【正文】 授課內(nèi)容： 工件材料的切削加工性和切削液材料的切削加工性是指材料被切削加工的難易程度。通常精加工時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) vTvT越大，材料的切削加工性越好。kr1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。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。（衡量材料切削加工性的指標(biāo)5項(xiàng)內(nèi)容，須提問）u 影響材料切削加工性的因素 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。材料的塑性、韌性愈高，切削時切屑的變形加大，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。——“易切削鋼”。 粗加工時，切削用量大，產(chǎn)生的切削熱量多，容易使刀具迅速磨損。174。 速度較高時，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。（2）精加工174。174。注意：174。174。也不宜采用水溶液，因高溫時水會使鋁產(chǎn)生針孔。 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：216。 刀面形式（如平面前刀面、倒棱前刀面等）216。 前角的功用：（1）影響切削變形和切削力的大小（2）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。 在選擇刀具前角時首先應(yīng)保證刀刃鋒利，同時也要兼顧刀刃的強(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，切屑沿前刀面流出時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。174。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。 ①、前刀面形狀174。主要用于高速鋼刀具，精加工。 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。174。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。174。174。 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。掌握切削用量的選擇原則和方法。課時：2課時 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，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。切削厚度(進(jìn)給量）越大，后角越??； 工件材料越軟、塑性越大，后角越大； 工藝系統(tǒng)剛度較差時，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。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。減少表面的粗糙度的數(shù)值，還可提高刀具強(qiáng)度。、副偏角的選擇174。 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。 A、主偏角κr的增大或減小對切削加工有利的一面（主偏角κr減小，能提高刀具耐用度。主偏角κr減小時，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的增大或減小對切削加工不利的一面（主偏角的減小對刀具耐用度和加工精度產(chǎn)生不利影響。同時背向力的增大將引起振動。 ①、工藝系統(tǒng)剛性較好時（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（工件長徑比lw/dw = 612），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，以避免加工時振動。 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。課時十二副偏角的選擇174。 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，174。174。174。174。174。174。刃傾角的選擇（1）λs對切屑流出方向的影響174。但切屑流向機(jī)床尾座，不會對操作者產(chǎn)生大的影響。174。（2）刃傾角對刀尖的影響174。174。174。（3）刃傾角對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，容易引起振動。 ．刀尖形狀的選擇174。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。174。但如在主、副切削刃之間磨出直線過渡刃。（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，此時背向力Fp也會增大，容易引起振動。精加工ｒε選取比粗加工小。(3)修光刃精加工時，還可修磨出κrε＝0o，寬度b＝（～）f 與進(jìn)給方向平行的修光刃，切除掉殘留面積。修光刃 常用于端銑刀 切削用量的選擇1）切削用量對加工質(zhì)量的影響當(dāng)切削速度增大時，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。2)切削用量對刀具耐用度的影響在切削用量中，切削速度對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。174。（1）背吃刀量的選擇174。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（～），～2㎜。 精加工時（～），～㎜。（2）進(jìn)給量的選擇174。174。另外還要考慮工件材料，刀尖圓弧半徑、切削速度等。（3）切削速度的選擇 174。 粗車時，應(yīng)選較低的切削速度，精加工時選擇較高的切削速度；174。 刀具材料的切削性能越好，切削速度越高。機(jī)床中的數(shù)字控制是專指用數(shù)字化信號對機(jī)床的工作過程進(jìn)行的可編程自動控制，簡稱為數(shù)控（NC）。2．?dāng)?shù)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)相關(guān)功能的軟硬件模塊的有機(jī)集成系統(tǒng)，是數(shù)控技術(shù)的載體，它能自動閱讀輸入載體上事先給定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床運(yùn)動并加工零件。早期的數(shù)控系統(tǒng)主要由數(shù)控裝置、主軸驅(qū)動及進(jìn)給驅(qū)動裝置等部分組成，數(shù)字信息由數(shù)字邏輯電路來處理，數(shù)控系統(tǒng)的所有功能都由硬件實(shí)現(xiàn)，故又稱為硬件數(shù)控系統(tǒng)（NC系統(tǒng)）。CNC系統(tǒng)已基本取代硬件數(shù)控系統(tǒng)（NC系統(tǒng)）。根據(jù)這一定義，開放式CNC系統(tǒng)至少包括以下五個特征：（1）對使用者是開放的：應(yīng)可以采用先進(jìn)的圖形交互方式支持下的簡易編程方法，使得數(shù)控機(jī)床的操作更加容易；（2）對機(jī)床制造商是開放的：應(yīng)允許機(jī)床制造商在開放式CNC系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)專用的功能模塊及用戶操作界面；（3）對硬件的選擇是開放的：即一個開放式CNC系統(tǒng)應(yīng)能在不同的硬件平臺上運(yùn)行；（4）對主軸及進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)是開放的：即能控制不同廠商提供的主軸及進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)；《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容（5）對數(shù)據(jù)傳輸及交換等是開放的。5．?dāng)?shù)控機(jī)床是指應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對其加工過程進(jìn)行自動控制的機(jī)床。備注二、數(shù)控機(jī)床的組成1．計算機(jī)數(shù)控裝置（CNC裝置）計算機(jī)數(shù)控裝置是計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的核心。它主要由計算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板、通訊接口板、擴(kuò)展功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件等模塊組成。測量裝置是指位置和速度測量裝置，它是實(shí)現(xiàn)主軸、進(jìn)給速度閉環(huán)控制和進(jìn)給位置閉環(huán)控制的必要裝置。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)零件加工的成形運(yùn)動，其控制量為速度和位置，特點(diǎn)是能靈敏、準(zhǔn)確地跟蹤C(jī)NC裝置的位置和速度指令。操作人員可以通過它對數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行操作、編程、調(diào)試或?qū)C(jī)床參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改，也可以通過它了解或查詢數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）的運(yùn)行狀態(tài)。4．控制介質(zhì)與程序輸入輸出設(shè)備控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介，是人與機(jī)床建立聯(lián)系的介質(zhì)。目前數(shù)控機(jī)床常用的控制介質(zhì)和程序輸入輸出設(shè)備是磁盤和磁盤驅(qū)動器等。這種方式是實(shí)現(xiàn)CAD／CAM的集成、FMS（柔性制造系統(tǒng)）和CIMS（計算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的基本技術(shù)。《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容5．PLC、機(jī)床I/O電路和裝置PLC是用于進(jìn)行與邏輯運(yùn)算、順序動作有關(guān)的I/O控制，它由硬件和軟件組成；機(jī)床I/O電路和裝置是用于實(shí)現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件，是由繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路。6．機(jī)床本體機(jī)床本體是數(shù)控系統(tǒng)的控制對象，是實(shí)現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件。備注三、數(shù)控機(jī)床的分類1．按控制功能分類（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床僅能控制兩個坐標(biāo)軸帶動刀具或工作臺，從一個點(diǎn)（坐標(biāo)位置）準(zhǔn)確地快速移動到下一個點(diǎn)（坐標(biāo)位置），然后控制第三個坐標(biāo)軸進(jìn)行鉆、鏜等切削加工。點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床主要用于加工平面內(nèi)的孔系，主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床、三坐標(biāo)測量機(jī)等?，F(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶著多軸箱軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆、鏜等切削加工，它可以算作一種直線控制的數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床有用于加工曲線和曲面形狀零件的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等。若根據(jù)其聯(lián)動軸數(shù)還可細(xì)分為2軸（X、Z軸聯(lián)動或X、Y軸聯(lián)動）、（任意2軸聯(lián)動，第3軸周期進(jìn)給）、3軸（X、Y、Z3軸聯(lián)動）、4軸（X、Y、Z和A或B4軸聯(lián)動）、5軸（X、Y、Z和A、C或X、Y、Z和B、C或X、Y、Z和A、B5軸聯(lián)動）聯(lián)動數(shù)控機(jī)床，聯(lián)動坐標(biāo)軸數(shù)越多，則加工程序的編制越難，通常3軸聯(lián)動以上的零件加工程序只能采用自動編程系統(tǒng)編制。（1）開環(huán)數(shù)控機(jī)床開環(huán)數(shù)控機(jī)床采用開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)。但由于無位置反饋，精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的性能和精度。它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高、驅(qū)動力矩不大的場合得到廣泛應(yīng)用。由于在半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動環(huán)節(jié)，可獲得較穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。（3）閉環(huán)數(shù)控機(jī)床閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置檢測點(diǎn)是工作臺，它直接對工作臺的實(shí)際位置進(jìn)行檢測。但由于位置環(huán)內(nèi)的許多機(jī)械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，很容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。這類系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機(jī)床等。在金屬切削機(jī)床常用的車床、銑床、刨床、磨床、鉆床、鏜床、插床、拉床、切斷機(jī)床、齒輪加工機(jī)床等中，國內(nèi)外都開發(fā)了數(shù)控機(jī)床，而且品種越來越細(xì)。（2）成型加工類是具有通過物理方法改變工件形狀功能的數(shù)控機(jī)床。備注《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容（3）特種加工類是具有特種加工功能的數(shù)控機(jī)床。（4）其它類型一些廣義上的數(shù)控設(shè)備。備注四、數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)特征和主要輔助裝置1．?dāng)?shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)特征（1）機(jī)床剛性提高，抗振性能大為改善；（2）機(jī)床熱變形降低；（3）機(jī)床中間傳動環(huán)節(jié)減少；（4）機(jī)床各個運(yùn)動副間的摩擦系數(shù)較??；（5）機(jī)床功能部件增多。諸如切削液或油液處理系統(tǒng)中的冷卻過濾裝置，油液分離裝置，吸塵吸霧裝置，潤滑裝置及輔助主機(jī)實(shí)現(xiàn)傳動和控制的氣、液動裝置等，雖然這些裝置在某些自動化或精密型非數(shù)控機(jī)床上已配備使用，但是，數(shù)控機(jī)床要求配備的裝置的質(zhì)量、性能更為精化。五、數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能和可靠性指標(biāo)1．規(guī)格指標(biāo)規(guī)格指標(biāo)是指數(shù)控機(jī)床的基本能力指標(biāo)，主要有以下幾方面：（1）行程范圍和擺角范圍行程范圍是指坐標(biāo)軸可控的運(yùn)動區(qū)間，它反映該機(jī)床允許的加工空間，一般情況下工件輪廓尺寸應(yīng)在加工空間的范圍之內(nèi)。（2）工作臺面尺寸它反映該機(jī)床安裝工件的最大范圍，通常應(yīng)選擇比最大加工工件稍大一點(diǎn)的面積，這是因?yàn)橐A(yù)留夾具所需的空間。（4）主軸功率和進(jìn)給軸扭矩它反映該機(jī)床的加工能力，同時也可間接反映機(jī)床的剛度和強(qiáng)度。數(shù)控機(jī)床控制軸數(shù)與數(shù)控裝置的運(yùn)算處理能力、運(yùn)算速度及內(nèi)存容量等有關(guān)。它反映數(shù)控機(jī)床的曲面加工能力。目前常見的中小型加工中心多為16~60把，大型加工中心達(dá)《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容100把以上。對測量系統(tǒng)而言，分辨率是可以測量的最小增量；對控制系統(tǒng)而言，分辨率是可以控制的最小位移增量。脈沖當(dāng)量是設(shè)計數(shù)控機(jī)床的原始數(shù)據(jù)之一，其數(shù)值的大小決定數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量。（2）最高主軸轉(zhuǎn)速和最大加速度最高主軸轉(zhuǎn)速是指主軸所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速，它是影響零件表面加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及刀具壽命的主要因素之一。（3）最高快移速度和最高進(jìn)給速度最高快移速度是指進(jìn)給軸在非加工狀態(tài)下的最高移動速度，最高進(jìn)給速度是指進(jìn)給軸在加工狀態(tài)下的最高移動速度，它們也是影響零件加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及刀具壽命的主要因素。3．可靠性指標(biāo)（1）平均無故障時間MTBF（Mean time between failures）它是指一臺數(shù)控機(jī)床在使用中平均兩次故障間隔的時間，即數(shù)控機(jī)床在壽命范圍內(nèi)總工作時間和總故障次數(shù)之比，即MTBF=總工作時間總故障次數(shù)備注很顯然，這段時間越長越好。）它是指一臺數(shù)控機(jī)床從開始出現(xiàn)故障直到能正常工作所用的平均修復(fù)時間，即MTTR=總故障停機(jī)時間總故障次數(shù)考慮到實(shí)際系統(tǒng)出現(xiàn)故障總是難免的，故對于可維修的系統(tǒng)，總希望一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)的時間越短越好，即希望MTTR越短越好。六、數(shù)控機(jī)床的精度項(xiàng)目及檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床的精度項(xiàng)目主要包括幾何精度、定位精度和切削精度。該指標(biāo)可分為兩類：一類是對機(jī)床的基礎(chǔ)件和運(yùn)動大件（如床身、立柱、工作臺、主軸箱等）的直線度、平面度、垂直度等的要求，如工作臺面的平面度，各坐標(biāo)方向移動的直線度和相互垂直度，X、Y（立式）或X、Z（臥式）坐標(biāo)方向移動時工作臺面的平行度，X坐標(biāo)方向移動時工作臺面T形槽側(cè)面的平行度等；另一類是對機(jī)床主軸的要求，如主軸的軸向竄動，主軸孔的徑向跳動，主軸箱移動時主軸軸線的平行度，主軸軸線與工作臺面的垂直度（立式）或平行度（臥式）等。幾何精度常用檢測工具有精密水平儀、精密方箱、直角尺、平尺、千分表、測微儀、高精度主軸心棒等。根據(jù)各軸能達(dá)到的位置精度就能判斷出加工時零件所能達(dá)到的精度。Xij173。Pj（11）Xij175。Pj（1