机械制造基础课件-金属切削加工基础知识.ppt

工程材料 金属切削加工就是通过机床所提供的动力和切削运动，使 刀具和工件之间产生相对运动，切除工件上多余的材料，从而 使工件的形状、尺寸精度及表面质量都符合预定的要求，就是 获得合格零件的加工过程，通常也叫冷加工。 金属切削加工目的在于加工出符合图纸要求的机械零件。 金属切削加工分为钳工和机械加工（简称机工）两部分。 1、钳工 一般时通过工人手持工具进行切削加工的。钳工加工方 式多种多样，使用的工具简单、方便灵活，是装配和修理工作 中不可缺少的加工方法、随着生产的发展，钳工机械化的内容 也逐渐 丰富起来了。 2、机械加工 主要通过工人操纵机床来完成切削加工的。其主要加工方 法有车削、钻削、铣削、刨削、磨削等，所用的机床分别为车 床、钻床、铣床、刨床、磨床等。 本章主要介绍金属切削加工。 第一节 金属切削加工的基础知识 为了保证机械设备的精度和使用寿命，同时也为了保证产品 的质量，在设计零件时应根据零件在机器中的的不同作用提出合 理的要求，这些要求通称为零件的加工质量，如下图所示。 机械零件的加工质量包括加工精度和表面质量两方面，它 们的好坏将直接影响产品的使用性能、使用寿命、外观质量、 生产率和经济性等。 一、概述 （一）加工精度 经机械加工后，零件的尺寸、形状、位置等参数的实际数 值与设计理想值的符合程度称为机械加工精度，简称为加工精 度。实际值与理想值相符合的程度超高，即偏差（加工误差） 越小，加工精度超高。 加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。零件图 上，对被加工件的加工精度要求常用尺寸公差、形状公差和位 置公差来表示。 1、尺寸精度 尺寸精度是指零件加工后的实际尺寸相对于理想尺寸的准确 程度。尺寸精度是用尺寸公差来控制的。尺寸公差是切削加工中 零件尺寸允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈 小，则尺寸精度愈高，反之亦然。 2、形状精度 形状精度是指零件上的线、面等要素的实际形状相对于理想 形状的准确程度。形状精度是用形状公差来控制的，如直线度、 圆度、圆柱度、平面度等。 3、位置精度 位置精度是指零件上的点、线、面等要素的实际位置相对于 理想位置的准确程度。位置精度是用位置公差来控制的，如平行 度、垂直度、同轴度、圆跳动、对称度等。 （二）表面质量 机械零件的表面质量，主要是指零件加工后的表面粗糙度以 及表面层材质的变化。 1、表面粗糙度 表面粗糙度是指零件的表面微观不平度。即使是光滑的磨削 表面，放大后也会发现有高低不同的微小峰谷。表面粗糙度对零 件的耐磨性、抗腐蚀性和配合性质等有很大的影响，它直接影响 机器的使用性能和寿命。 常用的评定表面粗糙度的参数是轮廓算术平均偏差Ra值；即 表面粗糙度的符号用Ra来表示。 表面粗糙度共分14级，单位为μm。 不同的加工方法可以达到不同的表面粗糙度。要合理的在图 纸上标注表面粗糙度，必须掌握各种加工方法，以及详细了解零 件各表面在装配体中的功能。 一般来说，零件的表面粗糙度越小，零件的使用性能越好， 寿命也越长，但零件的制造成本也会相应的增加。 2、表面层材质的变化 零件加工后表面层的力学、物理及化学等性能会与基体材 料不同，表现为加工硬化、残余应力产生、疲劳变化及耐腐蚀 性下降等，这些将直接影响零件的使用性能。 零件加工质量与加工成本有着密切关系。加工精度要求 高，将会使加工过程复杂化，导致成本上升，所以在确定零件 加工精度和表面粗糙度时，总的原则是在满足零件的使用性能 和后续工序要求的前提下，尽量选用较低要求的精度等级和较 大的表面粗糙度值，以降低零件的成本。 二、切削运动和切削用量 （一）切削运动 在金属的切削过程中，为了获得各种不同形状的零件，刀具 与工件之间必须要有相对的运动，即切削运动，它是由金属切削 机床来完成的，如轴类零件的车削加工。 切削运动通常是由金属切削机床的工作台完成的，如下所示： 切削运动按运动在切削中所起的作用不同分为主运动和进 给运动两种。 1、主运动 所谓的主运动就是由机床提供的刀具与工件间主要的相对运 动，即使刀具切削刃切入工件材料的运动。 主运动的特点是速度最高、消耗功率最大，而且通常只有一 个。主运动既可以由刀具来完成也可以由工件来完成；主运动的 运动形式即可是直线运动，也可以是旋转运动。 ２、进给运动 由机床或人力提供的运动，使刀具与工件之间产生附加的相 对运动，它使新的金属层不断投入切削，以便切除工件表面上全 部余量的运动。进给