钳工与机械加工基础培训fmbm.docx

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1、钳工与机机械加工工基础第一节钳钳工基础础一、划线线划线是指指根据图图样要求求，在毛毛坯或半半成品上上划出加加工界线线的一种种操作。按操作的复杂程度可分为平面划线和立体划线两种。（一）划划线的作作用及其其基本要要求1划线线的作用用1）确定定待加工工工件上上各表面面的加工工余量、孔孔的位置置，使机机械加工工有明确确的标志志。2）便于于复杂工工件在机机床上的的安装，可可以按划划线找正正定位。3）通过过划线可可以检查查毛坯是是否正确，以以便及时时发现和和处理不不合格的的毛坯，避避免加工工后造成成材料、人人力的浪浪费。4）采用用借料划划线可使使误差不不大的毛毛坯得到到补救，使使加工后后的工件件仍能符符合

2、要求求。2划线线的基本本要求1）划出出的线条条清晰、粗粗细均匀匀。2）尺寸寸准确，误误差不大大于0.33mm。3）在立立体划线线中，长长、宽、高高三个方方向的线线条要求求互相垂垂直。3划线线基准在工件表表面上相互错错综复杂杂的点、线线、面中中，起着着规定其其他点、线线、面作作用的点点、线或或面就叫叫做基准准。4划线线基准的的选择选择划线线基准时时，应先先分析图图样，找找出设计计基准，并并尽量使使所选划划线基准准与设计计基准一一致。（二）划划线常用用工具划线工具具一般可可分为直直接划线线工具、辅辅助划线线工具和和测量工工具三大大类。1直接接划线工工具1）划针针。划针是是直径为为35mm、长度度为

3、2003000mm的钢针针。分单单尖、双双尖（两两头尖）两两种，如如图21所示。图211 划针针2）圆规规。划线用用的圆规规，常用用有合腮腮圆规和和滑杆圆圆规二种种（如图图22所示）。（1）（2）图222 圆规规1合腮腮圆规；2滑杆圆圆规。3）划针针盘。划针盘盘（如图图23所示）可可用来划划线或找找正工件件的位置置。图233 划划针盘4）单脚脚规。单脚规规主要用用来求圆圆形工件件的中心心（如图图24所示），其其形状为为一端直直尖角，另另一端弯弯尖角。图244 单单脚规5）高度度游标尺尺。高度游游标尺（如如图25所示）既既是一种种精密划划线工具具，也是是一种精精密量具具。它的的划针脚脚能直接接表

4、示出出高度尺尺寸，对对划线极极为方便便。图255 高度度游标尺尺2辅助助划线工工具辅助划线线工具一一般有划划线平台台、方箱、V形铁、斜楔垫垫铁和V形垫铁铁、楔铁和和千斤顶顶、样冲等。（三）划划线工艺艺流程1划线线准备1）工件件的清理理：工件毛毛坯上的的氧化皮皮、飞边边、残留留的污垢垢以及已已加工件件上的毛毛刺、铁铁屑等都都必须清清除干净净。2）工件件的检查查：工件毛毛坯经清清理后，要要进行详详细的检检查，预预先发现现工件毛毛坯上的的气孔、砂砂眼、裂裂纹、歪歪斜，以以及形状状和尺寸寸误差等等缺陷。3）工件件的涂（着着）色：为了使使划线清清晰，工工件上划划线部位位都应涂涂色。一一般对铸铸、锻件件毛

5、坯可可用石灰灰水涂色色，小件件可用粉粉笔涂色色。对已已加工表表面一般般涂蓝油油、绿油油、红油油，也可可涂硫酸酸铜溶液液。在铝铝、铜等等有色金金属光坯坯上一般般除涂蓝蓝油外，还还可涂墨墨汁。4）孔中中装塞块块：工件毛毛坯上有有孔的，且且需要划划圆或等等分圆时时，在孔孔中要装装入塞块块。不大大的孔可可用铅块块，较大大的孔则则用木料料或可调调节塞块块。2看清清图样，详详细了解解工件上上需要划划线的部部位，明确工件及及其与划划线有关关部分的的作用和和要求。3选定定划线基基准（尽尽量与设设计基准准一致）。4初步步检查工工件毛坯坯的误差差情况。5正确确安放工工件和选选用划线线工具。6划线线。7详细细检查划

6、划线的准准确性，以以及是否否有线条条漏划。8在圆圆心和线线条上冲冲眼。对对于在划划线过程程中，需需划圆或或圆弧的的圆心，应应划出圆圆心后立立即冲眼眼。二、金属属锯削（一）锯锯削的基基本概念用手锯把把材料（或或工件）锯锯出狭槽槽或进行行分割的的操作，叫叫做锯削削。钳工工锯削的的工作范范围主要要是分割割材料、在在工件上上锯掉多多余部分分或锯槽等等。1锯削削运动的的方式正常锯削削时手锯锯有两种种运动方方式，即即平锯和和摆锯。平锯：锯锯削时，锯锯弓平行行推出。其其特点是是锯缝断断面平整整，锯缝缝底部平平直，但但不易掌掌握。摆锯：锯锯削时，锯锯弓小幅幅度上下下摆动。也也就是推推锯时，身身体略前前倾，双双

7、手随着着压向手手锯的同同时，左左手上翘翘，右手手下压；回程时时右手上上抬，左左手自然然跟回。2起锯锯的角度起锯时，锯锯条与工工件锯削削面之间间的夹角角，叫做做起锯角角。无论采用用远起锯锯还是近近起锯，一一般起锯锯角都应应在1015之间。如如果起锯锯角太大大，则起起锯不易易平稳，且且锯齿往往往会被被工件的的棱边钩钩住而引引起崩断断。如果果起锯角角太小，由由于锯齿齿与工件件同时接接触的齿齿数较多多，则不不易切入入工件。（二）锯锯削常用用工具手锯锯手锯由锯锯弓（锯锯架）和和锯条组组成。1锯弓弓（1）（2）图266锯弓1调节节式；2固定式式锯弓用于于安装和和张紧锯锯条。常常用的有有固定式式和调节节式（

8、图图26）两种种类型。2锯条条锯条是锯锯削刀具具，一般般用低碳碳钢冷轧轧渗碳而而成，也也有用碳碳素工具具钢或合合金钢制制成，并并经热处处理淬硬硬。3锯条条的安装装要求1）锯条条安装时时，应注注意锯齿齿的朝向向，应使使齿尖朝朝前推的的方向。若若装反，则则使锯齿齿在挤刮刮状态下下切削，造造成切削削困难，不不能正常常切削。2）锯条条安装松松紧要适适当，一一般手感感觉到崩崩紧了即即可。若若过松，会会使锯条条在锯割割时发生生弯曲、摆摆动，容容易锯斜斜和折断断锯条;若过紧紧，会使使锯条失失去应有有的弹性性而折断断。3）锯条条装好后后应检查查有否歪歪斜扭曲曲。（三）锯锯削的基基本操作作1工件件的夹持持1）工

9、件件一般应应夹在台台虎钳的的左侧（即即操作者者的左手手），以以便于操操作。2）工件件要夹紧紧、牢固固，同时时要避免免将工件件夹变形形和夹坏坏已加工工面。若若夹紧面面为已加加工面，可可加护口口铁；若是薄薄壁管件件或已精精加工的的管件，应应夹在具具有V形槽的的木垫之之间；若是薄薄壁工件件可用两两块木板板夹住，一一起锯削削。3）工件件伸出钳钳口部分分要短，以以防止锯锯削时产产生震动动影响锯锯削质量量。4）锯缝缝线要与与钳口侧侧面保持持平行，便便于控制制锯缝不不偏离所所划锯缝缝线。2手锯锯的握法法手锯的常常用握法法一般是是右手满满握锯弓弓柄，左左手大拇拇指与食食指向前前捏住锯锯弓前端端，其余余三指相相

10、应握住住。3锯削削时的站站立位置置和姿势势人的身体体与台虎虎钳钳口口线大致致成45角，左左足向前前半步，两两足间距距约2003000mm，两腿腿成小弓弓步，身身体略向向前，重重量由左左腿支撑撑，右腿腿伸直。一一般以站站立自然然，不易易疲劳为为原则。锯锯削过程程中，在在锯弓推推进时，身身体略向向前倾，回回程时，身身体回到到原位。4起锯锯方法正常的起起剧方法法有两种种：近起起锯和远远起锯1）远起起锯：在远离离操作者者的一端端开始起起锯的方方法。由由于采用用远起锯锯方法起起锯时，锯条的的锯齿是是逐步切切入工件件的，锯齿齿不易卡卡住，起起锯较为为方便。因因此，一一般情况况下都采采用远起起锯。2）近起起

11、锯：在靠近近操作者者的一端端开始起起锯的方方法。为为防止棱棱边卡住住锯齿，可可采用向向后拉手手锯作倒倒向起锯锯，使起起锯时接接触工件件的齿数数增加，然然后再作作推进起起锯。三、金属属锉削用锉刀在在工件表表面进行行切削加加工的操操作，叫叫做锉削削。锉刀是用用高碳工工具钢T13或T12制成，经经热处理理淬硬。锉削是一种精加工的方法，一般在凿削、锯削之后进行。（一）锉锉刀的分分类及用用途1锉刀刀按其用用途分为为普通锉锉、特种种锉和整整形锉三三大类。普通锉按按其断面面形状又又可分为为平锉、方方锉、三三角锉、半半圆锉、圆圆锉等五五种。适适用于加加工工件件上各种种规则形形状的表表面。特种锉有有直的和和弯的

12、两两种，按按其断面面形状又又可分为为刀口锉锉、菱形形锉、扁扁三角锉锉、椭圆圆锉、圆圆肚锉等等。主要要用来加加工工件件上各种种特殊形形状的表表面。整形锉（也也叫什锦锦锉或组组锉）由由各种不不同断面面形状的的小锉组组合而成成。主要要用于修修整小型型工件、精精密工模模具等难难以机械械加工的的部位。2锉刀刀按其锉锉齿的粗粗细分为为粗锉、中中锉、细细锉和油油光锉四四类。粗锉主要要用于锉锉削软材材料或加加工余量量大、精精度要求求低和表表面粗糙糙的工件件。中锉一般般用于锉锉削中等等硬性材材料或精精度要求求和表面面粗糙度度要求一一般的工工件。细锉主要要用于锉锉削硬性性材料或或加工余余量小，精精度要求求高，表表

13、面粗糙糙度较低低的工件件。油光锉一一般用于于最后工工件表面面的修光光。（二）锉锉刀的选选择每一种锉锉刀都有有它适当当的用途途，为能能充分发发挥它的的效能，按按以下要要求正确确选用：1）根据据被锉削削工件表表面形状状和大小小来选用用锉刀的的断面形形状和长长度。2）按工工件材料料的性质质、加工工余量的的大小、加加工精度度的高低低及表面面粗糙度度要求的的高低来来选择锉锉刀的粗粗细规格格。（三）基基本锉削削方法平面面锉削法法平面锉削削方法有有顺向锉锉法、交交叉锉法法、推锉锉法等三种，如如图27所示。（1）（2）（3）图277平面锉锉削方法法1顺向向锉法；2交叉锉锉法；3推锉法法顺向锉法法：锉削平平面的

14、最最基本方方法，平平面最后后的锉光光、锉平平都用此此法。交叉锉法法：斜着锉锉削，锉锉着面较较长，锉锉刀容易易掌握得得稳。并并且锉痕痕是交叉叉的，从从锉痕上上可以判判断出锉锉削面的的高低情情况，便便于修整整。此外外，交叉叉锉法切切削量大大，故适适用于大大余量锉锉削及粗粗锉。推锉法：不能充充分发挥挥手的力力量，切切削效率率不高，故故一般用用来对狭狭长平面面的修整整或用顺顺向锉法法推进受受阻碍时时采用；同时，在在修整尺尺寸、降降低表面面粗糙度度以及内内圆弧面面的锉纹纹要求顺顺圆弧方方向时也也可采用用此法。四、攻丝丝（一）螺螺纹的概概念1螺纹纹的概念念在圆柱表表面上绕绕着圆柱柱中心旋旋转并且且等距离离

15、上升的的点所形形成的轨轨迹，就就叫做螺螺旋线。沿沿着螺旋旋线加工工成具有有相同剖剖面的连连续凸起起和沟槽槽，叫做做螺纹。在在圆柱外外表面上上加工出出的螺纹纹，叫做做外螺纹纹；在圆柱柱内表面面上（孔孔壁上）加加工出的的螺纹，叫叫做内螺螺纹。2螺纹纹的基本本要素螺纹的基基本要素素一般由由牙型、直直径、螺螺距（或或导程）、头头数（也也叫线数数）、螺螺纹公差差带（精精度）和和旋向等等组成。3螺纹纹公差带带螺纹公差差带表示示螺纹加加工的准准确程度度，规定定了加工工尺寸合合格的范范围。螺螺纹公差差带的位位置由基基本偏差差确定，大大小由公公差值确确定，并并按其大大小分为为若干个个等级。螺纹公差差带的大大小也

16、可可用精度度等级来来表示。对对于普通通螺纹（指指三角螺螺纹）的的精度等等级是按按中径公公差带的的大小来来划分的的。一般般粗牙螺螺纹有三三个精度度等级，其其代号为为1、2、3级；细牙螺螺纹有四四个精度度等级，其其代号为为1、2、2a、3级。4普通通螺纹的的标注普通螺纹纹的标注注由牙型型、公称称直径、螺螺距（或或导程/头数）、公公差带代代号（或或精度）和和旋向等等组成。按按国标规规定：粗牙、细细牙普通通螺纹的的牙型代代号为“M”；螺纹的的公称直直径和螺螺距由数数字表示示；细牙普普通螺纹纹必须加加注螺距距，其他他螺纹不不必标注注；多头螺纹要要注明“导程/头数”，单头头螺纹不不必标注注；标注精精度等级

17、级时，3级精度度可不标标注（螺螺纹的最最低级精精度不标标注）；左旋螺螺纹必须须注出旋旋向，用用文字“左”或用代代号“LH”标注，右右旋不标标注。（二）攻攻丝用丝锥等等工具切切削加工工出内螺螺纹的操操作，叫叫做攻丝丝。攻丝丝工具主主要有丝丝锥和绞绞手。1丝锥锥和绞手手的分类类丝锥一般般分为手手用丝锥锥、机用用丝锥、管管螺纹丝丝锥三种种。绞手，也也叫绞杠杠或扳手手，是手手工攻丝丝时用来来夹持丝丝锥的工工具。它它分普通通绞手和和丁字绞绞手两类类。2丝锥锥的精度度等级手用丝锥锥有3级和3b级两种种精度。3级用来来加工3级螺纹纹孔；3b级用来来加工需需镀复层层的3级螺纹纹孔。机用丝锥锥有1、2、2a、3

18、a级四种种精度。分分别加工工1、2、2a级螺纹纹孔及需需镀复层层的螺纹纹孔。3润滑滑液的选选择使用润滑滑液的目目的是为为了减少少孔和丝丝锥之间间的摩擦擦，并起起冷却作作用，可可降低螺螺纹的粗粗糙度，延延长丝锥锥的使用用寿命。在钢件上上攻丝时时，一般般加乳化化液或机机油；在铸铁铁上攻丝丝时，一一般不加加润滑液液，当铸铸铁较硬硬或螺纹纹孔粗糙糙度要求求较低时时，可加加些煤油油；在青铜铜或黄铜铜上攻丝丝时，也也不加润润滑液，但但螺纹孔孔粗糙度度要求较较低时，可可加些菜菜籽油；在铝、铝铝合金或或紫铜上上攻丝时时，一般般加浓的的乳化液液或煤油油。4攻丝丝操作注注意事项项1）攻丝丝前，首首先确定定螺纹的的

19、底孔直直径，选选择钻头头钻孔。攻攻盲孔时时，还应应确定底底孔深度度，以保保证螺纹纹的有效效长度。丝丝锥的轴轴心线与与底孔直直径的中中心线重重合。2）攻丝丝前，一一定要看看清所攻攻螺纹的的规格，丝丝锥一定定要与所所攻螺纹纹的规格格一致。3）攻丝丝时，要要加适当当的润滑滑液。丝丝锥刚进进入底孔孔时，两两手要用用适当而而均匀的的压力和和旋转力力，把丝丝锥压入入孔内。4）正常常攻丝时时，每正正转半圈圈到一圈圈，要倒倒退1/4圈到半半圈，使使切屑碎碎断后再再继续往往下攻。攻攻塑性材材料、攻攻深孔和和盲孔时时，更应应注意这这一点。5）在攻攻盲孔时时，应经经常旋出出丝锥，把把切屑清清除出孔孔外。6）在较较硬

20、的材材料上攻攻丝时，可可将头攻攻、二攻攻和三攻攻互相交交替使用用，以防防折断丝丝锥。7）攻MM8以下的的螺纹孔孔时，一一般用右右手食指指和中指指夹住丝丝锥，右右手掌捏捏住绞手手，一面面加压一一面转动动绞手，左左手帮助助转动绞绞手。攻攻M4以下螺螺纹孔时时，只需需用右手手按上法法单手操操作，不不需用左左手帮助助转动绞绞手，否否则丝锥锥容易折折断。8）攻盲盲孔时，丝丝锥到底底后，应应立即停停止转动动，否则则会使丝丝锥折断断。9）当攻攻丝完毕毕取出丝丝锥时，不不要把绞绞手当作作转轮，单单手用力力一推，让让其靠惯惯性连续续退出，而而应在不不施加压压力的情情况下，用用手转动动绞手让让其自然然退出。第二节

21、机机械加工工基础一、机械械加工工工艺规程程（一）工工艺过程程用机械加加工方法法，按一一定顺序序逐步地地改变毛毛坯或原原材料的的形状、尺尺寸和材材料性能能，使之之成为合合格零件件所进行行的全部部过程，称称为机械械加工工艺过过程。机械加工工工艺过过程由一一系列工工序组成成，每一一个工序序又可分分为若干干个安装装、工位位、工步步或走刀刀，毛坯坯依次通通过这些些工序变变为成品品。（二）机机械加工工的经济济精度加工经济济精度是是指在正正常加工工条件下下，采用用符合质质量标准准的设备备、工装装和标准准技术等等级的工工人，不不延长加加工时间间所能保保证的加加工精度度。各种种加工方方法的经经济精度度，是确确定

22、机械械加工工工艺过程程时，选选择经济济上合理理的工艺艺方案，满满足工艺艺过程优优质、高高产、低低消耗原原则的主主要依据据。在机械加加工过程程中，影影响加工工精度的的因素很很多。同同一种加加工方法法，随着着加工条条件的改改变，所所能达到到的加工工精度亦亦不一样样。不论论采用降降低切削削用量来来提高加加工精度度，还是是盲目地地增加切切削用量量来提高高加工效效率，如如果不属属于某种种加工的的经济精精度范围围，都是是不可取取的。（三）制制订工艺艺规程的的原则制订工艺艺规程必必须从产产品优质质、高产产、低消消耗三个个方面综综合考虑虑，在保保证加工工质量的的前提下下，按照照技术上上的先进进性、经济上上的合

23、理理性、良好的的劳动条条件等三三个原则则选择最最经济合合理的加加工方案案，（四）毛毛坯的选选择在制定工工艺规程程时，正正确选择择毛坯有有着重大大的技术术经济意意义。常用毛毛坯的种类有有铸件、锻件、焊接件、型材等。毛坯的选择要综合考虑，因地制宜，以符合总的工艺目标为原则。在大多数情况下，毛坯选择取决于零件材料及其制造性能，一般根据图样可决定。（五）基基准的选选择编制工艺艺规程选选择定位位基准时时，应满满足基准准稳定可可靠、工工件装夹夹方便的的要求。基基准面应应有足够够大的接接触面积积和分布布面积。大的接触面积能够承受较大的切削力，大的分布面积使定位毛坯稳定可靠，加工精度高。当零件上没有合适的表面

24、作定位基准时，为了获得所需要的加工精度和便于安装，可在工件上特意作出供定位用的表面（如工艺凸台、中心孔、工艺孔），这种定位基准称为辅助基准。辅助基准在零件工作中并无用处，仅为工艺上需要，完工后如有必要可切除或堵塞。（六）工工艺路线线的拟定定拟定工艺艺路线是制订工工艺规程程的一个个重要环环节。除除定位基基准准确确选择外外，拟定定工艺路路线时还应考虑表表面加工工方法、加工阶阶段的划划分、加工顺顺序的安安排等。（七）加加工余量量的确定机械加工工时应保保证在切除上上道工序留留下的缺缺陷的前前提下，尽尽量减少少加工余余量。因因此，确确定工序序余量时时应考虑以以下四项项：1加工工余量必必须大于于上道工序的

25、的尺寸公公差，才才能保证证消除上上道工序的的几何形形状误差差。2上道道工序加加工后各各表面相相互位置置的空间偏差差和工件件热处理理所产生生的变形形和尺寸寸胀缩。3上道道工序的的表面质质变层厚厚度和表表面粗糙糙度。4本工工序的安安装误差差。以加加工表面面本身为为定位基基准时则则不需考考虑这项项误差。（八）工工序尺寸寸和公差差的确定工序尺寸寸是工件件在加工工过程中中所应保保证的加加工尺寸寸，其公公差即工工序尺寸寸公差，工序尺寸和公差的确定应按各种加工方法的经济精度选定。确定工序尺寸和公差是制订工艺规程的一项重要环节。（九）机机床、工艺装装备等的的选择1机床床的选择择1）机床床的主要要规格尺尺寸与加

26、加工零件件的外形形尺寸相相适应，即即小零件件选用小小型机床床。对于于大型零零件，在在缺乏大大型设备备时，可可采用“蚂蚁啃啃骨头”的办法法，以小小干大。2）机床床的精度度应与被被加工零零件的精精度相适适应。如如果没有有精密机机床，而而又要加加工高精精度零件件时，则则可以通通过改装装设备的的方法，以以粗干精精。3）机床床的生产产率与加加工零件件的生产产类型相相适应。4）机床床选择还还应考虑虑到现场场设备负负荷平衡衡和分布布排列情情况，合合理科学学地选用用。2刃具具的选择择一般情况况下应采采用标准准刃具，必必要时也也可采用用各种高高生产率率的复合合刃具及及其他一一些专用用刃具。刃刃具的类类型、规规格

27、及精精度等级级应符合合加工要要求。3量具具的选择择单件小批批生产中中应采用用通用量量具，如如游标卡卡尺与百百分尺等等。大量量生产中中应采用用各种量量规和一一些高生生产率的的专用检检具。量量具的精精度必须须与加工工精度相相适应。4切削削用量的的确定正确选择择切削用用量，对对保证加加工精度度提高生生产率和降低低刀具的的损耗有有很大意意义。在在一般情况况下，由由于工件件材料、毛毛坯状况况、刃具材材料和几几何角度度以及机机床的刚刚度等许许多因素素变化较较大，故故而在工艺艺文件上上不规定定切削用用量，而而由操作作者根据据实际情情况自己己确定。但但在大量量生产中中，特别别在流水水线或自自动线上上必须合合理

28、地确确定每一一工序的的切削用用量。二、机械械加工精精度（一）加加工精度度与加工工误差加工精度度是指零零件加工工以后的的几何参参数（尺寸、形形状和位位置）的实际际值与理理想值的的符合程程度。反反之，零零件加工工后实际际几何参参数与理理想值不不符合程程度称为为加工误误差。在在生产实实践中，都都是用控控制加工工误差来来保证加加工精度度的。在生产实实际中，任任何一种种机械加加工方法法都不可可能将零零件加工工得绝对对精确，因因为在加加工过程程中存在在着各种种产生误误差因素素，所以以加工误误差是不不可避免免的。从从使用方方面来看看，也没没有必要要将零件件加工得得绝对精精确，允允许存在在一定偏偏差。因因此，

29、要要保证零零件的加加工精度度，也就就是设法法将加工工误差控控制在允允许的偏偏差范围围之内。提提高加工工精度，实实际上也也就是限限制和降降低加工工误差。（二）引引起加工工误差的的几种因因素1工艺艺系统的的几何误误差1）加工工原理误误差。原理误误差是由由于采用用了近似似的刀具具轮廓，近近似的成成形运动动轨迹和和近似速速比的成成形运动动加工零零件而产产生的加加工误差差。2）机床床、夹具具、刀具具的制造造与磨损损误差3）刀具具、夹具具误差及及工件的的定位误误差2工艺艺系统受受力变形形所引起起的加工工误差在机械加加工中，由由机床、夹夹具、刀刀具、工工件组成成的工艺艺系统在在切削力力、夹紧紧力、传传动力、

30、重重力、惯惯性力等等外力作作用下会会产生相相应的变变形（弹性变变形及塑塑料变形形），使工件和和刀具静静态相对对位置发发生变化化，从而而产生加加工误差差。因此此，机械械加工时时，要充充分考虑虑整个加加工工艺艺系统所所引起的的误差，采采取措施施提高工工艺系统统的刚度度，从而而降低因因工艺系系统变形形而引起起的加工工误差。提高工艺艺系统刚刚度的措措施有：提高接接触刚度度、提高工工件刚度度，减小小受力变变形、减小吃吃刀抗力力、合理安安装工件件，减小小夹紧变变形。3工艺艺系统热热变形所所引起的的加工误误差机械加工工过程中中，工艺艺系统在在各种热热源作用用下将产产生复杂杂的热变变形，使使工件和和刀具的的相

31、对位位置发生生变化，在在加工结结束后由由于工件件冷却收收缩，而而引起加加工误差差。4工件件内应力力所引起起的变形形具有内应应力的零零件，内内部组织织处于不不稳定状状态，它它有强烈烈的倾向向要恢复复到无应应力的状状态，使使原有加加工精度度逐渐丧丧失。用用这些零零件所装装配成的的机器，在在使用中中也会产产生变形形，甚至至可能影影响整台台机器的的质量，带带来严重重后果。促促使这种种变形的的内应力力有三方方面：热热应力、塑变应应力、组织应应力。三、机械械加工的的表面质质量机器零件件的加工工质量，除除加工精精度外，表表面质量量也是极极其重要要的一个个方面。所所谓加工工表面质质量，是是指机器器零件在在加工

32、后后的表面面层状态态（距表面面几十到到几百微微米）。机械加工工后的零零件表面面并非理理想的光光滑表面面，还存在在着不同同程度的的粗糙度度、波度度、冷硬硬、裂纹纹等表面面缺陷。虽虽然只有有极薄的的一层，但但对机器器零件的的使用性性能如耐耐磨性、疲疲劳强度度、配合合性质、抗抗腐蚀性性等都有有很大影影响。（一）表表面质量量的主要要内容1表面面的几何何形状1）表面面粗糙度度。表面面粗糙度度是指表表面微观观的几何何形状误误差（图28，H表示表面面粗糙度度的高度度）图288 表面面粗糙度度与波度度2）波度度。波度是是周期性性的几何何形状误误差（图28，A表示波波度的高高度），它主主要是由由加工过过程中工工

33、艺系统统的振动动所引起起的。2表面面层的物物理机械械性能：表面层层的冷作作硬化、表面层层的残余余应力、表面层层的金相相组织变变化。（二）影影响机械械加工表表面粗糙糙度的因因素1切削削加工影影响表面面粗糙度度的因素素1）刀刃刃在工件件表面留留下的残残留面积积。残留面面积越大大，表面面就越粗粗糙。要要减小残残留面积积，可以以减小走走刀量和和刀具的的主、副副偏角，增增大刀尖尖圆弧半半径。2）工件件材料的的性质（1）塑塑性材料料切削时时，刀具具前面对对切屑进进行挤压压，产生生晶格扭扭歪，滑滑移的塑塑性变形形，迫使使切屑与与工件分分离产生生撕裂作作用，造造成积屑屑瘤或鳞鳞刺（图29，210），增大了粗糙

34、度度。图299 刀刀瘤对工工件表面面的质量量影响图2110 鳞刺的的产生（2）脆脆性材料料，切屑屑呈碎粒粒状，加加工表面面往往出出现微粒粒崩碎痕痕迹，留留下许多多麻点，增大了表面粗糙度。3）切削削用量（1）切切削速度度。在一定定的速度度范围内内，对塑塑性材料料的切削削容易产产生刀瘤瘤或鳞刺刺，所以以应避开开这个刀刀瘤区，如如用中、低低速（一般800m/minn）容易形形成刀瘤瘤。（2）切切削深度度。切削深深度对粗粗糙度基基本上没没有影响响，但过过小的切切削深度度将在刀刀尖圆孤孤下挤压压过去，形形成附加加的塑性性变形，增增大了粗粗糙度。（3）进进给量。减小进进给量可可减小残残留面积积高度，但但过

35、小的的进给量量将使切切屑厚度度太薄，当当厚度小小于刃口口圆弧半半径时，会会引起薄薄层切屑屑打滑，产产生附加加粗糙度度。4）工艺艺系统的的高频振振动。工艺系系统的高高频振动动，使工工件和刀刀尖的相相对位置置发生微微幅振动动，使粗粗糙度加加大。2磨削削加工影影响表面面粗糙度度的因素素砂轮表面面有无数数颗磨粒粒，每颗颗磨粒相相当于一一个刀刃刃，砂轮粒粒度越细细，单位位面积上上的磨粒粒数多，在在工件表表面刻痕痕就越密密、越细细，则表表面粗糙糙度越细细。在修修整砂轮轮时，修修整的导导程和深深度越小小，磨粒粒修出的的微刃越越多，刃刃口等高高性越好好，砂轮轮就越光光滑，磨磨出的工工件也越越光滑。砂砂轮速度度

36、越高，磨磨削表面面的塑性性变形的的传播速速度小于于磨削速速度，材材料来不不及变形形，因而而表面粗粗糙度越越细。增增大磨削削深度和和工件速速度，将将使塑性性变形加加剧，使使粗糙度度增大。有有时为了了提高磨磨削效率率，通常常在开始始磨削时时采用较较大的径径向进给给量，而而在磨削削后期采采用小的的径向进进给量，甚甚至无进进给磨削削（又称光光磨），以降降低表面面粗糙度度。（三）加加工表面面的冷作作硬化机械加工工过程中中表面层层产生的的塑性变变形使晶晶体间产产生剪切切滑移，晶晶格严重重扭曲，并并产生晶晶粒的拉拉长、破破碎和纤纤维化，引引起材料料的强化化，其强强度和硬硬度均有有所提高高，这种种变化的的结果

37、称称为冷作作硬化。（四）表表面层金金相组织织的变化化当切削热热超过材材料的相相变温度度时，表表面层金金相组织织会发生生变化。一一般的切切削加工工，切削削热大部部分被切切屑带走走，因此此影响比比较小。但但磨削加加工时，磨磨削区的的瞬时温温度很高高，可达达10000以上，使使加工表表面层金金相组织织发生变变化，并并会产生生很大的的表面残残余应力力和细微微裂纹，严严重时，形形成表面面烧伤。表表面层烧烧伤将使使工件性性能大为为降低，使使用寿命命下降，甚甚至不能能使用。影响磨削削烧伤主主要是磨磨削区温温度与砂砂轮的速速度，砂砂轮粒度度、工件件材料的的导热系系数、磨磨削冷却却方式有有关。砂砂轮速度度高，工

38、工件速度度快，磨磨削深度度大，砂砂轮粒度度细，材材料导热热系数小小等都会会使磨削削区温度度高，因因此必须须采用较较好的冷冷却方式式。（五）表表面层残残余应力力切削加工工中表面面层组织织发生形形状变化化或组织织变化时时，在表表面层与与基体材材料的交交界处产产生互相相平衡的的弹性应应力，这这种应力力即表面面层的残残余应力力。（六）表表面质量量对于零件使用用性能的影响响1表面面质量对对零件耐耐磨性的的影响1）粗糙糙度对耐耐磨性的的影响零件的耐耐磨性主主要与摩摩擦副的的材料、热热处理情情况、表面质质量和润润滑条件件有关。当当两个零零件的表表面相互接触触时，只只是表面面的凸峰峰相接触触，实际际接触面面积

39、远小小于理论论接触面面积，因因此单位位压力很很大，破破坏了润润滑油膜膜，凸峰峰处出现现了干摩摩擦，如如果一个个表面的的凸峰嵌嵌入另一一表面的的凹谷中中，摩擦擦阻力很很大，且且会产生生弹性变变形、塑塑性变形形和剪切切破坏，引引起严重重的磨损损。因此此表面越粗糙糙，磨损损越大。但但并不是是表面越越光洁磨磨损越小小，因为为表面粗粗糙度越越细，不不利于润润滑油的的贮存，以以致两表表面接触触紧密使使金属分分子间产产生较大大的亲和和力，发发生咬焊焊现象，结结果加剧剧磨损。2）冷作作硬化对对耐磨性性的影响响机械加工工后表面面层产生生冷作硬硬化，减减小了零零件接触触面之间间的弹性性和塑性性变形，因因而耐磨磨性

40、有所所提高，但但并非冷冷硬程度度越高，耐耐磨性越越好，因因为过度度硬化引引起金属属组织表表面脆硬硬，使表表面层产产生裂纹纹和剥落落，磨损损加剧，耐耐磨性下下降。3）金相相组织变变化对耐耐磨性的的影响表面层因因受切削削热的影影响发生生了金相相组织的的变化，改改变了原原来基体体组织的的硬度，因而也直按影响耐磨性。2表面面质量对对零件疲疲劳的影影响1）粗糙糙度对疲疲劳强度度的影响响表面粗糙糙度越大大，在交交变载荷荷作用下下，零件件容易引引起应力力集中并并扩展疲疲劳裂纹纹造成疲疲劳损坏坏。不同同材料对对应力集集中的敏敏感程度度不同，材材料的晶晶粒越细细，质地地越密，强强度越高高，对应应力集中中也越敏敏

41、感，粗粗糙度越越大，疲疲劳强度度也降低低得越厉厉害。2）残余余应力对对疲劳强强度的影影响表面残余余应力对对疲劳强强度影响响较大，它促使疲劳裂纹扩大，降低疲劳强度。表面残余压应力能抵消部分工作载荷所引起的拉应力，带有不同残余应力表面层的零件其疲劳寿命可相差数倍至数十倍。3）冷作作硬化对对疲劳强强度的影影响表面冷硬硬层能阻阻止已有有裂纹的的扩大和和新裂纹纹的产生生，降低低外部缺缺陷和表表面粗糙糙度的影影响，因因此可提提高零件件的疲劳劳强度。3表面面质量对对配合性性能的影影响对于间隙隙配合，粗粗糙度大大磨损迅迅速，间间隙增大大，破坏坏了配合合性能，如如液压元元件产生生漏油现现象。对对于过盈盈配合，在

42、在装配过过程中，配配合面的的凸峰被被压平，实实际过盈盈量减小小，配合合牢度降降低。4表面面质量对对接触刚刚度的影影响表面粗糙糙度大，零零件之间间接触面面积减小小，单位位压力增增加，接接触刚度度减小，反反之增高高，故减减小表面面粗糙度度，是提提高接触触刚度的的一个有有效措施施。5表面面质量对对抗腐蚀蚀性的影影响表面粗糙糙度大，凹凹谷中积积聚的腐腐蚀物在在潮湿的的空气中中易发生生化学腐腐蚀，凸凸峰间也也容易产产生电化化学作用用而引起起电化学学腐蚀。因因此减小小表面粗粗糙度可可提高零零件的耐耐腐蚀性性。第三节金金属切削削金属切削削是用刀刀具切除除坯料上上的多余余部分，从从而使零零件（或半成成品）获得

43、符符合预定定的技术、工工艺或图图纸要求求的加工工方法。金属切削削加工按按机械化化程度和和使用刀刀具的形形式分为为手工加加工和机机械加工工两种方方式。钳钳工主要要是通过过工人手手持刀具具进行切切削加工工。为了了减轻劳劳动强度度，提高高生产率率，钳工工中的某某些工作作逐渐地地被机械械加工所所代替。机机械加工工是通过过人工操操纵机床床进行切切削加工工的，主主要有车车削、钻钻削、镗镗削、刨刨削、铣铣削、磨磨削等。由于机器零件的精度和表面粗糙度的工艺要求，目前除少数零件可以通过轧制或精密铸造等方法直接获得外，绝大部分零件都是通过切削加工的方法获得。在铁路轮轴产品的制造、检修过程中，车削和磨削是最主要的两

44、种金属切削加工方式，这两种方式对于保证轮轴产品的装配、运用质量有着重要的意义。因此，了解和掌握了金属切削加工的基本原理和加工方法，才能合理设计零件，正确地选用加工工艺方法，在保证零件的质量的前提下最大限度地降低成本。一、切削削运动与与切削要要素（一）切切削运动动切削加工工时，刀刀具与工工件必须须有一定定的相对对运动才才能对坯坯料进行行切削，按按其所起起的作用用可分两两类，即即主运动动和进给给运动，如如图211所示。图2111切削运运动简图图1）主运运动。它是切切削运动动中最基基本的运运动，即即切削运运动中速速度最高高，消耗耗功率最最大的运运动。如如车削时时工件的的旋转；钻削时时钻头的的旋转；磨

45、削时时砂轮的的旋转等等等。2）进给给运动。使待加工工工件连连续进行行切削从从而获得得所需工工件尺寸寸的运动动。如车车车轴轴轴颈时的的进给运运动包括括沿车轴轴轴向的的走刀运运动和沿沿轴颈径向向的吃刀刀运动。在在切削过过程中，工工件上会会形成三三种表面面。以外外圆车削削为例，即即将切去去金属层层的表面面称为待待加工表表面；已已切去金金属层的的表面称称为已加加工表面面；正在在被切削削的表面面，即由由主切削削刃直接接形成的的表面称称为加工工表面。（二）切切削要素素切削要素素分切削削用量要要素和切切削层横横截面要要素，以以表示切切削时各各运动参参数的大大小和切切削变形形量，并并依此为为根据调调整机床床完

46、成切切削加工工。图2112切削要要素1切削削用量要要素切削用量量要素包包括切削削速度、走走刀量和和吃刀深深度，统统称切削削三要素素。1）切削削速度。刀具相相对工件件单位时时间沿主主运动方方向走过过的距离离，即主主运动的的线速度度。2）进给给量（走刀量量）。沿着所所要加工工的工件件表面的的进给距距离的大大小即进进给量。车削时的进给量为工件每转一转，刀具沿进给（走刀）方向移动的距离（图212中的f）。3）切削削深度（吃刀深深度）。吃刀的的大小称称为切削削深度。车车削（内、外外圆、端端面）时的切切削深度度是待加加工表面面与已加加工表面面间的垂垂直距离离，即车车刀切入入工件的的深度（图2-12中的t）

47、。2切削削层横截截面要素素切削层是是指每走走刀一次次（即移动f距离），相邻邻两加工工表面间间的金属属层。切切削层的的轴向剖剖面称切切削层横横截面，如如图2-12所示的的平行四四边形为为车削时时的横截截面。切切削层横横截面要要素分别别为切削厚度ao、切削宽宽度bo、切削面面积AC。由此可知知，进刀刀量f和切削深深度t决定了了切削面面积AC的大小小。同样样的切削削面积，切切削层的的形状随随切削刃刃的形状状及其主主偏角kr的大小小发生变变化，这这时的切切削厚度度ao和切削削宽度bo亦随之之变化，表表示了切切削刃单单位长度度负荷和和切削刃刃工作长长度在变变化。二、常用用的刀具（一）车车刀的组组成车刀由刀刀头和刀刀杆两部部分组成成。刀头头直接担担任切削削工作，又又称切削削部分。刀刀杆是固固定夹紧紧刀具用用的。常常见的外外圆车刀刀的切削削部分有有三个刀刀面：两个切切削刃和和一个刀刀尖组成成，如图图213所示。图2113车刀的的组成前面（前前刀面）：直接切切入和挤挤压被切切削层并并控制切切屑沿其其排出的的刀面。主后面（后刀面面）：同工件件加工表表面相互互作用和和相对的的刀面。