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1、金屬切削加工金屬切削加工是用切削刀具從毛坯上是用切削刀具從毛坯上切去多余的金屬，以獲得具有所需的形切去多余的金屬，以獲得具有所需的形狀、尺寸精度和表面粗糙度的零件的加狀、尺寸精度和表面粗糙度的零件的加工方法。工方法。第一節(jié) 切削加工方式與切削要素一、切削運動可分為主運動和進給運動機床種類 主運動 進給運動 車床工件旋轉 刀具直線 鉆床鉆頭旋轉 鉆頭直線 銑床銑刀旋轉 工件直線 刨床刨刀直線 工件直線 磨床砂輪旋轉 工件旋轉、直線 1.回轉體表面 2.平面 3.成形表面二、切削用量 1.主運動(VC)切除金屬所需的最基本的運動。（只有一個）2.進給運動(f)使切屑不斷投入的運動。（有一個或多個）
2、例：車、銑、刨、磨、鉆等。二、切削用量 在切削過程中，工件上形成了三個表面：待加工面1 加工表面2 已加工面3 1.切削速度V主運動線速度v=dw n/1000 （m/min）式中：n工件的轉速（r/min）dw待加工面直徑（mm）往復運動：平均速度v=2Lnr/1000 （m/min)式中：L往復運動行程長度 nr主運動每秒鐘的往復次數(shù)（str/s）2.進給量f（mm/r）工件每轉刀具移動的距離。進給速度Vf 刀具(或工件)移動速度。3.背吃刀量ap 鉆孔時p(mm)min)/(mmnfvf)(2mmddamwp三、切削層幾何參數(shù)）切削厚度（hD）車外圓（）時）切削寬度（bD）車外圓（）時）
3、切削面積（）)(cosmmabrpD)(sinmmfhrDpafDhDbr)(mmafbhApDDD第二節(jié) 切削刀具一、刀具的幾何角度一、刀具的幾何角度切削刀具的種類繁多，不論刀具的結構多么復雜，切削刀具的種類繁多，不論刀具的結構多么復雜，都可以看成是以外圓車刀切削部分為基本形態(tài)演變而成都可以看成是以外圓車刀切削部分為基本形態(tài)演變而成的。的。1.外圓車刀的外圓車刀的組成組成車刀的切削部分車刀的切削部分(刀頭刀頭)：三面三面、兩刃兩刃、一尖一尖。1）前刀面前刀面A切屑流切屑流出的表面。出的表面。2）主后刀面主后刀面A與加與加工表面相對的表面。工表面相對的表面。3）副后刀面副后刀面A與已與已加工表
4、面相對的表面。加工表面相對的表面。4）主切削刃主切削刃SA與與A相交。相交。5）副切削刃副切削刃S A與與A相交。相交。6）刀尖刀尖A、A與與A相交。相交。車外圓時 1.2.3.4.5 表示車刀的什么幾何元素？2.外圓車刀的主要角度外圓車刀的主要角度1)輔助平面輔助平面 由由P Pr r、P Ps s 、P Po o組成主剖面參考系。組成主剖面參考系。（1）P Pr r（基面）（基面）過主切削刃一點，垂直于該點過主切削刃一點，垂直于該點切削速度切削速度V的平面。的平面。（P Pr r ）（2）P Ps s（切削平面）（切削平面）過主切削刃一點，與切削過主切削刃一點，與切削刃相切且垂至于刃相切且
5、垂至于P Pr r的平面。的平面。（3）P Po o（主剖面）（主剖面）過主切削刃一點，垂直于過主切削刃一點，垂直于P Pr r 和和P Ps s的平面。的平面。（P Po o 又稱為正交平面）又稱為正交平面）主剖面參考系主剖面參考系PrPrVVPsPsPrPrPoPoPs、PrPr2)標注角度標注角度假定：假定：不考慮進給速不考慮進給速度的大小，度的大小，假定車刀假定車刀A點與工件中心等高，點與工件中心等高，刀桿中心線垂直于進刀桿中心線垂直于進給方向，切削刃上選定給方向，切削刃上選定點點A的的主剖面標注角度主剖面標注角度參考系參考系如圖所示。如圖所示。f車刀的標注角度 車刀的標注角度是指刀具
6、制造圖上標注的角度，它是刀具的刃磨角度，也稱靜止角度。如圖所示。1）前角 o2）后角 o3）主偏角 r4）副偏角 r5）刃傾角 sf前角的正負0oo前角的正負oo前角的正負oo刃傾角的正負0s刃傾角的正負s刃傾角的正負s 3)車刀工作角度車刀工作角度車刀安裝高度對前、后角的影響車刀安裝高度對前、后角的影響 ooeooev 車刀安裝高度對前、后角的影響車刀安裝高度對前、后角的影響 oeoooevev 車刀安裝高度對前、后角的影響車刀安裝高度對前、后角的影響 ooeooevev 二二.刀刃上選定點安裝高低對工作角度的影響刀刃上選定點安裝高低對工作角度的影響 dhoeoe2sin00vvtgfooe
7、ooerrerrefrrerrefrrerref刀柄中心線與進給方向不垂直時工作角度的變形刀柄中心線與進給方向不垂直時工作角度的變形rrerre刀具鋒利刀具鋒利切屑變形程度切屑變形程度切削力切削力前角前角前角前角刀刃及刀頭強度刀刃及刀頭強度易蹦刃易蹦刃楔角楔角前角前角切屑變形程度切屑變形程度易斷屑易斷屑脆性材料：脆性材料：O O小，塑性材料：小，塑性材料：O O大大刀具的刀具的b b、k k較大，則較大，則O O可選大值可選大值粗加工時：粗加工時：O O小，精加工時：小，精加工時：O O大大刀具的刀具的b b、k k較大，則較大，則O O可選大值可選大值粗加工時：粗加工時：O O小，精加工時：
8、小，精加工時：O O大大工件的工件的b b、HBHB較大，則較大，則O O可選小值可選小值、RmaxcosFFsinFFDpDfbD 刀刃工作長度刀刃工作長度單位負荷單位負荷 剛性好，則剛性好，則取小值。取小值。粗加工時：粗加工時：大，精加工時：大，精加工時：小小HB HB 一般情況下：一般情況下：粗加工時：粗加工時：s=0-5精加工時：精加工時：s=0+5 工藝系統(tǒng)剛性不足，則工藝系統(tǒng)剛性不足，則s 0三、多齒刀具的幾何角度三、多齒刀具的幾何角度 多齒刀具每一刀齒都可以看成是一把車刀。多齒刀具每一刀齒都可以看成是一把車刀。1.麻花鉆頭麻花鉆頭 兩個前刀面兩個前刀面、兩個后刀面、兩個副后刀面（
9、棱、兩個后刀面、兩個副后刀面（棱邊）、兩條主切削刃兩條副切削刃、一條橫刃邊）、兩條主切削刃兩條副切削刃、一條橫刃 主切削刃上主切削刃上各點的基面位置不同各點的基面位置不同,(A(A點的基面點的基面P PrA rA)主要幾何角度：主要幾何角度：1）前角（前角（o o）外緣處外緣處o o 約約3030，靠近橫刃靠近橫刃處處o o=-30=-30，橫刃橫刃上上o o=-50=-5060602）后角（后角（o o）后角后角o o是在以是在以鉆頭中心鉆頭中心為軸心的圓柱剖面內度為軸心的圓柱剖面內度量的。由于進給運動的影響，量的。由于進給運動的影響，e e比比f f小愈近中心小愈近中心減小愈大。標準麻花鉆
10、外緣處減小愈大。標準麻花鉆外緣處o o=8=81414，近，近中心處中心處o o=20=2025253 3）螺旋角（）螺旋角（）其大小由螺旋槽的導程其大小由螺旋槽的導程S S和直徑鉆頭和直徑鉆頭d d0 0決定，決定，標準麻花鉆螺旋角標準麻花鉆螺旋角=18=1830304 4）頂角（）頂角（2 2）標準麻花鉆頂角標準麻花鉆頂角2 2=116=116118118。標準麻花鉆在結構上存在的缺點：標準麻花鉆在結構上存在的缺點：橫刃處很大的負前角，擠刮金屬，軸向抗抗力大，易橫刃處很大的負前角，擠刮金屬，軸向抗抗力大，易鉆偏。鉆偏。外緣處外緣處o o約約3030，但靠近橫刃處，但靠近橫刃處o o=303
11、0；副后角為副后角為0 0，散熱條件差；，散熱條件差；主刃長，不易排屑。主刃長，不易排屑。2.2.銑刀銑刀 圓柱銑刀端銑刀盤狀銑刀槽銑刀立銑刀圓柱銑刀端銑刀盤狀銑刀槽銑刀立銑刀角銑刀成形銑刀等。角銑刀成形銑刀等。銑刀銑刀類型類型 3.3.砂輪砂輪由磨料由磨料+結合劑組成。結合劑組成。特性：磨料，粒度，硬度，結合劑，組織，形狀和尺寸等。特性：磨料，粒度，硬度，結合劑，組織，形狀和尺寸等。1 1）磨料）磨料剛玉類，剛玉類，GZGZ，GBGB，GD，GW，GG碳化硅類：碳化硅類：THTH，TLTL金剛石類：金剛石類：JRJR2 2）粒度）粒度粒度選擇與粗糙度粒度選擇與粗糙度 生產率等因素有關。生產率
12、等因素有關。3 3）結合劑）結合劑 砂輪能否耐腐承受沖擊等取決于結合劑。砂輪能否耐腐承受沖擊等取決于結合劑。常用的有常用的有陶瓷結合劑（陶瓷結合劑（A A）樹脂結合劑（樹脂結合劑（S S）橡膠結合劑（橡膠結合劑（X X）金屬結合劑（金屬結合劑（J J）4 4）硬度）硬度5 5）組織）組織組織號數(shù)是以磨粒占砂輪體積的百分比來確定。組織號數(shù)是以磨粒占砂輪體積的百分比來確定。緊密（緊密（0 0，1 1，2 2，3 3，4 4號）中等（號）中等（5 5，6 6，7 7，8 8號）號）疏松（疏松（9 9，1010，1111，1212號）號）6 6）形狀和尺寸）形狀和尺寸四、刀具材料四、刀具材料1.1.刀
13、具材料應具備的性能刀具材料應具備的性能1 1）高硬度）高硬度2 2）足夠的強度和韌性）足夠的強度和韌性3 3）高耐磨性）高耐磨性4 4）高的熱硬性）高的熱硬性5)5)良好的工藝性良好的工藝性2.2.刀具材料的種類刀具材料的種類1)1)碳素工具鋼碳素工具鋼 HRC61-65HRC61-65，耐熱，耐熱200-250200-250，v8m/minv8m/min。常用。常用T10AT10A，T12AT12A2)2)合金工具鋼合金工具鋼HRC65-67HRC65-67，耐熱，耐熱350-400350-400，v10-15m/minv10-15m/min。常用。常用9SiCr9SiCr，CrWMnCrW
14、Mn。3)3)高速鋼高速鋼HRC67-70HRC67-70，耐熱，耐熱550-600550-600，v30-40m/minv30-40m/min。常用。常用W18Cr4VW18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2。4)4)硬質合金硬質合金HRA87-92HRA87-92（相當于（相當于HRC70-75HRC70-75），耐熱），耐熱10001000，v=100-300m/minv=100-300m/min。我國常用的硬質合金有我國常用的硬質合金有YGYG類類，YG3YG3，YG6YG6，YG8YG8，YG3X，YG6XYG6X等；等；YTYT類類，YT5YT5，YT14YT14，
15、YT15YT15，YT30YT30。通用硬質合金通用硬質合金YWYW（YT+TaCYT+TaC或或NbCNbC），），YW1YW1，YW2YW2。表面涂層硬質合金：表面涂層硬質合金：TiCTiC涂層，涂層，TiNTiN涂層，涂層，TiC-TiNTiC-TiN復復合涂層，合涂層，AlAl2 2O O3 3涂層。涂層。5)5)陶瓷陶瓷HRA93-94HRA93-94，耐熱，耐熱12001200，v v達達300m/min300m/min以上。常用以上。常用AMAM，AMFAMF，AT6AT6，SG3SG3，SG4SG4，LT35LT35，LT55LT55等。等。6)6)金剛石金剛石 HV10000HV10000，IT5IT5，Ra0025-0012mRa0025-0012m，耐熱，耐熱800800。7)7)立方氮化硼（立方氮化硼（CBNCBN）HV8000-9000HV8000-9000，IT6IT6，Ra04-02mRa04-02m，耐熱，耐熱1300-1300-15001500。
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