金属加工工艺知识梳理： 1、金工常用的工具和设备
2、金属材料的划线、锯割、锉削、钻孔、攻丝套丝等加工方法 划线：1常用工具：划针、划规、钢直尺、角尺、样冲。 2、注意要领:钢直尺和角尺划线时一般作为导向工具。划针要紧贴导向工具并一次划成。样冲要先倾斜对准再扶正敲击，冲眼主要是为了防止钻孔中心偏移。 锯割：1、常用工具：手锯（钢锯）、台虎钳。 2、注意要领： a.安装锯条时，要让锯条锯齿齿尖朝前，松紧要适中，不能让锯条扭曲。 b.零件一般夹持在台虎钳的左侧，锯割线应竖直并且离台虎钳钳口2—3厘米。 c.起锯一般选择远起锯。起锯角要小，一般为15°。左手拇指要挡住锯条，推锯 用力要小。锯条嵌入2—3mm，就可以换成正常锯姿。 d.正常锯割时，站姿要正确，推拉要有节奏。推锯加适当压力，回拉不加压。锯 程要长。 锉削：1、常用工具：锉刀、台虎钳、角尺。 2、注意要领a.选择锉刀按工件表面形状来选择，锉削平面、凸弧面应选择带平面形 状的锉刀（如：平锉、半圆锉），锉削凹弧面应选择带有凸弧面的锉刀 （如：圆锉、半圆锉）。 b.锉削平面的推锉过程中，左手施力由大变小，右手施力由小变大，以 保证在推锉时，锉刀始终保持水平，并紧贴锉削平面。 钻孔：1、常用工具：台钻、平口钳、手钳。 2、注意要领：a.钻孔步骤：先用划针在圆心位置划好十字交叉线，用样冲在交点上 冲眼；用平口钳或者手钳夹紧工件；选择合适的钻头，装夹到台钻上；调整零件 位置，让钻头对准冲眼；启动台钻，加压进给。 b.二要二不：要集中注意力，要戴防护眼镜。不准戴手套，不能用手 直接扶持小工件、薄工件钻孔，以免造成伤害事故。 攻丝（攻内螺纹）：1、常用工具：丝锥及其扳手、台虎钳。 2、注意要领：攻丝前先倒角（扩孔）。起攻时，单手握住扳手中央位置， 施加一定压力，确保丝锥竖直。攻丝过程中要经常倒转，排除卡在丝锥 丝缝里的铁屑。可适当加入润滑剂。 套丝（套外螺纹）：1、常用工具：板牙及其扳手、台虎钳。 2、注意要领：套丝前先倒角（磨尖）。刚开始套丝时，单手握住扳手中 央位置，施加一定压力，确保板牙中心和圆形棒材中心重合。套丝过程 中要经常倒转，排除卡在板牙丝缝里的铁屑。可适当加入润滑剂。 其他常见工序：淬火：提高材料的硬度与耐磨性。 表面处理：表面刷光，油漆，电镀等。美观，防锈防腐蚀。
1常见的金属切削加工方式有哪些? 答：一般可分为车削加工、铣削加工、钻削加工、镗削加工、刨削加工、磨削加工、齿轮加工及钳工等 2. 切削加工的主要特点是什么？ 答：工件精度高、生产率高及适应性好，凡是要求具有一定几何尺寸精度和表面粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法来制造。 3. 在切削加工过程中，刀具和工件之间的相对运动称为切削运动。按其所起的作用，切削运动分为两类（）、（）。 4.什么是主运动？什么是进给运动？ 主运动切下切屑所必需的基本运动称为主运动。在切削运动中，主运动的速度最高，消耗的功率也最大。 进给运动使被切削的金属层不断投入切削的运动称为进给运动 5.什么是切削要素？ 切削要素是指切削用量和切削层参数 6. 切削用量是(切削速度)、(进给量)及(背吃刀量)的总称。 7.切削速度、进给量、被吃刀量的计算： 1）切削速度 切削速度指主运动的线速度，以v表示，单位为m/s。当主运动为旋转运动时，其切削速度可按下式计算： 式中：D—被切削件（或刀具）的直径，mm； n—被切削件（或刀具）的转速，r/min。 2）进给量 进给量指工件（或刀具）每转一转时，刀具（或工件）沿进给方向移动的距离（也称走刀量），以f表示，单位为mm/r。如主运动为往复直线运动（如刨削、插削），则进给量的单位为mm/次。 3）背吃刀量 背吃刀量指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离（旧称切削深度），以ap表示，单位为mm。 在车床上车外圆时，背吃刀量计算公式为： 式中：D—工件待加工表面的直径，mm； n—工件已加工表面的直径，mm。 8游标卡尺使用有哪些注意事项？ 1、测量前应把卡尺揩干净，检查卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损，把两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和主尺的零位刻线要相互对准。这个过程称为校对游标卡尺的零位。 2、移动尺框时，活动要自如，不应有过松或过紧，更不能有晃动现象。用固定螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应有所改变。在移动尺框时，不要忘记松开固定螺钉，亦不宜过松以免掉了。 3、当测量零件的外尺寸时：卡尺两测量面的联线应垂直于被测量表面，不能歪斜。测量时，可以轻轻摇动卡尺，放正垂直位置，决不可把卡尺的两个量爪调节到接近甚至小于所测尺寸，把卡尺强制的卡到零件上去。这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有
常见八种金属材料及其加工工艺 1、铸铁——流动性 下水道盖子作为我们日常生活环境中不起眼的一部分，很少会有人留意它们。铸铁之所以会有如此大量而广泛的用途，主要是因为其出色的流动性，以及它易于浇注成各种复杂形态的特点。铸铁实际上是由多种元素组合的混合物的名称，它们包括碳、硅和铁。其中碳的含量越高，在浇注过程中其流动特性就越好。碳在这里以石墨和碳化铁两种形式出现。 铸铁中石墨的存在使得下水道盖子具有了优良的耐磨性能。铁锈一般只出现在最表层，所以通常都会被磨光。虽然如此，在浇注过程中也还是有专门防止生锈的措施，即在铸件表面加覆一层沥青涂层，沥青渗入铸铁表面的细孔中，从而起到防锈作用。金属加工微信，内容不错，值得关注。生产砂模浇注材料的传统工艺如今被很多设计师运用到了其他更新更有趣的领域。 材料特性：优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩率、很脆、高压缩强度、良好的机械加工性。 典型用途：铸铁已经具有几百年的应用历史，涉及建筑、桥梁、工程部件、家居、以及厨房用具等领域。 2、不锈钢——不生锈的革命 不锈钢是在钢里融入铬、镍以及其他一些金属元素而制成的合金。其不生锈的特性就是来源于合金中铬的成分，铬在合金的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜，这层薄膜是我们肉眼所看不见的。我们通常所提及的不锈钢和镍的比例一般是18：10。 20世纪初，不锈钢开始作为元才来噢被引入到产品设计领域中，设计师们围绕着它的坚韧和抗腐蚀特性开发出许多新产品，涉及到了很多以前从未涉足过的领域。这一系列设计尝试都是非常具有革命性的：比如，消毒后可再次使用的设备首次出现在医学产业中。 不锈钢分为四大主要类型：奥氏体、铁素体、铁素体-奥氏体(复合式)、马氏体。家居用品中使用的不锈钢基本上都是奥氏体。 材料特性：卫生保健、防腐蚀、可进行精细表面处理、刚性高、可通过各种加工工艺成型、较难进行冷加工。 典型用途：奥氏体不锈钢主要应用于家居用品、工业管道以及建筑结构中;马氏体不锈钢主要用于制作刀具和涡轮刀片;铁素体不锈钢具有防腐蚀性，主要应用在耐久使用的洗衣机以及锅炉零部件中;复合式不锈钢具有更强的防腐蚀性能，所以经常应用于侵蚀性环境。
轮胎面透镜的单点金刚石车削加工工艺技术研究 【摘要】基于较成熟的旋转对称非球面的单点金刚石车削加工工艺，通过大量工艺试验，对工装夹具、车削刀具、切削参数等进行研究，总结出了一套实用的单点金刚石车削轮胎面光学元件的加工工艺。该工艺方法也可以适用于其它离轴非球面的单点金刚石车削加工。 【关键词】单点金刚石车削；轮胎面透镜；离轴；工艺技术 1.引言 轮胎面透镜可用于光束束腰置远、光束偏转小角度等方面，在保证传输中的光束直径、消象散等方面具有传统光学元件难以具备的功能，被日益广泛地应用在国防军事、航空航天、通讯、医疗等领域。本工艺研究基于较成熟的旋转对称非球面的金刚石车削加工工艺，通过大量工艺试验，对工装夹具、车削刀具、切削参数等进行研究，总结出了一套实用的，行之有效的在单点金刚石车床上车削轮胎面光学元件的加工工艺。 2 .金刚石车削加工原理 本文的讨论是基于英国Taylor Hobson公司的Ultraform350单点金刚石车床。该车床是两轴机床，可加工最大直径为350mm的平面、球面、非球面等各类轴对称光学元件。其车削加工原理是，被加工件通过工装夹具吸附于主轴的真空吸盘上，并且光轴和车床Z轴重合，主轴带动被加工元件高速旋转，利用TPG刀具轨迹发生器生成程序，使刀具X、Z两轴插补联动按照光学元件子午曲线轨迹运动，对被加工光学元件进行车削，形成轴对称光学曲面。其中主轴与被加工光学元件的动平衡将影响零件的形状误差和表面波纹度[1]。 图1 单点金刚石车床车削原理简图 3.轮胎面的车削加工工艺 3.1 轮胎面的特点 轮胎面光学元件是非对称光学元件，以光轴为中心，其子午方向和弧矢方向具有不同的曲率半径，在精确要求两个曲率半径的同时，还需要具有很好的面形和表面粗糙度。 3.2 工装夹具 根据金刚石车床加工的特点，夹具采用回转对称结构[2]。设计的工装夹具简图如下： 图2 工装夹具简图 其中轮胎面母体是一椭球体，其子午和弧矢方向的曲率半径分别与被加工轮胎面的两个曲率半径相同。根据被加工轮胎面的外形尺寸，在母体的对称位置去除表面作为轮胎面的定位面，去除深度与被加工轮胎面匹配。轮胎面母体的旋转轴与夹具底座的旋转轴严格重合。夹具上设计了高精度定位槽（与轮胎面的台阶相匹配），确保轮胎面光学元件Ry与台阶之间角度满足轮胎面的设计要求。采用光胶法使被加工轮胎面元件与夹具紧密贴合并粘结轮胎面底面。夹具底座吸附面为高精度研磨面，面形精度PV值小于1um。夹具底座外圆经过精车，垂直度要求0.01mm以内，确保重复定位精度。 根据被加工轮胎面的参数，可以选择2个、4个或6个定位面，即同时加工2个、4个或6个相同的轮胎面。 3.3 车削刀具
机械加工方法 一：车削 车削中工件旋转，形成主切削运动。刀具沿平行旋转轴线运动时，就形成内、外园柱面。刀具沿与轴线相交的斜线运动，就形成锥面。仿形车床或数控车床上，可以控制刀具沿着一条曲线进给，则形成一特定的旋转曲面。采用成型车刀，横向进给时，也可加工出旋转曲面来。车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。车削加工精度一般为IT8—IT7，表面粗糙度为6.3—1.6μm。精车时，可达IT6—IT5，粗糙度可达0.4—0.1μm。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。 二：铣削 主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的。立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高。但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。在切离工件的一般时间内，可以得到一定冷却，因此散热条件较好。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。 顺铣 铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量突然增大，引起打刀。在铣削铸件或锻件等表面有硬度的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。 逆铣 可以避免顺铣时发生的窜动现象。逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。同时，逆铣时，铣削力将工件上抬，易引起振动，这是逆铣的不利之处。 铣削的加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为6.3—1.6μm。 普通铣削一般只能加工平面，用成形铣刀也可以加工出固定的曲面。数控铣床可以用软件通过数控系统控制几个轴按一定关系联动，铣出复杂曲面来，这时一般采用球头铣刀。数控铣床对加工叶轮机械的叶片、模具的模芯和型腔等形状复杂的工件，具有特别重要的意义。 三：刨削 刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动。因此，刨削速度不可能太高，生产率较低。刨削比铣削平稳，其加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为Ra6.3—1.6μm，精刨平面度可达 0.02/1000，表面粗糙度为0.8—0.4μm。 四：磨削 磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒
实用标准文案 金属机械加工的五种基本方法 金属机械加工的五种基本方法摘要：全球最小内径圆锥滚子轴承问世数控轴线定位精度和重复定位精度的确定（上）我国金切机床新产品七成为“数控”Catia，UG，Pro/e的比较与前景赛普变频器在恒压供气系统的应用American Metal SpinningMaxim推出功能强大的可编程传感器信号处理器SINUMERIK 810D/840D 简明调试手册--警报数控线切割机床电气改造滚珠丝杠、直线导轨的现状及技术动向浙江企业为何冷落google？切屑的类型及控制板料成形技术中拉深筋的研究进展高速钢刀具淬火裂纹的原因分析及预防措施微细电火花线切割加工工艺研究数控车床加工工艺分析实例一数控加工中心及其加工电火花精密堆焊的材料选择与工艺优化切削加工进入了高速切削时代数控编程几点概要[标签:tag] 图1 钻削1 钻削机床型号繁多，大小不一。现代机床的种类几乎是无限的。有的机床小得可以安装在工作台上，有的机床大得要建造专门的厂房才能容纳得下。有的机床相当简单，而有的机床的构造和操作非常复杂。不管机床是大是小，是简单还是复杂，都可分为五大类，这五大.
1 钻削 机床型号繁多，大小不一。现代机床的种类几乎是无限的。有的机床小得可以安装在工作台上，有的机床大得要建造专门的厂房才能容纳得下。有的机床相当简单，而有的机床的构造和操作非常复杂。 精彩文档． 实用标准文案 不管机床是大是小，是简单还是复杂，都可分为五大类，这五大类也就是使金属成型的五种基本方法。 钻削是在实心金属上钻孔的加工。使用一种称为麻花钻的旋转钻头。用于钻孔的机床称为钻床。钻床也有多种型号与规格。除钻孔外，钻床还可进行其他加工。钻孔时，工件定位夹紧、固定不动；钻头一面旋转，一面钻入工件(见图1)。 图1 钻削 2 车削与镗孔 普通机床是用于车削工件的最常见的机床。车削是从工件上切除金属的加工。在工件旋转的同时，刀具切入工件或沿着工件车削(见图2)。 镗孔是把金属工件上已钻出或铸出的孔加以扩大或作进一步加工的加工方法。在车床上镗孔是通过单刃刀具一面旋转一面向工件进刀完成的(见图3)。 3 铣削 铣削是使用旋转刀具切除金属的加工，这种刀具具有多个切削刀刃，称为铣刀(见图4)。
单点金刚车快刀伺服加工微透镜阵列工艺探讨 【摘要】单点金刚石车的快刀伺服加工技术可实现复杂面形光学零件的高效优质加工。文中介绍了单点金刚车削以及快刀伺服的技术特点，以及对于加工微透镜的技术工艺路线予以分析和探讨，最后进行了零件的加工试验。 【关键词】单点金刚车；快刀伺服；微透镜阵列 0.引言 随着科学技术和信息化的迅猛发展，红外光学系统得到了飞速发展以及广泛的应用。红外光学元件主要包括红外晶体软脆性材料光学元件和玻璃、碳化硅SiC等硬脆性光学元件，由于红外晶体类光学元件在特定运行条件下，晶体内自发的Raman散射光通过表面时会得到放大。因此，晶体作为优质的光学材料，被较广泛地应用于红外光电仪器等非线性光学领域。但由于晶体材料本身具有质软，易潮解，脆性高，对温度变化敏感，易开裂的特点，因此晶体材料的加工周期很长，而且非常难以加工。尤其光学元件被业界公认为是最难加工的，随着对光学性能指标的要求不断提高，传统的光学元件加工方式已无法满足高精度的晶体材料光学元件的加工要求。 而快刀伺服FTS（Fast Tool Servo）加工技术则是通过驱动金刚石刀具产生高频响，小范围的快速精度进刀运动，并配合高精度的主轴回转和径向进给运动，来完成复杂面形零件的精密高效加工。这种加工方法具有高频响，高刚度，高定位精度等特点，可以重复加工出具有复杂形状的各种异形元件，一次加工即可获得较高的尺寸精度，形状精度和极佳的表面粗糙度，从而能够实现复杂光学面形的高效高精度加工。 1.技术特点 目前，准分子激光加工微投透镜的方法主要是准分子与激光与动态二元掩模法相结合（二元掩模法是指通过使用二元掩模制造微透镜的方法。其主要加工特点为：（1）制造过程简单，（2）制造速度快，（3）制造成本低。但由于自身的特点，所以其本身也有加工上的缺点：制造出的微透镜为非球面微透镜。 而相对来说，使用了单点金刚车的快刀伺服技术由于与有色金属亲和力好，其硬度、耐磨性以及导热性都非常优越，且刀具刃口极为锋利，刃口半径为0.5～0.01μm，同时可适用于加工非金属材料。相对而言，使用了单点金刚车的快刀伺服技术生产效率更高，加工精度更高，重复性好，适合批量生产，加工成本比传统的加工技术明显降低。而且可实现球面和非球面的精密加工。 本文所探讨的是基于单点金刚石车削的快刀伺服技术在微透镜阵列加工的新型工艺研究。微透镜是最重要的微光学元件之一，其几乎被用于所有的微光学系统。目前对于微透镜的定于较多，没有形成统一的定义。通常所说的微透镜一
第二节金属切削加工的基础知识 教学目标： 1.熟悉切削加工的概念、分类、特点及应用。 2.理解切削运动的概念及其分类。 3.掌握切削用量的概念及其应用。 教学重点：切削运动的概念及其应用。 教学难点：切削用量的选择方法及依据。 教学过程： 一、复习与导入 上节课我们学习了金属材料，介绍了碳素钢、合金钢等材料，不同金属材料的性能差别很大；那么这些金属如何进行加工呢？围绕着这个问题，这节课我们来学习金属切削加工的基础知识。 二、新课讲授 1.切削加工概述 金属切削加工就是利用刀具和工件之间的相对（切削）运动，从毛坯或半 成品上切去多余的金属材料，从而获得具有一定加工质量的零件的过程。 （1）切削加工的分类 金属切削加工方式很多，一般可分为车削加工、铣削加工、钻削加工、镗 削加工、刨削加工、磨削加工、齿轮加工及钳工等。 （2）切削加工的特点及应用 工件精度高、生产率高及适应性好，凡是要求具有一定几何尺寸精度和表 面粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法来完成。 2.切削运动和切削用量 （1）切削运动 切削加工时,为了获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的相对运动, 1
2 即切削运动，切削运动按其所起的作用可分为主运动和进给运动 。 ① 主运动 由机床或人力提供的运动，它是刀具与工件之间产生主要的相对运动。在切 削运动中，主运动的速度最高，消耗功率最大。如车削时，主运动是工件的回转 运动，如下图所示。 车削运动和工件上的表面 ② 进给运动 使被切金属层不断地投入切削的运动称为进给运动，是刀具与工件间产生的 附加相对运动。如车削外圆时，进给运动是刀具的纵向运动；车削端面时，进给 运动是刀具的横向运动。 主运动的运动形式可以是旋转运动，也可以是直线运动；主运动可以由工件 完成，也可以由刀具完成；主运动和进给运动可以同时进行，也可以间歇进行； 主运动通常只有一个，而进给运动可以有一个或几个。 （2）切削用量 切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。切削用 量包括切削速度、进给量、背吃刀量三个要素。 ① 切削速度v c 在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度， 它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离,单位为m/min 或 m/s 。 主运动为旋转运动时,切削速度v c 计算公式为: )/min /(1000s m m n d v c 或??=π
各种加工方法的加工精 度 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
各种加工方法的加工精度 一：车削 车削中工件旋转，形成主切削运动。刀具沿平行旋转轴线运动时，就形成内、外园柱面。刀具沿与轴线相交的斜线运动，就形成锥面。仿形车床或数控车床上，可以控制刀具沿着一条曲线进给，则形成一特定的旋转曲面。采用成型车刀，横向进给时，也可加工出旋转曲面来。车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。 车削加工精度一般为IT8—IT7，表面粗糙度为—μm。精车时，可达IT6—IT5，粗糙度可达—μm。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。 二：铣削 主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的。立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高。但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。在切离工件的一般时间内，可以得到一定冷却，因此散热条件较好。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。 顺铣 铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量
突然增大，引起打刀。在铣削铸件或锻件等表面有硬度的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。 逆铣 可以避免顺铣时发生的窜动现象。逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。同时，逆铣时，铣削力将工件上抬，易引起振动，这是逆铣的不利之处。 铣削的加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为—μm。 普通铣削一般只能加工平面，用成形铣刀也可以加工出固定的曲面。数控铣床可以用软件通过数控系统控制几个轴按一定关系联动，铣出复杂曲面来，这时一般采用球头铣刀。数控铣床对加工叶轮机械的叶片、模具的模芯和型腔等形状复杂的工件，具有特别重要的意义。 三：刨削刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动。因此，刨削速度不可能太高，生产率较低。 刨削比铣削平稳，其加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为—μm，精刨平面度可达1000，表面粗糙度为—μm。 四：磨削 磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切削力超过粘合剂强度时，圆钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，形成砂轮的“自锐
七种常用的金属加工方法 组成机器的零件大小不一。金属切削加工方法也多种多样。常用的形状和结构各不相同。有车削、钻削、镗削、刨削、拉削、铣削和磨削等。尽管它加工原理方面有许多共同之处。切削运动形式不同，但由于所用机床和刀具不同，所以它有各自的工艺特点及应用范围。 一、车削 1.1 车削的定义 英文名称：turning 定义：工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。 车削的主运动为零件旋转运动，特别适用于加工回转面，刀具直线移动为进给运动。如图1-1所示。 图1-1 车削加工示意图 由于车削比其他加工方法应用的普遍。车床往往占机床总数的一般的机械加工车间中20%~50%甚至更多。根据加工的需要。如卧式车床、立式车床、转塔车床有很多类型车床、自动车床和数控车床等。卧式车床和立式车床结构如图1-2，1-3，1-4所示。 图1-2 卧式车床和立式车床结构图
图1-3 转塔车床示意图图1-4 转塔刀架结构图 1.2 车削的工艺特点： 1. 易于保证零件各加工面的位置精度 零件各表面具有相同的回转轴线(车床主轴的回转轴线)——一次装夹中加工车削时，同一零件的外圆、内孔、端平面、沟槽等。能保证各外圆轴线之间及外圆与内孔轴线间的同轴度要求。 2. 生产率较高 一般情况下车削过程是连续进行的，不易产生冲击，切削力基本上不发生变化。并且当车刀几何形状、吃刀量和进给量次走刀过程中刀齿多次切入和切出一定时，切削过程可采用高速切削和强切削层（公称横截面积）是不变的切削力变化很小。车削加工既适于单件小批量生产，生产效率高，也适宜大批量生产。 3. 生产成本较低 车刀是刀具中最简单的一种，故刀具费用低，制造、刃磨和安装均较方便。车床附件多，加之切削生产率高，装夹及调整时间较短，故车削成本较低。 4. 适于车削加工的材料广泛 可以车削黑色金属（铁、锰、铬）、有色金属，非金（除难以切削的30HRC（洛氏硬度）以上高硬度的淬火钢件外），塑性材料(有机玻璃、橡胶等)，特别适合于有色金属零件的精加工。某些有色金属零件的硬度较低，塑性较大，若用砂轮磨削，软的磨屑易堵塞砂轮，难以得到很光洁的表面。因此不宜采用磨削加工，当有色金属零件外表粗糙度值要求较小时，而要用车削或铣削等方法精加工。 1.3 车削的应用 车床上使用不同的车刀或其他刀具。如内外圆柱面、内外可以加工各种回转表面，如圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等。加工精度可达IT8~IT7，外表粗糙度Ra值为1.6~0.8 m，精细车的尺寸公差等级可达IT6～IT5，表面粗糙度Ra值为0.4～0.1μm。车削常用来加工单一轴线的零件，还可以加工多轴线的零件(如曲轴、偏心轴等)或盘形凸轮，只需将刀具位置或将车床适当改装。
1 概述 超精密加工，在精度等级上代表了发展的最高阶段。通常，按加工精度等级，可将机械加工分为普通加工、精密加工、超精密加工三个不同阶段。随着生产技术的不断发展，划分的界限也逐渐向前推移。就加工精度等级而言，当前普遍认为：精密加工的精度为1-0.1mμ、表面粗糙度为Ra 0.1-0.025mμ；超精密加工的精度高于0.1mμ、表面粗糙度Ra小于0.025mμ。精密和超精密加工主要包括下列三种不同的工艺技术：(1)超精密切削加工；(2)精密和超精密磨削和研磨；(3)精密特种加工，如电子束、离子束加工技术等。单点金刚石车削（SPDT）加工技术（图1）是超精密加工中常用的技术。由于金刚石的硬度高、耐磨性强、导热性优越，金刚石刀具的刃口可以非常锋利（刃口半径可以小于0.05mμ甚至更小），而且金刚石与有色金属的亲和力小。对于铜、铝等有色金属以及塑料可以采用单点金刚石车削的方法，进行数控加工，直接得到超精密的光学表面。 图1 金刚石刀具与单点金刚石车削设备 有限单元法作为一种计算机仿真技术与求解方法，已经被广泛应用于科学研究的各个领域。计算机仿真实验的方法减少了物理实验的成本，加速了实验的过程。近年来，有限元仿真方法也被广泛的应用于加工过程的仿真中，作为一种预测切削力与工件表面质量的工具。本文主要介绍使用MSC.Marc进行单点金刚石车削原理的仿真方法。 2 超精密单点金刚石车削原理 理想状态下，采用圆弧刃单点金刚石刀具进行超精密撤销加工时，在工件加工表面形成轮廓峰和轮廓谷，它们之间的距离，就是所谓的理论残留高度或者理论粗糙度（如图2a）。
图2 单点金刚石切削原理示意图 在实际超精密切削塑性金属时，主切削刃和前刀面的主要任务是去除金属，切削层在前刀面的挤压作用下发生剪切滑移和塑性变形，然后形成切屑沿前刀面流出（如图2b）。前刀面的形状直接影响塑性变形的程度、切屑的卷曲形式和切屑刀具之间的摩擦特性，并直接对切削力、切削温度、切屑的折断方式和加工表面质量形成显著影响。主切削刃是前刀面和后刀面的交线。实际上前刀面和后刀面的交线不可能为理想直线，而是一微观交接的曲线。该曲线的形状可以近似用与其在不同位置的法平面相交成交线的平均曲率半径来反映，称其为刃口半径ρ。切削时刃前区的应力状态十分复杂，应力集中造成金属中位错集中，导致金属产生塑性变形和滑移分离，一部分金属成为切屑沿前刀面流出，另一部分金属经后刀面熨压留在已加工表面。因为两部分金属运动方向不同，必然使刀具刃口前金属呈拉伸状态，拉应力使刃前区金属的抗剪能力下降，在刀刃的直接作用下，金属产生滑移分离。刃口半径越小，应力越集中，变形越容易，切削力越小，加工表面质量越好。另外，切削层金属被通过分流点O且平行于已加工表面的分流线分为两部分，分流线以上的材料沿前刀面流出，分流线以下的塑性变形层被O点以下的刀刃熨压后成为已加工表面。经过熨压以后，刀刃下方的材料产生严重的压缩变形，对已加工表面质量产生直接的影响。 3 切削过程的有限元仿真 3.1 有限元仿真平台的选择 有限元仿真的大型的通用商业软件有NASTRAN、ASKA、SAP、ANSYS、MARC、ABAQUS、JIFEX等，这些软件包含了众多的单元形式、材料模型及分析能力，并具有网格自动划分、结果分析和显示等前后处理功能[2]。切削过程的有限元仿真属于非线性问题，材料将发生大变形，需要仿真平台需要具有网格自适应重划分功能。MSC.Marc的全局网格重划分功能为此需求提供了必要的支持，而且MSC.Marc具有强大的求解非线性问题的能力，也为用户提供了丰富的用户子程序接口，使得用户可以通过Fortran程序进行二次开发，自定义复杂的材料模型。相比较以往采用ABAQUS、Deform2D、Thirdwave AdvantEdge等软件进行的有限元仿真模型，MSC.Marc为用户提供了更强大而且更简便的解决方案。 3.2 切削模型的建立 切削过程的有限元仿真的关键问题之一是对切削产生的原理进行建模仿真。旧有的建模方法要在切屑与工件之间预先设定分离准则（包括几何分离准则和物力分离准则），即当变形达到某一预设条件或某一物理量（如应力、等效塑性应变、或应变能密度等）达到预定值的时候，切屑将从预设的位置进行断开。
资料由：https://www.doczj.com/doc/166413575.html,提供！！ 金属切削加工的特点和发展方向 金属切削加工的特点和发展方向--1.切削加工的特点金属切削加工是用刀具从毛坯(成型材)上切去多余的金属.使零件获得符合图纸耍求的几何形状、尺寸和表面质最的加工过程。凡精度要求较高的机械零件，除了很少一部分是采用精密铸造或精密锻造以及粉末冶金和工程塑料压制成形等方法直接获得外，绝大部分零件还要命切俐加工的方法来保证，因此切削加工在机械制造业中占有十分重要的地位.目前占机械制造总工作盈的40% -60%。切削加工多用于金属材料的加工，也可用于某些非金属材料的加工，对子零件的形状和尺寸一般不受限制。可加工如外圈、内圈、谁面、平面、螺纹、齿形及空间曲面等各种狱面。目前切削加工的尺寸公差等级一般为IT12-113，表面粗性度R.为25 -0.0085m，2.切刚加工的发展方向传统的切削加工基本方法有车削、铣削、刨例、钻削和磨削等.它们是在相应的车床、锐床、刨床、钻床和解床F.进行的。随肴科学技术和现代工业的飞速发展.材料技术、新能派技术等新技术与制造技术的相互交X、相互融合，传统意义上的切俐加工正在朝粉高精度、高效率、自动化、柔性化和钾能化方向发展.与之相适应的加工设备也正朝着数控机床、精密和超梢密机床发展，刀具材料朝着超硬材料方向发展，加工精度向粉纳米级遇近。21世纪的切削加工，由于数控技术、精密和超精密技术的普及和应用，加工精度达到0.0015m(即纳米级)将不再困难，而且还会向原子级遇近;由于像肉瓷、玻晶金剐石(PCD).砚晶立方氮化.(PCBN)等超硬刀具材料的普及应用，切削速度也将高达每分钟数千米。
技师学院 机械安装与维修系金属切削刀具基本知识郝赫（编）
金属切削刀具基本知识 1 金属切削的基本要素 1.1 机械制造过程概述 机器是由零件、组件、部件等组成的，一台机器的制造过程包含了从零件、部件加工到整机装配的全过程，这一过程可以用图1所示的系统图来表示。 首先，从图中可以看出机器中的组成单元是一个个的零件，它们都是由毛坯经过相应的机械加工工艺过程变为合格零件的，在这一过程中要根据零件的设计信息制订每一个零件的适当加工方法，加工成在形状、尺寸、表面质量等各方面都符合加工使用要求的合格零件。 其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件，部件是由若干组件、套件和零件在一个基准零件上装配而成的，部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能，这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的，部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。 最后，在一个基准零部件上把各个部件、零件装配成一个完整的机器，我们把零件和部件装配成最终机械产品的过程称为总装过程，总装过程是依据总装工艺文件进行的，在产品总装后，还要经过检测、试车、喷漆、包装等一系列辅助过程最终形成合格的产品，如一辆汽车就是经过这样的机械制造过程而生产出来的。 图1 机械制造过程的构成
1.2机械加工工艺系统 从机械制造的整个过程来看，机器的最基本组成单元为零件，也就是首先要制造出合格的零件，然后组装成部件，再由零、部件装配成机器，因此，制造出符合要求的各种零件是机械加工的主要目的，而机械加工中绝大部分材料是金属材料，故机械加工主要是对各种金属进行切削加工。 零件的表面通常是几种简单表面如平面、圆柱面、圆锥面、球面、成形表面等的组合，而零件的表面是通过各种切削加工方法得到的，其中在金属切削机床上利用工件和刀具彼此间协调的相对运动切除被加工零件多余的材料，获得在形状、尺寸和表面质量都符合要求的这种加工方法称为金属切削加工。 金属切削加工常作为零件的最终加工方法，它需要用金属切削刀具直接对零件进行加工，它们之间要有确定的相对运动和承受很大的切削力，通常需在金属切削机床上进行加工，零件和刀具需通过机床夹具和刀架与机床进行可靠的联接，带动它们做相对的运动，实现切削加工，这种由金属切削机床、刀具、夹具和工件构成的机械加工封闭系统称为机械加工工艺系统（如图2所示），其中金属切削机床是加工机械零件的工作机械，起支承和提供动力作用；刀具起直接对零件进行切削加工作用；机床夹具用来对零件定位和夹紧，使之有正确的加工位置。本章就围绕机械加工工艺系统四个组成部分进行分析，阐述机械零件加工的整个过程。 图2 机械加工工艺系统的构成 1.3主要切削加工工艺简介
第一章 金属切削加工基础知识 一、填空题 1、切削运动包括 ________________ 运动与 _______________ 运动。 ____ 运动消耗功率最 大 2、切削三要素有 ______________ 、 _______________ 与 ________________ 。 3、切屑的种类有 ____________ 、 ____________ 、 _____________ 与 _____________ 。 4、切削力由于大小与方向都不易确定，为便于测量、计算和反映实际作用的需要，将合力 F 分解为 3 个分力： ___________ 、 ____________ 与 ___________。 5、在切削过程中，当系统刚性不足时为避免引起振动，刀具的前角应大些 ____________ ，主 偏角应 _________ 。 6、指出什么加工表面 7、在车外圆时， 工件的回转运动属于 _____ ，刀具沿工件轴线的纵向移动属于 _________ 8、影响切削力的因素有 _____________ 、 ___________ 与 ____________ 。 9、车细长轴时，长采用 90 度 ________ 车刀，以减少弯曲振动与变形。 10、零件的加工质量包括 ____________ 与 ___________ 。 二、选择题 A 、 第Ⅰ变形区 B 、 第Ⅱ变形区 C 、 第Ⅲ变形区 D 、 第Ⅳ变形区 2、在正交平面内度量的基面与前刀面的夹角为（ ）。 3、切屑类型不但与工件材料有关，而且受切削条件的影响。如在形成挤裂切屑的条件下， 若 加大前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到（ ）。 A 、 带状切屑 B 、 单元切屑 C 、 崩碎切屑 D 、 挤裂切屑 4、切屑与前刀面粘结区的摩擦是（ ）变形的重要成因。 A 、 第Ⅰ变形区 B 、 第Ⅱ变形区 C 、 第Ⅲ变形区 D 、 第Ⅳ变形区 5、切削用量中对切削力影响最大的是（ ）。 A 、 切削速度 B 、 背吃刀量 C 、 进给量 D 、 切削余量 6、精车外圆时采用大主偏角车刀的主要目的是降低（ ）。 A 、 主切削力 F c B 、 背向力 F p C 、 进给力 F f D 、 切削合力 F 7、切削用量三要素对切削温度的影响程度由大到小的顺序是（ ）。 8、积屑瘤是在（ ）切削塑性材料条件下的一个重要物理现象。 1、金属切削过程中，切屑的形成主要是（ ）的材料剪切滑移变形的结果。 A 、 前角 B 、 后角 C 、 主偏角 D 、 刃倾角 A 、 v c a p f B 、
复习题 一、名词解释 1．落料、冲孔 2．焊接 3．顺序凝固和同时凝固 4．缩孔、缩松 5．直流正接和直流反接 6．自由锻造与模型锻造 7．焊接与钎焊 8．金属焊接性 9．粉末冶金 10.熔模铸造 11.消失模铸造 12.熔化焊 13.冲裁 二、填空题 ?1、铸件中可能存在的气孔有析出性气孔、反应性气孔、侵入性气孔三种。 ?2、金属粉末的基本性能包括、、以及等。 ?3、砂型铸造常用的机器造型方法有、、、等。 ?4、影响金属焊接的主要因素有、。 ?5、机械制造技术是以设计为中心的产品技术和以工艺为核心的过程技术构成的。 ?5、粉末压制生产技术流程为、、、、。 ?6、影响液态金属充型能力的因素有、、、四个方面。 ?7、金属材料的可锻性常用和_____来综合衡量。 ?8、熔化焊接用焊条通常由焊芯和药皮组成，其中焊芯的主要作用 为、等。 ?9、金属塑性变形的基本规律是定律和定律。 ?10、一般砂型铸造技术的浇注系统结构主要由，，，组成。 ?11、硬质合金是和粉末混合，，并经而形成的一类粉末压制品。 ?12、液态金属浇入铸型后，从浇注温度冷却到室温都经历，，三个互相关联的收缩阶 段。 ?13、按照熔炉的特点，铸造合金的熔炼可分为、、、等。 ?14、金属粉末的制备方法主要有、、等。 ?15、焊接过程中对焊件进行了，是产生焊接应力和变形的根本原因。 ?16、根据钎料熔点不同，钎焊可分为和两大类，其温度分界为。 ?17、固态材料的连接可分为，两种。 ?18．铸造成形过程中，影响合金收缩的因素有、、、。 ?19、金属的焊接性是指，其评定的方法有、。 ?20、按金属固态成形的温度将成形过程分为两大类其一是，其二是，它们以______ 为分界限。 ?21、模锻时飞边的作用是，， 。 22、铸造缩孔形成的基本条件是，缩松形成的基本条件是。 ?23、铸造过程中液态金属除通过重力注入铸型外，还有：、、、、等注入方式。
金属加工《金属切削基础知识》练习题 一.判断题(本大题共33小题) 1.金属切削加工是用切削刀具将坯料或工件上多余材料切除，以获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的方法。 （） 2.主运动是切下切屑所需要的最基本的运动。任何切削过程，通常只有一个主运动，最多不超过两个主运动。（） 3.钻削加工时，钻头旋转是主运动，钻头的轴向移动是进给运动。（） 4.进给运动可以有一个或几个，运动形式有平移的、旋转的，有连续的、间歇的。（） 5.从几何学角度看，各种形状机械零件的表面都是由圆柱面、圆锥面、平面和各种成形面组成。（） 6.切削加工时，主运动通常是速度较低，消耗功率较小的运动。（） 7.切削速度是指切削加工时，刀具切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度。车削加工的主运动为旋转运动，切削速度为最大线速度。（） 8.车削时，工件每转一转刀具沿进给方向移动的距离为切削速度。（） 9.车削时，待加工表面与已加工表面的垂直距离称为进给量。（） 10.切削加工时，切削热传入刀具使刀头温度升高，刀头温度称为切削温度。（） 11.刀具两次刃磨之间实际切削的时间称为刀具寿命。（） 12.有经验的操作者常根据切削过程中切屑变色发毛、切削力突然增
大、振动与噪声以及表面粗糙度值显著增大等异常现象，来判断刀具是否已磨钝。（） 1 / 6 13.对低碳钢进行退火，对高碳钢进行正火，可改善切削加工性。（） 14.硫、硅、铅、铝元素能改善切削加工性，常用来制造易切削钢。（） 15.当切削余量太大时,可分几次切削,第一次进给应尽量将背吃刀量 取小些。（） 16.车削加工时形成待加工表面、已加工表面、未加工表面三种表面。（） 17.车削加工时，切削用量三个基本参数是切削速度、进给量和背吃 刀量。（） 18.金属切削时，刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。（） 19.车刀切削部分三面是指前刀面、后刀面和副刀面。（） 20.常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料等。（） 21.切削过程中的物理现象包括切削力、切削热、切削变形和积屑瘤等。（） 22.金属切削过程中的各种物理现象是由于金属变形和摩擦引起的。（） 23.根据切削材料和切削条件不同，常见的切屑种类有带状切屑、节 状切屑、崩碎切屑三种。（）
第一章铸造 一、填空题 1、根据生产方法的不同，铸造可分为和两大类。 2、的制作是铸造工艺过程中的主要工序。 3、型砂是由和混合搅 拌而成。 4、铸件常见的缺陷有、、、、、 和。 5、特种铸造常用方法有、、、、 和。 6、制造砂型时，使用模样可以获得与零件外部轮廓相似的； 7、铸造是将熔融金属、或型腔中，待其 后得到的铸件的方法。 8、型砂和芯砂均应具有一定的、、和。 二、判断 1．面砂、填充砂、单一砂及型芯砂均属型砂。（） 2．模样必须按照零件图的要求制造。（） 3．铸件中的气孔能增加毛坯材料的透气性。（） 4．金属型铸造是将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。（） 5．任何形状的零件均可通过铸造获得。（） 6．型砂的耐火度不足，铸件则易产生气孔。（） 三、选择题 1．型砂抵抗外力破坏的能力称为（）。 a．韧性b．强度c．硬度d．塑性e．疲劳强度 2．铸型表面直接与液体金属接触的一层型砂是（）。 a．面砂b．填充砂c．型芯砂d．单一砂 4·单件小批量生产铸件时采用（）。 a．手工造型b．机器造型c．失蜡造型 6．铸件的清理主要是去除（）。 a．表面粘砂b．浇冒口 c．毛刺。d．模样 7．在型腔表面刷一层石墨涂料，可提高其耐火性，从而防止铸件产生（）。 a．裂纹b．气孔c．粘砂d．砂眼 8．铸件产生砂眼缺陷的基本原因是液态金属（）。 a．浇注速度过快b．浇注温度过低c．浇注速度过慢 9．防止铸件产生裂纹的基本方法之一是（）。 a．提高型砂质量b．提高浇注温度c．使铸件壁厚均匀 10．金属型铸造与砂型铸造相比，前者（）。 a．冷却速度较慢b．铸件结晶较致密c．适用范围较广d．生产成本低
各种加工方法的加工精度 一：车削 车削中工件旋转，形成主切削运动。刀具沿平行旋转轴线运动时，就形成内、外园柱面。刀具沿与轴线相交的斜线运动，就形成锥面。仿形车床或数控车床上，可以控制刀具沿着一条曲线进给，则形成一特定的旋转曲面。采用成型车刀，横向进给时，也可加工出旋转曲面来。车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。 车削加工精度一般为IT8—IT7，表面粗糙度为—μm。精车时，可达IT6—IT5，粗糙度可达—μm。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。 二：铣削 主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的。立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高。但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。在切离工件的一般时间内，可以得到一定冷却，因此散热条件较好。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。 顺铣 铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量突然增大，引起打刀。在铣削铸件或锻件等表面有硬度的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。 逆铣 可以避免顺铣时发生的窜动现象。逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。同时，逆铣时，铣削力将工件上抬，易引起振动，这是逆铣的不利之处。 铣削的加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为—μm。 普通铣削一般只能加工平面，用成形铣刀也可以加工出固定的曲面。数控铣床可以用软件通过数控系统控制几个轴按一定关系联动，铣出复杂曲面来，这时一般采用球头铣刀。数控铣床对加工叶轮机械的叶片、模具的模芯和型腔等形状复杂的工件，具有特别重要的意义。 三：刨削刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动。因此，刨削速度不可能太高，生产率较低。