第一篇：乘用車氣缸套加工工藝研究論文

隨著乘用車輕量化、高效率的發(fā)展趨勢越發(fā)明顯，促使著氣缸套產(chǎn)品的升級(jí)換代也更加強(qiáng)烈。乘用車氣缸套更新?lián)Q代對(duì)產(chǎn)品有效壁厚的控制及加工精度的要求逐漸嚴(yán)格，有效壁厚減少到3mm，外圓加工精度由A產(chǎn)品的0.3mm公差到福特產(chǎn)品的0.15mm公差再到現(xiàn)在B產(chǎn)品的0.1mm公差，內(nèi)孔加工精度由0.15mm的圓柱度到0.07mm等加工精度逐漸進(jìn)行提升。在客戶高精度和高效率的要求下須要對(duì)機(jī)加工藝進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化才能滿足大批量生產(chǎn)的要求。氣缸套精度受到設(shè)備、工裝、刀具、加工工藝、加工應(yīng)力、加工余量等各種因素的影響。本文是在公司現(xiàn)有設(shè)備、加工余量的前提下進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)，從改變刀具圓弧半徑參數(shù)和降低工裝預(yù)緊力對(duì)氣缸套加工后殘余應(yīng)力及尺寸形位公差的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和分析；進(jìn)而降低缸套殘余應(yīng)力，保證氣缸套尺寸和形位精度。

1減少氣缸套內(nèi)孔加工產(chǎn)生的形位偏差

由于氣缸套壁厚的減少，使得氣缸套內(nèi)孔加工時(shí)發(fā)生彈性變形產(chǎn)生的形狀誤差加重。圖1為現(xiàn)有加工工藝正常生產(chǎn)的氣缸套內(nèi)孔典型的圓度形狀。根據(jù)乘用車鑄入式氣缸套內(nèi)孔加工時(shí)使用三爪外圓夾具夾緊且為干式加工，使得鐵屑的熱量不能及時(shí)排出，加重氣缸套變形。圖2中（1）為缸套預(yù)緊時(shí)發(fā)生彈性變形，（2）為缸套內(nèi)孔加工時(shí)缸套形狀，（3）為缸套內(nèi)孔加工后外圓恢復(fù)到原來情況，而氣缸套內(nèi)孔變形產(chǎn)生形狀偏差。從以上分析可以得出減少氣缸套內(nèi)孔變形產(chǎn)生的形狀偏差，可以考慮降低氣缸套工裝預(yù)緊力和鐵屑熱量來改善氣缸套內(nèi)孔形狀偏差。具體分析措施[1]如下：①降低夾緊油缸壓力；②增加切削次數(shù)，減少切削力；③增加卡盤卡爪數(shù)量或者增加工裝與氣缸套外圓接觸面積；④改變工裝夾緊方式；⑤改善切削環(huán)境等。綜合以上分析，在公司現(xiàn)有設(shè)備、加工余量、生產(chǎn)效率等前提下氣缸套內(nèi)孔加工時(shí)增加干燥空氣吹氣裝置，降低鐵屑熱量對(duì)其影響，在氣缸套端面增加活動(dòng)定位裝置可以降低工裝預(yù)緊力，因?yàn)槎嗣娑ㄎ豢梢缘窒糠智邢髁Γ瑴p少氣缸套外圓與工裝之間作用力，進(jìn)而降低預(yù)緊力。圖3為改進(jìn)之后氣缸套內(nèi)孔典型的圓度檢測a情況。

2降低氣缸套表面殘余應(yīng)力

[2-5]為降低氣缸套殘余應(yīng)力，提高氣缸套加工精度，而分析氣缸套殘余應(yīng)力主要形成原因：塑性凸出效應(yīng)、擠光效應(yīng)、熱應(yīng)力。力和溫度是切削過程中產(chǎn)生的兩種切削現(xiàn)象，直接對(duì)殘余應(yīng)力產(chǎn)生影響。產(chǎn)生殘余應(yīng)力的這些原因由于各種因素，它們之間也會(huì)產(chǎn)生相互加強(qiáng)或減弱影響，它們中的一種或者幾種主導(dǎo)著切削表面的塑性變形，從而影響缸套內(nèi)孔表面殘余應(yīng)力。本文通過改變刀具圓弧半徑來加工缸套，測量缸套加工后的殘余應(yīng)力，找到最優(yōu)的刀具圓弧半徑；達(dá)到降低缸套殘余應(yīng)力，提高氣缸套產(chǎn)品精度的目的。實(shí)驗(yàn)檢測設(shè)備為高速大功率X-射線殘余應(yīng)力分析儀（圖4），該設(shè)備采用X射線衍射方法對(duì)氣缸套表面進(jìn)行應(yīng)力檢測。殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因是各種因素產(chǎn)生塑性變形的疊加。對(duì)于降低殘余應(yīng)力的措施：如果在不改變現(xiàn)有加工方法、切削參數(shù)的前提下，可以從減少切削應(yīng)力來減少缸套的殘余應(yīng)力，提高氣缸套加工精度。圖5、圖6為不同圓弧半徑的刀具加工氣缸套后外圓殘余應(yīng)力檢測結(jié)果的對(duì)比，圖5為切削方向應(yīng)力，圖6為垂直于切削方向應(yīng)力。從以上試驗(yàn)結(jié)果可以得出隨著刀具圓弧半徑的增加對(duì)氣缸套表面因切削產(chǎn)生的垂直于切削方向的殘余拉應(yīng)力越大；切削方向的殘余應(yīng)力遠(yuǎn)小于垂直于切削方向的殘余應(yīng)力且沒有規(guī)律。因此在降低氣缸套表面殘余應(yīng)力時(shí)，可以使用較小圓弧半徑的刀具來改善氣缸套表面的殘余應(yīng)力。

3結(jié)束語

通過對(duì)乘用車鑄入式氣缸套內(nèi)孔加工的工裝改進(jìn)進(jìn)而降低工裝預(yù)緊力，降低了氣缸套內(nèi)孔因彈性變形導(dǎo)致的形狀偏差；使用X-射線殘余應(yīng)力分析儀檢測氣缸套表面殘余應(yīng)力，改變刀具圓弧半徑降低因切削產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，保證氣缸套加工的精度。可以得出現(xiàn)有刀具圓弧半徑越大，產(chǎn)生的殘余拉應(yīng)力越大。下一步計(jì)劃從刀具材料、刀具參數(shù)等因素分析研究，達(dá)到提高刀具使用壽命，降低切削應(yīng)力的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳樹峰，馬伏波.薄壁工件在夾緊力作用下變形量的計(jì)算[J].煤礦機(jī)械，2005（2）：70-72.[2]樊寧，陳明，王慧.刀具幾何參數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力的影響分析[J].機(jī)床與液壓，2009（11）：30-48.[3]張亦良，黃惠茹，李想.車削加工殘余應(yīng)力分布規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（7）：582-585.[4]郭培燕，王素玉，張作狀.刀刃半徑對(duì)不銹鋼切削表面殘余應(yīng)力影響的模擬[J].工藝與裝備，2007（176）：39-41.[5]徐穎強(qiáng)，郭彩虹，史祖衡.高速干切削工件表面殘余應(yīng)力分析[J].航空制造技，2012（17）：79-82

第二篇：塑料制品加工成型的工藝研究

塑料制品加工成型的研究

摘要：塑料是以相對(duì)分子質(zhì)量高的合成樹脂為主要成分，并加入其他添加劑，在一定溫度和壓力下塑化成型的高分子合成材料。一般相對(duì)分子質(zhì)量都大于一萬，有的可達(dá)百萬。在加熱、加壓條件下具有可塑性，在常溫下為柔韌的固體?？梢允褂媚＞叱尚偷玫轿覀兯枰男螤詈统叽绲乃芰现萍?。其他的添加劑主要有填充劑、增塑劑、固化劑、穩(wěn)定劑等其他配合劑。塑料作為設(shè)計(jì)材料使用，具有許多優(yōu)良的特性。在我們的生活和生產(chǎn)中扮演著很重要的作用。它不僅可部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料，而且還能生產(chǎn)出具有獨(dú)特性能的各種制品塑料與其他材料相比較，有以下幾方面的性能特點(diǎn)：重量輕、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的電絕緣性能、機(jī)械強(qiáng)度分布廣和較高的比強(qiáng)度、熱的不良導(dǎo)體具有消聲、減震作用。塑料制品是采用塑料為主要原料加工而成的生活用品、工業(yè)用品的統(tǒng)稱。

關(guān)鍵詞：塑料、塑料制品、塑料機(jī)械工業(yè)、塑料制品成型新工藝

一、塑料的概念

塑料是具有塑性行為的材料，所謂塑性是指受外力作用時(shí)，發(fā)生形變，外力取消后，仍能保持受力時(shí)的狀態(tài)。塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，受力能發(fā)生一定形變。軟塑料接近橡膠，硬塑料接近纖維。

1.1塑料的主要性能特點(diǎn) 基本有兩種類型：第一種是線型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈，稱為支鏈高分子，屬于線型結(jié)構(gòu)。有些高分子雖然分子間有交聯(lián)，但交聯(lián)較少，稱為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于體型結(jié)構(gòu)。

兩種不同的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出兩種相反的性能。線型結(jié)構(gòu)（包括支鏈結(jié)構(gòu)）高聚物由于有獨(dú)立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點(diǎn)。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒有獨(dú)立的大分子存在，所以沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。1.2塑料的分類

熱塑性塑料：指加熱后會(huì)熔化，可流動(dòng)至模具冷卻后成型，再加熱后又會(huì)熔化的塑料；即可運(yùn)用加熱及冷卻，使其產(chǎn)生可逆變化(液態(tài)←→固態(tài))，是所謂的物理變化。通用的熱塑性塑料其連續(xù)的使用溫度在100℃以下，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯并稱為四大通用塑料。

熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。熱固性塑料又分甲醛交聯(lián)型和其他交聯(lián)型兩種類型。熱加工成型后形成具有不熔不溶的固化物，其樹脂分子由線型結(jié)構(gòu)交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

二、塑料制品的成型方法 注射成型、擠出成型、壓制成型、吹塑成型、壓延成型、滾塑成型、鑄塑成型、搪塑成型、醺涂成型、流延成型、傳遞模塑成型、反應(yīng)注塑成型、手糊成型、纏繞成型、噴射成型、真空成型等 2.1塑料制品的生產(chǎn)

塑料制品的生產(chǎn)從塑料原料的生產(chǎn)到塑料制品的生產(chǎn)，包含了三個(gè)生產(chǎn)過程，第一生產(chǎn)過程是從原料經(jīng)過聚合反應(yīng)生成合成樹脂；第二生產(chǎn)過程是加入助劑混合得到塑料，即為生產(chǎn)塑料制品的原材料；第三生產(chǎn)過程是根據(jù)塑料性能，利用各種成型加工手段，使其成為具有一定形狀和使用價(jià)值的塑料制品。生產(chǎn)中一般第一過程和第二過程屬于塑料生產(chǎn)部門，通常由樹脂廠來完成。第三過程屬于塑料制品生產(chǎn)部門。但對(duì)于大型塑料制品生產(chǎn)廠家，為了滿足塑料制品的多樣性要求，生產(chǎn)中也有將第二過程歸入塑料制品的生產(chǎn)范圍。即以合成樹脂作為原材料，添加助劑后，再成型加工。2.2塑料制品在生活和生產(chǎn)中的重要性

塑料成型工業(yè)自1872年開始到現(xiàn)在已度過仿制、擴(kuò)展和變革的時(shí)期。塑料成型是把塑料原材料加熱到一定溫度注入到具有一定形狀和尺寸的模具中，待其冷卻后，獲得塑料制品的過程。塑料成型工藝與模具是一門在生產(chǎn)實(shí)踐中逐步發(fā)展起來，又直接為生產(chǎn)服務(wù)的應(yīng)用型技術(shù)科學(xué)，是一種先進(jìn)的加工方法。它研究的主要對(duì)象是塑料和塑料制成塑料制品所采用的模具。模具是鑄造、鍛壓、沖壓、塑料、玻璃、粉末冶金、陶瓷等行業(yè)的重要工藝 裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中廣泛的采用各種模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，模具的設(shè)計(jì)和制造水平在很大程度上反映和代表了一個(gè)國家機(jī)械工業(yè)的綜合制造能力和水平。塑料模是模具的一種，是指用于成型塑料制件的模具，它是一種行腔模具的類型。

三、注射成型工藝的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn) ①成型周期短；

②能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件； ③的塑料對(duì)成型各種塑料的適應(yīng)性很強(qiáng)； ④生產(chǎn)效率高易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)； 3.2缺點(diǎn)

①生產(chǎn)大面積結(jié)構(gòu)制件時(shí)，高的熔體粘度需要高的注塑壓力，高的注塑壓力要求大的鎖模力，從而增加了機(jī)器和模具的費(fèi)用；

②生產(chǎn)厚壁制件時(shí)，難以避免表面縮痕和內(nèi)部縮孔，塑料件尺寸精度差；

③加工纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，缺乏對(duì)纖維取向的控制能力，基體中纖維分布隨機(jī)，增強(qiáng)作用不能充分發(fā)揮；

④注射成型設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及較小的塑件的生產(chǎn)；

四、塑料制品成型新工藝方法

塑料成型加工是將塑料原料轉(zhuǎn)變成具有使用價(jià)值的制品的過程。傳統(tǒng)的成型工藝有擠出、注射、吹塑、壓延、涂覆、層壓、傳遞成型 等。至今這些技術(shù)已經(jīng)發(fā)展和運(yùn)用的相當(dāng)成熟，且應(yīng)用得非常普遍。隨著塑料制品應(yīng)用日益廣泛，人們對(duì)塑料制品精度、形狀、功能等提出了更高的要求。傳統(tǒng)的成型工藝已難以適應(yīng)這些要求，這就迫使人們?cè)诓粩喔倪M(jìn)傳統(tǒng)的成型工藝的基礎(chǔ)上，采用新思想、新技術(shù)開發(fā)新的成型工藝已滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。目前成型工藝的發(fā)展趨勢主要是節(jié)能、節(jié)約原材料、提高成型效率、改進(jìn)制品性能、提高其附加值。塑料制品目前的新工藝方法主要有：低壓注射、熔芯注射、動(dòng)態(tài)保壓注射、微孔塑料擠出及潤滑擠出等塑料成型工藝。

五、擠出成型新工藝的發(fā)展及前景

5.1新型擠出混煉技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)

目前，國際上用于高分子材料共混改性的新型混煉設(shè)備主要有三大類：同向平行雙螺桿擠出機(jī)、往復(fù)移動(dòng)式螺桿混煉機(jī)和串聯(lián)式磨盤擠出機(jī)。其中小型同向平行雙螺桿擠出機(jī)國內(nèi)已能生產(chǎn)，但萬噸級(jí)大型混煉擠壓造粒機(jī)組全部要依靠進(jìn)口。同時(shí)，往復(fù)移動(dòng)式螺桿混煉機(jī)和串聯(lián)式磨盤擠出機(jī)是制備高填充、高附加值高聚物合金的必要裝置，目前國內(nèi)對(duì)他們的研制剛剛處于樣機(jī)階段，規(guī)格不多，品種不全，具有廣闊的發(fā)展前景。

大口徑管材擠出的異向平行雙螺桿擠出機(jī)組、鋼塑復(fù)合管擠出機(jī)組和大型雙臂波紋管擠出成型機(jī)組及特種塑料管材專用擠出機(jī)組的開發(fā)研究。復(fù)合擠出成型技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)研究。最近，多層共擠的超寬土工模、包裝用的拉伸拉幅平模、建筑用的復(fù)合瓦楞板、芯層發(fā)泡紙板材和管材的市場需求量很大，與此相關(guān)的成型技術(shù)和裝備的開 發(fā)研究必須引起足夠的重視。5.2壓縮成型新工藝的發(fā)展及前景

（1）由單一性技術(shù)向組合性技術(shù)發(fā)展，如注射-拉伸-吹塑成型技術(shù)和擠出-模壓-熱成型技術(shù)等；

（2）由常規(guī)條件下的成型技術(shù)向特殊條件下的成型技術(shù)發(fā)展，如超高壓和高真空條件下的塑料成型加工技術(shù)；

（3）由基本上不改變?cè)行阅艿谋Ｙ|(zhì)成型加工向賦予塑料型新性能的變質(zhì)性成型加工技術(shù)發(fā)展，如發(fā)泡成型、借助電子束與化學(xué)交聯(lián)機(jī)使熱塑性塑料在成型過程中進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)的交聯(lián)擠出等；（4）為提高加工精度、縮短制造周期，在模具加工技術(shù)方面更廣泛地應(yīng)用仿形加工、數(shù)控加工等；

（5）廣泛應(yīng)用模具新材料。模具材料的選用直接影響到模具的加工成本、使用壽命以及塑料制品的成型質(zhì)量等，因此，國內(nèi)外已開發(fā)出許多具有良好使用性能、加工性能，熱處理變形小的新型塑料模具鋼，如預(yù)硬鋼、新型淬火回火鋼、馬氏體時(shí)效鋼、析出硬化鋼和耐腐蝕鋼，經(jīng)過試用，均取得了較好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。

（6）CAE技術(shù)將在注塑領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用，其本身也隨著注塑技術(shù)的發(fā)展要求而更加完善、實(shí)用、方便。

在塑料成型生產(chǎn)過程中，先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)、高質(zhì)量的模具制造、優(yōu)質(zhì)的模具材料、合理的加工工藝和現(xiàn)代化的成型設(shè)備都是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。一副優(yōu)良的注射模具可以成型上百次，一副優(yōu)良的壓縮模具可以成型25萬次，這與上述因素有很大關(guān)系。考察國內(nèi)外模具工業(yè)的現(xiàn)狀及我國國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中模具地位，從塑料模具的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)實(shí)踐和制造技術(shù)出發(fā)，塑料成型技術(shù)大致有以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢。

六、新工藝方法的加工適應(yīng)性和可行性

在自然界對(duì)于一般的低分子化合物而言，在常溫下其聚集狀態(tài)可呈三態(tài)，即氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。然而，對(duì)于非結(jié)晶線性高聚物而言，由于其分子量巨大且分子結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，所以他們的聚集狀態(tài)是在不同的件下，以獨(dú)特的三種形態(tài)存在的。

七、參考文獻(xiàn)

[1] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.8

[2] 中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì) 塑料模設(shè)計(jì)及制造.北京:機(jī)械工業(yè)出版社 2001.8 [3] 徐平原.塑料套管樁在申嘉湖杭高速公路軟基中的應(yīng)用[J].路基工程.2009(05)

[4] 劉靜.生活塑料廢棄物危害及其管理政策的評(píng)估[J].環(huán)境與健康雜志.2006(04)

[5] 趙蓓蓓.初探塑料模具材料現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].2009,(34).

第三篇：數(shù)控加工工藝結(jié)課論文

數(shù)控加工工藝

（結(jié)課論文）

姓名: 學(xué)號(hào)： 班級(jí)：

在這8個(gè)星期里，我們主要學(xué)習(xí)了數(shù)控加工工藝的一些基本知識(shí)以及進(jìn)行一些基本的模擬練習(xí)，以便掌握相關(guān)的知識(shí)和技能?，F(xiàn)在我將對(duì)自己在這8個(gè)星期來所學(xué)習(xí)的內(nèi)容和自己在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題以及一些心得體會(huì)進(jìn)行總結(jié)。

1、數(shù)控加工的概念

數(shù)控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控機(jī)床—是指應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對(duì)加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床。數(shù)控加工—是指采用數(shù)控機(jī)床加工零件的方法。

2、主要學(xué)習(xí)內(nèi)容

練習(xí)環(huán)境—所使用的軟件是數(shù)控加工仿真與遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)。

通過應(yīng)用這個(gè)軟件，老師教我們?nèi)绾问褂脭?shù)控機(jī)床，以及如何編程等，然后我們使用VNUC3.0來做模擬加工練習(xí)。常用的編程指令如下：

G00：快速定位指令；G01: 線插補(bǔ)指令；G02：順圓弧插補(bǔ)指令； G03: 逆圓弧插補(bǔ)指令；G04：暫停指令；G54：設(shè)定工件坐標(biāo)系一 ；

G55：設(shè)定工件坐標(biāo)系二 ；G56：設(shè)定工件坐標(biāo)系三 ；G57：設(shè)定工件坐標(biāo)系四 ；G58：設(shè)定工件坐標(biāo)系五 ；G59：設(shè)定工件坐標(biāo)系六 ；

G71: 粗加工復(fù)合循環(huán)；M98：調(diào)用子程序；M99：子程序結(jié)束返回／重復(fù)執(zhí)行；M02：程序停；M03：程序結(jié)束；M04：主軸正傳；M05：主軸反轉(zhuǎn);M30:程序結(jié)束并返回程序起點(diǎn)；等。

熟悉這些指令后，就是練習(xí)編寫程序并做模擬加工，我們主要學(xué)習(xí)了數(shù)控臥式車床和立式銑床的加工技術(shù)。

3、遇到的問題

一開始使用模擬軟件時(shí)，有點(diǎn)心慌慌的，因?yàn)榭偸歉簧侠蠋煹倪M(jìn)度，很多工具還未來得及了解清楚，老師就開始做模擬加工了，等到老師讓我們做模擬練習(xí)時(shí)，我根本不知道該做什么，因?yàn)槲艺娴氖遣欢趺床僮鳌榱四軐W(xué)到知識(shí)，我就得更認(rèn)真去聽課更認(rèn)真去做筆記；在老師講解如何編程時(shí)，我還跟著老師的思路去練習(xí)編寫程序。經(jīng)過自己的認(rèn)真練習(xí)后，后面的課程我都能夠跟得上老師的進(jìn)度了，甚至還會(huì)自己編寫程序了。

有一次課，我都不清楚在使用多把車刀時(shí)，是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀的，導(dǎo)致我有個(gè)練習(xí)沒有按時(shí)做出來，后來通過請(qǐng)教同學(xué)，我先學(xué)習(xí)使用換刀的指令，接著就把模擬加工順利完成了。

我在學(xué)習(xí)過程中，沒有遇到特別難的問題，一般都是由于一些基本的知識(shí)沒有掌握好而導(dǎo)致的，這種情況下，只要我下次課認(rèn)真聽就可以自己找到解決的方案，因?yàn)榛镜牟僮鲙缀趺看握n都會(huì)用到的。

4、心得體會(huì)

學(xué)習(xí)《數(shù)控加工工藝》這門課，我覺得最主要的就是要認(rèn)真聽課，只有聽明白老師在講什么內(nèi)容了，我們才知道自己該做什么，因?yàn)槲覀儧]有教材。盡管我們可以去圖書館借書自學(xué)，但是如果沒有通過老師的講解，我們從書上學(xué)到的知識(shí)是很膚淺的，而且有時(shí)候在實(shí)際應(yīng)用中跟書上講的是有區(qū)別的。另外，學(xué)習(xí)的這門課的關(guān)鍵就是要去做老師布置的練習(xí)，只有通過自己去練習(xí)，我們才可以熟練的掌握技能，并將老師上課講過的知識(shí)轉(zhuǎn)化為我們自己的知識(shí)，同時(shí)這也是檢驗(yàn)我們學(xué)習(xí)能力和掌握知識(shí)程度的一個(gè)好平臺(tái)。

在這之前，我們大一做金工實(shí)習(xí)時(shí)，就開始接觸過數(shù)控機(jī)床，當(dāng)時(shí)也是使用模擬軟件來學(xué)習(xí)一些基本的知識(shí)，然后自己編寫一個(gè)簡單的程序，做模擬加工?，F(xiàn)在我們也是從基本的編程常用指令學(xué)起，然后再學(xué)習(xí)模擬軟件中臥式車床和三軸立式銑床的功能界面，這些也是我們學(xué)習(xí)這門課的重點(diǎn)內(nèi)容。

通過這8個(gè)星期的努力學(xué)習(xí)，我已經(jīng)掌握了一定的數(shù)控加工技術(shù)，并且能夠?qū)⒆约核鶎W(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中。上個(gè)星期的數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)，我用的就是自己編寫的程序，通過指導(dǎo)老師的幫助，成功地完成加工任務(wù)。

我覺得，數(shù)控加工真的是一門有用的學(xué)科，我希望可以更加深入的了解和學(xué)習(xí)數(shù)控知識(shí)。

第四篇：銑削加工工藝教案

銑削加工基礎(chǔ)知識(shí)

一．銑削用量三要素

銑削時(shí)的銑削用量由切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量(銑削深度)和側(cè)吃刀量(銑削寬度)四要素組成。其銑削用量如下圖所示。

a)在臥銑上銑平面 b)在立銑上銑平面

銑削運(yùn)運(yùn)及銑削用量

1、切削速度Vc即銑刀最大直徑處的線速度，可由下式計(jì)Vc?nπd 式中：

Vc —切削速度(m/min)d —銑刀直徑（mm）；

n —銑刀每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）。

2、進(jìn)給量?，銑削時(shí)，工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)刀具的移動(dòng)量即為銑削時(shí)的進(jìn)給量。由于銑刀為多刃刀具，計(jì)算時(shí)按單位時(shí)間不同，有以下三種度量方法。⑴每齒進(jìn)給量?Z(mm/z)指銑刀每轉(zhuǎn)過一個(gè)刀齒時(shí)，工件對(duì)銑刀的進(jìn)給量（即銑刀每轉(zhuǎn)過一個(gè)刀齒，工件沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離），其單位為每齒mm/z。

⑵每轉(zhuǎn)進(jìn)給量?，指銑刀每一轉(zhuǎn)，工件對(duì)銑刀的進(jìn)給量（即銑刀每轉(zhuǎn)，工件沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離），其單位為mm/r。

⑶每分鐘進(jìn)給量Vf又稱進(jìn)給速度，指工件對(duì)銑刀每分鐘進(jìn)給量（即每分鐘工件沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離），其單位為mm/min。上述三者的關(guān)系為，Vf=fn=fzZn 式中Z—銑刀齒數(shù)

—銑刀每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min），3、吃刀量(又稱銑削深度ap)，銑削深度為平行于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸（切削層是指工件上正被刀刃切削著的那層金屬），單位為mm。因周銑與端銑時(shí)相對(duì)于工件的方位不同，故銑削深度的標(biāo)示也有所不同。

側(cè)吃刀量(又稱銑削寬度ae)，銑削寬度是垂直于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸，單位為mm。

4、銑削用量選擇的原則

通常粗加工為了保證必要的刀具耐用度，應(yīng)優(yōu)先采用較大的側(cè)吃刀量或背吃刀量，其次是加大進(jìn)給量，最后才是根據(jù)刀具耐用度的要求選擇適 宜的切削速度，這樣選擇是因?yàn)榍邢魉俣葘?duì)刀具耐用度影響最大，進(jìn)給量次之，側(cè)吃刀量或背吃刀量影響最??；精加工時(shí)為減小工藝系統(tǒng)的彈性變形，首先考慮 較大的切削速度，其次考慮較小的進(jìn)給量，同時(shí)為了抑制積屑瘤的產(chǎn)生。對(duì)于硬質(zhì)合金銑刀應(yīng)采用較高的切削速度，對(duì)高速鋼銑刀應(yīng)采用較低的切削速度，如銑削過程中不產(chǎn)生積屑瘤時(shí)，也應(yīng)采用 較大的切削速度。最后才考慮合適的吃刀量。

二.切削層尺寸要素 1）切削厚度ac:相鄰兩刀齒主切削刃所形成的過渡表面之間的垂直距離。

2）切削寬度aw：銑刀主切削刃參加切削的長度。3）總切削面積Ac=ac.aw 三.銑削力的特點(diǎn)

1、特點(diǎn)：在銑削過程中由于銑削厚度不斷變化，使得工件受力的大小方向也在變化。加工過程中銑削力的很不穩(wěn)定，時(shí)刻在變化。一般情況下采取增加銑刀的齒數(shù)，使用斜齒代替支持等方法減少銑削力的對(duì)加工質(zhì)量的影響。

2、措施：

1）將銑刀安裝在離支撐點(diǎn)比較近的位置來增加剛性。2）銑削力較大時(shí)利用支架。

3）也可以通過增大銑刀齒數(shù)來增加銑削的穩(wěn)定性?！?4）利用斜齒代替直尺。

5）利用方向相反的聯(lián)合銑刀，減弱力的變化。

四.銑削方式

根據(jù)使用的銑刀不同可以分為周銑和端銑

1、周銑

1）概念：用刀齒分布在圓周表面的銑刀而進(jìn)行銑削的方式叫做周銑。2）分類

①順銑：切削刃處刀齒的線速度方向和工件的進(jìn)給方向相同。②逆銑：切削刃處刀齒的線速度方向和工件的進(jìn)給方向相反。3）特點(diǎn)

①順銑：銑削過程中振動(dòng)較小，進(jìn)給量均勻，功率消耗小，刀具磨損小，易啃刀。

②逆銑：銑削過程中振動(dòng)較大，銑削質(zhì)量差，功率消耗小，刀具磨損小，易啃刀。

4）應(yīng)用

一般情況下經(jīng)常采用逆銑，一些鑄件鍛件等硬皮材料；當(dāng)精加工的時(shí)候才去順銑。

2、端銑

1）概念：用刀齒分布在圓柱端面上的銑刀而進(jìn)行銑削的方式叫做端銑。2）分類：

①對(duì)稱端銑：銑刀軸線偏置于銑削弧長的對(duì)稱位置。

②不對(duì)稱端銑：銑刀軸線偏置于銑削弧線的對(duì)稱位置且逆銑部分大于順銑部分。

3）應(yīng)用

加工一些較窄零件的時(shí)候一般采取不對(duì)稱銑，加工一些淬硬剛的時(shí)候用對(duì)稱銑。但具體的要根據(jù)實(shí)際需要。

3、周銑和端銑的比較 與周銑相比，端銑銑平面時(shí)較為有利，因?yàn)椋?/p>

⑴端銑刀的副切削刃對(duì)已加工表面有修光作用，能使粗糙度降低。周銑的工件表面則有波紋狀殘留面積。

⑵同時(shí)參加切削的端銑刀齒數(shù)較多，切削力的變化程度較小，因此工作時(shí)振動(dòng)較周銑為小。

⑶端銑刀的主切削刃剛接觸工件時(shí)，切屑厚度不等于零，使刀刃不易磨損。⑷端銑刀的刀桿伸出較短，剛性好，刀桿不易變形，可用較大的切削用量。由此可見，端銑法的加工質(zhì)量較好，生產(chǎn)率較高。所以銑削平面大多采用端銑。但是，周銑對(duì)加工各種形面的適應(yīng)性較廣，而有些形面（如成形面等）則不能用端銑。

a)逆銑 b)順銑

第五篇：機(jī)械加工工藝教案

第1章

金屬切削加工基礎(chǔ)

備課時(shí)間：09-2-14

上課時(shí)間：09-2-16 教學(xué)目的：

1、新學(xué)期剛開始，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，并講解學(xué)習(xí)本課程的方法與技巧。

2、掌握切削運(yùn)動(dòng)的類型、切削用量三要素的概念。教學(xué)重點(diǎn)：切削用量三要素 課時(shí)：2課時(shí) 授課內(nèi)容：

1.1.1 切削運(yùn)動(dòng)

? 金屬切削加工是用切削工具將坯料或工件上的多余材料切除，以獲得合乎設(shè)計(jì)要求的工件的一種加工方法。

（復(fù)習(xí)金屬切削加工和數(shù)控加工在機(jī)械制造中的地位）1.1 切削運(yùn)動(dòng)及切削要素

機(jī)床為實(shí)現(xiàn)切削加工所必需具有的加工工件與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。它包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

主運(yùn)動(dòng)（復(fù)習(xí)什么是主運(yùn)動(dòng)）

主運(yùn)動(dòng)的速度即切削速度:主運(yùn)動(dòng)的線速度。

?dwnvc? 1000

（分析推導(dǎo)過程，分析根據(jù)工件材料查表時(shí)只能查到切削速度，而不能直接查到轉(zhuǎn)速的原因）

（二）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

? 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度：指切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，用vf表示 例：外圓車削時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度常常用進(jìn)給量f來表述，單位：mm / r

刨削時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度用每一行程多少毫米來表述，單位為mm / str。

銑削時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度常用每齒進(jìn)給量f來表述，單位：mm/z

進(jìn)給速度vf、進(jìn)給量f、每齒進(jìn)給量fz 和刀具齒數(shù)Z之間的關(guān)系如下：

vf = nf

1.1.2 切削時(shí)形成的表面

車削加工過程中工件上有三個(gè)不斷變化著的表面：（1）待加工表面（2）已加工表面（3）過渡表面 1.1.3

切削用量（1）切削速度vc（2）背吃刀量ap（分析車削和銑削的ap有什么不同）（3）進(jìn)給量f（解釋切削用量三要素對(duì)加工的影響。）

備課時(shí)間：09-2-18

上課時(shí)間：09-2-19 教學(xué)目的：

1、掌握刀具的組成及幾何角度的確定方法

2、熟悉刀具的工作角度對(duì)加工的影響。

教學(xué)重點(diǎn)：幾何角度的確定方法。

教學(xué)難點(diǎn)：刀具的工作角度對(duì)加工的影響。課時(shí)：2課時(shí) 授課內(nèi)容：

1.2 刀具組成及幾何角度

（首先讓學(xué)生傳遞著觀察車刀）1.刀具切削部分的組成要素 刀桿：起夾持作用 刀頭:(三面)前刀面：切屑流過的表面

主后刀面：刀具上與加工表面相對(duì)的表面

副后刀面：刀具上與已加工表面相對(duì)的表面

(兩刃)

主切削刃：刀具上前刀面與主后刀面的交線

副切削刃：刀具上前刀面與副后刀面的交線

(一尖)

主切削刃與副切削刃的交點(diǎn)

（結(jié)合刀具實(shí)物和圖片與學(xué)生一起分析并提問）２．車刀切削角度的坐標(biāo)平面

基面Pr：通過主切削刃上的某一點(diǎn)，與主運(yùn)動(dòng)方向相垂直的平面。

車刀的基面平行于刀體底面。

切削平面Ps：通過主切削刃上的某一點(diǎn)，與過渡表面相切并垂直于基面的平面。正交平面Po：通過主切削刃上的某一點(diǎn)，并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。（結(jié)合幻燈片與學(xué)生一起分析并提問）3.刀具的主要標(biāo)注角度 1)前角（?0）

前刀面和基面之間的夾角。2）后角（?0）

主后刀面和切削平面之間的夾角。

（直接分析出前角和后角的正、負(fù)、零。并要求學(xué)生在車刀上分析出前角和后角的正、負(fù)時(shí)的形狀，及其大、小對(duì)加工的影響。）3）主偏角（kr）

主切削刃與進(jìn)給方向間的夾角 4）副偏角（kr’）

負(fù)切削刃與進(jìn)給方向的夾角 5）刃傾角（?S）

主切削刃與基面之間的夾角。在切削平面內(nèi)度量

4、刀具的工作角度

? 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響

使刀具實(shí)際工作后角減小，工作前角增大

? 刀具安裝高低對(duì)刀具工作角度的影響

? 刀桿中心面（線）不垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的影響

由此分析出刀具的安裝方法：

1、刀尖的高度應(yīng)與工件中心的高度一致。

2、刀桿中心面（線）應(yīng)垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。

備課時(shí)間：09-2-22

上課時(shí)間：09-2-23 教學(xué)目的：

1、了解切削層參數(shù)

2、掌握切屑的形成過程及切屑種類

3、熟悉積屑瘤的形成及其對(duì)切削加工的影響。

教學(xué)難點(diǎn)：切屑的形成過程。

教學(xué)重點(diǎn)：切屑種類和積屑瘤的形成及其對(duì)切削加工的影響。課時(shí)：2課時(shí) 授課內(nèi)容：

5、切削層參數(shù)

（1）切削層公稱厚度hD ：垂直于過渡表面的切削層尺寸。

切削層截面的切削厚度為： hD ＝ f sinκr

（2）切削層公稱寬度bD

切削層截面的公稱切削寬度為：bD ＝ ap/sinκr(3)切削層公稱橫截面積

AD＝hD bD＝ f sinκr.ap/sinκr= f ap

1.3 金屬的切削過程

金屬在切削過程中，會(huì)出現(xiàn)一系列物理現(xiàn)象，如金屬變形、切削力、切削熱、刀具磨損等，這些都是以切屑形成過程為基礎(chǔ)而生產(chǎn)中出現(xiàn)的許多問題，如積屑瘤、振動(dòng)、卷屑、斷屑等，都與切削過程密切相關(guān)。1.3.1.切屑的形成過程及切屑種類

1、切屑形成過程：對(duì)塑性金屬進(jìn)行切削時(shí)，切屑的形成過程就是切削層金屬的變形過程。

2、切屑的類型及切屑控制

類型：帶狀切屑、擠裂切屑、單元切屑、崩碎切屑

（預(yù)習(xí)第10頁表1-1，總結(jié)出哪種切屑較好，怎樣控制切屑的類型。）

切屑控制：

“不可接受”的切屑：切削條件惡劣導(dǎo)致。影響主要有拉傷工件的已加工表面；劃傷機(jī)床；造成刀具的早期破損；影響操作者的安全。

切屑控制：在切削加工中采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣砜刂魄行嫉木砬⒘鞒雠c折斷，使形成“可接受”的良好屑形。

“可接受”的切屑標(biāo)準(zhǔn)：不妨礙正常的加工；不影響操作者的安全；易于清理、存

放和搬運(yùn)。

(1)切屑的形態(tài)可隨切削條件不同而改變

(2)可控制切削條件，使切屑形態(tài)向有利于生產(chǎn)的方面轉(zhuǎn)化，保證切削加工的順利進(jìn)行和工件的加工質(zhì)量：增大前角、提高切削速度、減小進(jìn)給量 3．積屑瘤

在一定的切削速度和保持連續(xù)切削的情況下，加工塑性材料時(shí)，在刀具前刀面常常粘結(jié)一塊剖面呈三角狀的硬塊，這塊金屬被稱為積屑瘤。（1）積屑瘤的形成

切削過程中，由于金屬的擠壓和強(qiáng)烈摩擦，使切屑與前刀面之間產(chǎn)生很大的應(yīng)力和很高的切削溫度。當(dāng)應(yīng)力和溫度條件適當(dāng)時(shí)，切屑底層與前刀面之間的摩擦力很大，使得切屑底層流出速度變得緩慢，形成一層很薄的“滯流層”，當(dāng)滯流層與前刀面的摩擦阻力超過切屑內(nèi)部的結(jié)合力時(shí)，滯流層的金屬與切屑分離而粘附在切削刃附近形成積屑瘤.（２）積屑瘤對(duì)切削加工的影響 有利方面：保護(hù)刀具、增加工作前角

不利方面：影響工件尺寸精度、影響工件表面粗造度（3）.積屑瘤的控制

影響積屑瘤的因素：工件材料、切削用量、刀具前角、切削液等

控制措施：通過熱處理，提高零件材料的硬度，降低材料的加工硬化。

要避免在中溫、中速加工塑性材料

增大前角可減小切削變形，降低切削溫度，減小積屑瘤的高度 采用潤滑性能優(yōu)良的切削液可減少甚至消除積屑瘤

3、鱗刺的形成

低速加工塑性金屬材料時(shí)在已加工表面常會(huì)出現(xiàn)一種鱗片狀毛刺，成為鱗刺。? 成因：低速切削形成擠裂或單元切屑時(shí)，刀、屑間摩擦發(fā)生周期性變化使切屑在前面上周期性停留代替刀具推擠切削層造成金屬的積聚，使以加工表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而導(dǎo)裂，并使切削厚度向切削線以下而形成鱗刺

4、已加工表面的變形

切屑經(jīng)過刀刃鈍圓B點(diǎn)后，受到后刀面BC段的擠壓和摩擦，經(jīng)過BC段后，這部分金屬開始彈性恢復(fù)，恢復(fù)高度為△h，在恢復(fù)過程中又與后刀面CD部分產(chǎn)生摩擦，這部分切削層在OB，BC，CD段的擠壓和摩擦后，形成了已加工表面的加工質(zhì)量。所以說第三變形區(qū)對(duì)工件加工表面質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。

備課時(shí)間：09-2-25

上課時(shí)間：09-2-26 教學(xué)目的：

1、掌握刀具材料的基本要求及常用刀具材料。

2、熟悉切削力、切削熱和切削溫度及其對(duì)刀具壽命的影響。

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：刀具材料的基本要求及常用刀具材料。課時(shí)：2課時(shí) 授課內(nèi)容：

1.4 刀具材料

概

述：刀具材料是指刀具上參與切削部分的材料。1.4.1 刀具材料的基本要求（1）高硬度

（2）高強(qiáng)度與強(qiáng)韌性

（3）較強(qiáng)的耐磨性和耐熱性（4）優(yōu)良導(dǎo)熱性

（5）良好的工藝性與經(jīng)濟(jì)性 1.4.2 常用刀具材料

刀具材料種類很多，常用的有：工具鋼（包括碳素工具鋼、）、硬質(zhì)合金、陶瓷金剛石（天然和人造）、立方氮化硼、碳素工具鋼和合金工具鋼，因其耐熱性很差，目前僅用于手工工具。

1、高速鋼

? 高速鋼是一種含有鎢、鉬、釩等合金元素較多的工具鋼，也稱為鋒鋼或白鋼． ? 特點(diǎn)：

1）強(qiáng)度高，抗彎強(qiáng)度為硬質(zhì)合金的2～3倍；

2）韌性高，比硬質(zhì)合金高幾十倍；

3）硬度HRc63以上，且有較好的耐熱性；

4）可加工性好，熱處理變形較小。

?

應(yīng)用：常用于制造各種復(fù)雜刀具（如鉆頭、絲錐、拉刀、成型刀具、齒輪刀具等）。

2、硬質(zhì)合金

? 硬質(zhì)合金是用高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物粉末和金屬粘結(jié)劑（如Co、Ni、Mo等）經(jīng)高壓成型后，再在高溫下燒結(jié)而成的粉末冶金制品。?

優(yōu)點(diǎn)

硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、耐熱性都很高，允許的切削速度遠(yuǎn)高于高速鋼，且能切削諸如淬火鋼等硬材料。? 不足（與高速鋼相比）：

其抗彎強(qiáng)度較低、脆性較大，抗振動(dòng)和沖擊性能也較差。

? 硬質(zhì)合金因其切削性能優(yōu)良而被廣泛用來制作各種刀具。在我國，絕大多數(shù)車刀、面銑刀和深孔鉆都采用硬質(zhì)合金制造。

3、陶瓷刀具材料

? 陶瓷材料比硬質(zhì)合金具有更高的硬度（HRA91～95）和耐熱性，在1200℃的溫度下仍能切削，耐磨性和化學(xué)惰性好，摩擦系數(shù)小，抗粘結(jié)和擴(kuò)散磨損能力強(qiáng)，因而能以更高的速度切削，并可切削難加工的高硬度材料。主要缺點(diǎn)是性脆、抗沖擊韌性差，抗彎強(qiáng)度低。

4、立方氮化硼

它是一種人工合成的新型刀具材料。它是利用超高溫高壓技術(shù)制成的一種無機(jī)超硬材料。立

方氮化硼在高溫、其硬度很高，可達(dá)8000～9000HV,僅次于金剛石，但熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于金剛石，并且與元素親和力小，它的最大的優(yōu)點(diǎn)是在高溫1200℃～1300℃時(shí)也不會(huì)與鐵族金屬起反應(yīng)。因此既能勝任淬火鋼、冷硬鑄鐵的粗車和精車，又能勝任高溫合金、熱噴涂材料、硬質(zhì)合金及其他難加工材料的高速切削。超高速加工的首選刀具材料

5、金剛石

分為人造和天然兩種，是目前已知最硬的，硬度約為HV10000,故其耐磨性好，不足之處是抗彎強(qiáng)度和韌性差，對(duì)鐵的親和作用大，故金剛石刀具不能加工黑色金屬，在800℃時(shí)，金剛石中的碳與鐵族金屬發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)，刀具急劇磨損。金剛石價(jià)格昂貴，刃磨困難，應(yīng)用較少。主要用作磨具及磨料，有時(shí)用于修整砂輪。

總結(jié)：材料的韌性則是高速鋼最高，金剛石最低

材料的硬度、耐磨性，金剛石最高，遞次降低到高速鋼。

課時(shí)八

1.5 切削力、切削熱和切削溫度 1.5.1

切削力的來源

1、切削層金屬、切屑和工件表面層金屬的彈性

變形、塑性變形所產(chǎn)生的抗力；

2、刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力。

1.5.2 切削分力及其作用

1、主切削力Fc ：切削合力在切削速度方向上的分力，垂直于基面，是計(jì)算機(jī)床動(dòng)力、校核機(jī)床和夾具強(qiáng)度及剛度的重要依據(jù)

2、背向力Fp

切削合力在切削深度方向上的分力，與切深方向相反，它能使工件彎曲和引起震動(dòng)，對(duì)加工質(zhì)量影響較大。

3、進(jìn)給力Ff

切削合力在進(jìn)給方向上的分力;與進(jìn)給方向平行，但方向相反，是設(shè)計(jì)和校驗(yàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的依據(jù)。

4、影響切削力的因素

工件材料： 被加工工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，切削力增大。強(qiáng)度相近的材料，如其塑性（伸長率）較大，切削力增大。切削脆性材料時(shí)，其切削力一般低于塑性材料。

切削用量：切削深度ap或進(jìn)給量f加大，均使切削力增大，但兩者的影響程度不同，ap 的影響更大一些。切削速度： 加工塑性金屬時(shí)，在中速和高速下，切削力一般隨著切削速度的增大而減小。刀具幾何參數(shù)

1.5.5

切削熱和切削溫度

1.切削熱的產(chǎn)生傳出及影響 ａ．切削熱的來源

切屑層的金屬發(fā)生彈性變形、塑性變形而產(chǎn)生大量的熱 切屑與刀具前刀面產(chǎn)生的摩擦 工件與刀具后刀面產(chǎn)生的摩擦 ｂ．切削熱的傳導(dǎo)

傳入切屑，約占總熱量的５０％～８６％，對(duì)切削加工無不利影響

傳入工件，約占總熱量的４０％～１０％，會(huì)使工件膨脹或伸長，產(chǎn)生尺寸和形狀誤差，影響加工精度

傳入刀具，約占總熱量的９％～３％，使刀具溫度升高，硬度下降，磨損加快，耐用度降

傳入周圍介質(zhì)，約占總熱量的１％，對(duì)切削加工無不利影響 2.切削溫度及其影響因素

切削溫度：是指刀具表面上切屑和刀具接觸處的平均溫度。

其高低取決于切削時(shí)產(chǎn)生熱量的多少和傳導(dǎo)條件的好壞，切削用量、工件材料、刀具材料及角度等對(duì)切削溫度均有影響 3.降低切削溫度的措施

(1)選擇合理的幾何角度和切削用量(2)使用切削液 1.6 刀具的磨損和壽命

一．刀具的磨損形式

1、前刀面磨損(月牙洼磨損)2．后萬面磨損

3．前刀面和后刀面同時(shí)磨損

二、刀具磨損過程

初期磨損階段、正常磨損階段、急劇磨損階段

三、刀具壽命(1)定義

刃磨或換刃后的刀具，自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間，稱為刀具壽命，符號(hào)用T，單位用min或s。

(2)刀具壽命與切削用量的關(guān)系

切削用量對(duì)刀具壽命T 的影響程度與切削用量對(duì)切削溫度θ的影響程度是一致的，切削速度對(duì)刀具壽命的影響最大，其次是進(jìn)給量，背吃刀量的影響很小。

備課時(shí)間：09-3-1

上課時(shí)間：09-3-2 教學(xué)目的：

1、掌握切削液的作用及選用原則

2、掌握前角的選用方法和原則。

教學(xué)難點(diǎn)：刀具幾何角度的確定。

教學(xué)重點(diǎn)：刀具的組成及幾何角度的確定方法。課時(shí)：2課時(shí) 授課內(nèi)容：

1.7 工件材料的切削加工性和切削液

1.7.1切削加工性的概念和衡量指標(biāo)

材料的切削加工性是指材料被切削加工的難易程度。材料加工的難易程度要由具體的加工要求及切削條件而定。通常精加工時(shí)以能較好的保證加工質(zhì)量為工件材料切削加工性的主要指標(biāo)；自動(dòng)加工則以斷屑的難易程度為材料切削加工性的主要指標(biāo) 衡量材料切削加工性的指標(biāo) 1.一定刀具壽命下的切削速度 vTvT越大，材料的切削加工性越好。2.相對(duì)加工性 kr

為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)起見，取正火狀態(tài)下的45鋼作基準(zhǔn)材料，刀具壽命為60 min，這時(shí)的切削速度為基準(zhǔn)（寫作(v60)j），而將其它材料的(v 60)與其相比，這個(gè)比值Kr稱為相對(duì)加工性：

vkr?60(v60)j

材料具有良好的切削加工性。kr?1

3.已加工表面質(zhì)量

凡較容易獲得好的表面質(zhì)量的材料，其切削加工性較好；反之則較差。精加工時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。

4.切屑的控制或斷屑的難易

凡切屑較容易控制或易于斷屑的材料，其切削加工性較好；反之則較差。在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上加工時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。5.切削力

在相同切削條件下，凡切削力較小的材料，其切削加工性較好；反之則較差。在粗加工中，當(dāng)機(jī)床剛性或動(dòng)力不足時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。（衡量材料切削加工性的指標(biāo)5項(xiàng)內(nèi)容，須提問）? 影響材料切削加工性的因素 1.物理性能

材料的導(dǎo)熱性愈好、一定刀具耐用度下的切削速度愈 高，材料的切削加工性愈好。2.材料的力學(xué)性能

材料的強(qiáng)度、硬度愈高，切削力愈大，切削溫度愈高，刀具磨損加劇，— 切削加工性愈差。

材料的塑性、韌性愈高，切削時(shí)切屑的變形加大，摩擦力提高，切削力愈大，切削溫度愈高，刀具磨損加劇，— 切削加工性愈差。1.7.2 改善材料切削加工性的途徑 1.調(diào)整材料的化學(xué)成分

在鋼中加入 S、Pb 等元素，可有效的改善材料的切削加工性?！耙浊邢麂摗薄?.熱處理

1.7.3

切削液 1．切削液的作用（1）潤滑作用（2）冷卻作用（3）清洗作用（4）防銹作用

2、切削液的種類 ①、切削油 ②、乳化液 ③、水溶液

3．切削液的選用原則（1）粗加工

? 粗加工時(shí)，切削用量大，產(chǎn)生的切削熱量多，容易使刀具迅速磨損。此類加工一般

采用冷卻作用為主的切削液，如離子型切削液或3％～5％乳化液。

? 切削速度較低時(shí)，刀具以機(jī)械磨損為主，宜選用潤滑性能為主的切削液； ? 速度較高時(shí)，刀具主要是熱磨損，應(yīng)選用冷卻為主的切削液。

? 硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，熱裂敏感，可以不用切削液。如采用切削液，必須連續(xù)、充分澆注，以免冷熱不均產(chǎn)生熱裂紋而損傷刀具。

（2）精加工

? 精加工時(shí)，切削液的主要作用：提高工件表面加工質(zhì)量和加工精度。

? 加工一般鋼件，在較低的速度（6.0m/min～30m/min）情況下，宜選用潤滑性能好的極壓切削油或10％～12％極壓乳化液，以減小刀具與工件之間的摩擦和粘結(jié)，抑制積屑瘤。注意：

? A、加工銅材料時(shí)，不宜采用含硫切削液，因?yàn)榱驅(qū)︺~有腐蝕作用。

? B、加工鋁時(shí)，也不適于采用含硫與氯的切削液，因?yàn)檫@兩種元素宜與鋁形成強(qiáng)度高于鋁的化合物，反而增大刀具與切屑間的摩擦。也不宜采用水溶液，因高溫時(shí)水會(huì)使鋁產(chǎn)生針孔。

1.8 刀具幾何參數(shù)的合理選擇

? 刀具幾何參數(shù)的合理選擇：是指在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇能提高切削效率，降低生產(chǎn)成本，獲得最高刀具耐用度的刀具幾何參數(shù)。

? 刀具幾何參數(shù)內(nèi)容：

? 刀具幾何角度（如前角、后角、主偏角等）、? 刀面形式（如平面前刀面、倒棱前刀面等）? 切削刃形狀（直線形、圓弧形）1．前角和前刀面形狀的選擇 ? 前角的功用：

（1）影響切削變形和切削力的大?。?）影響加工表面質(zhì)量（3）影響刀具壽命

（4）影響切屑形態(tài)和斷屑效果。（1）前角的選擇：

? 在選擇刀具前角時(shí)首先應(yīng)保證刀刃鋒利，同時(shí)也要兼顧刀刃的強(qiáng)度與耐用度。

? 刀具前角的合理選擇，主要由刀具材料、工件材料、加工條件決定。

? ① 刀具材料

強(qiáng)度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆性大的刀具甚至取負(fù)的前角。

? ② 工件材料

加工鋼件等塑性材料時(shí)，切屑沿前刀面流出時(shí)和前刀面接觸長度長，壓力與摩擦較大，為減小變形和摩擦，一般采用選擇大的前角。

加工脆性材料時(shí)，切屑為碎狀，切屑與前刀面接觸短，切削力主要集中在切削刃附近，受沖擊時(shí)易產(chǎn)生崩刃，因此刀具前角相對(duì)塑性材料取得小些或取負(fù)值，以提高刀刃的強(qiáng)度。

? ③ 加工條件

粗加工時(shí)，一般取較小的前角；

精加工時(shí)，宜取較大的前角，以減小工件變形與表面粗糙度； 帶有沖擊性的斷續(xù)切削比連續(xù)切削前角取得小。

總之，前角選擇的原則是在滿足刀具耐用度的前提下，盡量選取較大前角。

刀具的合理前角參考值見P34表1-7

2、前刀面形狀、刃區(qū)形狀及其參數(shù)的選擇

? ①、前刀面形狀

? A、正前角鋒刃平面型

特點(diǎn)：刃口較鋒利，但強(qiáng)度差，γo不能太大，不易折屑。

主要用于高速鋼刀具，精加工。B、帶倒棱的正前角平面型

? 特點(diǎn)：切削刃強(qiáng)度及抗沖擊能力強(qiáng)，同樣條件下可以采用較大的前角，提高了刀具耐用度。

主要用于硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具，加工鑄鐵等脆性材料。

? C、負(fù)前角平面型

?

特點(diǎn)：切削刃強(qiáng)度較好，但刀刃較鈍，切削變形大。

? 主要用于硬脆刀具材料。加工高強(qiáng)度高硬度材料，如淬火鋼。? 圖示類型負(fù)前角后部加有正前角，有利于切屑流出。? D、曲面型

? 特點(diǎn)：有利于排屑、卷屑和斷屑，而且前角較大，切削變形小，所受切削力也較小。? 在鉆頭、銑刀、拉刀等刀具上都有曲面前面。

備課時(shí)間：09-3-4

上課時(shí)間：09-3-5 教學(xué)目的：

1、掌握后角、主偏角、刃傾角的選擇原則和方法。

2、掌握切削用量的選擇原則和方法。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：切削用量的選擇原則和方法。課時(shí)：2課時(shí) 授課內(nèi)容：

2．后角及形狀的選擇(1)后角的功用 ：

A、減小刀具后刀面與加工表面的摩擦；

B、當(dāng)前角固定時(shí)，后角的增大與減小能增大和減小刀刃的鋒利程度，改變刀刃的散熱，從而影響刀具的耐用度。(2)后角的選擇

后角大小取決于：切削厚度、工件材料、工藝系統(tǒng)剛度。切削厚度(進(jìn)給量）越大，后角越小； 工件材料越軟、塑性越大，后角越大； 工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，適當(dāng)減小后角

副后角的作用與后角類似，它用來減少副后面與已加工表面之間的摩擦，一般刀具將副后角制成與后角相同。1.8.4、主、副偏角的功用及其選擇

1、主、副偏角的功用

主偏角影響切削層的形狀，切削刃的工作長度和單位切削刃上的負(fù)荷。減少κr，主切削刃單位長度上的負(fù)荷減少，刀具磨損小，耐用。

副偏角影響已加工表面的粗糙度和刀尖強(qiáng)度，減少κr′，減少表面的粗糙度的數(shù)值，還可提高刀具強(qiáng)度。過小，會(huì)使副切削刃與已加工面的摩擦增加，引起震動(dòng)，降低表面質(zhì)量。2.主、副偏角的選擇

? 主偏角主要根據(jù)加工條件和工藝系統(tǒng)剛性來選擇

? 副偏角主要考慮表面粗糙度、刀尖強(qiáng)度和散熱面積來選擇。3．主偏角的選擇

? A、主偏角κr的增大或減小對(duì)切削加工有利的一面（主偏角κr減小，能提高刀具耐用度。）

在背吃刀量ap與進(jìn)給量f 不變時(shí)，主偏角κr減小將使切削厚度hD減小，切削寬度bD增加，參加切削的切削刃長度也相應(yīng)增加，切削刃單位長度上的受力減小，散熱條件也得到改善。

主偏角κr減小時(shí)，刀尖角增大，刀尖強(qiáng)度提高，刀尖散熱體積增大。

? B、主偏角κr的增大或減小對(duì)切削加工不利的一面（主偏角的減小對(duì)刀具耐用度和加工精度產(chǎn)生不利影響。）

因?yàn)楦鶕?jù)切削力分析可以得知，主偏角κr減小，將使背向力Fp增大，從而使切削時(shí)產(chǎn)生的撓度增大，降低加工精度。同時(shí)背向力的增大將引起振動(dòng)。主偏角κr 選擇原則 ：

? ①、工藝系統(tǒng)剛性較好時(shí)（工件長徑比lw/dw < 6），主偏角κr可以取小值。? ②、工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)（工件長徑比lw/dw = 6-12），或帶有沖擊性的切削，主偏角κr可以取大值，一般κr＝75o～93o，甚至主偏角κr可以大于90o，以避免加工時(shí)振動(dòng)。

? 硬質(zhì)合金刀具車刀的主偏角多為60o～75o。

? ③、根據(jù)工件加工要求選擇。

當(dāng)車階梯軸時(shí)，κr ＝90o；同一把刀具加工外圓、端面和倒角時(shí)，κr ＝45o。

課時(shí)十二

4、副偏角的選擇

? 副偏角κrˊ的大小對(duì)刀具耐用度和加工表面粗糙度的影響：

? A、副偏角的減小，將可降低殘留物面積的高度，提高理論表面粗糙度值，? B、副偏角減小刀尖強(qiáng)度增大，散熱面積增大，提高刀具耐用度。

? C、副偏角太小會(huì)使刀具副后刀面與工件的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振動(dòng)。

? ①、工藝系統(tǒng)剛性好時(shí)，加工高強(qiáng)度高硬度材料，一般κrˊ＝5o～10o；加工外圓及端面，能中間切入，κrˊ＝45o。

? ②、工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，粗加工、強(qiáng)力切削時(shí)，κrˊ＝10o～15o；車臺(tái)階軸、細(xì)長軸、薄壁件，κrˊ＝5o～10o。? ③、切斷切槽，κrˊ＝1o～2o。

? 副偏角的選擇原則是：在不影響摩擦和振動(dòng)的條件下，應(yīng)選取較小的副偏角。1.8.5

刃傾角的選擇

（1）λs對(duì)切屑流出方向的影響

? 當(dāng)λs為負(fù)值時(shí)，切屑將流向已加工表面，并形成長螺卷屑，容易損害加工表面。

但切屑流向機(jī)床尾座，不會(huì)對(duì)操作者產(chǎn)生大的影響。粗車時(shí)采用負(fù)值的λs。? 當(dāng)λs為正值，切屑將流向機(jī)床床頭箱，影響操作者工作，并容易纏繞機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，影響機(jī)床的正常運(yùn)行精車時(shí)采用正值的λs。（2）刃傾角對(duì)刀尖的影響

? 刃傾角λs的變化能影響刀尖的強(qiáng)度和抗沖擊性能。

? 當(dāng)λs取負(fù)值時(shí)，刀尖在切削刃最低點(diǎn)，切削刃切入工件時(shí)，切入點(diǎn)在切削刃或前刀面，保護(hù)刀尖免受沖擊，增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度。

? 一般大前角刀具通常選用負(fù)的刃傾角，既可以增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，又避免刀尖切入時(shí)產(chǎn)生的沖擊。

（3）刃傾角對(duì)切削分力的影響

刃傾角負(fù)值越大，切深抗力越大，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，容

易引起振動(dòng)。? 1.8.6．刀尖形狀的選擇

? 刀尖是刀具強(qiáng)度和散熱條件都很差的地方。切削過程中，刀尖切削溫度較高，非常容易磨損，因此增強(qiáng)刀尖，可以提高刀具耐用度。刀尖對(duì)已加工表面粗糙度有很大影響。

?（1）直線過渡刃的優(yōu)點(diǎn)：

主偏角κr和副偏角κrˊ的減小，都可以增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，但同時(shí)也增大了背向力Fp，使得工件變形增大并引起振動(dòng)。但如在主、副切削刃之間磨出直線過渡刃。則既可增大刀尖角，又不會(huì)使背向力Fp增加多少 ?（2)圓弧狀刀尖的圓弧半徑取值

增大ｒε，刀具的磨損和破損都可減小，不過，此時(shí)背向力Fp也會(huì)增大，容易引起振動(dòng)。考慮到脆性大的刀具對(duì)振動(dòng)敏感因素，一般硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具的刀尖圓弧半徑ｒε值較小；

硬質(zhì)合金車刀和陶瓷車刀，一般ｒε＝0.2～2㎜，高速鋼刀具，ｒε ＝0.5～5 ㎜。精加工ｒε選取比粗加工小。

?(3)

修光刃

精加工時(shí)，還可修磨出κrε＝0o，寬度b＝（1.2～1.5）f 與進(jìn)給方向平行的修光刃，切除掉殘留面積。

這種修光刃能在進(jìn)給量較大時(shí)，還能獲得較高的表面加工質(zhì)量。修光刃 常用于端銑刀

1.9 切削用量的選擇

1）切削用量對(duì)加工質(zhì)量的影響

當(dāng)切削速度增大時(shí)，切削力減小，可減小或避免積屑瘤，有利于提高加工質(zhì)量 進(jìn)給量增大使工件殘留面積的高度顯著增大，表面更粗糙。

切削深度增大，時(shí)切削力和工件變形增大，可能引起振動(dòng)，使零件的加工精度和表面質(zhì)量下降。

2)切削用量對(duì)刀具耐用度的影響

在切削用量中，切削速度對(duì)刀具耐用度的影響最大，進(jìn)給量次之，切削深度影響最小 3)選擇切削用量的原則

粗加工：首先選擇大的切削深度，其次選擇較大的進(jìn)給量，最后確定合理的切削速度。精加工：一般取較小的切削深度和進(jìn)給量，盡可能選擇較高的切削速度。? 對(duì)切削用量三要素選擇方法

?（1）背吃刀量的選擇

? 粗加工時(shí)（表面粗糙度Ra50～12.5μm）：在允許的條件下，盡量一次切除該工序的全部余量。如分兩次走刀，則第一次背吃刀量盡量取大，第二次背吃刀量盡量取小些。

? 半精加工時(shí)（表面粗糙度Ra6.3～3.2μm），背吃刀量一般為0.5～2㎜。）? 精加工時(shí)（表面粗糙度Ra1.6～0.8μm），背吃刀量為0.1～0.4㎜。

?（2）進(jìn)給量的選擇

? 粗加工時(shí)，進(jìn)給量主要考慮工藝系統(tǒng)所能承受的最大進(jìn)給量。

? 精加工和半精加工時(shí)，最大進(jìn)給量主要考慮加工精度和表面粗糙度。另外還要考慮工件材料，刀尖圓弧半徑、切削速度等。

P39 表1-8、1-9.?（3）切削速度的選擇 ? 切削速度的選取原則是：

? 粗車時(shí)，應(yīng)選較低的切削速度，精加工時(shí)選擇較高的切削速度；

? 加工材料強(qiáng)度硬度較高時(shí)，選較低的切削速度，反之取較高切削速度； ? 刀具材料的切削性能越好，切削速度越高?？刹楸?-11得到