金属冷加工基础

1、金属切削加工基础 1.冷加工金属切削加工或机械加工，即用切削工具从金属材料（毛坯）或工件上切除多余的金属层，从而使工件获得具有一定形状、尺寸精度和表面粗糙度值的加工方法。主要形式：车削、钻削、刨削、铣削、磨削、拉削、钳工。5.1 5.1 金属切削加工基础金属切削加工基础1一、切削运动1.定义：切削过程中，切削刀具与工件间的相对运动，就是切削运动。2.包括：主运动和进给运动两个基本运动。3. （1）主运动定义：由机床或人力提供的主要运动，它促使切削刀具和工件之间产生相对运动，从而使切削刀具前面接近工件。l运动形式：旋转运动，也可以是直线运动，多数机床的主运动是旋转运动。l数量：有且只有一个主运动

2、（2）进给运动定义：由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动。l运动形式：直线、旋转、连续及间歇。l数量：可能有一个，也可能有若干个。a）车削）车削 b）钻削）钻削 c）刨削）刨削 d）铣削）铣削e）外圆磨削）外圆磨削 f）车床上镗孔）车床上镗孔 g）车成形面）车成形面 h）铣齿轮）铣齿轮切削运动与进给运动示意图切削运动与进给运动示意图二、切削用量1.三要素：切削速度、进给量和背吃刀量。切削速度c：在进行切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，其单位为m/s。进给量f：主运动的一个循环内（一转或一次往复行程）刀具在进给方向上相对工件的位移量

3、，单位为mm/r。背吃刀量ap：工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离，也称切削深度，单位为mm。2.工件上的三个表面：待加工表面工件上有待切除的表面；已加工表面工件上经刀具切削后产生的表面；过渡表面工件上由切削刃形成的那部分表面，是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。三、切削用量的选择切削速度c对刀具耐用度影响最大，背吃刀量ap影响最小。加工精度的保证主要靠减小背吃刀量ap和进给量f来满足。1.粗加工2.精加工尽快的切除工件的加工余量，同时保证刀具耐用度。首先考虑加工精度和质量，同时考虑刀具耐用度和生产率。选择较大的背吃刀量，较大的进给量，中等或较低的切削速度。较小的背吃刀量和进给量，较高

4、的切削速度。四、切削刀具的选用（1）切削刀具材料应具备的基本性能 高硬度和高耐磨性。 高热硬性。 较好的化学稳定性。 足够的强度和韧性。（2）常用刀具材料 特点特点应用应用碳素工具钢热硬性温度：200250，硬度：6065hrc，价格低，允许的切削速度较低制作手工切削刀具及低速切削刀具：手工用铰刀、丝锥、板牙合金工具钢热硬性温度：300350，硬度：6065hrc，允许的切削速度比碳素工具钢10%14%形状比较复杂，要求淬火后变形小的切削工具：板牙、丝锥、铰刀、拉刀高速钢热硬性温度：550650，硬度：6370hrc切削速度较高的精加工切削和复杂形状的切削刀具：车刀、铣刀、麻花钻头、齿轮刀具硬

5、质合金热硬性温度：8001000，硬度：92hra，但韧性较差，怕振动和冲击，成形加工较难高速切削和要求耐磨性很高的切削刀具：车刀、铣刀氮化硅陶瓷硬度高，耐磨性好；不易粘刀；刀具耐用度高；热硬性好较小的进给量，高切削速度：车刀、铣刀、刨刀人造聚晶金刚石硬度高，仅次于天然金刚石，耐磨性好；韧性、抗弯强度和热稳定性差用于加工非铁金属及非金属材料5.2.1 5.2.1 金属切削机床的型号金属切削机床的型号2金属切削机床分类及型号（1）金属切削机床的类代号机床型号的第一个字母表示机床的类，采用汉语拼音第一个大写字母，并按名称读音。表表5-1 机床的类和分类代号机床的类和分类代号注：具有两类特性的机床，

6、编制时主要特性放后面，次要特性放前面。例如：“铣镗床”是以镗为主，以铣为辅。（2）金属切削机床的通用和结构特性代号机床的通用特性代号是在代表机床类的字母后面，加一个汉语拼音字母表示。表表5-2 机床机床的通用特性代号的通用特性代号（3）金属切削机床的组、系代号每类机床按其用途、性能、结构相近或有派生关系，分为10个组，每个组又分10个系列。在机床型号中，跟在字母后面的两个数字分别表示机床的组和系。例如，cm6132中的“6”表示落地及卧式车床组，“1”表示卧式车床系。（4）金属切削机床的主参数机床的主参数表示机床规格的大小和工作能力。在机床型号中，表示机床组和系的两个数字后面的数字表示机床的主

7、参数或主参数的折算值。以长度、深度值等表示的,其折算系数为1/100;以直径、宽度值等表示的,其折算系数为1/10;以厚度、最大模数值等表示的,其折算系数为1。例如，cm6132中的“32”表示主参数代号，即表示床身上工件的最大回转直径是320mm。例：识读cm6132的含义35.2.2 5.2.2 金属切削机床的应用金属切削机床的应用一、钻床1.功能：用钻头钻孔、攻螺纹、扩孔、铰孔。2.运动：通过钻头的回转运动（主运动）及其轴向进给完成孔加工过程。钻削时，一般是钻头轴向进给，工件固定不动.a）台式钻床）台式钻床 b）立式钻床）立式钻床 c）摇臂钻床）摇臂钻床钻削孔径12mm的孔 钻削孔径50

8、mm的孔 钻削大型或重型工件 和多孔工件二、车床1.功能：加工各种回转体表面，如各类轴、圆盘、套筒。2.运动：工件旋转为主运动，车刀纵向移动和横向移动为进给运动。三、铣床1.功能：铣削平面、沟槽及成形面。2.运动：铣刀的旋转运动为主运动 ，工件（或刀具）的移动为进给运动。3.铣削平面的方法圆周铣削（周铣） 逆铣 顺铣端面铣削（端铣）方向方向切削厚度变化切削厚度变化切削力方向切削力方向顺铣铣刀旋转与工件进给方向相同切削厚度是从最大到零，但刀齿切入工件时的冲击力较大由于机床丝杠与螺母间存在间隙，铣削时容易产生工作台窜动和扎刀。逆铣铣刀旋转与工件进给方向相反切削厚度由零增至最大，刀齿易在已加工表面挤

9、压滑行，硬化表面铣削平稳，表面质量较高，但铣刀磨损较大。四、刨床1.功能：加工外表面，刨削平面和沟槽，也可加工成形表面。2.运动：刨刀的直线往复运动为主运动，工件的间歇移动为进给运动。五、插床1.功能：加工内表面，插削键槽和花键槽等表面。2.运动：插刀垂直方向的直线往复运动为主运动，工件沿纵向、横向、圆周方向的间歇移动为进给运动。六、磨床1.功能：磨削各种内外圆柱面、平面、成形表面。2.运动：砂轮回转运动为主运动。七、镗床1.功能：加工尺寸较大、精度要求高的孔，特别适合加工分布在零件不同位置及要求较高位置精度的孔系。2.运动：镗刀的回转运动为主运动，工件或镗刀的移动为进给运动。八、数控机床组成及特点（一）数控机床组成（二）数控加工特点（1）由于数控加工采用数字形式发布加工指令，加工过程中控制精确，而且进给运动产生的误差可由数控装置进行补偿