第一章数控加工的切削基础

第一章数控加工的切削基础 • 第一节概述 • 第二节金属切削过程的一般规律 • 第三节刀具及参数的选择 • 第四节切削用量的选择 • 第五节夹具的选择 • 第六节工件的定位 • 第七节工件的夹紧

第一节概述 1.1.1 切削运动和工件上的加工表面 • 金属切削加工就是用金属切削把工件毛坯上余量（预留的金属材料）切除，获得图样所要求的零件。在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。切削运动是由金属切削机床通过两种运动单元组合而成的，其—是产生切削力的运动，其二是保证了切削工作连续进行的运动，按照它们在切削过程中所起的作用，通常分主运动和进给运动。下一页

第一节概述 • 1）主运动主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具接近工件并切除切削层。 • 2）进给运动进给运动是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动即可不断地或连续地切除切削层，并得出具有所需几何特性的已加工表面。 • 3）合成切削运动当主运动和进给运动同时进行时，由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。上一页下一页

第一节概述 • 2．辅助运动 • 除主运动、进给运动以外，机床在数控加工过程中，还需一系列的其他运动，即辅助运动。 • 3．加工中的工件表面 • 在金属切削加工过程中，工件上多余的材料不断地被刀具切除而转变为切屑，与此同时，工件在切削过程中形成了三个不断变化着的表面（图1-1），分别如下： • 1) 待加工表面工件上有待切除切削层的表面称为待加工表面。 • 2) 已加工表面工件上经刀具切削后产生的表面称为已加工表面。 • 3) 过渡表面工件上由切削刃形成的那部分表面。上一页下一页

第一节概述 1.1.2 切削要素 1．切削用量三要素 • 1）切削速度（vc）切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时线速度称为切削速度。回转运动的线速度vc（单位：m／min）的计算公式如下。 • vc＝πd n／1000 • 2）进给量（ƒ）刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，称为进给量。 • 3）背吃刀量（αp）也叫切深，是已加工表面与待加工表面之间的垂直距离，称为背吃刀量，其单位为mm。车削外圆时： • αp＝（dw—dm）／2 上一页下一页

第一节概述 2．切削层参数 1）切削厚度（hD）是指在垂直于切削刃方向度量的切削层截面的尺寸。 2）切削宽度（bD）是指沿切削刃方向度量的切削层截面的尺寸 3）切削面积（AD）是指切削层的横截面积。 3．正切屑和倒切屑生产中一般由主切削刃担负主要切削工作，此时hD＜bD，即ƒsinκr＜αp／sinκr，在这种情况下切下来的切屑称为正切屑。上述切削层中的切削就属这种情况；当采用大进给切削时，常出现ƒsinκr＞αp／sinκr的情况，在这种情况下切下的切屑称为倒切屑。上一页下一页

第一节概述 • 4．材料切除率Q • 材料切除率是指在特定瞬间、单位时间里被刀具切除的工件材料的体积。相当于切削层横截面积以vc值沿切削速度方向运动一个单位时间所包含的空间体积(单位：mm3)，它是反映切削效率高低的一个指标。其计算公式为 • Q＝1000vcαpƒ 返回

第二节金属切削过程的一般规律 1.2.1 金属切削过程中的变形 • 被切削金属层在刀具前面的挤压力作用下，首先产生弹性变形，当最大切应力达到材料的屈服极限时，即沿图1-6中的0A-OM曲线发生剪切滑移，并依次由位置1移至位置2，2-2‘之间的距离就是它的滑移量。 • 2．第二变形区 • 经第一变形区剪切滑移而形成的切屑，在沿刀具前刀面流出时，又受到前刀面的挤压而产生摩擦，靠近前刀面处的金属再次产生剪切变形，使切屑底层薄薄的一层金属流动滞缓，这一层滞缓流动的金属层称为滞流层。滞流层的变形程度比切屑上层大几倍到几十倍。下一页

第二节金属切削过程的一般规律 • 3．第三变形区 • 第三变形区是刀具后刀面和工件的接触区，是指工件过渡表面和已加工表面金属层受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦与回弹而产生塑性变形的区域。 • 切削变形的大小，主要取决于第一变形区及第二变形区的挤压和摩擦情况，其主要影响因素及规律如下： • ⑴ 工件材料实验证明，工件材料强度和硬度越高，变形系数越小；而塑性大的金属材料变形大，塑性小的金属材料变形小。 • ⑵ 刀具前角刀具前角越大，变形系数越小。这是因为增大刀具前角，可使剪切角增大，从而使切削变形减小。 • ⑶ 切削速度切削速度vc与切削变形系数ξ的实验曲线如图1-7所示 • ⑷ 切削厚度由图1-7可知，当进给量增加（切削厚度增加）时，切削变形系数减小。上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 1.2.2 切屑的形成、种类及控制 1．切削的种类 1）带状切屑（图l-8a）这种切屑的底层（与前刀面接触的面）光滑，外表面呈毛茸状，无明显裂纹。 2）节状切屑（图l-8b）又称挤裂切屑。这种切屑的底面有时出现裂纹，上表面呈明显的锯齿状。 3）粒状切屑（图1-8c）又称单元切屑。 4）崩碎切屑（图1-8d）在切削脆性金属（铸铁、青铜等）时，由于材料的塑性很小，抗拉强度很低，在切削时切削层内靠近切削刃和前刀面的局部金属未经明显的塑性变形就被挤裂，形成不规则状的碎块切屑，这就是崩碎切屑。上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 • 2．切屑的流向和卷曲 • 1）切屑的流向如图1-9所示，在直角自由切削时，切屑沿正交平面方向流出。 • 2）切屑的卷曲形式在金属切削加工中，不利的屑形将严重影响操作安全、加工质量、刀具寿命、机床精度和生产率。 • 3．影响断屑的因素 • 1）卷屑槽的尺寸参数卷屑槽的槽型有折线型、直线圆弧型和全圆弧型三种，如图1-11所示。 • 2）刀具角度主偏角和刃倾角对断屑影响最明显 • 3）切削用量切削速度提高，易形成长带状屑，不易断屑上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 1.2.3 金属材料的切削加工性 • 1．金属材料切削加工性的概念 • 金属材料切削加工的难易程度称为材料的切削加工性。金属材料的性能不同，切削加工的难易程度也不同。 • 2．衡量金属材料切削加工性的指标 • 衡量金属材料切削加工性的指标较多，最常用的是切削速度vcT和相对加工性Kr。 • 1）切削速度vcT其含义是当刀具耐用度为T时，切削某种材料允许达到的切削速度。上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 • 2）相对加工性Kr 以正火状态45钢的vc60为基准，记作（vc60）j。其它材料的vc60与（vc60）j的比值Kr称为该材料的相对加工性，即 • Kr＝vc60／（vc60）j • 3．改善金属材料切削加工性的途径 • 1）热处理方法采用热处理方法是改善金属材料切削加工性的重要途径之一。 • 2）调整材料的化学成分例如在钢中加入适量的硫、磷等元素使之成为易切钢，可减小切削力，容易断屑，提高刀具耐用度，并可获得较好的表面加工质量。上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 • 1.2.4 积屑瘤与鳞刺 • 1．积屑瘤 • 1）积屑瘤及其特征在切削塑性金属材料时，常在切削刃口附近粘结一硬度很高（通常为工件材料硬度的2～3.5倍）的楔状金属块，它包围着切削刃且覆盖部分前刀面. • 2）积屑瘤的形成及抑制措施在切削过程中，由于刀—屑的摩擦而导致的冷焊是积屑瘤的成因。上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 • 实际生产中、可采取下列措施抑制积屑瘤的生成。 • ⑴ 控制切削速度 • ⑵ 降低进给量 • ⑶ 增大刀具前角 • ⑷ 使用切削液 • 2．鳞刺 • 鳞刺是在已加工表面上出现的鳞片状反刺，如图1-13a所示。 • 1.2.5 切削力 • 1．切削力的来源及分解 • 切削力来源于三个变形区内产生的弹性变形抗力和塑性变形抗力，以及切屑、工件与刀具间的摩擦力。上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 1）主切削力Fc是总切削力Fr在主运动方向上的分力，垂直于基面，与切削速度方向一致。 2）背向力Fp是总切削力Fr在切深方向（x方向）的分力，是验算工艺系统刚度的主要依据。 3）进给抗力Ff是总切削力Fr在进给方向（Z方向）的分力，是机床进给机构强度和刚度设计、校验的主要依据。 • 2．切削功率 • 在切削过程中，三个分力消耗的功率之和，通常用主切削力Fc消耗的功率Pc（单位：kw）来表示。 • Pc＝Fcvc×10-3／60 上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 • 3．影响切削力的主要因素 • 1）工件材料的影响 • 2）切削用量的影响 • ⑴ 背吃刀量和进给量 • ⑵ 切削速度 • ⑶ 刀具几何角度的影响 • ⑷ 刀具磨损的影响 • ⑸ 切削液的影响上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 • 1.2.6 切削热与切削温度 • 1．切削热的产生与传散 • 1）切削热的产生切削层发生的弹、塑性变形和刀具与切屑、工件之间的摩擦所消耗的功，均可转变为切削热。 • 2）切削热的传散通过切屑、工件、刀具和周围介质传出的热量分别用Qch、Qw、Qc和Qf表示。 • 2．切削温度的分布 • ⑴ 刀—屑界面温度比切屑的平均温度高得多 • ⑵ 沿剪切平面各点温度几乎相同上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 ⑶ 切屑沿前刀面流出时，在垂直前刀面方向上温度变化较大，说明切屑在沿前刀面流出时被摩擦发热。 • ⑷ 工件材料的热导率越低（如钛合金比碳钢热导率低），刀具前、后刀面的温度越高； • ⑸ 工件材料的塑性越低，脆性越大，前刀面上最高温度处越靠近切削刃，同时沿切屑流出方向的温度变化越大。 • 3．影响切削温度的因素及变化规律 • ⑴ 切削用量对切削温度的影响 • ⑵ 刀具几何参数对切削温度的影响上一页下一页

第二节金属切削过程的一般规律 ⑶ 工件材料对切削温度的影响工件材料强度和硬度越高，切削时消耗的功率越大，切削温度越高。 • ⑷ 刀具磨损对切削温度的影响刀具磨钝后，一方面，刃区前方挤压作用增大，切削区的金属塑性变形增加；另一方面，刀具后角基本为零，使工件和刀具的摩擦加大，两者均使切削温度升高。 • ⑸ 切削液对切削温度的影响切削液能降低切削区的温度，改善切削过程中的摩擦状况，提高刀具耐用度。返回

第三节刀具及参数的选择 1.3.1 刀具简介 • 1．刀具切削部分的组成 • 刀具种类繁多，结构各异，但仔细观察它的切削部分，其剖面的基本形状都是刀楔形，切削部分的几何形状和参数都有共性。 • 2．刀具切削部分的几何角度 • 1）正交平面参考系 • ⑴ 基面Pr基面就是通过切削刃上一个选定点而垂直于主运动方向的平面。 • ⑵ 切削平面Ps切削平面就是通过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。下一页

第三节刀具及参数的选择 ⑶ 正交平面Po 正交平面是指通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。 2）刀具的标注角度 ⑴ 在正交平面中测量的角度 ① 前角γo是前刀面Aγ与基准面Pr间的夹角，其大小对刀具的切削性能有很大影响。 ② 后角αo是后刀面Aα与切削平面Ps间的夹角，其作用是减小后刀面与过渡表面之间的摩擦。 ③ 楔角βo是前刀面Aγ与后刀面Aα间的夹角，反映刀体强度和散热能力的大小。上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • ⑵ 在基面中测量的角度 • ① 主偏角κr是主切削平面Ps与假定进给运动方向间的夹角，κr总为正值。 • ② 副偏角κr＇是副切削平面Ps＇与假定进给运动反方向间的夹角。 • ③ 刀尖角εr是主切削平面Ps与副切削平面Ps’间的夹角，它是由主偏角κr和副偏角（κr΄）得到的派生角度。 • ⑶ 在切削平面中测量的角度在切削平面中测量的角度有刃倾角λs，它是主切削刃与基面Pr间的夹角。上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • ⑷ 在假定工作平面和背平面参考系中测量的角度为了机械刃磨刀具或分析讨论问题的需要，常常要利用在假定工作平面和背平面中测量的角度。 • 3）典型车刀的刀具角度标注 • ⑴ 90˚外圆车刀该车刀刀具角度标注如图1—22所示。 • ⑵ 45˚端面车刀它和45˚外圆车刀的画法基本相同，区别在于假定进给方向不同，主切削刃和副切削刃的位置不同，如图1-23所示。 • ⑶ 切断刀切断刀有一条公共的主切削刃、两条副切削刃和左右两个刀尖，可以看成是两把端面车刀的组合，同时车削左右两个端面（图1-24）。上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 ⑷ 镗孔刀图1-25所示为镗孔刀车通孔时刀具角度，其切削部分的几何形状基本与外圆车刀相似。 4）工作角度以上讨论的刀具角度是刀具在静止参考系中定义的角度，其功用是在设计和制造时用以确定刀具切削部分的几何形状以及切削刃和刀面相对于刀具安装基准的空间位置，故又称为刀具的标注角度。 • ⑴ 刀具工作参考系及工作角度 • ① 刀具工作参考系 • ② 刀具工作角度 • ⑵ 进给运动对刀具工作角度的影响上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • ① 横车外圆对工作角度的影响 • ② 纵车外圆对工作角度的影响纵车外圆时，由于进给量不大，μ值一般为30′~40′，工作角度和标注角度的差别不大。 • ③ 刀尖安装高低对工作角度的影响车削外圆时，刀尖安装位置高低对工作角度的影响如图1-28所示。 • 3．刀具材料 • 1）刀具材料应具备的性能刀具材料主要指刀具切削部分的材料。刀具材料必须具备以下性能。 • ⑴ 高的硬度 • ⑵ 高的耐磨性 • ⑶ 足够的强度与韧性上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 ⑷ 高的耐热性 ⑸ 良好的导热性 ⑹ 良好的工艺性和经济性 2）刀具材料的种类及其选用在金属切削领域，金属切削机床的发展和刀具材料的开发是相辅相成的。 ⑴ 高速钢（High Speed Steel，HSS）高速钢是一种含钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的工具钢，它具有较好的力学性能和良好的工艺性，可以承受较大的切削力和冲击。 ① 普通高速钢 ② 高性能高速钢 ③ 粉末冶金高速钢上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 ⑵ 硬质合金（Cemented Carbide）它是用高硬度、难熔的金属化合物（Wc、Tic等）微米数量级的粉末与Co、Mo、Ni等金属粘接剂烧结而成的粉末冶金制品。 ① 普通硬质合金 ② 新型硬质合金 • ⑶ 其它刀具材料 • ①涂层刀具材料这种材料是在硬质合金或其他材料刀具基体上，采用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）法涂覆一薄层耐磨性高的难熔金属（或非金属）化合物而得到的刀具材料。上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 ② 陶瓷刀具材料常用的陶瓷刀具材料是以A12O3或Si3N4为基体成分，在高温下烧结而成的。 ③ 超硬刀具材料它是有特殊功能的材料，是金刚石和立方氮化硼的统称，用于超精加工及硬脆材料加工。 • 4．刀具的磨损与耐用度 • 1）刀具磨损形式刀具磨损的形式有正常磨损和非正常磨损两大类。正常磨损的形式如图l-30所示。 • ⑴ 前刀面磨损 • ⑵ 后刀面磨损上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • ⑵ 前刀面和主后刀面同时磨损在中等切削速度和进给量的情况下，切削塑性金属材料时，经常发生前、后刀面同时磨损的形式。 • 2）刀具磨损过程与磨钝标准 • ⑴ 刀具磨损过程如图1-31所示，刀具磨损过程可分为以下三个阶段： • ① 初期磨损阶段OA • ② 正常磨损阶段AB • ③ 急剧磨损阶段BC 上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 ⑵ 刀具的磨钝标准根据加工要求规定的主后刀面中间部分的平均磨损量VB作为磨钝标准。一般情况下，车刀磨钝标准的推荐值见表1-2。 • 3）刀具耐用度 • ⑴ 刀具耐用度的概念刀具的耐用度是指刀具从刃磨后开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准为止所经过的总切削时间T，单位为min。刀具耐用度T不包括对刀、测量、快进、回程等非切削时间。 • ⑵ 影响刀具耐用度的因素 • ① 切削用量上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 ① 切削用量 ② 刀具几何参数 ③ 刀具材料 ④ 工件材料 ⑶ 刀具耐用度的确定刀具耐用度的确定原则是提高生产效率和降低加工成本。不合理的刀具耐用度，都会导致生产效率降低，加工成本增加。 • 选择刀具耐用度时，还应该考虑以下几点： • ① 复杂、高精度、多刃刀具的耐用度应比简单、低精度、单刃刀具高；上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • ② 可转位刀具换刃、换刀片快捷方便，为保持刀刃锋利，刀具耐用度可选得低一些； • ③ 精加工刀具切削负荷小，刀具耐用度应选得比粗加工刀具高一些； • ④ 精加工大件时，为避免中途换刀，刀具耐用度应选得高一些； • ⑤ 数控加工中的刀具耐用度应大于一个工作班，或大于一个零件的切削时间上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 1.3.2 刀具几何参数的选择 • 1．刀具前角的选择 • 1）前角的功用刀具的前角主要影响切屑变形和切削力的大小及刀具耐用度和加工表面质量的高低。 • 2）合理前角的选择原则在一定切削条件下，用某刀具加工某材料工件时，总有一个使刀具获得最高寿命的前角值，这个前角就称为合理前角。前角的合理数值主要根据以下原则选取。 • ⑴ 加工材料 • ⑵ 刀具材料 • ⑶ 加工性质上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • 2．刀具后角及后刀面形状的选择 • 1）后角的功用后角的主要功用是减小刀具后刀面与过渡表面和已加工表面之间的摩擦；后角减小，后面与工件表面间的摩擦加剧，刀具磨损加大，工件冷硬程度增加，加工表面质量差；后角增大，摩擦减小，但刀刃强度和散热情况变差。 • 2）合理后角的选择原则 • ⑴ 粗加工时，因切削厚度大，切削力大，切削温度也高 • ⑵ 工件材料的强度、硬度较高时，应取较小的刀具后角，以保证切削刃的强度上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • ⑶ 对于尺寸精度要求较高的精加工刀具（如铰刀等），为减少重磨后刀具尺寸的变化，保证刀具的耐用度，应选取较小的刀具后角。 • ⑷ 工艺系统刚性差，容易产生振动时，为增强刀具对振动的阻尼作用，应取较小的刀具后角。 • 3．刀具主偏角及副偏角的选择 • 1）主偏角的功用及其选择原则 • ⑴ 主偏角的功用主偏角主要影响刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力的大小。 • ⑵ 合理主偏角的选择原则上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • ① 粗加工和半精加工时，硬质合金车刀应选择较大的主偏角，以利于减少振动，提高刀具耐用度和断屑。 • ② 加工很硬的材料，如淬硬钢和冷硬铸铁时，为减少单位长度切削刃上的负荷，改善刀刃散热条件，提高刀具耐用度，应取κr＝10°~ 30°。 • ③ 工艺系统刚性高时，取较小主偏角；工艺系统刚性低（如车细长轴、薄壁筒）时，应取较大主偏角，甚至κr≥90°，以减小背向力，降低工艺系统的弹性变形和振动。 • ④ 单件小批量生产时，希望用一两把车刀加工出工件上所有表面，则应选用通用性较好的κr为45°或90°的车刀。上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • ⑤ 需要从工件中间切人的车刀，以及仿形加工的车刀，应适当增大主偏角和副偏角；有时主偏角的大小取决于工件形状 • 2）副偏角的功用及其选择原则 • ⑴ 副偏角的功用副偏角主要用于减小副切削刃和已加工表面间的摩擦。 • ⑵ 合理副偏角的选择原则 • ① 一般，在不引起振动的情况下，可选取较小的副偏角，如车刀、刨刀等均可取 • κr′＝5°~ 10°。 • ② 精加工刀具的副偏角应取得更小一些，以减小残留面积，从而减小表面粗糙度。上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • ③ 加工高强度、高硬度材料或断续切削时，应选取较小的副偏角（κr′＝4°~ 6°），以提高刀尖强度，改善散热条件。 • ④ 为了保证刀头强度和重磨后刀头宽度不发生较大变化，切断刀、锯片刀和槽铣刀等刀具，只能选取很小的副偏角，一般取κr′=1°~ 2°。 • 4．刃倾角的功用及其选择 • 1）刃倾角的功用刃倾角主要影响切屑的流向和刀尖的强度。 • 2）合理刃倾角的选择原则 • ⑴ 粗加工时，λs取负值，以使刀具具有较高的强度和散热条件，并使切入工件时，刀尖免受冲击上一页下一页

第三节刀具及参数的选择 • ⑵ 断续切削、工件表面不规则，冲击力大时，λs应取负值，以提高刀尖强度。 • ⑶ 切削硬度很高的工件材料（如淬硬钢等），应取绝对值较大的负λs，以使刀具有足够的强度。 • ⑷ 工艺系统刚性差时，λs应取正值，以减小背向力，避免切削中的振动。 • 5．刀具其它几何参数 • 1）刃形刃形即是切削刃的形状。 • 2）切削刃的剖面型式通常又为刃区形式，对切削加工效率、加工质量和成本均有重要意义。 • 3）刀面型式 IS0标准确立了多棱面前、后刀面的定义，标志着切削刀具刀面型式的发展和多样性。返回

第四节切削用量的选择 1.4.1 切削用量的选择 1．切削用量的选择原则 1）粗加工时切削用量的选择原则 2）精加工时切削用量的选择原则 • 2．切削用量的选择方法 • 1）背吃刀量的选择选择背吃刀量应根据数控机床工艺系统的刚性、刀具的材料和参数及工件加工余量等来确定。 • 2）进给量的选择进给量是数控机床切削用量中的重要参数。在选择进给量时，应根据零件的表面粗糙度、加工精度要求及刀具和工件材料等因素，参考切削用量手册进行选取。下一页

第四节切削用量的选择 3）切削速度的选择切削速度一般要根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度进行选择。 • 在选择切削速度时，还应考虑以下几点： • ① 加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度。 • ② 断续切削时，为减小冲击和热应力，要适当降低切削速度。 • ③ 加工大件、细长件和薄壁工件时，应选用较低的切削速度。 • ④ 在易发生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度。 • ⑤ 应尽量避开积屑瘤产生的区域。上一页下一页

第四节切削用量的选择 • 4）机床功率的校核切削功率Pc可用式（1.17）计算，机床有效功率PE′按下式计算： • PE′= ηPE • 1.4.2 切削液及其选择 • 1．切削液的作用 • 1）冷却作用切削液可迅速带走切削过程中产生的热量，降低切削区的温度。 • 2）润滑作用切削液能在刀具的前、后刀面与工件之间形成一层润滑薄膜，可减少或避免刀具与工件或切屑间的直接接触，减轻摩擦和粘结程度，从而减轻刀具的磨损，提高工件表面的加工质量。上一页下一页

第四节切削用量的选择 • 3）清洗作用使用切削液可以将切削过程中产生的大量切屑、金属碎片和粉末，从刀具（或砂轮）、工件上及时冲洗掉，避免切屑粘附刀具、堵塞排屑和划伤已加工表面。 • 4）防锈作用为减轻工件、刀具和机床受周围介质（如空气、水分等）的腐蚀，要求切削液具有一定的防锈作用。 • 2．切削液的种类 • 常用的切削液可分为水溶液、乳化液和切削油三大类。 • 1）水溶液水溶液是以水为主要成份的切削液。 • 2）乳化液乳化液是将乳化油用95％一98％的水稀释而成，呈乳白色或半透明状。 • 3）切削油切削油的主要成分是矿物油，少数采用动植物油或复合油上一页下一页

第四节切削用量的选择 3．切削液的选用 1）粗加工时切削液的选用粗加工时，因加工余量大，所用切削用量大，加工过程产生大量的切削热。 2）精加工时切削液的选用精加工时，因工件表面粗糙度值要求较小，使用切削液的主要目的是提高切削的润滑性能，从而达到降低表面粗糙度的要求。 3）根据工件材料的性质选用切削液切削塑性材料时需用切削液。上一页返回

第五节夹具的选择 • 1.5.1 机床夹具概述 • 1．夹具的定义 • 在数控机床上加工工件时，为了保证加工精度，加工前首先要使工件在机床上有一个正确的位置，即定位。 • 2．机床夹具的作用及分类 • 1）机床夹具的作用机床夹具是机械加工过程中必不可少的部分。 • 在定位的基础上，机床夹具能起到以下作用： • ⑴ 有利于保证工件的加工精度 • ⑵ 可扩大机床的工艺范围 • ⑶ 可提高生产率 • ⑷ 可减轻劳动强度，如采用气动、电动夹紧。下一页

第五节夹具的选择 2）机床夹具的分类 • 机床夹具一般可分为以下五种类型： • ⑴ 通用夹具 • ⑵专用夹具 • ⑶可调夹具 • ⑷ 组合夹具 • ⑸ 随行夹具 • 3．机床夹具的组成 • ⑴ 定位元件起定位作用，用于确定工件在夹具中的正确位置。上一页下一页

第五节夹具的选择 • ⑵ 夹紧装置用于保持工件在夹具中的既定位置，使工件在加工时不致因受到切削力、重力、离心力等外力作用而产生移动。 • ⑶ 连接元件用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置。 • ⑷ 导向元件用于确定刀具相对于夹具的位置，并引导刀具进行加工的元件，称为导向元件。 • ⑸ 夹具体是夹具的本体，用来连接夹具上各个元件或装置，使之成为一个整体，并能保证各元件之间的相对位置。 • ⑹ 其他元件或装置根据加工需要，有些夹具上还可有分度装置、靠模装置、顶出器、定位键及平衡块等其他元件或装置。上一页下一页

第五节夹具的选择 4．夹具的选择 • 在选择夹具时，一般应注意以下几点： • 1）夹具的结构力求简单。 • 2）装卸零件要快速方便，以缩短机床的停顿时间。 • 3）要使加工部位敞开，夹紧机构上的各部件不得妨碍走刀。 • 4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 • 5）为了在一次装夹中能加工出更多的表面，对一些不便用夹具直接安装定位的毛坯，可采用增加工艺凸台或辅助定位面。上一页下一页

第五节夹具的选择 1.5.2 数控机床常用夹具简介 • 1．斜楔夹紧机构 • 斜楔夹紧机构是数控铣床夹具中使用最普遍的机械夹紧机构，这类机构是利用机械摩擦的原理来夹紧工件，是最基本的形式之一。 • 2．螺旋夹紧机构 • 采用螺旋直接夹紧或采用螺旋与其他元件组合实现夹紧的机构，称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构主要由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成，具有结构简单、夹紧力大、自锁性好和制造方便等优点，适用于手动夹紧，是夹具中用得最多的一种夹紧机构。上一页下一页

第一章 数控加工的切削基础