机械加工工艺系统

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1、 定义：定义：在机械加工中，由在机械加工中，由机床机床、刀具刀具、夹具夹具与与被加工工件被加工工件一起构成了一个实现某种加工方法的整体系统，这一系统称为一起构成了一个实现某种加工方法的整体系统，这一系统称为机械加工工艺系统机械加工工艺系统。对应于不同的加工方法有不同的机械加工工艺系统，如车对应于不同的加工方法有不同的机械加工工艺系统，如车削工艺系统、铣削工艺系统、磨削工艺系统等。削工艺系统、铣削工艺系统、磨削工艺系统等。机械制造技术就是以表面成形理论、金属切削理论和工艺机械制造技术就是以表面成形理论、金属切削理论和工艺系统的基本理论为基础，以各种加工方法、加工装备的特点及系统的基本理论为基础，

2、以各种加工方法、加工装备的特点及应用为主体，以机械加工工艺和装配工艺的设计为重点，以实应用为主体，以机械加工工艺和装配工艺的设计为重点，以实现机械产品的优质、高郊、低成本为目的的综合应用技术。现机械产品的优质、高郊、低成本为目的的综合应用技术。看一看新新课课2-1 2-1 零件表面的成形和机械加工运动零件表面的成形和机械加工运动一、零件表面的成形一、零件表面的成形机械零件的表面形机械零件的表面形状千变万化，状千变万化，但大都是由但大都是由几种常见的表面组合而成几种常见的表面组合而成的。这些表面包括平面、的。这些表面包括平面、圆柱面、圆锥面、球面、圆柱面、圆锥面、球面、螺旋面、圆环面以及成形螺旋

3、面、圆环面以及成形曲面等，如图所示。曲面等，如图所示。如图表示的各如图表示的各类零件都由各种表类零件都由各种表面构成。面构成。 这些表面都可这些表面都可以看成是由一根母以看成是由一根母线沿着导线运动而线沿着导线运动而形成的，母线和导形成的，母线和导线统称为线统称为发生线发生线。一、零件表面的成形一、零件表面的成形一、零件表面的成形一、零件表面的成形 机械加工中，工件表面是由工件与刀具之间的相对运动机械加工中，工件表面是由工件与刀具之间的相对运动和刀具切削刃的形状共同实现的。相同的表面，切削刃的不和刀具切削刃的形状共同实现的。相同的表面，切削刃的不同，工件和刀具之间的相对运动也不相同，这是形成各

4、种加同，工件和刀具之间的相对运动也不相同，这是形成各种加工方法的基础。有工方法的基础。有轨迹法轨迹法、成形法成形法、展成法展成法、相切法相切法等。等。1 1、轨迹法：、轨迹法：母线和导线都是刀具切削刃端点（刀尖）相对母线和导线都是刀具切削刃端点（刀尖）相对于工件的运动轨迹。于工件的运动轨迹。2 2、成形法：、成形法：刀具的切削刃就是被加工表面的母线，导线是刀具的切削刃就是被加工表面的母线，导线是刀具切削刃相对于工件的运动形成的。刀具切削刃相对于工件的运动形成的。3 3、展成法：、展成法：又称范成法。是指对各种齿形表面进行加工时，又称范成法。是指对各种齿形表面进行加工时， 刀具的切削刃与工件表面

5、之间为线接触，刀具刀具的切削刃与工件表面之间为线接触，刀具 与工件之间作展成运动（或称啮合运动），齿与工件之间作展成运动（或称啮合运动），齿 形表面的母线是切削刃各瞬时位置的的包络线。形表面的母线是切削刃各瞬时位置的的包络线。 4 4、相切法：、相切法：采用采用铣刀、砂轮等旋转铣刀、砂轮等旋转刀具加工工件时，刀具加工工件时，刀具自身的旋转运刀具自身的旋转运动形成圆形发生线，动形成圆形发生线，同时切削刃相对于同时切削刃相对于工件的运动形成其工件的运动形成其他发生线。他发生线。一、零件表面的成形一、零件表面的成形二、机械加工的运动二、机械加工的运动机床的运动：表面成形运动和辅助运动。机床的运动：表

6、面成形运动和辅助运动。1 1、表面成形运动、表面成形运动：根据几何的角度来分析，为保证得到工：根据几何的角度来分析，为保证得到工 件表面的形状所需的运动。件表面的形状所需的运动。根据工件表面形状和成形方法的不同，成形运动有以下类型：根据工件表面形状和成形方法的不同，成形运动有以下类型：（1 1）简单成形运动：简单成形运动：如果一个独立的成形运动，是由单独如果一个独立的成形运动，是由单独 的旋转运动或直线运动构成的，则此成形运动称为简的旋转运动或直线运动构成的，则此成形运动称为简 单成形运动。单成形运动。（2 2）复合成形运动：复合成形运动：如果一个独立的成形运动，是由两个如果一个独立的成形运动

7、，是由两个 或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定的运或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定的运 动关系组合而成，则称此成形运动为复合成形运动。动关系组合而成，则称此成形运动为复合成形运动。 看一看例例 题题例例1 1：用外圆车刀车削外圆柱面时用外圆车刀车削外圆柱面时 工件的旋转运工件的旋转运动动B1B1和刀具的直线运动和刀具的直线运动A1A1就是两个简单成形运动。就是两个简单成形运动。 例例2 2：车螺纹时，螺纹表面的导线（螺旋线）必须由工件的回转车螺纹时，螺纹表面的导线（螺旋线）必须由工件的回转运动和刀架直线运动和刀架直线运动保持确定的运动保持确定的相对运动关系才相对运动关系才能形

8、成，这也是能形成，这也是一个复合成形运一个复合成形运动。动。（见图（见图a a），），（见图（见图b b）二、机械加工的运动二、机械加工的运动从保证金属切削过程的实现和连续进行的角度看，成形从保证金属切削过程的实现和连续进行的角度看，成形运动可分为：运动可分为：主运动主运动和和进给运动进给运动。（1 1）主运动：使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基）主运动：使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基 本运动，称为主运动。本运动，称为主运动。主运动的速度最高，所以消耗的主运动的速度最高，所以消耗的 功率最大功率最大。一般机床的主运动只有一个一般机床的主运动只有一个。 如：车削、镗削加工时工件的

9、回转运动，铣削和钻削时刀具的如：车削、镗削加工时工件的回转运动，铣削和钻削时刀具的回转运动，刨削时刨刀的直线运动等都是主运动。回转运动，刨削时刨刀的直线运动等都是主运动。（2 2）进给运动是配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属）进给运动是配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属 层的刀具与工件之间的附加相对运动。进给运动与主运动层的刀具与工件之间的附加相对运动。进给运动与主运动 配合即可完成所需的表面几何形状的加工，根据工件表面配合即可完成所需的表面几何形状的加工，根据工件表面 形状成形的需要，形状成形的需要，进给运动可以是多个，也可以是一个；进给运动可以是多个，也可以是一个； 可以是连续

10、的，也可以是间歇的。可以是连续的，也可以是间歇的。 二、机械加工的运动二、机械加工的运动2 2、辅助运动、辅助运动：实现机床的各种辅助动作：实现机床的各种辅助动作, ,为表面成形创造条件。为表面成形创造条件。 （1 1）空行程运动空行程运动 刀架、工作台的快速接近和退出工件等，刀架、工作台的快速接近和退出工件等， 可节省辅助时间。可节省辅助时间。（2 2）切入运动切入运动 为保证被加工面获得所需尺寸，刀具相为保证被加工面获得所需尺寸，刀具相 对于工件表面的深入运动。对于工件表面的深入运动。（3 3）分度运动分度运动 使工件或刀具回转到所需要的角度，多使工件或刀具回转到所需要的角度，多用于加工若

11、干个完全相同的沿圆周均匀分布的表面，也有在用于加工若干个完全相同的沿圆周均匀分布的表面，也有在直线分度机上刻直尺时，工件相对刀具的直线分度运动。直线分度机上刻直尺时，工件相对刀具的直线分度运动。（4 4）操纵及控制运动操纵及控制运动 包括变速、换向、启停及工件的包括变速、换向、启停及工件的 装夹等。装夹等。三、切削用量和切削层参数三、切削用量和切削层参数1 1、切削过程中工件上的表面、切削过程中工件上的表面 切削加工过程是一个动态过程，切削加工过程是一个动态过程， 在切削过程中，工件在切削过程中，工件上通常存在着三个不断变化的切削表面。即上通常存在着三个不断变化的切削表面。即（1 1）待加工表

12、面）待加工表面（2 2）已加工表面）已加工表面（3 3）过渡表面）过渡表面工件上即将被切除的表面工件上即将被切除的表面工件上已切去切削层而形成的新表面。工件上已切去切削层而形成的新表面。工件上正被刀具切削着的表面，介于工件上正被刀具切削着的表面，介于已加工表面和待加工表面之间。已加工表面和待加工表面之间。 2 2、切削用量、切削用量 切削速度切削速度、进给量进给量、背吃刀量背吃刀量（切削深（切削深 度）称为度）称为切削用量三要素切削用量三要素( (见图示见图示) )三、切削用量和切削层参数三、切削用量和切削层参数（1 1）切削速度）切削速度VcVc 切削速度切削速度v vc c是刀具切削刃上选

13、定点相对于工件的主运动是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。由于切削刃上各点的切削速度可能是不同，计瞬时线速度。由于切削刃上各点的切削速度可能是不同，计算时常用最大切削速度代表刀具的切削速度。当主运动为算时常用最大切削速度代表刀具的切削速度。当主运动为回回转运动转运动时：时：当主运动为当主运动为直线运动直线运动时，切削速度是刀具相对于工件的时，切削速度是刀具相对于工件的直线运动速度直线运动速度式中式中d d切削刃上选定点的回转直径，切削刃上选定点的回转直径，mm; mm; n n主运动的转速，主运动的转速，r/sr/s或或r/minr/min. . 三、切削用量和切削层参数三、切削

14、用量和切削层参数（2 2）进给速度）进给速度VfVf、进给量、进给量f f、和每齿进给量、和每齿进给量fz fz 进给速度进给速度Vf-Vf-切削刃上选定点相对于工件的进给运动切削刃上选定点相对于工件的进给运动 瞬时速度，单位是瞬时速度，单位是mm/smm/s或或mm/minmm/min。 进给量进给量f f-刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量， 用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述，用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述， 单位是单位是mm/rmm/r或或mm/mm/行程。行程。 每齿进给量每齿进给量fz -fz -后一个刀齿相对于前一个刀齿的进

15、给后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给 量量, ,单位是单位是mm/zmm/z每齿进给量是对于铣刀、拉刀等多齿刀具每齿进给量是对于铣刀、拉刀等多齿刀具各进给量间的关系：各进给量间的关系：Vf=nf=nfzZVf=nf=nfzZ三、切削用量和切削层参数三、切削用量和切削层参数（3 3）背吃刀量）背吃刀量apap 切削深度切削深度apap（背吃刀量）是在与主运动和进给运动方向（背吃刀量）是在与主运动和进给运动方向相垂直的方向上度量的已加工表面与待加工表面之间的距离，相垂直的方向上度量的已加工表面与待加工表面之间的距离，单位单位mmmm。 主运动是回转运动时：主运动是回转运动时：主运动是直线运动时：主运

16、动是直线运动时：ap=Hw-Hmap=Hw-Hm钻孔时：钻孔时：式中：式中：dw-dw-工件待加工表面直径工件待加工表面直径 dm- dm-工件已加工表面直径工件已加工表面直径 Hw- Hw-工件等加工表面厚度工件等加工表面厚度 Hm- Hm-工件已加工表面厚度工件已加工表面厚度看一看例例 题题例例: :车削直径为车削直径为300mm300mm的铸铁带轮外圆的铸铁带轮外圆, ,若切削速度为若切削速度为60m/min,60m/min, 试求车床主轴转速试求车床主轴转速. .解解: :根据公式根据公式 得得 实际生产中实际生产中, ,理论上计算出的主轴转速应从车床转速表中理论上计算出的主轴转速应从

17、车床转速表中最接近的一档选取最接近的一档选取2-2 2-2 金属切削机床金属切削机床 机床是现代机械制造业中最重要的加工设备，它所担负的机床是现代机械制造业中最重要的加工设备，它所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的加工工作量，约占机械制造总工作量的40%40%60%60%，机床的技术，机床的技术性能直接影响机械产品的性能、质量和经济性。因此，机床工性能直接影响机械产品的性能、质量和经济性。因此，机床工业的发展和机床技术水平的提高，必然对国民经济的发展起着业的发展和机床技术水平的提高，必然对国民经济的发展起着重大推动作用。重大推动作用。金属切削机床金属切削机床是用刀具切削的方法将金属毛坯加

18、工成机器是用刀具切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机工作母机”，习惯上简称为习惯上简称为机床机床。钻、镗组合机床钻、镗组合机床一、金属切削机床的分类与型号一、金属切削机床的分类与型号 按按加工性质，所用刀具和机床的用途加工性质，所用刀具和机床的用途，机床可分为车床，机床可分为车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，铣床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，铣床，刨插床，拉床，特种加工机床，锯床和其它机床共刨插床，拉床，特种加工机床，锯床和其它机床共1212类。类。按机床的通用性程度分：

19、按机床的通用性程度分：1 1、通用机床即万能机床、通用机床即万能机床 2 2、专门化机床、专门化机床 3 3、专用机床、专用机床加工范围广，通用性强适用于单件加工范围广，通用性强适用于单件小批生产；如小批生产；如、及及等。等。工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造的，如大量生产的汽车零件所工序而设计制造的，如大量生产的汽车零件所用的各种用的各种 。 工艺范围较窄，它是为加工某种零件或某种工序工艺范围较窄，它是为加工某种零件或某种工序而专门设计和制造的，如而专门设计和制造的，如、等。等。卧式车床卧式车床万能外圆磨床万能外圆磨床摇臂钻床摇臂钻

20、床铲齿车床铲齿车床丝杠铣床丝杠铣床一、金属切削机床的分类与型号一、金属切削机床的分类与型号按机床的工作精度分按机床的工作精度分：普通精度机床、精密机床、高精度机床：普通精度机床、精密机床、高精度机床按自动化程度分按自动化程度分：手动、机动、半自动和自动机床：手动、机动、半自动和自动机床按照重量和尺寸分按照重量和尺寸分：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型 机床（质量大于机床（质量大于10t10t）、重型机床（质量在）、重型机床（质量在 30t 30t以上）和超重型机床（质量在以上）和超重型机床（质量在100t100t以上）以上） 按主要工作部件数目分按主要

21、工作部件数目分：可分为单轴、多轴、单刀、多刀机床：可分为单轴、多轴、单刀、多刀机床 机床的型号是机床产品的代号，用以表明机床的类型，机床的型号是机床产品的代号，用以表明机床的类型，通用和结构特性，主要技术参数等。通用和结构特性，主要技术参数等。GB/T15375-94GB/T15375-94金属金属切削机床型号编制方法规定，我国的机床型号由汉语拼切削机床型号编制方法规定，我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。 机床的型号机床的型号一、金属切削机床的分类与型号一、金属切削机床的分类与型号1 1通用机床的型号编制通用机床的型号编制通用机床

22、型号的表示方法为：通用机床型号的表示方法为：注：注：有有“( )( )”的代号或数字，当无内容时，不表示，若有内容，则不带扩号；的代号或数字，当无内容时，不表示，若有内容，则不带扩号； 有有“”符号者，为大写的汉语拼音字母；符号者，为大写的汉语拼音字母； 有有“” 符号者，为阿拉伯数字；符号者，为阿拉伯数字； 有有“ ”符号者，为大写的汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼有之。符号者，为大写的汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼有之。一、金属切削机床的分类与型号一、金属切削机床的分类与型号（1 1）机床的类别代号）机床的类别代号（2 2）机床的特性代号）机床的特性代号看一看例例 题题通用机床的型号编制

23、举例：通用机床的型号编制举例：二、数控机床的概述二、数控机床的概述数控机床是综合应用了电子技术、计算技术、自动控制、数控机床是综合应用了电子技术、计算技术、自动控制、精密测量和机床设计等领域的先进技术成就而发展起来的精密测量和机床设计等领域的先进技术成就而发展起来的一种新型自动化机床，具有广泛的通用性和较大的灵活性。一种新型自动化机床，具有广泛的通用性和较大的灵活性。1 1、数控机床的定义、数控机床的定义数控机床是指数控机床是指采用数字形式控制采用数字形式控制的机床。的机床。2 2、数控机床的组成、数控机床的组成数控机床一般由数控机床一般由控制介质控制介质、数控装置数控装置、伺服系统伺服系统和

24、和机床本体机床本体组成。组成。数控机床适用于中、小批量的零件加工数控机床适用于中、小批量的零件加工二、数控机床的概述二、数控机床的概述3 3、数控机床的的分类、数控机床的的分类（2 2）按）按机床类型机床类型来划分，有数控车床、数控铣床、数控钻来划分，有数控车床、数控铣床、数控钻 镗床、数控磨床等镗床、数控磨床等（3 3）按）按运动轨迹运动轨迹来划分，有点位控制数控机床、直线控制来划分，有点位控制数控机床、直线控制 数控机床与轮廓（连续）控制数控机床数控机床与轮廓（连续）控制数控机床（4 4）按）按伺服系统控制方式伺服系统控制方式来划分，可分为开环控制数控机床、来划分，可分为开环控制数控机床、

25、 闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床 （1）按）按工艺用途工艺用途来划分，有普通数控机床和数控加工中心机床来划分，有普通数控机床和数控加工中心机床二、数控机床的概述二、数控机床的概述4 4、数控机床的特点、数控机床的特点与普通机床相比，数控机床有以下与普通机床相比，数控机床有以下优点优点：（1 1）具有充分的柔性，只需更换零件程序就能加工不同零件。）具有充分的柔性，只需更换零件程序就能加工不同零件。（2 2）加工精度高，产品质量稳定。）加工精度高，产品质量稳定。（3 3）生产率高，生产周期较短。）生产率高，生产周期较短。（4 4）可以加工复杂形状的零件。）

26、可以加工复杂形状的零件。（5 5）大大减轻工人劳动强度。）大大减轻工人劳动强度。数控机床也存在以下问题（数控机床也存在以下问题（缺点缺点）：）：（1 1）成本比普通机床高。）成本比普通机床高。（2 2）需要专门的维护保养人员。）需要专门的维护保养人员。（3 3）需要熟练的零件编程技术人员。）需要熟练的零件编程技术人员。2-3 2-3 刀刀 具具金属切削刀具的种类很多金属切削刀具的种类很多,其切削部分的形状和其切削部分的形状和几何参数都不尽相同几何参数都不尽相同,但它们都可由外圆车刀切削部但它们都可由外圆车刀切削部演变而来。外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具。演变而来。外圆车刀是最基本、最典型的

27、切削刀具。2 2.3.1 .3.1 车刀的组成车刀的组成外圆车刀是由一个刀尖、两条切削刃、三个刀面组成。外圆车刀是由一个刀尖、两条切削刃、三个刀面组成。图示图示1、刀面、刀面（1）前刀面）前刀面刀具上与切屑接触并相互作用的表面刀具上与切屑接触并相互作用的表面（即切屑流过的表面）。（即切屑流过的表面）。（2）主刀后面）主刀后面刀具上与工件过渡表面相对并相互作刀具上与工件过渡表面相对并相互作用的表面。用的表面。（3）副刀后面）副刀后面刀具上与已加工表面相对并相互作用刀具上与已加工表面相对并相互作用的表面。的表面。2 2.3.1 .3.1 车刀的组成车刀的组成2、切削刃、切削刃（1）主切削刃）主切削

28、刃前刀面与主后刀面的交线。它完成主前刀面与主后刀面的交线。它完成主要的切削工作。要的切削工作。（2）副切削刃）副切削刃前刀面与主后刀面的交线。它配合主前刀面与主后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。3、刀尖、刀尖主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小的直线段或圆弧。它可以是小的直线段或圆弧。其他各类刀具，如其他各类刀具，如、等，都可等，都可以看成是以看成是车刀的演变和组合。车刀的演变和组合。2 2.3.2 .3.2 刀具几何角度参考系刀具几何角度参考系刀具几何角度参考系有两类，刀具标

29、注角度参考刀具几何角度参考系有两类，刀具标注角度参考系和刀具角度参考系。系和刀具角度参考系。( (图示图示) )刨刀刨刀 钻头钻头 铣刀铣刀1、刀具标注角度参考系、刀具标注角度参考系为了使参考系中的坐标平面与刃磨、测量为了使参考系中的坐标平面与刃磨、测量基准面一致，特别规定了如下假设条件：基准面一致，特别规定了如下假设条件：（1）假定运动条件：刀刃上选定点）假定运动条件：刀刃上选定点x的切削速度方向的切削速度方向与刀尖处的切削速度方向平行。与刀尖处的切削速度方向平行。（2）假定安装条件：车刀安装绝对正确。安装车刀时）假定安装条件：车刀安装绝对正确。安装车刀时使刀尖与工件中心等高，车刀刀杆轴线垂

30、直于工件轴使刀尖与工件中心等高，车刀刀杆轴线垂直于工件轴心线。心线。基面基面r：通过主切削刃上选定点，垂直于该点切：通过主切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。削速度方向的平面。（3）刀具标注角度参考系诸平面）刀具标注角度参考系诸平面切削平面切削平面ps：通过切削刃某一点，与工件加工表：通过切削刃某一点，与工件加工表面（或与主切削刃）相切的平面。面（或与主切削刃）相切的平面。切削平面切削平面ps与基面与基面pr垂直。垂直。图示图示（3）正交平面）正交平面P0：通过切削刃某一点，同时垂直于：通过切削刃某一点，同时垂直于切削平面切削平面ps与基面与基面pr的平面的平面2 2.3.3.3.3

31、刀具标注角度刀具标注角度1 1、在基面内测量的角度、在基面内测量的角度（1 1）主偏角）主偏角KrKr主切削刃与进给方向之间的夹角主切削刃与进给方向之间的夹角（2）副偏角）副偏角Kr副切削刃与进给运动反方向之间的夹角副切削刃与进给运动反方向之间的夹角（3）刀尖角）刀尖角主切削刃与副切削刃之间的夹角。主切削刃与副切削刃之间的夹角。图示图示2 2、在主切削刃正交平面（、在主切削刃正交平面（O-OO-O）内测量的角度）内测量的角度（1 1）前角）前角oo前刀面与基面之间的夹角。前角表示前刀面的倾前刀面与基面之间的夹角。前角表示前刀面的倾斜程度。当前刀面与基面平行时，前角为零。基面在斜程度。当前刀面与

32、基面平行时，前角为零。基面在前刀面以内，前角为负。基面在前刀面以外，前角为正。前刀面以内，前角为负。基面在前刀面以外，前角为正。（2）后角）后角o主后刀面与切削平面之间的夹角。后角表示主后主后刀面与切削平面之间的夹角。后角表示主后刀面的倾斜程度，一般为正值。刀面的倾斜程度，一般为正值。（3）楔角）楔角0前刀面与后刀面间的夹角前刀面与后刀面间的夹角图示图示3 3、在正交平面内测量的角度、在正交平面内测量的角度（1）刃倾角）刃倾角s在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。当主切削刃呈水平时，当主切削刃呈水平时，s=0；刀尖为主切削刃最低点；刀尖为主切

33、削刃最低点时，时，s0；刀尖为主切削刃上最高点是，；刀尖为主切削刃上最高点是，s02 2.3.4.3.4刀具工作角度刀具工作角度在实际的切削加工中，由于刀具安装位置和进给运在实际的切削加工中，由于刀具安装位置和进给运动的影响，上述标注角度会发生一定的变化。角度变化动的影响，上述标注角度会发生一定的变化。角度变化的根本原因是切削平面、基面和正交平面位置的改变。的根本原因是切削平面、基面和正交平面位置的改变。以切削过程中实际的切削平面以切削过程中实际的切削平面Ps、基面、基面Pr和主剖面和主剖面P0为为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度，又称参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度，又称

34、实际角度。实际角度。现只将刀具安装位置对角度的影响作如下说明：现只将刀具安装位置对角度的影响作如下说明：1、刀柄中心线与进给方向不垂直时对主、副偏角的影响、刀柄中心线与进给方向不垂直时对主、副偏角的影响 以车刀车外圆为例，若不考虑进给运动，当刀尖以车刀车外圆为例，若不考虑进给运动，当刀尖安装得高于或低于工件轴线时，将引起工作前角安装得高于或低于工件轴线时，将引起工作前角oeoe和和工作后角工作后角oeoe的变化的变化 2、切削刃安装高于或低于工件中心时，对前角、后角的、切削刃安装高于或低于工件中心时，对前角、后角的影响影响当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂直时，将当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向

35、不垂直时，将会引起工作主偏角会引起工作主偏角re和工作副偏角和工作副偏角re的变化的变化2.52.5刀具材料刀具材料2.5.1刀具分类刀具分类由于机械零件的材质、形状、技术要求和加工工由于机械零件的材质、形状、技术要求和加工工艺的多样性，客观上要求进行加工的刀具具有不同的艺的多样性，客观上要求进行加工的刀具具有不同的结构和切削性能。因此，生产中所使用的刀具的种类结构和切削性能。因此，生产中所使用的刀具的种类很多。刀具常按加工方式和具体用途，分为车刀、孔很多。刀具常按加工方式和具体用途，分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数

36、控机床刀具和磨具等几大类型。刀具还可以按线及数控机床刀具和磨具等几大类型。刀具还可以按其它方式进行分类，如按所用材料分为高速钢刀具、其它方式进行分类，如按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具）刀具和金刚石刀具等；按结构分为整体刀具、镶片刀具、和金刚石刀具等；按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化分为标准刀具机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化分为标准刀具和非标准刀具等。和非标准刀具等。车刀车刀拉刀拉刀螺纹刀具螺纹刀具(梳刀梳刀)盘形铣刀盘形铣刀麻花钻麻花钻铣刀铣刀2.5.2刀具材料应具备的性能刀具材

37、料应具备的性能1 1、高的硬度和耐磨性、高的硬度和耐磨性 刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC62以上；耐磨性表示抵抗磨损的能力，它取决于组织中硬以上；耐磨性表示抵抗磨损的能力，它取决于组织中硬质点的硬度、数量和分布。质点的硬度、数量和分布。2、足够的强度和韧性、足够的强度和韧性 为了承受切削中的压力冲击和韧性，避免崩刀和为了承受切削中的压力冲击和韧性，避免崩刀和折断，刀具材料应具有足够的强度和韧性。折断，刀具材料应具有足够的强度和韧性。 3、高耐热性、高耐热性刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性得

38、能力。性得能力。4 4、良好的工艺性、良好的工艺性 为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性。如，切削加工性、铸造性、锻造性和热处理性等。工性。如，切削加工性、铸造性、锻造性和热处理性等。 5、良好的经济性、良好的经济性2.5.3高速钢高速钢高速钢是一种加入较多的钨、铬、钒等合金元素高速钢是一种加入较多的钨、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。的高合金工具钢。性能性能：有较高的热稳定性；有较高的强度、韧性、硬：有较高的热稳定性；有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性；制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，度和耐磨性；制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造。是制造

39、钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等可锻造。是制造钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等的主要材料。的主要材料。分类：分类：按用途分：通用型高速钢和高性能高速钢；按用途分：通用型高速钢和高性能高速钢；按制造工艺分：熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。按制造工艺分：熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。1 1、通用型高速钢、通用型高速钢 通用型高速钢是切削硬度在通用型高速钢是切削硬度在HBS250280HBS250280以下的以下的大部分结构钢和铸铁的基本刀具材料，应用最为广泛。大部分结构钢和铸铁的基本刀具材料，应用最为广泛。通用型高速钢一般可分为钨钢和钼钢两类，常用牌号通用型高速钢一般可分为钨钢和钼钢两类，常用牌号分别是

40、分别是W18Cr4VW18Cr4V和和W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2。 高性能高速钢（如高性能高速钢（如9W6Mo5Cr4V29W6Mo5Cr4V2和和W6Mo5Cr4V3W6Mo5Cr4V3）较通用型高速钢有着更好的切削性能，适合于加工奥较通用型高速钢有着更好的切削性能，适合于加工奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金和超高强度钢等难加氏体不锈钢、高温合金、钛合金和超高强度钢等难加工材料。工材料。2 2、高性能高速钢、高性能高速钢2.5.4硬质合金硬质合金硬质合金是用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物硬质合金是用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物（碳化钨，碳化钛，碳化钽，碳化铌等）与金属粘结（碳化

41、钨，碳化钛，碳化钽，碳化铌等）与金属粘结剂（钴，镍，钼等）在高温下烧结而成的粉末冶金制剂（钴，镍，钼等）在高温下烧结而成的粉末冶金制品。品。具有高耐磨性和高耐热性，但抗弯强度低、冲击具有高耐磨性和高耐热性，但抗弯强度低、冲击韧性差，很少用于制造整体刀具。它还可用于高速钢韧性差，很少用于制造整体刀具。它还可用于高速钢刀具不能切削的淬硬钢等硬材料。刀具不能切削的淬硬钢等硬材料。常用的硬质合金有常用的硬质合金有3类类:（1）钨钴类硬质合金（钨钴类硬质合金（YG）YG类硬质合金主要由碳化钨和钴组成，常用牌号类硬质合金主要由碳化钨和钴组成，常用牌号有有YG3，YG6，YG8等。等。YG类硬质合金的抗弯强

42、度类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较好，不易崩刃，很适宜切削切屑呈崩碎和冲击韧性较好，不易崩刃，很适宜切削切屑呈崩碎状的铸铁等脆性材料。状的铸铁等脆性材料。YG类硬质合金的刃磨性较好，类硬质合金的刃磨性较好，刃口可以磨得较锋利，故切削有色金属及合金的效果刃口可以磨得较锋利，故切削有色金属及合金的效果也较好。适用于粗加工也较好。适用于粗加工,含钴量少的含钴量少的,用于精加工用于精加工.（2）钨钛钴类硬质合金（钨钛钴类硬质合金（YT）YT类硬质合金主要由碳化钨，碳化钛和钴组成，类硬质合金主要由碳化钨，碳化钛和钴组成，常用的牌号有常用的牌号有YT5，YT15，YT30等。它里面加入了等。它里面加入了碳

43、化钛后，增加了硬质合金的硬度，耐热度，抗粘接碳化钛后，增加了硬质合金的硬度，耐热度，抗粘接性和抗氧化能力。性和抗氧化能力。（3）钨钛钽（铌）钴硬质合金类（钨钛钽（铌）钴硬质合金类（YW）它是在普通硬质合金中加入了碳化钽和碳化铌，从它是在普通硬质合金中加入了碳化钽和碳化铌，从而提高了硬质合金的韧性和耐热性，使其具有了较好的而提高了硬质合金的韧性和耐热性，使其具有了较好的综合性能。综合性能。YW类硬质合金主要用于不锈钢，耐热钢，类硬质合金主要用于不锈钢，耐热钢，高锰钢的加工，也适用于普通碳钢和铸铁的加工，因此高锰钢的加工，也适用于普通碳钢和铸铁的加工，因此被称为通用型硬质合金，常用的牌号有被称为通

44、用型硬质合金，常用的牌号有YW1，YW2等。等。1.切削运动由切削运动由、及及。2.2.切削用量三要素为：切削用量三要素为： 、 、 。 8.刀具材料应具备的性能有那些？刀具材料应具备的性能有那些？3.车外圆时车刀刀尖装得高于工件中心时，车刀车外圆时车刀刀尖装得高于工件中心时，车刀的工作后角将的工作后角将_，工作前角将，工作前角将_。4.4.高速钢刀具比硬质合金刀具的合理前角高速钢刀具比硬质合金刀具的合理前角 。5.5.在刀具标注角度参考系下通过切削刃上选定点的基在刀具标注角度参考系下通过切削刃上选定点的基面是：面是： (A) (A) 垂直于假定主运动方向的平面；垂直于假定主运动方向的平面；

45、(B) (B) 与切削与切削速度相平行的平面；速度相平行的平面； (C) (C) 与过渡平面相切的表面。与过渡平面相切的表面。 6.影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是：影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是：(A)主偏角；主偏角；(B)前角；前角；(C)后角；后角；(D)刃刃倾角。倾角。7.在车削加工中的切削层参数包括：在车削加工中的切削层参数包括：(多选多选)1、切削层厚度、切削层厚度2、切屑厚度、切屑厚度3、切削层长度、切削层长度4、切、切削层宽度削层宽度5、切削层面积、切削层面积2-3 2-3 夹具概述夹具概述一、夹具概述一、夹具概述机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部机床夹具

46、是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求，过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求，又必须满足三个条件：又必须满足三个条件： 一批工件在夹具中占有正确的加工位置；一批工件在夹具中占有正确的加工位置； 夹具装夹在机床上的准确位置；夹具装夹在机床上的准确位置； 所以所以“定位定位”也涉及到三层关系：工件在夹也涉及到三

47、层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通于机床的定位是间接通 过夹具来保证的。工件定位过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准化或引起振动，破坏了原来的准 确定位，无法保证确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。加工要求

48、。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：零件相零件相 对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。机床夹具的概念机床夹具的概念 机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。机床

49、夹具的分类机床夹具的分类 机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类。根据所使用的机床可将夹具分为力源等进行分类。根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动

50、夹生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。按夹具的使用范围，夹具可分为五种基本类型：按夹具的使用范围，夹具可分为五种基本类型： （1 1）通用夹具：特点：具有很大的通用）通用夹具：特点：具有很大的通用性。如三爪卡盘。性。如三爪卡盘。（2 2）专用夹具：针对某一产品的某一特定工序）专用夹具：针对某一产品的某一特定工序而专门设计。特点：用途专一。而专门设计。特点：用途专一。（3 3）可调夹具：按一组零件而设计一套可调整）可调夹具：按一组零件而设计一套可调整的夹具。特点：夹具的部分元件可以更换，部的夹具。

51、特点：夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整。分装置可以调整。（4 4）组合夹具：用标准化元件组装成的夹具。）组合夹具：用标准化元件组装成的夹具。特点：灵活多变，万能性强，制造周期短，零特点：灵活多变，万能性强，制造周期短，零件可以重复使用。件可以重复使用。（5 5）随行夹具：在自动线上使用的一种夹具。）随行夹具：在自动线上使用的一种夹具。特点：夹具随工件在各工序中的机床上被定为特点：夹具随工件在各工序中的机床上被定为和夹紧。和夹紧。 3.3.机床夹具的组成机床夹具的组成（1 1）定位元件：确定工件在夹具中位置的元件。）定位元件：确定工件在夹具中位置的元件。作用：是确定工件在夹具中的位置。作

52、用：是确定工件在夹具中的位置。（2 2）夹紧装置：用以夹紧工件的装置。）夹紧装置：用以夹紧工件的装置。作用：是保持工件在夹具中的既定位置。作用：是保持工件在夹具中的既定位置。（3 3）对刀和引导装置：引导刀具或调整刀具相对于夹）对刀和引导装置：引导刀具或调整刀具相对于夹具位置的装置。具位置的装置。作用：确定刀具相对于夹具的位置。作用：确定刀具相对于夹具的位置。（4 4）夹具体：联接夹具上各个元件或装置，使之成为）夹具体：联接夹具上各个元件或装置，使之成为一个整体的零件。一个整体的零件。作用：保证各元件或装置之间的位置关系。作用：保证各元件或装置之间的位置关系。（5 5）联接元件：使夹具与机床相

53、联接的元件。）联接元件：使夹具与机床相联接的元件。作用：保证夹具与机床之间的相互位置关系。作用：保证夹具与机床之间的相互位置关系。 （6 6）其它元件及装置：如传动装置、分度装置等。）其它元件及装置：如传动装置、分度装置等。二、定位基准二、定位基准 基准是用以确定生产对象上几何要素间的几基准是用以确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点，线，面。在加工中用以何关系所依据的点，线，面。在加工中用以定位的基准称为定位基准。有时，作为基准定位的基准称为定位基准。有时，作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在（例的点、线、面在工件上不一定具体存在（例如孔的中心线和对称中心平面等），其作用如孔的中

54、心线和对称中心平面等），其作用是由某些具体表面（如内孔圆柱面）体现的，是由某些具体表面（如内孔圆柱面）体现的，体现基准作用的表面称为基面。体现基准作用的表面称为基面。三、工件在夹具中的定位三、工件在夹具中的定位( (一一) )六点定位原理六点定位原理 任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度。工件定位的任务就是根据加工要求限制工个自由度。工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六点定位原理是指用件的全部或部分自由度。工件的六点定位原理是指用六个支撑点来分别限制工件的六个自由度，从而使工六个支撑点来分别限制工件的六个自由

55、度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。件在空间得到确定定位的方法。( (二二) )支承点与定位元件支承点与定位元件( (三三) )完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位。定位称为不完全定位。( (四四) )欠定位与过定位欠定位与过定位按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。在确定工件定位方案时，限制的定位，称为欠定位。在确定

56、工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。工件的同一自由度背二个欠定位时绝对不允许的。工件的同一自由度背二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位。消除过定位及其干涉一般有两个途径：其一是改变消除过定位及其干涉一般有两个途径：其一是改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；其定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；其二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉。涉。 四、组合夹具和随行夹具四、组合夹具和随行夹具( (一一) )组合夹具组合夹具 组合夹具是由一套预先制造好的标准元件和合组合夹具是由一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的专用夹具。件组装而成的专用夹具。( (二二) )随行夹具随行夹具随行夹具是大批量生产中在自动线上使用的一随行夹具是大批量生产中在自动线上使用的一种移动式夹具。种移动式夹具。