主要介绍机械加工的基本概念、切削基本原理、切主要介绍机械加工的基本概念、切削基本原理、切 削机床与刀具、切削加工基本工艺过程、选择切削加工削机床与刀具、切削加工基本工艺过程、选择切削加工 方法的基本原则，以及零件机械加工结构工艺性。方法的基本原则，以及零件机械加工结构工艺性。 主要讲解以下内容：主要讲解以下内容： 第一章第一章. .切削加工的基础知识切削加工的基础知识 第二章第二章. .金属切削机床金属切削机床 第三章第三章. .机械加工工艺过程机械加工工艺过程第一章第一章 切削加工的基础知识切削加工的基础知识 1 1、钳工与机械加工、钳工与机械加工 钳工：通过工人手持工具进行切削加工。钳工：通过工人手持工具进行切削加工。 机械加工：采用不同的机床（如车床、铣床、刨床、磨机械加工：采用不同的机床（如车床、铣床、刨床、磨 床、钻床等）对工件进行切削加工。床、钻床等）对工件进行切削加工。2 2、零件表面质量的概念、零件表面质量的概念 零件几何参数零件几何参数：宏观几何参数宏观几何参数：包括尺寸、形状、位置等要素。：包括尺寸、形状、位置等要素。微观几何参数微观几何参数：指微观表面粗糙程度。：指微观表面粗糙程度。 2.12.1 加工精度加工精度 加工精度加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、形状、位置：指零件经切削加工后，其尺寸、形状、位置 等参数同理论参数的相符合的程度，偏差越小，加工精等参数同理论参数的相符合的程度，偏差越小，加工精 度越高，它包括：度越高，它包括： a.a. 尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。 b.b.形状精度：零件形状与理想形状接近程度。形状精度：零件形状与理想形状接近程度。 c.c.位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对于基位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对于基 准之间位置的准确度。准之间位置的准确度。 国家标准规定：常用的精度等级分为国家标准规定：常用的精度等级分为 2020 级，分别用级，分别用 IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT18IT2IT18 表示。数字越大，精度越表示。数字越大，精度越 低。其中低。其中 IT5-IT13IT5-IT13 常用。常用。 高高 精精 度：度：IT5IT5、IT6IT6 通常由磨削加工获得。通常由磨削加工获得。 中等精度：中等精度：IT7-IT10IT7-IT10 通常由精车、铣、刨获得。通常由精车、铣、刨获得。 低低 精精 度：度：IT11-IT13IT11-IT13 通常由粗车、铣、刨、钻等加工通常由粗车、铣、刨、钻等加工 方法获得。方法获得。 2.1.12.1.1 尺寸精度尺寸精度 零件尺寸要素的误差大小。问：精度的高低与哪两个因零件尺寸要素的误差大小。问：精度的高低与哪两个因 素有关？基本尺寸和公差大小。素有关？基本尺寸和公差大小。2.1.22.1.2 形状精度形状精度2525-0.013-0.0130 0 轴加工后可能产生的形状误差轴加工后可能产生的形状误差形状精度指零件上实际要素的形状与理想形状相符合的形状精度指零件上实际要素的形状与理想形状相符合的 程度；程度； 国家标准规定了六类形状公差（见下表）国家标准规定了六类形状公差（见下表）形状精度的标注：框格分为形状精度的标注：框格分为 2 2 格，箭头指向待表达的表格，箭头指向待表达的表 面，数字表示允许误差的大小，单位为毫米。面，数字表示允许误差的大小，单位为毫米。2.1.32.1.3 位置精度位置精度 指零件的实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置指零件的实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置 的准确度。的准确度。圆圈中的英文字母表示基准，框格分圆圈中的英文字母表示基准，框格分 3 3 格，箭头指向待格，箭头指向待 表达的表面。表达的表面。 零件精度等级及其相应的加工方法零件精度等级及其相应的加工方法2.22.2 表面粗糙度表面粗糙度 表面粗糙度：零件微观表面高低不平的程度。表面粗糙度：零件微观表面高低不平的程度。产生的原因：产生的原因：1 1）切削时刀具与工件相对运动产生的磨擦；）切削时刀具与工件相对运动产生的磨擦；2 2）机床、刀具和工件在加工时的振动；）机床、刀具和工件在加工时的振动；3 3）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹；）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹；4 4）加工时零件表面发生塑性变形。）加工时零件表面发生塑性变形。表面粗糙度对零件质量的影响：表面粗糙度对零件质量的影响：零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命 影响较大，主要有以下几个方面：影响较大，主要有以下几个方面：1 1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积 压力加大，接触变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快；压力加大，接触变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快；2 2）表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表）表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表 面粗糙易磨损，造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在面粗糙易磨损，造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在 装配时，可使微小凸峰挤平，有效过盈量减少，使配合装配时，可使微小凸峰挤平，有效过盈量减少，使配合 件强度降低；件强度降低；3 3）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质，）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质， 且不易清除，造成表面腐蚀；且不易清除，造成表面腐蚀；4 4）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中， 以致产生裂纹而造成零件断裂。以致产生裂纹而造成零件断裂。评定参数：常用的是轮廓算术平均偏差评定参数：常用的是轮廓算术平均偏差 RaRa表面粗糙度符号的意义及应用表面粗糙度符号的意义及应用2.32.3 常见加工方法的常见加工方法的 RaRa 表面特征表面特征3 3 切削刀具切削刀具 刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素， 刀具性能主要取决于两个因素：即刀具材料和刀具的几刀具性能主要取决于两个因素：即刀具材料和刀具的几 何角度何角度 4.14.1 刀具材料应具备如下五个基本特性：刀具材料应具备如下五个基本特性： 1 1）高硬度：）高硬度：HRC60HRC60 以上以上; ; 2 2）高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不）高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不 破坏；破坏； 3 3）高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，）高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能， 热硬性用热硬温度表示；热硬性用热硬温度表示； 4 4）良好的耐磨性；）良好的耐磨性； 5 5）良好的工艺性和经济性；）良好的工艺性和经济性； 4.1.14.1.1 常用的刀具材料常用的刀具材料 碳素工具钢：如碳素工具钢：如 T7T7、T8T8、T9T13T9T13 等。适合于制造简单等。适合于制造简单 的手工工具，如锉刀、锯条等；的手工工具，如锉刀、锯条等；合金工具钢：在碳素工具钢中加入少量的钨、铬、锰、合金工具钢：在碳素工具钢中加入少量的钨、铬、锰、 硅等元素，耐热性较低，如硅等元素，耐热性较低，如 9SiCr9SiCr 等，适合于制造低速等，适合于制造低速 成型刀具，如丝锥；成型刀具，如丝锥； 高速钢：含较多的钨、铬、钒等合金元素、常用的有：高速钢：含较多的钨、铬、钒等合金元素、常用的有： W18Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr4VW6Mo5Cr4V 等。适合于制造中速精加工刀具；等。适合于制造中速精加工刀具； 硬质合金：成分由硬质合金：成分由 WCWC、TiCTiC 和和 CoCo 组成，采用烧结方法组成，采用烧结方法 获得获得 常用的硬质合金有常用的硬质合金有：钨钴钛类（牌号钨钴钛类（牌号 YTYT）硬质合金：适合于加工钢等塑）硬质合金：适合于加工钢等塑 性材料，其代号有性材料，其代号有 YT5YT5、YT15YT15、YT30YT30 等，粗加工用等，粗加工用 YT5,YT5, 精加工用精加工用 YT30;YT30;钨钴类（牌号钨钴类（牌号 YGYG）硬质合金：适合于加工铸铁、青）硬质合金：适合于加工铸铁、青 铜等脆性材料，其代号有铜等脆性材料，其代号有 YG3YG3、YG6YG6、YG8YG8 等，粗加工用等，粗加工用 YG8YG8，精加工用，精加工用 YG3YG3。 4.1.24.1.2 其它刀具材料其它刀具材料陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种：陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种： Al2O3Al2O3 基陶瓷和基陶瓷和 Si3N4Si3N4 基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有很高的硬度、基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有很高的硬度、 很高的耐磨性和耐热性，其主要缺点是抗弯强度低，冲很高的耐磨性和耐热性，其主要缺点是抗弯强度低，冲 击韧性很差，不能承受较大的冲击载荷。击韧性很差，不能承受较大的冲击载荷。金刚石：它分三种（金刚石：它分三种（1 1） 天然单晶金刚石刀具天然单晶金刚石刀具（2 2） 整体人造聚晶金刚石刀具整体人造聚晶金刚石刀具（3 3）金刚石复合刀片）金刚石复合刀片立方氧化硼：由软的立方氧化硼在高温高压下加入催立方氧化硼：由软的立方氧化硼在高温高压下加入催 化剂转变而成化剂转变而成4.24.2 刀具角度的合理选择问题刀具角度的合理选择问题 原则：粗加工时，为了提高切削效率，切削力会较大，原则：粗加工时，为了提高切削效率，切削力会较大， 因此强度要高；精加工时，切削力较小，为了保证零件因此强度要高；精加工时，切削力较小，为了保证零件 质量因此刀具较锋利。质量因此刀具较锋利。 粗加工：前角、后角均小，强度高粗加工：前角、后角均小，强度高 精加工：前角、后角均大，刀具锋利精加工：前角、后角均大，刀具锋利 主偏角：车台阶轴：取主偏角：车台阶轴：取 9090 度；度；既车外圆又车端面，取既车外圆又车端面，取 4545 度度 副偏角：为降低表面粗糙度，取小值：一般为：副偏角：为降低表面粗糙度，取小值：一般为：5-155-15 度度 刃倾角：粗加工常取负值，精加工取正值刃倾角：粗加工常取负值，精加工取正值第二章金属切削机床第二章金属切削机床 1 1、机床的类型、机床的类型 金属切削机床是用来对工件进行加工的机器，故称为金属切削机床是用来对工件进行加工的机器，故称为 “工作母机工作母机” ，习惯上称机床。，习惯上称机床。 按加工性质和所用刀具分类：分为车床、铣床、钻床、按加工性质和所用刀具分类：分为车床、铣床、钻床、 磨床、齿轮加工机床等磨床、齿轮加工机床等 1212 大类；大类； 按按精度精度分类：分为普通精度、精密和高精度三种；分类：分为普通精度、精密和高精度三种； 按按重量重量分类：分为一般机床、大型机床和重型机床。分类：分为一般机床、大型机床和重型机床。 机床的型号：如：机床的型号：如：C6136C6136 表示表示2 2、机床的基本结构、机床的基本结构 1 1）主传动部件：）主传动部件： 用来实现机床主运动；用来实现机床主运动； 2 2）进给传动部件：主要用来实现机床进给运动；）进给传动部件：主要用来实现机床进给运动； 3 3）工件安装装置：用来安装工件；）工件安装装置：用来安装工件； 4 4）刀具安装装置）刀具安装装置 ：用来安装刀具；：用来安装刀具； 5 5）支承件：用来支承和连接机床各零部件，是机床的）支承件：用来支承和连接机床各零部件，是机床的 基础构件；基础构件； 6 6）机床动力部件：为机床提供动力。）机床动力部件：为机床提供动力。 3 3、机床的传动、机床的传动 机床的传动有机械、液压、气动、电气等多种形势，最机床的传动有机械、液压、气动、电气等多种形势，最 常见的是机械传动和液压传动。常见的是机械传动和液压传动。 机械传动包括皮带传动、