中农大金工实习（机械工程实训）课件：机械加工基础知识

机械工程实训金属切削加工基础知识利用刀具从工件表面切去多余金属，使工件的几何形状、尺寸精度和表面粗糙度都符合图纸规定的要求，这种加工方法称为金属切削加工(或切削加工)。金属切削加工：机械加工钳工一、切削加工及其分类第一节金属切削加工的基本概念把加工工件夹持在钳工工作台的虎钳中，然后由工人手持工具进行切削加工。主要方法有：划线、錾削、锯切、锉削、攻丝、套扣和刮削等。把工件和刀具安装在机床上，利用机床提供给工件与刀具之间的相对运动进行的。主要方法有：车削、镗削、钻削、刨削、铣削和磨削等。为了进行切削，被加工工件与切削刀具之间必须具有一定的相对运动----切削运动。切削运动：主运动进给运动直接切除工件上的切削层，使之变为切屑，以形成工件新表面的运动。不断地把切削层投入切削的运动。二、切削运动第一节金属切削加工的基本概念注意：一般主运动只有一个，进给运动不只一个，其形式可能是连续或间歇的旋转、是直线运动。三、切削用量第一节金属切削加工的基本概念第一节金属切削加工的基本概念切削速度三、切削用量1.切削速度：(Vc)2.进给量：(f)3.背吃刀量：(ap)“切削刃选定点相对与工件主运动的瞬时速度”。通常以最大线速度为准。主运动是旋转运动时：1.切削速度：(Vc)2.进给量：(f)3.背吃刀量：(ap)第一节金属切削加工的基本概念三、切削用量“工件或刀具每转一转时，两者沿进给方向的相对位移”。vf(mm/s),f(mm/r),fz(mm/z)进给量1.切削速度：(Vc)2.进给量：(f)3.背吃刀量：(ap)第一节金属切削加工的基本概念三、切削用量“工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离”。对于外圆车削：背吃刀量零件的加工精度，是指零件经机械加工后的实际形状和尺寸与图纸上规定的理想形状和尺寸之间符合的程度。符合的程度越高，即加工误差越小，则加工精度越高。一、加工精度零件的加工精度尺寸精度形状精度位置精度第二节加工精度和表面粗糙度公差等级：国标GB/T1800.3－1998中，将反映尺寸精度的标准公差(代号IT)分为20级，表示为IT01、IT0、ITl、……

、ITl8；IT01的公差最小，精度最高；常用的为IT6～ITll，ITl2～ITl8为未注公差尺寸的公差等级。零件的尺寸精度就是指零件的实际尺寸与理想尺寸的符合程度。经济精度：正常操作的情况下所能获得的精度，设计应选用经济精度。例如：外圆上偏差下偏差基本尺寸1.尺寸精度经济精度加工方法应用IT01～IT2研磨量块、仪IT3～IT4研磨精仪、精机光整IT5～IT6研、珩、精磨精铰、拉用于一般精密配合，IT7～IT6在机床和较精密的机器、仪器制造中应用最广。IT7～IT8磨、拉、铰精车、镗、铣、粉末冶金IT9～IT10车、镗、铣、刨、插用于一般要求，主要用于长度尺寸配合处，如键槽。IT11～IT13粗车、镗、铣、刨插、钻冲压、压铸用于不重要的配合，IT12～IT13也用于非配合尺寸IT14冲压、压铸非配合尺寸IT15～IT18铸、锻、焊、气割经济精度与加工方法及应用：超精精半精粗坯测量工具：尺、规类通用量具专用量具轴的形状误差零件的形状精度是指零件上某一表面的实际形状与该表面的理想形状相符合的程度。2.形状精度位置精度是指零件上某些点、线、面的实际位置对于其理想位置的符合的程度。3.位置精度

无论用什么方法进行机械加工，在零件表面总会留下微细的凹凸不平的刀痕，出现交错起伏的微小的峰谷现象，粗加工的表面肉眼能看到，精加工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到，这些微小蜂谷的高低程度和间距状况称为表面粗糙度。二、表面粗糙度常用表面粗糙度评定参数(GB/T3505－2000)1.轮廓算术平均偏差Ra

在取样长度l范围内，被测轮廓线上各点至基准线的距离的算术平均值，称为算术平均偏差Ra。

在取样长度l范围内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离，称为轮廓最大高度Rz。

Rz

＝

Rp＋Rm

2.轮廓最大高度Rz常用表面粗糙度评定参数(GB/T3505－2000)表面要求加工方法粗糙度值（Ra/μm）表面特征不加工铸、锻、型材坯粗加工粗车、铣、刨、锉、钻50刀痕明显25刀痕可见12.5刀痕微见半精加工半精车、铣、刨精车、铣、刨拉、锉、铰、粗磨6.3加工痕迹可见3.2加工痕迹微见1.6加工痕迹不见精加工精车、精细车、精铰磨、珩磨、刮0.8可辨加工痕迹方向0.4微辨加工痕迹方向0.2不辨加工痕迹方向光整加工超精磨、超级光磨、镜面磨、研磨0.1暗光泽面0.05亮光泽面0.025镜光泽面0.012雾光泽面0.008镜面不同粗糙度值的表面特征和加工方法：3.标注实例尺寸精度形状精度位置精度表面粗糙度一、刀具材料1、刀具材料应具备的基本性能：高的硬度：必须高于工件硬度，通常应在60HRC以上；足够的强度和韧性；较高的耐磨性；较高的耐热性；良好的导热性和工艺性。第三节常用刀具2、常用刀具材料高速钢（1900年首次使用）基本性能：硬度：62～65HRC

耐热性：500～600℃

切削速度：V<30m/min

工艺性好，适用于制造复杂刀具。常用牌号：W18Cr4VW6Mo5Cr4V2普通高速钢(属钨系高速钢)，国内使用最为普遍。主要用于制造钻头、铰刀、铣刀、拉刀、丝锥、齿轮刀具等。高速钢是加入了W、Mo、Cr、V等合金元素的一种合金工具钢。硬质合金（1930年出现）基本性能：硬度：74～82HRC

耐热性：800～1000℃

切削速度：V=100～300m/min

工艺性：工艺性差，不适用于制造整体结构的复杂刀具。典型牌号：

K类硬质合金（钨钴类YG）

P类硬质合金（钨钛钴类YT）硬质合金是由金属碳化物粉末和金属粘结剂经粉末冶金方法制成。硬质合金是当今最主要的刀具材料之一。金属碳化物有：WC、TiC、TaC、NbC，为1～4μm的粉末。金属粘结剂有：Co、Mo、Ni。成分：WC+Co多用于加工短切屑的金属或非金属，如：铸铁、青铜等。常用牌号：K01(YG3)、K15(YG6)、K30(YG8)精加工粗加工成分：WC+TiC+Co多用于加工长切屑的黑色金属，如：钢材等。常用牌号：P30(YT5)、P10(YT15)、P01(YT30)粗加工精加工2、常用刀具材料二、刀具的几何形状及角度1、车刀的组成1、车刀的组成

归结起来：“三面两刃一尖”前刀面Ar后刀面Aα副后刀面Aα’交线交线主切削刃s副切削刃s’刀尖连接部分二、刀具