【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，切削平穩(wěn) 原則： 1）粗加工λ S 0（保護(hù)刀尖）精加工λ S 0（使 FP 小些） 2）斷續(xù)切削：λ S 0（保護(hù)刀尖） 3）工件? b、 HB 大：λ S 0（保護(hù)刀尖） 4）系統(tǒng)剛性差：λ S 0（使 FP 小些） 5）微量切削：λ S 取大值 (使刀具實(shí)際刃口半徑↓） 面間的摩擦。一般車刀、刨刀等的副后角取得與主后角相等；而切斷到、切槽刀及鋸刀銑刀等的副后角因受刀頭強(qiáng)度限制，只能取得較小，通常α ` =1 度 ~2 度 五、其他幾何參數(shù)的選擇 （一）負(fù)倒棱及 其參數(shù)的選擇 在粗加工鋼和鑄鐵的硬質(zhì)合金刀具上，常在主切削刃上磨出一個(gè)前角為負(fù)值的倒棱面，稱為負(fù)倒棱。其作用是增加刀刃強(qiáng)度，改善刃部散熱條件，避免崩刃并提高刀距耐用度。由于倒棱寬度很窄，它不改變刀具前角的作用。 負(fù)倒棱參數(shù)（包括倒棱寬度 bγ 1 和 倒棱角 r01）應(yīng)適當(dāng)選擇。太小時(shí)，起不到應(yīng)有的作用。太大時(shí)，又會(huì)增大切削力和切削變形。一般情況下，工件材料強(qiáng)度、硬度高，而刀具材海南科技職業(yè)學(xué)院 14 料的抗彎強(qiáng)度低且進(jìn)給量大時(shí)， bγ 1 和│ γ 01│ 應(yīng)較大； 加工鋼料時(shí)： 若 α p， f，可取 bγ 1=（ ~） f， γ 01=5 度 ~ 10 度； 當(dāng) α p） 2mm， f， bγ 1=（ ~） f ， γ 01= — 25 度 （二）過渡 刃及其參數(shù)選擇 從第一節(jié)中已知，連接刀具主、副切削刃的刀尖通常磨成一段圓弧或直線刃，他們統(tǒng)稱為過渡刃。 兩種過渡刃：圓弧過渡刃，直線過渡刃 ① 取過渡刃： 粗加工用直線過渡刃 精加工用圓弧 過渡刃：高速鋼： rｇ＝０ .５～５ mm 硬質(zhì)合金： rｇ＝０ .２～２ mm ② 設(shè)修光刃： Krε′ = 0 bε＇ = (～ )f 六、刀具幾何參數(shù)選擇示例 對(duì)于上述刀具幾何參數(shù)的選擇原則不能生搬硬套，而是根據(jù)具體情況分析，合理運(yùn)用。下面以加工細(xì)長軸的銀白屑車刀為例，加以介紹分析 （一）加工對(duì)象 加工碳鋼光扛、絲扛等長軸零件（ d=10~30mm） （二）使用機(jī)床 中等功率、剛性一般的數(shù)控機(jī)床 （三）刀具材料 刀具材料為硬質(zhì)合金 YT15，刀桿材料為 45 鋼。 （四）刀距幾何參數(shù)的選擇和分析 共建材料的切削加工 性是好的，切削過程中要解決的主要矛盾是防止工件的彎曲變形。為此要盡量見效背向力，增強(qiáng)工藝系統(tǒng)得剛性，防止振動(dòng)的產(chǎn)生。 1)采用較大的前角 γ o=20 度 ~30 度，以見效切屑的變形，減小切削力，使切削輕快。 2）采用較大的主偏角 Kr=90 度，以減小背向力，避免加工時(shí)共建的彎曲變形和振動(dòng)。 3)沿主切削刃磨出 bγ 1=~ 01=,— 20 度 ~— 30 度的倒棱，在切削過程中他作為產(chǎn)生積削瘤的基座并能提高切削刃的強(qiáng)度。由于負(fù)倒棱存在，切削時(shí)產(chǎn)生的積削瘤比較穩(wěn)海南科技職業(yè)學(xué)院 15 定，可代替切削刃進(jìn)行切削，并使實(shí)際工作前角增大到 35 度 ~45 度。 4）采用刃傾角λ s=+3 度，使切削流向代加工表面，不致于劃傷已加工表面。 5）前刀面上磨出高度為 4~6mm 的直線圓弧型卷屑槽，以提高排卷屑效果。 （五） 切削用量 1）粗車時(shí)：α p=1~3mm f=。 3~。 mm/r Vc=60m/min。 2）半精車時(shí)：α p=1~ f=~~120m/min 3）精車時(shí)：α p=~1mm f=~~120m/min。 采用上述幾何參數(shù)的銀白屑車刀和切削用量車削細(xì)長軸 同用一般外圓車刀相比，生產(chǎn)效率提高 2 倍以上，能耗比降低 15%，刀具壽命可延長 20%。 第五節(jié) 切削用量及切削液的選擇 一、切削用量的選擇 切削用量的大小對(duì)切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。選擇切削用量時(shí)，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度前提下，充分發(fā)揮 機(jī)床性能和刀具切削性能，使切削 效率最高，加工成本最低。 （一）切削用量選擇原則 粗加工時(shí)切削用量的選擇原則 首先選取盡可能大的背吃刀量；其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具 耐用度確定最佳的切削 速度。 精加工時(shí)切削用量的選擇原則 首先根據(jù)粗加工的余 量確定背吃刀量；其次根據(jù)已 加工表面粗糙度要求，選取較小的進(jìn)給量；最后在保證刀具耐用度的前提下盡可能選用較高的切削速度。 （二）切削用量的選擇方法 背吃刀量的選擇 根據(jù)加工余量確定。粗加工（ Ra10~80μ m）時(shí)，一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá) 8~10mm。半精加工（ ~10μ m）時(shí)，背吃刀量取為~2mm，精加工（ ~ m）時(shí)，背吃刀量取為 ~。 在工藝系統(tǒng)剛性不足或毛坯 余量很大，或余量不均勻 時(shí)，粗加工要分幾次進(jìn)給，并且應(yīng)當(dāng)把第 一、二進(jìn)給的背吃刀量取得大一些。 進(jìn)給量的選擇 粗加工時(shí)，由于對(duì)工件表面質(zhì)量沒有太高的要求，這時(shí)主要考慮機(jī)床 進(jìn) 給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性及力桿的強(qiáng)度和剛性等限制因素。根據(jù)加工材料、刀桿尺寸、工件直徑 及已確定的背吃刀量來選擇進(jìn)給 量。 在半精加工和精加工時(shí)，則按表面粗糙度的要求，根據(jù)工件 材料、刀尖圓弧半徑、切削速度來選擇進(jìn)給量。 切削速度的選擇 根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度選擇切削速度。可用經(jīng)驗(yàn)公式 計(jì)算，也可根據(jù)生產(chǎn) 實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn)在機(jī)床說明 書 允許 的 切削 范圍內(nèi)查表選取 。 在選擇切削速度時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1）應(yīng)盡量避開積屑瘤 產(chǎn)生的區(qū)域。 海南科技職業(yè)學(xué)院 16 2） 斷續(xù)切削時(shí)，為減小沖擊和熱應(yīng)力，要適當(dāng)降低切削速度。 3）在易發(fā)生振動(dòng) 的情況下，切削速度應(yīng)避開自激振動(dòng)的臨界速度。 4）加工大件、細(xì)長件和薄壁工件時(shí)，應(yīng)選用較低的切削速度。 5）加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。 機(jī)床功率的校核 切削功率 Pc 可用公式 計(jì)算。機(jī)床有效功率 PE’=PEη 式中 PE—— 機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率 η — 機(jī)床傳動(dòng)功率 如 Pc’PE，則選擇的切削用量可在指定 的 機(jī)床上使用，如 Po《 PE’，則機(jī) 床功率沒有得到充分的發(fā)揮，這時(shí)可以規(guī)定較低的刀具的耐用度（如采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片的合理 耐用度可選為 15~30min），或采取切削性能更好 的刀具材料，以提高切削速度的辦法使切削功率增大，以期充分利用機(jī)床功率，達(dá)到生產(chǎn)的目的。 如 PcPE’，則選擇 的切削用量不能在指定的機(jī)床上使用，這時(shí)可 調(diào)換功率較大的機(jī)床，或根據(jù)所限定的機(jī)床功率降低切削用量（主要是降低切削速度）。這時(shí)雖然機(jī)床功率得到充分的利用，但刀具的性能 卻未能充分 發(fā)揮。 二、切削液的選擇 在切削金屬過程中，合理選擇切削液，可以 改善 工件與刀具間的摩擦狀況，降低切削溫度和切削力，減輕刀具磨損，減少工件的熱變形，從而可以提高刀具 耐用度，提高加工效率和加工質(zhì)量。 （一）切削液的作用 冷卻作用 切削液 可以將切削過程中 產(chǎn)生的熱量迅速的從切削區(qū)帶走，使切削區(qū)溫度降低。切削液的流動(dòng)性越好，比熱、導(dǎo)熱系數(shù)和氣化熱等參數(shù)越高，則其冷卻性能越好。 潤滑作用 切削液能在刀 具的前、后刀面與工件之間形成一層潤滑薄膜，可減少或避免刀具與工件 或切屑間的直接接觸，減輕摩擦和粘結(jié)程度，因而可以減輕刀具的磨損，提高刀具表面的加工質(zhì)量。 為保證潤滑作用的實(shí)現(xiàn) ， 要求切削液能夠迅速滲入刀具與工件或切屑 的接觸界面，形成牢固的潤滑油膜，使其不至在高溫、高壓及劇烈摩擦的 條件下被破壞。 清洗作用 在切削過程中，會(huì)產(chǎn)生大量切屑、金屬碎片和 粉末，特別是在磨削過程中，砂輪上的沙粒會(huì)隨時(shí)脫落 和破碎下來 。 使用切削液 便可以及時(shí)將他們從刀具工件上沖洗下來，從而避免切屑粘附刀具、堵塞排屑和劃傷已加工表面。這一作用對(duì)于磨削、螺紋加工和深孔加工等程序尤為重要。為此，要求切削液有良好的流動(dòng)性，并且在使用時(shí)有足夠的壓力和流量 。 防銹作用 為了減輕工件、刀具 和機(jī)床受周圍介質(zhì)（如空氣、水分 等） 的腐蝕，要求切削液具有一定的防銹作用。防銹作用的好壞，取決于切削液本身性能和加入的防銹添加劑品種和比例 （二）切削液的種類 常用的切削液分為三大類： 水溶液、乳化液和切削油 。 水溶液 水溶液是以水為主 要成分的切削液。水的導(dǎo)熱性很好，冷卻效果好。但單純的水容易海南科技職業(yè)學(xué)院 17 使金屬 生銹，潤滑作用差。因此，常在水溶液中加入一定的添加劑，如防銹添加劑、表面活性物質(zhì)和油性添加劑等，使其既有良好的防銹功能，又具有一定的潤 滑性能。在配制水溶液時(shí)，要特別注意水質(zhì)情況，如果是硬水，必須進(jìn)行 軟化處理。 乳化液 乳化液是 將乳化油用 95%~98%的水稀釋而成，呈乳白色或半透明 狀的液體，具有良好的冷卻 作用。但潤滑、防銹性能較差。實(shí)際使用中，常加入一定量的油性 、極壓添加劑和防銹添加劑，配制 成極壓乳化液或防銹乳化液。 切削油 切削油的主要成分是礦物油，少數(shù)采用動(dòng)植物油或復(fù)合油。純礦物油不能在摩擦 界面形成堅(jiān)固的潤滑膜 ，潤磨效果較差。實(shí)際使用中，常加入油性添加劑、極 壓添加劑和防銹添加劑，以提高潤滑和防銹作用。 （三）切削液的作用 粗加工時(shí) 切削液的選用 粗加工時(shí)，加工余量大，所用切削用量大，產(chǎn)生大量的切削熱。采用高速鋼刀具切削時(shí)，使用切削液的 主 要目的 是降低切削溫度，減小刀具磨損。硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，一般不用切削液，必要時(shí)可采用低濃度的乳化液或水溶液。但必須連續(xù)、充分的澆注，以避免處于高溫狀態(tài)的硬質(zhì)合金刀片產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力而出現(xiàn)裂紋。 精 加工時(shí)切削液的選用 精加工時(shí)，要 求表面粗糙值較小，一般選用潤滑性能較好的切削液，如高濃度的乳化液或含極壓添加劑的切削油。 根據(jù)工件材料的性質(zhì)選用切削液 切削塑性材料時(shí)需用切削液。切削鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí) ，一般不用切削液，以免崩碎切屑粘附在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件上。 加工高強(qiáng)度 鋼 、高溫合金等難加工材料時(shí)，由于切削 加工處于極壓潤滑摩擦狀態(tài)，故應(yīng)選用含極壓添加劑的切削液。 切削有色金屬和銅、鋁合金時(shí)，為了得到較高的表面質(zhì)量和精度，可采用 10%~20%的乳化液、煤油或煤油 與礦物油的混合物。但不能用含硫的切削液，因硫?qū)τ猩饘儆懈g作用。 切削鎂合金時(shí)，不能用水溶液，以免燃燒。 海南科技職業(yè)學(xué)院 18 第二章 工件在數(shù)控機(jī)床上的裝夾 第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 裝夾及夾具： 裝夾 ：機(jī)床上加工零件，為保證加工精度，必須現(xiàn)使工件在機(jī)床上占據(jù)一個(gè)正確的位置，即定位，然后將其夾緊。這種定位與夾緊的過程稱為工件的裝夾。 夾具 ：用于裝夾工件的工藝裝備 就是機(jī)床夾具。 一、機(jī)床夾具的分類 按專門化程度分類 (1) 通用夾具 (2) 專用夾具 (3) 可調(diào)夾具 (4) 組合夾具 (5) 隨行夾具 按使用機(jī)床類型分類 可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心機(jī)床夾具和其它機(jī)床夾具等。 按驅(qū)動(dòng)夾具工作的動(dòng)力源分類 可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具及自夾緊夾具等。 二、 機(jī)床夾具的組成 數(shù)控機(jī)床夾具由以下幾部分組成 。 （ 1）定位裝置 定位裝置是由定位元件及其組合而構(gòu)成。它用于確定工件在夾具中的正確位置。圓柱銷 11，菱形銷 10 等都是定位元件。 （ 2）夾緊裝置 加緊裝置用于保證工件在夾具中的既定位置，使其在外力作用下不致產(chǎn)生移動(dòng)。它包括夾緊元件、傳動(dòng)裝置及動(dòng)力裝置等。 （ 3）夾具體 用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，以保證夾具的精度和剛度。 （ 4）其他元件及裝置 如定位鍵、操作鍵和分度裝置，以及標(biāo)準(zhǔn)化連接元件等。 第二節(jié) 工件的定位 一、工件定位的基本原理 六點(diǎn)定位原理 （ 1）工件在空間具有六個(gè)自由度 任何一個(gè)自由剛體，在空間均有六個(gè)自由度，即沿空間坐標(biāo)軸 X、 Y、 Z 三個(gè)方向的移海南科技職業(yè)學(xué)院 19 動(dòng)和繞此三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。工件定位的實(shí)質(zhì)就是限制工件的 自由度。 工件定位時(shí)，用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)相接觸來限制工件的六個(gè)自由度，使工件的位置完全確定，稱為 “六點(diǎn)定則 ”。六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則，用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，起支承作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。 （ 2）六點(diǎn)定位原理 要完全正確定位工件的位置，就需要按一定的要求布置六個(gè)支撐點(diǎn) (既定位元件 )來限制工件的六個(gè)自由度。其中每個(gè)支撐點(diǎn)限制相應(yīng)的一個(gè)自由度。這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原理” 當(dāng)過定位導(dǎo)致工件或定位元件變形，影響加工精度時(shí)，應(yīng)嚴(yán)禁采用，但當(dāng)過定位不 影響工件的正確定位，對(duì)提高加工精度有利時(shí)，也可以采用。過定位是否采用，要具體情況具體分析。 二、工件在夾具中的定位 工件完全定位 加工時(shí)，工件的六個(gè)自由度被完全限制了的定位。 不完全定位 在滿足加工要求的前提下，工件的六個(gè)自由度沒有被完全限制的現(xiàn)象。 欠定位 根據(jù)加工要求應(yīng)該限制的自由度而沒有限制的現(xiàn)象。 過定位 工件的某個(gè)自由度被重復(fù)限制