第一章铣削的基础知识
§1-1铣床简介
§1-2铣刀简介
§1-3铣削运动和铣削用量
§1-4切削液
§1-5常用量具
§1-1铣床简介
?教学目的
掌握常用铣床主要部件的名称、功用和结构特点。
?教材分析
铣床是进行铣削加工的基本设备，了解常用铣床的结构、牌号及功用是展开后续教学的基础，所以本节内容虽无难点，但对学生进一步学习铣削加工知识，使学生对本课程产生学习兴趣起着至关重要的作用。
铣床简介
?铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的形面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。
?最早的铣床是美国人惠特尼于1818年创制的卧式铣床；为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于1862年创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形；1884年前后又出现了龙门铣床，二十世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。
机床型号
机床型号是表示机床结构
特征和技术特性并以国家标准为规范的统一符号。
机床的类代号
?机床按工作原理划分为11类
?机床的类代号用大写的汉语
拼音字母表示，
铣床——X 车床——C
磨床——M 刨床——B
机床的通用特性代号
通用特性高
精
密
精
密
自
动
半
自
动
数
控
加
工
中
心
（
自
动
换
刀
）
仿
形
轻
型
加
重
型
简
式
或
经
济
型
柔
性
加
工
单
元
数
显
高
速
代
号
G M Z B K H F Q C J R X S
读
音
高密自半控换仿轻重简柔显速
机床的组、系代号及主参数
?每类机床分成10个组，每组又分为10个系?机床的组和系各用一位阿拉伯数字表示?
主参数用折算值表示：
当折算值大于1时，取整数
当折算值小于1时，取小数点后第一位数并在前面加零
不同机床规定的折算系数有所不同
常见铣床——XJ系列仪表铣床
这是一种小型的铣床，用于加工仪器仪表和其他小型零件；工具铣床主要用于模具和工具制造，配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件，还可进行钻削、镗削和插削等加工。
悬臂及滑枕铣床
?
X336立柱式悬臂端面铣床
?
XK5646立式数控升降台滑枕铣床
?
铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动
?
滑枕式铣床：主轴装在滑枕上的铣床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动
龙门铣床——X2010
床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工。
平面铣床
用于铣削平面和成形面的铣床，床身水平布置，通常工作台沿床身导轨纵向移动，主轴可轴向移动。它结构简单，生产效率高。
仿形铣床——XFY6325
仿形铣床：对工
件进行仿形加工
的铣床。一般用
于加工复杂形状
的工件。
升降台铣床（立式、卧式）
?具有可沿
床身导轨
垂直移动
的升降台
的铣床，
通常安装
在升降台
上的工作
台和滑鞍
可分别作
纵向、横
向移动。
?X5040（X53K）?XD6032A
X6132铣床——卧式万能升降台铣床
视频
X6132的结构
X5032铣床
?与X6132铣床的规格、操纵机构、传动变速机构等均基本相同
?主轴零位与工作台面垂直，并可在平行与纵向进给方向的铅垂面内偏转±45°
?工作台与横向溜板间没有回转盘，工作台在水平面内不能搬角度
床身铣床——XK7710A
?工作台不能升降，可沿
床身导轨作纵向移动，
铣头或立柱可作垂直移
动的铣床
?数控滑枕式床身铣床
万能工具铣床
?用于铣削工具
模具的铣床，
配有立铣头、
万能角度工作
台和插头等多
种附件，还可
进行钻削、镗
削和插削等加
工，加工精度
高，加工形状
复杂。
X8130
?X8126C?
摇臂铣床
摇臂装在床身顶部，铣头装在摇臂一端，摇臂可在水平面内回转和移动的铣床。
其他类型的铣床
微型钻铣床
高新技术——虚拟轴五面加工铣床
虚拟轴铣床，由基座与运动平台及其间六根(或三根)可伸缩杆件组成。通过数控伺服系统，令伸缩的杆件带动运动平台动作，使主轴部件作任意轨迹的运动，从而使铣刀在工件上加工出复
杂的三维曲面
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虚拟轴五面加工铣床
虚拟轴五面加工铣床
第一章铣削的基础知识 §1-1铣床简介 §1-2铣刀简介 §1-3铣削运动和铣削用量 §1-4切削液 §1-5常用量具
§1-1铣床简介 ?教学目的 掌握常用铣床主要部件的名称、功用和结构特点。 ?教材分析 铣床是进行铣削加工的基本设备，了解常用铣床的结构、牌号及功用是展开后续教学的基础，所以本节内容虽无难点，但对学生进一步学习铣削加工知识，使学生对本课程产生学习兴趣起着至关重要的作用。
铣床简介 ?铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的形面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。 ?最早的铣床是美国人惠特尼于1818年创制的卧式铣床；为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于1862年创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形；1884年前后又出现了龙门铣床，二十世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。
机床型号 机床型号是表示机床结构 特征和技术特性并以国家标准为规范的统一符号。
机床的类代号 ?机床按工作原理划分为11类 ?机床的类代号用大写的汉语 拼音字母表示， 铣床——X 车床——C 磨床——M 刨床——B
机床的通用特性代号 通用特性高 精 密 精 密 自 动 半 自 动 数 控 加 工 中 心 （ 自 动 换 刀 ） 仿 形 轻 型 加 重 型 简 式 或 经 济 型 柔 性 加 工 单 元 数 显 高 速 代 号 G M Z B K H F Q C J R X S 读 音 高密自半控换仿轻重简柔显速
职业技能鉴定题库统一试卷初 级 铣 工 知 识 试 卷 注 意 事 项 1、考试时间：120分钟。 2、本试卷依据2001年颁布的《铣工国家职业标准》命制。 3、请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、准考证号和所在单位的名称。 4、请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。 5、不要在试卷上乱写乱画，不要在标封区填写无关的内容。 一、单项选择(第1题～第80题。选择一个正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。每题1分，满分80分。) 1. 下列选项中属于职业道德范畴的是( )。 A 、企业经营业绩 B 、企业发展战略 C 、员工的技术水平 D 、人们的内心信念 2. 市场经济条件下，职业道德最终将对企业起到( )的作用。 A 、决策科学化 B 、提高竞争力 C 、决定经济效益 D 、决定前途与命运 3. 下列关于诚实守信的认识和判断中，正确的选项是( )。 A 、一贯地诚实守信是不明智的行为 B 、诚实守信是维持市场经济秩序的基本法则 C 、是否诚实守信要视具体对象而定 D 、追求利益最大化原则高于诚实守信 4. 下列关于勤劳节俭的论述中，不正确的选项是( )。 A 、企业可提倡勤劳，但不宜提倡节俭 B 、“一分钟应看成是八分钟” C 、勤劳节俭符合可持续发展的要求 D 、“节省一块钱，就等于净赚一块钱” 5. 用“几个相交的剖切平面”画剖视图，说法正确的是( )。 A 、应画出剖切平面转折处的投影 B 、可以出现不完整结构要素 C 、可以省略标注剖切位置 D 、当两要素在图形上具有公共对称中心线或轴线时，可各画一半 6. 使钢产生冷脆性的元素是( )。 A 、锰 B 、硅 C 、磷 D 、硫 7. ( )属于高速钢。 A 、GCr6 B 、9SiCr C 、W18Cr4V D 、5CrMnMo 8. 钢经过淬火热处理可以( )。 A 、降低硬度 B 、提高硬度 C 、降低强度 D 、提高塑性 考 生 答 题 不 准 超 过 此 线
一入门知识 本课题主要讲述的内容： 1. 数控铣床安全操作规程 2. 数控铣削在工业生产中的地位及加工范围 3. 编程基础知识(一)： ①机床的坐标轴及运动代号； ②基本指令； ③加工程序编制初步； 实训目的： 1.了解掌握数控铣床的安全操作及基本指令和基础编程知识。 2. 了解掌握机床坐标轴的判别方式和动运代号，运动方向。 一、安全文明生产 (一) 文明生产 1. 严格遵守车间记律，准时上下班； 2. 操作结束要清扫机床和清洁量具； 3. 下班前要清扫工场、清点和清洁量具、清点和清洁刀具、清理整齐工件和毛坯； 4. 废品工件加工、折断的刀具必须回收，不得丢弃和藏幂； 5. 严禁不文明行为。 (二) 安全生产 1. 严禁在工场追逐、打闹、快速奔跑； 2. 严禁着拖鞋、高跟鞋，严禁着不符合工作服要求的服装（如
宽大的、衣领或套袖上有装饰带的），头发长的同学必须戴帽子，头 发必须盘在帽子内； 3. 操作机床严格按照老师规定的步骤执行； 4. 一台机床只能单人操作！同组其他同学在旁边只能观察操作 过程、口头指出错误，严禁动手！唯一的例外是：发生紧急情况时， 可代操作者拍按“急停”按钮！ 5. 发生事故要及时停机，并马上报告老师处理；严禁私自处理！严禁隐瞒不报！ 6. 对刀时要及时调整“进给倍率”旋钮（按键）：刀具远离工件时（大于50mm），可用较大倍率；靠近工件时（50～10mm），必须用较小倍率（10％～20％）；准备切到工件时（1～10mm），必须选用1～2％倍率档！ 7. 加工工件过程：检查平口钳装夹是否牢靠→正确装夹工件→ 对刀、设置坐标偏置→登录程序→检查程序→提高坐标偏置（如G54）中的Z坐标偏置100mm（即 +Z 方向）→正确设置刀具补偿→选择“空运行”、“单段”之后，自动运行程序；观察走刀轨迹是否正确。若正确，则取消“空运行”、恢复坐标偏置、保留“单段”→开始加工； 8. 切削前必须确认已经取消“空运行”、调整“进给倍率”旋钮（按键）到较低档、坐标偏置正确、“单段”已经选用。切入工件后 可取消“单段”、调整“进给倍率”到100％或适当倍率； 9. 加工过程必须值守在机床操作位； 10. 严格遵守学校颁布的《数控铣床安全操作规程》。
第二十讲 铣削加工基础知识 一、铣削用量： 铣削时的铣削用量由切削速度、进给量、背吃刀量(铣削深度)和侧吃刀量(铣削宽度)四要素组成。其铣削用量如下图所示。 a)在卧铣上铣平面 b)在立铣上铣平面 铣削运运及铣削用量 1.切削速Vc ，切削速度Vc 即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算： 式中： —切削速度(m/min) d —铣刀直径（mm ）； n —铣刀每分钟转数（r/min ）。 2.进给量?，铣削时，工件在进给运动方向上相对刀具的移动量即为铣削时的进给量。由于铣刀为多刃刀具，计算时按单位时间不同，有以下三种度量方法。 1000 dn π =
⑴每齿进给量? (mm/z)指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即 Z 铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离），其单位为每齿mm/z。 ⑵每转进给量?，指铣刀每一转，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转，工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/r。 ⑶每分钟进给量vf，又称进给速度，指工件对铣刀每分钟进给量（即每分钟工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/min。上述三者的关系为， 式中Z—铣刀齿数 n—铣刀每分钟转速（r/min）， 3.背吃刀量(又称铣削深度ap)，铣削深度为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸（切削层是指工件上正被刀刃切削着的那层金属），单位为mm。因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故铣削深度的标示也有所不同。 侧吃刀量(又称铣削宽度a )，铣削宽度是垂直于铣刀轴线方向测量的切削层 e 尺寸，单位为mm。 铣削用量选择的原则：通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，这样选择是因为切削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响最小；精加工时为减小工艺系统的弹性变形，必须采用较小的进给量，同时为了抑制积屑瘤的产生。对于硬质合金铣刀应采用较高的切削速度，对高速钢铣刀应采用较低的切削速度，如铣削过程中不产生积屑瘤时，也应采用较大的切削速度。 二、铣削的应用
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
《金属切削加工基础》复习题 一、选择题 1．在车外圆时，工件的回转运动属于C 主运动，刀具沿工件轴线的纵向移动属于B 进给运动。 2．车外圆时，车刀随四方刀架逆时针转动θ角后，工作主偏角κr将 A 增大，工作副偏角κr’将A减小。 3．积屑瘤发生在第C Ⅱ变形区，加工硬化发生在第C Ⅲ变形区。4．在加工条件相同时，用A 陶瓷刀具刀具产生的切削力最小。 5．下列哪种切屑屑形不属于可接受的屑形A 带状切削。 6. 生产中常用的切削液，水溶性的切削液以C冷却为主，油溶性切 削液以C润滑为主。 7．加工塑性材料、软材料时前角A 大些；加工脆性材料、硬材料时前角A小些。 8 ．高速钢刀具切削温度超过550~600时工具材料发生金相变化，使 刀具迅速磨损，这种现象称为A 相变磨损磨损。 9．不能用于加工碳钢的是C PCD刀具。 10．主偏角、副偏角、刀尖角，三个角之和等于 B 180° 二、填空题 1．切削用量三要素切削速度Vc、进给量f、背吃刀量a p （切削深度）。2．刀具材料种类繁多，当前使用的刀具材料分4类：工具钢，硬质合金，陶瓷，超硬刀具材料。一般机加工使用最多的是高速钢和硬质合金。
3．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：切削力F c（主切削力F z），背向力F p（切深抗力F y），进给力F f（进给抗力F x）。 4．切削液的作用有冷却作用、润滑作用、排屑和洗涤作用、防锈作用。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，主偏角应大些。 6．外圆车削时，在刀具4个标注角度中，对切削温度影响较大的角度是γ和K r。 三、判断题 1. 车外圆时，切削刃上各点的切削速度相同。（×） 2．工件材料相对加工性指标Kr越小，材料的切削加工性越好，材料越容易加工。（×） 3．水溶性切削液以冷却为主，常用于精加工和复杂刀具加工中。（×） 4．高速切削时，切削液对表面粗糙度影响不明显。（√） 5．背向力F p（切深抗力F y）不消耗功率。（√） 6．刀具的寿命等于刀具的耐用度（耐用度指一次刃磨到下一次刃磨的切削时间）。（×） 7. 钨钴类硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于 加工脆性材料，有色金属及非金属。 (√ ) 8. 刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。（√） 9. 切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了
金属切削的基本知识 切削液的配比 （1）苏打水 苏打（无水碳酸钠）：1% 亚硝酸钠：0.25%---0.6% 水：余量 将上述物质，加以3---4倍质量的热水（水温40---50度），搅拌3---5分钟，再加入剩余质量的水，再搅拌5分钟。 优点：冷却性能好，防腐蚀作用，良好的洗涤性，成本低 （2）乳化液 取1.5%---2.5%左右的乳化油，先用少量的温水融化，然后倒入储有足量水的水箱中即可。但要求有较高的防锈，防腐蚀性能时，加入苏打和亚硝酸钠各0.2%左右。 优点：具有良好的冷却性能和润滑性能，有防腐蚀作用。 常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等。 (1) 碳素工具钢（如T10、T12A）及合金工具钢（如9SiCr）特点是淬火硬度较高，价廉。但耐热性能较差，淬火时易产生变形，通常只用于手工工具及形状较简单、切削速度较低的刀具。 (2) 高速钢高速钢是含有较多W、Mo、Cr、V 等元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的硬度（热处理硬度可达HRC62-67）和耐热性（切削温度可达500-600°C）。它可以加工铁碳合金、非铁金属、高温合金等广泛的材料。高速钢具有高的强度和韧性，抗冲击振动的能力较强，适宜制造各类刀具。但因耐热温度较硬质合金低，故不能用于高速切削。常用牌号分别是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等。 (3) 硬质合金硬质合金是在高温下烧结而成的粉末冶金制品。具有较的硬度(70～175HRC)，能耐850℃～1000℃的高温，具有良好的耐磨性和耐热性以及高硬度。因而其切削速度比高速钢刀锯提高2到3倍，主要用于高速切削，但其强度、韧性和工艺性不如高速钢，因此通常将硬质合金焊接或机械夹固在刀体（刀柄）上使用（如硬质合金车刀）。常用的硬质合金有钨钴类（YG类）、钨钛钴类（YT类）和钨钛钽（铌）类硬质合金（YW类）三类。 ① 钨钴类硬质合金（YG类） YG类硬质合金主要由WC和Co组成， YG类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较好，不易崩刃，很适宜切削切屑呈崩碎状的铸铁等脆性材料。常用的牌号有YG3、YG6、YG8等。其中数字表示Co含量的百分比，Co含量少者，较脆、较耐磨。YG8用于粗加工，YG6和YG3用于半精加工和精加工。 ②钨钛钴类硬质合金（YT类） YT类硬质合金主要由WC、TiC和Co组成，它里面加入了碳化钛后，增加了硬质合金的硬度、耐热性、抗粘结性和抗氧化能力。但由于YT类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较差，故主要用于切削普通碳钢及合金钢等塑性材料。常用的牌号有YT5、YT15、YT30等。其中数字表示TiC含量的百分比,TiC的含量越多，韧性越小，而耐磨
入门知识 本课题主要讲述的内容： 1. 数控铳床安全操作规程 2. 数控铳削在工业生产中的地位及加工范围 3. 编程基础知识（一）: ①机床的坐标轴及运动代号； ②基本指令； ③加工程序编制初步； 实训目的： 1?了解掌握数控铳床的安全操作及基本指令和基础编程知识。 2. 了解掌握机床坐标轴的判别方式和动运代号，运动方向。 、安全文明生产 （一）文明生产 1. 严格遵守车间记律，准时上下班； 2. 操作结束要清扫机床和清洁量具； 3. 下班前要清扫工场、清点和清洁量具、清点和清洁刀具、清理整齐工件和毛坯； 4. 废品工件加工、折断的刀具必须回收，不得丢弃和藏幕； 5. 严禁不文明行为。 （二）安全生产 1. 严禁在工场追逐、打闹、快速奔跑； 2. 严禁着拖鞋、高跟鞋，严禁着不符合工作服要求的服装（如宽大的、衣领或套袖上有装饰带的），头发长的同学必须戴帽子，头发必须盘在帽子内； 3. 操作机床严格按照老师规定的步骤执行； 4. 一台机床只能单人操作！同组其他同学在旁边只能观察操作过程、口头指出错误，严禁动手！唯一的例外是：发生紧急情况时，可代操作者拍按“急停”按钮！ 5. 发生事故要及时停机，并马上报告老师处理；严禁私自处理！严禁隐瞒不报！ 6. 对刀时要及时调整“进给倍率”旋钮（按键）：刀具远离工件时（大于50mm），可 用较大倍率；靠近工件时（50?10mm）,必须用较小倍率（10%?20%）；准备切到工件时 （1?10mm）,必须选用1?2 %倍率档！ 7. 加工工件过程：检查平口钳装夹是否牢靠T正确装夹工件T对刀、设置坐标偏置T 登录程序T检查程序T提高坐标偏置（如G54）中的Z坐标偏置100mm （即+Z方向）T 正确设置刀具补偿T选择“空运行”、“单段”之后，自动运行程序；观察走刀轨迹是否正确。若正确，则取消“空运行”、恢复坐标偏置、保留“单段” T开始加工； 8. 切削前必须确认已经取消“空运行”、调整“进给倍率”旋钮（按键）到较低档、坐 标偏置正确、“单段”已经选用。切入工件后可取消“单段”、调整“进给倍率”到100%或 适当倍率； 9. 加工过程必须值守在机床操作位； 10. 严格遵守学校颁布的《数控铳床安全操作规程》。
1.1主运动:车削/铣削的回转运动，拉削的拉刀直线运动，功能切除工件上的切削层，形 成新表V 2.进给运动：车削车刀纵向或横向移动速度用Vf或进给量f/af来表示 3.沙轮组成：磨料和结合剂烧结的多孔体特性：磨料。粒度。硬度，结合剂。组织，形 状，尺寸 4.刀具材料具备的性能；高硬度，足够的强度和韧性，高耐磨性，高的热硬性，良好的工 艺性 5.刀具材料的种类：碳素工具钢，合金工具钢，高速钢，硬质合金 6.切屑的种类：带状切屑（加工表面粗糙度小）挤裂切屑（大），崩碎切屑 7.切屑收缩：刀具下切屑外形尺寸比工件上短而厚。变形系数=L切削层长度/切削长度Lc= 切屑厚度A0/切削层厚度Ac 系数大于1 ，越大，变形越大 8.积屑瘤：切屑与刀具发生激烈摩擦，切屑底面金属流动速度变慢而形成滞留层，在产 生和压力下，滞留层金属与前刀面的外摩擦阻力大于切屑内部的分子结合力，滞留层粘结在刀刃形成 9.低速切削V小5m/min，高速大100，形成积屑流中速5到50 10.影响切削力的主要素：工件材料，切削用量，刀具几何角度的影响 11.刀具磨损主要原因：磨料，粘结，相变，扩散磨损。刀具主要有后刀面，前刀面，前后 刀面同时磨损 12.精度；尺寸精度，形状精度（公差），位置精度（公差）按生产批量选择加工设备，按 加工经济精度选择加工方法 13.尽可能选择低的加工精度和高的粗糙度，降低成本，提高生产率 14.粗加工，选取大的Ap，其次较大的f，最后取适当的v；精加工：选取小的f和Ap，选 取较高的切削速度，证加工精度和表面粗糙度 15.在国家标准中，公差带包括公差带的大小，公差带的位置，公差带大小有标准公差确定， 公差带位置有基本偏差确 16.互换性：尺寸公差与配合，形状与位置公差，表面粗糙度 17.形位公差的标注：公差项目符号，形位公差值，基准字母及有关符号 18.形位公差项目的选择：零件的几何特征，零件的使用，检测的方便性 19.车削:粗车，半精车，精车IT7 Ra=0.8um 粗车IT10 Ra=12.5um 20.在车削加工中，主轴带动工件直线运动为主运动，溜板带动工件直线运动为进给运动 21.间隙配合：孔的公差带在轴的公差带上方Xmax=Dmax-dmin=Es-ei Xmin=EI-es 过盈配合：。。。在。。。下方，Ymax=dmax-Dmin=es-EI Ymin=ei-Es 过渡配合：相交叠Xmax=Dmax-dmin=Es-ei Ymax=es-EI 22.外圆柱面适宜车削加工表面，内圆柱面适宜钻，镗，扩，铰 23.内外锥面车削加工方法：小刀架转位法，偏移尾座法，靠模法，成形法 1、刀具的磨损大致可分为初磨损阶段；正常磨损阶段；和急剧磨损阶段_三个阶段。 2、逆铣加工是指铣刀旋转方向；和工件进给（顺序无关）的方向相反。 3、切削用量包括_切削速度（v）切削深度（ap）进给量（f）三要素。 4、钻孔时孔径扩大或孔轴线偏移和不直的现象称为_引偏。 5、切削液的作用有冷却、润滑、清洗、排屑及防锈等作用。 6、增加刀具后角，刀具后面与工件之间摩擦_减少；，刀刃强度降低。 7、切削液一般分为水溶液、乳化液和_切削油三类。 9、切削速度是（切削刃选定点相对于工件的主运动）的瞬时速度，它是主运动的参数。 10、磨削加工中（砂轮的旋转）为主运动。 11、为了测量和确定刀具角度而规定的三个相互垂直的辅助平面是切削平面、基面和主剖面
项目一 数控铣削的基础知识 任务描述： 1、了解数控铣削所加工的过程。 2、了解数控铣削加工涉及的技术。 任务分析： 能掌握数控铣削的基本知识及数控铣削加工的工艺分析；以及数控铣削加工所涉及的技术知识。 一、数控铣削的预备知识 1.1 数控铣削的加工范围 平面铣削曲面铣削轮廓铣削 钻孔镗削螺纹 1.2 数控铣削的类型 数控铣床如同传统的普通铣床一样，按主轴在空间所处的状态，分有立式和卧式以及立、卧两用数控铣床。主轴在空间处于垂直状态的，称为立式数控铣床；主轴在空间处于水平状态的，称为卧式数控铣床。主轴可作垂直和水平转换的，称为立卧两用数控铣床。 1）．立式数控铣床 如图1-1所示为立式数控铣 床。立式数控铣床是数控铣床中 数量最多的一种，应用范围最广。 小型数控立式铣床的X、Y、Z方 向的移动一般都由工作台完成， 主运动为主轴旋转，与普通立式 升降台铣床相似。中型数控立铣 的纵向和横向移动一般由工作 台完成，且工作台还可手动升降， 主轴除完成主运动外，还能沿垂 图1-1 立式数控铣床 直方向伸缩。大型数控立铣，由 于需要考虑扩大行程、缩小占地面积、刚性等技术问题，多采用龙门架沿床身作纵向移动，主轴在龙门架的横向与垂直溜板上运动。 2）．卧式数控铣床
图1-2 卧式数控铣床 卧式数控铣床的主轴水平布置，为了扩大加工范围和使用功能，通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现4～5轴加工。这样不但工件侧面上的连续回转轮廓可以加工出来，而且可以实现在一次安装中，通过转盘改变工位，进行“四面加工”。尤其是万能数控转盘可以把工件上各种不同角度的加工面摆成水平面来加工，可以省去许多专用夹具或专用角度成型铣刀。对箱体类零件或在一次安装中需要改变工位的工件来说，选择带数控转盘的卧式数控铣床进行加工是非常合适的。如图1-2所示为卧式数控铣床。 卧式铣床的优点：机床操作方便，能承载重负荷切削，加工范围广，切削稳定性能好。 使用刀具：可用各种圆柱铣刀、圆片铣刀、角度铣刀、成型铣刀和端面铣刀加工各种平面、斜面、沟槽等。 3）．立、卧两用数控铣床 立、卧两用数控铣床的主轴方向可以变换，能达到在一台机床上既可以进行立式加工、又可以进行卧式加工。立、卧两用数控铣床的主轴方向的更换有手动与自动两种。采用数控万能主轴头的立、卧两用数控铣床，其主轴头可以任意转换方向，可以加工出与水平面呈各种不同角度的工件表面。当立、卧两用数控铣床增加数控转盘后，就可以实现对工件的“五面加工”，即除了工件与转盘贴面的定位面外，其他表面都可以在一次安装中进行加工。因此，其加工性能非常优越。 图1-3数控铣床组成各部分 1.3数控铣床组成结构和主要技术参数
第二十讲 铣削加工基础知识 一、铣削用量： 铣削时的铣削用量由切削速度、进给量、背吃刀量(铣削深度)和侧吃刀量(铣削宽度) 四要素组成。其铣削用量如下图所示。 a)在卧铣上铣平面 b)在立铣上铣平面铣削运运及铣削用量1.切削速Vc ，切削速度Vc 即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算： 式中： —切削速度(m/min) d —铣刀直径（mm ）； n —铣刀每分钟转数（r/min ）。1000dn π =
2.进给量?，铣削时，工件在进给运动方向上相对刀具的移动量即为铣削 时的进给量。由于铣刀为多刃刀具，计算时按单位时间不同，有以下三种度量方法。 ⑴每齿进给量?Z(mm/z)指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离），其单位为每齿 mm/z。 ⑵每转进给量?，指铣刀每一转，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转，工 件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/r。 ⑶每分钟进给量vf，又称进给速度，指工件对铣刀每分钟进给量（即每分钟工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/min。上述三者的关系为， 式中Z—铣刀齿数 n—铣刀每分钟转速（r/min）， 3.背吃刀量(又称铣削深度ap)，铣削深度为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸（切削层是指工件上正被刀刃切削着的那层金属），单位为mm。因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故铣削深度的标示也有所不同。 侧吃刀量(又称铣削宽度a e)，铣削宽度是垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，单位为mm。 铣削用量选择的原则：通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，这样选择是因为切削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响最小；精加工时为减小工艺系统的弹性
从零件方面的影响或从刀具路径的观点来看，铣削主要的工序类型包括： 8.切断 9.高进给铣削 10. 插铣 11. 坡走铣 12. 螺旋插补铣 13.圆弧插补铣 14. 摆线铣削 1.面铣 2.方肩铣 3.仿形铣削 4.型腔铣削 5.槽铣 6.车铣 7. 螺纹铣削
7.4 铣刀的主偏角 铣刀的主偏角是指刀片刃口和工件的加 工表面之间的夹角。主偏角会影响切屑 的厚度、切削力的大小和方向，从而影 响刀具寿命。在相同的进给速度下，减 小主偏角，则切屑厚度变薄，切屑与切 削刃的接触长度更长，较小的主偏角也 可使刀具更为平缓地进入切口，这有助 于减小径向压力和保护切削刃口。但是 轴向力太大，会增加对工件和锥孔的压 力。现在铣刀常用的主偏角是：45o、 90o、10o以及圆刀片 90度主偏角可以铣削具有台肩要求的工件，可以获得直角边。但是会产生绝大部分的径向力，同时也意味着被切的表面承受的轴向压力较小。这对于低强度结构的工件、薄壁工件的加工很有积极意义。 45度主偏角的刀具，加工时同存在大小值接近的轴向和径向力，这会产生更为平稳的压力，并且对机床功率的要求相对较小。为平面铣削的首选刀具。 10度主偏角铣刀，主要用于插铣，并且也是小切深，大走刀量面铣刀。常用于模具宽大型腔加工时，大量快速去除余量。因为径向切削力很小，因而可以降低因刀杆悬伸过长而产生的振动趋势。 69度、75度主偏角铣刀，主要用于冷硬铸铁和铸钢的表面粗加工。 圆刀片刀具意味着连续可变的主偏角，范围从0~90度，其具体值取决于切深的情况。此刀片半径具有非常坚固的切削刃，并且由于产生薄屑，切削力会顺着长长的切削刃均匀分布。因而适合于高进给速率的加工。常用于模具型腔的快速去除余量。薄切屑效应，适合加工耐热合金和钛合金。因为其具有平稳切削、对机床功率、稳定性的要求低。如今，它已不是非标准刀具，而是作为高效且具有高金属去除率的粗加工刀具。
第一章切削加工基础知识 一、本章的教学目的与要求 本章主要介绍了机械加工基础知识。重点应掌握切削运动及切削用量概念；切削刀具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加工性概念；机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量的概念等。掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决工艺问题的能力打基础，为学生了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。学生学习本章要注意理论联系生产实践，才能更好体会，加深理解。可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采用多媒体、网络等现代教学手段学习，以取得良好的教学效果。为学好本章内容，可参阅邓文英主编《金属工艺学》第4版、傅水根主编《机械制造工艺基础》(金属工艺学冷加工部分)、李爱菊等主编《现代工程材料成形与制造工艺基础》下册及相关机械制造方面的教材和期刊。 二、授课主要内容 1切削运动和切削要素 主要学习零件表面的形成、切削运动、切削用量、切削层参数 2切削刀具和切削过程 主要学习切削刀具材料、车刀、刨刀、镗刀、麻花钻、铣刀的结构及刀具几何角度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损和刀具耐用度3磨具和磨料切削 主要学习磨具和磨削原理 4材料的切削加工性 主要学习衡量材料切削加工性能的指标、常用材料的切削加工性、改善材料切削加工性的方法 5机械加工工艺过程基本概念 主要学习工艺过程的基本概念、工件的安装和夹具、基准及其选择原则、工件在夹具中的定位 6机械加工质量的概念 主要学习机械加工精度、机械加工表面质量 三、重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学） 让学生重点掌握切削运动及切削用量概念、切削刀具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、
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 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 、 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（ ）。 A 、 前角 B 、 后角 C 、 主偏角 D 、 刃倾角 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（ ）。 A 、 f a v p c →→ B 、 p c a f v →→ C 、 c p v a f →→ D 、 c p v f a →→ 8、积屑瘤是在（ ）切削塑性材料条件下的一个重要物理现象。
第2章金属切削的基本知识 金属切削加工是指在机床上通过刀具与工件按一定的规律作相对运动，从工件上切除多余的金属，从而获得所需要的尺寸、外形及加工精度的一种加工方法。研究金属切削的基本理论，掌握切削过程中出现的切削力、切削变形、切削热与切削温度、刀具磨损等现象及其规律，有利于控制和改善金属的切削过程。 本章基础知识部分主要介绍切削运动、切削过程、切削变形区、切削力、切削热和积屑瘤等。在学习切削原理基本知识时，应该重点弄清楚它们对切削加工的影响以及如何减少其不利影响。 第一节切削运动和切削用量 一、切削运动和工件加工表面 1.切削运动 金属切削加工时刀具和工件之间的相对运动，称为切削运动。图2－1表示车削外圆时车刀与工件的相互运动过程，整个切削运动由工件的旋转运动和车刀的连续轴向直线进给运动组成。 图2－2切削用量 1－待加工表面2－过渡表面3－已加工表面
1.切削速度v 切削刃上选定点相对于工件主运动的速度。切削速度单位是m /min 。当主运动是旋转运动时： v ＝πdn 1000 (2－1) 式中，d 为工件待加工表面的直径，mm ；n 为主运动的转速，r /min 。 2.进给量f 刀具在进给方向上相对于工件的移动量，mm /r 或mm /行程。进给运动的大小有时也可以用进给速度v f 来表示。进给速度是指切削刃上选定点相对工件的进给运动的瞬时速度，mm /min 。 v f ＝f ·n (2－2) 式中，v f 为进给速度，mm /min ；n 为主运动的速度，r /min 。 3.背吃刀量a p 背吃刀量指在垂直于进给运动方向所组成的切削平面上测量的刀具与工件的接触长度的投影，单位是mm 。对于切削外圆，背吃刀量是已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，即： a p ＝d w －d m 2 (2－3) 式中，d w 为工件上待加工表面的直径，mm ；d m 为工件上已加工表面的直径，mm 。 第二节 刀具切削部分的几何参数 一、刀具切削部分的组成 刀具种类很多，但它们却有共同的特征，都具有楔形的切削部分。不论什么刀具构造如何复杂，它们的切削部分总近似地以外圆车刀的切削部分为基本形态。因此，以普通外圆车刀为代表来确定切削部分的基本定义，也同样适合其他刀具。 车刀由刀杆和刀头组成(图2－3)，其切削部分的构造要素的名称及其定义如下： 图2－3 典型外圆车刀切削部分的组成 前刀面——切屑流过的表面。用A r 表示。前刀面分为主前刀面和副前刀面。与主切削刃毗邻的称为主前刀面；与副切削刃毗邻的称为副前刀面。
第二十讲铳削加工基础知识、铣削用量: 铣削时的铣削用量由切削速度、进给量、背吃刀量（铣削深度）和侧吃刀量（铣削宽度）四要素组成。其铣削用量如下图所示。 a）在卧铣上铣平面b）在立铣上铣平面 铣削运运及铣削用量 1.切削速Vc,切削速度VC即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算: 式中： —切削速度（m∕min） d —铣刀直径（mm ； n —铣刀每分钟转数（r/min ）。 2.进给量？，铣削时，工件在进给运动方向上相对刀具的移动量即为铣削时 的进给量。由于铣刀为多刃刀具，计算时按单位时间不同，有以下三种度量方法。 ⑴每齿进给量？z（mm∕z）指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离），其单位为每齿mm/z dn 1000
⑵每转进给量？，指铣刀每一转，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转，工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/r。 ⑶每分钟进给量Vf ,又称进给速度，指工件对铣刀每分钟进给量（即每分钟工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/min上述三者的关系为， VJ = ff∣- Λ*M 式中z—铣刀齿数 n—铣刀每分钟转速（r/min ）， 3.背吃刀量（又称铣削深度ap）,铣削深度为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸（切削层是指工件上正被刀刃切削着的那层金属），单位为mm因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故铣削深度的标示也有所不同。 侧吃刀量（又称铣削宽度a e）,铣削宽度是垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，单位为mm 铣削用量选择的原则：通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，这样选择是因为切削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响最小；精加工时为减小工艺系统的弹性变形，必须采用较小的进给量，同时为了抑制积屑瘤的产生。对于硬质合金铣刀应采用较高的切削速度，对高速钢铣刀应采用较低的切削速度，如铣削过程中不产生积屑瘤时，也应采用较大的切削速度。 二、铣削的应用
铣刀的基本知识 第一节铣刀材料的种类及牌号 1、铣刀切削部分材料的基本要求： 1）高硬度和耐磨性：在常温下，切削部分材料必须具备足够的硬度才能切入工件；具有高的耐磨性，刀具才不磨损，延长使用寿命。 2）好的耐热性：刀具在切削过程中会产生大量的热量，尤其是在切削速度较高时，温度会很高，因此，刀具材料应具备好的耐热性，既在高温下仍能保持较高的硬度，有能继续进行切削的性能，这种具有高温硬度的性质，又称为热硬性或红硬性。 3）高的强度和好的韧性：在切削过程中，刀具要承受很大的冲击力，所以刀具材料要具有较高的强度，否则易断裂和损坏。由于铣刀会受到冲击和振动，因此，铣刀材料还应具备好的韧性，才不易崩刃，碎裂。 2、铣刀常用材料： （1）高速工具钢（简称高速钢，锋钢等），分通用和特殊用途高速钢两种。其具有以下特点： a、合金元素钨、铬、钼、钒的含量较高，淬火硬度可达HRC62—70。在6000C高温下，仍能保持较高的硬度。 b、刃口强度和韧性好，抗振性强，能用于制造切削速度一般的刀具，对于钢性较差的机床，采用高速钢铣刀，仍能顺利切削。 c、工艺性能好，锻造、加工和刃磨都比较容易，还可以制造形状较复杂的刀具。 d、与硬质合金材料相比，仍有硬度较低，红硬性和耐磨性较差等缺点。 （2）硬质合金：是金属碳化物、碳化钨、碳化钛和以钴为主的金属粘结剂经粉未冶金工艺制造而成的。其主要特点如下： 能耐高温，在800—10000C左右仍能保持良好的切削性能，切削时可选用比高速钢高4—8倍的切削速度。常温硬度高，耐磨性好。抗弯强度低，冲击韧性差，刀刃不易磨的很锋利。 常用的硬质合金一般可以为三大类: ①钨钴类硬质合金（YG） 常用牌号YG3、YG6、YG8，其中数字表示含钴量的百分率，含钴量愈多，韧性愈好，愈耐冲击和振动，但会降低硬度和耐磨性。因此，该合金适用于切削铸铁及有色金属，还可以用来切削冲击性大的毛坯和经淬火的钢件和不锈钢件。 ②钛钴类硬质合金(YT) 常用牌号有YT5、YT15、YT30，数字表示碳化钛的百分率。硬质合金含碳化钛以后，能提高钢的粘结温度，减小磨擦系数，并能使硬度和耐磨性略有提高，但降低了抗弯强度和韧性，使性质变脆，因此，该类合金适应切削钢类零件。 ③通用硬质合金 在上述两种硬质合金中加入适量的稀有金属碳化物，如碳化钽和碳化铌等，使其晶粒细化，提高其常温硬度和高温硬度、耐磨性、粘接温度和抗氧化性，能使合金的韧性有所增加，因此，这类硬质合金刀具有较好的综合切削性能和通用性，其牌号有：YW1、YW2和YA6等，由于其价格较贵，主要用于难加工材料，如高强度钢、耐热钢、不锈钢等。 第二节铣刀的种类及标记 1、铣刀的种类：按铣刀切削部分的材料分： a、高速钢铣刀：较复杂的刀具用此类 b、硬质合金铣刀：大都是用焊接或机械夹固于刀体