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种类
碳素工具钢 合金工具钢
高速钢 硬质合金 陶瓷材料
常用的刀具材料
硬度 抗弯强 HRC 度GPa
热硬性 ℃
工艺性能
60-65 2.16
200-250
热成型
用途
手工刀具
60-65 2.35
300-400
同上
低速刀具
63-70 1.9-4.4 600-700
同上
中速刀具
89-93 1.0-2.2 800-1000 91-95 0.4-0.9 1100-1200
12.5 6.3
3.2 1.6 0.8 0.4 0.1-0.012
表面特征 可见明显刀痕 可见刀痕 微见刀痕 可见加工痕迹
微见加工痕迹 看不清加工痕迹 可辨加工痕迹方向 微辨加工痕迹方向 只能按表面光泽辩识
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3.切削运动与切削用量
机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平 面和成型面
基本表面主要由如下的加工方法获得
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2.2 表 面 粗 糙 度
• 国家标准规定：表面粗糙度分为14个等级，
分别用
表示，
数字越大，表面越粗糙。
• 表面粗糙度符号上的数值Ra,单位是微米 （μm）。
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2.3 常见加工方法的Ra表面特征
加工 粗车 粗铣 钻孔
方法 粗镗 粗刨
精铣 精刨
半精车
精车 粗磨 精磨 精密加工
Ra(微米) 50 25
机械加工工艺
1
第一章.切削加工的基础知识 第二章.金属切削机床 第三章.机械加工工艺过程
2
机械加工工艺基础： 主要介绍机械加工的基本概念、切削
基本原理、切削机床与刀具、切削加工基 本工艺过程、选择切削加工方法的基本原 则，以及零件机械加工结构工艺性。
3
第一章
切削加工的基础知识
4
1.1 钳工与机械加工
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3.夹具简介
夹具是用来将待加工工件固定的 装置。
夹具一般可分为通用夹具和专用 夹具两种，此外还发展了通用可调夹 具、成组夹具和组合夹具等类型的夹 具。
工件转动，同时工件往复移动，砂轮 横向移动 工件转动，同时工件往复移动，砂轮 横向移动 工件往复移动，砂轮横向、垂向移动
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3.2切削用量
切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量
切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬 时速度,用V表示，单位为m/s
进 给 量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位 移量，用f表示，车、钻和铣削时单位 为mm/r
零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大，主要 有以下几个方面： 1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触
变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快； 2) 表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，
造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在装配时，可使微小凸峰 挤平，有效过盈量减少，使配合件强度降低； 3）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质，且不易清除，造 成表面腐蚀； 4）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，以致产生裂纹而 造成零件断裂。
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4.2 刀具的几何角度 (车刀的基本形状)
前刀面和主后刀面的交线叫主切削刃 前刀面和副后刀面的交线叫副切削刃 两条切削刃的交点叫刀尖，但刀尖并非绝对尖锐
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4.3 刀具角度的合理选择问题
• 原 则：粗加工时，为了提高切削效率，切削力 会较大，因此强度要高；精加工时，切削力较小， 为了保证零件质量因此刀具较锋利。
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第三章
机械加工工艺过程
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• 生产过程中，直接改变毛坯形状、尺寸和性能，使之 变为合格零件的过程，称为工艺过程。
• 工艺过程由很多工序组成。 • 工序是指在一个工作地点对一个或一组工件所连续完
成的部分工艺过程。例： 1.下料
2. 粗车
3.焊接
4.精车
5.磨削
6.钻孔
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1.1各种生产类型的要求和特征
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3.1 切削运动
要完成零件表面的切削加工，刀具和工件应 具备形成表面的基本运动，即切削运动
切削运动：刀具和工件的相对运动 切削运动分为主运动和进给运动 主运动：提供切削可能性的运动。主运动只有
一个
进给运动：提供连续切削可能性的运动。进给
运动可以有多个
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机床名称
卧式车床 钻床 卧铣、立铣 牛头刨床
高精度
特别 精密 精度
IT7～IT 6 IT5～IT2
Ra值范围 （μ m） 25～12.5 6.3～3.2
1.6～0.8
0.8～0.2
相应的加工方法
粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等
半精车、半精镗、半精铣、半精刨、 扩孔等 精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗 铰等 精磨、精铰等
Ra＜0.2 研磨、珩磨、超精加工、抛光等
龙门刨床 外圆磨床
内圆磨床
平面磨床
机床的切削运动
主运动
进给运动
工件旋转运动 钻头旋转运动 铣刀旋转运动 刨刀往复运动
工件往复运动 砂轮高速旋转
砂轮高速旋转
砂轮高速旋转
车刀纵向、横向、斜向直线移动 钻头轴向移动
工件纵向、横向、斜向直线移动
工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向 间歇移动 刨刀横向、垂向、斜向间歇移动
• 按加工性质和所用刀具分类：分为车床、铣床、 钻床、磨床、齿轮加工机床等12大类；
• 按精度分类：分为普通精度、精密和高精度三种 ；
• 按重量分类：分为一般机床、大型机床和重型机 床。
• 机床的型号：如：C6136表示…
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车削的加工范围
车削是以加工回转体为主要加工目的。在车床上可以加工：外圆、端面、锥 度、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕 弹簧等。
dmin:已加工表面直 径
ap:背吃刀量
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4.切 削 刀 具
刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能主要取决于 两个因素：即刀具材料和刀具的几何角度
4.1 刀具材料应具备如下五个基本特性：
1.高硬度：HRC>60 以上; 2.高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不破坏； 3.高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，热硬性 用热硬温度表示； 4.良好的耐磨性； 5.良好的工艺性和经济性；
背吃刀量: 已加工表面和待加工表面之间的垂直距 离，用ap表示，单位为mm，如下图：
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3.2.1车削切削速度、背吃刀量的计算
切削速度：
v πdn (m/s) 601000
背吃刀量：
a d max d min (mm)
p
2
V:切削速度 d:工件直径 n:工件转速
dmax:待加工表面 直径
• 钳工：通过工人手持工具进行切削加工。 • 机械加工：采用不同的机床（如车床、铣
床、刨床、磨床、钻床等）对工 件进行切削加工。
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2.零件表面质量的概念
零件几何参数： 宏观几何参数： 包括：尺寸、形状、位置等要素。 微观几何参数： 指：微观表面粗糙程度。
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2.1 加 工 精 度
• 加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、 形状、位置等参数同理论参数的相符合的 程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：
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4.1.2其它刀具材料
陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种： Al2O3基陶瓷 和Si3N4基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有 很高的硬度、很高的耐磨性和耐热性，其主要 缺点是抗弯强度低，冲击韧性很差，不能承受 较大的冲击载荷。 金刚石：它分三种 天然单晶金刚石刀具
整体人造聚晶金刚石刀具 金刚石复合刀片 立方氧化硼：由软的立方氧化硼在高温高压下 加入催化剂转变而成
• 硬质合金：成分由WC、TiC和Co组成，采用烧结方法获得
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4.1.1 常用的刀具材料
常用的硬质合金有： 钨钴钛类（牌号YT）硬质合金：适合于加工 钢等塑性材料，其代号有YT5、YT15、YT30 等，粗加工用YT5, 精加工用YT30; 钨钴类（牌号YG）硬质合金：适合于加工铸 铁、青铜等脆性材料，其代号有YG3、YG6、 YG8等，粗加工用YG8，精加工用YG3。
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2.2 表 面 粗 糙 度
• 表面粗糙度：零件微观表面高低不平的 程度。
产生的原因：
1）切削时刀具与工件相 对运动产生的磨擦；
2）机床、刀具和工件在加工时的振动； 3）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹； 4）加工时零件表面发生塑性变形。
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2.2 表 面 粗 糙 度
表面粗糙度对零件质量的影响：
a. 尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。 b.形状精度：零件形状与理想形状接近程度。 c.位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对
于基准之间位置的准确度。
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2.1 加 工 精 度
• 国家标准规定：常用的精度等级分为20级， 分别用IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。 数字越大，精度越低。其中IT5-IT13常用。
单件小批
批量生产
大量生产
机床设备
通用机床
通用机床和部分 广泛使用高效率的专用机
专用机床
床
夹具
通用夹具
广泛使用专用夹 广泛采用高效率的专用夹
具
具
刀具量具
通用刀具
部分采用专用刀 具和量具
高效率的专用刀具和量具
毛坯
木模铸造和 部分采用金属模 机器造型、压力铸造、模
自由锻
铸造和模锻
锻等
对工人的 需要技术熟 需要比较熟练的 调整工要熟练，操作工技
烧结成型 高速刀具
同上
连续精加工 刀具
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4.2 刀具的几何角度 (车刀的基本形状)
为了研究刀具的几何角度，建立三个辅助平面： 基面：通过主切削刃上的某一点，与该点切削速度 方向垂直的平面。 切削平面：通过主切削刃上的某一点，与该点加工 表面相切的平面。 正交平面：通过主切削刃上的某一点，与主切削刃 在基面上的投影垂直的平面