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1、第一章 切削加工基础知识,第一节 概 述 第二节 刀 具 材 料 第三节 机床基本知识 第四节 零件的加工质量 第五节 工艺和夹具基本知识 第六节 常 用 量 具,第一节 概 述,一、切削加工的实质和分类 二、切削运动 三、切削用量三要素,一、切削加工的实质和分类,1-1,二、切削运动,1.主运动 2.进给运动(又称走刀运动),1.主运动,主运动是提供切削可能性的运动。若没有这个运动，就无法切削。其特点是在切削过程中速度最高，消耗动力最大。如图1-1中车削时的工件、铣削时的铣刀、磨削时的砂轮、钻削时的钻头的旋转运动，刨削时刨刀的往复直线运动都是主运动。,2.进给运动(又称走刀运动),进给运动是
2、提供继续切削可能性的运动。若没有这个运动，就不能连续切削。其特点是切削过程中速度低、消耗动力小。如图1-1中，车刀、钻头及铣削时工件的移动，牛头刨刨削时工件的间歇移动，磨削外圆时工件的旋转和往复轴向移动及砂轮周期性横向移动都是进给运动。,三、切削用量三要素,(1) 切削速度 切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。 (2) 进给量 刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。 (3) 背吃刀量 在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。,三、切削用量三要素,图1-2 切削用量三要素 a) 车削用量三要素 b) 铣削用量三要素 c) 刨削用量三要素,(1) 切削速度 切削刃选定点相对于工
3、件的主运动的瞬时速度。,(2) 进给量,刀具在进给运动方向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。用符号“f”表示,(3) 背吃刀量 在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。,第二节 刀 具 材 料,一、刀具材料应具备的性能 二、刀具材料的种类、性能与应用 三、刀具的磨损和切削液的使用,一、刀具材料应具备的性能,1.高硬度和高耐磨性 2.足够的强度和韧度 3.高的耐热性与化学稳定性 4.良好的工艺性和经济性,1.高硬度和高耐磨性,硬度是指材料抵抗其他物体压入其表面的能力。刀具要从工件上切除多余的金属，其硬度必须大于工件材料硬度。一般常温下硬度应超过60
4、HRC以上。 耐磨性是指材料抵抗磨损的能力。耐磨性与硬度有密切关系，硬度越高，均匀分布的细化碳化物越多，则耐磨性越好。,2.足够的强度和韧度,切削时刀具主要承受各种应力与冲击。一般用抗弯强度和冲击韧度aK来衡量刀具材料的强度和韧度的高低，它们能反映刀具材料抗断裂、崩刀的能力。但是，强度与韧度高的材料，必然引起其硬度与耐磨性的下降。,3.高的耐热性与化学稳定性,耐热性是指在高温下刀具材料保持硬度、耐磨性、强度和韧度的能力。可用高温硬度表示，也可用红硬性(维持刀具材料切削性能的最高温度限度)表示。耐热性越好，材料允许的切削速度越高。它是衡量刀具材料性能的主要指标。 化学稳定性是指刀具材料在高温下不
5、易与工件材料或周围介质发生化学反应的能力。化学稳定性越好，刀具的磨损越慢。,4.良好的工艺性和经济性,刀具材料应有锻造、焊接、热处理、磨削加工等良好的工艺性，还应尽可能满足资源丰富、价格低廉的要求。,二、刀具材料的种类、性能与应用,表1-1 常用刀具材料的主要性能、牌号和用途,二、刀具材料的种类、性能与应用,表1-1 常用刀具材料的主要性能、牌号和用途,三、刀具的磨损和切削液的使用,在切削过程中，切屑和刀具、刀具和工件之间存在着强烈的摩擦和挤压作用，使刀具处在高温高压的作用下，切削刃由锋利逐渐变钝以致失去正常切削能力。刀具磨损会使切削力增大，切削温度升高，切削时产生振动，最终使零件表面质量降低
6、，并导致刀具急剧磨损或烧坏。刀具过早磨损会直接影响生产率、加工质量和加工成本。在生产中，常常根据切削过程中出现的异常现象，如工件表面粗糙度增加、切屑变色发毛、切削力突然增大、切削温度上升、发生振动和噪声显著增大等，来大致判断刀具是否已经磨钝。刀具磨钝后要及时刃磨。,三、刀具的磨损和切削液的使用,表1-2 切削液的分类及适用范围,三、刀具的磨损和切削液的使用,表1-2 切削液的分类及适用范围,三、刀具的磨损和切削液的使用,表1-2 切削液的分类及适用范围,第三节 机床基本知识,一、机床的分类和编号 二、机床的运动 三、机床的传动形式 四、各种传动件的符号,一、机床的分类和编号,表1-3 金属切削
7、机床类、组划分类,一、机床的分类和编号,表1-3 金属切削机床类、组划分类,一、机床的分类和编号,表1-4 通用特性代号,二、机床的运动,1.表面成形运动 2.切入运动 3.分度运动 4.辅助运动 5.操纵及控制运动 6.校正运动,1.表面成形运动,表面成形运动简称成形运动，是保证得到工件要求的表面形状的运动。表面成形运动是机床上最基本的运动，是机床上的刀具和工件为了形成表面发生线而做的相对运动。,2.切入运动,用以实现使工件表面逐步达到所需尺寸的运动。,3.分度运动,当加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为使表面成形运动得以周期地连续进行的运动称为分度运动。 分度运动可以是回转的分度，如车
8、多头螺纹，车完一个螺纹表面后，工件相对刀具要回转1/k转(k螺纹头数)才能车削另一条螺纹表面，这个工件相对刀具的旋转运动就是分度运动。分度运动也可以是直线移动，如车多头螺纹时，在车完一条螺纹后，刀架移动一个螺距进行分度。 分度运动可以是间歇分度，如自动车床的回转刀架的转位；也可以是连续分度，如插齿机、滚齿机的工件分度等，此时分度运动包含在表面成形运动之中。,4.辅助运动,为切削加工创造条件的运动称为辅助运动。如工件或刀具的调位、快速趋近、快速退出和工作行程中空程的超越运动，以及修整砂轮、排除切屑、刀具和工件的自动装卸和夹紧等。,5.操纵及控制运动,操纵及控制运动包括起动、停止、变速、换向，部件
9、与工件的夹紧、松开、转位以及自动换刀、自动测量、自动补偿等运动。,6.校正运动,在精密机床上，为了消除传动误差的运动称为校正运动。如精密螺纹车床或螺纹磨床中的螺距校正运动。,三、机床的传动形式,1.齿轮传动 2.带传动 3.蜗杆蜗轮传动 4.齿轮齿条传动 5.丝杠螺母传动,1.齿轮传动,图1-3 齿轮传动,2.带传动,图1-4 V带传动,3.蜗杆蜗轮传动,图1-5 蜗杆蜗轮传动,4.齿轮齿条传动,图1-6 齿轮齿条传动,5.丝杠螺母传动,图1-7 丝杠螺母传动,四、各种传动件的符号,表1-5 传动系统中常用的符号,第四节 零件的加工质量,一、尺寸精度 二、形状精度和位置精度 三、表面粗糙度 四
10、、尺寸精度与表面粗糙度的关系,一、尺寸精度,1-1,一、尺寸精度,图1-8 尺寸公差的概念,一、尺寸精度,表1-6 各种加工方法在正常操作情况下所达到的尺寸公差等级,一、尺寸精度,表1-7 尺寸公差等级与加工成本,二、形状精度和位置精度,表1-8 形位公差项目及符号,三、表面粗糙度,图1-9 轮廓算术平均偏差,三、表面粗糙度,表1-9 不同表面特征的表面粗糙度,四、尺寸精度与表面粗糙度的关系,一般说来，零件尺寸精度越高的表面，其表面粗糙度Ra值越小。 但表面粗糙度Ra值小的表面，其尺寸精度不一定高。如机床的手柄及自行车、缝纫机上的一些外露零件，应着重考虑其外观与清洁，故表面粗糙度的Ra值很小，
11、但尺寸不要求很精确。,第五节 工艺和夹具基本知识,一、工艺基本知识 二、夹具基本知识,一、工艺基本知识,1.工序、工步和走刀 2.安装和工位,1.工序、工步和走刀,工序是组成工艺过程的基本单元。工序是指一个(或一组)工人，在一台机床(或一个工作地点)，对一个(或同时对几个)工件所连续完成的那部分工艺过程。通常把仅列出主要工序名称的简略工艺过程简称为工艺路线。 工步是在加工表面不变、切削工具不变、切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工艺过程。 走刀是切削工具在加工表面上切削一次所完成的那部分工艺过程。 整个工艺过程由若干个工序组成。每一个工序可包括一个工步或几个工步。每一个工步通常包括一次走刀
12、，也可包括几次走刀。,2.安装和工位,采取一定的方法在机床上放准工件的位置，使待加工表面有适当的余量，并使已加工表面和不加工表面的尺寸、位置符合该工序的加工要求，称为定位。 工件在机床上(或在夹具中)定位后夹紧的过程称为安装。 采用转位(或移位)夹具、回转工作台或在多轴机床上加工时，工件在机床上安装后，要经过若干个位置依次进行加工，工件在机床上所占据的每一个位置所完成的那部分工艺过程就称为工位。,二、夹具基本知识,1.机床夹具的分类 2.机床夹具的组成 3.夹紧的基本要求,1.机床夹具的分类,图1-10 机床夹具分类表,2.机床夹具的组成,图1-11 专用夹具的组成及其与机床、工件、刀具的相互
13、关系,3.夹紧的基本要求,1) 夹紧时不能破坏工件定位时所获得的正确位置。 2) 夹紧应可靠和适当。 3) 夹紧操作应方便、省力、安全。 4) 夹紧机构的自动化程度和复杂程度应与工件的生产批量及工厂的生产条件相适应。 5) 夹紧机构应具有良好的结构工艺性，应尽量使用标准件。,第六节 常 用 量 具,一、游标卡尺 二、千分尺 三、量规 四、90角尺 五、千分表 六、万能角度尺 七、塞尺 八、刀口形直尺 九、量具的保养,一、游标卡尺,图1-12 游标卡尺 1尺框 2制动螺钉 3游标 4尺身 5内外量爪,一、游标卡尺,图1-13 1/50游标卡尺的读数及示例,图1-14 用游标卡尺测量工件 a) 测
14、量外表面尺寸 b) 测量内表面尺寸,图1-15 游标高度尺与游标深度尺,二、千分尺,图1-16 千分尺结构与读数 a) 结构 b) 读数 1砧座 2测微螺杆 3固定套筒 4微分筒 5棘轮,三、量规,1.塞规 2.卡规,1.塞规,塞规是用来检验孔径或槽宽的，如图1-17a所示，它的一端长度较短，其直径等于工件的上限尺寸，叫做“不过端”(止端)；另一端较长，其直径等于工件的下限尺寸，叫做“过端”。检验工件孔径时，当“过端”能过去，“不过端”进不去，则说明工件的实际尺寸在公差范围之内，是合格的，否则就是不合格的,2.卡规,图1-17 塞规和卡规,2.卡规,图1-18 塞规和卡规的使用,四、90角尺,
15、图1-19 90角尺,五、千分表,1.百分表 2.内径百分表,五、千分表,图1-20 百分表 1测量头 2测量杆 3大指针 4小指针 5表壳 6刻度盘,1.百分表,图1-21 百分表架,2.内径百分表,内径百分表是用来测量孔径及其形状精度的一种精密的比较量具。图1-23所示是内径百分表的结构。它附有成套的可换插头，其读数准确度为0.01mm。测量范围有610mm、1018mm、1835mm、3550mm、50100mm、100160mm等几种。,六、万能角度尺,图1-22 百分表应用举例 a) 检查外圆对孔的圆跳动，端面对孔的圆跳动 b) 检查工件两面的平行度 c) 内圆磨床上用四爪单动盘安装
16、工件时找正外圆,六、万能角度尺,图1-23 内径百分表,六、万能角度尺,图1-24 内径百分表使用方法,六、万能角度尺,图1-25 万能角度尺 1游标 2制动器 3扁形板 4尺身 5基尺 6直尺 7角尺 8卡块,六、万能角度尺,图1-26 万能角度尺的应用,七、塞尺,塞尺是测量间隙的薄片量尺(图1-27)。它由一组厚度不等的薄钢片组成，每片钢片上都印有厚度标记。测量时根据被测间隙的大小，选择厚度接近的薄片插入被测间隙(可以用几片重叠插入)。当一片或数片尺片能塞进被测间隙，则一片或数片的尺片厚度即为被测间隙的间隙值。若某被测间隙能插入0.05mm的尺片，换用0.06mm的尺片则插不进去，说明该间隙在0.050.06mm之间。,图1-27 塞尺,七、塞尺,八、刀口形直尺,图1-28 刀口形直尺及其应用,九、量具的保养,1) 量具在使用前、后必须擦干净。 2) 不能用精密量具去测量毛坯或运动着的工件。 3) 测量时不能用力过猛、过大，也不能测量温度过高的工件。 4) 不能把量具乱扔、乱放，更不能当工具使用。 5
