《機(jī)械加式技術(shù)》PPT課件.ppt

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第2章切削加工基礎(chǔ)知識(shí),2.1切削運(yùn)動(dòng)和切削用量,2.1.1切削運(yùn)動(dòng)2.1.2切削用量,2.1.1切削運(yùn)動(dòng),在切削過程中，為了切除多余的金屬，是通過各種機(jī)床上的工件和刀具作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)零件表面所需的各種形狀。工件和刀具之間作各種不同的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，形成了各種切削加工方法，稱為切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。,主運(yùn)動(dòng)是切除工件表面多余材料所需的最基本的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是使工件切削層材料相繼投入切削從而加工出完整表面所需的運(yùn)動(dòng)。圖2.1所示為幾種常見的切削加工方法的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。,圖2.1常見切削加工方法的切削運(yùn)動(dòng)1—主運(yùn)動(dòng)2—進(jìn)給運(yùn)動(dòng)3—待加工表面4—過渡表面5—已加工表面,在切削運(yùn)動(dòng)中，通常主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度（線速度）較高，所消耗的功率也較大。在圖2.1中，車外圓時(shí)工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、銑平面時(shí)銑刀的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、刨平面時(shí)刨刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)都是主運(yùn)動(dòng)；車外圓時(shí)車刀的縱向移動(dòng)、銑平面時(shí)工件的縱向移動(dòng)、刨平面時(shí)工件的橫向間歇移動(dòng)等屬于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。,在切削過程中，工件上會(huì)形成3種表面（見圖2.2）。（1）待加工表面——工件上有待切除的表面。（2）已加工表面——工件上經(jīng)刀具切削后形成的表面。（3）過渡表面——工件上由切削刃切削的那部分表面，它在下一切削行程，刀具或工件的下一轉(zhuǎn)里被切除，或者被下一切削刃切除。,圖2.2車外圓時(shí)的切削用量1—待加工表面2—已加工表面3—過渡表面4—切削橫截面,2.1.2切削用量,切削用量是在切削加工過程中的切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的總稱。切削用量直接影響工件加工質(zhì)量、刀具的磨損和壽命、機(jī)床的動(dòng)力消耗及生產(chǎn)率，因此，必須合理地選擇切削用量。圖2.2所示為車外圓時(shí)的切削用量示意圖。,1．切削速度υc,切削速度是切削加工時(shí)刀具切削刃上的某一點(diǎn)相對(duì)于待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的瞬時(shí)速度，即切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度（線速度）。切削速度的單位為m/min或m/s。通常選定點(diǎn)為線速度最大的點(diǎn)，如車外圓時(shí)的切削速度為式中：d——工件待加工表面的直徑，mm；n——工件轉(zhuǎn)速，r/min。,,,2．進(jìn)給量f,進(jìn)給量是刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表述和度量。車削外圓時(shí)的進(jìn)給量為工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向所移動(dòng)的距離，單位為mm/r；刨削時(shí)的進(jìn)給量為刀具（或工件）每往復(fù)一次，工件（或刀具）沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向所移動(dòng)的距離，單位為mm/str（毫米/往復(fù)行程）。,3．背吃刀量ap,背吃刀量一般指工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mm。例如，車外圓時(shí)的背吃刀量為式中：dw——工件待加工表面的直徑，mm；dm——工件已加工表面的直徑，mm。,,4．粗車時(shí)切削用量選擇的原則及步驟,粗車時(shí)選擇切削用量的原則是：首先選擇一個(gè)盡量大的背吃刀量，然后選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量，最后選擇一個(gè)合理的切削速度。選擇被吃刀量時(shí)，盡量將粗加工余量一次切完。當(dāng)余量過大或工藝系統(tǒng)剛性差時(shí)，可分兩次切除余量，第一次切除余量的2/3～3/4。,選擇進(jìn)給量時(shí)，應(yīng)不超過刀具的刀片和刀桿強(qiáng)度，不大于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度，在不產(chǎn)生振動(dòng)的條件下，選取一個(gè)最大的進(jìn)給量。背吃刀量和進(jìn)給量確定后，按刀具壽命確定切削速度，計(jì)算工件轉(zhuǎn)速，選擇車床相近的較低檔的車床轉(zhuǎn)速。粗車時(shí)被吃刀量、進(jìn)給量和切削速度確定后，還需要校驗(yàn)車床功率。,5．精車時(shí)切削用量選擇的原則及步驟,精車時(shí)，工件的加工余量不大，加工精度要求較高，表面粗糙度值要求較小，應(yīng)以提高加工質(zhì)量作為選擇切削用量的主要依據(jù)，然后盡可能提高生產(chǎn)率。半精加工、精加工的背吃刀量較小，原則上一次進(jìn)給切除全部余量。,半精加工、精加工的進(jìn)給量主要受表面粗糙度的限制，可在預(yù)定的切削速度、刀尖圓弧半徑的情況下，查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，確定進(jìn)給量。切削速度：用硬質(zhì)合金車刀，選用較高的切削速度，vc>80m/min；用高速鋼車刀，選用較低的切削速度，vc<5m/min。,2.2刀具幾何形狀和材料,2.2.1刀具切削部分的幾何形狀2.2.2刀具切削部分的材料,2.2.1刀具切削部分的幾何形狀,各種刀具都是由切削部分和刀體（或刀柄）兩部分組成的。切削部分（俗稱刀頭）是刀具中起切削作用的部分，由切削刃、前面及后面等產(chǎn)生切削的各要素所組成。刀體是固定在刀架上的被夾持部分。,1．刀具切削部分的組成（見圖2.4）,圖2.4普通外圓車刀切削部分的組成1—前面2—主后面3—主切削刃4—副后面5—副切削刃6—刀尖7—刀體,（1）前面（前刀面）Aγ刀具上切屑流過的表面。（2）主后面Aα：切削時(shí)刀具上與工件過渡表面相對(duì)的表面。（3）副后面Aα′：切削時(shí)刀具上與工件已加工表面相對(duì)的表面。（4）主切削刃S：前面與主后面的交線，切削時(shí)起主要切削作用。（5）副切削刃S′：前面與副后面的交線，切削時(shí)起輔助切削作用。（6）刀尖：指主切削刃與副切削刃的連接處相當(dāng)少的一部分切削刃。刀尖有修圓刀尖和倒角刀尖。,2．參考系,參考系是用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準(zhǔn)坐標(biāo)平面。參考系有刀具靜止參考系和刀具工作參考系。前者用于定義刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測量時(shí)的幾何參數(shù)；后者用于確定刀具切削時(shí)的幾何參數(shù)。刀具靜止參考系的主要基準(zhǔn)坐標(biāo)平面（見圖2.5）如下。,圖2.5刀具靜止參考系1—假定主運(yùn)動(dòng)方向2—假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向3—切削刃選定點(diǎn),（1）基面Pr：通過切削刃選定點(diǎn)的平面，它平行或垂直于刀具，在制造、刃磨及測量時(shí)適合于安裝或定位的一個(gè)平面或軸線，一般來說其方位要垂直于假定的主運(yùn)動(dòng)方向。（2）假定工作平面Pf：通過切削刃選定點(diǎn)并垂直于基面，它平行或垂直于刀具，在制造、刃磨及測量時(shí)適合于安裝或定位的一個(gè)平面或軸線，一般來說其方位要平行于假定的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。,（3）主切削平面Ps：通過主切削刃選定點(diǎn)與主切削刃相切并垂直于基面的平面。（4）副切削平面Ps′：通過副切削刃選定點(diǎn)與副切削刃相切并垂直于基面的平面。（5）正交平面Po：通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。,3．刀具切削部分的主要角度,車刀的切削部分共有6個(gè)獨(dú)立的基本角度（見圖2.6）。（1）前角γo：前面與基面間的夾角，在正交平面中測量。前角表示刀具前面的傾斜程度，它可以是正值、負(fù)值或?yàn)榱悖鶕?jù)工件材料、刀具切削部分材料及加工要求選擇。（2）主后角αo：主后面與主切削平面間的夾角，在主正交平面中測量。主后角表示刀具主后面傾斜的程度。,（2）副后角αo′：副后面與副切削平面間的夾角，在副正交平面中測量。副后角表示刀具副后面傾斜的程度。（3）主偏角κr：主切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測量。（4）副偏角κr′：副切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測量。（5）刃傾角λs：主切削刃與基面間的夾角，在主切削平面中測量。,圖2.6刀具切削部分的主要角度,4．刀具主要角度的選擇原則,（1）主偏角：選擇主偏角應(yīng)首先考慮工件的形狀，如加工工件的臺(tái)階時(shí)，必須選取κr≥90；加工中間切入的工件表面時(shí)，一般選用κr=45～60。（2）副偏角：一般采用=6～8，精車時(shí)，如果在副切削刃上刃磨修光刃，則取=0，加工中間切入的工件表面時(shí)，副偏角應(yīng)取=45～60。（3）刀尖角：其計(jì)算公式為,,（4）前角：一般選擇γo=?5～35。車削中碳鋼（如45鋼）工件，用高速鋼車刀時(shí)選取γo=20～25；用硬質(zhì)合金車刀粗車時(shí)選取γo=10～15；精車時(shí)選取γo=13～18。（5）主后角：一般選擇αo=4～12。車削中碳鋼工件，用高速鋼車刀時(shí)，粗車選取αo=6～8，精車選取αo=8～12；用硬質(zhì)合金車刀時(shí)，粗車選取αo=5～7，精車選取αo=6～9。（6）楔角：其計(jì)算公式為βo=90?(γo+αo)（7）副后角：一般磨成與后角αo相等。,2.2.2刀具切削部分的材料,刀具的切削部分和刀體可以采用同種材料制成一體，也可以采用不同材料分別制造，然后用焊接或機(jī)械夾持的方法將兩者連接成一體。常用的刀具切削部分材料有優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、硬質(zhì)合金等。,1．對(duì)刀具切削部分材料的基本要求,刀具切削部分在切削過程中，要承受很大的切削力和沖擊力，并且在很高的溫度下進(jìn)行工作，經(jīng)受連續(xù)和強(qiáng)烈的摩擦，因此，刀具切削部分材料必須具備以下基本要求。（1）高的硬度。刀具切削部分材料硬度必須高于工件材料硬度，其常溫硬度一般要求在60HRC以上。（2）良好的耐磨性。耐磨性是指抵抗磨損的能力。耐磨性除了與切削部分材料的硬度有關(guān)外，還與材料組織結(jié)構(gòu)中碳化物的種類、數(shù)量、大小及分布情況有關(guān)。,（3）足夠的強(qiáng)度和韌性。主要是指切削部分材料承受切削力、沖擊力和振動(dòng)而不破碎的能力。（4）高的熱硬性。熱硬性是指切削部分材料在高溫下仍能保證切削正常進(jìn)行所需的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。（5）良好的工藝性。一般指材料的可鍛性、焊接性、切削加工性、可磨性、高溫塑性、熱處理性能等。工藝性越好，越便于刀具的制造。除上述基本要求外，刀具切削部分材料還應(yīng)其有良好的導(dǎo)熱性和較好的化學(xué)惰性。,2．常用刀具切削部分材料的種類、性能和用途,（1）優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。常用的牌號(hào)有T10A、T12A等，淬火后有較高的硬度（60～64HRC），容易刃磨鋒利；但熱硬性差，在200℃～250℃時(shí)，硬度明顯下降，允許的切削速度很低（8～10m/min）。一般用來制造切削速度低、尺寸較小的手動(dòng)工具。（2）合金工具鋼。常用的牌號(hào)有9SiCr、CrWMn等。其熱硬性、韌性較碳素工具鋼要好，熱硬性溫度約為300℃～350℃，切削速度較碳素工具鋼高10%～20%。常用來制造形狀復(fù)雜的低速刀具，如鉸刀、絲錐、板牙等。,（3）高速工具鋼。常用的牌號(hào)有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。高速工具鋼含有大量高硬度的碳化物，熱處理后硬度可達(dá)63～66HRC，其熱硬性溫度達(dá)550℃～600℃（在600℃高溫下硬度為47～48.5HRC），切削速度約為30m/min。適宜于制造成形車刀、銑刀、鉆頭、拉刀等。,高速鋼的類別、常用牌號(hào)、性質(zhì)及應(yīng)用如表2.1所示。,表2.1高速鋼的類別、常用牌號(hào)、性質(zhì)及應(yīng)用一覽表,（4）硬質(zhì)合金。,以鈷為粘結(jié)劑，將高硬度難熔的金屬碳化物（WC，TiC，TaC，NbC等）粉末用粉末冶金方法粘結(jié)制成。其常溫硬度達(dá)89～93HRA，熱硬性溫度高達(dá)900℃～1000℃，耐磨性好，切削速度可比高速工具鋼高4～7倍。硬質(zhì)合金的韌性差，沖擊韌性只有W18Cr4V的1/4～1/30；抗彎強(qiáng)度低，只相當(dāng)于W18Cr4V的1/2～1/4。常用的硬質(zhì)合金有鎢鈷類（由碳化鎢和粘結(jié)劑鈷組成）和鎢鈦鈷類（由碳化鎢、碳化鈦和粘結(jié)劑鈷組成）。,鎢鈷類硬質(zhì)合金的常用牌號(hào)有K01、K10、K20，等，其抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性比鎢鈦鈷類好，主要用來加工脆性材料，如鑄鐵、青銅等。鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金的常用牌號(hào)有P01、P10、P30等，其硬度高，耐熱性好，但沖擊韌性差，主要用來加工韌性材料，如碳鋼等。此外，在上述兩類硬質(zhì)合金中添加少量碳化鉭TaC（碳化鈮NbC）后派生的類別有鎢鉭（鈮）鈷類、鎢鈦鉭（鈮）鈷類，常用牌號(hào)有M10、M20等。,硬質(zhì)合金的分類、用途、性能、代號(hào)以及與舊牌號(hào)的對(duì)照如表2.2所示。,表2.2硬質(zhì)合金的分類、用途、性能、代號(hào)以及與舊牌號(hào)的對(duì)照一覽表,,,,,,,2.3切削力與切削溫度,2.3.1切削力2.3.2切削溫度,2.3.1切削力,刀具的一個(gè)切削部分在切削工件時(shí)所產(chǎn)生的全部切削力稱為一個(gè)切削部分總切削力。多刃刀具（如銑刀、鉸刀等）有幾個(gè)切削部分同時(shí)進(jìn)行切削，所有參與切削的各切削部分所產(chǎn)生的總切削力的合力稱為刀具總切削力。顯然，單刃刀具（如車刀、刨刀等）只有一個(gè)切削部分參與切削，這個(gè)切削部分總切削力就是刀具的總切削力。,1．刀具總切削力切削過程中，為了克服工件被切層材料對(duì)切削的抵抗，刀具必須對(duì)工件有力的作用。以下僅討論一個(gè)切削部分總切削力，并簡稱其為總切削力F。2．總切削力的分力總切削力是一個(gè)空間矢量，在切削過程中，它的方向和大小不易直接測出，為了便于研究和分析它對(duì)加工的影響，通常將總切削力分解成3個(gè)相互垂直的切削分力。圖2.8所示為車外圓時(shí)總切削力的分解。,（1）切削力FC。是總切削力F在主運(yùn)動(dòng)方向上的正投影，與切削速度vc方向一致。它消耗功率最大，約占總消耗功率的95%。（2）背向力FP。是總切削力F在垂直于工作平面方向上的分力。車外圓時(shí)，刀具與工件在這個(gè)分力的方向上無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以FP不做功。圖2.8車外圓時(shí)總切削力的分解（3）進(jìn)給力Ff。是總切削力在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的正投影，與進(jìn)給速度vf方向一致。由于進(jìn)給力和進(jìn)給速度遠(yuǎn)小于切削力和切削速度，所以它消耗的功率非常?。?5%）?？偳邢髁大小與3個(gè)分力大小的關(guān)系為,,3．總切削抗力切削加工時(shí)，工件材料抵抗刀具切削所產(chǎn)生的阻力稱為總切削抗力F′。這些阻力主要包括以下幾項(xiàng)。（1）被切層材料成為切屑前后對(duì)刀具前面的擠壓變形（彈性變形和塑性變形）抗力和摩擦阻力。,（2）工件過渡表面和已加工表面表層材料對(duì)刀具后面的擠壓變形抗力和摩擦阻力。這些變形抗力和摩擦阻力的合力即為總切削抗力。工件抵抗切削的總切削抗力F′與切削時(shí)刀具對(duì)工件的總切削力F是一對(duì)作用與反作用力，它們大小相等、方向相反，分別作用在刀具與工件上（見圖2.8）。總切削抗力F′的3個(gè)分力，即切削抗力、背向抗力和進(jìn)給抗力，分別與Fc、Fp和Ff大小相等、方向相反。,圖2.8車外圓時(shí)總切削力的分解,4．影響總切削抗力的因素（1）工件材料。工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，韌性和塑性越好，越難切削，總切削抗力越大。圖2.9主偏角Kr對(duì)/的影響（2）切削用量。切削深度ap和進(jìn)給量f增大時(shí)，切削橫截面積也增大，切屑粗壯，切下金屬增多，總切削抗力增大。,（3）刀具角度。前角增大，能使被切層材料所受擠壓變形和摩擦減小，排屑順暢，總切削抗力減小；后角增大，刀具后面與工件過渡表面以及已加工表面的擠壓變形和摩擦減小，總切削抗力減小。主偏角對(duì)切削抗力影響較小，但對(duì)背向抗力和進(jìn)給抗力的比例影響明顯。如圖2.9所示，為工件對(duì)刀具的反推力，由于，，增大主偏角Kr，會(huì)使進(jìn)給抗力增大，使背向抗力減小。當(dāng)車削細(xì)長工件時(shí)，增大主偏角Kr，可減小或防止工件彎曲變形。,圖2.9主偏角Kr對(duì)/的影響,（4）切削液。合理選擇使用切削液，可以減小工件材料的變形抗力和摩擦阻力，使總切削抗力減小。,2.3.2切削溫度,切削溫度一般是指切削區(qū)域的平均溫度。它的高低是由產(chǎn)生熱和傳散熱兩方面綜合影響的結(jié)果。切削過程中，切削區(qū)域的溫度稱為切削溫度。,1．切削熱與切削溫度切削過程中，由于被切削材料層的變形、分離及刀具和被切削材料間的摩擦而產(chǎn)生的熱量稱為切削熱。切削過程中產(chǎn)生的切削熱大部分由切屑帶走，如在車削外圓時(shí)，由切屑帶走的熱量約占總切削熱的70%～80%，傳入刀具的約占15%～20%，傳入工件的約占5%～10%。,雖然傳入刀具的切削熱只占很小的一部分，但由于刀具切削部分（尤其刀尖部位）體積很小，溫度容易升高，在高速切削時(shí)仍可高達(dá)1000℃以上，致使刀具材料軟化，切削性能降低，磨損加快，進(jìn)而影響加工質(zhì)量并縮短刀具壽命。傳入工件的切削熱，會(huì)導(dǎo)致工件受熱伸長和膨脹，而影響加工精度。對(duì)于細(xì)長軸、薄壁套和精密零件的加工，切削熱引起的熱變形影響尤為嚴(yán)重。,2．減少切削熱和降低切削溫度的工藝措施（1）合理選擇刀具材料和刀具幾何角度。（2）合理選擇切削用量。（3）適當(dāng)選擇和使用切削液。,2.4切削液,2.4.1切削液的作用和種類2.4.2切削液的選用,2.4.1切削液的作用和種類,切削液分水基和油基兩類。常用的水基切削液有合成切削液和乳化液；常用的油基切削液即切削油。,1．切削液的作用（1）冷卻作用。切削液能從切削區(qū)帶走大量的切削熱，使切削溫度降低，因此，切削液可提高刀具使用壽命和零件的加工質(zhì)量。在刀具材料熱硬性差、工件材料熱膨脹系數(shù)較大，以及兩者的導(dǎo)熱性都較差的情況下，切削液的冷卻作用尤為重要。,（2）潤滑作用。切削液滲入刀具、切屑和工件之間，形成潤滑膜，可以減小刀具與切屑、刀具與工件過渡表面之間的摩擦，從而減小切削變形，抑制積屑瘤、鱗刺的生長，控制殘余應(yīng)力和微觀裂紋的產(chǎn)生，使刀具使用壽命和工件的加工表面質(zhì)量均得以提高。（3）清洗和排屑作用。切削液能將細(xì)小的切屑或磨削時(shí)從砂輪上脫落的磨粒及時(shí)沖走，避免切屑堵塞或劃傷工件已加工表面及機(jī)床導(dǎo)軌。切削液的清洗和排屑作用對(duì)磨削、深孔加工等尤為重要。,2．切削液的種類（1）合成切削液以水為主要成分，加入適量的水溶性防銹添加劑（如亞硝酸鈉、磷酸三鈉、碳酸鈉等）制成，俗稱水溶液。此外，加入適量的表面活性劑、油性添加劑也可提高合成切削液的防銹性能。由于水有良好的流動(dòng)性，導(dǎo)熱率和比熱都比油大得多，可以吸收大量的熱，所以合成切削液主要起冷卻作用。（2）乳化液用乳化油加水（95%～98%）稀釋而成。乳化液是應(yīng)用最廣泛的切削液，兼有冷卻與潤滑的作用。其冷卻作用比合成切削液差，潤滑作用比合成切削液好。,（3）油基切削液即切削油，分礦物油、動(dòng)植物油和復(fù)合油3種。礦物油有機(jī)械油、高速機(jī)械油、煤油等，應(yīng)用最多；動(dòng)植物油有豬油、鯨魚油、豆油、菜子油、棉子油等；復(fù)合油是以礦物油為主加入適量動(dòng)植物油混合而成。油基切削液有良好的潤滑作用，但其冷卻作用比水基切削液差。加工難切削材料時(shí)，切削溫度很高，普通切削液形成的物理潤滑膜會(huì)因溫度升高破裂而失去潤滑作用。為此，在普通切削液中再加入極壓添加劑（如含硫、氯、磷等有機(jī)化合物），以形成化學(xué)吸附潤滑膜，使摩擦減小，改善潤滑。含極壓添加劑的各類切削液分別稱為極壓型合成切削液、極壓乳化液和極壓切削油。,2.4.2切削液的選用,加工中使用的切削液應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料、加工方法、加工要求、機(jī)床類別等情況綜合考慮，合理選用。,1．工件材料切削鋼等塑性材料需用切削液，切削鑄鐵等脆性材料可不用切削液。后者使用切削液的作用不明顯，而且會(huì)弄臟工作場地，使碎屑粘附在機(jī)床導(dǎo)軌與滑板間造成阻塞和擦傷。切削高強(qiáng)度鋼、高溫合金等難切削材料時(shí)，應(yīng)選用極壓切削油或極壓乳化液；切削銅、鋁及其合金時(shí)，不能使用含硫的切削液，因?yàn)榱驅(qū)ζ溆懈g作用；切削鎂合金時(shí)，不能使用水基切削液，以免引起燃燒。,2．刀具材料高速鋼刀具熱硬性差，一般應(yīng)采用切削液。硬質(zhì)合金刀具熱硬性好，耐熱、耐磨，一般不用切削液，必要時(shí)可使用低濃度的乳化液或合成切削液，但必須連續(xù)、充分澆注，以免刀片因冷熱不均勻，產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致破裂。,3．加工方法進(jìn)行鉆孔（尤其是深孔）、鉸孔、攻螺紋、拉削等加工時(shí)，工具與已加工表面摩擦嚴(yán)重，宜采用乳化液、極壓乳化液、極壓切削油，并充分澆注。使用螺紋刀具、齒輪刀具及成形刀具切削時(shí)，因刀具價(jià)格較貴，刃磨困難，要求刀具耐用度高，宜采用極壓切削油、硫化切削油等。對(duì)于磨削，因其加工時(shí)溫度很高，且會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)屑及脫落的磨粒，容易堵塞砂輪和使工件燒傷，要選用冷卻作用好、清洗能力強(qiáng)的切削液，如合成切削液和低濃度乳化液。磨削不銹鋼、高溫合金時(shí)，則應(yīng)選用潤滑性能較好的極壓型合成切削液和極壓乳化液。,4．加工要求粗加工時(shí)，金屬切除量大，切削溫度高，應(yīng)選用冷卻作用好的切削液；精加工時(shí)，為保證加工質(zhì)量，宜選用潤滑作用好的極壓切削液。,2.5加工精度和加工表面質(zhì),2.5.1加工精度2.5.2加工表面質(zhì)量,2.5.1加工精度,由于加工中諸多因素的影響，實(shí)際上不可能把零件加工得絕對(duì)精確，完全符合理想零件的幾何參數(shù)。從實(shí)際出發(fā)，也沒有必要把零件加工得絕對(duì)精確，只要求能保證零件在機(jī)器中的性能要求即可，因此，把零件的加工精度保持在一定的范圍內(nèi)是允許的。,1．獲得規(guī)定尺寸精度的方法零件在切削加工中，獲得規(guī)定尺寸精度的方法主要有如下兩種。（1）試切法。試切法是通過試切—測量—調(diào)整—再試切的反復(fù)過程而獲得規(guī)定尺寸精度的。這種方法只適用于單件生產(chǎn)。,（2）自動(dòng)獲得尺寸精度的方法。①用定尺寸刀具加工。尺寸精度由刀具本身尺寸精度保證，如使用鉆頭、鉸刀、拉刀進(jìn)行孔加工，用絲錐、板牙加工內(nèi)、外螺紋。②調(diào)整法。預(yù)先按規(guī)定的尺寸調(diào)整好機(jī)床、夾具、刀具及工件的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)，并要求在一批工件的加工過程中，保持這種相對(duì)位置不變，或定期作補(bǔ)充調(diào)整，以保證在加工時(shí)自動(dòng)獲得規(guī)定的尺寸精度。,③自動(dòng)控制法。使用由測量裝置、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)組成的自動(dòng)加工循環(huán)系統(tǒng)。在工件達(dá)到尺寸要求時(shí)，機(jī)床的自動(dòng)測量裝置發(fā)出指令使機(jī)床自動(dòng)退刀并停止工作。加工過程中如果刀具磨損，自動(dòng)測量裝置則發(fā)出補(bǔ)償指令，使進(jìn)給裝置進(jìn)行微量補(bǔ)償進(jìn)給，整個(gè)工作變換自動(dòng)進(jìn)行，加工后工件尺寸穩(wěn)定，生產(chǎn)率高。隨著數(shù)控機(jī)床的迅速發(fā)展和應(yīng)用，獲得零件尺寸精度更為方便，使精度要求較高、形狀復(fù)雜的零件的單件、小批量生產(chǎn)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。,2.5.2加工表面質(zhì)量,零件的加工表面質(zhì)量對(duì)零件的耐磨性、耐腐蝕性、疲勞強(qiáng)度、配合性質(zhì)等使用性能有著很大的影響，特別是對(duì)在高速、重載、變載、高溫等條件下工作的零件，其影響尤為顯著。,1．表面粗糙度表面粗糙度是衡量工件加工表面微觀幾何形狀精度的主要標(biāo)志。表面粗糙度值越小，加工表面的微觀幾何形狀精度越高。,2．表面層材料的物理、力學(xué)性能切削加工時(shí)，工件表面層材料在刀具的擠壓、摩擦及切削區(qū)溫度變化的影響下，發(fā)生材質(zhì)變化，致使表面層材料的物理、力學(xué)性能不同于工件基體材料的物理、力學(xué)性能，從而影響加工表面質(zhì)量。這些變化主要有以下幾個(gè)方面。（1）表面層材料因塑性變形引起的冷作硬化。（2）表面層因切削熱的影響引起材料金相組織發(fā)生變化。（3）表面層因切削時(shí)的塑性變形、熱塑性變形、金相組織變化引起的殘余應(yīng)力。,3．在生產(chǎn)過程中如何保證加工精度和加工表面質(zhì)量（1）刀具方面。減小主偏角Kr、副偏角，增大刀尖圓弧半徑rε。都可以降低殘留面積高度，減小表面粗糙值，主偏角Kr太小、刀尖圓弧半徑rε太大，使背向力Fp增加，易引起振動(dòng)。減小副偏角，是減小表面粗糙度值的有效措施；采用修光刃bε也是減小殘留面積高度的有效措施，但修光刃bε太寬，易引起振動(dòng)。,適當(dāng)增大前角γo，可減小變形，有利于減小表面粗糙度值。適當(dāng)增大后角αo可減少刀具與工件的摩擦和擠壓，有利于減小表面粗糙的值，但后角αo過大，易引起振動(dòng)，使工件表面粗糙度值增大。刃傾角λs影響切屑排出方向，正值刃傾角使切屑流向工件待加工表面，車刀刃磨后，進(jìn)行研磨，減小刀具的表面粗糙度值，有利于減小工件表面粗糙度值，及時(shí)刃磨或更換車刀，使車刀保持銳利狀態(tài)。,（2）工件材料。塑性材料的塑性較大，切削變形較大，與刀具的黏結(jié)作用增加，表面粗糙度值增大。（3）加工因素。進(jìn)給量影響殘留面積高度，進(jìn)給量增大，表面粗糙度值增大。但進(jìn)給量太小，切削刃不鋒利時(shí)，切削刃不能切削而形成擠壓，工件塑性變形增大，表面粗糙度值增大。,選擇較低或較高的切削速度，不出現(xiàn)積屑瘤，有利于減小表面粗糙度值。被吃刀量對(duì)表面粗糙度的影響不明顯。但被吃刀量ap<0.02～0.03mm時(shí)，經(jīng)常與工件發(fā)生擠壓和摩擦，使工件表面粗糙度值增大。,2.6機(jī)床型號(hào),金屬切屑機(jī)床的品種和規(guī)格很多，為了便于區(qū)別、管理和使用，需要對(duì)每種機(jī)床編制一個(gè)型號(hào)。機(jī)床型號(hào)能夠反映出機(jī)床的類別、結(jié)構(gòu)特征、特性和主要的技術(shù)規(guī)格。,我國機(jī)床型號(hào)的編制，按GB/T15375—1994金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法實(shí)施，采用漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定的規(guī)律排列組合。其型號(hào)表示方法如下：,,其中，有“（）”的代號(hào)或數(shù)字，當(dāng)無內(nèi)容時(shí)，則不表示；若有內(nèi)容，則不帶括號(hào)。有“”符號(hào)，為大寫漢語拼音字母，或阿拉伯?dāng)?shù)字，或兩者兼有之。例如：,,1．機(jī)床的類代號(hào)機(jī)床的類代號(hào)用漢語拼音字母（大寫）表示，居型號(hào)的首位。我國機(jī)床分為11大類，如表2.4所示。其中如有分類者，在類代號(hào)前，用數(shù)字表示區(qū)別（第1分類不表示），如第2分類的磨床，在“M”前加“2”，寫成“2M”。,表2.4機(jī)床類代號(hào)和分類代號(hào),2．通用特性、結(jié)構(gòu)特性代號(hào)當(dāng)某類型機(jī)床，除有普通型式樣外，還具有表2.5所列的通用特性時(shí)，則在類代號(hào)之后，用大寫的漢語拼音字母予以表示，如精密車床，在C后面加M。,對(duì)主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)、性能不同的機(jī)床，在型號(hào)中加結(jié)構(gòu)特性代號(hào)予以區(qū)分。結(jié)構(gòu)特性代號(hào)用漢語拼音字母表示。根據(jù)各類機(jī)床的具體情況，對(duì)某些結(jié)構(gòu)特性代號(hào)可以賦予一定含義。但結(jié)構(gòu)特性代號(hào)與通用特性代號(hào)不同，它在型號(hào)中沒有統(tǒng)一的含義，只在同類機(jī)床中起區(qū)分機(jī)床結(jié)構(gòu)、性能不同的作用。結(jié)構(gòu)特性代號(hào)有：A、D、E、L、N、P、R、S、T、U、V、W、X、Y等，用大寫排在通用特性代號(hào)之后。,表2.5機(jī)床通用特性代號(hào),3．機(jī)床的組、系代號(hào)每類機(jī)床按其用途、性能、結(jié)構(gòu)等分為若干組，如車床分為10組，用阿拉伯?dāng)?shù)字“0～9”表示（見表2.6）。每組又可分為若干系（系別），如“落地及臥式車床組”中有6個(gè)系別，用阿拉伯?dāng)?shù)字“0～5”表示（見表2.7）。在機(jī)床型號(hào)中，第1位數(shù)字代表組別，第2位數(shù)字代表系別。,表2.6車床組別,表2.7落地及臥式車床系別,4．機(jī)床的主參數(shù)和第2主參數(shù)型號(hào)中的主參數(shù)用折算值（一般為機(jī)床主參數(shù)實(shí)際數(shù)值的1/10或1/100）表示，位于組、系代號(hào)之后。它反映機(jī)床的主要技術(shù)規(guī)格，其尺寸單位為mm，如C6150車床，主參數(shù)折算值為50，折算系數(shù)為1/10，即主參數(shù)（床身上最大回轉(zhuǎn)直徑）為500mm。第2主參數(shù)加在主參數(shù)后面，用“”加以分開，如C21506表示最大棒料直徑為50mm的臥式6軸自動(dòng)車床。表2.8、表2.9所示為部分常用機(jī)床的主參數(shù)及折算系數(shù),表2.8常用的車床主參數(shù)及折算系數(shù),表2.9常用的機(jī)床主參數(shù)及折算系數(shù),5．機(jī)床重大改進(jìn)的序號(hào)當(dāng)機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能有重大改進(jìn)和提高時(shí)，按其設(shè)計(jì)改進(jìn)的次序分別用漢語拼音“A、B、C、D…”表示，附在機(jī)床型號(hào)的末尾，以示區(qū)別。如C6140A是C6140型車床經(jīng)過第1次重大改進(jìn)的車床。,現(xiàn)將以上代號(hào)表示方法舉例說明如下。CM6132表示床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑為320mm的精密臥式車床。C21506表示最大棒料直徑為50mm的6軸棒料自動(dòng)車床。MG1432表示最大磨削直徑為320mm的高精度萬能外圓磨床。XK5040表示工作臺(tái)面寬度為400mm的數(shù)控立式升降臺(tái)銑床。Z304016表示最大鉆孔直徑為40mm，最大跨距為1600mm的搖臂鉆床。T4163B表示工作臺(tái)面寬度為630mm的單柱坐標(biāo)鏜床，經(jīng)第2次重大改進(jìn)型。,目前，工廠中使用較為普遍的幾種老型號(hào)機(jī)床，是按1959年以前公布的機(jī)床型號(hào)編制辦法編定的。按規(guī)定，以前已定的型號(hào)現(xiàn)在不改變。例如，C620-1型普通車床型號(hào)中的代號(hào)及數(shù)字的含義如下：,和新型號(hào)不同，老型號(hào)中沒有組和系的區(qū)別，故只用一位數(shù)字表示；老型號(hào)中車床的主參數(shù)用中心高表示，而不用最大回轉(zhuǎn)直徑表示；重大改進(jìn)序號(hào)用“1，2，3，…”表示。,,