第10章金属切削加工.ppt

汽车材料与金属加工,第10章金属切削加工,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；了解几种特种加工方法和加工原理。,教学目的和要求,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。,教学内容摘要,常用的金属加工方法（车削、钻削、磨削等）、加工工艺及其设备。,教学重点、难点,教学方法和使用教具,讲授、现场教学、课件。,8学时。,教学时数,,10.1金属切削加工的基础知识,切削运动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,,1.主运动,2.进给运动,切除工件所必需的运动。是最基本、最主要的运动。,保证加工连续进行的运动。,10.1.1金属切削的基本概念,,注释1.主运动可以使旋转运动，也可以是往复运动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）3.主运动只有一个，进给运动可以一个以上,运动要素1.切削运动中的三个表面（1）待加工表面指加工时工件上有待切除的表面；（2）已加工表面指工件上经刀具切削后产生的表面；（3）加工表面指工件上由刀具切削刃形成的表面。,,2.切削用量三要素,,切削速度,进给量,背吃刀量,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。,在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离。,待加工表面和已加工表面的垂直距离。,,,,,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。例如主运动为旋转运动时vπdwn/1000m/s式中dw工件待加工表面的直径或刀具最大直径（mm）n工件或刀具的转速（r/s）主运动为往复直线运动时v2Ln/100060（m/s）式中L往复运动行程长度（mm）n主运动每分钟往复次数,2）进给量f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。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）移动的距离。,3）背吃刀量（切削深度）ap待加工表面和已加工表面的垂直距离。在车削外圆时ap（dw-dm）/2（mm）式中，dw、dm分别为待加工表面和已加工表面的直径。,3.切削层参数,,切削层包括切削厚度、切削宽度和切削面积。,1）切削厚度ac垂直于加工表面度量的切削层尺寸。2）切削宽度aw沿着加工表面度量的切削层的尺寸。3）切削面积Ac切削层截面面积。Acacawfap,10.1.2金属切削刀具,,刀具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,,铣刀（a）三面刃铣刀（b）圆柱铣刀（c）端铣刀,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。,,3.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。三面前刀面、主后刀面、副后刀面。两刃主刀刃、副刀刃。一尖刀尖。,,10.2车削,1.CA6140型卧式车床为例介绍车床的结构,,2.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,10.3钻削、镗削,1.钻头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。,10.3.1钻削,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,2.扩孔,,锪钻（a）加工沉头座孔b加工锥面c锪平端面,3.铰孔,铰孔是孔的精加工方法之一，在生产中应用很广。相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济实用的加工方法。,,铰刀由工作部分、颈部及柄部组成。工作部分又分为切削部分与校准修光部分。,10.3.2镗削,镗削一般是用镗刀对已有的孔在镗床、车床或铣床上进行加工以达到要求尺寸和精度的加工方法。,镗孔有三种不同的加工方式（1）工件旋转，刀具作进给运动（2）刀具旋转，工件作进给运动（3）刀具旋转并作进给运动,镗刀镗刀按结构不同可分为单刃镗刀和双刃镗刀。,,10.4铣、刨、插、拉加工,10.4.1铣削铣削加工是在铣床上利用铣刀的旋转（主运动）和工件的移动（进给运动）来加工工件。铣削加工是平面加工和成形表面加工的主要方法之一。,1.铣刀,铣刀的种类很多，按用途可分为圆柱形铣刀、面铣刀、三面刃铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成形铣刀等类型，。,2.铣削方式常用的平面铣削方式包括端铣和周铣两种类型，端铣是用分布在铣刀端面上的刀齿进行铣削，而周铣是用分布在铣刀圆柱面上的刀齿进行铣削。,10.4.2刨削在刨床上利用做直线往复运动的刨刀加工工件的过程称为刨削。,刨削主要用来加工平面（包括水平面、垂直面和斜面），也广泛地用于加工直槽，如直角槽、燕尾槽和T形槽等。,,a直头刨刀b弯头刨刀,10.4.3插削在插床上插削主要应用于加工各种零件内外直线型面，如带轮、齿轮、蜗轮等零件上的键槽、花键槽等，也可以加工多边形孔。,,插削加工,10.4.3拉削,拉削可以认为是刨削的进一步发展，是一种高生产率的精加工方法。拉削加工是在拉床上用拉刀加工工件的内表面或外表面的工艺方法。,,圆孔拉刀的结构①头部；②颈部；③过渡锥部；④前导部；⑤切削部；⑥校准部；⑦后导部；⑧尾部,10.5磨削,磨削以砂轮或其他磨具（如油石、砂瓦、磨头、砂带和研磨膏等）对工件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。磨削分为粗磨、精磨、细磨及镜面磨削。,10.5.1外圆磨削,1.工件有中心支承的外圆磨削,,纵向进给磨削外圆横向进给磨削外圆,2.工件无中心支承的外圆磨削,无心外圆磨削,10.5.2表面的光整加工,光整加工是精加工后，从工件表面上不切除或切除极薄金属层，用以提高加工表面的尺寸和形状精度、减小表面粗糙度或用以强化表面的加工方法。,1.研磨研磨是在研具与工件之间加入研磨剂，对工件表面进行精整、光整加工的方法。研磨时，工件和研具之间的相对运动较复杂，研磨剂中的每一颗磨粒一般都不会在工件表面上重复自己的运动轨迹，具有较强的对误差与缺陷的修正能力，能提高加工表面的尺寸精度、形状精度和减小表面粗糙度。2.珩磨加工珩磨是利用安装在珩磨头圆周上的若干砂条（油石），由胀开机构将砂条沿径向胀开，使其压向工件的孔壁；与此同时，使珩磨头作旋转运动和直线往复运动，对孔进行低速磨削和摩擦抛光。,3.超精加工,超精加工是用细粒度的磨条或砂带进行微量磨削的一种精整、光整加工方法。,,a超精加工示意图b超精加工磨粒运动轨迹,1.电火花加工电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温熔蚀工件表面材料来实现加工的。,,电火花加工原理示意图1-床身；2-立柱；3-工作台；4-工件电极；5-工具电极；6-进给机构及间隙调节器；7-工作液；8-脉冲电源；9-工作液循环过滤系统,10.6特种加工,2.电解加工电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法。,,电解加工原理示意图1-直流电源；2-工件；3-工具电极；4-电解液；5-进给机构,3.超声波加工超声波加工是利用超声频（16KHz～25KHz）振动的工具端面冲击工作液中的悬浮磨料，由磨粒对工件表面撞击抛磨来实现对工件加工的一种方法。,,超声波加工原理示意图1-超声波发生器；2、3-冷却水；4-换能器；5-振幅扩大棒；6-工具；7-工件；8-工作液,4.激光加工对工件的激光加工由激光加工机完成。如图10-23所示激光加工机通常由激光器、电源、光学系统和机械系统等组成。,,激光加工机示意图1-激光器2-光阑3-反射镜4-聚焦镜5-工件6-工作台7-电源,谢谢大家,