工程材料成形与机械制造基础考试复习.doc

第一章1、切削加工：指刀具从毛坯上切除多余材料,从而获得在形状,尺寸精度和表面质量上都合乎预定要求的加工2、切削运动分为主运动和进给运动3、由切削运动形成的三个表面：a 已加工表面 b 待加工表面 c 加工表面4、切削用量：所谓的切削用量是指切削速度,进给量,切削深度的总称. 5、切削速度V：主运动的速度,或者其切削刃选定 的点相对于工件主运动的瞬时速度 6、进给量f：主运动旋转一周时,刀具(或)工件沿进给运动方向上的位移量7、多刃切削-常用每齿进给量表示，即刀具每转一齿,刀具或工件沿进给方向上的位移量8、切削深度:工件已加工表面与待加工表面之间的垂直距离,又称为背吃刀量9、切削厚度:垂直于加工表面度量的切削层尺寸10、切削宽度:沿着加工表面度量的切削层尺寸11、在进给量、切削深度一定情况下,主偏角,切削厚度,但切削宽度12、切削面积:切削层横截面积，实际切削面积小于理论切削面积13、主偏角，残留面积；副偏角，残留面积14、刀具材料的要求： 较高的硬度：常温在HRC60以上 良好的耐磨性：其越好,刀具磨损越小 良好的耐热性：又称红硬性或热硬性 足够的强度和韧性：以承受切削力和冲击 良好的工艺性：易于冷热加工15、常用的刀具材料： 碳素工具钢：含碳量较高的,0.7-1.2%,淬火后硬度可达到HRC61-65,常见的牌号:T10 T10A T12A 合金工具钢：在碳素工具钢中加入适量的铬钨锰等合金元素,较高的耐热性,耐磨性和韧性.如;铰刀,拉刀,常见的牌号:CrWMn,9SiCr 高速钢：白钢,高的耐热性,耐磨性和韧性,常见牌号:W18Cr4V,W6Mo5CrV2 硬质合金：碳化钛,碳化钨等金属碳化物做基体,用钴做粘合剂,采用粉末冶金烧制. 钨钴类(YG):YG3 YG6 YG8 钨钛钴类(YT):YT5 YT15 YT30 陶瓷材料:主要成分为氧化铝,HRC86-90 人造金刚石:接近HV1300-1800,耐热700-800 立方氮化硼:HV8000-9000,耐热性(1300-1500 )涂层刀具材料：基体上涂覆一薄层高硬度,高耐磨性的难溶金属或非金属化合物而构成.陶瓷刀具材料：具有很高的硬度、耐热性和耐磨性，能以更高的切削速度切削难加工的高硬度材料超硬刀具材料：耐磨性好，主要用于加工精度和表面粗糙度要求较高的零件；主要缺点：价格昂贵，与铁族元素材料有亲和力，不宜加工铁和钢16、刀具角度：以普通外圆车刀为基础 车刀切削部分的组成 前刀面:切削时直接作用于被切除金属层且切屑沿其流出的表面 后刀面:刀具上与工件切削中产生的面相对表面，分为主后刀面副后刀面 切削刃:主切削刃 副切削刃 刀尖:带有过度刃 车刀切削部分主要角度 a基面:Pr b切削平面: Ps和Ps c正交平面: Po d假定工作平面: Pf17、主偏角Kr: 主切削刃在基面投影与进给方向的夹角 副偏角Kr:副切削刃在基面投影与进给方向的夹角 主偏角主要影响切削层截面的形状和参数,影响切削分力的变化,并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度,副偏角还有减少后刀面与已加工表面之间摩擦的作用.当主偏角小时，已加工表面残余面积高度c愈小主副偏角应根据工件的刚度和加工要求选择合理的数值，一般有，副偏角为，粗加工时取较大值18、当背吃刀量一定时,Kr,切削层公称Aw ，而公称Ac,即切下宽而薄的切屑，主切削刃单位长度上负荷较小，散热条件较好，有利于刀具耐用度的提高 19、前角:前刀面与基面之间的夹角，分为正前角,负前角,零前角 前角大,切削锋利,切削轻快;过大,切削刃和刀头强度,散热条件和受力状况变差,刀具磨损大,反之,刀具钝,对加工不利. 前角选择:据工件材料,刀具材料和加工性质 工件塑性大,强度和硬度低或刀具强度和韧性好或精加工时,取大的前角,反之相反. 硬质合金车刀切削钢材,取10-20度,切削灰铸铁,取5-15度.20、后角:在正交平面中测量的后刀面与切削平 面之间的夹角. 主要作用:减少刀具后刀面与工件间的摩擦,并配合前角改变切削刃的锋利程度. 后角大,摩擦小,切削刃锋利,过大,将使切削刃变弱,散热条件变差,加速刀具磨损;过小,虽切削刃强度增加,散热条件好,但磨损同样加剧. 后角选择:加工的种类和性质 粗加工或工件材料较硬,要求切削刃强固,取较小值,6-8度,反之,对切削刃强度要求不高,主要希望减小摩擦和已加工表面粗糙度,可取8-12度.21、刃倾角:主切削刃与基面之间的夹角，分为正,负刃倾角 主要作用:其主要影响刀头的强度,切削分力和排屑方向,负角可起到增强刀头的作用,但会使得背向力增大,可能引起振动,而且还会使切屑排向已加工表面,可能划伤和拉毛已加工表面. 角度选择:粗加工为了增强刀头强度,可取负值,精加工为了保护已加工表面,取正值或零值,车刀一般取-55度.22、刀具标准角度:是在假定工作条件和假定安装条件下的刀具角度.刀具实际角度:考虑合成运动和实际安装情况下,按照刀具工作参考系确定下的刀具角度.车外圆:刀尖高于工件回转轴线-工作前角小于标准角度,工作后角大于标准角度. 镗孔: 相反. 车柄(车刀刀柄)的纵向轴线与进给方向不垂直时,将引起主副偏角的变化.23、车刀安装偏高，前角偏大，后角偏小；车刀安装偏低，前角偏小，后角偏大一 切削的形成过程及切屑种类 1 切屑形成过程：切削塑性材料时,材料受到刀具的作用,材料发生 弹性变形,随着刀具继续深入,金属内部的应力,应变继续加大,达到屈服点时,工件产生塑性变形,刀具继续前进,应力达到材料断裂强度,金属被挤压,切屑形成. 2 切屑的种类 A带状切屑:内表面是光滑的,外表面是粗糙的.一般加工塑性材料,切削厚度较小,切削速度较高,刀具前角较大时易得该种切屑,采用断屑措施.B挤裂切屑: 外表面呈锯齿状,内表面有裂纹,其内应力在局部地方达到了材料的强度极限. 一般在加工塑性金属,切削厚度较大,切削速度较低,刀具前角较小时易得该种切屑. 由于局部断裂,切削力波动大.切削过程平稳,已加工表面粗糙度也较大.C单元切屑: 呈粒状,切削内部的剪应力超过材料的强度极限,切屑沿某一截面破裂,不能形成连续的切屑. 一般加工塑性金属,切削厚度较大,切削速度较低,刀具前角较小时易得该种切屑,切削力波动大.切削过程不平稳,已加工表面粗糙度也较大.D崩碎切屑: 切削脆性材料时,由于材料的塑性很低,切削时,切削刃前方金属在塑性变形很小时就被挤裂或在拉应力状况下碎断,形成不规则的碎块切屑. 它与工件基体分离的表面很不规则,已加工表面粗糙度很大,切削力变化很大,当刀具前角越小,切削厚度越大时,越容易产生这种切屑.二 积屑瘤：切削加工中,常有一些金属冷焊(拈法)沉积在前刀面上,形成硬度很高的锲块,它能代替前刀面和切削刃进行切削,这个称之为积屑瘤.1积屑瘤的形成：底层金属的流动速度降低而形成”滞流层”.2 积屑瘤对切削加工的影响 A代替刀刃进行切削,保护刀刃,减少刀具磨损 B使刀刃的工作前角增大,减小切削力,使切削轻快,不易振动. C 使切削层公称厚度不断变化,影响尺寸精度.精加工时,应尽量避免积屑瘤的产生.3 积屑瘤的影响因素及控制方法 A因素 工件材料:塑性大 切削速度:主要通过切削温度和摩擦系数起作用：切削速度很低，不会产生积屑瘤；切削速度提高，容易产生积屑瘤切削钢,Vc=0.33m/s,切削温度300-350度,摩擦系数最大,积屑瘤也最高避免产生积屑瘤: 精车,精铣采用高的切削速度,而拉削,铰孔和宽刃精刨采用低的切削速度;增大前角以减小切削变形;用油石摩前刀面以减小摩擦系数;选用合适工作液以减小摩擦和切削温度;三 切削力和切削功率 切削力直接影响切削热的产生,进一步影响刀具磨损,耐用度和工件表面质量,生产中又是设计机床,刀具,夹具的必要依据.24、切削力的构成和分解A切削力Fc：计算车床动力和设计主运动传动系统零件强度和刚度的主要依据,消耗机床95%的功率.B进给力Ff：设计和使用车床验算进给运动传动系统零件强度的依据,消耗机床1-5%的功率.轴向力.C背向力Fp：径向力,加工细长轴,容易引起工件弯曲变形使车得工件中间大,两头小,有时容易引起振动.车长轴时,常采用主偏角Kr=90的车刀,就是为了减小背向力.三个切削分力与总切削力F如关系:25、切削力的估算：生产中常用单位切削力来估算其大小,单位切削力指作用在单位切削面积上的切削力,P的单位为N/mm2,其估算公式:26、切削功率：车削加工所消耗的总功率,应该是三个分力所消耗的功率之和,但Fp不做功,Ff消耗功率很小,小于1%,因此,通常车削外圆的功率可用下列公式计算：Pm=Fc*Vc*1000KW 考虑机床传动效率x=0.75-0.85,故机床电动机功率Pe的计算公式:Pe大于Pm/x 27、切削热和切削温度是金属切削过程中重要物理现象,它直接影响着刀具磨损和刀具耐用度也影响着工件表面质量及生产率.1） 切削热的产生,传出及对加工的影响 A来源：切屑变形所产生的热量-主要热源，切屑与刀具前刀面摩擦所产生的热量，工件与刀具后刀面摩擦所产生的热源 B加工影响：刀具:刀具摩擦；工件:工件变形,产生形状和尺寸误差2）切削温度是指刀具与切屑,工件接触区域的平均温度. 影响因素：切削用量、刀具几何参数（前角大t小;主偏角Kr大t大）、工件材料（强度和硬度;材料导热系数;脆性材料）、切削液、刀具磨损3）C切削温度经验公式:公式中指数和系数取决于切削条件,如工件材料,刀具材料,刀具角度及冷却条件等.28、刀具磨损形式和过程 形式:前刀面,后刀面,前刀面与后刀面同时磨损. 过程:初期磨损,正常磨损,急剧磨损阶段. 刃磨最好阶段:正常磨损后期,急剧磨损阶段前.影响刀具磨损的因素：切削用量、刀具材料、刀具形状,工件材料,是否使用切削液等.29、刀具耐用度:刀具开始切削直到磨损达到磨钝标准为止的总的时间,用t表示.影响因素:工件材料,刀具材料,刀具几何角度,切削用量等 选择切削用量时,首先选择较大的切削深度,然后根据加工要求选取最大进给量.最后在一定刀具耐用度和机床功率允许下选取最优切削速度.30、切削用量的合理选择：1）粗加工时选择 原则:较高的生产率,保证必要刀具耐用度.思路:在保证刀具耐用度前提下,使切削用量乘积尽可能大,优先选择大的背吃刀量,进给量,切削速度.选择方法:A背吃刀量:尽可能一次性进给全切除.B进给量:根据机床功率,传动机构的强度及工件表面粗糙度,进给力小于机床允许最大值.C切削速度:根据耐用度,工件,刀具材料,手册计算选用合理的切削速度.2）精加工时选择切削用量原则:保证加工精度和表面粗糙度,刀具耐用度和生产率,关键控制积屑瘤.方法：硬质合金车刀切削,选用高的切削速度;高速钢切削,选用低的切削速度.精加工,采用较小的背吃刀量和进给量.常见：高速精车: ap=0.3-0.5；低速光刀: ap=0.05-0.1 f=0.05-0.2mm/r；硬质合金: Vc=1.7-3.34m/；车铸铁: Vc=1-1.7m/s31、磨具与磨削过程 一、磨料与磨具 磨削是用带有磨粒的工具对工件进行加工； 磨削工具：砂轮，油石，磨头，砂瓦，纱布，砂纸，砂带，研磨膏； 砂轮是一种用结合剂把磨粒黏结起来，经压坯，干燥，陪烧及修整而成，具有很多气孔，用磨粒进行切削的固结磨具。砂轮特性主要有：A磨料、B粒度、C结合剂、D硬度、E组织、F形状与尺寸、G磨具标记 砂轮选用的主要依据：被磨材料的性质、要求达到的工件表面粗糙度值和金属磨除率；1 磨削时选用被刚玉类砂轮，磨削硬铸铁、硬质合金和非铁金属时选用碳化硅砂轮；2 磨削软材料时选用硬砂轮，磨削硬材料时选软砂轮；3 磨削软和韧性材料选用粗磨粒（12#-36#）；磨削硬而脆材料时选用细磨料（46#-100#）；4 磨削表面粗糙度要求较低时选用细末了，金属切除率要求高时选用细磨料；5 要求表面质量高时选用树脂或橡胶结合剂的砂轮，要求最大磨除率时选用陶瓷结合剂砂轮；二、磨削过程中磨粒的作用磨削切削加工方法有磨削、珩磨、研磨和抛光等；一）磨削作用1 砂轮上比较凸出的和比较锋利的磨粒的切削作用；2 砂轮上凸出高度较小或较钝的磨粒的刻化作用；3 砂轮磨钝的或比较凹下的磨粒的抛光作用；二）磨削阶段：滑移、刻化、切削 三、磨削过程的特点：（磨削也是种切削，但副前角大，摩擦大；）1 背向力大；背向力不做功，但使工件产生水平方向弯曲变形，影响工件加工精度。2 磨削温度高；磨削区瞬时高温，达800-1000，且大部分热传入工件，影响工件加工精度。3 表面变形强化和残余应力严重：表面变形强化层和残余应力层浅的多，但危害更为严重，对零件的加工工艺，加工精度和使用性能均有一定的影响。32、材料的切削加工性一、切削加工主要技术经济指标 技术经济效果: E=V/C E-技术经济效果 V-输出的使用价值,也称效益 C-输入的劳动耗费 劳动耗费：在生产过程中消耗与占有的劳动量,材料动力,工具和设备等,这些以货币形式表示,称为费用消耗. 使用价值：指生产劳动中创造出来的劳动成果,包括质量和数量两个方面.1产品质量 A精度(尺寸精度,形状精度,位置精度) B表面质量(表面粗糙度,已加工表面的加工硬化和剩余应力)2生产率：切削加工中,常以单位时间生产的零件数量来表示生产率. 经济性：制订切削加工方案时,应使产品在保证其使用要求的前提下制造成本最低. 制造成本:费用消耗的总和二、切削液的选择 1切削液的作用：A冷却作用 B润滑作用2切削液的种类和选用：A水溶液；B乳化液；C切削油:主要由矿物油,有时也用动植物油.3选择：一般材料的精加工,常使用切削油,难加工材料的精加工,常采用极压切削油.三、材料切削加工性：1概念:切削加工性指某种材料进行切削加工的难易程度.注意:工件材料切削加工性,不仅取决切除材料的难易程度,而且取决于零件的工艺要求.2衡量切削加工性的指标 A一定刀具耐用度下的切削速度 ：T=60min,为V60 B相对加工性Kr:其他材料以切削正火材料45#钢的V60相除,得到Kr.常见材料相对加工性：Kr分为八级,凡大于1,其切削加工性都比45#钢好. 3改善切削加工性的途径：A 采用热处理来改善 硬度大的钢 组织不均匀 低碳钢塑性太大B 调整材料的成分来改善 在钢中适当加入硫,铅等元素,称”易切钢” 提高刀具耐用度,减小切削力,提高表面质量.第二章1、机床的分类 A按加工性质和所使用刀具分类：车,铣,刨,磨床等 B万能性程度：通用机床,专门机床,专用机床等 C自动化程度:手动,机动,半自动和自动机床 D加工精度:精度,精密和高精密. E机床重量分:仪表机床,中型,大型机床,重型机床. F按主要工作部件数目分:单轴,多轴,多刃机床等 通常:按照加工方式外加辅助性质分,如自动车床等.2、金属切削机床：用切削加工的方法将金属毛坯加工成机器零件的工艺装备1按加工性质和所用刀具的不同可分12大类： 车床、钻床、铣床、磨床、镗床、拉床、锯床、刨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、其他机床、插床2按机床的通用程度分类：1)通用机床（万能机床）、2)专用机床、3)专门化机床（专能机床）3按机床的精度分类：普通精度级、精密级和超精密级机床。 4按机床重量不同分类：1)轻型机床（10吨以下）2)中型机床（10吨-100吨）3)重型机床（100吨以上）3、机床型号的编制方法：机床型号是为了方便地管理和使用机床，按一定规律赋予机床的代号。用于表示机床的类型、通用性和结构特性、主要技术参数等。机床类别的划分及其代号： 分类代号用数字表示，只有磨床才有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锯床其他机床代号CZTM2M3MYSXBLDGQ读音车钻镗磨2磨3磨牙丝铣刨拉电割其机床组、系的划分：机床的组别和系别代号用两位数字表示，每类机床按其结构性能及使用范围划分为10组，用数字0-9表示系的划分原则是：主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的及相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局型式相同的机床，即划为同一系。详见标准JB1838-85机床的主参数和第二主参数主参数是反映机床最大工作能力的一个主要参数，它直接影响机床的其他参数和基本结构的大小。主参数一般是以机床加工的最大工件尺寸或与此有关的机床部件尺寸来表示第二主参数一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作面长度等通用性、结构性代号表示机床所具有的特殊性能。当某类型机床除有普通型外，还具有如下表所列的某种通用特性，则在类别代号之后加上相应的特性代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心仿形轻型加重型简式柔性加工数显高速代号GMZBKHFQCJRXS读音高密自半控换仿轻重简柔显速机床重大改进顺序号：当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部，加重大改进顺序号，以区别于原机床型号。序号按A，B，C字母的顺序选用。 例1：C A 6 1 40 C：类别代号（床类）A：结构性代号（A结构）6：组别代号（卧式车床组）1：系别代号（普通车床系）40：主参数代号（床身上最大回转直径400mm）4、机床的基本构造：1主传动部件2进给传动部件3工件安装装置4刀具安装装置5支撑件6动力源5、工件的安装和夹具：(一) 工件的安装：直接安装法、利用专用夹具安装法(二 )夹具简介1 夹具的种类：通用夹具、专用夹具2 夹具的组成部分：定位元件、夹紧机构、导向元件、夹具体和其他部分工件的加工精度在很大程度上决定夹具的精度和结构,因此整个夹具及其零件都要具有足够的刚度和精度,并且结构紧凑,形状要简单,装卸工件和清除切屑要方便.6、工艺规程的拟定(一) 零件的工艺分析o 检查零件的图纸是否完整和正确o 审查零件材料的选择是否恰当o 审查零件的结构的工艺性(二) 毛坯的选择及加工余量的确定：工序余量的确定(查表法,估计法,计算法)(三)定位基准的选择1 工件的六点定位原理2 工件的基准 设计基准、工艺基准(定位基准,工序基准,测量基准,装配基准)3 定位基准的选择(1)粗基准的选择选取不加工的表面作粗基准选取要求加工余量均匀的表面为基准对于所有表面都要加工的零件,应选择余量和公差最小的表面作粗基准选取光洁,平整,面积足够大,装夹稳定的表面粗基准只能在第一道工序中使用一次,不重复使用(2)精基准的选择基准重合原则基准统一原则选择精度较高,安装稳定可靠的表面为精基准,而且所选的基准使夹具结构简单,安装和加工方便 7、工艺路线的拟定 1 确定加工方案2 安排加工顺序(1)切削加工顺序的安排：基准面先加工、主要表面先加工(2)划线工序的安排(3)热处理工序的安排：预备热处理、时效处理、最终热处理 (4)检验工序的安排：粗加工阶段之后、关键工序前后、特种检验(磁力探伤,密封性试验,动平衡试验)之前、从一个车间转到另一个车间加工之前、全部加工结束之后(5)其他辅助工序的安排：零件的表面处理、去毛刺,倒棱边,去磁,清洗,应适当穿插在工艺过程中进行.8、工艺文件的编制o 机械加工工艺过程卡片：单件小批生产o 机械加工工序卡片：大批大量生产o 机械加工工艺(综合)卡片：成批生产9、典型零件工艺过程一 轴类工件二 套类零件三 箱体类零件：零件个主要部分的作用及技术要求、工艺分析、基准选择、工艺过程10、机械加工质量的概念一、机械加工精度：尺寸精度，形状精度，位置精度；二、机械加工表面质量 加工表面几何形状特征-表面粗糙度； 加工表面层材质的变化-表层硬化，残余应力；11、常用加工方法综述 2-1车削的工艺特点及其应用：车削是切削加工中最基本的一种加工方法,在金属切削机床中占机床总数的一半,不论在单件,小批生产,还是成批,大量生产中,车削加工都占有重要的地位 一、车削运动,范围,车刀车削运动：主运动:工件的回转运动、进给运动:刀具的直线运动. 范围：内,外圆柱面,内,外圆锥面,内,外螺纹、端面,成型表面,沟槽,滚花 车刀种类: 外圆车刀、内孔车刀(镗孔刀)、切断刀,成型刀具 车削经济加工精度: IT10-IT9, Ra=6.3-12.5um二、常用的各类车床1卧式车床 2六角(转塔)车床：可转动的六角刀架，六角车架上，同时装夹数把刀具，据工艺规程，调整刀具先后顺序和行程距离，依次加工;定行程装置;生产效率高;常用于形状较复杂且有内孔的中小型零件的成批生产中.3立式车床：主轴垂直位置、水平面上四爪卡盘装夹、横刀架,立刀架、主要用来加工大型盘类零件.4自动车床：调整后不需人工操作,自动车削、生产效率高,但机床调整复杂、适用于大批量生产中.三、工件在车床上的安装及其附件1三爪卡盘：正爪,反爪.大小伞齿轮传动通过背面的平面螺纹使得三个爪同时向中心移动,夹持工件. 特点: 不需找正,自动定心,使用方便,夹紧力小, 定位精度低. 适用：装夹圆形截面的工件. *零件各被加工表面相互位置要求较高时,应一次性加工出来,以保证其位置精度.2四爪卡盘：四个爪通过螺钉分别锁紧; 特点:不自动定心,需要划线找正,精度低,找正费时,效率低. 适用:单件生产,方型工件.3花盘：狭长的T型通槽; 特点:找正费时,效率低; 适用:不规则零件,安装加配重,防振,单件生产.4顶尖：顶尖的定位精度高,但死顶尖与中心孔易摩擦发热,用于低速精车,活顶尖与中心孔不产生相对的运动,用于高速切削,由于结构存在间隙,故定位精度低. 适用: 粗加工采用活顶尖,精加工时采用死顶尖,采用死顶尖时切削速度不能太高.5中心架及跟刀架：加工细长轴时,为了防止切削背向力的作用而产生弯曲变形. 适用:跟刀架常用于加工细长的光轴工件.7心轴安装工件：盘套类工件用卡盘装夹,加工时外圆及内孔无法在一次装夹中加工完毕,如果调头装夹再加工,往往不能保证内,外圆表面的位置精度.可利用已加工孔为定位基准,将孔安装在心轴上,然后再加工外圆面与端面,保证高的位置精度。常见: 锥度心轴, 圆柱心轴, 涨形心轴.四、车削的基本加工方法1圆柱面车削(内,外)：外圆车刀2圆锥面车削： A转动小拖板法：操作简单,可以加工内,外圆锥面,锥角不受限 制,应用广泛；不能机动只能手动,效率低,加工锥度受小拖板移动长度限制B偏移尾座法 工件锥度较小,尾架移动距离为S=Lsina, 车削较长的锥面,自动进给,但不能车削内锥面 由于尾架偏移不能太大,适用车削锥度不大的锥面;一般a小于8度.C靠模尺法 可以加工内外锥面,自动进给,生产效率高,适用于成批生产,靠模尺转过的角度不能太大,故适用车削锥度不大的锥面,a/2小于12度.D宽刃法用宽刃横向进给,切削力大,容易振动，刀刃必须平直,否则影响质量,适用成批生产或大量加工短锥体.3端面,切槽车削 刀尖对准中心,避免扎刀及损坏刀尖.切槽长度大时,分刀切削.切槽刀有一条主切削刃,两条副切削,Kr=90,Kr=1-1.5度,副后角为1-1.5度,保证刀头强度.4成形表面车削：零件的母线由曲线组成时,零件的表面叫成形表面,加工成形表面主要有:A双手控制法 此法操作简单,生产效率低,加工质量不高,要求较高的操作技术,用于单件或数量较少的成形表面零件.B成形刀法 操作简单,生产效率高,但刀具成本高,成形表面轴向不能太宽,适用成批生产轴向宽度短的成形表面.C靠模法 精度高,自动进给,生产率高,表面质量高,用于大批生产中.总结: 车削加工一般分为粗车,细车和精车. 粗车的加工精度为IT12-IT11,表面粗糙度Ra=50-10um; 细车的加工精度为IT10-IT9,表面粗糙度Ra=12.5-6.3um; 精车加工精度为IT8-IT7,表面粗糙度Ra=3.2-1.6um.五、车削的工艺特点1易于保证工件各加工表面的位置精度 A卡盘或花盘上安装轴类零件,回转轴线是车 床主轴-保证同轴度; B利用前后顶尖(两顶尖中心连线等同回转轴线) -保证同轴度; C车端面,端面与轴线的垂直度-机床本身保证(车床横溜板导轨与工件轴线的垂直度)2切削过程比较平稳 A除车削断续表面外,车削是连续的;B车刀几何形状,背吃刀量,f一定时,切削层公称横截面积是不变的;C车削主运动为工件回转,避免惯性力和冲击;总结:车削允许采用较大切削用量进行切削或强力切削,有利于提高生产率.3适用有色金属的精加工：材料塑性大,硬度低,不可采用砂轮磨削.4刀具简单：车刀是刀具中最简单的,制造,刃磨,安装方便.2-2钻.镗削的工艺特点及其应用：钻,扩,绞.镗削及拉削加工一般都属于孔加工孔加工特点:内表面,半封闭,存在排屑与润滑问题,孔径的伸缩与收缩问题,小直径刀具强度和刚度问题.一、麻花钻的机构特点 工作部分:切削部分,导向部分. 颈部:连接部分,打标记地方. 尾部:夹持部分,传递动力,有直柄(直径小于12mm)和锥柄(直径大于12mm).二、钻床1台式钻床：桌面上小型钻床,装夹直径不超过12mm钻头,手动进给,适合小型孔的加工.2立式钻床：立钻,最大钻孔直径有25,35,40,50mm等,既可手动,机动进给,适合中小型工件孔的加工.3摇臂钻床：方便地调整刀具位置,广泛地应用在笨重的大工件以及多孔工件上钻孔. 三、钻削的工艺特点1容易产生”引偏”现象：“引偏”,是指精加工时,由于钻头弯曲而引起的孔径扩大,孔不圆或孔的轴线歪斜. A钻头刚度差：形状细长;螺旋槽;两条窄边的棱边;很大负前角;横刃承受轴向力;两主切削刃刃磨不对称B、针对钻头刚度差引起”引偏”采用措施: a预钻锥形定心坑、b用钻套为钻头导向、c钻头的两主切削刃刃磨对称.2排屑困难：钻削时,Kr小,由于切屑宽,容屑槽尺寸受限制,因此排屑过程中,往往与孔壁发生较大的摩擦,挤压,拉毛和刮伤已加工表面,甚至阻塞容屑槽中,卡死钻头,降低表面质量.采用措施：修磨出分屑槽,将宽切屑分成窄条,有利排屑；当深孔(L/D大于5-10)采用深孔钻加工.深孔钻：枪钻、内排屑深孔钻、喷吸钻、更要注意排屑和润滑问题.3切削热不易扩散：钻削产生的热量传出的比例同车削不同:工件吸热占52.5%,钻头14.5%,切屑28%,介质5%.大量的高温切屑不能及时排出,切削液难以注入切削区,工件与工具摩擦大,刀具磨损大,从而限制钻削用量和生产率的提高. 四、钻削的应用：（加工精度:IT10,Ra大于12.5mm.） 粗加工(预加工高精度孔);单件小批生产,中小型孔D小于13-台钻;中小型直径较大孔D小于50-立钻;成批生产和大量生产中-钻模,多轴钻或组合机床;高精度,高表面光洁度的中小型直径孔,钻削之后,D小于50-采用扩孔和绞孔半精加工,精加工. 五、扩孔和绞孔1刀具(扩孔钻) 工作部分,颈部,柄部,尾部组成;扩孔:ap=1/2(dm-dw) 钻孔:ap=dm/2;刀具扩孔钻的结构和切削条件比麻花钻好.2扩孔的工艺特点 A切削刃条件好：避免横刃存在;轴向力小;切屑少,排屑顺利,不易刮伤已加工表面.B刚性好：由于扩孔的吃刀量小,切屑少,容屑槽做的窄而浅,使钻心比较粗大,增加工作部分刚度.C导向性好：刀齿的棱边数多,增强了扩孔时刀具的导向及修光作用,切削平稳.总结:扩孔比钻孔的精度高,表面粗糙度小,且在一定程度上可矫正孔轴线的偏移;扩孔常作为绞孔前的预加工,对质量要求不高的孔,也可作为终加工. 铰孔：铰孔是在扩孔或半精镗的基础上进行的,是孔的精加工之一.尺寸精度:IT8-IT6,Ra=1.6-0.4um.A刀具(铰刀)：手用铰刀:手工绞孔,柄部为直柄、机用铰刀:锥柄,装在机床或车床上.、有工作部分(切削,修光部分),颈部,柄部.B铰刀铰孔的工艺特点 a铰刀为定直径尺寸刀具,容易保证尺寸精度和形状精度,生产率较高;适应性不如精镗,加工范围有限.且不能加工盲孔,非标准孔,阶梯孔和非圆柱孔.b机铰刀在机床上采用浮动连接，可防止铰刀轴线与机床主轴偏斜,孔与其他表面的位置精度有前工序保证;但铰孔不能保证原孔轴线的偏斜;c铰孔的精度和表面粗糙度取决铰刀的制造精度和安装方式以及加工余量,切削用量和切削液等切削条件d铰削速度较低,这样就可避免积屑瘤和引起振动;e钻-扩-铰 是生产中典型孔加工方案,但对于位置精度要求较高的孔系则采用镗削加工.镗孔镗孔是用镗刀对已钻出,铸出或锻出的孔进一步加工,可在车床,或铣床,镗床上进行,镗孔可分为粗镗,半精镗和精镗.对于直径D大于80-100mm,内成形表面或孔内环槽等，镗削是唯一合适的加工方法. 粗镗:尺寸精度IT13-IT11,Ra=25-12.5 半精镗:IT10-IT9,Ra=6.3-3.2um 精镗:IT8-IT7,Ra=1.6-1.8umA车床镗孔 多用于盘套和轴件中间部位的孔及小型支架的支承孔.B镗床镗孔 a利用主轴带动镗刀镗孔b利用平旋盘带动镗刀镗孔c孔系加工C铣床镗孔在卧铣或立铣的主轴锥孔中安装刀杆和镗刀,既可对支架或底座等零件进行镗孔2镗刀 A单刃镗刀 单件小批生产中,对孔径小,精度低的孔加工; 孔径的尺寸和公差,通过调整刀头伸出保证; 一把镗刀可以加工不同孔径的轴,调整困难. B浮动镗刀 适用:成批大量生产,孔径大,孔深长,精度高的孔. 调节用百分表等一起调整刀具,保证精度. 浮动镗刀块插入刀杆的长方孔中,靠两刃径向切削力的平衡而自动对中.3镗削的工艺特点A镗削的适应性广; B镗削可有效地校正原孔轴线偏斜; C镗削的生产率低; D镗削广泛地用于单件小批生产各类零件的孔加工刨拉削工艺特点及其应用1刨削的基本知识 平面加工方法; 牛头刨床:中小型零件加工; 龙门刨床:大型零件的加工; 主运动: 刨刀的直线往复运动;进给运动: 工件的直线间歇运动2刨削精度A加工精度低 主运动是直线往复,冲击力较大,只能采用中低速切削,容易产生积屑瘤;B生产率低 “空行程”； 窄长平面常用于刨削,如机床导轨.C加工成本低 刨床,刨刀结构简单,调整,刃磨方便,切削成本低. 广泛地应用单件小批生产或修配工作中,在中型和重型机械中龙门刨床使用较多.插 削A插削基本知识 插床: 立式刨床 主运动: 插刀在垂直方向上的往复运动 进给运动: 工作台带动工件实现纵向,横向和圆周进给. 工件夹紧: 三爪自定心卡盘,四爪单动卡盘, 压板螺栓夹紧. 加工范围: 单件小批,内表面,如:方孔,多边形孔,孔内环槽和花键孔等. 不便铣削和刨削的平面;- 键槽 加工精度:同刨削精度拉削拉孔是用拉刀对已钻或粗镗后的孔进行精加工,一般拉削圆孔尺寸精度IT8-IT7,Ra=1.6-0.4um.1拉孔(推削) 机床:拉床(压力机) 刀具:拉刀 拉刀组成:头部,颈部,过渡锥部,前导部，切削部,校准部,后导部,尾部; 主运动:拉刀的直线运动. 进给运动:靠拉刀的后一个刀齿高于前一个刀齿来实现,相邻刀齿的高出量成为齿升量fz2拉削方法 A卧式拉床拉削 B拉削圆孔: 孔径R4-R6.125,孔的深径比不超过5. C拉削不要精确的预加工,钻削或粗镗后即可 . D孔的轴线要与拉刀轴线一致,避免拉刀折断.3拉孔的工艺特点A生产效率高B加工质量高 校准孔径,修光孔壁,传动平稳;拉削速度低,避免积屑瘤,加工质量高C拉床简单,操作方便D拉刀寿命长 拉刀结构复杂,制造困难,成本高,一把拉刀只能加工一种规格尺寸的孔,用于大批生产中. E拉孔不能加工台阶孔和盲孔总结: 由于拉床工作特点,某些复杂形状零件的孔也适合进行拉削,例如箱体上的孔拉削加工除了圆孔之外,还可以拉其他形状的通孔,比如花键孔.所以,拉削加工范围广.铣削的工艺特点及其应用铣削是平面的主要加工方法之一一铣刀A圆柱形铣刀:高速钢,Vc=30-40m/min 中小型平面,生产率低. B镶齿面铣刀:大平面,高速切削,Vc=100-150m/min,生产率高,应用广泛. C套式面铣刀:圆周面和端面上有刀齿,立式和卧式床上加工.D三面刃铣刀切削刃分布在圆周面和两端面上,铣削小型台阶面,直槽及四方或六方螺钉头等E立铣刀 圆周面和端面上均有刀齿.直柄铣刀直径为3-20,锥柄铣刀直径为14-50.二铣削方式 周铣:圆柱形铣刀圆周上刀齿进行切削. 分为顺铣,逆铣. 端铣:面铣刀端面上刀齿进行切削. 分为对称铣和非对称铣. 1顺铣和逆铣 A顺铣:铣刀的切削速度跟进给方向一致. B逆铣:铣刀的切削速度跟进给方向相反. C工艺特点 a逆铣刀具磨损大,加工零件表面粗糙度大,已加工表面硬化程度高. b逆铣在铣刀作用于工件上的垂直分力的作用下,容易引起工件振动. c顺铣易引起工作台和丝杆连同工件向前窜动,从而使工作台运动不稳定,而逆铣则平稳.2对称铣和非对称铣对称铣:工件相对铣刀回转中心处于对称位置;非对称铣床: 工件相对铣刀回转中心处于非对称位置;3周铣法与端铣法比较A端铣的加工质量高. B端铣的生产率比周铣高. C端铣的适应性比周铣差.三铣削平面的工艺特点A铣削过程不平稳,容易产生振动,影响质量.2铣削时刀齿由于切入,切出时热和力的冲击,刀具磨损大.3铣削加工范围广.4铣削平面生产率高.磨削的工艺特点及其应用常见精加工方法; 适用: 金属和非金属的精加工;其他刀具难加工的材料加工,如:淬火钢,合金等; 加工精度:IT5-IT7,Ra=1.6-0.4um; 加工范围广:内外圆柱面,圆锥面,平面,螺纹, 花键轴,曲轴,齿轮,叶片等特殊成型面; 磨削刀具:常见砂轮,还有油石,纱布,砂带等. 一磨削过程 砂轮的磨削过程实际上就是切削,刻化和滑移三种作用的结合二磨削的工艺特点 .1精度高,表面粗糙度低.(刀具,机床,切削条件) 2砂轮有自锐作用强力切削 3背向磨削力Fp较大 4磨削温度高 切削速度高,磨削副前角,挤压,摩擦严重,消耗功率大,热量大.砂轮传导性差,热量直接传给工件,影响工件加工质量.三磨削的应用和发展1外圆磨削A工件安装特点a顶尖安装:顶尖孔要修整; b心轴安装心轴安装工件时,工件内孔精度要求较高,一般为IT7-IT6;B外圆磨削方法 a纵磨法磨削吃刀量小磨削力小磨削热少工件作纵向进给散热条件好.在接近最后尺寸时,可作几次”光磨”,减少工件由工艺系统弹性变形所引起的误差. c横磨法 生产效率高,工件与砂轮接触面积大发热量大散热条件差工件易产生热变形和烧结现象无纵向进给时砂轮的修整精度直接影响工件尺寸精度和形状精度. 一般用于大批量生产中磨削直径大,长度较短,刚性较好的外圆以及两端都有台阶的轴颈. d无心磨外圆 生产效率高,适用大批量生产,主要磨削细长光轴及小套等零件的外圆,但若轴上有较长的轴向沟槽,则容易产生较大圆度误差. C外圆磨削工艺特点 a容易获得较高精度和较小的表面粗糙度. b磨削材料范围较广 c磨削温度高,工件表面易产生烧伤现象 d外圆磨床主要用来磨削中小型轴类和盘套 类零件的外圆. 2孔的磨削磨孔是孔的精加工之一,可达到尺寸精度IT8-IT6,Ra=1.6-0.4um. A磨孔的基础知识 机床:内圆磨床,万能磨床; 磨削方法:纵磨,横磨,大多数采用纵磨法. 工件安装:卡盘.B磨孔与磨外圆比较的工艺特点 a表面粗糙度Ra值较大;b磨削精度的控制不如外圆磨削方便; c生产率低; 由于以上原因,磨孔主要用于不宜或无法进行镗削,铰削或拉削高精度的孔以及淬硬孔的精加工.3平面磨削平面磨削可作为车,铣,刨之后的精加工A平面磨削方法a圆磨:IT6-IT5,Ra=0.8-0.2um; b端磨B平面磨削的工艺特点a平面磨床的结构简单,机床,砂轮和工艺系统刚性较好,加工质量和生产率比内外磨削高; b平面磨削利用电磁吸盘装夹工件，保证工件的平行度；磨削发展简介高精度，小粗糙度磨削发展精密磨削（Ra=0.25-0.1um),超精磨削（Ra=0.012-0.025um),端面磨削(Ra=0.008um),可以代替研磨加工高效磨削高速磨削，强力磨削和砂带磨削，主要目标是提高生产率外圆面的加工钢铁材料工件:车削和磨削,精度更高的:研磨,超级光磨;有色金属(铝,铜):精细车削.1 粗车： 除淬硬钢外,均可;2 粗车-半精车： 中等精度和粗糙度未淬硬的工件外圆面;3 粗车-半精车-磨： 加工精度稍高,粗糙度小,淬硬钢件或铸铁件;4 粗车-半精车-粗磨-精磨： 精度更高,粗糙度更小;5 粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨：适合很高的精度的外圆加工,不宜塑性大有色金属.6粗车-精车-精细车： 有色金属孔加工孔的种类:紧固孔,回转体的孔,箱体的孔,深孔,圆锥孔等一 孔的技术要求1 本身精度 2 位置精度 3 表面质量二 孔加工方案的分析1 孔粗加工： 实体材料(加工中小孔):钻孔 已铸出或锻造出孔加工:扩孔或镗孔;2 孔半精和精加工 铰孔和拉孔:未淬硬中小直径孔; 精镗或精磨:中等直径以上的孔; 淬硬(精磨);3 孔的精整加工 珩磨:直径稍大的孔; 研磨:大孔和小孔都适应;三 方案选择 1 钻 用于加工IT10下低精度孔; 2 钻-扩(或镗) IT9精度孔,D小于30孔,钻完扩,D小于30孔,钻完后镗孔; 3 钻-铰 加工直径小于20mm,IT8精度的孔; 4 钻-扩(或镗)-铰(或钻-粗镗-精镗,或钻)-拉 加工直径大于20mm,IT8的孔;5 钻-粗铰-精铰 用于加工直径小于12mm,IT7精度的孔.6 钻-扩(或镗)-粗铰-精铰(钻-拉-精拉) 用于直径大于12mm,IT7精度的孔;7 钻-扩(或镗)-粗磨-精磨 用于加工IT7精度并已淬硬的孔; 铸(或锻)件出的孔: 直接扩孔或镗孔,大于100mm镗孔; 半精加工,精加工,精细加工:参照实体材料孔加工; 如:粗镗-半精镗-精镗-精细镗,扩-粗磨-精磨-研磨(珩磨).平面加工平面种类: 非结合面,结合面和重要结合面,导向平面,精密测量工具的工作面.一 平面的技术要求 1 形状精度 2 位置精度 3 表面质量二 平面加工方案分析根据平面的技术要求以及零件的结构形状,尺寸,材料和毛坯的种类,结合具体的加工条件,可采用车,铣,刨,磨,拉等方法.精密平面: 刮研,研磨等精整加工;回转体的平面:车和磨削;其他类型平面: 铣和刨加工为主;拉削:大批大量生产加工精度高且面积不大的平面;磨削:淬硬材料的平面加工;1 粗刨或粗铣 用于加工精度低的平面;2 粗铣(或粗刨)-精铣(或精刨)-刮研 用于精度要求较高且不淬硬的平面. 批量大:宽刃刨刀; 宽刀精