机械制造基础之切削加工.ppt

第八讲 一、内容 1、切削加工概述 2、切削机床与切削运动 二、习题 1、名词解析：机械加工、切削运动、主运动、进给运动、切削速度、进给量、背吃刀量、粗加工、半精加工、精加工、精密加工、超精密加工。 2、切削加工主要具有哪些特点？ 3、机床由哪几个主要部分组成？ 4、齿轮传动的优点有哪些？ 5、机械传动的优缺点有哪些？ 6、液压传动的优缺点有哪些？ 7、对刀具材料的基本要求有哪些？ 第六章切削加工 第一节 切削加工概述 一、切削加工的分类、特点、应用及发展方向 1．切削加工的分类 切削加工是利用切削刀具从工件毛坯上切除多余的材料，以获得具有一定形状、尺寸、精度和表面粗糙度的零件的加工方法。 目前，机械零件除了少数是利用精密铸造、精密锻造、粉末冶金等无屑加工方法获得，大多数零件还是靠切削加工的方法来完成。因此，切削加工在机械制造中占有重要的地位。 切削加工可分为机械加工和钳工两部分。 （1）机械加工又称（机加工、冷加工），是通过人工操纵机床设备来实现的。 主要有车削、钻削、镗削、铣削、刨削、磨削及齿轮加工等。 所用的机床分别为车床、钻床、镗床、铣床、刨床、磨床及齿轮加工机床等。 （2）钳工是在平台上手持工具 来进行切削加工。 主要加工有画线、錾切、锯割、锉削、刮削、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套丝、机械装配和设备修理等。 对于有些加工工艺过程，例如钻孔和绞孔，机械加工和钳工并没有明显的界限，两者均可进行。 目前，随着加工技术的发展和自动化程度的提高，钳工中的某些工种已逐渐实现机械化和自动化，而且这种替代将会愈来愈多。但在机器装配和修理等工艺过程中，钳工比机械加工更为灵活、方便和经济，并容易保证产品的质量，所以钳工加工具有独特的价值，是切削加工中不可缺少的一部分。 2．切削加工的特点和作用 切削加工主要具有如下特点： (1)切削加工的精度和表面粗糙度的范围广泛，且可获得很高的加工尺寸精度和表面粗糙度精度精度。 目前，切削加工的尺寸公差等级为ITl2一IT3，甚至更高；表面粗糙度Ra值为0.008-25 μm。 (2)切削加工零件的材料、形状、尺寸和重量的范围较大。 切削加工多用于金属材料的加工，如各种碳钢、合金钢、铸铁、有色金属及其合金等，也可用于某些非金属材料的加工，如石材、木材、塑料和橡胶等。 对于零件的形状和尺寸一般不受限制，只要能在机床上实现装夹，大都可进行切削加工。 可加工常见的各种型面，如外圆、内圆、锥面、平面、螺纹，齿形及空间曲面等。 切削加工零件重量的范围很大，重的可达数百吨，如葛洲坝一号船闸的闸门，高30余米，重600 t；轻的只有几克，如微型仪表零件。 (3)切削加工的生产率较高。 在常规条件下，切削加工的生产率一般高于其他加工方法。只是在少数特殊场合，其生产率低于精密铸造、精密锻造和粉末冶金等方法。 (4)切削过程中存在切削力。 刀具和工件均须具有一定的强度和刚度，且刀具材料的硬度必须大于工件材料的硬度。 在现代机械制造中，目前除少数采用精密铸造、精密锻造以及粉末冶金和工程塑料压制成形等方法直接获得零件外，绝大多数机械零件要靠切削加工成形。因此，切削加工在机械制造业中占有十分重要的地位，目前占机械制造总工作量的40％一60％左右。 因为上述第四个特点，限制了切削加工在细微结构和高硬高强等特殊材料加工方面的应用，从而给特种加工留下了生存和发展的空间。 3．切削加工的发展方向 随着科学技术和现代工业日新月异的飞速发展，切削加工正朝着高精度、高效率、自动化、柔性化和智能化方向发展，主要体现在以下三方面： (1)加工设备朝着数控技术、精密和超精密、高速和超高速方向发展。据预测．到2l 世纪初，数控技术、精密和超精密加工技术将进一步普及和应用。普通加工、精密加工和超精密加工的精度可分别达到1 μm ，0．01 μm ，和0．001 μm(即1nm)，向原子级加工靠近。 (2)刀具材料朝着超硬刀具材料方向发展。目前我国常用刀具材料是高速钢和硬质合金，预计2l世纪是超硬刀具材料的应用时代，陶瓷、聚晶金刚石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等超硬材料将被普遍应用于切削刀具，使切削速度可高达每分钟数千米。 (3)生产规模由目前的小批量、单品种、大批量，向多品种、变批量的方向发展；生产方式由目前的手工操作、机械化、单机自动化、刚性流水线自动化向柔性自动化和智能自动化方向发展。 2l世纪的切削加工技术必将面临未来自动化制造环境的一系列新的挑战，它必然要与计算机、自动化、系统论、控制论及人工智能、计算机辅助设汁与制造(CAD／CAM)、计算机集成制造系统(CIMS)等高新技术及理论相融合。向着精密化、柔性化、智能化方向发展，并由此推