01/60 本章内容 第四章切削加工工艺基础 切削加工概念与种类 第1节 切削加工概述 金属切削加工的特点和方向 切削运动与切削要素 第2节 金属切削刀具 刀具材料/刀具几何参数 第3节 金属切削过程中 切屑/积屑瘤/切削力/切削热 的物理现象 刀具磨损和刀具耐用度 第4节 普通刀具切削 车削/钻削/镗削/铣削/ 加工方法综述 刨削/插削/拉削加工 第5节磨削加工方法综述 磨削过程/工艺特点/应用 第6节精密加工方法综述 研磨/珩磨/小粗糙度磨削 超精加工/抛光 第7节 加工精度和表面质量 机械加工精度/表面质量
本章内容 第四章 切削加工工艺基础 切削加工概念与种类 第1节 切削加工概述 金属切削加工的特点和方向 切削运动与切削要素 第2节 金属切削刀具 刀具材料/ 刀具几何参数 第3节 金属切削过程中 的物理现象 切屑/积屑瘤/切削力/切削热 刀具磨损和刀具耐用度 第4节 普通刀具切削 加工方法综述 车削/ 钻削/ 镗削/ 铣削/ 刨削/ 插削/ 拉削加工 第5节 磨削加工方法综述 磨削过程/ 工艺特点/ 应用 第6节 精密加工方法综述 研磨/ 珩磨/ 小粗糙度磨削 超精加工/ 抛光 第7节 加工精度和表面质量 机械加工精度/表面质量 01 /60
01/60 第四章 切削加工工艺基础 其余 3 2×45 花键槽 图示零件表面 R15 螺纹 30 50 40 25 回 如何 120 转 曲面轴零件图 切削加工？ 导轨 ☑50o4-B 0.4/ 高精度辊面 1500 2000 高精度圆柱面
01 /60 第四章 切削加工工艺基础 0.4 高精度辊面 图示零件表面 如何 切削加工? 螺纹 等回 转面 槽 导轨 花键槽 高精度圆柱面
02/60 第四章 切削加工工艺基础 切削加工(cutting)是用刀具从毛坯 (或型材)上切除多余的材料，以便 获得形状、尺寸、精度和表面质量 castings 等都符合要求的零件的加工方法。 cutting tools Machining(机械加工)is a term that forgings covers a large collection of parts manufacturing processes designed to remove unwanted material,usually in the form of chips,from a workpiece. drawings blocks Machining is used to convert castings. forgings,or preformed blocks of metal into desired shapes,with size and finish specified to fulfill design requirements. ASM Handbook Volume 16,9th Edition,page 12
❖种类： ✓机加工(machining) ：通过工 人操纵机床来完成切削加工。 车、铣、刨、磨、齿轮加工等 ✓钳加工(bench work) ：通过工 人手持工具进行切削加工。划 线、錾切、锯、锉、刮、研、 钻孔和绞孔、攻丝、套扣等 Machining (机械加工)is a term that covers a large collection of manufacturing processes designed to remove unwanted material, usually in the form of chips, from a workpiece. Machining is used to convert castings, forgings, or preformed blocks of metal into desired shapes, with size and finish specified to fulfill design requirements.. — ASM Handbook Volume 16, 9th Edition, page 12 第四章 切削加工工艺基础 ❖切削加工(cutting)是用刀具从毛坯 (或型材)上切除多余的材料，以便 获得形状、尺寸、精度和表面质量 等都符合要求的零件的加工方法。 blocks castings forgings parts cutting tools drawings 02 /60
0316d 第一节切削加工概述 金属切削加工的特点和发展方向 1、切削加工的特点 可加工各种形状的型面 尺寸公差等级范围：IT12~1T3 Ra值范围：25-0.008um 2、切削加工的发展方向 刀具材料朝着超硬材料方向发展，速度每分钟数千米 机床朝着数控、超精密方向发展，加工精度达到纳米 加工朝着高效率、柔性化和智能化
第一节 切削加工概述 1、切削加工的特点 ❖ 可加工各种形状的型面 ❖ 尺寸公差等级范围：IT12~IT3 ❖ Ra值范围：25~0.008µm 一、金属切削加工的特点和发展方向 2、切削加工的发展方向 ❖ 刀具材料朝着超硬材料方向发展，速度每分钟数千米 ❖ 机床朝着数控、超精密方向发展，加工精度达到纳米 ❖ 加工朝着高效率、柔性化和智能化 03 /60 Cartier 卡地亚
合成运动.Z一主运动v 主运动 主运动y 待 进给运动y 合成运动y。进给运动y 间歇进给运动y: (a) (b) (c) 主运动v 径向进给 主运动y 合成运动。 进给运动y: 轴向进给 主运动v 圆周进给 拉削加工的进给运动？ (d) (e) 图4-3各种加工的切削运动
FIG.7.1 Relative motions during turning 04 /60 第一节 切削加工概述 1) 主运动 (primary motion) ❖ 直接切除工件上的切削层，以形成 工件新表面的基本运动称为~。 ❖ 速度最高、消耗功率最大 ❖ 在切削运动中主运动只有一个 2) 进给运动 (feed motion) ❖ 配合主运动不断把切削层投入切削 以保持切削连续的运动称为~。 ❖ 速度较低，消耗功率较少 ❖ 连续性的，或间歇性的 ❖ 有时仅一个，有时有几个 3) 合成切削运动(resultant cutting motion) 二、切削运动与切削要素 1、切削运动 图4-1 车削运动和工件上的表面 图4-3 各种加工的切削运动 拉削加工的进给运动？
05/60 第一节切削加工概述 切削运动与切削要素 2、切削三要素 切削速度(cutting speed)ve 切削刃选定点相对于工件在主运 动方向上的瞬时速度。m/s,m/min 2)进给量(feed)f 在主运动一个循环内，刀具与工 件之间沿进给方向上的位移量。 mm/r,mm/min进给速度v,行fn 3) 切削深度(depth of cut)ap 已加工表面与待加工表面之间的 垂直距离。mm
1) 切削速度 (cutting speed) vc 是 切削刃选定点相对于工件在主运 动方向上的瞬时速度。m/s,m/min 2) 进给量 (feed) f 在主运动一个循环内，刀具与工 件之间沿进给方向上的位移量。 mm/r，mm/min 进给速度vf=fn 3) 切削深度(depth of cut) ap 已加工表面与待加工表面之间的 垂直距离。mm 第一节 切削加工概述 2、切削三要素 二、切削运动与切削要素 ap f d d m w n 05 /60 vc vf
06/60 碳素工具钢和低合金刃具钢 常用来制作钳工工具等 1)高速钢(High-speed tool steels) 在复杂刀具中仍占统治 地位的刀具材料 定义：含有钨、钼、铬、钒等元素较多的高合金工具钢 性能：很高的强度和韧性，较好的工艺性； 硬度为63~70HRC,红硬温度为500~650^℃ 系列：钨系：如W18Cr4V;钨钼系：如W6Mo5Cr4V2, 见GB/T9943-2008 用途：制造形状较为复杂的刀具，如麻花钻、拉刀等
第二节 金属切削刀具（cutting tool） 一、刀具材料 1、普通刀具材料 ❖ 刀具：工作部分+夹持部分 ❖ 刀具材料指工作部分的材料 06 /60 1 1 ❖ 碳素工具钢和低合金刃具钢 ——常用来制作钳工工具等 1) 高速钢(High-speed tool steels)——在复杂刀具中仍占统治 地位的刀具材料 ❖ 定义：含有钨、钼、铬、钒等元素较多的高合金工具钢 ❖ 性能：很高的强度和韧性，较好的工艺性； 硬度为63～70HRC，红硬温度为500～650℃ ❖ 系列：钨系：如W18Cr4V；钨钼系：如W6Mo5Cr4V2， 见GB/T 9943-2008 ❖ 用途：制造形状较为复杂的刀具，如麻花钻、拉刀等
60 第二节金属 珍 刀具材米 利机床 1、普通) 2) 硬质合金(Cemented carbides/Cermets)) 冬 定义：用Co作粘结剂，将硬质碳化钨 等颗粒粘结在一起的粉末冶金。 0性能： √7482HRC,红硬温度800~1000°℃ 较脆，抗弯强度低，韧性很低 字母符号：HW、HF、HT、HC等4类， 见GB/T2075-2007 P、M、K、N、S、H等6组， 见GB/T18376.1-2008 用途：制成刀片，焊或夹在刀杆上
07 /60 第二节 金属切削刀具（cutting tool） 2) 硬质合金(Cemented carbides/Cermets) ❖ 定义：用Co作粘结剂，将硬质碳化钨 等颗粒粘结在一起的粉末冶金。 ❖ 性能： ✓74~82HRC,红硬温度800~1000℃ ✓较脆，抗弯强度低，韧性很低 ❖ 字母符号：HW、HF、HT、HC 等4类， 见 GB/T 2075-2007 P、M、K、N、S、H等6组， 见GB/T 18376.1-2008 ❖ 用途：制成刀片，焊或夹在刀杆上 一、刀具材料 1、普通刀具材料 ❖ 硬质合金——仍在扩大使用 范围的刀具材料
第二节 金属切削刀具 (（cutting 刀具材料 A10涂层 速 1、普通刀具材料 TiCN涂层 3)涂层刀具材料(Tool coating mate 定义：在硬质合金或高速钢基亿 的(TC、TN、Al,O等 合金基体 ◆涂层厚度：2~12um 涂覆方法： CVD (Chemical Vapor deposition),>5um PVD (Physical Vapor deposition),<5um 性能：是硬质合金、高速钢耐用度的(2~4)、（3~21)倍 字母符号：H0、CC、BC等，见GB/T2075-2007
一、刀具材料 1、普通刀具材料 3) 涂层刀具材料(Tool coating materials) ❖ 定义：在硬质合金或高速钢基体上涂以高硬度、高耐磨性 的（TiC、TiN、Al2O3等）而构成的材料。 ❖ 涂层厚度：2～12μm ❖ 涂覆方法： CVD（Chemical Vapor deposition），≥5μm PVD（Physical Vapor deposition），≤5μm ❖ 性能：是硬质合金、高速钢耐用度的（2~4）、（3~21）倍 ❖ 字母符号：HC、CC、BC等，见GB/T 2075-2007 ❖ 涂层刀具材料——正以惊人 速度开发应用的刀具材料 第二节 金属切削刀具（cutting tool） 08 /60
09160 第二节金属切削刀具（cutt 刀具材料 2、超硬刀具材料 ) 陶瓷(Ceramics) 定义：主要是以氧化铝(AI03) 或以氮化硅(SiN) 为基体，再添加少量金属化合物(Zr02、TiC等)，采 用热压成形和烧结的方法获得的材料。 冬性能： √91≈95HRA,耐磨性很好， √在1200C下硬度为80HRA,化学性稳定 √抗弯强度低，冲击韧性差。 字母符号：CA、CM、CN、CR、CC等，见GB/T2075-2007 用途：做成各种刀片，主要用于高速下精加工硬材料
1) 陶瓷( Ceramics) ❖ 定义：主要是以氧化铝（Al2 O3）或以氮化硅（Si3 N4 ） 为基体，再添加少量金属化合物（ZrO2、TiC等），采 用热压成形和烧结的方法获得的材料。 ❖ 性能： ✓91～95HRA，耐磨性很好， ✓在1200℃下硬度为80HRA，化学性稳定 ✓抗弯强度低，冲击韧性差。 ❖ 字母符号：CA、CM、CN、CR、CC等，见GB/T2075-2007 ❖ 用途：做成各种刀片，主要用于高速下精加工硬材料 2、超硬刀具材料 ❖ 陶瓷——1980年代取得突破 性进展的刀具材料 第二节 金属切削刀具（cutting tool） 一、刀具材料 09 /60