机械制造技术基础1ppt课件

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1、 第一章 绪 论 第一节 机械制造工业在国民经济中的位置与作用 机械制造工业是制造业最重要组成之一。它担负着向国民经济的各个部门提供机械配备的义务。 第二节 机械制造厂的消费过程和工艺过程 一、消费过程和工艺过程 1消费过程 从原资料(或半废品)进厂不断到把废品制造出来的各有关劳动过程的总和统称为工厂的消费过程，它包括原资料的运输保管、把原资料做成毛坯、把毛坯做成机器零件、把机器零件装配成机器、检验、试车、油漆、包装等。 2工艺过程 在消费过程中凡属直接改动消费对象的尺寸、外形、物理化学性能以及相对位置关系的过程，统称为工艺过程。 二、工艺过程的组成 1工序 一个工人或一组工人，在一个任务地对

2、同一工件或同时对几个工件所延续完成的那一部分工艺过程，称为工序。 例如，加工图1-1所示零件，其工艺过程可由表1-1所示的五个工序组成。 2安装 安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。 3工位 工位是在工件的一次安装中，工件相对于机床(或刀具)每占据一个确切位置中所完成的那一部分工艺过程。 4工步 工步是在加工外表、切削刀具和切削用量(仅指机床主轴转速和进给量)都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。 5走刀 在一个工步中，假设要切掉的金属层很厚，可分几次切，每切削一次，就称为一次走刀；图1-3所示车外表分两次切就是两次走刀。 综上分析可知，工艺过程的组成是很复杂的。工艺过程由许多工

3、序组成，一个工序能够有几个安装，一个安装能够有几个工位，一个工位能够有几个工步，如此等等。 第三节 消费类型及其工艺特征 一、加工零件的年消费纲领 加工零件的年消费纲领：即该加工零件的年产量。 加工零件的年消费纲领N可按下式计算 N=Qn(1+a%)(1+b%)式中 Q产品的年产量(台/年)； n每台产品中该零件的数量(件/台)； a备品率； b废品率。 二、消费类型 根据加工零件的年产纲领和零件本身的特性(轻重、大小、构造复杂程度、精细程度等)，将零件的消费类型划分为：单件消费、成批消费和大量消费三种消费类型。 产品种类很多，同一种产品的数量不多，消费很少反复，此种消费称为单件消费。 产品的

4、种类较少，数量很大，每台设备经常反复地进展某一工件的某一工序的消费，此种消费称为大量消费。 成批地制造一样零件的消费，称为成批消费。每批制造的一样零件的数量，称为批量。按照批量多少和被加工零件本身的特性，成批消费又可进一步划分为小批消费、中批消费和大批消费。 三、各种消费类型的工艺特征表三、各种消费类型的工艺特征表1-4 第四节第四节 基基 准准 用来确定消费对象几何要素间几何关系所根据的那用来确定消费对象几何要素间几何关系所根据的那些点、线、面，称为基准。基准可分为设计基准和工艺些点、线、面，称为基准。基准可分为设计基准和工艺基准两大类；工艺基准又可分为工序基准、定位基准、基准两大类；工艺基

5、准又可分为工序基准、定位基准、丈量基准和装配基准等。丈量基准和装配基准等。 一、设计基准一、设计基准 设计图样上标注设计尺寸所根据的基准，称为设计设计图样上标注设计尺寸所根据的基准，称为设计基准。基准。 二、工艺基准 工艺过程中所运用的基准，称为工艺基准。按其用途之不同，又可分为工序基准、定位基准、丈量基准和装配基准。 1工序基准 在工序图上用来确定本 工序加工外表尺寸、外形和 位置所根据的基准，称为工 序基准(又称原始基准)。 2定位基准 在加工中用作定位的基准，称为定位基准。作为定位基准的点、线、面，在工件上有时不一定详细存在(例如，孔的中心线、轴的中心线、平面的对称中心面等)，而常由某些

6、详细的定位外表来表达，这些定位外表称为定位基面。 3丈量基准 工件在加工中或加工后，丈量尺寸和形位误差所根据的基准，称为丈量基准。 4装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所根据的基准，称为装配基准。 述各种基准应尽能够使之重合。在设计机器零件时，应尽量选用装配基准作为设计基准；在编制零件的加工工艺规程时，应尽量选用设计基准作为工序基准；在加工及丈量任务时，应尽量选用工序基准作为定位基准及丈量基准；以消除由于基准不重合引起的误差(基准不重合误差计算参见第四章第二节、第五章第二节)。 第五节 工件的装夹 一、工件的装夹 工件的装夹包括定位和夹紧两层含义。 在开动机床进展加工之前，必需

7、首先将工件放在机床上或夹具中，使它在夹紧之前就相对于机床占有某一正确的位置，此过程称为定位。 工件在定位之后还不一定能接受外力的作用，为了使工件在加工过程中总能坚持其正确位置，还必需把它压紧，此过程称为夹紧。 定位过程与夹紧过程都能够使工件偏离所要求的正确位置而产生定位误差与夹紧误差。定位误差与夹紧误差之和称为装夹误差。 二、工件的定位 1.工件的六个自在度 物体在空间具有六个自在度，即沿三个坐标轴的挪动(分别用符号 表示表示)和绕三个坐标轴的转动和绕三个坐标轴的转动(分分别用别用 表示表示)。 2.工件定位的六点定位原理工件定位的六点定位原理 工件定位的本质就是限制工件的自在度，要使工件在工

8、件定位的本质就是限制工件的自在度，要使工件在空间处于完全确定的位置，必需限制工件的六个自在度，空间处于完全确定的位置，必需限制工件的六个自在度，这就是工件定位的六点定位原理。这就是工件定位的六点定位原理。 可以用定位支承点来限制工件的自在度，普通来说，可以用定位支承点来限制工件的自在度，普通来说，一个定位支承点可以限制工件的一个自在度。一个定位支承点可以限制工件的一个自在度。 物体在空间具有六个自在度 在XOY面上用三个定位支承点，限制了 ， 和 。 在YOZ面上用二个定位支承点，限制了 和 。在XOZ面上用一个定位支承点，限制了 。 例例1：铣削以下图所示工件上的槽就必需限制工件的六个自在度

9、：铣削以下图所示工件上的槽就必需限制工件的六个自在度 例2：铣削以下图所示的通槽必需限制工件的五个自在度。 在工件的底面A用三个定位支承点，限制了 、 和 。 在工件的侧面B用二个定位支承点，限制了 和 。 3.定位的种类定位的种类 1完全定位完全定位 2不完全定位不完全定位 3过定位过定位 4欠定位欠定位 4.常见典型定位方式及定位元件所限制的自在度常见典型定位方式及定位元件所限制的自在度 (1)工件定位基面为平面工件定位基面为平面2工件定位基面为圆孔工件定位基面为圆孔3工件定位基面为外圆柱面工件定位基面为外圆柱面4工件定位基面为锥孔工件定位基面为锥孔 第二章 切削过程及其控制 第一节 金属

10、切削刀具根底 一、切削加工的根本概念 (一一)切削运动与切削运动与 切削中的工件外表切削中的工件外表 ve=vc+vf (2-1) (二二)切削用量切削用量 1切削速度切削速度vc(m/s或或m/min) 切削速度：切削刃相对于工件的主运动速度。切削速度：切削刃相对于工件的主运动速度。 主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定 vc= (2-2) 式中式中 d工件工件(或刀具或刀具)的最大直径的最大直径(mm)； n工件工件(或刀具或刀具)的转速的转速(r/s或或r/min)。 2进给量进给量f 进给量：工件或刀具转一周进给量：工件或刀具转一周(或每往复一次

11、或每往复一次)，两者在进给运动，两者在进给运动方向上的相对位移量。其单位是方向上的相对位移量。其单位是mm/r(或或mm/双行程双行程)。 vf=nf=nzfz (2-3) 式中式中 z刀齿数。刀齿数。 3背吃刀量背吃刀量ap(mm) 背吃刀量：刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动背吃刀量：刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的投影值。外圆车削的背吃儿量就是工件已加和进给运动的方向上的投影值。外圆车削的背吃儿量就是工件已加工外表和待加工外表间的垂直间隔工外表和待加工外表间的垂直间隔(参见图参见图2-2)。式中式中 dw-工件上待加工外表直径工件上待加工外表直径

12、(mm)； dm工件上已加工外表直径工件上已加工外表直径(mm)。 (2-4) (三三)切削层参数切削层参数 切削刃在一次走刀中从工件上切下的一层资料称为切削层。切切削刃在一次走刀中从工件上切下的一层资料称为切削层。切削层的截面尺寸参数称为切削层参数。切削层参数通常在与主运动削层的截面尺寸参数称为切削层参数。切削层参数通常在与主运动方向相垂直的平面内察看和度量。方向相垂直的平面内察看和度量。 1切削层公称厚度切削层公称厚度hD 切削层公称厚度切削层公称厚度hD：垂直于过渡外表度量的切削层尺寸：垂直于过渡外表度量的切削层尺寸 (以下以下简称为切削厚度简称为切削厚度)。 车外圆时车外圆时(图图2-

13、2)，如车刀主切削刃为直线，如车刀主切削刃为直线 hD=fsinkr (2-5) 2切削层公称宽度bD 切削层公称宽度bD：沿过渡外表度量的切削层尺寸 (以下简称为切削宽度)。如车刀主切削刃为直线 bD= 3切削层公称横截面积切削层公称横截面积AD 切削层公称横截面积切削层公称横截面积AD：切削层在切削层尺寸度量：切削层在切削层尺寸度量平面内的横截面积平面内的横截面积 (以下简称为切削面积以下简称为切削面积)。对于车削。对于车削 AD=hDbD=fap (2-7) 2-6 二、刀具角度 下面以外圆车刀为例，给出刀具几何参数方面的有关定义。 (一一)刀具切削部分的构造刀具切削部分的构造 (1)前

14、刀面前刀面 (2)主后刀面主后刀面 (3)副后刀面副后刀面 (4)主切削刃主切削刃 (5)副切削刃副切削刃 (6)刀尖刀尖 (二)刀具的标注角度 1刀具标注角度的参考系 (1)基面基面Pr 经过主切削刃上某一指定点，并与经过主切削刃上某一指定点，并与 该点切削速度方向相垂直的平面。该点切削速度方向相垂直的平面。 (2)切削平面切削平面Ps 经过主切削刃上某一指定点，与主经过主切削刃上某一指定点，与主 切削刃相切并垂直于该点基面的平面。切削刃相切并垂直于该点基面的平面。 (3)正交平面正交平面Po 经过主切削刃上某一指定点，同时经过主切削刃上某一指定点，同时 垂直于该点基面和切削平面的平面。垂直

15、于该点基面和切削平面的平面。 上述三个参考平面是相互垂直的，由它们组成的刀具标注角度参考系称为正交平面参考系。 2刀具的标注角度 (1)前角o 在正交平面内丈量的前刀面和基面间的夹角。 前角的作用： a.o变形切削力。 b. o切削刃强度。 c. o散热体积。 所以应有合理前角。 (2)后角o 在正交平面内丈量的主后刀面与切削平面的夹角，普通为正值。 后角的作用：a. o 摩擦切削力。 b. o切削刃强度。 c. o散热体积。 所以后角也应有合理值。 (3)主偏角主偏角kr 在基面内丈量的主切削刃在基面上的投影与进给在基面内丈量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。运动方向的夹角。 主

16、偏角的作用：主偏角的作用： a.在在ap和和f一定的情况下，一定的情况下， kr 切削刃单位长度上的受力切削刃单位长度上的受力。 b. kr 径向力径向力Fp，轴向力，轴向力Ff 。 所以主偏角也应有合理值。所以主偏角也应有合理值。 (4)副偏角副偏角kr 在基面内丈量的副切削刃在基面上的投影与进在基面内丈量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。给运动反方向的夹角。 副偏角的作用：副偏角的作用： a. kr 摩擦摩擦。 b. kr 工件外表粗糙度工件外表粗糙度 所以副偏角所以副偏角 也应有合理值。也应有合理值。 (5)刃倾角刃倾角s 在切削平面内丈量的主切削刃与基面之间的夹角。在切削

17、平面内丈量的主切削刃与基面之间的夹角。 刃倾角的作用：刃倾角的作用： a.影响切屑的流出方向。影响切屑的流出方向。 正的正的s切屑流向工件切屑流向工件 的待加工外表。的待加工外表。 负的负的s切屑流向工件切屑流向工件 的已加工外表。的已加工外表。 b.正的正的s刀尖强度刀尖强度。 所以刃倾角也应有合理所以刃倾角也应有合理值。值。 3刀具的任务角度刀具的任务角度 (1)进给运动对任务角度的影响进给运动对任务角度的影响 a.横向进给运动对任务角度的影响横向进给运动对任务角度的影响 oe=o+ oe=o- b.纵向进给运动对任务角度的影响纵向进给运动对任务角度的影响 螺纹车刀左侧刀刃上螺纹车刀左侧刀

18、刃上A点在正交平面内的任务前角度点在正交平面内的任务前角度 oe=o+ oe=o- (2)刀具安装位置对任务角度的影响刀具安装位置对任务角度的影响 a.刀尖高于或低于工件中心的影响刀尖高于或低于工件中心的影响 刀尖高于工件中心如图：刀尖高于工件中心如图： oeo oeo 刀尖低于工件中心：刀尖低于工件中心： oe o oe o b.车刀刀杆中心线与进给方向不垂直时的影响车刀刀杆中心线与进给方向不垂直时的影响 kre=krA kre =kr A式中式中 A刀杆中心线的垂线与进给方向的夹角。刀杆中心线的垂线与进给方向的夹角。 三、刀具资料三、刀具资料 (一一)刀具资料的性能要求刀具资料的性能要求

19、(1)较高的硬度和耐磨性较高的硬度和耐磨性 刀具资料的常温硬度要求在刀具资料的常温硬度要求在60HRC以上。以上。 (2)足够的强度和韧性足够的强度和韧性 (3)较高的耐热性较高的耐热性 (4)良好的导热性和耐热冲击性能良好的导热性和耐热冲击性能 (5)良好的工艺性良好的工艺性 (二二)常用刀具资料常用刀具资料 1.碳素工具钢碳素工具钢 碳素工具钢是含碳量为碳素工具钢是含碳量为0.71.3%的优质高碳钢。的优质高碳钢。 常用牌号有：常用牌号有：T8A、T10A、T12A。 碳素工具钢的性能：碳素工具钢的性能： 淬火硬度可达淬火硬度可达HRC6066，且刀具韧磨时容易锋利，价钱低廉。，且刀具韧磨

20、时容易锋利，价钱低廉。但耐热性差，但耐热性差，200左右就会失去原来的硬度，故允许的切削速度左右就会失去原来的硬度，故允许的切削速度不高不高0.5m/s左右。淬透性差，热处置变形大。左右。淬透性差，热处置变形大。 碳素工具钢运用：碳素工具钢运用： 只用来制造手动刀具，如锉刀、手工锯条等。只用来制造手动刀具，如锉刀、手工锯条等。 2.合金工具钢合金工具钢 在在碳碳素素工工具具钢钢中中参参与与一一定定量量的的合合金金元元素素，如如铬铬Cr、钨钨W、硅硅Si、锰、锰Mn等即成合金工具钢。等即成合金工具钢。 常用的牌号有：常用的牌号有：9SiCr、CrWMn等。等。 合金工具钢的性能：合金工具钢的性能

21、： 淬淬火火硬硬度度与与碳碳素素工工具具钢钢一一样样，而而耐耐热热性性有有所所提提高高，可可耐耐350左左右右的的高高温温，耐耐磨磨性性也也略略有有提提高高。合合金金工工具具钢钢的的最最大大优优点点是是热热处处置置时时变形较小。变形较小。 合金工具钢运用：合金工具钢运用： 常常用用来来制制造造外外形形复复杂杂、要要求求热热处处置置变变形形小小的的低低速速刀刀具具，如如丝丝锥锥、板牙、铰刀等。板牙、铰刀等。 3高速钢高速钢 高速钢是参与了较多的钨高速钢是参与了较多的钨(w)、钼、钼(Mo)、铬、铬(Cr)、钒、钒(v)等合金等合金元素的高合金工具钢。元素的高合金工具钢。 高速钢的性能：高速钢的性

22、能： 具有较高的硬度具有较高的硬度(6267HRC)和耐热性；高的耐热性，温度高和耐热性；高的耐热性，温度高达达500650时仍能进展切削；高强度时仍能进展切削；高强度 (抗弯强度是普通硬质合金抗弯强度是普通硬质合金的的23倍，陶瓷的倍，陶瓷的56倍倍)；韧性好，可在有冲击、振动的场所运；韧性好，可在有冲击、振动的场所运用；制造工艺性好，容易磨出锋利的切削刃。用；制造工艺性好，容易磨出锋利的切削刃。 高速钢的运用：适于制造各类刀具，尤其适于制造钻头、拉刀、高速钢的运用：适于制造各类刀具，尤其适于制造钻头、拉刀、成形刀具、齿轮刀具等外形复杂的刀具。成形刀具、齿轮刀具等外形复杂的刀具。 高速钢的分

23、类：高速钢的分类： 按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢 按制造工艺方法可分为熔炼高速钢和粉木冶金高速钢。按制造工艺方法可分为熔炼高速钢和粉木冶金高速钢。 1普通高速钢普通高速钢 是参与较多的钨是参与较多的钨W、钼、钼Mo、铬、铬Cr、钒、钒V等合等合金元素的高合金工具钢。金元素的高合金工具钢。 典型牌号：典型牌号： W18Cr4V(简称简称W18)和和W6Mo5Cr4V2(M2)。 特点及适用范围：特点及适用范围：W18的综合性能较好，可用于各种复杂刀具。的综合性能较好，可用于各种复杂刀具。M2的碳化物分布细小、均匀，可用来制造尺寸较大，接受较大冲

24、的碳化物分布细小、均匀，可用来制造尺寸较大，接受较大冲击力的刀具；击力的刀具；M2的热塑性好，适宜于制造热扎钻头等刀具。的热塑性好，适宜于制造热扎钻头等刀具。 2高性能高速钢高性能高速钢 在普通高速钢的根底上添加一些含碳量、含钒量并添加钴、铝在普通高速钢的根底上添加一些含碳量、含钒量并添加钴、铝等合金元素熔炼而成。等合金元素熔炼而成。 典型牌号：典型牌号： W2Mo9Cr4VCo8(M42)和和W6Mo5Cr4V2Al(501)。 特点及适用范围：特点及适用范围： M42的综合性能好，常温硬度接近的综合性能好，常温硬度接近70HRC，600时其硬度为时其硬度为55HRC，刃磨性能也好；但，刃磨

25、性能也好；但M42含钻多，本钱含钻多，本钱较贵。较贵。 501钢是一种含铝的无钴高速钢，钢是一种含铝的无钴高速钢，600时硬度达时硬度达54HRC，501钢的切削性能与钢的切削性能与M42大体相当，本钱较低，但刃磨性能较差。大体相当，本钱较低，但刃磨性能较差。 表表2-1列出了几种常用高速钢的力学性能。列出了几种常用高速钢的力学性能。 (3)粉末冶金高速钢粉末冶金高速钢 粉末冶金高速钢是在用高压惰性气体粉末冶金高速钢是在用高压惰性气体(氩气或氮气氩气或氮气)把钢水雾化把钢水雾化成粉末后，再经过热压、锻轧成材。成粉末后，再经过热压、锻轧成材。 特点及适用范围：特点及适用范围： 有效地处理了熔炼高

26、速钢的碳化物共晶偏析问题，结晶组织细有效地处理了熔炼高速钢的碳化物共晶偏析问题，结晶组织细小均匀。与熔炼高速钢相比，粉末冶金高速钢材质均匀，韧性好，小均匀。与熔炼高速钢相比，粉末冶金高速钢材质均匀，韧性好，硬度高，热处置变形小，质量稳定，刃磨性能好，刀具寿命较高。硬度高，热处置变形小，质量稳定，刃磨性能好，刀具寿命较高。可用它切削各种难加工资料，特别适宜于制造各种精细刀具和可用它切削各种难加工资料，特别适宜于制造各种精细刀具和 外形外形复杂的刀具。复杂的刀具。 4硬质合金硬质合金 硬质合金是用高硬度、难熔的金属碳化物硬质合金是用高硬度、难熔的金属碳化物(WC、TiC等等)和金属和金属粘结剂粘结

27、剂(Co、Ni等等)在高温条件下烧结而成的粉末冶金制品。在高温条件下烧结而成的粉末冶金制品。 硬质合金的性质：硬质合金的性质： 硬质合金的常温硬度达硬质合金的常温硬度达8993HRA，760时其硬度为时其硬度为77 85HRA，在，在8001000时硬质合金还能进展切削，刀具寿命比高时硬质合金还能进展切削，刀具寿命比高速钢刀具高几倍到几十倍，可加工包括淬硬钢在内的多种资料。但速钢刀具高几倍到几十倍，可加工包括淬硬钢在内的多种资料。但硬质合金的强度和韧性比高速钢差，常温下的冲击韧性仅为高速钢硬质合金的强度和韧性比高速钢差，常温下的冲击韧性仅为高速钢的的1/81/30，因此，硬质合金接受切削振动和

28、冲击的才干较差。，因此，硬质合金接受切削振动和冲击的才干较差。 硬质合金的分类：硬质合金的分类： ISO把切削用硬质合金分为三类：把切削用硬质合金分为三类：P类、类、K类和类和M类。类。 (1)P类类(相当于我国相当于我国YT类类)硬质合金由硬质合金由WC、TiC和和Co组成，也组成，也称钨钛钴类硬质合金。称钨钛钴类硬质合金。 常用牌号有：常用牌号有：YT5(TiC的质量分数为的质量分数为5)、YTl5等。等。 性能：性能： 随着随着TiC质量分数的提高，钴质量分数相应减少，硬度及耐磨质量分数的提高，钴质量分数相应减少，硬度及耐磨性增高，抗弯强度下降。性增高，抗弯强度下降。 运用范围：运用范围

29、： 主要用于加工钢料及有色金属等韧性资料。但是不宜加工不锈主要用于加工钢料及有色金属等韧性资料。但是不宜加工不锈钢和钛合金。钢和钛合金。 (2)K类类(相当于我国相当于我国YG类类)硬质合金由硬质合金由WC和和Co组成，也称钨钴组成，也称钨钴类硬质合金。类硬质合金。 常用牌号：常用牌号： YG6(钴的质量分数为钴的质量分数为6)、YG8(钻的质量分数为钻的质量分数为8)等。等。 性能：性能： 随着钴质量分数增多，硬度和耐磨性下降，抗弯强度和韧性增随着钴质量分数增多，硬度和耐磨性下降，抗弯强度和韧性增高。高。 运用范围：运用范围： 主要用来加工铸铁、青铜等脆性资料，也可加工有色金属及其主要用来加

30、工铸铁、青铜等脆性资料，也可加工有色金属及其合金。合金。 (3) M类(相当于我国YW类)硬质合金，是在WC、TiC、Co的根底上再参与TaC(或NbC)而成。 常用牌号：YW1和YW2等。 性能： 参与TaC(或NbC)后，改善了硬质合金的综合性能。这类硬质合金既可以加工铸铁和有色金属，又可以加工钢料，还可以加工高温合金和不锈钢等难加工资料，有通用硬质合金之称。 表2-2列出了几种常用的硬质合金的牌号、性能及其运用范围。 (三三)其他刀具资料其他刀具资料 1陶瓷陶瓷 用于制造刀具的陶瓷资料主要有两类：氧化铝用于制造刀具的陶瓷资料主要有两类：氧化铝(Al2O3)基陶瓷基陶瓷和氮化硅和氮化硅(S

31、i3N4)基陶瓷。基陶瓷。 A12O3基陶瓷硬度高达基陶瓷硬度高达9195HBA，耐磨性好、耐热性好、化，耐磨性好、耐热性好、化学稳定性高、抗粘结才干强，但抗弯强度和韧性差；这种陶瓷用于学稳定性高、抗粘结才干强，但抗弯强度和韧性差；这种陶瓷用于精加工和半精加工冷硬铸铁、淬硬钢很有效。精加工和半精加工冷硬铸铁、淬硬钢很有效。 Si3N4基陶瓷有较高的抗弯强度和韧性，适于加工铸铁及高温基陶瓷有较高的抗弯强度和韧性，适于加工铸铁及高温合金，切削钢料效果不显著。合金，切削钢料效果不显著。 2立方氮化硼立方氮化硼 立方氮化硼立方氮化硼(CBN)是由六方氮化硼经高温高压处置转化而成，是由六方氮化硼经高温高

32、压处置转化而成，其硬度高达其硬度高达8000HV，仅次于金刚石。，仅次于金刚石。 CBN是一种新型刀具资料，它可耐是一种新型刀具资料，它可耐13001500的高温，热的高温，热稳定性好；它的化学稳定性也很好，即使温度高达稳定性好；它的化学稳定性也很好，即使温度高达12001300t也也不与铁产生化学反响。不与铁产生化学反响。 立方氮化硼能以硬质合金切削铸铁和普通钢的切削速度对冷立方氮化硼能以硬质合金切削铸铁和普通钢的切削速度对冷硬铸铁、淬硬钢、高温合金等进展加工。硬铸铁、淬硬钢、高温合金等进展加工。 3人造金刚石人造金刚石 金刚石分为天然金刚石和人造金刚石两种，由于天然金刚石价金刚石分为天然金

33、刚石和人造金刚石两种，由于天然金刚石价钱昂贵，工业上多运用人造金刚石。人造金刚石又分为单晶金刚石钱昂贵，工业上多运用人造金刚石。人造金刚石又分为单晶金刚石和聚晶金刚石和聚晶金刚石(PCD)。 金刚石的硬度高达金刚石的硬度高达600010000HV，是目前知的最硬物质，可，是目前知的最硬物质，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金等高硬度、高耐磨资料。用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金等高硬度、高耐磨资料。 金刚石不是碳的稳定形状，遇热易氧化和石墨化，用金刚石刀金刚石不是碳的稳定形状，遇热易氧化和石墨化，用金刚石刀具进展切削时须对切削区进展强迫冷却。金刚石刀具不宜加工铁族具进展切削时须对切削区进展

34、强迫冷却。金刚石刀具不宜加工铁族元素，由于金刚石中的碳原子和铁族元素的亲和力大，刀具寿命低。元素，由于金刚石中的碳原子和铁族元素的亲和力大，刀具寿命低。 人造金刚石目前主要用于制造磨具及磨料，用作刀具资料主要人造金刚石目前主要用于制造磨具及磨料，用作刀具资料主要用于有色金属的高速精细切削。用于有色金属的高速精细切削。 第二节第二节 金属切削过程中的变形金属切削过程中的变形 一、切屑的构成过程一、切屑的构成过程 1变形区的划分变形区的划分 (1)第一变形区第一变形区 图中图中I区区 (2)第二变形区第二变形区 图中图中区区 (3)第三变形区第三变形区 图中图中区区 在第一变形区内的变形： 变形的

35、主要特征就是沿滑移线的剪切变形，以及随之产生的加工硬化。 OA、OB和OM等 都是等剪应力曲线。 OA称作始滑移线 OM称作终滑移线 滑移与晶粒的伸长：滑移与晶粒的伸长： 当金属沿滑移线发生剪切变形时，晶粒会伸长，如图当金属沿滑移线发生剪切变形时，晶粒会伸长，如图2-12所示。晶粒伸长的方向与滑移方向所示。晶粒伸长的方向与滑移方向(即剪切面方向即剪切面方向)是是不重合的，它们成不重合的，它们成 一夹角一夹角。 塑性金属切屑构成过程：塑性金属切屑构成过程： 普通切削速度范围内，第一变形区的宽度仅为普通切削速度范围内，第一变形区的宽度仅为0.020.2mm，所以可以用一剪切面来表示。，所以可以用一

36、剪切面来表示。 剪切面与切削速度方向的夹角称作剪切角，以剪切面与切削速度方向的夹角称作剪切角，以表示。表示。 我们可以用图我们可以用图2-13笼统地模拟塑性金属切屑构成过程。笼统地模拟塑性金属切屑构成过程。 卡片之间滑移的方向就是剪切面的方向。卡片之间滑移的方向就是剪切面的方向。 2切屑的受力分析切屑的受力分析 在直角自在切削的情况下，作用在切屑上的力有：前在直角自在切削的情况下，作用在切屑上的力有：前刀面上的法向力刀面上的法向力Fn和摩擦力和摩擦力Ff；剪切面上的正压力；剪切面上的正压力Fns和和剪切力剪切力Fs；这两对力的合力相互平衡，如下图。；这两对力的合力相互平衡，如下图。 如将上述两

37、对力都画在切削刃的前方，就可得到图2-15所示的力关系图。图中F是Ff和Fn的合力，称为切屑构成力；是剪切角； 是前刀面对切屑作 用的摩擦角；o是刀 具前角；Fc是切削运 动方向的切削分力； Fp是垂直于切削运动 方向的切削分力；hD 是切削层公称厚度。 令令bD表示切削层公称宽度，表示切削层公称宽度，AD表示切削层公称横截表示切削层公称横截面积面积(AD=hDbD)，As表示剪切面的面积表示剪切面的面积(As=AD/sin)，表示剪切面上的剪应力，那么表示剪切面上的剪应力，那么 如用测力仪直接测得作用在刀具上的切削分力如用测力仪直接测得作用在刀具上的切削分力Fc和和Fp，在忽略被切资料对刀具

38、后刀面作用力的条件下，在忽略被切资料对刀具后刀面作用力的条件下，即可由式即可由式(2-9)与式与式(2-10)推导求得前刀面对切屑作用推导求得前刀面对切屑作用的摩擦角的摩擦角，进而可近似求得前刀面与切屑间的摩擦系，进而可近似求得前刀面与切屑间的摩擦系数数。 以式以式(2-10)除以式除以式(2-9)得得 二、切削变形程度二、切削变形程度 切削变形程度有三种切削变形程度有三种 表示方法，表示方法，分述如下。分述如下。 1变形系数变形系数h 切屑厚度切屑厚度hch与切削层厚度与切削层厚度hD之比称为厚度变形系数之比称为厚度变形系数ha；而；而切削层长度切削层长度lc与切屑长度与切屑长度lch之比称

39、为长度变形系数之比称为长度变形系数hl。2-11 由于切削层变成切屑后，宽度变化很小，根据体积不由于切削层变成切屑后，宽度变化很小，根据体积不变原理，可求得变原理，可求得 ha= hl ha与与hl可一致用符号可一致用符号h表示。变形系数表示。变形系数h的值是的值是大于大于1的数。的数。h越大，变形越大。越大，变形越大。h值可经过实测求得。值可经过实测求得。 由式由式(2-11)知，知，h与剪切角与剪切角有关，有关，增大，增大，h减小，减小，切削变形减小。切削变形减小。 2相对滑移相对滑移 相对滑移相对滑移(剪应变剪应变)。 图图2-17中，平行四边形中，平行四边形 OHNM发生剪切变形后，发

40、生剪切变形后， 变为平行四边形变为平行四边形OGPM， 其相对滑移其相对滑移 2-12 3剪切角剪切角 由式由式(2-11)知，剪切角知，剪切角与切削变形有亲密关系，我与切削变形有亲密关系，我们也可以用剪切角们也可以用剪切角来衡量切削变形的程度。来衡量切削变形的程度。 由于主应力方向与最大剪应力方向的夹角应为由于主应力方向与最大剪应力方向的夹角应为45，即即Fs与与F的夹角应为的夹角应为45，由图，由图2-15可知可知2-13讨论：讨论：1)前角前角o增大时，剪切角增大时，剪切角随之增大，变形减小。随之增大，变形减小。 2)摩擦角摩擦角增大时，剪切角增大时，剪切角随之减小，变形增大。随之减小，

41、变形增大。 三、前刀面上的摩擦三、前刀面上的摩擦 在在OA区：由于正应力值大，切屑在前刀面上构成粘区：由于正应力值大，切屑在前刀面上构成粘结接触。结接触。=s 各点的摩擦系数：各点的摩擦系数： 由于由于(x)随随x变化，故在粘结接触区切屑与前刀面的变化，故在粘结接触区切屑与前刀面的摩擦系数是一个变值，离切削刃越远，摩擦系数越大。摩擦系数是一个变值，离切削刃越远，摩擦系数越大。 其平均摩擦系数其平均摩擦系数1平均平均=式中式中 Ff1， Fn1分别为粘结接触区的摩擦力和正压力；分别为粘结接触区的摩擦力和正压力； bD切削层公称宽度；切削层公称宽度； av粘结接触区平均正应力。粘结接触区平均正应力

42、。 在在AB区：切屑在前刀面上构成滑动接触，各点的摩区：切屑在前刀面上构成滑动接触，各点的摩擦系数擦系数一样，切应力一样，切应力=。 四、积屑瘤的构成及其对切削过程的影响四、积屑瘤的构成及其对切削过程的影响 1积屑瘤的构成及其影响积屑瘤的构成及其影响 积屑瘤的概念：积屑瘤的概念： 积屑瘤的成因：积屑瘤的成因： 影响积屑瘤的的要素：影响积屑瘤的的要素： 积屑瘤的产生及其生长积屑瘤的产生及其生长 与工件资料的性质、切削区与工件资料的性质、切削区 的温度分布和压力分布有关。的温度分布和压力分布有关。 2积屑瘤对切削过程的影响积屑瘤对切削过程的影响 (1)使刀具前角变大使刀具前角变大 (2)使切削厚度

43、变化使切削厚度变化 (3)使加工外表粗糙度增大使加工外表粗糙度增大 (4)对刀具寿命的影响对刀具寿命的影响 积屑瘤对切削过程的影响有积极的一面，也有消极的积屑瘤对切削过程的影响有积极的一面，也有消极的一面。精加工时必需防止积屑瘤的产生。一面。精加工时必需防止积屑瘤的产生。 采取的控制措施有：采取的控制措施有： 1)正确选用切削速度，使切削速度避开产生积屑瘤的正确选用切削速度，使切削速度避开产生积屑瘤的区域。区域。 2)运用光滑性能好的切削液，运用光滑性能好的切削液， 目的在于减小切屑底目的在于减小切屑底层资料与刀具前刀面间的摩擦。层资料与刀具前刀面间的摩擦。 3)增大刀具前角增大刀具前角o，减

44、小刀具前刀面与切屑之间的压，减小刀具前刀面与切屑之间的压力。力。 4)适当提高工件资料硬度，减小加工硬化倾向。适当提高工件资料硬度，减小加工硬化倾向。 五、影响切屑变形的要素五、影响切屑变形的要素 1工件资料工件资料 工件资料强度越高，切屑的变形越小。工件资料强度越高，切屑的变形越小。 2刀具前角刀具前角o 增大刀具前角增大刀具前角o，剪切角，剪切角将随之增大，变形系数将随之增大，变形系数h将随之减小。将随之减小。 3切削速度切削速度vc 切削速度切削速度vc越大，变形系数越大，变形系数h越小。越小。 4切削层公称厚度切削层公称厚度hD 切削层公称厚度切削层公称厚度hD越大，变形系数越大，变形

45、系数h越小。越小。 第三节第三节 切屑的类型及控制切屑的类型及控制 一、切屑的类型一、切屑的类型 由于工件资料不同，切削条件各异，切削过程中生成由于工件资料不同，切削条件各异，切削过程中生成的切屑外形是多种多样的。切屑的外形主要分为带状、节的切屑外形是多种多样的。切屑的外形主要分为带状、节状、粒状和崩碎四种类型。状、粒状和崩碎四种类型。 (1)带状切屑带状切屑 这是最常见的一种切屑。它的内外表是光滑的，外外这是最常见的一种切屑。它的内外表是光滑的，外外表呈毛茸状。表呈毛茸状。 加工塑性金属时，在切削厚度较小、切削速度较高、加工塑性金属时，在切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大的工况条件下常

46、构成此类切屑。刀具前角较大的工况条件下常构成此类切屑。 (2)节状切屑节状切屑 又称挤裂切屑。它的外外表呈锯齿形，内外表有时有又称挤裂切屑。它的外外表呈锯齿形，内外表有时有裂纹。裂纹。 在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生此类切屑。产生此类切屑。 (3)粒状切屑粒状切屑 又称单元切屑。又称单元切屑。 在切屑构成过程中，如剪切面上的剪切应力超越了资在切屑构成过程中，如剪切面上的剪切应力超越了资料的断裂强度，切屑单元从被切资料上零落，构成粒状切料的断裂强度，切屑单元从被切资料上零落，构成粒状切屑。屑。 (4)崩碎切屑崩碎切屑 切削脆性金属

47、时，由于资料塑性很小、抗拉强度较低，切削脆性金属时，由于资料塑性很小、抗拉强度较低，刀具切人后，切削层金属在刀具前刀面的作用下，未经明刀具切人后，切削层金属在刀具前刀面的作用下，未经明显的塑性变形就在拉应力作用下脆断，构成外形不规那么显的塑性变形就在拉应力作用下脆断，构成外形不规那么的崩碎切屑。的崩碎切屑。 加工脆性资料，切削厚度越大越易得到这类切屑。加工脆性资料，切削厚度越大越易得到这类切屑。 二、切屑的控制二、切屑的控制 切屑经第切屑经第、第、第变形区的猛烈变形后，硬度添加，变形区的猛烈变形后，硬度添加，塑性下降，性能变脆。在切屑排出过程中，当碰到刀塑性下降，性能变脆。在切屑排出过程中，当

48、碰到刀具后刀面、工件上过渡外表或待加工外表等妨碍时，具后刀面、工件上过渡外表或待加工外表等妨碍时，如某一部位的应变超越了切屑资料的断裂应变值，切如某一部位的应变超越了切屑资料的断裂应变值，切屑就会折断。屑就会折断。 还可以采取以下措施控制切屑：还可以采取以下措施控制切屑： (1)采用断屑槽采用断屑槽 经过设置断屑槽对流动中的切屑施加一定的约束力，经过设置断屑槽对流动中的切屑施加一定的约束力，使切屑应变增大，切屑卷曲半径减小。断屑槽的尺寸参数使切屑应变增大，切屑卷曲半径减小。断屑槽的尺寸参数应与切削用量的大小相顺应，否那么会影响断屑效果。常应与切削用量的大小相顺应，否那么会影响断屑效果。常用的断

49、屑槽截面外形有折线形、直线圆弧形和全圆弧形，用的断屑槽截面外形有折线形、直线圆弧形和全圆弧形，见图见图2-23。 前角较大时，采用全圆弧形断屑槽刀具的强度较好。 断屑槽位于前刀面上的方式有平行、外斜、内斜三种。 (2)改动刀具角度改动刀具角度 增大刀具主偏角增大刀具主偏角r，切削厚度变大，有利于断屑。减，切削厚度变大，有利于断屑。减小刀具前角小刀具前角o可使切屑变形加大，切屑易于折断。刃倾角可使切屑变形加大，切屑易于折断。刃倾角s可以控制切屑的流向。可以控制切屑的流向。 (3)调整切削用量调整切削用量 提高进给量提高进给量f使切削厚度增大，对断屑有利；但增大使切削厚度增大，对断屑有利；但增大f

50、会增大加工外表粗糙度。适当地降低切削速度使切削变形会增大加工外表粗糙度。适当地降低切削速度使切削变形增大，也有利于断屑，但这会降低资料切除效率。须根据增大，也有利于断屑，但这会降低资料切除效率。须根据实践条件适中选择切削用量。实践条件适中选择切削用量。 第四节第四节 切削力切削力 一、切削力、切削合力与分力、切削功率一、切削力、切削合力与分力、切削功率 1切削力切削力 切削力来源于以下切削力来源于以下 两个方面两个方面(图图2-25)： 1变形抗力变形抗力 2摩擦阻力摩擦阻力 2切削合力及分解切削合力及分解 切削合力为切削合力为F Fc称为切削力称为切削力(也称切向力、主切削力也称切向力、主切

51、削力)。 Fp称为背向力称为背向力(也称切深抗力、径向力也称切深抗力、径向力)。 Ff称为进给力称为进给力(也称轴向力也称轴向力)。 在上述三个分力中，在上述三个分力中， Fc值最大，值最大， Fp约为约为(0.150.7)Fc， Ff约为约为(0.10.6)Fc。 由图由图2-26可知可知 3切削功率切削功率式中式中 Fc切削力切削力(N)； vc切削速度切削速度(m/s)； Ff进给力进给力(N)； nw工件转速工件转速(rs)； f 进给量进给量(mmr)。 Pc=Fcvc10-3 2-17 机床电动机的功率机床电动机的功率PE，应为，应为 2-16式中式中 m机床传动效率，普通取为机床

52、传动效率，普通取为0.750.85。 2-18 4单位切削力的概念单位切削力的概念 单位切削面积上的切削力称为单位切削力，用单位切削面积上的切削力称为单位切削力，用kc(Nmm2)表示：表示：式中式中 Fc切削力切削力(N)； AD切削面积切削面积(mm2)。 假设知单位切削力假设知单位切削力kc，可经过式，可经过式(2-19)计算切削力计算切削力Fc。(2-19) 二、切削力的丈量及切削力阅历公式二、切削力的丈量及切削力阅历公式 1切削力的丈量略切削力的丈量略 2切削力阅历公式切削力阅历公式 消费实践中运用比较广泛的切削力阅历公式为消费实践中运用比较广泛的切削力阅历公式为 表2-3车削力公式

53、中的系数和指数 三、影响切削力的要素三、影响切削力的要素 1工件资料的影响工件资料的影响 工件资料的强度、硬度越高，切削力越大。切削脆性工件资料的强度、硬度越高，切削力越大。切削脆性资料时，被切资料的塑性变形及它与前刀面的摩擦都比较资料时，被切资料的塑性变形及它与前刀面的摩擦都比较小，故其切削力相对较小。小，故其切削力相对较小。 2切削用量的影响切削用量的影响 1背吃刀量背吃刀量ap和进给量和进给量f ap和和f增大，都会使切削力增大，但两者的影响程度增大，都会使切削力增大，但两者的影响程度不同。不同。ap增大时，变形系数增大时，变形系数h不变，切削力成正比增大；不变，切削力成正比增大；f增大

54、时，增大时， h有所下降，故切削力不成正比增大。有所下降，故切削力不成正比增大。 (2)切削速度切削速度vc 切削塑性资料时，在无积屑瘤产生的切削速度范围内切削塑性资料时，在无积屑瘤产生的切削速度范围内随着随着vc的增大，切削力减小；这是由于的增大，切削力减小；这是由于vc增大时，切削温增大时，切削温度升高，摩擦系数度升高，摩擦系数减小，从而使减小，从而使h减小，切削力下降。减小，切削力下降。在产生积屑瘤的情况下，刀具的实践前角是随积屑瘤的生在产生积屑瘤的情况下，刀具的实践前角是随积屑瘤的生长与零落变化的。在积屑瘤增长期，长与零落变化的。在积屑瘤增长期，vc增大，积屑瘤高度增大，积屑瘤高度增大

55、，实践前角增大，增大，实践前角增大，h减小，切削力下降；在积屑瘤减小，切削力下降；在积屑瘤衰退期，衰退期，vc增大，积屑瘤减小，实践前角变小，增大，积屑瘤减小，实践前角变小，h增大，增大，切削力上升。切削力上升。 切削铸铁等脆性资料时，被切资料的塑性变形及它与切削铸铁等脆性资料时，被切资料的塑性变形及它与前刀面的摩擦均比较小，前刀面的摩擦均比较小，vc对切削力没有显著影响。对切削力没有显著影响。 3刀具儿何参数的影响 1前角o o增大，h减小，切削力下降。切削塑性资料时，o对切削力的影响较大；切削脆性资料时，由于切削变形很小，o对切削力的影响不显著。 2主偏角kr 由图2-26可知，主偏角kr

56、增大，背向力Fp减小，进给力Ff增大。 3刃倾角s 改动刃倾角将影响切屑在前刀面上的流动方向，从而使切削合力的方向发生变化。增大s，Fp减小，Ff增大。s在4510范围内变化时，Fc根本不变。 4刀具磨损刀具磨损 后刀面磨损增大时，后刀面上的法向力和摩擦力都增后刀面磨损增大时，后刀面上的法向力和摩擦力都增大，故切削力增大。大，故切削力增大。 5切削液切削液 运用以冷却作用为主的切削液如水溶液对切削力运用以冷却作用为主的切削液如水溶液对切削力影响不大，运用光滑作用强的切削液如切削油可使切影响不大，运用光滑作用强的切削液如切削油可使切削力减小。削力减小。 6刀具资料刀具资料 刀具资料与工件资料间的

57、摩擦系数影响摩擦力的大小刀具资料与工件资料间的摩擦系数影响摩擦力的大小导致切削力变化。导致切削力变化。 第五节第五节 切削热和切削温度切削热和切削温度 一、切削热的产生与传导一、切削热的产生与传导 切削热的产生：切削热的产生： 一是切削层金属发生弹性和塑性变形所耗费的能量；一是切削层金属发生弹性和塑性变形所耗费的能量； 二是切屑与前刀面、工件与后二是切屑与前刀面、工件与后 刀面间产生的摩擦热。刀面间产生的摩擦热。 切削热的传导：切削热的传导： 切削热由切屑、工件、刀具及切削热由切屑、工件、刀具及 周围的介质空气，切削液向外周围的介质空气，切削液向外 传导。传导。 二、切削温度的丈量略 三、影响

58、切削温度的主要要素 1切削用量对切削温度的影响 用实验方法求得的刀具与切屑接触区平均切削温度的阅历公式为 (2-22)式中式中刀具与切屑接触区平均温度刀具与切屑接触区平均温度； C切削温度系数；切削温度系数； vc切削速度切削速度m/min)； f进给量进给量mm/r) ; ap背吃刀量背吃刀量mm) ; z，y，x分别为分别为vc、f、ap的指数。的指数。 2刀具几何参数对切削温度的影响 (1)前角前角o 对切对切削温度的影响削温度的影响 o增大，变形增大，变形减小，切削力减小，减小，切削力减小，切削温度下降。切削温度下降。 2主偏角kr对切削温度的影响 减小kr，切削刃任务长度和刀尖角增大

59、，散热条件变好，使切削温度下降。 3 工件资料对切削温度的影响工件资料对切削温度的影响 强度和硬度高，产生的切削热多，切削温度就高。导强度和硬度高，产生的切削热多，切削温度就高。导热系数小时，切削热不易散出，切削温度相对较高。热系数小时，切削热不易散出，切削温度相对较高。 切削灰铸铁等脆性资料时，切削变形小、摩擦小，切切削灰铸铁等脆性资料时，切削变形小、摩擦小，切削温度普通较切削钢时低。削温度普通较切削钢时低。 4刀具磨损对切削温度的影响刀具磨损对切削温度的影响 刀具磨损使切削刃变钝，切削时变形增大、摩擦加剧，刀具磨损使切削刃变钝，切削时变形增大、摩擦加剧，切削温度上升。切削温度上升。 5切削

60、液对切削温度的影响切削液对切削温度的影响 运用切削液可以从切削区带走大量热量，可以明显降运用切削液可以从切削区带走大量热量，可以明显降低切削温度，提高刀具寿命。低切削温度，提高刀具寿命。 第六节第六节 刀具磨损和刀具寿命刀具磨损和刀具寿命 一、刀具磨损形状和磨损机制一、刀具磨损形状和磨损机制 1刀具磨损的形状刀具磨损的形状 (1)前刀面磨损前刀面磨损 磨损量以其深度磨损量以其深度KT表示。表示。 (2)后刀面磨损后刀面磨损 其平均磨损宽度以其平均磨损宽度以VB表示。表示。 (3)边境磨损边境磨损 2刀具磨损机制刀具磨损机制 (1)硬质点划痕硬质点划痕 (2冷焊粘结冷焊粘结 (3)分散磨损分散磨

61、损 (4)化学磨损化学磨损 二、刀具磨损过程及磨钝规范二、刀具磨损过程及磨钝规范 1刀具磨损过程刀具磨损过程 (1)初期磨损阶段初期磨损阶段 (2)正常磨损阶段正常磨损阶段 (3)急剧磨损阶段急剧磨损阶段 2刀具的磨钝规范刀具的磨钝规范 ISO一致规定以一致规定以1/2背吃刀量处后刀面上丈量的磨损带背吃刀量处后刀面上丈量的磨损带宽度宽度VB作为刀具的磨钝规范。作为刀具的磨钝规范。 自动化消费中，常以刀自动化消费中，常以刀具的径向尺寸磨损量具的径向尺寸磨损量NB作为作为衡量刀具的磨钝规范。衡量刀具的磨钝规范。 三、刀具寿命三、刀具寿命 1刀具寿命的定义刀具寿命的定义 刃磨后的刀具自开场切削直到磨

62、损量到达磨钝规范为刃磨后的刀具自开场切削直到磨损量到达磨钝规范为止所阅历的总切削时间，称为刀具寿命，用止所阅历的总切削时间，称为刀具寿命，用T表示。表示。 2刀具寿命的阅历公式刀具寿命的阅历公式 logvcmlogTlogCo vcTmCo (2-23式中式中vc切削速度切削速度m/min) ；T刀具寿命刀具寿命min) ; m表示表示vc对对T的影响程度的指数的影响程度的指数 Co与刀具资料、工件资料、切削条件有关的系数。与刀具资料、工件资料、切削条件有关的系数。 按照同样的方法可以求得按照同样的方法可以求得f-T和和ap-T关系式：关系式： fTgC1 (2-24) apThC2 2-25

63、 综合式综合式2-23)、式、式2-24)、式、式2-25)可得：可得： 2-26 用硬质合金车刀切削b=0.75GPa的碳钢，在进给量f0.75 mm/r时有 2-27 四、刀具的破损四、刀具的破损 1脆性破损脆性破损 (1)崩刃崩刃 (2)碎断碎断 (3)剥落剥落 (4)裂纹破损裂纹破损 2 塑性破损塑性破损 可采取以下相应措施防止刀具破损：可采取以下相应措施防止刀具破损： (1)合理选择刀具资料合理选择刀具资料 (2)合理选择刀具几何参数合理选择刀具几何参数 (3)保证刀具的刃磨质量保证刀具的刃磨质量 (4)合理选择切削用量合理选择切削用量 (5)工艺系统应有较好的刚性工艺系统应有较好的

64、刚性 第三章第三章 机械制造中的加工方法及配备机械制造中的加工方法及配备 第一节第一节 概述概述 一、机械制造中的加工方法一、机械制造中的加工方法 机械制造中的加工方法很多，按照工件在加工过程中机械制造中的加工方法很多，按照工件在加工过程中质量的变化质量的变化 m)，可将加工方法分为资料去除加工，可将加工方法分为资料去除加工m0)三种方式。三种方式。 1资料去除加工资料去除加工m0) 包括电镀、化学镀等原子堆积加工，热喷涂、静电喷包括电镀、化学镀等原子堆积加工，热喷涂、静电喷涂等微粒堆积加工以及快速原型制造等。涂等微粒堆积加工以及快速原型制造等。 二、零件外表成形原理及机床根本知识二、零件外表

65、成形原理及机床根本知识 一零件外表的构成方法及所需运动一零件外表的构成方法及所需运动 1.零件外表的外形零件外表的外形 (1)旋转外表旋转外表 (2)纵向外表纵向外表 (3)特形外表特形外表 2零件外表的构成方法及所需的成形运动零件外表的构成方法及所需的成形运动 外表发生线的构成方法：外表发生线的构成方法： (1)轨迹法轨迹法 (2)成形法成形法 (3)相切法相切法 (4)展成法展成法 机床的运动：机床的运动： 1主运动：它是机床上构成切削速度并耗费大部分主运动：它是机床上构成切削速度并耗费大部分切削动力的运动，是必不可少的成形运动。切削动力的运动，是必不可少的成形运动。 2进给运动：进给运动

66、是配合主运动维持切削加工进给运动：进给运动是配合主运动维持切削加工延续不断进展的运动。延续不断进展的运动。 3 辅助运动：与构成发生线不直接有关的一些辅助辅助运动：与构成发生线不直接有关的一些辅助运动，如切入运动、分度运动、支配和控制运动等。运动，如切入运动、分度运动、支配和控制运动等。 二机床的根本构造和传动二机床的根本构造和传动 1金属切削机床的根本构造金属切削机床的根本构造 机床的根本构造包括如下几个部分：机床的根本构造包括如下几个部分： (1)动力源动力源 (2)运动执行机构运动执行机构 (3)传动机构传动机构 (4)控制系统控制系统 (5)支承系统支承系统 2金属切削机床的传动金属切

67、削机床的传动 构成一个传动联络的一系列传动件称为传动链。根据构成一个传动联络的一系列传动件称为传动链。根据传动联络的性质，传动链可分为如下两类：传动联络的性质，传动链可分为如下两类： (1)外联络传动链：机床动力源和运动执行机构之间的外联络传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联络称为外联络传动链。传动联络称为外联络传动链。 外联络传动链传动比的变化只影响执行机构的运动速外联络传动链传动比的变化只影响执行机构的运动速度，不影响发生线的性质。度，不影响发生线的性质。 (2)内联络传动链：执行件与执行件之间的传动联络称内联络传动链：执行件与执行件之间的传动联络称为内联络传动链。为内联络传动链。

68、 三机床的分类三机床的分类 1.最根本的是按机床的主要加工方法、所用刀具及其最根本的是按机床的主要加工方法、所用刀具及其用途进展分类。机床共分为用途进展分类。机床共分为11类：类： 2.同类机床按运用范围通用性程度又可分为通用同类机床按运用范围通用性程度又可分为通用机床、专门化机床和公用机床。机床、专门化机床和公用机床。 3.同类机床按任务精度又可分为普通精度机床、精细同类机床按任务精度又可分为普通精度机床、精细机床和高精度机床。机床和高精度机床。 机床还可按分量、尺寸、自动化程度、主要任务部件机床还可按分量、尺寸、自动化程度、主要任务部件如主轴等的数目等进展分类。如主轴等的数目等进展分类。

69、四金属切削机床型号的编制四金属切削机床型号的编制 GB/T15375-1994 机床型号由一组汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规机床型号由一组汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。律组合而成。 1通用机床的型号编制通用机床的型号编制 (1)型号表示方法型号表示方法 通用机床型号由根本部分和辅助部分组成，中间用通用机床型号由根本部分和辅助部分组成，中间用“隔开，读作隔开，读作“之。根本部分需一致管理，辅助部之。根本部分需一致管理，辅助部分能否纳入型号由企业自定。分能否纳入型号由企业自定。 通用机床型号的表示方法为：通用机床型号的表示方法为： (2)机床类、组、系的划分及其代号机床类、组、系的

70、划分及其代号 (3)机床的特性代号机床的特性代号 (4)机床主参数和设计顺序号机床主参数和设计顺序号 (5)主轴数和第二主参数的表示方法主轴数和第二主参数的表示方法 (6)机床的艰苦改良顺序号机床的艰苦改良顺序号 (7)其他特征代号及其表示方法其他特征代号及其表示方法 (8)企业代号及其表示方法企业代号及其表示方法 通用机床型号编制实例：通用机床型号编制实例： CA6140型卧式车床型卧式车床 2公用机床的型号编制公用机床的型号编制 公用机床型号由设计单位代号和设计顺序号组成。公公用机床型号由设计单位代号和设计顺序号组成。公用机床型号表示方法为：用机床型号表示方法为： 第二节第二节 常用机床及

71、安装工件所用的附件常用机床及安装工件所用的附件 一、车床及安装工件所用的附件一、车床及安装工件所用的附件 一车床一车床 1卧式车床卧式车床 它是加工范围很广的一种万能性机床，适于加工普通它是加工范围很广的一种万能性机床，适于加工普通回转体零件。但卧式车床的自动化程度较低，加工外形比回转体零件。但卧式车床的自动化程度较低，加工外形比较复杂的工件时，换刀比较费事，加工过程中的辅助时间较复杂的工件时，换刀比较费事，加工过程中的辅助时间较多，所以只适用于单件、小批消费及修配车间。较多，所以只适用于单件、小批消费及修配车间。 2六角转塔车床六角转塔车床 可同时安装假设干把不同用途的刀具，顺序地对工件可同

72、时安装假设干把不同用途的刀具，顺序地对工件进展加工。因此，在成批加工复杂工件时，六角车床的消进展加工。因此，在成批加工复杂工件时，六角车床的消费率比卧式车床高。费率比卧式车床高。 六角转塔车床加工实例六角转塔车床加工实例 3立式车床立式车床 主轴是直立的，工件安装在由主轴带动旋转的任务台主轴是直立的，工件安装在由主轴带动旋转的任务台上。上。 立式车床适于加工直径大而长度短的重型盘类零件，立式车床适于加工直径大而长度短的重型盘类零件，如皮带轮、飞轮等。如皮带轮、飞轮等。 二车床安装工件所用的附件二车床安装工件所用的附件 1用三爪卡盘安装工件用三爪卡盘安装工件 三爪卡盘能自动定心，普通不需找正，运

73、用方便，但三爪卡盘能自动定心，普通不需找正，运用方便，但夹紧力较小，通常用于装夹规那么的夹紧力较小，通常用于装夹规那么的( (如圆柱、六方等外如圆柱、六方等外形形) ) 中小型工件。轴类件长径比中小型工件。轴类件长径比L/DL/D4 4时，可直接运用。时，可直接运用。 2用四爪卡盘安装工件用四爪卡盘安装工件 中心可调、夹紧力大中心可调、夹紧力大 ，但效率较低。用于安装不规，但效率较低。用于安装不规那么外形的工件。那么外形的工件。 3用花盘安装工件用花盘安装工件 用于安装外形很复杂的工件用于安装外形很复杂的工件 4用顶尖安装工件用顶尖安装工件 用于用于4L/D10的轴类工件。的轴类工件。 运用方

74、法：三爪卡盘顶尖、双顶尖运用方法：三爪卡盘顶尖、双顶尖 5中心架及跟刀架的运用中心架及跟刀架的运用L/D10时运用时运用 1中心架中心架 特点：添加了固定支撑，普通用于支撑长的阶梯轴。特点：添加了固定支撑，普通用于支撑长的阶梯轴。 运用方法：三爪卡盘顶尖中心架、双顶尖中心运用方法：三爪卡盘顶尖中心架、双顶尖中心架、三爪卡盘中心架架、三爪卡盘中心架 2跟刀架跟刀架 特点：添加了活动支撑，普通用于长的光轴或丝杠。特点：添加了活动支撑，普通用于长的光轴或丝杠。 运用方法：三爪卡盘顶尖跟刀架、双顶尖跟刀运用方法：三爪卡盘顶尖跟刀架、双顶尖跟刀架架 6用心轴安装工件用心轴安装工件 特点：有利于保证工件内

75、外圆柱面的同轴度及两个端特点：有利于保证工件内外圆柱面的同轴度及两个端面的平行度。面的平行度。 二、钻床及安装工件所用的附件二、钻床及安装工件所用的附件 一钻床一钻床 1. 台式钻床台式钻床 普通用来加工小型工件上直径不超越普通用来加工小型工件上直径不超越13mm13mm的孔。的孔。 2. 立式钻床立式钻床 主要适于在单件、小批消费中加工中、小型工件。主要适于在单件、小批消费中加工中、小型工件。 3. 3. 摇臂钻床摇臂钻床 适于加工单件、小批消费中重而大的工件。适于加工单件、小批消费中重而大的工件。 二钻床安装工件所用的附件二钻床安装工件所用的附件 1.用平口钳安装用平口钳安装 用于安装较小

76、的工件。用于安装较小的工件。 2. 用压板螺栓安装用压板螺栓安装 用于安装较大的工件。用于安装较大的工件。 3. 3. 用用V V形铁安装形铁安装 用于安装圆柱形工件。用于安装圆柱形工件。 三、镗床及安装工件所用的附件三、镗床及安装工件所用的附件 一镗床一镗床 1. 卧式镗床卧式镗床 2. 坐标镗床坐标镗床 二镗床安装工件所用的附件二镗床安装工件所用的附件 普通用压板螺栓安装工件普通用压板螺栓安装工件 三、刨床及安装工件所用的附件三、刨床及安装工件所用的附件 一刨床一刨床 1. 牛头刨床牛头刨床 牛头刨床用于加工中、小型工件，加工长度普通不超牛头刨床用于加工中、小型工件，加工长度普通不超越越1

77、000mm1000mm。 2.龙门刨床 用来加工大型工件，或同时加工数个中、小型工件。用来加工大型工件，或同时加工数个中、小型工件。 3. 插床插床 主要用于单件、小批消费中加工多边形孔和孔内键槽。主要用于单件、小批消费中加工多边形孔和孔内键槽。 二刨床安装工件所用的附件二刨床安装工件所用的附件 小件用平口钳安装工件小件用平口钳安装工件 大件普通用压板螺栓安装工件大件普通用压板螺栓安装工件 插床也可用三爪卡盘安装工件插床也可用三爪卡盘安装工件 四、铣床及安装工件所用的附件四、铣床及安装工件所用的附件 一铣床一铣床 1. 卧式铣床卧式铣床 主要用于铣削平面、沟槽和成形外表等。主要用于铣削平面、沟

78、槽和成形外表等。 2. 立式铣床立式铣床 3.龙门铣床 适于在成批、大量消费中加工大、中型工件的外表。适于在成批、大量消费中加工大、中型工件的外表。 五、磨床及安装工件所用的附件五、磨床及安装工件所用的附件 一磨床一磨床 1.外圆磨床外圆磨床 1 1普通外圆磨床普通外圆磨床 2 2万能外圆磨床万能外圆磨床 3无心外圆磨床无心外圆磨床 无心磨削外圆时，工件不用顶尖支承，而由托板和导无心磨削外圆时，工件不用顶尖支承，而由托板和导轮支持，用砂轮进展磨削。轮支持，用砂轮进展磨削。 2. 2.内圆磨床内圆磨床 内圆磨床主要用于磨削圆柱孔，如把头架转一角度，内圆磨床主要用于磨削圆柱孔，如把头架转一角度，也

79、能磨圆锥孔。也能磨圆锥孔。 3. 3. 平面磨床平面磨床 二磨床及安装工件所用的附件二磨床及安装工件所用的附件 1. 外圆磨床通常用双顶尖或三爪卡盘安装工件。外圆磨床通常用双顶尖或三爪卡盘安装工件。 2.内圆磨床通常用三爪卡盘安装工件。内圆磨床通常用三爪卡盘安装工件。 3.平面磨床通常用双顶尖或电磁吸盘安装工件，也可用平面磨床通常用双顶尖或电磁吸盘安装工件，也可用精细平口钳或公用夹具等导磁性夹具安装。精细平口钳或公用夹具等导磁性夹具安装。 第三节第三节 外圆外表加工外圆外表加工 一、外圆外表的车削加工一、外圆外表的车削加工 一加工方法一加工方法 1粗车粗车 粗车的目的主要是迅速地从毛坯上切除多

80、余的金属，粗车的目的主要是迅速地从毛坯上切除多余的金属，因此，提高消费率是其主要义务。因此，提高消费率是其主要义务。 尽能够大的背吃刀量和进给量来提高消费率。而为了尽能够大的背吃刀量和进给量来提高消费率。而为了保证必要的刀具寿命，切削速度那么通常较低。保证必要的刀具寿命，切削速度那么通常较低。 车刀应选取较大的主偏角，以减小背向力，防止工件车刀应选取较大的主偏角，以减小背向力，防止工件的弯曲变形和振动；选取较小的前角、后角和负值的刃倾的弯曲变形和振动；选取较小的前角、后角和负值的刃倾角，以加强车刀切削部分的强度。角，以加强车刀切削部分的强度。 加工精度为加工精度为IT12IT11，外表粗糙度，

81、外表粗糙度Ra为为5012.5m。 2精车精车 精车的主要义务是保证零件所要求的加工精度和外表精车的主要义务是保证零件所要求的加工精度和外表质量。质量。 精车外圆外表普通采用较小的背吃刀量与进给量和较精车外圆外表普通采用较小的背吃刀量与进给量和较高的切削速度高的切削速度v100m/min进展加工。进展加工。 在加工大型轴类零件外圆时，那么常采用宽刃车刀低在加工大型轴类零件外圆时，那么常采用宽刃车刀低速精车速精车v212m/min )。 精车时车刀应选用较大的前角、后角和正值的刃倾角，精车时车刀应选用较大的前角、后角和正值的刃倾角，以提高加工外表质量。精车可作为较高精度外圆的最终加以提高加工外表

82、质量。精车可作为较高精度外圆的最终加工或作为精细加工的预加工。精车的加工精度可达工或作为精细加工的预加工。精车的加工精度可达IT8IT6级，外表粗糙度级，外表粗糙度Ra可达可达1.60.8m。 3精细车精细车 精细车的特点是：背吃刀量精细车的特点是：背吃刀量ap和进给量和进给量 f 取值极小，取值极小，切削速度高达切削速度高达1502000m/min。精细车普通采用立方氮。精细车普通采用立方氮化硼化硼CBN)、金刚石等超硬资料刀具进展加工，所用机、金刚石等超硬资料刀具进展加工，所用机床也必需是主轴能作高速回转、并具有很高刚度的高精度床也必需是主轴能作高速回转、并具有很高刚度的高精度或精细机床。

83、精细车的加工精度及外表粗糙度与普通外圆或精细机床。精细车的加工精度及外表粗糙度与普通外圆磨削大体相当，加工精度可达磨削大体相当，加工精度可达IT6以上，外表粗糙度以上，外表粗糙度Ra可可达达0.40.05m。多用于磨削加工性不好的有色金属工件。多用于磨削加工性不好的有色金属工件的精细加工，对于容易堵塞砂轮气孔的铝及铝合金等工件，的精细加工，对于容易堵塞砂轮气孔的铝及铝合金等工件，精细车更为有效。在加工大型精细外圆外表时，精细车可精细车更为有效。在加工大型精细外圆外表时，精细车可以替代磨削加工。以替代磨削加工。 二提高外圆外表车削消费效率的途径二提高外圆外表车削消费效率的途径 1)采用高速切削采

84、用高速切削 2)采用强力切削采用强力切削 强力切削是经过增大切削面积强力切削是经过增大切削面积fap来提高消费效来提高消费效率的。其特点是对车刀切削刃进展改革，在刀尖处磨出一率的。其特点是对车刀切削刃进展改革，在刀尖处磨出一段副偏角段副偏角kr=0、长度取为、长度取为1.21.5 f 的修光刃，在进给量的修光刃，在进给量提高几倍甚至十几倍的条件下进展切削时，加工外表粗糙提高几倍甚至十几倍的条件下进展切削时，加工外表粗糙度度Ra仍能到达仍能到达52.5m。强力切削比高速切削的消费效。强力切削比高速切削的消费效率更高，适用于刚度比较好的轴类零件的粗加工。采用强率更高，适用于刚度比较好的轴类零件的粗

85、加工。采用强力切削时，车床加工系统必需具有足够的刚性及功率。力切削时，车床加工系统必需具有足够的刚性及功率。 3)采用多刀加工方法采用多刀加工方法 多刀加工是经过减少刀架行程多刀加工是经过减少刀架行程长度提高消费效率的。长度提高消费效率的。 三车刀的种类和用途三车刀的种类和用途 1.车刀按用途分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、车刀按用途分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀、切槽刀等多种方式。切断刀、切槽刀等多种方式。 2.车刀在构造上可分为整体车刀、焊接车刀和机械夹车刀在构造上可分为整体车刀、焊接车刀和机械夹固式车刀。固式车刀。 机械夹固车刀简称机夹车刀，根据运用情况不同又分机械夹固车刀简

86、称机夹车刀，根据运用情况不同又分为机夹重磨车刀和机夹可转位车刀。为机夹重磨车刀和机夹可转位车刀。 几种常用的夹固机构几种常用的夹固机构: 四四C6132型卧式车床传动系统分析型卧式车床传动系统分析 C6132型卧式车床 C6132型卧式车床传动框图 C6132型卧式车床传动系统图型卧式车床传动系统图 1.主运动系统主运动系统 电动机电动机主轴主轴 传动构造式表示如下：传动构造式表示如下： 根据传动构造式，可计算出主轴的每一种转速。根据传动构造式，可计算出主轴的每一种转速。 例如，主轴最高转速为：例如，主轴最高转速为： 主轴最低转速为：主轴最低转速为： 主轴的反转是经过电运机反转实现的。主轴的反

87、转是经过电运机反转实现的。 2.进给运动系统进给运动系统 主轴主轴刀具刀具 传动构造式表示如下：传动构造式表示如下： 二、外圆外表的磨削加工二、外圆外表的磨削加工 一加工方法一加工方法 1工件有中心支承的外圆磨削工件有中心支承的外圆磨削 (1)纵向进给磨削纵向进给磨削 磨削精度较高，表磨削精度较高，表 面粗糙度较小，但消费面粗糙度较小，但消费 率较低，适于在单件小率较低，适于在单件小 批消费中磨削较长的外批消费中磨削较长的外 圆外表。圆外表。 (2)横向进给磨削横向进给磨削 横向进给磨削的消费效率高，但加工精度低，外表粗横向进给磨削的消费效率高，但加工精度低，外表粗糙度较大，适于在大批大量消费

88、中加工刚性较好的工件外糙度较大，适于在大批大量消费中加工刚性较好的工件外圆外表。圆外表。 同时磨削外圆和端面： 消费效率高，适于在大批大量消费中磨削轴颈对相邻消费效率高，适于在大批大量消费中磨削轴颈对相邻轴肩有垂直度要求的轴、套类工件。轴肩有垂直度要求的轴、套类工件。 2. 工件无中心支承的外圆磨削无心磨削工件无中心支承的外圆磨削无心磨削 消费效率高，容易实现工艺过程的自动化；但不能磨消费效率高，容易实现工艺过程的自动化；但不能磨削带长键槽和平面的圆柱外表，也不能用于磨削同轴度要削带长键槽和平面的圆柱外表，也不能用于磨削同轴度要求较高的阶梯轴外圆外表。求较高的阶梯轴外圆外表。 二外圆磨削加工的

89、工艺特点及运用范围二外圆磨削加工的工艺特点及运用范围 (1)可加工高硬资料。例如，带有不均匀铸、锻硬皮的可加工高硬资料。例如，带有不均匀铸、锻硬皮的工件外表，淬硬外表等。工件外表，淬硬外表等。 (2加工质量好。加工精度高加工质量好。加工精度高IT6IT5 )，加工外，加工外表粗糙度小表粗糙度小Ra可小至可小至0.1m)，缘由如下：，缘由如下： 1)磨粒的刃口钝圆半径磨粒的刃口钝圆半径小小 2)磨粒在砂轮上随机分布，同时参与磨削的磨粒数相磨粒在砂轮上随机分布，同时参与磨削的磨粒数相当多，磨痕轨迹纵横交错，容易磨出外表粗糙度小的光洁当多，磨痕轨迹纵横交错，容易磨出外表粗糙度小的光洁外表。外表。 3

90、磨削温度高磨削温度高 磨削温度高达磨削温度高达8001000 4耗能较多，径向力大。耗能较多，径向力大。 综上分析可知，磨削加工更适用于做精加工任务，也综上分析可知，磨削加工更适用于做精加工任务，也可用砂轮磨削带有不均匀铸、锻硬皮的工件；但它不适宜可用砂轮磨削带有不均匀铸、锻硬皮的工件；但它不适宜加工塑性较大的有色金属资料例如铜、铝及其合金，加工塑性较大的有色金属资料例如铜、铝及其合金，由于这类资料在磨削过程中容易堵塞砂轮，使其失去切削由于这类资料在磨削过程中容易堵塞砂轮，使其失去切削作用。磨削加工既广泛用于单件小批消费，也广泛用于大作用。磨削加工既广泛用于单件小批消费，也广泛用于大批大量消费

91、。批大量消费。 三、外圆外表的精整、光整加工三、外圆外表的精整、光整加工 精整、光整加工是精加工后，从工件外表上不切除或精整、光整加工是精加工后，从工件外表上不切除或切除极薄金属层，用以提高加工外表的尺寸和外形精度、切除极薄金属层，用以提高加工外表的尺寸和外形精度、减小外表粗糙度或用以强化外表的加工方法。对于加工精减小外表粗糙度或用以强化外表的加工方法。对于加工精度要求很高度要求很高(IT6以上、外表粗糙度要求很小以上、外表粗糙度要求很小Ra为为0.2以下的外圆外表，须经精整、光整加工。以下的外圆外表，须经精整、光整加工。 1研磨研磨 研磨是在研具与工件之间加人研磨剂，对工件外表进研磨是在研具

92、与工件之间加人研磨剂，对工件外表进展精整、光整加工的方法。展精整、光整加工的方法。 特点：能提高加工外表的尺寸精度IT6IT4、外形精度和减小外表粗糙度Ra=0.10.008m。可加工钢、铸铁、硬质合金、光学玻璃、陶瓷等多种资料。 方法：研磨分手工研磨和机械研磨两种。 2超精加工超精加工 超精加工是用细粒度的磨条或砂带进展微量磨削的一超精加工是用细粒度的磨条或砂带进展微量磨削的一种精整、光整加工方法。种精整、光整加工方法。 特点：特点： 能减小工件外能减小工件外表粗糙度表粗糙度Ra可达可达0.10.012m)， 但不能提高尺寸精但不能提高尺寸精 度和外形位置精度。度和外形位置精度。 第四节第四

93、节 孔加工孔加工 与外圆外表加工相比，孔加工的条件要差得多，加工与外圆外表加工相比，孔加工的条件要差得多，加工孔要比加工外圆困难。孔要比加工外圆困难。 一、钻孔与扩孔一、钻孔与扩孔 1 . 钻孔钻孔 钻孔是在实心资料上加工孔的第一个工序，钻孔直径钻孔是在实心资料上加工孔的第一个工序，钻孔直径普通小于普通小于80mm。 1常用的钻孔刀具有：麻花钻、中心钻、深孔钻常用的钻孔刀具有：麻花钻、中心钻、深孔钻等。其中最常用的是麻花钻，其直径规格为等。其中最常用的是麻花钻，其直径规格为0.180mm。 规范麻花钻的构造如图规范麻花钻的构造如图3-28所示所示 麻花钻的构造特点：麻花钻的构造特点： a.刚性

94、差刚性差 b.有横刃有横刃 c.沿主切削刃上任一点的前角大小是变化的沿主切削刃上任一点的前角大小是变化的 2钻孔加工有两种方式钻孔加工有两种方式 a. 钻头旋转，例如在钻床、镗床上钻孔。钻头旋转，例如在钻床、镗床上钻孔。 假设钻头引偏时，被加工孔的中心线会发生偏斜或不假设钻头引偏时，被加工孔的中心线会发生偏斜或不直，但孔径根本不变。直，但孔径根本不变。 b. 工件旋转，例如在车床上钻工件旋转，例如在车床上钻 孔。孔。 假设钻头引偏时，会引起孔径变假设钻头引偏时，会引起孔径变 化，而孔中心线仍是直的。化，而孔中心线仍是直的。 (3)钻削加工的特点钻削加工的特点 1) 钻头容易钻头容易“引偏引偏

95、抑制的方法：抑制的方法： a.对称刃磨刀具对称刃磨刀具 b.预钻预钻 c.用钻套为钻头导向用钻套为钻头导向 2) 2) 排屑困难排屑困难 3) 3) 切削热不易传散切削热不易传散 4) 4) 钻削的孔壁质量差钻削的孔壁质量差 精度低，普通只能到达精度低，普通只能到达IT13IT13IT11IT11，外表粗糙度，外表粗糙度RaRa普普通为通为505012.5m12.5m以上，属于粗加工范畴。以上，属于粗加工范畴。 2 . 扩孔扩孔 扩孔是用扩孔钻对曾经钻出、铸出或锻出的孔作进一扩孔是用扩孔钻对曾经钻出、铸出或锻出的孔作进一步加工，以扩展孔径并提高孔的加工质量，扩孔加工既可步加工，以扩展孔径并提高

96、孔的加工质量，扩孔加工既可以作为精加工孔前的预加工，也可以作为要求不高的孔的以作为精加工孔前的预加工，也可以作为要求不高的孔的最终加工。最终加工。 1扩孔钻扩孔钻 2扩孔的特点扩孔的特点 a.无横刃的影响无横刃的影响 b.刀具刚性提高刀具刚性提高 c.排屑容易排屑容易 d.散热条件改善散热条件改善 e.导向性改善导向性改善 扩孔加工的精度普通为扩孔加工的精度普通为 IT11IT10级，外表粗糙度级，外表粗糙度 Ra为为12.56.3m。 扩孔常用于直径小于扩孔常用于直径小于100mm孔的加工。在钻直径较孔的加工。在钻直径较大的孔时大的孔时D30mm)，常先用小钻头直径为孔径的，常先用小钻头直径

97、为孔径的0.5 0.7倍预钻孔，然后再用相应尺寸的扩孔钻扩孔，这倍预钻孔，然后再用相应尺寸的扩孔钻扩孔，这样可以提高孔的加工质量和消费效率。样可以提高孔的加工质量和消费效率。 扩孔除了可扩孔除了可 加工圆柱孔之外，加工圆柱孔之外， 还可以用各种特还可以用各种特 殊外形的扩孔钻殊外形的扩孔钻 亦称锪钻来亦称锪钻来 加工各种沉头座加工各种沉头座 孔和锪平端面。孔和锪平端面。 二、铰孔二、铰孔 铰孔是孔的精加工方法之一，在消费中运用很广。对铰孔是孔的精加工方法之一，在消费中运用很广。对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济适用的加工

98、方法。为经济适用的加工方法。 1 .铰刀铰刀 2 .铰孔的工艺特点及运用铰孔的工艺特点及运用 a.加工余量小，普通粗铰余量取为加工余量小，普通粗铰余量取为0.350.15mm，精，精铰取为铰取为0.150.05mm；切削速度低。；切削速度低。 b.无横刃的影响无横刃的影响 c.刀具刚性进一步提高刀具刚性进一步提高 d.排屑顺畅排屑顺畅 e.散热条件好散热条件好 f.导向性好导向性好 g.铰刀有修光部分铰刀有修光部分 铰孔尺寸精度普通为铰孔尺寸精度普通为1T9IT7级，外表粗糙度级，外表粗糙度Ra普普通为通为3.20.8m。 对于中等尺寸、精度要求较高的孔例如对于中等尺寸、精度要求较高的孔例如I

99、T7级精度级精度孔，钻孔，钻扩扩铰工艺是消费中常用的典型加工方案。铰工艺是消费中常用的典型加工方案。 三、镗孔三、镗孔 镗孔是在预制孔上用切削刀具使之扩展加工方法，镗镗孔是在预制孔上用切削刀具使之扩展加工方法，镗孔任务既可以在镗床上进展，也可以在车床上进展。孔任务既可以在镗床上进展，也可以在车床上进展。 1. 镗孔方式镗孔方式 (1) 工件旋工件旋 转，刀具作进转，刀具作进 给运动给运动 (2)刀具旋转，工件作进给运动刀具旋转，工件作进给运动 这种镗孔方式镗杆的悬伸长度这种镗孔方式镗杆的悬伸长度L一定，镗杆变形对孔一定，镗杆变形对孔的轴向外形精度无影响。但任务台进给方向的偏斜会使孔的轴向外形精

100、度无影响。但任务台进给方向的偏斜会使孔中心线产生位置误差。中心线产生位置误差。 以下图为用公用镗模镗孔的情形，镗杆与机床主轴采以下图为用公用镗模镗孔的情形，镗杆与机床主轴采用浮动联接，镗杆支承在镗模的两个导向套中，刚性较好。用浮动联接，镗杆支承在镗模的两个导向套中，刚性较好。 (3)刀具旋转并作进给运动刀具旋转并作进给运动 镗杆的悬伸长度是变化的，镗杆的悬伸长度是变化的， 镗杆的受力变形也变化，镗出镗杆的受力变形也变化，镗出 来的孔会产生外形误差，接近来的孔会产生外形误差，接近 主轴箱处孔径大，远离主轴箱主轴箱处孔径大，远离主轴箱 孔径小，构成锥孔。孔径小，构成锥孔。 此外，镗杆悬伸长度增大，

101、此外，镗杆悬伸长度增大， 主轴因自重引起的弯曲变形增主轴因自重引起的弯曲变形增 大。孔轴线将产生相应的弯曲。大。孔轴线将产生相应的弯曲。 这种镗孔方式只适于加工较短的孔。这种镗孔方式只适于加工较短的孔。 2. 高速细镗金刚镗高速细镗金刚镗) 高速细镗的特点是背吃刀量小、进给量小、切削速度高速细镗的特点是背吃刀量小、进给量小、切削速度高，它可以获得很高的加工精度高，它可以获得很高的加工精度 (117IT6 )和很光洁的和很光洁的外表外表Ra为为0.40.05m)。 高速细镗最初是用金刚石镗刀加工，故又称金刚镗；高速细镗最初是用金刚石镗刀加工，故又称金刚镗；如今普遍采用硬质合金、如今普遍采用硬质合

102、金、CBN和人造金刚石刀具进展高速和人造金刚石刀具进展高速细镗。高速细镗最初用于加工有色金属工件，如今也广泛细镗。高速细镗最初用于加工有色金属工件，如今也广泛用于加工铸铁件和钢件。用于加工铸铁件和钢件。 高速细镗的加工质量好，消费效率高，在大批大量消高速细镗的加工质量好，消费效率高，在大批大量消费中它被广泛用于精细孔的最终加工。费中它被广泛用于精细孔的最终加工。 3 .镗刀 按不同构造，镗刀可分为单刃镗刀和双刃镗刀。 4 .镗孔的工艺特点及运用范围镗孔的工艺特点及运用范围 a.易于加工大孔及孔系，特别是箱体和支坐类零件上易于加工大孔及孔系，特别是箱体和支坐类零件上的孔。的孔。 b.易于保证位置

103、精度，但加工质量和消费效率都不如易于保证位置精度，但加工质量和消费效率都不如车外圆高。镗孔的加工精度为车外圆高。镗孔的加工精度为IT9IT7级，外表粗糙度级，外表粗糙度Ra为为3.20.8m。 在单件或成批消费中，镗孔是经济易行的方法。在大在单件或成批消费中，镗孔是经济易行的方法。在大批大量消费中，为提高效率，常运用镗模。批大量消费中，为提高效率，常运用镗模。 四、珩磨孔 1. 珩磨原理及珩磨头 珩磨是利用带有磨条珩磨是利用带有磨条油石的珩磨头对孔进油石的珩磨头对孔进展精整、光整加工的方法展精整、光整加工的方法珩磨头由机床主轴带动旋珩磨头由机床主轴带动旋转并作往复直线运动。磨转并作往复直线运动

104、。磨条以一定压力作用于工件条以一定压力作用于工件外表，从工件外表上切除外表，从工件外表上切除一层极薄的资料，其切削一层极薄的资料，其切削轨迹是交叉的网纹。轨迹是交叉的网纹。 2. 珩磨的工艺特点及运用范围珩磨的工艺特点及运用范围 1) 能获得较高的尺寸精度和外形精度，加工精度为能获得较高的尺寸精度和外形精度，加工精度为IT7IT6级，孔的圆度和圆柱度误差可控制在级，孔的圆度和圆柱度误差可控制在35m的的范围之内，但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。范围之内，但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。 2) 能获得较高的外表质量，能获得较高的外表质量，Ra为为0.20.025m，表层，表层金属的蜕变缺陷层

105、深度极微金属的蜕变缺陷层深度极微2.525m)。 3) 消费率较高。消费率较高。 在大批大量消费中广泛用于发动机缸孔及各种液压安在大批大量消费中广泛用于发动机缸孔及各种液压安装中精细孔的加工，孔径范围普通为装中精细孔的加工，孔径范围普通为15500mm或更大，或更大，并可加工长径比大于并可加工长径比大于10的深孔。但珩磨不适用于加工塑性的深孔。但珩磨不适用于加工塑性较大的有色金属工件上的孔，也不能加工带键槽的孔、花较大的有色金属工件上的孔，也不能加工带键槽的孔、花键孔等断续外表。键孔等断续外表。 五、拉孔五、拉孔 1 . 拉削与拉刀拉削与拉刀 拉孔是一种高消费率的精加工方法，它是用特制的拉拉孔

106、是一种高消费率的精加工方法，它是用特制的拉刀在拉床上进展的。刀在拉床上进展的。 拉孔有三种不同的拉削方式拉孔有三种不同的拉削方式: (1)分层式拉削分层式拉削 拉刀将工件加工余量一层一层顺序地切除。拉刀将工件加工余量一层一层顺序地切除。 按分层式拉削方式设计的拉刀称作普通拉刀。按分层式拉削方式设计的拉刀称作普通拉刀。 (2)分块式拉削分块式拉削 加工外表的每一层加工外表的每一层金属是由一组尺寸根本金属是由一组尺寸根本一样但刀齿切削位置相一样但刀齿切削位置相互交错的刀齿通常每互交错的刀齿通常每组由组由23个刀齿组成个刀齿组成切除的。每个刀齿仅切切除的。每个刀齿仅切去一层金属的一部分。去一层金属的

107、一部分。 按分块拉削方式设按分块拉削方式设计的拉刀称为轮切式拉计的拉刀称为轮切式拉刀。刀。 (3)综合式拉削综合式拉削 这种方式集中了分层及分块式拉削的优点，粗切齿部这种方式集中了分层及分块式拉削的优点，粗切齿部分采用分块式拉削，精切齿部分采用分层式拉削。这样既分采用分块式拉削，精切齿部分采用分层式拉削。这样既可缩短拉刀长度，提高消费率，又能获得较好的工件外表可缩短拉刀长度，提高消费率，又能获得较好的工件外表质量。质量。 按综合拉削方式设计的拉刀称为综合式拉刀。按综合拉削方式设计的拉刀称为综合式拉刀。 2 . 拉孔的工艺特征及运用范围拉孔的工艺特征及运用范围 1) 拉刀是多刃刀具，在一次拉削行

108、程中能顺序完成孔拉刀是多刃刀具，在一次拉削行程中能顺序完成孔的粗加工、精加工和精整、光整加工任务，消费效率高。的粗加工、精加工和精整、光整加工任务，消费效率高。 2) 拉孔精度主要取决于拉刀的精度，在通常条件下，拉孔精度主要取决于拉刀的精度，在通常条件下，拉孔精度可达拉孔精度可达119IT7，外表粗糙度，外表粗糙度Ra可达可达6.31.6m。 3) 不易保证孔与其他外表的相互位置精度。不易保证孔与其他外表的相互位置精度。 4) 可加工圆孔、成形孔，花键孔等。可加工圆孔、成形孔，花键孔等。 5) 拉刀是定尺寸刀具，外形复杂、价钱昂贵，不适宜拉刀是定尺寸刀具，外形复杂、价钱昂贵，不适宜于加工大孔。

109、于加工大孔。 拉孔常用在大批大量消费中加工孔径为拉孔常用在大批大量消费中加工孔径为1080 mm、孔深不超越孔径孔深不超越孔径 5 倍的中小零件上的通孔。倍的中小零件上的通孔。 第五节第五节 平面及复杂曲面加工平面及复杂曲面加工 一、概述一、概述 1. 平面及加工要求平面及加工要求 平面加工的技术要求包括：平面本身的精度例如直平面加工的技术要求包括：平面本身的精度例如直线度、平面度，外表粗糙度，平面相对于其他外表的位线度、平面度，外表粗糙度，平面相对于其他外表的位置精度例如平行度、垂直度等。置精度例如平行度、垂直度等。 2. 平面加工方法概述平面加工方法概述 常用的平面加工方法有铣、刨、车、拉

110、、磨削等方法。常用的平面加工方法有铣、刨、车、拉、磨削等方法。其中铣平面是平面加工运用最广泛的方法。其中铣平面是平面加工运用最广泛的方法。 二、铣平面二、铣平面 铣削时，铣刀的旋转运动是主运动。铣削时，铣刀的旋转运动是主运动。 1铣削方式铣削方式 铣平面有端铣和周铣两种方式。端铣是指用分布在铣铣平面有端铣和周铣两种方式。端铣是指用分布在铣力端面上的刀齿进展铣削的方法；周铣是指用分布在铣刀力端面上的刀齿进展铣削的方法；周铣是指用分布在铣刀圆柱面上的刀齿进展铣削的方法。圆柱面上的刀齿进展铣削的方法。 按照铣平面时主运动方向与进给运动方向的相对关系，按照铣平面时主运动方向与进给运动方向的相对关系，周

111、铣有顺铣和逆铣之分。工件进给方向与铣刀的旋转方向周铣有顺铣和逆铣之分。工件进给方向与铣刀的旋转方向相反称为逆铣，工件进给方向与铣刀的旋转方向一样称为相反称为逆铣，工件进给方向与铣刀的旋转方向一样称为顺铣。顺铣。 1逆铣与顺铣的比较逆铣与顺铣的比较 1) 从切屑截面外形分析从切屑截面外形分析 逆铣时，刀齿的切削厚度由零逐渐添加，由于切削刃逆铣时，刀齿的切削厚度由零逐渐添加，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在已加工外表上滑擦一段间隔后才钝圆半径的影响，刀齿在已加工外表上滑擦一段间隔后才干真正切人工件，因此刀齿磨损快，加工外表质量较差。干真正切人工件，因此刀齿磨损快，加工外表质量较差。 顺铣时那么无此

112、景象。实际证明，顺铣时铣刀寿命比顺铣时那么无此景象。实际证明，顺铣时铣刀寿命比逆铣高逆铣高23倍，加工外表也比较好，但顺铣不宜铣带硬皮倍，加工外表也比较好，但顺铣不宜铣带硬皮的工件。的工件。 2)从工件装夹可靠性分析从工件装夹可靠性分析 逆铣时，刀齿对工件的垂直作用力逆铣时，刀齿对工件的垂直作用力FV向上，容易使向上，容易使工件的装夹松动。工件的装夹松动。 顺铣时，刀齿对工件的垂直作用力顺铣时，刀齿对工件的垂直作用力FV向下，使工件向下，使工件压紧在任务台上，加工比较平稳。压紧在任务台上，加工比较平稳。 3)从任务台丝杠、螺母间隙分析从任务台丝杠、螺母间隙分析 逆铣时，工件接受的程度铣削力逆铣

113、时，工件接受的程度铣削力FH与进给速度与进给速度vf的的方向相反，铣床任务台丝杠一直与螺母接触。方向相反，铣床任务台丝杠一直与螺母接触。 顺铣时，工件接受的程度铣削力顺铣时，工件接受的程度铣削力FH与进给速度与进给速度vf一样，一样，由于丝杠螺母间有间隙，铣刀会带开工件和任务台窜动，由于丝杠螺母间有间隙，铣刀会带开工件和任务台窜动，使铣削进给量不均匀，容易打刀。使铣削进给量不均匀，容易打刀。 采用顺铣法加工时必需采取措施消除丝杠与螺母之间的间隙。 (2) 端铣与周铣的比较端铣与周铣的比较 1)从消费效率上分析从消费效率上分析 端铣高于周铣。端铣高于周铣。 2)从加工质量上分析从加工质量上分析

114、端铣优于周铣。端铣优于周铣。 3)从适用范围上分析从适用范围上分析 端铣只能加工平面。端铣只能加工平面。 周铣除可以加工平面外，还可以加工各种沟槽及成形周铣除可以加工平面外，还可以加工各种沟槽及成形外表。外表。 2铣刀铣刀 铣刀的种类很多，按用途可分为圆柱形铣刀、面铣刀、铣刀的种类很多，按用途可分为圆柱形铣刀、面铣刀、三面刃铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成形铣刀等三面刃铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成形铣刀等类型，如图类型，如图3-52所示。这里主要引见圆柱铣刀和面铣刀的所示。这里主要引见圆柱铣刀和面铣刀的构造和几何角度。构造和几何角度。 (1)圆柱形铣刀的构造圆柱形铣刀的构造 刀齿陈

115、列在刀体圆周上的铣刀称为圆柱形铣刀。它的刀齿陈列在刀体圆周上的铣刀称为圆柱形铣刀。它的构造方式分为由高速钢制造的整体圆柱形铣刀图构造方式分为由高速钢制造的整体圆柱形铣刀图3-52a)和镶焊硬质合金刀片的镶齿圆柱形铣刀图和镶焊硬质合金刀片的镶齿圆柱形铣刀图3-53)。圆柱形。圆柱形铣刀普通采用螺旋刀齿，以提高切削任务的平稳性。铣刀普通采用螺旋刀齿，以提高切削任务的平稳性。 (2)面铣刀的构造面铣刀的构造 面铣刀的刀齿陈列在刀体端面上，硬质合金面铣刀是面铣刀的刀齿陈列在刀体端面上，硬质合金面铣刀是加工平面的最主要刀具。加工平面的最主要刀具。 3铣削的工艺特点及运用范围铣削的工艺特点及运用范围 (1

116、)消费率较高。消费率较高。 (2)由于铣刀刀齿都是周期性参与切削，每当刀齿接触由于铣刀刀齿都是周期性参与切削，每当刀齿接触工件时，都产生冲击，容易引起振动。工件时，都产生冲击，容易引起振动。 铣削加工的精度通常为铣削加工的精度通常为IT9IT7，外表粗糙度，外表粗糙度Ra值为值为6.31.6m。 (3)铣床构造比刨床复杂铣床构造比刨床复杂 铣平面在各种消费批量中都可运用。铣平面在各种消费批量中都可运用。 三、复杂曲面加工三、复杂曲面加工 目前复杂曲面加工主要采用数控机床、加工中心加工目前复杂曲面加工主要采用数控机床、加工中心加工及及CAD/CAM一体化技术。一体化技术。 四、螺纹面加工四、螺纹

117、面加工 1.攻螺纹和套螺纹攻螺纹和套螺纹 2.车螺纹车螺纹 3.铣螺纹铣螺纹 4.滚压螺纹滚压螺纹 5.磨螺纹磨螺纹 五、齿轮齿形加工五、齿轮齿形加工 1.铣齿轮铣齿轮 2.插齿插齿 3.滚齿滚齿 4.剃齿剃齿 5.珩齿珩齿 6.磨齿磨齿 第六节第六节 特种加工特种加工 一、电火花加工一、电火花加工 1加工原理加工原理 电火花加工是利用工具电火花加工是利用工具电极和工件电极之间的脉冲电极和工件电极之间的脉冲性电火花放电产生的高温去性电火花放电产生的高温去除工件上多余的资料，使工除工件上多余的资料，使工件获得预定的尺寸和外表粗件获得预定的尺寸和外表粗糙度要求。糙度要求。 电火花加工的类型：电火花

118、加工的类型： 1电火花穿孔加工电火花穿孔加工 2电火花成型加工电火花成型加工 3电火花线切割加工电火花线切割加工 按电极丝走丝速度的快慢电火花线切割加工分为快速按电极丝走丝速度的快慢电火花线切割加工分为快速走丝和慢速走丝两类。走丝和慢速走丝两类。 慢速走丝电火花线切割的加工质量比快速走丝电火花慢速走丝电火花线切割的加工质量比快速走丝电火花线切割好，但消费率相对较低。线切割好，但消费率相对较低。 2工艺特点及运用工艺特点及运用 电火花加工工具不与工件直接接触，没有切削力作用，电火花加工工具不与工件直接接触，没有切削力作用，对机床加工系统的刚度要求不高。对机床加工系统的刚度要求不高。 电火花加工可

119、加工任何导电资料的工件，不受工件资电火花加工可加工任何导电资料的工件，不受工件资料强度、硬度、脆性和韧性的影响，为耐热钢、淬火钢、料强度、硬度、脆性和韧性的影响，为耐热钢、淬火钢、硬质合金等难加工资料的加工提供了有效的加工手段。硬质合金等难加工资料的加工提供了有效的加工手段。 电火花加工的运用范围很广，可加工各种型孔、曲线电火花加工的运用范围很广，可加工各种型孔、曲线孔、微小孔及各种曲面型腔，还可用于切割、刻字和外表孔、微小孔及各种曲面型腔，还可用于切割、刻字和外表强化等。强化等。 二、电解加工二、电解加工 1加工原理加工原理 电解加工是利用电解加工是利用金属在电解液中遭到金属在电解液中遭到电

120、化学阳极溶解，电化学阳极溶解， 将将工件加工成形的。工件加工成形的。 下面以下面以NaCl水溶液作电解液加工铁质工件为例阐明水溶液作电解液加工铁质工件为例阐明阳极溶解的过程。阳极溶解的过程。 1)电解液在电场作用下离解电解液在电场作用下离解 NaCl Na+Cl H2O H+OH 2)工件工件(阳极阳极)离解并与电解液反响离解并与电解液反响 Fe2eFe+ Fe+2(OH)Fe(OH)2 Fe+2Cl FeCl2 3)工具极(阴极)反响 2H+2eH2 由于Fe(OH)2在水中的溶解度很小，起初为墨绿色的絮状物，时间一长，就逐渐被电解液及空气中的氧氧化，而生成黄褐色的Fe(OH)3(即铁锈)沉

121、淀物，其反响如下： 4Fe(OH)2+2H2O十O24Fe(OH)3 沉淀物被高速流动的电解液带走，到达去除工件资料的目的。 2工艺特点及运用范围工艺特点及运用范围 1消费效率极高，约为电火花加工的消费效率极高，约为电火花加工的510倍。倍。 2可以加工外形复杂的型面或型腔。可以加工外形复杂的型面或型腔。 3无切削力作用、加工外表周边无毛刺，外表粗无切削力作用、加工外表周边无毛刺，外表粗糙度糙度Ra可达可达0.21.25m，尺寸误差在，尺寸误差在0.1mm范围内。范围内。 4工具电极无损耗，可长期运用。工具电极无损耗，可长期运用。 电解加工存在的主要问题是：电解加工存在的主要问题是： (1)电

122、解液过滤、循环安装庞大，占地面积大。电解液过滤、循环安装庞大，占地面积大。 (2)电解液具有腐蚀性。电解液具有腐蚀性。 电解加工广泛运用于加工型孔、型面、型腔。电解加工广泛运用于加工型孔、型面、型腔。 三、激光加工三、激光加工 1加工原理加工原理 激光照射在工件外表激光照射在工件外表上，光能被加工外表吸收，上，光能被加工外表吸收，并转换成热能，使工件资并转换成热能，使工件资料被瞬间熔化、汽化去除。料被瞬间熔化、汽化去除。 2工艺特点及运用范围工艺特点及运用范围 1不存在工具的磨损问题，工件也无受力变形。不存在工具的磨损问题，工件也无受力变形。 2激光束能量密度高，可加工各种金属资料和非激光束能

123、量密度高，可加工各种金属资料和非金属资料，例如硬质合金、陶瓷、石英、金刚石等。金属资料，例如硬质合金、陶瓷、石英、金刚石等。 激光适于在硬质资料上打小孔，常用于加工金刚石拉激光适于在硬质资料上打小孔，常用于加工金刚石拉丝模、宝石轴承、发动机喷油嘴、航空发动机叶片上的小丝模、宝石轴承、发动机喷油嘴、航空发动机叶片上的小孔；除打孔外，激光还广泛用于切割、焊接和热处置。孔；除打孔外，激光还广泛用于切割、焊接和热处置。 四、超声波加工 1加工原理 超声波加工是利用工具端超声波加工是利用工具端面的超声频振动振动频率为面的超声频振动振动频率为1900025000Hz )，驱开任务，驱开任务液中的悬浮磨料撞

124、击加工外表液中的悬浮磨料撞击加工外表的加工方法。的加工方法。 工具资料可用较软的资料工具资料可用较软的资料制造，例如黄铜、制造，例如黄铜、20钢、钢、45钢钢等。等。 2工艺特点及运用范围工艺特点及运用范围 超声波加工既能加工导电资料，也能加工不导电体和超声波加工既能加工导电资料，也能加工不导电体和半导体资料，例如玻璃、陶瓷、石英、锗、硅、玛瑙、宝半导体资料，例如玻璃、陶瓷、石英、锗、硅、玛瑙、宝石、金刚石等；超声波加工机床的构造相对简单，操作维石、金刚石等；超声波加工机床的构造相对简单，操作维修方便。修方便。 超声波加工存在的主要问题是消费效率相对较低。超声波加工存在的主要问题是消费效率相对

125、较低。 超声波加工适于加工脆硬资料，尤其适于加工不导电超声波加工适于加工脆硬资料，尤其适于加工不导电的非金属脆硬资料，例如玻璃、陶瓷等。的非金属脆硬资料，例如玻璃、陶瓷等。 为提高消费效率，降低工具损耗，在加工难切削资料为提高消费效率，降低工具损耗，在加工难切削资料时，常将超声振动和其他加工方法相结合进展复合加工，时，常将超声振动和其他加工方法相结合进展复合加工，例如超声波切削、超声波磨削、超声波电解加工、超声波例如超声波切削、超声波磨削、超声波电解加工、超声波线切割等。线切割等。 五、快速原型与制造技术五、快速原型与制造技术 原理：快速原型与制造技术快速成型是利用计算原理：快速原型与制造技术

126、快速成型是利用计算机辅助设计建立的数据库中的信息来产生零件的分层截面机辅助设计建立的数据库中的信息来产生零件的分层截面轮廓数据，然后在计算机控制下，按分层截面轮廓将资料轮廓数据，然后在计算机控制下，按分层截面轮廓将资料逐层累加成形。逐层累加成形。 特点：可以快速制取恣意复杂外形的零件，而且无需特点：可以快速制取恣意复杂外形的零件，而且无需刀具、夹具。刀具、夹具。 运用：主要用来快速制造零件原型，供设计评价和样运用：主要用来快速制造零件原型，供设计评价和样件展现用，也可用来快速制造电火花加工模具型面用的工件展现用，也可用来快速制造电火花加工模具型面用的工具电极。具电极。 1. 立体光刻法立体光刻

127、法SLStereolithography) 立体光刻法又称为光固化法立体光刻法又称为光固化法 原理：如图原理：如图3-85 所用成形原料为光敏树脂所用成形原料为光敏树脂如丙烯酸树脂。如丙烯酸树脂。 紫外激光按零件分层截面紫外激光按零件分层截面轮廓对表层液态光敏树脂逐点轮廓对表层液态光敏树脂逐点扫描。扫描。 特点：精度高、原资料的特点：精度高、原资料的利用率高，适宜制造壳体类及利用率高，适宜制造壳体类及外形复杂零件的原型。外形复杂零件的原型。 2.叠层制造法叠层制造法LOMLaminated Object Manu-facturing ) 原型由与零件各分层截原型由与零件各分层截面外形和尺寸都一

128、样的薄纸面外形和尺寸都一样的薄纸板、塑料板、金属板等箔材板、塑料板、金属板等箔材相叠粘结而成。相叠粘结而成。 特别适宜制造实心零件特别适宜制造实心零件原型，叠层厚度普通为原型，叠层厚度普通为0.050.5mm，制件的尺寸误差，制件的尺寸误差在在0.125 mm范围内。范围内。 3激光选区烧结法激光选区烧结法SLSSelective Laser Sintering) 用用CO2激光器一层一激光器一层一层地烧结各种粉末资料来层地烧结各种粉末资料来成型。成型。 叠层厚度为叠层厚度为0.050.5mm，制件尺寸误差可，制件尺寸误差可控制在控制在0.1250.4mm范围内。范围内。 4熔积法熔积法FDMFused Deposition Modelling 叠层厚度为叠层厚度为0.0251.25 mm，零件原型壁厚为，零件原型壁厚为0.256.5mm，制件的尺寸误差可控制在，制件的尺寸误差可控制在0.2mm范围内。范围内。