机械加工工艺介绍详解(课堂PPT)

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第一章
切削加工的基础知识
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1.1 钳工与机械加工
• 钳工：通过工人手持工具进行切削加工。 • 机械加工：采用不同的机床（如车床、铣
床、刨床、磨床、钻床等）对工 件进行切削加工。
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2.零件表面质量的概念
零件几何参数： 宏观几何参数： 包括：尺寸、形状、位置等要素。 微观几何参数： 指：微观表面粗糙程度。
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2.1 加 工 精 度
• 国家标准规定：常用的精度等级分为20级， 分别用IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。 数字越大，精度越低。其中IT5-IT13常用。
• 高 精 度：IT5、IT6 通常由磨削加工获得。 • 中等精度：IT7-IT10 通常由精车、铣、刨获得。 • 低 精 度：IT11-IT13 通常由粗车、铣、刨、钻
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2.2 表 面 粗 糙 度
• 国家标准规定：表面粗糙度分为14个等级，
分别用
表示，数字越大，
表面越粗糙。
• 表面粗糙度符号上的数值Ra,单位是微米
（μm）。
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2.3 常见加工方法的Ra表面特征
加工 粗车 粗铣 钻孔
精铣 精刨
方法 粗镗 粗刨
半精车
精车 粗磨 精磨 精密加工
进 给 量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位 移量，用f表示，车、钻和铣削时单位 为mm/r
背吃刀量: 已加工表面和待加工表面之间的垂直距 离，用ap表示，单位为mm，如下图：
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3.2.1车削切削速度、背吃刀量的计算
切削速度：
v πdn (m/s) 601000
背吃刀量：
a d max d min (mm)
基本表面主要由如下的加工方法获得
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3.1 切削运动
要完成零件表面的切削加工，刀具和工件应 具备形成表面的基本运动，即切削运动
切削运动：刀具和工件的相对运动 切削运动分为主运动和进给运动 主运动：提供切削可能性的运动。主运动只有
一个
进给运动：提供连续切削可能性的运动。进给
运动可以有多个
Ra(微米) 50 25 12.5 6.3
3.2 1.6 0.8 0.4 0.1-0.012
表面特征 可见明显刀痕 可见刀痕 微见刀痕 可见加工痕迹
微见加工痕迹 看不清加工痕迹 可辨加工痕迹方向 微辨加工痕迹方向 只能按表面光泽辩识
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3.切削运动与切削用量
机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平 面和成型面
2）机床、刀具和工件在加工时的振动； 3）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹； 4）加工时零件表面发生塑性变形。
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2.2 表 面 粗 糙 度
表面粗糙度对零件质量的影响：
零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大，主要 有以下几个方面： 1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触
工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向 间歇移动 刨刀横向、垂向、斜向间歇移动
工件转动，同时工件往复移动，砂轮 横向移动 工件转动，同时工件往复移动，砂轮 横向移动 工件往复移动，砂轮横向、垂向移动
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3.2切削用量
切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量
切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬 时速度,用V表示，单位为m/s
机械加工工艺
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第一章.切削加工的基础知识 第二章.金属切削机床 第三章.机械加工工艺过程
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机械加工工艺基础： 主要介绍机械加工的基本概念、切削
基本原理、切削机床与刀具、切削加工基 本工艺过程、选择切削加工方法的基本原 则，以及零件机械加工结构工艺性。
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p
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V:切削速度 d:工件直径 n:工件转速
dmax:待加工表面 直径
dmin:已加工表面直 径
ap:背吃刀量
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4.切 削 刀 具
刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能主要取决于 两个因素：即刀具材料和刀具的几何角度
4.1 刀具材料应具备如下五个基本特性：
1.高硬度：HRC>60 以上; 2.高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不破坏； 3.高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，热硬性 用热硬温度表示； 4.良好的耐磨性； 5.良好的工艺性和经济性；
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2.1 加 工 精 度
• 加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、 形状、位置等参数同理论参数的相符合的 程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：
a. 尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。 b.形状精度：零件形状与理想形状接近程度。 c.位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对
于基准之间位置的准确度。
等加工方法获得。
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零件精度等级及其相应的加工方法
精度等级 尺寸精度范围
低精度
中等 精度
IT13～IT 11 IT10～IT 9
IT8～IT 7
高精度
特别 精密 精度
IT7～IT 6 IT5～IT2
Ra值范围 （μm） 25～12.5 6.3～3.2
1.6～0.8
0.8～0.2
相应的加工方法
变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快； 2) 表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，
造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在装配时，可使微小凸峰 挤平，有效过盈量减少，使配合件强度降低； 3）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质，且不易清除，造 成表面腐蚀； 4）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，以致产生裂纹而 造成零件断裂。
粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等
半精车、半精镗、半精铣、半精刨、 扩孔等 精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗 铰等 精磨、精铰等
Ra＜0.2 研磨、珩磨、超精加工、抛光等
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2.2 表 面 粗 糙 度
• 表面粗糙度：零件微观表面高低不平的 程度。
产生的原因：
1）切削时刀具与工件相 对运动产生的磨擦；
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机床名称
卧式车床 钻床 卧铣、立铣 牛头刨床
龙门刨床 外圆磨床
内圆磨床
平面磨床
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机床的切削运动
主运动
进给运动
工件旋转运动 钻头旋转运动 铣刀旋转运动 刨刀往复运动
工件往复运动 砂轮高速旋转
砂轮高速旋转
砂轮高速旋转
车刀纵向、横向、斜向直线移动 钻头轴向移动
工件纵向、横向、斜向直线移动