑性能较 好的极压切削油或 高浓度极压乳化液
（1）合理选择刀具材料和刀具几何角度 （2）合理选择切削用量 （3）适当选择和使用切削液
第四章 切削加工基础
§4—5 切削液
一、切削液的作用
1．冷却作用 2．润滑作用 3．清洗作用 4．防锈作用
第四§章4—5切削切加削工液基础
二、切削液的种类
1．水溶液
主要成分是水及防锈剂、防霉剂等。为 了提高清洗能力，可加入清洗剂；为具 有一定的润滑性，还可加入油性添加剂
第四章 切削加工基础
6．主轴数和第二主参数的表示方法
（1）主轴数的表示方法 对于多轴车床、多轴钻床、排式钻床等机床， 其主轴数应以实际数值列入型号，置于主参 数之后，用“×”分开。单轴可省略
（2）第二主参数表示方法 第二主参数（多轴机床的主轴数除外）一般 不予表示，如有特殊情况，需在型号中表示
第四章 切削加工基础
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础
二、切削刀具组成
1．刀具的结构
（1）切削部分 1）前面Aγ 切屑流出时所流经的面 2）主刀面Aα
与工件上过渡 表面相对的刀面
与工件上已加工 表面相对的刀面
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础
4）主切削刃S
前面与主后面相交的部 位，担负主要切削工作
5）副切削刃S′ 前面与副后面相交的部 位，它协同主切削刃完 成金属的切除工作，形 成工件的已加工表面
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础
3．按刀具的切削刃数目不同分类
单刃刀具、双刃刀具、多刃刀具
4．按结构形式不同分类
整体式刀具、焊接式刀具、机械夹固式刀具
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础
5．按刀片使用后是否重磨分类
机夹重磨式和机夹可转位式（不重磨）
6 ．按刀具切削部分的材料分类
工具钢刀具、高速钢刀具、硬质合金刀具
4）副偏角κ′r 副切削平面与假定工作平 面间的夹角，在基面中测量
5）刃倾角λs 主切削刃与基面间的夹角，在主切削平面中测量
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础 三、切削刀具材料及其选用
1．刀具材料应具备的基本性能
（1）高硬度
（2）足够的强度和韧性
（3）高的耐磨性和耐热性 （4）良好的导热性
（5）良好的工艺性
车外圆 铣平面
1—主运动 2—进给运动
刨平面
钻孔
磨外圆
第四章 切削加工基础
3．切削时形成的三种表面
（1）待加工表面 工件上有待切除的表面 （2）已加工表面 工件上经刀具切削后形成的表面
（3）过渡表面
工件上由切削刃切除的那部分表面。 它在下一个切削行程、刀具或工件的 下一转被切除，或下一个切削刃切除
1．MG1432A
高精度万能外圆磨床，最大磨削直径 320mm，经第一次重大改进，无企业代 号
2．Z3040×16/S2 摇臂钻床,最大钻孔直径40mm,最大
跨距1600mm，沈阳第二机床厂生产
3．THM6350 精 密 卧 式 加 工 中 心 ， 工 作 台 最 大 宽 度
500mm
4．MKG1340 高精度数控外圆磨床，最大磨削直径400mm
读音 车 钻 镗 磨
2 磨
3磨
牙
S XB L G Q 丝 铣刨 拉 割 其
第四章 切削加工基础
2．通用特性代号、结构特性代号
（1）通用特性代号
通用特性代号有统一的规定含义，它
在各类机床的型号中，表示的意义相同
机床通用特性代号
通用 特性
高 精 度
精 密
自 动
半 自 动
数 控
加工中 心（自 动换刀）
仿 形
7．机床的重大改进顺序号
当机床的结构、性能有更高的要求，并 需按新产品重新设计、试制和鉴定时，才 按改进的先后顺序选用A、B、C……等拼音 字母（I、O两字母不用）表示加在型号基 本部分的尾部，以区别原机床型号
第四章 切削加工基础
8．其他特性代号及其表示方法
（1）其他特性代号的含义 其他特性代号主要用以反映各类机床的特性
（6）较好的经济性
（7）抗粘接性和化学稳定性
第四§章4—3 切切削削加刀工具基础
2．常用刀具材料的种类及选用
（1）碳素工具钢 T10A、T12A
（2）合金工具钢 9SiCr、CrWMn
（3）高速钢 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 W9Mo3Cr4V
（4）硬质合金 WC＋Co WC＋Co ＋TiC WC＋Co ＋TiC＋TaC（NbC）
所有参与切削的各切削部分所产生 的总切削力的合力称为刀具总切削力
第四章 切削加工基础
2．总切削力的分力
（1）切削力Fc
切削力Fc是总切削 力F在主运动方向 上的正投影。与切 削速度vc方向一致
第四章 切削加工基础
（2）背向力Fp 背向力Fp是总切削力F在垂 直于工作平面方向上的分力
（3）进给力Ff