第二章 去除加工原理、方法67

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二、机床型号编制方法
使刀具、工件获得所需成形运动的设备叫机床，也叫工作母 机。其型号组成虽多，但最重要的是类别代号，即左边第一个 字母，它是机床类别汉语拼音的开头字母，如C代表车床、Z代 表钻床等。
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三、机床的运动及其分析
要完成一个零件的加工，机床需要有许多运动，即 表面成形运动、切入运动、分度运动、辅助运动、操控 运动。 1、表面成形运动 就是形成发生线的运动，是最重要的 、 运动。它的形式基本决定了机床的结构和类型。 2、切入运动 、 刀具相对工件切入一定深度所需要的运动。
端磨平面，刃磨刀具 后刀面
11
碗形砂轮
11－D/J×T×H
端磨平面，刃磨刀具 后刀面
12a
碟形一号砂轮
12a－D/J×T/U×H－ W，E，K
刃磨刀据前刀面
41
薄扁砂轮
41－D×T×H
切断及磨槽
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（二）、磨削表面成形机理 ）、磨削表面成形机理 1、磨削过程 磨削就是砂轮上无数个磨粒对工 件切削，每个磨粒既不规则，又不足够锋利，它 一次很难直接切下切屑，只是刻划。而其余磨粒 可能只是滑擦表面，起抛光作用。故磨削过程是 包括切削、刻划、抛光的综合过程 。欲得到高质 量表面，必需精细修整砂轮，是磨粒具有很好的 微刃等高性。 2、磨削力 由于磨粒具有很大的负前角及多磨粒 同时切削，磨削力很大，尤其是背吃刀力很大。
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3、磨削热、温度 它所消耗的切削功率是车削 的确10～20倍，这些能量多数转变成热，磨削 区温度很高，可达10000C，因此，除需大量冷 却外，背吃刀量和进给量需很好选择。 4、磨削阶段 因背吃刀力很大，引起工艺系统 弹性变形，使实际切深与名义切深不同，故普 通磨削过程需经历三个阶段：初磨阶段、稳定 阶段、清磨阶段。
K v > 3 是很易加工的材料； 1.6 < K v < 3 是较
易加工的材料； K v < 0.65 是难加工材料；其余为 一般材料。
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（十）、刀具几何参数选择
1、前角 被切材料塑性大、韧性低，强度、硬度高；粗加工 断续切削；要求刀具寿命高及可靠性时，取小前角。 2、后角 粗加工、工艺系统刚性差及一些定尺寸刀取小后角。 3、主、副偏角 粗加工、工艺系统刚性差时，取大主偏角， 副偏角视切后粗糙度要求及具体加工条件定。 4、刃倾角 影响切屑流向、刀尖强度。粗加工等取负。 5、负倒棱、过渡刃、修光刃 负倒棱是为了提高刀刃的强度； 过渡刃可提高尖的强度和散热；修光刃可降低加工后的表面粗 糙度。
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二、磨削加工基本知识 磨削加工是指采用各种磨料、磨具对零件进 行加工，得到较高尺寸精度、较低表面粗糙度。 （一）、砂轮特性及其选择 砂轮是磨削加工最常使用的磨具，是用结 合剂将磨粒固结成一定形状的多孔体。 1、砂轮的组成 磨料、粒度、结合剂、硬度（砂粒 受外力作用从砂轮表面脱落的难易程度）、组织（磨 料、结合剂、气孔之间的体积比例）。
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（四）砂带磨削 1、砂带 、 用粘结剂把磨粒粘贴在带状基体上。
2、特点 砂带可环形、可非环形；磨削效率高； 、 功率利用率高；表面质量好；设备简单，成本低； 属弹性磨削；已自成体系。 3、主要用途 、 用于研磨、抛光；精密及超精密磨削；大表面及异 形面磨削；难磨削材料（如超硬材料、耐热材料、 有色金属、皮革、木材等非金属材料等）磨削； 目前砂带磨削发展很快，它的应用范围极其广 泛，几乎能磨削一切工程材料及零件。
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（三）、超硬磨料磨削 ）、超硬磨料磨削 定义： 定义：用超硬磨料如金刚石和立方氮化硼（CBN） 制成的磨具进行磨削的加工技术。 磨具构成： 磨具构成：磨具由基体、过渡层、工作层构成 。 磨具选择： 磨具选择：除考虑磨料、粒度、结合剂、硬度外， 浓度是应考虑的一个重要因素。浓度是指工作层单 位体积中高硬磨料的含量。
切削时会产生摩擦、变形，就会生热，进而升温 1、切削用量。速度高温度高。 2、刀具角度。前角大则力小、热少；主偏角减小，温降。 3、工件材料。硬、韧则切削温度高。 4、周围介质。主要指冷却液的使用可有效降低温度。
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（九）、材料的切削加工性 指被切材料加工成合格零件的难以程度。是 以相对值来表示的，其基准是正火状态的45钢， 使用寿命为60min的主运动速度 (ν 60 ) j 。把其它材 料的 ν 60 与之相比，K v = ν 60 /(ν 60 ) j 称为该材料的可 加工性。
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3、刀具的主要标注角度及作用
前角 γ o ，该角度越大越易于切削。 后角 α 0 ，该角度小于0则无法加工，一般50～80。 主偏角 κ r ，影响各切削分量间的比例。 副偏角 κ r' ，影响残留面积及刀尖强度。 刃倾角 λ s ，切削刃上刀尖最高为正，最低为负，影 响刀尖强度。
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（二）、切削用量——三要素
1、主运动速度 一般指切削刃上的最高速度，用V表 示，单位m/s或m/min。
f 2、进给量
vf
vc
每次切削材料的量
进给量 每转或每个行程工件和刀具沿进给方向的 fz 位移量，用f表示，单位mm/r，mm/双行程。 进给速度 单位时间的进给量，单位mm/s， mm/min。 每齿进给量 对铣刀等多刃刀具，还规定了每齿进 给量，即后一个齿相对前一个齿的进给量，单位 mm/z。
切屑，反之为倒切屑。出现倒切屑时，主副切削
（五）、常用刀具材料
刀具材料是指刀具切削部分的材料，有如下几种： 1、高速钢 高速钢，有普通高速钢、高性能高速钢、粉末冶金高 高速钢 速钢，主要用于制造各种复杂形状的刀具，刃口锋利，可 用于加工各种材料。
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2、硬质合金 硬质合金，常用的有YG类，主要用于加工短切屑的 硬质合金 黑色金属、有色金属及非金属；YT类主要用于加工长切 屑的黑色金属；YW类属通用类。此为目前金属切削用主 要刀具材料，但其锋利性不是很好。近来出现了各种新型 硬质合金，如超细、涂层、钢基等硬质合金，各具特色。 3、其它刀具材料，主要是用于精密及高速加工用的超硬 材料，有陶瓷、金刚石、立方氮化硼。
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第二节
切削加工成形原理 及机床
本节主要介绍利用刀具切削形成零件 表面的方法及设备。 表面的方法及设备。
一、工件表面成形方法 1、工件表面构成元素及其形成方法 构成元素： 构成元素：平面、圆柱面、圆锥面、螺旋面、 成形面。
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形成方法： 形成方法：大多数面可以由一根母线沿导线运动形 成。母线和导线又称为发生线。当母线和导线可以 互换时，称可逆面。
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ε
（七）、切削力 工件材料抵抗切削所产生的阻力，影响因素如下：
1、切削用量。背吃刀量与进给量增大，切削力增大，切 速影响较小。
2、工件材料。材料的强度、硬度高；塑性、韧性高都会使 切削力增大。 3、刀具几何参数。前角影响最大，前角大，切削力小。
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（八）切削热、温度
刀刃在一次走刀中从待加工表面上切下的金 属层。其参数为：切削层厚度，在纵车外圆时， 如切削刃为直线，刃倾角度为0，则 ac = f sin κ r 。 在同样的情况下，切削宽度 a = a / sin κ 。切削面 积 Ac = a c a w = fa p ，就是切屑横截面的几何理论 值。
w p r
4、刀具工作角度——刀具实际切削时的各角度 刀具在制造时，是按刃磨安装基面为基础，刀具备固 定不动刃磨的，在切削时，由于刀具的安装与刃磨时有差 别及进给运动的影响，改变了各参考面的位置，从而改变 了刀具的标注角度，形成了刀具的实际角度即工作角度。
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（四）、切削层参数及切削方式 1、切削层
内 容 简
介
1、介绍金属切削原理的基本概念，如金 、介绍金属切削原理的基本概念， 本规律、 属切削的基 本规律、常用金属切削刀 具及刀具材料等。 具及刀具材料等。 2、介绍金属切削时的成形原理及方法。 、介绍金属切削时的成形原理及方法。 3、介绍一些常用金属切削设备 机床。 机床。 、介绍一些常用金属切削设备----机床
（六）、切削变形
金属切削就是刀具相对工件运动，对工件上部分材 料进行挤压，使之发生弹性变形、塑性变形，直到与基体 分离，形成切屑。在这个过程中，切削刃附近的金属发生 了复杂的变形。
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1、变形区的划分 变形区的划分。目前普遍认为，在一般切削时，切削 变形区的划分 刃附近的金属变形可划分为三个区，即刃前剪切滑移区 （Ⅰ）、前刀面粘滞变形区（Ⅱ）、后刀面的挤压变形区 （Ⅲ）。 2、变形程度。一般用相对滑移 、切削层厚度压缩比 Ah、 剪切角 φ 表示，它们均可进行定量计算。 3、影响变形程度的因素 1）被加工材料，其硬度、强度越高，剪切角大，变形越小。 2）前角，刀具前角大，切屑流出阻力小，摩擦系数小，变形 小。 3）主运动速度，速度高，温度高，摩擦系数小，变形小。 4）进给量，一般来讲，进给量增大，变形减小。
2、发生线的形成方法 1）切削刃形状与发生线的关系 切削刃的形状为：点、线（直线、曲线）
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图2-13 切削刃形状与发生线 1－切削线；2－发生线；3－展成线。
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2）形成发生线的方法及所需运动
（1）轨迹法 点切削，由切削刃（点）的轨迹运动形成 ） 发生线。 （2）成形法 切削刃形状与发生线形状完全相同。 ） （3）相切法 此时刀具做旋转运动，刀具中心的轨迹运 ） 动形成发生线，另一发生线即刀具轴向截面形状。其本 质是前两种的复合。 （4）展成法 由切削刃轨迹的包络线形成发生线，此时 ） 形成切削刃轨迹需要一个复合运动。最典型的展成运动 就是渐开线的形成。