12-机床、刀具与切削和磨削工艺 机械制造基础 教学课件
机械制造技术基础 (12)
切削加工基本知识
（一）切削运动与切削中的工件表面
用刀具切除工件材料，刀具和工件之间必须要有一定的相对运动，该相对运动由主运动和进给运动组成。主运动是使刀具和工件产生主要相对运动以进行切削的运动；在图2-1所示的外圆车削中，工件的回转运动为主运动；主运动的速度称为切削速度，用vc表示。进给运动是使切削能持续进行以形成所需工件表面的运动；在图2-1中，刀具沿工件轴线方向的直线运动为进给运动；进给运动的速度称为进给速度，用vf表示。主运动和进给运动合成后的运动，称为合成切削运动。外圆车削时，合成切削运动速度ve的大小和方向由下式确定。
ve = vc + vf （2-1）
在切削过程中，工件上有以下三个变化着的表面，如图2-1所示。
待加工表面 工件上即将被切除的表面。
已加工表面 切去材料后形成的新的工件表面。
过渡表面 加工时主切削刃正在切削的表面，它处于已加工表面和待加工表面之间。
（二）切削用量
切削用量是指切削速度vc、进给量f（或进给速度vf）和背吃刀量ap，三者又称为切削用量三要素。
1．切削速度vc (m/s或m/min)
切削刃相对于工件的主运动速度称为切削速度。计算切削速度时，应选取刀刃上速度最高的点进行计算。主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定
（2-2）
式中 d——工件（或刀具）的最大直径（mm）；
n——工件（或刀具）的转速（ ）。
2．进给量ap
工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm/r（或mm/双行程）。对于铣刀、铰刀、拉刀等多齿刀具，还规定每刀齿进给量fz，单位是mm/z。进给速度vf、进给量ap和每齿进给量fz之间的关系为
（2-3）
第十二章 切削加工方法
第十二章 切削加工方法
切削加工方法很多，根据所用机床与刀具的不同，可分为车削、钻削、镗削、铣削、刨削、磨削、成形表面加工及特种加工等。本章主要介绍各种常用切削加工方法的特点与应用的基本知识。
第一节 机床的分类与编号
一、机床的分类
机床主要按使用刀具和加工性质分类。如车床、钻床、镗床、刨床、铣床、磨床等。
在同一类机床中，按照加工精度不同，又分为普通机床、精密机床和高精度机床三个等级；按使用范围，分为通用机床和专用机床；按自动化程度，分为手动机床、机动机床、半自动机床和自动机床；按尺寸和质量，可分为一般机床和重型机床等。
二、机床型号编制方法
机床型号用来表示机床类别、主要参数和主要特性的代号。机床型号的编制采用汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合的方式来表示。如CM6132精密卧式车床，其型号中的代号及数字的含义如下：
CM6132
C——机床类型代号（车床类）
M——机床通用特性代号（精密机床）
6——机床组别代号（落地及卧式车床组）
1——机床系别代号（卧式车床系）
32——主参数代号（床身上最大回转直径320mm）
第二节 车削加工
车削加工是机械加工中应用最为广泛的方法之一，主要用于回转体零件的加工，图12-1为卧式车床可完成的主要加工工艺。
一、车床
车床的主运动通常是工件的旋转运动，进给运动通常由刀具的直线移动来完成。
1、常用车床的类型及组成
（1）卧式车床 主要由主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座、床身、电气箱、床脚等组成。如图12-2所示。
（2）自动及半自动车床
（3）立式车床
2、卧式车床（CA6140）传动系统
（1）主运动传动系统 车床的主运动传动链的两个端件是主电动机和主轴。
（2）进给运动传动系统 进给运动传动链的两个端件是首端件主轴末端件刀架。进给运动包括经丝杠的车螺纹运动传动链和经光杠、溜板箱的刀架进给运动传动链。
二、工件在车床上的安装
机械制造基础
第一章 机械制造概述
1.机械加工工种分为冷加工、热加工和其他工种。
冷加工包括：车工、铣工、刨工、磨工、镗工、钳工、钣金工、冲压工、组合机床操作工等。 热加工包括：铸造工（形状复杂）、锻造工（产品形状简单，可承受较大的力，细化晶粒整平缺陷）、热处理工(改变内部组织，从而改变材料性能)、焊接（m轻）。
2.工序：一个或一组工人，在一个工作地或一台机床，对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程称为工序。
3.基准：基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。 基准分为设计基准和工艺基准。
设计基准：设计基准是在零件图上用以确定某一点、线或面所依据的基准，即标注设计尺寸的起点。
工艺基准：工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。分为四种：工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。
分析基准时要注意精基准和粗基准的选择。
4.定位基准的选择 1）精基准的选择原则：基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则 2）粗基准的选择原则：
一：为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选择非加工面为粗基准;二：为保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的面为粗基准；三：为保证重要加工面的加工余量，应选择重要加工面为基准；粗基准应避免重复使用；四：选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷，以便定位准
确，夹紧可靠。
第二章 金属切削机床基础
1. 通用机床分类代号
类别 车床 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 切断机床 其他机床
代号 C Z T M Y S X B L D G Q
读音 车 钻 镗 磨 牙 丝 铣 刨 拉 电 割 其
例：Z 3 0 40 x16 /S2的含义如下：
Z:机床类别代号（钻床类） 3;机床系别代号（摇臂钻床组）
刀具课件第2章
1 第2章 金属切削的基本知识
金属切削加工的形式虽然有多种，但它们在切削运动、切削用量、切削刀具及切削过程中产生的物理现象，都有着共同规律。这些规律揭示了金属切削加工的实质，是学习和研究各种加工方法，合理选择刀具及其切削部分几何参数和切削用量，充分发挥刀具切削效能，保证加工质量，提高机械加工生产率的理论基础。
2.1 切削运动与切削用量
2.1.1 切削运动
在机床上切削工件，工件与刀具之间要有相对运动，这个相对运动称为切削运动。如图2-1所示为车削外圆时的切削运动和加工表面示意图。外圆的母线沿直导线运动时就形成了工件上的外圆表面，故工件的旋转运动和车刀的纵向直线运动就是车削外圆时的切削运动。
图2-1 车削外圆时的切削运动和加工表面示意图
切削运动分为主运动和进给运动。如图2-2所示为切削运动简图。
（a）车削外圆 （b)铣削平面 （c)钻削 （d)刨削外圆 （e)外圆磨削 （f）平面磨削 2 图2-2 切削运动简图
Ⅰ—主运动； Ⅱ—进给运动
1.主运动
主运动是使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动，主运动的速度最高，所消耗的功率也最大。换句话说，主运动就是从工件上切除金属所必须的运动。在切削运动中，主运动只有一个。它可以由工件完成，也可以由刀具完成；可以是旋转运动，也可以是直线运动。例如，车床上工件的旋转运动；龙门刨床刨削时，工件的直线往复运动；牛头刨床刨刀的直线往复运动；铣床上铣刀的旋转运动、钻床上钻头的旋转运动和磨床上砂轮的旋转运动等都是切削加工时的主运动。
2.进给运动
进给运动是不断地把被切削层投入切削，以逐渐切削出整个表面的运动。也就是说，没有这个运动，就不能连续切削。进给运动一般速度较低，消耗的功率较少，可由一个或多个运动组成。进给运动可以是连续的，也可以是间断的。
2.1.2 切削用量
切削用量是切削速度、进给量 (或进给速度)和背吃刀量三者的总称，这三者可称为切削用量三要素。
机械制造基础教案
教学计划：理论（56学时）实训（8学时）总计（64学时）
第一章：机械制造技术概论（4学时）
教学重点：机械加工工艺过程及其组成
第二章：金属切削的基本知识（20学时）
工件（1学时）
工件的基准与定位（2学时）
金属切削刀具（4学时）
课内实训一：刀具角度刃磨及测量（4学时）
金属切削机床（2学时）
金属切削过程中的基本规律（4学时）
金属切削过程基本规律的应用（3学时）
教学重点：刀具相关知识以及金属切削规律
第三章：机械加工方法与装备（10学时）
课内实训 参观工厂（2学时）
车削加工（2学时） 铣削加工（2学时）
钻削、铰削与镗削加工（2学时）
磨削加工1学时
齿形加工1学时
教学重点：各种加工方法的用途以及方法
第四章：机械加工工艺规程设计（12学时）
制订机械加工工艺规程的步骤和方法（2学时）
零件图的审查（1学时）
毛坯的确定（1学时）
定位基准的选择（2学时）
工艺路线的拟订（2学时）
确定加工余量（1学时）
工序尺寸及其公差的确定（1学时）
工艺过程经济分析（1学时）
计算机辅助工艺规程设计（1学时） 教学重点：工艺路线的拟定
第五章 典型零件的加工（6学时）
轴类零件的加工（2学时）
盘、套类零件工艺设计（1学时）
箱体零件加工工艺（1学时）
课内实训 简单零件的工艺规程设计（2学时）
教学重点：加工路线的设计
第6章 机床夹具及其设计方法（4学时）
机床夹具概述（学时）
车床夹具（学时）
铣床夹具（学时）
钻床夹具（学时）
镗床夹具（学时）
专用夹具设计方法（学时）
专用夹具设计实例（学时） 组合夹具简介（学时）
教学重点：各种夹具的设计特点
第七章：机械加工质量分析与控制（6学时）
机械加工质量概述（学时）
工艺系统的几何误差对加工精度的影响（1学时）
工艺系统受力变形对加工精度的影响（1学时）
工艺系统热变形对加工精度的影响（学时）
工艺残余应力对加工精度的影响（学时）
(完整word版)《机械制造技术基础》
1 版权所有：翻印必究 作者：黄贱生 缩印版本更加方便学习，请大家拒绝舞弊！
1.在机床上形成发生线的方法有四种：轨迹法、成形法、相切法、展成法
2.分类：按其作用不同，成形运动分为主运动和进给运动两种；按其组成不同，成形运动分为简单成形运动和复合成形运动。
3.切削用量三要素：切削速度、进给量、背吃刀量（俗称切削深度）
(1)工艺系统：由机床、夹具、刀具和工件组成的系统称为工艺系统.
(2)机床应具备的三个基本部分：执行件、运动源、传动装置
(3)定比传动装置和换置机构、内联系传动链和外联系传动链
4．刀具常用材料：高速钢（如W18Cr4V）、硬质合金（YG类、YT类、YW类、YN类）、超硬刀具材料（陶瓷、人造金刚石、立方氮化硼）。
(1)三面两刃一刀尖：前刀面、后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖
(2)正交平面参考系：基面Pr、切削平面PS、正交平面Pa
(3)五个基本角度：前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角
(1)磨料、结合剂、气孔三者构成了砂轮三要素
(2)砂轮的特性主要由磨料、粒度、结合剂、硬度和组织5个参数决定。
(1)夹具组成：由定位元件、夹紧装置、对刀及导向装置、夹具体以及其它元件或装置所组成
其中，定位元件、夹紧装置和夹具体是不可缺少的。
(2)夹具作用：一是容易地、稳定地保证加工精度；二是提高劳动生产率；三是扩大机床工艺范围；四是改善劳动条件。
(3)夹具分类：按照应用范围（通用夹具、专用夹具、组合夹具等）、夹具动力源（手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具等）、使用机床（车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具等）来划分。
2．基准分类：装配基准测量基准精基准粗基准定位基准工序基准工艺基准设计基准基准
1．定位：工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位。
2．夹紧：工件定位后，使其在加工过程中始终保持位置不变的操作。
机械制造技术基础课件-新第章课件(一)
机械制造技术基础课件-新第章课件(一)
机械制造技术基础课程一直是机械、制造等相关专业的核心课程之一，也是学生必修的基础课之一。随着工业技术的进步，这门课程也需要不断地更新和完善。新第章课件在这方面做出了重大贡献，本文就新第章课件进行一个详细的介绍和评价。
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机械制造技术基础课后部分习题及答案演示教学
机械制造技术基础课后部分习题及答案 精品文档
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 12-2切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？
答：切削塑性金属材料时，刀具与工件接触的区域可分为3个变形区：
① 第一变形区（基本变形区）：是切削层的塑性变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；
② 第二变形区（摩擦变形区）：是切屑与前面摩擦的区域；
③ 第三变形区（表面变形区）：是工件已加工表面与后面接触的区域。
它们之间的关联是：这三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力比较集中而且复杂，金属的被切削层就在此处与工件基体发生分离，大部分变成切屑，很小的一部分留在已加工表面上。
2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？
答： 在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力； 积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。
消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。
2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析？分力作用是什么？ 精品文档
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 答：（1）车削时的切削运动为三个相互垂直的运动：主运动（切削速度）、进给运动（进给量）、切深运动（背吃刀量），为了实际应用和方便计算，在实际切削时将切削合力分解成沿三个运动方向、相互垂直的分力。
（2）各分力作用：切削力是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的；进给力是设计进给机构、计算车刀进给功率所必需的；背向力是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据，与切削过程中的振动有关。
机械制造技术基础 (16)
刀具角度
切削刀具的种类繁多，结构各异，但是各种刀具的切削部分却具有共同的特征。外圆车刀是最基本、最典型的刀具，车刀的切削部分与其它各种刀具刀齿上的切削部分是基本相同的。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）刀具切削部分的构造
刀具上承担切削工作的部分称为刀具的切削部分，如图2-3所示。外圆车刀的切削部分由六个基本结构要素构造而成，它们各自的定义如下：
前刀面 切屑沿其流出的刀具表面。
主后刀面 与工件上过渡表面相对的刀具表面。
副后刀面 与工件上已加工表面相对的刀具表面。
主切削刃 前刀面与主后刀面的交线，它承担主要切削工作，也称为主刀刃。
副切削刃 前刀面与副后刀面的交线，它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面，也称为副刀刃。
刀尖 连接主切削刃和副切削刃的一段刀刃，它可以是一段小的圆弧，也可以是一段直线。
（二）刀具的标注角度
1．刀具标注角度的参考系
刀具要从工件上切除材料，就必须具有一定的切削角度。切削角度决定了刀具切削部分各表面之间的相对位置。为了确定和测量刀具的角度，必须引入一个由三个参考平面组成的空间坐标参考系。组成刀具标注角度参考系的各参考平面定义如下：
（1）基面pr 通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。
（2）切削平面ps 通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。
（3）正交平面po 通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。
根据定义可知，上述三个参考平面是互相垂直的，由它们组成的刀具标注角度参考系称为正交平面参考系，如图2-4所示。除正交平面参考系外，常用的标注刀具角度的参考系还有法平面参考系、背平面和假定工作平面参考系。
2．刀具的标注角度
在刀具标注角度参考系中测得的角度称为刀具的标注角度。标注角度应标注在刀具的设计图中，用于刀具制造、刃磨和测量。在正交平面参考系中，刀具的主要标注角度有五个，其定义如下（图2-5）：
机械制造基础课件
机械制造基础课件
1. 引言
机械制造是制造业中最基础、最重要的领域之一。在现代工业中，机械制造与人类生活密切相关，涵盖了从工厂到家庭的各个环节。本课件将为您介绍机械制造的基础知识和常用工艺，帮助您理解和掌握机械制造的核心概念和技术。
2. 机械制造概述
机械制造是通过对材料进行切削、成形、连接等处理，将零部件组装成完整的机械设备的过程。它包括了材料加工、装配和检测等环节，是将设计图纸转化为实际产品的关键环节。
机械制造的主要目标是提高生产效率、保证产品质量、增强产品功能和节约资源。在现代工业中，机械制造已经成为自动化、智能化的重要方向，大大提高了生产效率和产品质量。 3. 机械制造的基础知识
3.1 材料选择与加工
在机械制造过程中，材料的选择是非常重要的。不同的材料具有不同的特性和用途，因此在选择材料时需要考虑产品的使用环境、承载能力等因素。材料加工包括了切削、成型、焊接等方法，通过对材料进行相应的处理，使其具备所需的形状和性能。
3.2 设计与制图
机械制造的第一步是根据产品需求进行设计，并根据设计结果制作相应的图纸。设计需要考虑产品的功能要求、结构设计、工艺可行性等因素；制图则是将设计结果以图形和符号的形式表达出来，方便制造过程的实施。 3.3 加工工艺与设备
机械制造涉及到各种加工工艺和设备。常见的加工工艺包括切削、冲压、铸造、焊接等，它们提供了制造过程中所需的形状和性能改变；而加工设备包括了机床、模具、焊接设备等，它们是加工工艺实施的工具和载体。
4. 机械制造的常用工艺
4.1 切削加工
切削是指通过刀具对工件进行切削，使工件达到所需的形状和尺寸。切削加工包括车削、铣削、钻削等方法，广泛应用于各个领域的机械制造过程中。 4.2 冲压加工
冲压是指通过模具对金属板材进行冲击和压制，将其加工成所需形状的工艺。冲压加工具有高效、精度高的特点，广泛应用于汽车、电子、家电等行业。
4.3 铸造工艺