第10章金属切削加工

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汽车材料与金属加工第10章 金属切削加工 10章

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教学目的和要求掌握金属切削加工的基础知识； 掌握金属切削加工的基础知识； 掌握几种常用的金属切削加工方法、加工工艺及其设备； 掌握几种常用的金属切削加工方法、加工工艺及其设备； 了解几种特种加工方法和加工原理。 了解几种特种加工方法和加工原理。

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教学内容摘要金属切削的基本概念和分类，切削加工在汽车维修中的应用； 金属切削刀具及其选用； 金属切削过程的基本规律、切削用量及其选择； 车削加工方法、加工工艺特点及应用； 钻削、镗削的概念、加工工艺特点及应用； 铣、刨、插、拉加工的特点及应用； 磨削的特点及适用范围； 零件机械加工工艺性的概念； 电火花加工、电解加工、超声波加工等特种加工的原理及其实现。

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教学重点、 教学重点、难点常用的金属加工方法(车削、钻削、磨削等) 常用的金属加工方法(车削、钻削、磨削等)、加工 工艺及其设备 。

教学方法和使用教具讲授、现场教学、课件。 讲授、现场教学、课件。

教学时数8学时。 学时。 学时

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10.1 金属切削加工的基础知识10.1.1 金属切削的基本概念切削运动 在切削加工形成零件的全过程中， 在切削加工形成零件的全过程中，刀具和工件之间必需 要有相对运动，按作用的不同可分： 要有相对运动，按作用的不同可分： 1.主运动： 主运动 切除工件所必需的运动。是最基本、最主要的 切除工件所必需的运动。是最基本、 运动。 运动

2.进给运动： 进给运动

保证加工连续进行的运动。 保证加工连续进行的运动。

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注释: 注释 1.主运动可以使旋转运动，也可以是往复运动 主运动可以使旋转运动， 主运动可以使旋转运动 2.主运动可以是工件来实现(车外圆),也可以是刀具来实现(刨、铣加工) 主运动可以是工件来实现(车外圆) 也可以是刀具来实现( 铣加工) 主运动可以是工件来实现 也可以是刀具来实现 3.主运动只有一个，进给运动可以一个以上 主运动只有一个， 主运动只有一个

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运动要素 1.切削运动中的三个表面 切削运动中的三个表面 (1)待加工表面：指加工时工件 )待加工表面： 上有待切除的表面； 上有待切除的表面； (2)已加工表面：指工件上经刀 )已加工表面： 具切削后产生的表面； 具切削后产生的表面； (3)加工表面：指工件上由刀具 )加工表面： 切削刃形成的表面。 切削刃形成的表面。

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2.切削用量三要素 切削用量三要素在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相 对移动的距离。

切削速度 进给量 背吃刀量待加工表面和已加工表面的垂直

距离。 在主运动的一个循环(或单位时间)内，工 件与刀具间沿进刀方向相对运动的距离。

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1)切削速度在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离。 在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离。 例如： 例如：主运动为旋转运动时 v=πdwn/1000(m/s) 式中： 工件待加工表面的直径或刀具最大直径( 式中：dw—工件待加工表面的直径或刀具最大直径(mm) 工件待加工表面的直径或刀具最大直径 mm) 工件或刀具的转速( n—工件或刀具的转速(r/s) 工件或刀具的转速 r/s) 主运动为往复直线运动时： 主运动为往复直线运动时： v=2Ln/1000×60(m/s) v=2Ln/1000×60(m/s) 式中： 往复运动行程长度 mm) 往复运动行程长度( 式中：L—往复运动行程长度(mm) n—主运动每分钟往复次数 主运动每分钟往复次数

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2)进给量f 进给量f 在主运动的一个循环(或单位时间) 在主运动的一个循环(或单位时间)内，工件与刀具间沿进刀方向相对 运动的距离。 运动的距离。 如在车削、镗削、钻削时，进给量表示工件或刀具每转一转，刀具或工 如在车削、镗削、钻削时，进给量表示工件或刀具每转一转， 每转一转 件移动的距离，单位是mm/r mm/r。 件移动的距离，单位是mm/r。 在牛头刨床(龙门刨)刨削时，刀具(工件)每往复一次，工件(刀具) 在牛头刨床(龙门刨)刨削时，刀具(工件)每往复一次，工件(刀具) 移动的距离。 移动的距离。 3)背吃刀量(切削深度)ap )背吃刀量(切削深度) 待加工表面和已加工表面的垂直距离。 待加工表面和已加工表面的垂直距离。 在车削外圆时： 在车削外圆时： ap=(dw-dm)/2 (mm) ( ) ) 式中， 、 分别为待加工表面和已加工表面的直径。 式中，dw、 dm—分别为待加工表面和已加工表面的直径。 分别为待加工表面和已加工表面的直径

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3.切削层参数 3.切削层参数切削层包括切削厚度、 切削层包括切削厚度、切 切削厚度 削宽度和切削面积。 削宽度和切削面积。

1)切削厚度ac 切削厚度a 垂直于加工表面度量的切削层尺寸。 垂直于加工表面度量的切削层尺寸。 切削宽度a 2)切削宽度aw 沿着加工表面度量的切削层的尺寸。 沿着加工表面度量的切削层的尺寸。 切削面积Ac 3)切削面积Ac 切削层截面面积。 切削层截面面积。 Ac= acaw=fap

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10.1.2 金属切削刀具刀具1.刀具结构 1.刀具结构

车刀的组成和形式 (a)焊接式 (b)整体式 (c)机夹式

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铣刀 (a)三面刃铣刀 (b)圆柱铣刀 (c)端铣刀

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2.对刀具材料的要求 2.对刀具材料的要求(1)较高的硬度：为工件硬度的1.3-1.5倍，一般要求HRC60以

上。 (2)足够的强度和韧性。 (3)良好的耐磨性。 (4)较高的耐热性。 (5)良好的导热性。 (6)经济性。

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3.刀具角度 刀具角度 车刀的切削部分由三个刀面、两个刀刃和一个刀尖组成。 车刀的切削部分由三个刀面、两个刀刃和一个刀尖组成。 三个刀面 组成 三面：前刀面、主后刀面、副后刀面。 三面：前刀面、主后刀面、副后刀面。 两刃：主刀刃、副刀刃。 两刃：主刀刃、副刀刃。 一尖：刀尖。 一尖：刀尖。

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10.2 车

削

1.CA6140型卧式车床为例介绍车床的结构 型卧式车床为例介绍车床的结构

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2.车削加工方法 车削加工方法 1)车外圆 ) 2)车端面 ) 3)车槽和切断 ) 4)孔加工 ) 5)车锥面 ) 6)车螺纹 )

10.310.3.1 钻削

钻削、镗削 钻削、

1.钻头 钻头 常用的钻孔刀具有：麻花钻、中心钻、深孔钻等， 常用的钻孔刀具有：麻花钻、中心钻、深孔钻等，其中最常用的 是麻花钻。 是麻花钻。

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麻花钻的组成 (a)麻花钻的组成 (b)切削部分 1-刃瓣 2-棱边 3-锥柄 4-扁尾 5-螺旋槽

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2.扩孔 扩孔

锪钻 (a)加工沉头座孔 (b) 加工锥面 (c)锪平端面