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1、 上次课内容回顾 上次课内容回顾 焊接缺陷 焊接缺陷 焊接裂纹焊接裂纹：热裂纹和冷裂纹（特征） 气孔：气孔：氢气孔、一氧化碳气孔、氮气孔 防止气孔的方法 防止气孔的方法 焊接件结构设计 焊接件结构设计 焊件材料的选择 焊件材料的选择 焊接方法的选择 焊接方法的选择 焊接接头工艺设计（与焊接方法有关） 焊接接头工艺设计（与焊接方法有关） 典型焊件的工艺设计 典型焊件的工艺设计 压力焊方法 压力焊方法 电阻焊：电阻焊：电阻点焊、电阻缝焊、 电阻对焊、闪光对焊 摩擦焊 摩擦焊 自学内容：自学内容： 金属材料的焊接性能 钎焊与粘接工艺 冷加工工艺基础 冷加工工艺基础 冷加工工艺基础 冷加工工艺基础 金
2、属切削加工 金属切削加工 2020零件典型 零件典型 表面加工方 表面加工方 法的选择 法的选择 掌握 掌握 1818常用金属切 常用金属切 削加工方法 削加工方法 掌握 掌握 重点 重点 1717金属切 金属切 削加工基 削加工基 础知识 础知识 21 21 21 21 机械加工工 机械加工工 机械加工工 机械加工工 艺的基本知识 艺的基本知识 艺的基本知识 艺的基本知识 重点 重点 2222精密加工和特 精密加工和特 种加工简介 种加工简介 一般了解 一般了解 一般了解 一般了解 2323零件的结 零件的结 构工艺性 构工艺性 一般了解 一般了解 1919数控加工 数控加工 基础基础 第第
3、1717章 金属切削加工的基础知识 章 金属切削加工的基础知识 主要内容主要内容 17.1 切削运动及切削要素切削运动及切削要素 1 17.2 刀具材料及结构刀具材料及结构 2 17.3 金属的切削过程金属的切削过程 3 17.4切削加工技术经济性简析切削加工技术经济性简析 4 本章重难点 本章重难点 1 1、金属切削过程 金属切削过程 中的各种物理现象 中的各种物理现象 2、刀具角度的标 2、刀具角度的标 注注 金属切削加工金属切削加工: :是用切削工具将坯料或工件上的多余材料切除，是用切削工具将坯料或工件上的多余材料切除，以获 以获 得所要求的尺寸得所要求的尺寸、形状、形状、位置精度和表面
4、质量的加工方法、位置精度和表面质量的加工方法。 。 金属切 金属切 削加工 削加工 钳工 钳工 机械加工 机械加工 划线、錾、锯、 划线、錾、锯、 锉、刮、攻螺纹、 锉、刮、攻螺纹、 套螺纹、装配等 套螺纹、装配等 车、铣、钻、磨、 车、铣、钻、磨、 刨、特种加工等刨、特种加工等 17.1 17.1 切削运动及切削要素切削运动及切削要素 主运动主运动：是指在切削加工中，是指在切削加工中，形成机床切削速度或消耗主要动 形成机床切削速度或消耗主要动 力的工作运动。力的工作运动。 进给运动进给运动：是指在切削加工中：是指在切削加工中，对工件的多余材料不断被去除的 ，对工件的多余材料不断被去除的 工作
5、运动工作运动。 。 机床为实现切削加工机床为实现切削加工，刀具与工件间必需具有一定的相对运 ，刀具与工件间必需具有一定的相对运 动动，包括，包括主运动主运动和和进给运动进给运动。 。 切削运动 切削运动 17.1.117.1.1零件表面的形成与切削运动零件表面的形成与切削运动 说明: 说明: 1、主运动可以是旋转运动，1、主运动可以是旋转运动，也可以是往复运动； 也可以是往复运动； 2、主运动可以由工件来实现2、主运动可以由工件来实现（车外圆）（车外圆）, ,主运动也可以由刀具来实 主运动也可以由刀具来实 现现（切断（切断、刨、刨、铣加工铣加工）; ）; 3、主运动只有一个3、主运动只有一个，
6、进给运动可以有一个以上。，进给运动可以有一个以上。 待加工表面待加工表面：指加工时工件上有待切除的表面； ：指加工时工件上有待切除的表面； 已加工表面已加工表面：指工件上经刀具切削后产生的表面：指工件上经刀具切削后产生的表面; ; 过渡表面（过渡表面（加工表面）加工表面）：指工件上由刀具切削刃形成的表面。 ：指工件上由刀具切削刃形成的表面。 工件上形成的表面工件上形成的表面 切切 削削 三三 要要 素 素 切削速度切削速度 c c 进给量 进给量 f f 背吃刀量 背吃刀量 a a p p （切削深度） （切削深度） 刀具在进给运动方向上相对工件的位移 刀具在进给运动方向上相对工件的位移 量
7、。所用刀具和切削运动形式不同， 量 。所用刀具和切削运动形式不同， 进给量的表述和度量方法也不同。 进给量的表述和度量方法也不同。 指在切削刃上选定点相对于工件主运 指在切削刃上选定点相对于工件主运 动的瞬时速度 动的瞬时速度 v v c c = = dn/1000(mdn/1000(mmin) min) 待加工表面到已加工表面间的垂直距离 待加工表面到已加工表面间的垂直距离 a a p p =(d =(d w w - -d d m m ) )22 用来衡量切削运动量的大小 用来衡量切削运动量的大小 17.1.2 17.1.2 切削用量切削用量 不同切削工艺的进给量和被吃刀量不同切削工艺的进给
8、量和被吃刀量 .切削层公称横截面积切削层公称横截面积 A D ： ：切削层在垂直于切削速度截面内的面积；切削层在垂直于切削速度截面内的面积； A D = h D . b D =f.a p (m ) .切削层公称宽度切削层公称宽度 b D ：沿主切削刃度量的切削层尺寸；沿主切削刃度量的切削层尺寸； bD =a p / sink r (mm) 3. 3. 切削厚度切削厚度 h D ：垂直于加工表面度量的切削层尺寸；垂直于加工表面度量的切削层尺寸； h D =f.sink r (mm) (只有在车削加工中，(只有在车削加工中，当残留面积很小时才近似认为相等） 当残留面积很小时才近似认为相等） 当当k
9、 r =90 0 17.1.3 17.1.3 切削层参数 切削层参数 切削层切削层是指切削过程中，由刀具切削部分的一个单一动作所切 除的工件材料层。 1、刀具材料应具备的基本性能 1、刀具材料应具备的基本性能 较高的硬度； 较高的硬度； 足够的强度和韧度; 足够的强度和韧度; 较好的耐磨性较好的耐磨性; ; 较高的耐热性（较高的耐热性（红硬性或热硬性）红硬性或热硬性）; ; 良好的工艺性 良好的工艺性 2、常用刀具材料的种类与特性 2、常用刀具材料的种类与特性 其它刀具材料 其它刀具材料 硬质合金 硬质合金 高速钢 高速钢 碳素工具钢 碳素工具钢 合金工具钢 合金工具钢 17.2.1 17.2
10、.1 刀具材料 刀具材料 17.2 17.2 刀具材料及结构刀具材料及结构 (2) 硬质合金(2) 硬质合金 硬质合金是以高硬度、高熔点的金属碳化物（C、iC等）微米 数量级的粉末为基体，用o、o、i等作粘接剂在高压下成型，并 通过高温烧结而成的一种粉末冶金制品的合金。 (1) 高速钢(1) 高速钢 高速钢常用的牌号是18Cr4V，又称“锋钢”或“白钢”，其强度、韧性 和工艺性均较好，可作形状复杂的刀具，但其耐热性大约为600左 右；因而只能进行中速切削。 硬度高，耐磨性好，耐热性大约为1000左右，可以高速切削。 硬质合金属于脆性材料，其抗弯强度低，冲击韧性差。 硬质合金按基体分为两大类：碳
11、化钨基（C);碳化钛基（iC） 1）G（K）类硬质合金）类硬质合金 (WC+CO) 硬度为硬度为HRA,韧性比韧性比类硬质合金好类硬质合金好,热硬性为 热硬性为 ，切削韧性材料时耐磨性较差，故适于加工铸铁，切削韧性材料时耐磨性较差，故适于加工铸铁、 、 青铜等脆性材料青铜等脆性材料。 ) YT（P）类硬质合金 ）类硬质合金 （WC+TiC+CO） ） 硬度为硬度为. .5HRA,热硬性为热硬性为9001000，韧性差韧性差,脆 脆 性大性大,适于加工塑性材料适于加工塑性材料，如钢料等。，如钢料等。 3) YW（M）类硬质合金）类硬质合金 (WC+TiC+TaC+CO) 热硬性为热硬性为1000
12、1100，综合性能好综合性能好,既可加工铸铁、有色金属既可加工铸铁、有色金属, 又可加工钢又可加工钢,不锈钢等难加工材料。不锈钢等难加工材料。 （3) 其它刀具材料（3) 其它刀具材料 陶瓷： 陶瓷： 用用L L 2 2 O O 3 3 加微量添加剂加微量添加剂（如（如g g） ） 经低压烧结而成经低压烧结而成。硬度高、耐磨性好。硬度高、耐磨性好、 、 热硬性和化学稳定性好热硬性和化学稳定性好，允许的切削 ，允许的切削 速度高于硬质合金，但抗弯强度和冲 速度高于硬质合金，但抗弯强度和冲 击韧性很差，切削时易崩刃 。击韧性很差，切削时易崩刃 。 人造金刚石： 人造金刚石： 金刚石分为天然或人造两
13、种，金刚石分为天然或人造两种，都是 都是 碳的同素异形体碳的同素异形体。人造金刚石是在高 。人造金刚石是在高 压高温的条件下压高温的条件下，借合金的触媒作用 ，借合金的触媒作用 由石墨转化而成由石墨转化而成。其硬度极高。其硬度极高，接近 ，接近 于于1000010000。不适于加工铁材料。 不适于加工铁材料。 氧化锆陶瓷刀具 氧化锆陶瓷刀具 聚晶（PCD聚晶（PCD）金刚石车刀）金刚石车刀 刀体：起夹持作用 刀体：起夹持作用 刀头： 刀头： 三面： 三面： 前刀面前刀面：切屑流过的表面 ：切屑流过的表面 主后刀面主后刀面：刀具上与加工表面相对的表面 ：刀具上与加工表面相对的表面 副后刀面副后刀
14、面：刀具上与已加工表面相对的表面 ：刀具上与已加工表面相对的表面 两刃： 两刃： 主切削刃主切削刃：刀具上前刀面与主后刀面的交线 ：刀具上前刀面与主后刀面的交线 副切削刃副切削刃：刀具上前刀面与副后刀面的交线 ：刀具上前刀面与副后刀面的交线 一尖： 一尖： 刀尖刀尖：主切削刃与副切削刃的交点 ：主切削刃与副切削刃的交点 17.2.2 17.2.2 刀具切削部分的几何参数 刀具切削部分的几何参数 1.刀具切削部分的组成要素1.刀具切削部分的组成要素 基面基面(P r ) 切削平面切削平面(P s ) 正交平面正交平面(P 0 ) 通过主切削刃上的某一点，与 通过主切削刃上的某一点，与 该点假定主
15、运动方向相垂直的 该点假定主运动方向相垂直的 平面 平面 通过主切削刃上的某一点， 通过主切削刃上的某一点， 与切削刃相切，与切削刃相切，并垂直于基 并垂直于基 面的平面 面的平面 通过主切削刃上的某一点，并同时 通过主切削刃上的某一点，并同时 垂直于基面和切削平面的平面 垂直于基面和切削平面的平面 车刀切削角度的坐标平面车刀切削角度的坐标平面 副偏角对残留面积的影响 副偏角对残留面积的影响 在基面 (在基面 (P Pr r) ) 主偏角主偏角 r 主切削刃与进给方向间的夹角 主切削刃与进给方向间的夹角 影响切削层的形状影响切削层的形状，切削刃的工作长度 ，切削刃的工作长度 和单位切削刃上的负
16、荷和单位切削刃上的负荷。减少。减少 r ，主切削刃 ，主切削刃 单位长度上的负荷减少单位长度上的负荷减少，刀具磨损小，刀具磨损小，耐用，耐用。 。 45、6045、60、7575、90。 90。 副偏角副偏角 r 副切削刃与进给方向间的夹角 副切削刃与进给方向间的夹角 影响已加工表面的粗糙度和刀尖强度， 影响已加工表面的粗糙度和刀尖强度， 减小减小r ，可减小表面粗糙度的数值可减小表面粗糙度的数值，还可 ，还可 提高刀具强度。提高刀具强度。过小，过小，会使副切削刃与已加 会使副切削刃与已加 工面的摩擦增加工面的摩擦增加，引起震动，引起震动，降低表面质 降低表面质 量量，一般取5，一般取51515。粗加工取较大值。 。粗加工取较大值。 3. 刀具的标注角度3. 刀具的标注角度
