机械加工工艺基础(完整版)
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。
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4.2 工件的基准
设计基准：即设计零件的基准，如下图左：齿轮内孔、外圆和齿轮分 度圆均以轴线为基准；而两端面是互为基准。下图右：表面2和3及孔 4的轴线的设计基准是表面1的。孔5的轴线的设计基准是孔4的轴线。 工艺基准：在制造零件时所使用的基准，它又分为工序基准、定位基 准、测量基准、装配基准。下图左在加工时、轴线并不实际存在，所 以内孔实际是加工外圆和左端面的定位基准。
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常用的刀具材料
种 类 硬度 抗弯强 热硬性 工艺性能 用 HRC 度GPa ℃
60-65
60-65
途
碳素工具钢
合金工具钢
2.16
2.35
200-250
300-400
热成型
同上
手工刀具
低速刀具
高速钢
硬质合金 陶瓷材料
63-70 1.9-4.4
600-700
同上
烧结成型 同上
中速刀具
高速刀具
89-93 1.0-2.2 800-1000 91-95 0.4-0.9
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4.1.1 常用的刀具材料
常用的硬质合金有： 钨钴钛类（牌号YT）硬质合金：适合于加工钢等 塑性材料，其代号有YT5、YT15、YT30等，粗 加工用YT5, 精加工用YT30; 钨钴类（牌号YG）硬质合金：适合于加工铸铁、 青铜等脆性材料，其代号有YG3、YG6、YG8等， 粗加工用YG8，精加工用YG3。
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2、机床的基本结构
1.主传动部件： 用来实现机床主运动； 2 .进给传动部件：主要用来实现机床进给运动； 3 .工件安装装置：用来安装工件； 4 .刀具安装装置 ：用来安装刀具； 5 .支承件：用来支承和连接机床各零部件，是 机 床的基础构件； 6 .机床动力部件：为机床提供动力。
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❖ 例如，在车床上加工轴，先从一端加工 出部分表面，然后调头再加工另一端，这 时的工序内容就包括两个安装。
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❖ （3）工位
❖ 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 上一次装夹后，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 个位置上所完成的那一部分工序就称为 工位。
机械加工工艺系统由金属切削机床、刀具、 夹具和工件四个要素组成，它们彼此关联、互 相影响。
该系统的整体目的是在特定的生产条件下， 在保证机械加工工序质量的前提下，采用合理 的工艺过程，降低该工序的加工成本。
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❖（3）机械制造系统
在工艺系统基础上以整个机械加 工车间为整体的更高一级的系统。该 系统的整体目的就是使该车间能最有 效地全面完成全部零件的机械加工任 务。
形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品的过程称为工艺过程。 ❖ 工艺：就是制造产品的方法。 ❖ 机械加工工艺过程：采用机械加工的方法，直接 改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为 零件的过程称为机械加工工艺过程。
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❖ 生产过程
❖ 工业产品的生产过程：是指由原材料到成品之 间的各个相互联系的劳动过程的总和。
❖ 例如轴类零件如果要切去的金属层很厚，则 需分几次切削，这时每切削一次就称为一次走刀。 因此在切削速度和进给量不变的前提下刀具完成 一次进给运动称为一次走刀。
❖ 下图是一个带半封闭键槽阶梯轴两种生产类 型的工艺过程实例，从中可看出各自的工序、安 装、工位、工步、走刀之间的关系。
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基本概念
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❖ （4）工步
❖ 在加工表面、切削刀具、切削速度 和进给量不变的条件下，连续完成的那 一部分工序内容称为工步。生产中也常 称为“进给”。
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《金工实习》教学大纲一、课程基本情况开课单位:机械系工程培训中心总学时:一周总教分:3适用专业:非机械专业修课方式:必修考核方式:考查先修课程:机械制图使用教材:《机械实习指导书》王军主编参考教材：《金工实习与实验》朱福顺主编湖南科技出版社出版参考教材：《机械制造基础》鞠鲁粤主编上海交通大学出版社出版二、课程的性质、任务和目的(一)课程的性质和任务：金工实习是工科学生重要的实践性教学环节，是机械制造基础课程教学的组成部分，金工实习是以实践训练为主要的教学方式，学生通过冷加工、常规机械加工、数控加工的工艺训练，使学生初步接触生产实践，获得机械工业生产常用的金属材料及加工工艺的入门知识和一定的基本操作技能训练，为金工课堂教学及将来从事技术工作打下实践基础。
同时，通过实习培养学生的工程意识和创新能力。
金工实习实执行以教学为主的原则，认真贯彻教学实习大纲的要求，并注意与理论课堂教学互相衔接，紧密配合。
(二)课程的教学要求：（1）熟悉金属的主要加工方法，所用的设备和工具，并具有初步的操作技能。
（2）对毛坯和零件的加工工艺过程有一般的了解。
（3）熟悉有关的工程术语，了解主要的技术文件。
（4）能合理地安排个人的工作地点，并遵守操作规程与安全技术规则。
（5）遵守劳动纪律，爱护国家财产。
三、课程的授课环境：本课程属于技术基础课，最好是在制图、工程材料、原理零件课后开本课程。
四、课程内容（一）课程内容：1．车工实习（1）车工实习内容及要求①解车间的概况，生产任务和工作特点。
②了解普通车床的型号、功用、组成、切削运动、传动系统及调整方法。
③了解常用车刀、量具、主要附件的结构及使用方法。
④了解零件加工精度、切削用量与加工经济性的相互关系。
⑤掌握车工的基本操作技能，能独立地加工一般轴类零件⑥能制订一般轴类零件的车削工艺，会选择相应的工、夹、量具。
（2）实习示范讲解①车削在机械制造中的地位与作用、工作的主要内容。
②车削操作基本动作示范。
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2.2 表 面 粗 糙 度
表面粗糙度对零件质量的影响：
零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大， 主要有以下几个方面： 1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触
变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快； 2) 表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，
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2.4零件的加工精度与表面粗糙度的关系
提问
零件的加工精度与表面 粗糙度的关系如何？
• 精度：宏观几何参数的误差
• 表面粗糙度：微观几何参数的误差
• 加工精度高，必须采用一系列的高精度的加工方法，而 经过高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表 面粗糙度低，零件必须采用一系列的降低表面粗糙度的 加工方法，而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度 的加工方法。
• 指零件上实际要素的形状与理想形状相符 合的程度；
• 国家标准规定了六类形状公差（见下表）
• 形状精度的标注：框格分为2格，
箭头指向待表达的表面，数字表示
允许误差的大小，单位为毫米。
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2.1.3 位 置 精 度
• 指零件的实际要素（点、线、面）相对 于基准之间位置的准确度。
圆圈中的英文字母表示基准，框格分3格，箭头指向待
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第一章
切削加工的基础知识
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返回索引 5
1.1 钳工与机械加工
• 钳工：通过工人手持工具进行切削加工。 • 机械加工：采用不同的机床（如车床、铣
床、刨床、磨床、钻床等）对工 件进行切削加工。
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2.零件表面质量的概念
零件几何参数： 宏观几何参数： 包括：尺寸、形状、位置等要素。 微观几何参数： 指：微观表面粗糙程度。
机械加工工艺过程的基础知识
机械加工工艺过程的基础知识一、加工对象的选择和准备在机械加工前，需要对加工对象进行合理地选择和准备。
首先要明确加工对象的材料性质和加工要求，包括硬度、切削性能、热处理状况等。
根据加工对象的特点，选择合适的机床和切削工具，并对加工对象进行必要的前处理，如清洗、除锈、切割等。
二、机床和工具的选择机床和切削工具是机械加工的重要设备。
根据加工对象的材料性质、尺寸和形状要求，选择合适的机床和工具。
例如，对于小型零件的加工，可选择手动或半自动机床；对于大型零件的加工，可选择数控机床。
切削工具的选择要考虑材料的硬度、切削速度、切削力和切削导向性等要素。
三、工艺规范的确定机械加工工艺过程中，需要对每一道工序的加工方法、工艺参数和工艺顺序进行规范。
根据加工对象的要求，确定适当的切削速度、进给速度、切削深度和切削角度等参数。
同时，还需要根据工艺规范制定合理的送进量、给退量和回缩量等控制参数，以保证加工精度和表面质量。
四、切削原理的了解机械加工工艺过程中，切削是最常用的加工方法之一、了解切削原理有助于正确选择切削工艺和提高加工效率。
切削原理包括剪切变形、剪切应力、剪切力、刀具与工件接触面积等。
根据切削原理，可以优化刀具的结构和形状，提高切削效率和工件质量。
五、加工工艺的改进和优化机械加工过程中，通过不断地改进和优化加工工艺，可以提高加工效率和降低加工成本。
工艺改进和优化包括提高切削速度、降低切削力、改变切削轮廓和切削角度等。
同时，还可以通过改变工艺参数和工艺顺序，实现更加精密和高效的加工。
综上所述，机械加工工艺过程的基础知识包括加工对象的选择和准备、机床和工具的选择、工艺规范的确定、切削原理的了解以及加工工艺的改进和优化。
通过掌握这些基础知识，可以提高机械加工的效率和质量，满足不同加工要求。
机械加工工艺基础知识点总结
机械加工工艺基础知识点总结一、机械零件的精度1.了解极限与配合的术语、定义和相关标准。
理解配合制、公差等级及配合种类。
掌握极限尺寸、偏差、公差的简单计算和配合性质的判断。
1。
1基本术语：尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、尺寸偏差、上偏差、下偏差、（尺寸)公差、标准公差及等级（20个公差等级，IT01精度最高;IT18最低）、公差带位置（基本偏差，了解孔、轴各28个基本偏差代号）.1.2配合制：（1）基孔制、基轴制;配合制选用;会区分孔、轴基本偏差代号。
（2）了解配合制的选用方法.（3）配合类型：间隙、过渡、过盈配合（4）会根据给定的孔、轴配合制或尺寸公差带,判断配合类型.1.3公差与配合的标注（1)零件尺寸标注（2）配合尺寸标注2。
了解形状、位置公差、表面粗糙度的基本概念。
理解形位公差及公差带。
2。
1几何公差概念:1）形状公差:直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。
2）位置公差：位置度、同心度、同轴度.作用：控制形状、位置、方向误差。
3）方向公差：平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度、面轮廓度。
4）跳动公差：圆跳动、全跳动。
2。
2几何公差带：1）几何公差带2）几何公差形状3）识读3.正确选择和熟练使用常用通用量具（如钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺等）及专用量具（如螺纹规、平面样板等），并能对零件进行准确测量。
3.1常用量具:(1）种类:钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺。
（2)识读：刻度，示值大小判断。
（3）调整与使用及注意事项：校对零点，测量力控制。
3.2专用量具:(1）种类：螺纹规、平面角度样板。
（2)调整与使用及注意事项3。
3量具的保养（1）使用前擦拭干净（2）精密量具不能量毛坯或运动着的工伯（3）用力适度，不测高温工件（4）摆放，不能当工具使用(5）干量具清理（6）量具使用后，擦洗干净涂清洁防锈油并放入专用的量具盒内.二、金属材料及热处理1。
机械加工工艺基础
4.1.1 常用的刀具材料
常用的硬质合金有： 钨钴钛类（牌号YT）硬质合金：适合于加工 钢等塑性材料，其代号有YT5、YT15、YT30 等，粗加工用YT5, 精加工用YT30; 钨钴类（牌号YG）硬质合金：适合于加工铸 铁、青铜等脆性材料，其代号有YG3、YG6、 YG8等，粗加工用YG8，精加工用YG3。
3.容易产生振动，铣刀的刀齿切入和切出时产生 振动，加工过程中切削面积和切削力变化较大。
4.刀齿的散热条件较好，在刀具旋转过程的不切 削时间内，刀具可以得到一定的冷却。
5.与刨床相比，铣床价格高，适用于批量生产。
7. 刨（插）削加工
刨床主要有牛头刨床和龙门刨床两种
龙门刨床:工作台往复运动，横梁
上的刀架可以水平或垂直运动 龙门刨床主要用于加工大型零件
精加工：经济精度可达IT7左右，表面粗糙度Ra6.31.6之间。
2. 易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几个不 同的表面，避免安装误差。
3. 刀具简单，制造、刃磨和安装方便，容易选用合理的 几何形状和角度，有利于提高生产率。
4. 应用范围广泛，几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体 表面及端面，均可以用车削方法达到要求。
2.2 表 面 粗 糙 度
评定参数：常用的是轮廓算术平均偏差Ra
2.2 表 面 粗 糙 度
R ah1h2hn 3..h.n
Ra1
l
|
y(x)| dx
l0
h1 h2 h3…hn Ra
2.2 表 面 粗 糙 度
• 国家标准规定：表面粗糙度分为14个等级，
分别用
表示，数字越大，
表面越粗糙。
• 表面粗糙度符号上的数值Ra,单位是微米 （μm）。
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