切削加工
机械加工工艺基础之切削加工
机械加工工艺基础之切削加工简介切削加工是制造业中常见的一种金属加工方法，通过使用切削工具将工件上的材料去除，使其形状和尺寸得到精确控制。
切削加工具有广泛的应用领域，包括航空航天、汽车制造、机械制造等。
本文将介绍切削加工的基本概念、常用切削工具以及切削加工的一些相关工艺。
切削加工的基本概念切削加工主要依靠切削工具对工件进行切削，切削工具与工件相对运动，通过切削削刃与工件接触，切削下来工件上的材料，从而改变工件的形状和尺寸。
切削加工的基本概念包括切削速度、进给速度和切削深度。
•切削速度（Cutting speed）：切削速度是指切削工具相对于工件表面移动的速度，通常以每分钟切削轴转数（RPM）表示。
切削速度的选择取决于材料和切削工具的性质。
•进给速度（Feed rate）：进给速度是指每刀具转一圈时工件上与切削工具的相对运动速度，通常以每分钟进给量表示。
进给速度的选择取决于切削类型和切削工具的性质。
•切削深度（Depth of cut）：切削深度是指工件上切削削刃切入工件的距离，也称切削量。
切削深度的选择会影响加工表面的质量和切削力的大小。
常用切削工具切削工具是切削加工的核心部分，常用的切削工具有刀具、钻头和铣刀等。
刀具刀具是切削加工中最常用的工具，常见的刀具包括车刀、铣刀、钻头等。
刀具通常由高速钢（HSS）或硬质合金制成。
刀具的设计和选择会影响切削过程的效率和加工质量。
钻头钻头是用于钻孔的切削工具，通常由硬质合金制成。
钻头的种类繁多，包括中心钻、旋刃钻、麻花钻等。
钻头的直径和结构会影响钻孔的大小和质量。
铣刀铣刀是通过刀具的旋转来对工件进行切削的工具。
铣刀可以分为面铣刀、立铣刀和滚刀等多种类型，根据不同的加工需求选择合适的铣刀。
切削加工的工艺切削加工的工艺包括切削类型、切削参数和切削润滑剂的选择。
切削类型常见的切削类型包括纵向切削、横向切削和竖向切削。
•纵向切削：也称为平面切削，刀具与工件表面垂直运动，沿工件表面切削材料。
切削加工基本知识
1 切削加工基本知识1.1 概述切削加工是利用切削工具从毛坯或半成品上切除掉多余的材料，以获得形状、尺寸以及表面粗糙度等各方面都符合图纸要求的机械零件。
切削加工是机械制造过程中的重要环节，零件的加工，特别是精度和表面质量要求较高的零件都必须经过切削加工。
切削加工分为机械加工和钳工。
机械加工是由工人操作机床对工件进行切削加工，钳工一般由工人手持工具对工件进行切削加工。
零件的加工制造一般是在常温状态下进行的，不需要加热，故称为冷加工。
切削加工是冷加工的主要方式，冲压加工和特种加工也属于冷加工。
1. 2切削运动分析及切削用量1.2.1零件典型表面的种类及形成零件都是由一个表面（如球面）或多个不同性质的典型表面组成的。
因此，我们可以将各种各样的零件简化为数量有限的几个不同性质的典型表面的组合。
绝大多数的零件由以下两大类表面组成：1.2.1.1基本表面（1）回转体表面是以直线为母线，以圆为运动轨迹，且母线与回转轴线在同一平面内（互相平行或相交）作旋转运动所形成的表面，如内、外圆柱面，内、外圆锥面。
若母线为折线或曲线，则形成回转体成形表面。
这类表面一般在车床、钻床、镗床、磨床等机床上加工。
（2）平面是以直线为母线，以另一直线为轨迹作平移运动时所形成的表面。
若母线为折线或曲线，则形成纵向成形表面，如燕尾槽、齿条。
这类表面一般在铣床、刨床、插床和磨床等机床上完成。
1.2.1.2型面这是以曲线为母线，运动轨迹也为曲线或圆，作旋转或平移时所形成的表面，如各种造型模具的型腔、气轮机叶片。
这类表面一般在数控铣床、加工中心、电火花机床等机床上完成的。
1.2.2切削运动切削加工是靠切削运动实现的。
所谓切削运动是指刀具与工件之间的相对运动。
切削运动按其在切削加工中的作用，可分为主运动和进给运动。
1.2.1.1主运动主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。
在切削加工中主运动必须有，但只能有一个。
第1篇切削加工的理论基础
第1章 切削加工的理论基础
机械制造技术基础
1.2.1 切屑的形成
挤压与切削 正挤压：
金属材料受挤压时，最大剪应力方向与作用力方向约 成45°
偏挤压：
金属材料一部分受挤压时，OB线以下金属由于母体阻 碍，不能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移s
机械制造技术基础
刀具 O
切屑根部金相照片
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
变形区的划分
第一变形区
机械制造技术基础
第二变形区
第三变形区
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
第一变形区的变形特征：
切削层金属沿滑移线的剪切 滑移变形及随之产生的加工 硬化。
第一变形区的实际厚度为 0.02~0.2mm，切削速度越 大，厚度越小。故第一变形 区可看成是一个剪切面。
剪切面与切削速度之间的夹 角成为剪切角，体现变形的 难易程度。
机械制造技术基础
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
机械制造技术基础
第二变形区的变形特征：
切屑底层金属受摩擦挤压后的塑性变形及晶粒纤维化。
受力：
挤压
摩擦
滑移与晶粒的伸长
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
前刀面内的摩擦（内摩擦与外摩擦） 区域划分： 粘结区lf1: 剪切滑移，内摩擦 滑动区lf2: 滑动摩擦，外摩擦
切屑长度压缩比（Λl）
l
LD Lch
h
hch hD
OM
sin(90 OM sin
o)
cos( o ) sin
表示切屑变形程度的方法
机械制造技术基础
第5章 切削加工的基础知识
(1) 钨钴类 其代号为 YG，相当于 ISO 标准的 K 类。 (2) 钨钛钴类 其代号为 YT，相当于 ISO 标准的 P 类。 (3) 钨钛钽(铌)钴类 其代号为 YW，相当于 ISO 标准的 M 类。YW 类合金兼有 YG 类 和 YT 类合金的大部分优良性能，故被称为通用合金。
图 5.6 车刀的主要角度及辅助平面
1—正交平面 2—正交平面图形平移 3—翻倒
1—切削平面 2—基面 3—正交平面
(1) 前角 γ o 前刀面与基面的夹角，在正交平面中测量。其作用是使切削刃锋利，便 于切削。但前角也不能太大，否则会削弱刀头的强度，容易磨损甚至崩坏。加工塑性材料 时，前角应选大些，加工脆性材料时，前角要选小些。另外粗加工时前角选较小值，精加 工时前角选较大值。前角取值范围为－5°～25°。
1. 高速工具钢
是指含有钨、铬、钒等元素的高合金工具钢，热处理后硬度可达 62HRC～65HRC。当 切削温度为 500℃～600℃时，高速工具钢能保持其良好的切削性能。这种材料用于各种刀
·98·
第 5 章 切削加工的基础知识
·99·
具，尤其是各种复杂刀具的制造，如钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具、丝锥、板牙、铰刀等。
f
z=
f z
单位时间进给量称为进给速度 vf，单位为 mm/s 或 mm/min。进给量越大，生产率一般
越高，但是，零件表面的加工质量也越低。
切削加工基本知识
切削加工基本知识第一节概述一、切削加工切削加工是用工具去除毛坯上多余的材料，以获得具有所需要的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度的零件的加工方法。
切削加工通常分为机械加工（简称机加工）和钳工两大类。
机械加工是通过操纵机床对工件进行的切削加工，如车、铣、刨、磨、镗、钻、拉、插及齿形加工等。
由于现代机械产品的精度和性能要求越来越高，对零件的加工质量也提出了更高的要求。
目前除少数零件采用精铸、精锻或粉末冶金直接获得外，绝大部分零件都需经过切削加工才能保证其精度。
因此，掌握切削加工的基本规律，正确地组织生产，对于实现优质、高产、低耗有着十分重要的意义。
钳工一般是指手持工具进行的装配、维修或切削加工，如划线、錾、锯、锉、刮研、攻螺纹和套螺纹等。
虽然钳工使用的工具简单，操作灵活，加工方法多种多样，但生产率低，劳动强度大，因而只有在装配和维修时，才比较经济和方便。
随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，钳工工具和操作方法也在不断改进和发展。
要实现切削过程，必须具备以下3 个条件：（1）工件与刀具之间要有相对切削运动；（2）刀具材料必须具有一定的切削性能；（3）刀具必须具有合理的切削角度。
二、切削运动和切削用量（一）切削运动切削加工是靠刀具和工件之间作一定的相对运动来实现的，这个相对运动称为切削运动，它包括主运动和进给运动。
1．主运动形成机床切削速度或消耗主要动力的运动叫主运动。
没有这个运动，切削加工就无法进行。
它可以是旋转运动，也可以是往复直线运动，如车削时工件的旋转，钻、铣、磨削时刀具的旋转，刨削时（牛头刨）刨刀的往复直线运动等都是主运动。
2．进给运动使工件多余的材料不断投入切削的运动叫进给运动。
没有这个运动，就不能进行连续切削。
它可以是直线运动、旋转运动或两者的组合，如车削和钻削时刀具的移动，铣、刨（牛头刨）时工件的移动，磨外圆时工件的旋转和轴向移动等。
无论那种切削加工，都必须有主运动和进给运动，但主运动只有一个，而进给运动可以有多个。
切削加工知识点总结
切削加工知识点总结一、切削加工概述切削加工是指用刀具在工件上进行物质去除的一种加工方法，是制造业中最常见、最重要的加工方式之一。
切削加工分为传统切削加工和非传统切削加工两大类。
传统切削加工以车、铣、钻、镗、磨为代表，主要依靠刀具对工件进行物质去除。
非传统切削加工包括激光切割、电火花加工、超声波加工、高压水射流切割等，主要依靠其他能量对工件进行物质去除。
本文将主要介绍传统切削加工的相关知识点。
二、刀具1. 刀具的分类刀具可按照不同标准进行分类，如按形状分为转动刀具和平动刀具；按用途分为车刀、铣刀、钻头、切削刀片等；按加工工件的特点分为粗加工刀具和精加工刀具等。
2. 刀具的结构刀具由切削部分和刀柄组成，其中切削部分又包括主切削刃和辅切削刃。
刀柄用于连接和固定刀具，同时也需要具有足够的刚度和强度。
3. 刀具材料刀具的材料选择非常重要，一般需具备较高的硬度、耐磨性和热稳定性。
常用的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硅和金刚石等。
三、切削原理1. 切削力切削力是指刀具在切削过程中对工件所施加的力，其大小和方向受刀具的切削角度、进给量、转速、材料性能等因素影响。
合理控制切削力对降低切削振动、提高表面质量和延长刀具寿命非常重要。
2. 切屑形成在切削过程中，金属材料被刀具切除后形成的薄膜状物质称为切屑。
切屑的形成方式及类型取决于刀具的切削角度、刀具材料、工件材料和切削参数等。
合理的切削参数可以调整切屑的形成方式，在一定程度上影响切削效率和工件表面质量。
3. 切削温度切削过程中，由于切削热的激发，会导致刀具和工件的温度升高。
合理的切削冷却和润滑能有效地降低切削温度，并有效地减小材料变形、提高表面质量、延长工具寿命。
四、切削参数1. 主切削角主切削角是刀具主要切削刃与工件表面法线之间的夹角。
刀具的主切削角大小影响着切削加工的效率、刀具寿命以及工件的表面质量，不同的材料和加工情况需要选用不同的主切削角。
2. 副切削角副切削角是刀具次要切削刃与工件表面的法线之间的夹角。
机械制造基础之切削加工
第六章切削加工
第一节 切削加工概述 一、切削加工的分类、特点、应用及发展方向 1．切削加工的分类 切削加工是利用切削刀具从工件毛坯上切除多余的
材料，以获得具有一定形状、尺寸、精度和表面 粗糙度的零件的加工方法。 目前，机械零件除了少数是利用精密铸造、精密锻 造、粉末冶金等无屑加工方法获得，大多数零件 还是靠切削加工的方法来完成。因此，切削加工 在机械制造中占有重要的地位。
2
• 切削加工可分为机械加工和钳工两部分。
（1）机械加工又称（机加工、冷加工），是通过人工操纵机床 设备来实现的。
主要有车削、钻削、镗削、铣削、刨削、磨削及齿轮加工等。
所用的机床分别为车床、钻床、镗床、铣床、刨床、磨床及齿 轮加工机床等。
（2）钳工是在平台上手持工具 来进行切削加工。
主要加工有画线、錾切、锯割、锉削、刮削、钻孔、扩孔、铰 孔、攻螺纹、套丝、机械装配和设备修理等。
对于有些加工工艺过程，例如钻孔和绞孔，机械加工和钳工并 没有明显的界限，两者均可进行。
目前，随着加工技术的发展和自动化程度的提高，钳工中的某 些工种已逐渐实现机械化和自动化，而且这种替代将会愈来 愈多。但在机器装配和修理等工艺过程中，钳工比机械加工 更为灵活、方便和经济，并容易保证产品的质量，所以钳工 加工具有独特的价值，是切削加工中不可缺少的一部分。
例如卧式车床的卡盘和尾架，钻床、刨床、铣床和平面磨床的工 作台等。
(4)刀具安装装置 用来安装刀具。
例如车床、刨床的刀架，钻床、立式铣床的主轴，卧式铣床的刀 轴，磨床磨头的砂轮轴等。
(5)支承件 用来支承和连接机床的各零部件，是机床的基础构件， 例如各类机床的床身、立柱、底座、横梁等。
(6)动力源 为机床运动提供动力，即电动机。
第5章 切削加工基础知识
安徽理工学校授课教案教研室：机械工程任课教师：胡俊锋第五章 切削加工基础知识§5－1 切削运动与切削用量（一）切削运动及形成的表面1． 切削运动的定义及分类在切削过程中，工件和刀具之间的相对运动叫切削运动。
切削运动分主运动和进给运动两类：（1） 主运动：直接切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，形成工件新表面的运动叫做主运动。
（2） 进给运动：使新的切削层不断投入切削的运动叫做进给运动。
进给运动又分为横向进给运动和纵向进给运动。
2． 切削时工件上形成的三个表面（1）已加工表面：已切去多余金属而形成的新表面。
（2）待加工表面：即将被切去金属层的表面。
（3）加工表面：刀刃正在切削的表面。
（二）切削用量的基本概念1．切削用量的定义切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数，它包括切削深度、进给量和切削速度。
（见图1-2）（1）切削深度（吃刀深度）p a 单位：mm工件上已加工表面和等加工表面间的垂直距离叫切削深度。
车削外圆切削深度的计算公式： p a ＝2mw d d 式中p a ：切削深度 w d ：工件待加工表面直径 m d ：工件已加工表面的直径。
（2）进给量（走刀量）ƒ 单位：mm/r进给量是指在主运动的一个循环内，刀具与工件沿进给运动方向的相对位移。
（3）切削速度v 单位：m/min 在进行切削加工时，刀具切削刃上某点相对待加工表面在主运动方向上的瞬时速度叫切削速度。
切削速度的计算公式为v=1000nd w 式中：v:切削速度 ，m/min w d ：工件待加工表面的直径，mm n ：车床的主轴转速，r/mim 。
例 车削的工件直径w d ＝50mm ，车床主轴的转速n=600r/min ，求切削速度v?解：根据公式可得： v=1000 n d w ＝10006005014.3X X ＝94（m/min ） (三)切削用量的选择合理的选择切削用量将对提高工件加工表面质量、刀具耐用度、生产效率和降低成本有利。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、切削加工特点 能获得很高的精度和表面质量； 对被加工材料的广泛适应性； 对工件几何形状的广泛适应性； 对生产批量的适应性。
• 三、切削运动 切削运动是刀具与工件之间的相对运动。 切削运动是刀具与工件之间的相对运动。 • 1 主运动： 主运动： 形成切削速度或消耗主要动力的运动， 形成切削速度或消耗主要动力的运动，提供切 削 可能性的运动。 可能性的运动。 车削的主运动：工件的旋转。 车削的主运动：工件的旋转。 铣削的主运动：刀具的旋转。 铣削的主运动：刀具的旋转。 • 2 进给运动： 进给运动： 使工件的多余材料不断被去除运动。 使工件的多余材料不断被去除运动。 • 1）车削的进给运动：刀具的移动。 ）车削的进给运动：刀具的移动。 • 2）铣削的进给运动：工件的移动。 ）铣削的进给运动：工件的移动。 • 切削加工时，主运动只有一个，进给运动则可能 切削加工时，主运动只有一个， 一个或多个。 一个或多个。
• •
五、零件机械加工质量 1、尺寸精度：指尺寸的准确程度 、尺寸精度： 公差： 公差：尺寸的允许变动量，公差越小，则 精度越高。 公差等级： 公差等级：国际GB1800-79中将反映尺寸 精度的标准公差（代号IT）分为20级 表示为IT01 IT0…….IT18. IT01公差最小， 精度最高。 • 车削加工可达到IT6-IT11。铣削加工的尺 寸公差等级一般为IT7—IT9。
• • •
•
四、机械加工的切削用量三要素 机械加工的切削用量三要素 切削速度V： 切削速度 ：切削刃选定点相对工件的主运动的 瞬时速度。(m/min) 车削和铣削的切削速度v=πDn/1000 进给量f和进给速度 和进给速度vf： 进给量 和进给速度 ：刀具在进给运动方向上 相对工件的位移值。 铣削 进给速度vf： 铣削时为工件沿进给移动方 向每分钟移动的距离。（mm/min） 车削的进给量f：工件每转一转时，车刀沿进给 方向移动的距离。(mm/r) 切削深度ap:为待加工表面与已加工表面之间的 切削深度 垂直距离。(mm) ap=(D-d)/2
• 2.形状和位置精度 形状和位置精度 • 3.表面粗糙度 表面粗糙度 • 4.表面粗糙度和尺寸精度之间的关系 表面粗糙度和尺寸精度之间的关系 在切削加工中，用同一种加工方法加工一个 零件时，随着加工条件的变化，得到零件 的精度也不同，而较高的加工精度，往往 是靠降低生产率和提高加工费用而获得的， 当零件表面粗糙度值要求越小时，加工费 用就越大，同一台机床达到较小的表面粗 糙度值时，就要进行多次切削加工。
切削加工
• • • • •
一、定义 定义 二、切削加工特点 三、切削运动 切削运动 四、机械加工的切削用量三要素 五、零件机械加工质量
• •
一、定义 定义 切削加工是利用切削工具（包括刀具， 切削加工 砂轮等）从毛坯上切除多余的材料，获 得形状、尺寸和表面粗糙度都符合图纸 要求的机械零件。
• • • • •