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1、第四篇机械制造工艺基础知识网络总图第一章切削加工的基础知识(建议6课时)考纲要求1了解切削运动与切削用量的概念。2了解刀具切削部分的几何形状(三面二刃一尖)。3了解切削液的常用种类及作用。知识网络知识要点一、切削运动1基本概念(见下表)术语定义切削加工利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。包括钳加工、机械加工钳加工一般在钳工台上以手工工具为主，对工件进行的各种加工方法机械加工通过工人操作机床进行的切削加工切削运动切削时，工件与刀具的相对运动称为切削运动。包括主运动和进给运动主运动切除工件表面多余材料所需的最基本的运动进给运动使工件被切削层材料相继投入切削，从而加工出完整表面所需的运动2.
2、常用切削加工方法的切削运动(见下表)车外圆面铣平面刨削平面钻孔磨外圆面加工机床(卧式)车床(卧式)铣床(牛头)刨床钻床磨床主运动工件的旋转刀具的回转刀具的直线往复移动刀具的回转砂轮的回转进给运动刀具的纵、横向移动工件的纵、横、垂直方向的移动工作台横向移动，刨刀的垂直(斜向)移动刀具沿自身轴线方向的移动砂轮轴向、径向移动，工件回转及纵向、横向移动注：龙门刨床主运动是工作台，进给运动是刨刀。二、切削用量(见下表)术语定义切削用量在切削加工过程中切削速度、进给量和切削深度的总称切削速度切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度(线速度)。表示符号：vc，单位：m/min或m/s进给量刀具在进给运动方向
3、上相对工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量。表示符号：f，单位：mm/r或mm/str切削深度一般指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离。表示符号：ap，单位：mm待加工表面工件上有待切除的表面已加工表面工件上经刀具切削后形成的表面过渡表面工件上由切削刃切削的那部分表面三、刀具的几何形状与材料1刀具的几何形状(1)刀具由切削部分(刀头)和被夹持部分(刀体或刀柄)两部分组成。刀头和刀体可用同一种材料，也可用不同材料分别制造，然后用焊接法和机械夹持法将两者接合成一体。(2)切削部分的组成(见下表，如图所示)组成符号定义前面Ar刀具上切屑流过的表面主后面A切削时刀具上与工件
4、过渡表面相对的表面副后面A切削时刀具上与工件已加工表面相对的表面主切削刃S前面与主后面的交线，切削时起主要切削作用副切削刃S前面与副后面的交线，切削时起辅助切削作用刀尖/主切削刃与副切削刃的交点，通常磨成圆角(修圆刀尖)或短平刃(倒角刀尖)普通外圆车刀切削部分的组成前面主后面主切削刃副后面副切削刃刀尖刀体2刀具切削部分材料（1）对刀具切削部分的要求：高硬度60HRC以上良好的耐磨性足够的强度和硬度高的热硬性良好的工艺性（2）常用的刀具材料(见下表)类别常用牌号性能应用优质碳素工具钢T10A，T12A容易刃磨，热硬性差，切削速度低用于制造切削速度低，尺寸小的手动工具合金工具钢9SiCr，CrWM
5、n热硬性，韧性，切削速度较碳素工具钢好制造形状复杂的低速工具，铰刀、丝锥、板牙高速工具钢W18Cr4VW6Mo5Cr4V2热硬性好，切削速度高成形车刀、铣刀、钻头、拉刀等硬质合金钨钴类YG3，YG6，YG8YG3X，YG6X，YG8C常温硬度高，热硬性好，耐磨性好，切削速度高，韧性差，抗弯强度低加工脆性材料、铸铁、青铜(有色金属)钨钴钛类YT5，YT14，YT15，YT30加工韧性材料：碳钢，合金钢等钨钽(铌)钴类YG6A，YG8N硬铸铁、球墨铸铁等钨钛钽(铌)钴类YW1，YW2耐热钢、高锰钢、不锈钢、高温合金等难加工材料3.刀具切削部分的主要角度(见下表)名称符号定义对加工的影响前角0前面(
6、Ar)与基面(Pr)间夹角，在正交平面中测量增大0，切屑流出容易，可降低切削力后角0后面(A)与切削平面(Ps)间夹角，在正交平面中测量增大0，降低切削力主偏角Kr主切削平面(Ps)与假定工作平面间夹角(Pf)，在基面中测量在ap、f不变时，增大Kr有利于细长轴工件加工。对切削抗力影响小刃倾角s主切削刃与基面间夹角，在主切削平面中测量s为正值时，切屑流向待加工面；s为负值时，切屑流向已加工面四、切削液的作用、种类及选用1作用(见下表)作用作用原理冷却作用从切削区域带走大量的切削热，降低刀具、工件温度，提高刀具寿命、加工质量润滑作用渗透到刀具、切屑和工件间，形成润滑膜，减小摩擦，控制残余应力、微
7、观裂纹的产生清洗和排屑作用细小的切屑或脱落的磨料被切削液冲走，防止加工表面被擦伤2.种类(见下表)特性分类作用性质应用水基切削液合成切削液主要起冷却作用以水为主，加入适量水溶性防锈添加剂，常用磨削乳化液起冷却、润滑作用，但冷却作用低于合成溶液乳化油加水(90%95%)稀释而成，广泛应用粗加工油基切削液切削油有良好的润滑作用，冷却作用差些有矿物油、植物油、复合油三种精加工注：在普通切削液中加入极压添加剂即为极压水溶液、极压乳化液、极压切削油，用于难切削材料的加工。3.选用(见下表)选用依据加工条件切削液工件材料塑性材料（钢）需用切削液脆性材料(铸铁)不用切削液高强度、高温合金等难切削材料极压切削
8、油，极压乳化液铜、铝及其合金使用不含硫的切削液镁合金不能使用水基切削液刀具材料高速钢刀具一般使用切削液硬质合金刀具一般不用切削液，必要时可用低浓度乳化液或合成切削液，连续浇注加工方法钻、铰孔、攻螺纹、拉削用乳化液、极压乳化液、极压切削油螺纹刀具、齿轮刀具、成形刀具极压切削油、硫化切削油磨削加工冷却作用好，清洗能力强的切削液磨不锈钢、高温合金润滑作用好的极压型切削液加工要求粗加工冷却作用好的切削液精加工润滑作用好的切削液典型例题【例1】切除工件表面多余材料所需的最基本的运动，称为_运动。使工件切削层材料相继投入切削从而加工出完整表面所需的运动，称为_运动。【解题指导】根据切削运动的定义和分类，切
9、削运动是指刀具切削时，工件与刀具的相对运动；它分为主运动和进给运动。在切削运动中直接切削工件的被切削层，使之成为切屑的运动称为主运动；使工件被切削金属层相继投入切削的运动称为进给运动。【答案】主进给【点评】本题解题关键是要准确理解切削运动的基本概念。平时在学习过程中要弄清常用的机加工方法，如车、铣、刨、磨、钻等的切削运动形式，从而达到举一反三功效。【例2】对于进给量的单位，以下表示不正确的是 ()A m/min Bmm/r Cmm/str Dmm/Z【解题指导】表示进给运动快慢的方法有两种：一是用进给速度表示，单位为mm/min，另一种用进给量表示，单位为mm/r(旋转)或mm/str(往复直
10、线移动),对于多刃刀具还有每齿进给量mm/Z ，一般用进给量表示。【答案】A 【点评】本题解题的关键是要求理解切削用量三要素的基本概念，切削用量三要素在不同的加工方法中的表达形式是不同的，如单位、表示符号等。【例3】在车床上用车刀车削工件外圆柱面，已知工件直径为260mm，选用切削速度为90m/min。试回答下列问题：(1) 指出右图中1、2、3、4所指表面分别是什么表面？(2) 说明哪个运动是主运动，哪个运动是进给运动。(3) 计算出车床主轴转速。【解题指导】(1) 表面1是待加工表面；2是已加工表面，它与刀具上的副后面相对；3是过渡表面，它与刀具上主后面相对；4是切削横截面，其面积称为公称
11、横截面积，用AD表示，ADfap。(2) 工件的旋转运动是主运动，车刀的纵、横向移动为进给运动。(3) 由于vc，所以主轴的转速n110r/min。【答案】(1)1待加工表面；2已加工表面；3过渡表面；4切削横截面(2)主运动工件的旋转；进给运动车刀的移动(3)vc110r/min。【点评】在切削加工时，往往是首先确定切削深度ap(一般精车时ap0.1mm05mm，半精车时ap1mm3mm)，然后确定进给量f(粗车时，在允许的情况下，f取得尽量大些，一般可取0.3mm/r0.8mm/r。精车时一般f取0.088mm/r0.3mm/r)，最后确定的是切削速度。切削速度确定后再转换成车床主轴转速，
12、若计算出的车床主轴转速与车床转速铭牌上所列出的转速有出入，应选取铭牌上与计算转速接近的转速。【例4】在正交平面中测量的车刀几何角度是（ ）。A后角 B主偏角 C副偏角 D刃倾角【解题指导】(1)后角0是指后面与切削平面间的夹角，在正交平面中测量。(2)主偏角是主切削平面与假定工作平面的夹角，在基面中测量。(3)副偏角是副切削平面与假定工作平面的夹角，在基面中测量。(4) 刃倾角s在主切削平面中测量，前角和后角在正交平面中测量，主偏角和副偏角在基面中测量。【答案】A【点评】车刀的切削部分共有5个独立的基本角度，其对切削变形、切削力、刀具磨损，加工质量等均有重要影响。【例5】根据以下给定的刀具几何
13、角度，在正交平面静止参考系中，画出Kr75o15，oo 8，s5，Kr15 外圆车刀的几何角度，并指出刀具的前刀面、后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃及刀尖的位置。【解题指导】车外圆时的进给方向为水平方向向左，AB为主切削刃，切削时起主要切削作用；AC为副切削刃，切削时起辅助切削作用。刀尖为主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。图中即为A。主、副偏角为主、副切削平面与假定工作平面间的夹角，即为1,2。前角为前面与基面的夹角；后角为后面与切削平面间的夹角。【答案】【点评】理解刀具各组成部分的基本概念，重视刀具切削部分的角度。巩固训练一选择题：1以下属于机械加工的是（ ）。A、锉削 B、锯削 C、刨削 D、套螺纹2一般说来，垂直于假定主运动方向的平面为（ ）。A、正交平面 B、基面 C、主切削平面 D、副切削平面3车削细长轴，增大（ ）可减小或防止工件弯曲变形。A、前角 B、后角 C、刃倾角 D、主偏角4在自动机床上，零件获得规定尺寸精度的方法是（ ）A、用尺寸刀具加工 B、调整法 C、自动控制法 D、试切法二、填空题1切削加工可分为_和_两部分。2切削过程中，工件上形成的三种表面是 表面、 表面和 表面。3切削用量三要素是
