1、 切削加工是利用切削工具將坯料或工件上多余的材料切除，以獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的加工方法。 切削加工分為鉗工和機(jī)械加工兩部分。鉗工是通過工人手持工具對(duì)工件進(jìn)行切削加工、劃線以及機(jī)器的裝配和修理。機(jī)械加工是通過工人操縱機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行切削加工。 切削加工 切削加工要解決的問題是如何從工件表面層切離多余金屬。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)切離過程，必須滿足三個(gè)基本條件：（1）刀具與工件之間要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱之為切削運(yùn)動(dòng)。（2）刀具要有一定的幾何角度。（3）刀具材料必須有一定的性能要求，特別是刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。 機(jī)械加工機(jī)械加工1-1 金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床1.1 切削運(yùn)動(dòng)和機(jī)床類型

2、（一）機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)包括兩部分： 主運(yùn)動(dòng)：它使刀具的前刀面能夠接近工件，切除工件上的被切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行迹瑥亩瓿汕邢骷庸ぁＲ话悖鬟\(yùn)動(dòng)速度最高，消耗功率最大，機(jī)床通常只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)。例如，車削加工時(shí)，工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是配合主運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層的刀具與工件之間的附加相對(duì)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工，根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是多個(gè)，也可以是一個(gè)；可以是連續(xù)的，也可以是間歇的。 各種切削加工的切削運(yùn)動(dòng)各種切削加工的切削運(yùn)動(dòng)車外圓車外圓鉆中心孔鉆中心孔鏜鏜 孔孔車端面車端面切切 槽槽車錐面車錐

3、面車螺紋車螺紋切削刃相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)過程切削刃相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)過程, , 就就是表面形成過程。是表面形成過程。在這個(gè)過程中在這個(gè)過程中, , 切削刃相對(duì)于工件切削刃相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡面就是工件上的加工表面和的運(yùn)動(dòng)軌跡面就是工件上的加工表面和已加工表面。已加工表面。有兩個(gè)要素，一是切削刃有兩個(gè)要素，一是切削刃, , 二是切二是切削運(yùn)動(dòng)。削運(yùn)動(dòng)。不同的切削運(yùn)動(dòng)的組合不同的切削運(yùn)動(dòng)的組合, ,即可形成各即可形成各種工件表面。種工件表面。（二）切削加工過程中的工件表面（二）切削加工過程中的工件表面 車削加工是一種最常見的、典型的切削加工方法。車削加工過程中工件上有三個(gè)不斷變化著的表面：工件上待切除的

4、表面。工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的新表面。工件上切削刃正在切削的表面。它是待加工表面和已加工表面之間的過渡表面。（三）切削用量的概念 通常，切削加工中的切削用量是指切削速度v、進(jìn)給量f和切削深度ap這三個(gè)要素，用它們來衡量切削運(yùn)動(dòng)的大小和刀具切入工件的程度。（1）切削速度：是單位時(shí)間內(nèi)工件與刀具沿主運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)移動(dòng)的距離。 外圓車削的切削速度為 vc =dn/1000（2）進(jìn)給量進(jìn)給量有下列幾種情況： a.大部分機(jī)床（如車，鉆床等）：進(jìn)給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)的位移（mm/r)表示； b.直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)床（如刨，插床）：進(jìn)給量以每以往復(fù)的位移量表示； c.銑床和磨床：進(jìn)給量以每分鐘的位移量（mm/mi

5、n)表示。（3）切削深度（背吃刀量ap）：待加工表面與已加工表面之間的垂直距離。 （四）機(jī)床分類和編號(hào) 金屬切削機(jī)床是機(jī)械加工中的主要設(shè)備。機(jī)床種類繁多，為了便于設(shè)計(jì)、制造、使用和管理，必須進(jìn)行分類，并賦予各自的型號(hào)。機(jī)床分類：（一）按加工性質(zhì)和所用刀具分為12 大門類。我國通用機(jī)床分為十二大類，每一類以一個(gè)拼音字母來表示，即B刨床，C車床，D電加工機(jī)床，G切斷機(jī)床，L拉床，M磨床，S螺紋加工機(jī)床，T鏜床，X銑床，Y齒輪加工機(jī)床，Z鉆床，Q其他機(jī)床。（二）按機(jī)床工作精度分類：普通機(jī)床、精密機(jī)床、高精度機(jī)床。（三）按機(jī)床加工件大小和機(jī)床自身重量分類：儀表機(jī)床、中小型機(jī)床、大型機(jī)床 10t 、重型

6、機(jī)床 30t 、特重型機(jī)床 100t 。 （四）按機(jī)床通用性分類：通用機(jī)床、專門化機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床。 1、機(jī)床類別代號(hào)2、機(jī)床特性代號(hào)： 包括通用特性代號(hào)，表示特殊性能，也用漢語拼音字母表示，位于類別代號(hào)之后: G高精度 M精密 Z自動(dòng) B半自動(dòng) K數(shù)控 H加工中心 (自動(dòng)換刀) F彷型 Q輕型 C加重型 J簡式或經(jīng)濟(jì)型 R柔性加工單元 X數(shù)顯 S高速 結(jié)構(gòu)特性代號(hào)：為了區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床，在型號(hào)中用漢語拼音字母區(qū)分。例如，CA6140型普通車床型號(hào)中的“A”，可理解為：CA6140型普通車床在結(jié)構(gòu)上區(qū)別于C6140型普通車床 （可選）3、機(jī)床組系代號(hào)：每類機(jī)床劃分為10個(gè)

7、組，同一組機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能和使用范圍基本相同。每個(gè)組又劃分為十個(gè)系，同一系機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)和布局型式相同。用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，位于類別代號(hào)或通用特性代號(hào)之后。4、機(jī)床主參數(shù)代號(hào)：機(jī)床的主參數(shù)，反映了機(jī)床的主要技術(shù)規(guī)格。5、機(jī)床重大改進(jìn)序號(hào)。 （可選） 機(jī)床的型號(hào)用來簡明地表示機(jī)床的類型、主要規(guī)格、性能和結(jié)構(gòu)特征，從而可以對(duì)這種機(jī)床有一個(gè)基本概念。 機(jī)床型號(hào)的編制方法：1.2 普通機(jī)床普通機(jī)床以C6132車床為例，介紹機(jī)床的基礎(chǔ)知識(shí)。一、機(jī)床的基本組成部分：一、機(jī)床的基本組成部分：（1）主傳動(dòng)部件：）主傳動(dòng)部件：用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的部件。變速箱：電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)從變速箱輸入，并通過滑動(dòng)齒輪進(jìn)行變速，以六種

8、轉(zhuǎn)速輸出。主軸箱：變速箱的運(yùn)動(dòng)通過皮帶傳動(dòng)輸入主軸箱，通過主軸箱的進(jìn)一步變速，可使主軸獲得12級(jí)轉(zhuǎn)速。主軸：是車床的主要部件。 （2）進(jìn)給傳動(dòng)部件：）進(jìn)給傳動(dòng)部件：用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，調(diào)整刀具與工件的相互位置，實(shí)現(xiàn)退刀和快速運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給箱：主軸的傳動(dòng)通過換向齒輪和配換齒輪輸入進(jìn)給箱，通過滑動(dòng)齒輪和倍增機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，以20種進(jìn)給速度輸出到光杠或絲杠。光杠：將進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳給溜板箱，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)走刀。絲杠：通過開合螺母帶動(dòng)溜板箱，使主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)與溜板箱的移動(dòng)有嚴(yán)格的比例關(guān)系，實(shí)現(xiàn)螺紋車削。溜板箱：車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操縱箱，它將光杠和絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)傳給刀架，實(shí)現(xiàn)刀具的縱向、橫向進(jìn)給和螺紋車削。（3）安裝刀具的裝

9、置：）安裝刀具的裝置：用來夾持刀具并實(shí)現(xiàn)所需的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。大刀架：又稱大拖板，與溜板箱連接，實(shí)現(xiàn)沿機(jī)床導(dǎo)軌的縱向移動(dòng)。橫刀架：又稱中拖板，它沿大刀架上的導(dǎo)軌作垂直于機(jī)床導(dǎo)軌的橫向移動(dòng)。轉(zhuǎn)盤：與橫刀架用螺栓緊固，松開螺母，便可在水平面上扳轉(zhuǎn)任意角度。小刀架：沿轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌作短距離的移動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤扳轉(zhuǎn)到某一角度后，小刀架即可帶動(dòng)車刀作相對(duì)與主軸的斜向移動(dòng)，用以加工錐面。方刀架：用來夾持刀具，可以同時(shí)安裝四把車刀。 （4）安裝工件的裝置：）安裝工件的裝置：用來安裝夾具或直接安裝工件。主軸：可以安裝卡盤、頂尖等夾具，也可以安裝工件。尾架：安裝在機(jī)床導(dǎo)軌上，可以沿機(jī)床導(dǎo)軌移動(dòng)，也可以用壓板螺栓固定在任意位置

10、上。（5）支承件：）支承件：用來支承和連接機(jī)床各零件，并與地基連接，如床身、床腳。（6）動(dòng)力源：）動(dòng)力源：為機(jī)床運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，一般為電動(dòng)機(jī)。 二、機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)二、機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)床的傳動(dòng)有機(jī)械、液壓、電動(dòng)、電氣等多種形式，其中最常見的是機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。 C6132車床的傳動(dòng)是典型的機(jī)械傳動(dòng)。為了便于分析，用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖符號(hào)將復(fù)雜的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)畫成傳動(dòng)系統(tǒng)圖。各傳動(dòng)元件按照運(yùn)動(dòng)傳遞的先后順序，以展開圖形式畫出來，示意地表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)情況，圖中，羅馬數(shù)字代表傳動(dòng)軸的編號(hào)，阿拉伯?dāng)?shù)字表示齒輪齒數(shù)和皮帶輪的直徑。1、傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 C6132車床的傳動(dòng)方式有五種：齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳

11、動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)、絲桿螺母傳動(dòng)。（1）齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)有三種：固定齒輪、滑移齒輪和交換齒輪，后兩種用來改變部件的運(yùn)動(dòng)速度。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 。 2112nZinZ （2）皮帶傳動(dòng)：皮帶傳動(dòng)分平皮帶和三角皮帶二種，在C6132車床上使用的是三角皮帶傳動(dòng)，皮帶輪的傳動(dòng)比 ,同樣是被動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比，又可換為主動(dòng)輪直徑與被動(dòng)輪直徑之比 。皮帶輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于二軸間距較長時(shí)用。當(dāng)加工時(shí)，切削用量過大超負(fù)荷時(shí)，皮帶打滑，不至于造成機(jī)器損壞，能起到保護(hù)作用，缺點(diǎn)是由于皮帶滑動(dòng)不能保證正確的傳動(dòng)比。21nin 2112ndind（3）蝸輪蝸桿傳動(dòng)：

12、假設(shè)蝸桿為主動(dòng)件，蝸輪為被動(dòng)件，蝸桿上螺旋線的頭數(shù)（K）相當(dāng)于齒輪的齒數(shù)，蝸輪的齒數(shù)為Z，二者傳動(dòng)時(shí)，單頭蝸桿（K1）每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，則蝸輪被轉(zhuǎn)一個(gè)齒；蝸桿為雙頭時(shí)，蝸桿轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，則蝸輪被轉(zhuǎn)二個(gè)齒。所以蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比是 。因?yàn)閆比K大得多，這時(shí)傳動(dòng)副的傳動(dòng)可以得到較大的降速比。蝸輪蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，缺點(diǎn)是效率低。KiZ 2、機(jī)床的傳動(dòng)分析 由機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖，可以寫出主運(yùn)動(dòng)鏈和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈，然后進(jìn)行傳動(dòng)分析。（1）主運(yùn)動(dòng)鏈（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈1-2 切削刀具切削刀具 2.1 刀具材料的性能刀具材料的性能 在切削過程中，車刀的切削部分由于受力，受熱和摩擦的作用而發(fā)生磨損，而且在切削過

13、程中，車刀要承受很大的切削力和切削熱，以及振動(dòng)，沖擊等，所以對(duì)刀具切削部分有很高的要求：（1）高的硬度和耐磨性（又稱冷硬性）：即車刀在常溫下的硬度。車刀材料的硬度應(yīng)高于工件材料的幾倍。（2）高的紅硬性（又稱熱硬性）：指車刀材料在高溫下仍能保持其硬度、強(qiáng)度、韌性和耐磨性的能力。（3）高的抗粘結(jié)性：指刀具材料表面微粒不被切屑粘走的能力。（4）堅(jiān)韌性：指車刀能承受振動(dòng)和沖擊的性能。 刀具材料中使用最廣的是高速鋼和硬質(zhì)合金。 2.2 刀具角度刀具角度 刀具的種類和形狀各異，但都有兩個(gè)基本組成部分，即切削部分和夾持部分。夾持部分是用來將刀具正確地夾持在機(jī)床的工作位置上。切削部分是直接參加切削的部分。 刀

14、具的結(jié)構(gòu)形式一般有以下四種，（a）整體式（b）焊接式（c）機(jī)夾重磨式（d）機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式刀頭刀頭刀體刀體1、車刀切削部分的組成車刀的切削部分又稱刀頭，一般由“三面二刃一尖”組成 。刀尖刀尖主切削刃主切削刃副后刀面副后刀面前刀面前刀面副切削刃副切削刃主后刀面主后刀面前刀面前刀面主后刀面主后刀面副后刀面副后刀面 前刀面：刀具上切屑流過的表面。 主后刀面：刀具上與過渡表面相對(duì)的那個(gè)面。工件在加工過程中形成了三個(gè)表面：已加工表面、過渡表面（由切削刃形成的那部分表面）和待加工表面。 副后刀面：刀具上與已加工表面相對(duì)的那個(gè)面。 主切削刃：前刀面與主后刀面相交形成的刀刃，擔(dān)負(fù)著主要的切削工作。 副切削刃：前刀

15、面與副后刀面相交形成的刀刃，擔(dān)負(fù)著少量的切削工作。 刀尖：主切削刃與副切削刃的連續(xù)處相當(dāng)少的一部分切削刃。通常是一小段圓弧過渡。2、參考系：為了定義刀具的幾何角度，需要人為地確定一個(gè)參考系，并將刀具切削部分置于參考系中。 基面：通過主切削刃選定點(diǎn)，與假定主運(yùn)動(dòng)方向相垂直的平面。 切削平面：通過主切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直于基面的平面，它與假定主運(yùn)動(dòng)方向平行。 正交平面(主剖面)：通過主切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。 參考系可分為刀具靜止參考系和刀具工作參考系兩類。在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測量時(shí)，用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系稱為刀具靜止參考系或標(biāo)注角度參考系。參考平面及刀具角度前

16、角：是基面與前面之間的夾角，在正交平面中測量。前角大，則刀刃鋒利，切削輕快。主后角：是主后面與切削平面之間的夾角，在正交平面中測量。其作用是減少車削時(shí)主后面與工件間的摩擦。粗加工時(shí)選較小值，精加工時(shí)選較大值。副后角：是副后面與切削平面之間的夾角，在正交平面中測量。車刀主要角度的標(biāo)注主偏角：是進(jìn)給方向與主切削刃在基面上的投影之間的夾角，在基面中測量。其作用是：改善切削條件和提高刀具壽命：在切削深度和進(jìn)給量相同的情況下，減小主偏角可以使主切削刃參加切削的長度增加，切削容易，同時(shí)，加強(qiáng)了刀尖，增大了散熱面積，使刀具壽命提高。影響徑向力的大小：在切削力相等的情況下，增大主偏角可使徑向分力減小。車削細(xì)長

17、軸時(shí)，用主偏角為90的偏刀，使徑向力幾乎為零，可以避免細(xì)長軸彎曲變形。副偏角：是進(jìn)給方向的反方向與副切削刃在基面上的投影之間的夾角，在基面中測量。副偏角的作用是為了減小副切削刃與工件加工面之間的摩擦，防止切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。刃傾角：主要影響刀頭的強(qiáng)度和切屑流動(dòng)的方向。是主切削刃與基面的夾角，在切削平面中測量。其作用是控制切屑的流向。刃傾角為負(fù)，刀尖處于切削刃的最低點(diǎn)，切屑流向已加工表面，用于粗加工。刃傾角為正，刀尖處于切削刃的最高點(diǎn)，切屑流向待加工表面，用于精加工。 3、車刀的刃磨方法 車刀一般用手工在砂輪機(jī)上刃磨,磨高速鋼車刀以及硬質(zhì)合金車刀的刀體部分用白色的氧化鋁砂輪,磨硬質(zhì)合刀片用綠色的碳化

18、硅砂輪。一般車刀刃磨的順序和步驟如下: 磨主后刀面：目的是磨出車刀刀頭的主偏角和主后角。 磨副后刀面：目的是磨出車刀的副偏角和副后角。磨前刀面：目的是磨出車刀的前角和刃傾角。磨刀尖圓弧：在主切削刃和副切削刃之間磨刀尖圓弧,以提高刀尖強(qiáng)度和改善散熱條件。 車刀用鈍后重磨時(shí)往往根據(jù)車刀磨損情況,磨削有關(guān)的刀面即可。 1- 3 夾夾 具具1、夾具、夾具：通用夾具、專用夾具、可調(diào)整夾具通用夾具：指一般已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、不需特殊調(diào)整就可以用于加工不同工件的夾具。（三爪卡盤、四爪卡盤、頂尖、中心架與跟刀架、花盤和彎板、壓板等）專用夾具：根據(jù)某一零件的某一工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)和制造的夾具。（心軸、鉆模等）可調(diào)整夾具：標(biāo)

19、準(zhǔn)化夾具、成組夾具、組合夾具2、工件裝夾方法三爪卡盤（四爪卡盤）、卡盤頂尖、卡盤中心架、雙頂尖等等。1-4 零件技術(shù)要求和測量零件技術(shù)要求和測量任何一臺(tái)機(jī)器都是由許多零件裝配而成的,每個(gè)零件又都是由各種表面(如平面、圓柱面、溝槽等)所組成。為了保證機(jī)器的性能和使用壽命,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)零件的不同作用,對(duì)制造質(zhì)量提出要求。這些要求統(tǒng)稱為零件的技術(shù)要求，它包括：表面粗糙度、尺寸精度、形狀精度、位置精度以及零件的材料，熱處理和表面處理(如電鍍、發(fā)黑)等。尺寸精度、形狀精度和位置精度統(tǒng)稱為加工精度。加工精度及表面粗糙度是由切削加工保證的,設(shè)計(jì)時(shí)必須定的恰當(dāng)、合理，否則，將會(huì)不必要地增加加工的復(fù)雜程度和加工

20、的費(fèi)用。為了確保加工后的零件符合技術(shù)要求,必須要用測量工具(量具)進(jìn)行測量。 4.1 尺寸精度尺寸精度1)基本概念尺寸精度是指尺寸準(zhǔn)確的程度。尺寸精度是由尺寸公差(簡稱公差)控制的,公差越小, 精度越高；反之精度越低。 （1）術(shù)語和定義 極限尺寸、尺寸偏差(簡稱偏差) 、公差、公差帶例如：外圓基本尺寸=80 上偏差0.03 下偏差0.06最大極限尺寸=800.03=79.97(mm) 最小極限尺寸=800.06=79.94(mm)則尺寸公差= 最大極限尺寸一最小極限尺寸= 79.97一79.94= 0.03(mm) 或 尺寸公差= |上偏差一下偏差|=|0.03一(0.06)| = 0.03(mm)0.030.06802)測量工具(1)游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺是一種常用的較為精密的量具,它