1、第第1313章章 切削加工基礎(chǔ)知識切削加工基礎(chǔ)知識 切削加工切削加工是利用刀具從工件毛是利用刀具從工件毛坯上切除多余的材料，以獲得具有坯上切除多余的材料，以獲得具有一定形狀、尺寸、精度和表面質(zhì)量一定形狀、尺寸、精度和表面質(zhì)量的零件的加工方法。的零件的加工方法。13.1 13.1 切削加工切削加工的分類與特點(diǎn)的分類與特點(diǎn)n1.1.機(jī)械加工機(jī)械加工：通過工人操縱機(jī)：通過工人操縱機(jī)床來實(shí)現(xiàn)零件的加工（床來實(shí)現(xiàn)零件的加工（車削、鉆削、車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、磨削等）鏜削、銑削、刨削、磨削等）；n 2. 2.鉗工鉗工：在工作臺上手持工具：在工作臺上手持工具進(jìn)行切削加工（劃線、鏨削、鋸割、進(jìn)行切削加

2、工（劃線、鏨削、鋸割、銼削、刮削、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、銼削、刮削、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋、機(jī)械攻螺紋、套螺紋、機(jī)械裝配裝配等）。等）。第第1313章章 切削加工基礎(chǔ)知識切削加工基礎(chǔ)知識13.1 13.1 切削加工切削加工的分類與特點(diǎn)的分類與特點(diǎn)n主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)： 1 1）精度高，表面粗糙度值低；）精度高，表面粗糙度值低； 2 2）運(yùn)用廣泛；）運(yùn)用廣泛； 3 3）生產(chǎn)率高；）生產(chǎn)率高； 4 4）刀具和工件具有一定強(qiáng)度）刀具和工件具有一定強(qiáng)度和剛度，刀具材料硬度比工件材料和剛度，刀具材料硬度比工件材料硬度高。硬度高。第第1313章章 切削加工基礎(chǔ)知識切削加工基礎(chǔ)知識13.1 13.1

3、切削加工切削加工的分類與特點(diǎn)的分類與特點(diǎn)n發(fā)展方向發(fā)展方向：與計算機(jī)、自動化：與計算機(jī)、自動化系統(tǒng)論、控制論及人工智能、計算系統(tǒng)論、控制論及人工智能、計算機(jī)輔助設(shè)計與制造、計算機(jī)集成等機(jī)輔助設(shè)計與制造、計算機(jī)集成等高新技術(shù)及理論相融合，向精密化高新技術(shù)及理論相融合，向精密化、柔性化、智能化方向發(fā)展。、柔性化、智能化方向發(fā)展。第第1313章章 切削加工基礎(chǔ)知識切削加工基礎(chǔ)知識13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素n13.2.1 13.2.1 機(jī)床的切削運(yùn)動機(jī)床的切削運(yùn)動n一、零件表面一、零件表面的形成及切削運(yùn)動的形成及切削運(yùn)動任何機(jī)器、機(jī)械設(shè)備都是由零任何機(jī)器、機(jī)械設(shè)備都是由零

4、件組成，任何一個零件都是由若干件組成，任何一個零件都是由若干表面組成。零件每個表面部是由一表面組成。零件每個表面部是由一條條母線母線沿一條沿一條導(dǎo)線運(yùn)動的軌跡導(dǎo)線運(yùn)動的軌跡。第第1313章章 切削加工基礎(chǔ)知識切削加工基礎(chǔ)知識要對這些表面進(jìn)行加工，刀具與工件必須有一定的相對運(yùn)動，即要對這些表面進(jìn)行加工，刀具與工件必須有一定的相對運(yùn)動，即切削運(yùn)動切削運(yùn)動（分為（分為主運(yùn)動主運(yùn)動和和進(jìn)給運(yùn)動）進(jìn)給運(yùn)動）。 13.2.113.2.1零件零件表面的形成及切削運(yùn)動表面的形成及切削運(yùn)動13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素13.2.1 13.2.1 零件零件表面的形成及切削運(yùn)動表面的形成及

5、切削運(yùn)動（）（）主運(yùn)動（主運(yùn)動（v vc c）：切除工件：切除工件上的切削層，使之轉(zhuǎn)變成切屑，以上的切削層，使之轉(zhuǎn)變成切屑，以形成工件新表面的運(yùn)動。形成工件新表面的運(yùn)動。 主運(yùn)動的速度最高，消耗的動主運(yùn)動的速度最高，消耗的動力最多。力最多。13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素13.2.1 13.2.1 零件表面的形成及切削運(yùn)動零件表面的形成及切削運(yùn)動 （）（）進(jìn)給運(yùn)動（進(jìn)給運(yùn)動（V Vf f、f f）：使切削：使切削層不斷投入切削的運(yùn)動。層不斷投入切削的運(yùn)動。其速度較低，消耗動力較少。其速度較低，消耗動力較少。主運(yùn)動只有一個，進(jìn)給運(yùn)動可以主運(yùn)動只有一個，進(jìn)給運(yùn)動可以是一個或

6、幾個。是一個或幾個。13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素13.2.1 13.2.1 零件零件表面的形成及切削運(yùn)動表面的形成及切削運(yùn)動13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素13.2.2 13.2.2 切削用量切削用量三個表面：三個表面：（）（）已加工表面已加工表面：工件上切除切屑后留下的表面。：工件上切除切屑后留下的表面。（）（）待加工表面待加工表面：工件上將被切除切削層的表面。：工件上將被切除切削層的表面。（）（）過渡表面過渡表面：工件上正在加工的表面。：工件上正在加工的表面。 13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素13.2.2 13.2

7、.2 切削用量切削用量 、 背吃刀量背吃刀量（切削深度）（切削深度）p p 己加工表面與己加工表面與待加工表面之間的待加工表面之間的距離。距離。車外圓：車外圓： p p（d dw w-d-dm m)/2)/2鉆孔：鉆孔： p pd dw w/2/2加工平面：加工平面： p ph h13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素13.2.2 13.2.2 切削用量切削用量、進(jìn)給量、進(jìn)給量f f（走刀（走刀量）量）工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具沿進(jìn)給方向移動的距離。沿進(jìn)給方向移動的距離。13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素 （）（）縱向進(jìn)給量縱向進(jìn)給量 （）（）橫向

8、進(jìn)給量橫向進(jìn)給量 13.2.2 13.2.2 切削用量切削用量進(jìn)給速度進(jìn)給速度V Vf f： 單位時間內(nèi)，刀具單位時間內(nèi)，刀具相對工件沿進(jìn)給運(yùn)動方相對工件沿進(jìn)給運(yùn)動方向的相對位移。向的相對位移。V Vf ffnfn（mm/min)mm/min)13.2.2 13.2.2 切削用量切削用量13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素13.2.2 13.2.2 切削用量切削用量、切削速度、切削速度VcVc 單位時間內(nèi)，刀具和工件主運(yùn)動方向單位時間內(nèi)，刀具和工件主運(yùn)動方向相對移動的瞬時線速度。相對移動的瞬時線速度。13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素主運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動主

9、運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 Vc=dn/1000=dn/318 (m/min)Vc=dn/1000=dn/318 (m/min) 主運(yùn)動為往復(fù)直線運(yùn)動主運(yùn)動為往復(fù)直線運(yùn)動以其平均速度為切削速度以其平均速度為切削速度Vc=2Ln/1000 (m/min)Vc=2Ln/1000 (m/min)13.2.2 13.2.2 切削用量切削用量（）切削層公稱厚度（）切削層公稱厚度h hD D（切削（切削厚度）厚度）：在切削層尺寸平面內(nèi)，：在切削層尺寸平面內(nèi)，垂直于切削刃方向所測得的切削垂直于切削刃方向所測得的切削層尺寸。層尺寸。 h hD D=fsink=fsinkr r （）切削層公稱寬度（）切削層公稱寬度b bD

10、 D（切削寬（切削寬度度a aw w）：在切削層尺寸平面：在切削層尺寸平面內(nèi)沿切削刃方向所測得的切削內(nèi)沿切削刃方向所測得的切削層尺寸。層尺寸。 b bD D=a=ap p/sink/sinkr r（）切削層公稱橫截面積（）切削層公稱橫截面積 A AD D（切削面積）（切削面積）：工件被切下的金：工件被切下的金屬切削層在切削層沿垂直于主運(yùn)屬切削層在切削層沿垂直于主運(yùn)動方向所截取的橫截面積。動方向所截取的橫截面積。A AD D=h=hD Db bD D=a=ap pf f13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素13.2.3 13.2.3 切削加工的階段劃分切削加工的階段劃分 粗加工

11、、半精加工、精加工、粗加工、半精加工、精加工、精密加工、超精密加工。精密加工、超精密加工。13.2 13.2 切削運(yùn)動與切削要素切削運(yùn)動與切削要素13.3.1 13.3.1 刀具刀具材料材料n一、刀具材料應(yīng)具備的性能一、刀具材料應(yīng)具備的性能 刀具刀具工作條件工作條件：切削部分承受著：切削部分承受著高壓、高溫、劇烈摩擦、很大的沖擊高壓、高溫、劇烈摩擦、很大的沖擊和振動。和振動。 性能：性能： 、高硬度；高硬度； 、高耐磨性高耐磨性( (取決于它的硬度、取決于它的硬度、化學(xué)成分和顯微組織化學(xué)成分和顯微組織) )； 、足夠的強(qiáng)度和韌性；足夠的強(qiáng)度和韌性；13.313.3刀具材料刀具材料與刀具構(gòu)造與刀

12、具構(gòu)造刀具材料應(yīng)具備的基本性能刀具材料應(yīng)具備的基本性能n 、高耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性高耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性n（）（）耐熱性耐熱性（紅硬性）；（紅硬性）；n（）（）化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性（抗氧化性、抗（抗氧化性、抗粘結(jié)能力）。粘結(jié)能力）。n、良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。13.3.1 13.3.1 刀具刀具材料材料二、常用刀具材料二、常用刀具材料13.3.1 13.3.1 刀具刀具材料材料二、常用刀具材料二、常用刀具材料13.3.1 13.3.1 刀具刀具材料材料提高高速鋼硬度和耐磨性的措施： 1、在高速鋼中增添（鈷、鋁等）新的元素； 2、改進(jìn)刀具制造工藝方法：用粉末冶金制造高速鋼； 3、用

13、氣相沉積方法對高速鋼表面進(jìn)行TiC或TiN等涂層處理。提高硬質(zhì)合金性能的措施： 1、調(diào)整化學(xué)成分：加入適當(dāng)?shù)腡aC、NbC； 2、采用涂層刀片。13.3.213.3.2刀具結(jié)刀具結(jié)構(gòu)構(gòu)13.313.3刀具材料刀具材料與刀具構(gòu)造與刀具構(gòu)造13.3.213.3.2刀具結(jié)刀具結(jié)構(gòu)構(gòu) 組成組成：夾持部分和切削部分。：夾持部分和切削部分。 削部分的特點(diǎn)削部分的特點(diǎn)：n、具有合理的幾何參數(shù)。、具有合理的幾何參數(shù)。n、承受很大的切削力和很高的溫度。、承受很大的切削力和很高的溫度。n、與工件和切屑產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦。、與工件和切屑產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦。13.313.3刀具材料刀具材料與刀具構(gòu)造與刀具構(gòu)造13.313.3

14、刀具材料刀具材料與刀具構(gòu)造與刀具構(gòu)造（一）車刀切削部分的組成（一）車刀切削部分的組成n（）（）前刀面（前面）前刀面（前面）ArAr：刀具上切屑流出經(jīng)過：刀具上切屑流出經(jīng)過的表面。的表面。n（）（）后刀面（后面）后刀面（后面）AaAa：與工件上過渡表面相：與工件上過渡表面相對的表面。對的表面。n（）（）副后刀面（副副后刀面（副后面）后面）AaAa：與工件已加：與工件已加工表面相對的表面。工表面相對的表面。 刀楔：刀楔：前刀面與后刀面前刀面與后刀面所包含的刀具實(shí)體部分。所包含的刀具實(shí)體部分。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)（一）車刀切削部分的組成（一）車刀切削部分的組成n（）（）主切削主切削刃刃S

15、S：前刀面與后刀：前刀面與后刀面的交線；擔(dān)負(fù)主面的交線；擔(dān)負(fù)主要的切削任務(wù)。要的切削任務(wù)。n（）（）副切削副切削刃刃SS：前刀面與副：前刀面與副后刀面的交線；擔(dān)后刀面的交線；擔(dān)負(fù)少量的切削任務(wù)。負(fù)少量的切削任務(wù)。n（）（）刀尖刀尖：主切削刃和副切削主切削刃和副切削刃的連接部位。刃的連接部位。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)（二）確定車刀角度的正交平面參考系（二）確定車刀角度的正交平面參考系n（）（）基面基面PP：刀刃：刀刃上任意一點(diǎn)的基面是通過上任意一點(diǎn)的基面是通過該點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)切削速該點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。度方向的平面。n（）（）切削平面切削平面PsPs：刀刃上任意一點(diǎn)的切削平刀

16、刃上任意一點(diǎn)的切削平面，是通過該點(diǎn)并與過渡面，是通過該點(diǎn)并與過渡表面相切的平面。表面相切的平面。 n（）（）主剖面主剖面PoPo：刀：刀刃上任意一點(diǎn)的主剖面是刃上任意一點(diǎn)的主剖面是通過該點(diǎn)并與主切削刃在通過該點(diǎn)并與主切削刃在基面上的投影相垂直的平基面上的投影相垂直的平面。面。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)（二）車刀的角度（二）車刀的角度n 、前角前角0 0：主剖面內(nèi)測量主剖面內(nèi)測量的前的前刀面與基面之間的刀面與基面之間的夾角夾角，有正負(fù)之分。，有正負(fù)之分。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)（二）車刀的角度（二）車刀的角度選擇前角的原則選擇前角的原則：n（）工件材料（）工件材料軟，取大值；軟，取大值

17、；n（）車刀材料（）車刀材料的強(qiáng)度、韌性差時取的強(qiáng)度、韌性差時取小值；小值；n（）粗加工?。ǎ┐旨庸と⌒≈?；精加工取大值。小值；精加工取大值。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)( (二二) )車刀的角度車刀的角度n、后角后角0 0 ：主剖面主剖面內(nèi)測量的后內(nèi)測量的后面與主切削平面之面與主切削平面之間的夾角間的夾角。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)( (二二) )車刀車刀的角度的角度選擇后角的原則選擇后角的原則：n（）粗加工選?。ǎ┐旨庸みx小值；精加工選大值。值；精加工選大值。n（）工件材料較（）工件材料較硬時選小值。硬時選小值。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)( (二二) )車刀的角度車刀的角度n、主

18、偏角、主偏角KK ：基面內(nèi)測量基面內(nèi)測量的主切削刃與進(jìn)給的主切削刃與進(jìn)給方向的夾角方向的夾角。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)主偏角對切削力的影響主偏角對切削力的影響13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)（二）車刀的角度（二）車刀的角度選擇主偏角的原則選擇主偏角的原則：n（）工藝系統(tǒng)剛度好（）工藝系統(tǒng)剛度好時，選小值；時，選小值；n（）加工硬度高的材（）加工硬度高的材料，選小值；料，選小值；n（）根據(jù)被加工工件（）根據(jù)被加工工件的表面結(jié)構(gòu)、形狀選取；的表面結(jié)構(gòu)、形狀選取；n（）根據(jù)操作者的方（）根據(jù)操作者的方便取。便取。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)（二）車刀的角度（二）車刀的角度n、副偏角、副偏角KK

19、：基面內(nèi)測量的副切基面內(nèi)測量的副切削刃與進(jìn)給反方向削刃與進(jìn)給反方向的夾角的夾角。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)副偏角對殘留面積的影響副偏角對殘留面積的影響13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)（二）車刀的角度（二）車刀的角度選擇副偏角的原則選擇副偏角的原則：n（）減小副偏角，可以減少工（）減小副偏角，可以減少工件表面的粗糙度；增加刀尖強(qiáng)度，提件表面的粗糙度；增加刀尖強(qiáng)度，提高刀具的耐用度。高刀具的耐用度。n（）精加工取小值，必要時加（）精加工取小值，必要時加磨修光刃。磨修光刃。n（）加工硬度、強(qiáng)度高的材料（）加工硬度、強(qiáng)度高的材料或斷續(xù)切削時，取小值，以提高刀尖或斷續(xù)切削時，取小值，以提高刀尖強(qiáng)度。強(qiáng)

20、度。n（）加工需要中間切入的工件，（）加工需要中間切入的工件，取取30304545。n（）切斷刀?。ǎ┣袛嗟度? 12 2，以保證，以保證刀尖強(qiáng)度和重磨后刀頭的寬度。刀尖強(qiáng)度和重磨后刀頭的寬度。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)（二）車刀的角度（二）車刀的角度n、刃傾角、刃傾角ss：在主切削平面內(nèi)測量在主切削平面內(nèi)測量的主切削刃與基面之的主切削刃與基面之間的夾角。間的夾角。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)刃傾角的影響刃傾角的影響13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)選擇選擇刃傾角刃傾角的原則的原則n（）粗車鋼料和灰鑄鐵時，要（）粗車鋼料和灰鑄鐵時，要求刀尖強(qiáng)度好，取較小的負(fù)值。求刀尖強(qiáng)度好，取較小的負(fù)值。n

21、（）精車鋼料和灰鑄鐵時，為（）精車鋼料和灰鑄鐵時，為了不使切屑拉毛已加工表面，取較小了不使切屑拉毛已加工表面，取較小的正值。的正值。n（）斷續(xù)切削時，為了提高刀（）斷續(xù)切削時，為了提高刀具的耐沖擊能力，取較大的負(fù)值。具的耐沖擊能力，取較大的負(fù)值。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)（二）車刀的角度（二）車刀的角度n 、楔角楔角0 0：主截面內(nèi)測量的前主截面內(nèi)測量的前面與后面的夾角。面與后面的夾角。00r13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)n、刀尖角、刀尖角r r：主切削刃與副切削主切削刃與副切削刃在基面上的投影刃在基面上的投影 之間的夾角。之間的夾角。四、車刀的工作角度四、車刀的工作角度n（一）安裝位置（

22、一）安裝位置對車刀角度的影響對車刀角度的影響13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)四、車刀的工作角度四、車刀的工作角度n、刀桿中心線與進(jìn)給方向偏斜，、刀桿中心線與進(jìn)給方向偏斜，主偏角與副偏角發(fā)生變化。主偏角與副偏角發(fā)生變化。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)四、車刀的工作角度四、車刀的工作角度n （二）進(jìn)給運(yùn)動對車刀角度的影響（二）進(jìn)給運(yùn)動對車刀角度的影響車削時，除工件旋轉(zhuǎn)外，車刀還需做直線運(yùn)動，兩個車削時，除工件旋轉(zhuǎn)外，車刀還需做直線運(yùn)動，兩個運(yùn)動合成為運(yùn)動合成為螺旋運(yùn)動螺旋運(yùn)動。橫向進(jìn)給時，車刀的工作前角逐漸增大，后角逐漸減橫向進(jìn)給時，車刀的工作前角逐漸增大，后角逐漸減小。小?？v向車削時，車刀的工作前

23、角增大，后角減小?？v向車削時，車刀的工作前角增大，后角減小。13.3.2 刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 金屬切削過程及基本規(guī)律金屬切削過程及基本規(guī)律金屬切削過程是刀具與工件間相互金屬切削過程是刀具與工件間相互作用又相對運(yùn)動的過程。金屬在切削過作用又相對運(yùn)動的過程。金屬在切削過程中的變形現(xiàn)象、熱現(xiàn)象和刀具磨損現(xiàn)程中的變形現(xiàn)象、熱現(xiàn)象和刀具磨損現(xiàn)象等，對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本象等，對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本有重要影響。有重要影響。13.4.1 13.4.1 切切削過程及切屑類型削過程及切屑類型一、切屑形成一、切屑形成過程過程切削過程切削過程：切：切削時，在刀具切削削時，在刀具切削刃和前面的推

24、擠作刃和前面的推擠作用下，使被切削的用下，使被切削的金屬層產(chǎn)生變形、金屬層產(chǎn)生變形、剪切滑移而變成切剪切滑移而變成切屑。屑。 二二、切屑類型、切屑類型13.4.1 13.4.1 切切削過程及切屑類型削過程及切屑類型13.4.2 13.4.2 積屑積屑瘤和表面變形強(qiáng)化瘤和表面變形強(qiáng)化一、一、積屑瘤積屑瘤：用：用中等切中等切削速度削速度切削鋼料或其他塑性切削鋼料或其他塑性金屬，在車刀前面上靠近主金屬，在車刀前面上靠近主切削刃的部位牢固地粘著一切削刃的部位牢固地粘著一小塊金屬，其硬度為金屬本小塊金屬，其硬度為金屬本身硬度的身硬度的2 2倍倍3.53.5倍。倍。 粗加工時可利用積屑瘤粗加工時可利用積屑

25、瘤；精加工時應(yīng)盡量避免積屑；精加工時應(yīng)盡量避免積屑瘤產(chǎn)生。瘤產(chǎn)生。 二、表面變形強(qiáng)化和殘余應(yīng)力二、表面變形強(qiáng)化和殘余應(yīng)力加工硬化加工硬化：在切削加工塑性材料：在切削加工塑性材料時，工件已加工表面表層的硬度明顯時，工件已加工表面表層的硬度明顯提高而塑性下降的現(xiàn)象。提高而塑性下降的現(xiàn)象。殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力：在外力消失后，殘余：在外力消失后，殘余在物體內(nèi)部而總體又保持平衡的內(nèi)應(yīng)在物體內(nèi)部而總體又保持平衡的內(nèi)應(yīng)力。力。加工硬化和殘余應(yīng)力同時出現(xiàn)。加工硬化和殘余應(yīng)力同時出現(xiàn)。13.4.2 13.4.2 積屑積屑瘤和表面變形強(qiáng)化瘤和表面變形強(qiáng)化13.4.3 13.4.3 切削力和切削功率切削力和切削功率切削

26、力切削力：在切削加工時，刀具切削工件材：在切削加工時，刀具切削工件材料所受到的阻力。料所受到的阻力。n（一）切削力的來源與分解（一）切削力的來源與分解n、切削力的來源、切削力的來源在切削過程中，切屑和工件已加工表面產(chǎn)在切削過程中，切屑和工件已加工表面產(chǎn)生彈性生彈性塑性變形，其變形抗力垂直作用于刀塑性變形，其變形抗力垂直作用于刀具的前面和后面；同時切屑沿前刀面流出、后具的前面和后面；同時切屑沿前刀面流出、后刀面與工件已加工表面摩擦，產(chǎn)生摩擦力，上刀面與工件已加工表面摩擦，產(chǎn)生摩擦力，上述力的合力述力的合力切削力切削力。（一）切削力的來源與分解（一）切削力的來源與分解n、切削力的分、切削力的分解解

27、主切削力（切向主切削力（切向力力FzFz）：在切削速度：在切削速度方向上的分力；方向上的分力；背向分力（徑向背向分力（徑向力力FyFy）：在工件半徑：在工件半徑方向上的分力；方向上的分力；進(jìn)給抗力（軸向進(jìn)給抗力（軸向力力FxFx）：在工件軸線：在工件軸線方向上的分力。方向上的分力。13.4.3 13.4.3 切削力和切削功率切削力和切削功率（一）切削力的來源與分解（一）切削力的來源與分解22222zFyFxFzFDFFrkDFyFcosrkDFxFsin合力合力F F、推力、推力F FD D與各與各分力之間的關(guān)系：分力之間的關(guān)系：13.4.3 13.4.3 切削力和切削功率切削力和切削功率（二

28、）車削時各分力對加工的影響（二）車削時各分力對加工的影響n、主切削力、主切削力FzFz消耗功率最多，可使刀桿發(fā)生彎曲，使切削深度和刀具的消耗功率最多，可使刀桿發(fā)生彎曲，使切削深度和刀具的工作前角減小。工作前角減小。n、背向力、背向力F Fy y使工件在水平面內(nèi)彎曲，且容易引起振動。使工件在水平面內(nèi)彎曲，且容易引起振動。n、進(jìn)給力、進(jìn)給力F Fx x加工大直徑薄壁的盤類工件的端面時，使工件發(fā)生軸向變加工大直徑薄壁的盤類工件的端面時，使工件發(fā)生軸向變形，影響工件端面的形狀精度。形，影響工件端面的形狀精度。13.4.3 13.4.3 切削力和切削功率切削力和切削功率（三）影響切削力的因素（三）影響切

29、削力的因素n、工件材料、工件材料材料的硬度、強(qiáng)度、材料的硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性越高，產(chǎn)生的塑性、韌性越高，產(chǎn)生的切削力越大。切削力越大。n、刀具角度、刀具角度n（）前角越大，切（）前角越大，切削力越小；削力越??；n（）主偏角增大，（）主偏角增大，背向力減小，進(jìn)給力增大；背向力減小，進(jìn)給力增大；n（）刃傾角增加背（）刃傾角增加背向力減小，進(jìn)給力增大。向力減小，進(jìn)給力增大。13.4.3 13.4.3 切削力和切削功率切削力和切削功率（三）影響切削力的因素（三）影響切削力的因素n、切削用量、切削用量n背吃刀量和進(jìn)給量增加，切削力增背吃刀量和進(jìn)給量增加，切削力增加。加。n 、其他因素、其他因素 刀具磨

30、損，切削力增大。刀具磨損，切削力增大。 澆注切削液，降低切削力。澆注切削液，降低切削力。 13.4.3 13.4.3 切削力和切削功率切削力和切削功率（四）切削功率（四）切削功率n 切削功率為：n P Pm m=10=10-3-3F Fz zv vc c 式中：P Pm m：切削功率，：切削功率，KwKw； F Fz z：主切削力，：主切削力，N N； v vc c：切削速度，：切削速度，M/sM/s。 電機(jī)功率為：電機(jī)功率為： P Pc cP Pm m/m m 式中：m m:機(jī)床傳動效率，0.750.8513.4.3 13.4.3 切削力和切削功率切削力和切削功率13.4.4 13.4.4

31、切削切削熱和切削溫度熱和切削溫度n（一）切削熱的來源和傳散（一）切削熱的來源和傳散切削熱來源切削熱來源：切削層金屬發(fā)生彈、：切削層金屬發(fā)生彈、塑性變形的熱量以及切屑與前刀面、塑性變形的熱量以及切屑與前刀面、工件與后刀面之間摩擦產(chǎn)生的熱。并工件與后刀面之間摩擦產(chǎn)生的熱。并通過切屑、工件、刀具和周圍的介質(zhì)通過切屑、工件、刀具和周圍的介質(zhì)傳散。傳散。切削溫度切削溫度：指切削區(qū)域的平均溫：指切削區(qū)域的平均溫度，其高低取決于切削熱的產(chǎn)生和傳度，其高低取決于切削熱的產(chǎn)生和傳散情況。散情況。切削熱的影響切削熱的影響：使工件產(chǎn)生熱變：使工件產(chǎn)生熱變形，影響工件的精度。加速刀具的磨形，影響工件的精度。加速刀具的

32、磨損。損。（二）影響切削溫度的主要因素（二）影響切削溫度的主要因素n、工件材料：、工件材料：強(qiáng)度、硬度及強(qiáng)度、硬度及導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性等。等。n、刀具角度、刀具角度n 、切削用量、切削用量n 、其他因素：、其他因素：冷卻潤滑液冷卻潤滑液；刀具材料刀具材料導(dǎo)熱性及刀具磨損。導(dǎo)熱性及刀具磨損。13.4.4 13.4.4 切削切削熱和切削溫度熱和切削溫度六、冷卻潤滑液六、冷卻潤滑液n（一）冷卻潤滑液的作用（一）冷卻潤滑液的作用13.4.4 13.4.4 切削切削熱和切削溫度熱和切削溫度n、冷卻作用、冷卻作用降低切削溫度、提高刀具耐用度。降低切削溫度、提高刀具耐用度。n、潤滑作用、潤滑作用減小摩擦因數(shù)，減小

33、切削力和切削熱，減小摩擦因數(shù)，減小切削力和切削熱，使刀具的磨損減少；限制積屑瘤的生長，使刀具的磨損減少；限制積屑瘤的生長，改善加工表面質(zhì)量。改善加工表面質(zhì)量。（一）冷卻潤滑液的作用（一）冷卻潤滑液的作用n、清洗作用、清洗作用清洗生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的細(xì)小切屑和清洗生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的細(xì)小切屑和磨粒，以保證工件表面質(zhì)量和機(jī)床精度。磨粒，以保證工件表面質(zhì)量和機(jī)床精度。13.4.4 13.4.4 切削切削熱和切削溫度熱和切削溫度n、防銹作用、防銹作用（二）冷卻潤滑液的分類（二）冷卻潤滑液的分類n、水溶液、水溶液水加入一定的添加劑可達(dá)到防銹、潤滑水加入一定的添加劑可達(dá)到防銹、潤滑的效果。的效果。特點(diǎn)特點(diǎn)：冷卻能

34、力強(qiáng)，便于觀察。：冷卻能力強(qiáng)，便于觀察。13.4.4 13.4.4 切削切削熱和切削溫度熱和切削溫度n、乳化液、乳化液由乳化油稀釋而成。由乳化油稀釋而成。特點(diǎn)特點(diǎn)：冷卻作用良好；因其含水量大，：冷卻作用良好；因其含水量大，潤滑、防銹性差。潤滑、防銹性差。 n、切削油、切削油主要成分是礦物油。主要起潤滑作用。主要成分是礦物油。主要起潤滑作用。13.4.5 13.4.5 刀具磨損和耐用度刀具磨損和耐用度 n（一）刀具磨損的（一）刀具磨損的形式形式n、后刀面磨損、后刀面磨損使后角小于或等于使后角小于或等于零度。零度。產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因：n（）切削脆性材（）切削脆性材料。料。n（）以較低的切（）以較低的

35、切削速度和較小的進(jìn)給量削速度和較小的進(jìn)給量切削塑性材料。切削塑性材料。（一）刀具磨損的形式（一）刀具磨損的形式n、前刀面磨、前刀面磨損損產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因：用：用較高的切削速度和較高的切削速度和較大的進(jìn)給量切削較大的進(jìn)給量切削塑性金屬。塑性金屬。13.4.5 13.4.5 刀具磨損和耐用度刀具磨損和耐用度 （一）刀具磨損的形式（一）刀具磨損的形式n、前、后、前、后刀面同時磨損刀面同時磨損產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因：采用中等切削速采用中等切削速度和中等進(jìn)給量度和中等進(jìn)給量切削塑性材料。切削塑性材料。13.4.5 13.4.5 刀具磨損和耐用度刀具磨損和耐用度 （二）影響刀具磨損的主要因素（二）影響刀具磨損的

36、主要因素n、工件材料、工件材料13.4.5 13.4.5 刀具磨損和耐用度刀具磨損和耐用度 n、刀具角度、刀具角度n（）前角增大，磨損減小。（）前角增大，磨損減小。n（）后角增大，磨損減小。（）后角增大，磨損減小。n（）主偏角增大，磨損加快。（）主偏角增大，磨損加快。n 、切削用量、切削用量切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量。切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量。（三）刀具磨損限度和刀具耐磨度（三）刀具磨損限度和刀具耐磨度n、刀具磨損限度、刀具磨損限度：刀具從開始切削到不能繼刀具從開始切削到不能繼續(xù)使用為止的那段續(xù)使用為止的那段磨損量磨損量。以后刀面磨損量以后刀面磨損量V VB B作為刀作為刀具的磨損限度。具的

37、磨損限度。13.4.5 13.4.5 刀具磨損和耐用度刀具磨損和耐用度 n、刀具耐用度、刀具耐用度：刀：刀具由刃磨后開始切削到達(dá)具由刃磨后開始切削到達(dá)磨損限度為止的磨損限度為止的總切削時總切削時間間。n3 3、刀具壽命、刀具壽命：新刀：新刀具從開始使用到報廢為止具從開始使用到報廢為止的實(shí)際的實(shí)際切削時間的總和切削時間的總和。切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則n、粗加工，考慮提高生產(chǎn)率和、粗加工，考慮提高生產(chǎn)率和保證合理的刀具耐用度。保證合理的刀具耐用度。n（）選用較大的背吃刀量。（）選用較大的背吃刀量。n（）選用較大的進(jìn)給量。（）選用較大的進(jìn)給量。n（）根據(jù)刀具耐用度和機(jī)床功（）根據(jù)刀具耐用

38、度和機(jī)床功率選擇合理的切削速度。率選擇合理的切削速度。切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則n、精加工，以保證加工精度和、精加工，以保證加工精度和表面質(zhì)量為主，兼顧必要的刀具耐用表面質(zhì)量為主，兼顧必要的刀具耐用度和生產(chǎn)率。度和生產(chǎn)率。n（）選擇較高的切削速度，避（）選擇較高的切削速度，避免積屑瘤的產(chǎn)生。免積屑瘤的產(chǎn)生。n（）在保證表面粗糙度的前提（）在保證表面粗糙度的前提下盡量選擇較大的進(jìn)給量。下盡量選擇較大的進(jìn)給量。13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量n一、一、加工精度加工精度 零件經(jīng)機(jī)械加工后，各表面的零件經(jīng)機(jī)械加工后，各表面的實(shí)際尺寸、形狀和相互位置與理想實(shí)際尺寸、形狀和相互位置與

39、理想值的接近程度。值的接近程度。加工誤差加工誤差：機(jī)械加工后所獲得：機(jī)械加工后所獲得的零件各表面的尺寸、形狀以及各的零件各表面的尺寸、形狀以及各表面間的相互位置存在的誤差。表面間的相互位置存在的誤差。13.5 加工質(zhì)量和生產(chǎn)率一、加工精度一、加工精度尺寸精度尺寸精度：零件的直徑、長度和表：零件的直徑、長度和表面間距離等尺寸的實(shí)際值與理想值的接面間距離等尺寸的實(shí)際值與理想值的接近程度。近程度。形狀精度形狀精度：零件表面或線的實(shí)際形：零件表面或線的實(shí)際形狀與理想形狀的接近程度。狀與理想形狀的接近程度。位置精度位置精度：零件表面或線的實(shí)際位：零件表面或線的實(shí)際位置與理想位置的接近程度。置與理想位置的

40、接近程度。13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量一、加工精度一、加工精度材料：40Cr；硬度：HRC3238。13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量一、加工精度一、加工精度 加工經(jīng)濟(jì)精度加工經(jīng)濟(jì)精度：某種加工方法，：某種加工方法，在正常條件下所能保證的加工精度。在正常條件下所能保證的加工精度。一般情況下，零件的加工精度一般情況下，零件的加工精度要求越高，其加工成本就越高。要求越高，其加工成本就越高。13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量二、表面質(zhì)量二、表面質(zhì)量機(jī)械加工后零件表面層的狀況。機(jī)械加工后零件表面層的狀況。包括包括：表面幾何形狀和表面層：表面幾何形狀和表面層物理、力學(xué)

41、性能兩方面的內(nèi)容。物理、力學(xué)性能兩方面的內(nèi)容。13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量（一）表面幾何形狀誤差（一）表面幾何形狀誤差n、表面粗糙度表面粗糙度：已加工表面波距：已加工表面波距在在1mm1mm以下的微觀幾何形狀誤差。以下的微觀幾何形狀誤差。n、表面波度表面波度：已加工表面波距為：已加工表面波距為1mm1mm10mm10mm的幾何形狀誤差。的幾何形狀誤差。13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量（二）表面層物理、力學(xué)性能的變化（二）表面層物理、力學(xué)性能的變化表面層物理、力學(xué)性能的變表面層物理、力學(xué)性能的變化主要指以下幾方面化主要指以下幾方面：n（1 1）加工變形硬化；）加工變形

42、硬化；n（2 2）殘余應(yīng)力；）殘余應(yīng)力；n（3 3）金相組織變化。）金相組織變化。13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量三、獲得規(guī)定加工精度的方法三、獲得規(guī)定加工精度的方法n1 1、試切法、試切法： 為滿足一定精度，為滿足一定精度，試探性的對工件切試探性的對工件切割若干次，直至其割若干次，直至其達(dá)到規(guī)定的精度要達(dá)到規(guī)定的精度要求。求。適合于單件，適合于單件，小批量生產(chǎn)。小批量生產(chǎn)。13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量三、獲得規(guī)定加工精度的方法三、獲得規(guī)定加工精度的方法n、調(diào)整法、調(diào)整法：在一批工件加工前，按一定要求調(diào)：在一批工件加工前，按一定要求調(diào)整刀具與機(jī)床、夾具的相對位置和相

43、互運(yùn)動關(guān)系。整刀具與機(jī)床、夾具的相對位置和相互運(yùn)動關(guān)系。 特點(diǎn)特點(diǎn)：能自動保證一批工件的加工精度，生產(chǎn)率：能自動保證一批工件的加工精度，生產(chǎn)率較高。較高。適合成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。適合成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量三、獲得規(guī)定加工精度的方法三、獲得規(guī)定加工精度的方法n、定尺寸刀具法定尺寸刀具法：采用具有一定：采用具有一定尺寸與形狀的刀具進(jìn)行加工，工件的尺尺寸與形狀的刀具進(jìn)行加工，工件的尺寸與形狀直接由刀具來保證。寸與形狀直接由刀具來保證。特點(diǎn)特點(diǎn)：加工精度取決于刀具及切削：加工精度取決于刀具及切削用量等。生產(chǎn)率高，但刀具制造較為復(fù)用量等。生產(chǎn)率高，但刀具制造較為

44、復(fù)雜。雜。常用于孔、螺紋孔、成形表面的加常用于孔、螺紋孔、成形表面的加工。工。13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量三、獲得規(guī)定加工精度的方法三、獲得規(guī)定加工精度的方法n、自動控制法自動控制法：采用度量裝置、進(jìn)：采用度量裝置、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)組成一個自動加工的循環(huán)給裝置和控制系統(tǒng)組成一個自動加工的循環(huán)過程，使加工過程中度量、切削、補(bǔ)償調(diào)整過程，使加工過程中度量、切削、補(bǔ)償調(diào)整等一系列工作自動完成，且在工件達(dá)到要求等一系列工作自動完成，且在工件達(dá)到要求的尺寸時，機(jī)床自動退刀停止加工。的尺寸時，機(jī)床自動退刀停止加工。特點(diǎn)特點(diǎn)：工件的形狀精度取決于刀具精：工件的形狀精度取決于刀具精度；工件的

45、位置精度取決于機(jī)床精度、夾具度；工件的位置精度取決于機(jī)床精度、夾具精度和工件安裝精度。精度和工件安裝精度。 13.5.1 13.5.1 加加工質(zhì)量工質(zhì)量四、影響加工精度的主要工藝因素四、影響加工精度的主要工藝因素n1 1、工藝系統(tǒng)幾何誤差、工藝系統(tǒng)幾何誤差n2 2、工藝系統(tǒng)的受力變形（剛度）、工藝系統(tǒng)的受力變形（剛度）n3 3、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差n4 4、內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差、內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差n5 5、其他原因、其他原因1 1、工藝系統(tǒng)幾何誤差工藝系統(tǒng)幾何誤差工藝系工藝系統(tǒng)統(tǒng)：機(jī)床、：機(jī)床、夾具、工件夾具、工件和刀具構(gòu)成和刀具構(gòu)成的彈性系統(tǒng)。的彈

46、性系統(tǒng)。工藝系工藝系統(tǒng)的幾何誤統(tǒng)的幾何誤差是機(jī)床、差是機(jī)床、刀具、夾具刀具、夾具等的制造誤等的制造誤差和磨損。差和磨損。四 影響加工精度的主要工藝因素 原始誤差 加工前誤差加工中誤差加工后誤差調(diào)整誤差機(jī)床誤差刀具制造誤差夾具誤差工件裝夾誤差工藝系統(tǒng)受力變形刀具磨損殘余應(yīng)力引起變形測量誤差工藝系統(tǒng)熱變形工藝系統(tǒng)靜誤差 工藝系統(tǒng)動誤差 n毛坯復(fù)映誤差：毛坯復(fù)映誤差：由于工件由于工件的加工余量發(fā)生變化，工件材的加工余量發(fā)生變化，工件材質(zhì)不均等因素引起的切削力大質(zhì)不均等因素引起的切削力大小發(fā)生變化，使工藝系統(tǒng)變形，小發(fā)生變化，使工藝系統(tǒng)變形，產(chǎn)生的加工誤差。產(chǎn)生的加工誤差。 可通過多道工序或多次走可通

47、過多道工序或多次走刀減少。刀減少。 由切削力大小變化引起的誤差由切削力大小變化引起的誤差誤差復(fù)映系數(shù)誤差復(fù)映系數(shù)工工毛毛n 誤差復(fù)映規(guī)律：誤差復(fù)映規(guī)律：當(dāng)毛坯有當(dāng)毛坯有形狀誤差或位置誤差時，加工后形狀誤差或位置誤差時，加工后工件仍會有同類的加工誤差。但工件仍會有同類的加工誤差。但每次走刀后工誤差將逐步減少。每次走刀后工誤差將逐步減少。由夾緊變形引起的誤差由夾緊變形引起的誤差n工件在裝夾過程中，如果工件剛度低工件在裝夾過程中，如果工件剛度低或夾緊力的方向和施力點(diǎn)選擇不當(dāng)，將引或夾緊力的方向和施力點(diǎn)選擇不當(dāng)，將引起工件變形，造成加工誤差。起工件變形，造成加工誤差。 減小工藝系統(tǒng)受力變形的主要途徑減

48、小工藝系統(tǒng)受力變形的主要途徑n 提高工藝系統(tǒng)剛提高工藝系統(tǒng)剛度度n（1 1）提高工件和）提高工件和刀具的剛度：鉆孔和鏜刀具的剛度：鉆孔和鏜孔采用孔采用鉆套鉆套和和鏜套鏜套；車；車削細(xì)長桿設(shè)置削細(xì)長桿設(shè)置中心架中心架或或跟刀架跟刀架。n（2 2）提高機(jī)床剛）提高機(jī)床剛度。度。n（3 3）采用合理的）采用合理的裝夾方式和加工方式。裝夾方式和加工方式。減小切削力及其變化減小切削力及其變化n合理選擇刀具材料、增大刀具的合理選擇刀具材料、增大刀具的前角和主偏角、對工件進(jìn)行合理地?zé)崆敖呛椭髌?、對工件進(jìn)行合理地?zé)崽幚砜蓽p小切削力；使工件的加工余處理可減小切削力；使工件的加工余量和材料的性能保持均勻，控制切

49、削量和材料的性能保持均勻，控制切削力的變動幅度。力的變動幅度。2 2）減小工藝系統(tǒng)受力變形的主要途徑）減小工藝系統(tǒng)受力變形的主要途徑2 2、工藝、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差系統(tǒng)受熱變形引起的誤差（1 1）切削熱切削熱由被加工由被加工材料塑性變形及刀具、工件材料塑性變形及刀具、工件和切屑之間的摩擦功和切屑之間的摩擦功轉(zhuǎn)變成的熱能。引起轉(zhuǎn)變成的熱能。引起工件和刀具的變形。工件和刀具的變形。工藝系統(tǒng)熱源內(nèi)部熱源外部熱源切削熱摩擦熱環(huán)境熱輻射熱電機(jī)、軸承、齒輪、油泵等工件、刀具、切屑、切削液氣溫、室溫變化、熱、冷風(fēng)等日光、照明、暖氣、體溫等2 2、工藝系統(tǒng)、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差受熱變形引起的誤差

50、n（2 2）摩擦熱和能量損耗）摩擦熱和能量損耗由機(jī)床中由機(jī)床中運(yùn)動副相對運(yùn)動運(yùn)動副相對運(yùn)動所產(chǎn)生所產(chǎn)生的的摩擦熱摩擦熱和和動力源動力源工作時的工作時的能源損耗能源損耗所產(chǎn)生的熱。主要引起機(jī)床的變形。所產(chǎn)生的熱。主要引起機(jī)床的變形。 （3 3）周圍環(huán)境熱源和陽光熱輻）周圍環(huán)境熱源和陽光熱輻射等。射等。3 3、內(nèi)、內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差應(yīng)力重新分布引起的誤差內(nèi)應(yīng)力變化與平衡內(nèi)應(yīng)力變化與平衡：內(nèi)應(yīng)力總是拉：內(nèi)應(yīng)力總是拉應(yīng)力和壓應(yīng)力并存而處于不穩(wěn)定的平衡應(yīng)力和壓應(yīng)力并存而處于不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。當(dāng)外界條件發(fā)生變化，內(nèi)應(yīng)力平狀態(tài)。當(dāng)外界條件發(fā)生變化，內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)遭到破壞，內(nèi)應(yīng)力將重新分布，衡狀態(tài)遭到破

51、壞，內(nèi)應(yīng)力將重新分布，工件產(chǎn)生變形，以求在新的基礎(chǔ)上達(dá)到工件產(chǎn)生變形，以求在新的基礎(chǔ)上達(dá)到新的平衡。新的平衡。1 1）工）工件內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生件內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生n熱加工過程中內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生熱加工過程中內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生a a、工件冷卻時各部分的、工件冷卻時各部分的冷卻速度冷卻速度和和收縮程度不一致收縮程度不一致，在工件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)，在工件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；力；b b、由于金屬材料發(fā)生由于金屬材料發(fā)生相變相變，帶來體，帶來體積的變化，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。積的變化，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。4 4、內(nèi)、內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差應(yīng)力重新分布引起的誤差1 1）工）工件內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生件內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生n工件在切削加工和冷壓加工中內(nèi)應(yīng)工件在切削加工和

52、冷壓加工中內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生力的產(chǎn)生切削加工內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生機(jī)理切削加工內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生機(jī)理：在加工：在加工過程中，工件原有的應(yīng)力平衡被破壞，過程中，工件原有的應(yīng)力平衡被破壞，重新分布達(dá)到新的平衡；局部表面層在重新分布達(dá)到新的平衡；局部表面層在高溫高壓下不均勻塑性變形產(chǎn)生新的內(nèi)高溫高壓下不均勻塑性變形產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力。應(yīng)力。冷壓加工的內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生機(jī)理冷壓加工的內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生機(jī)理：在外：在外力作用下，由力作用下，由不均勻塑性變形不均勻塑性變形引起。引起。4 4、內(nèi)、內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差應(yīng)力重新分布引起的誤差2 2）減）減小內(nèi)應(yīng)力變形誤差的途徑小內(nèi)應(yīng)力變形誤差的途徑n改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計零件時，做到壁厚均勻，結(jié)

53、構(gòu)設(shè)計零件時，做到壁厚均勻，結(jié)構(gòu)對稱。對稱。n增設(shè)消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序增設(shè)消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序工件進(jìn)行機(jī)械加工前，進(jìn)行工件進(jìn)行機(jī)械加工前，進(jìn)行退火、退火、回火回火處理等。處理等。n合理安排工藝過程合理安排工藝過程粗加工與精加工分開進(jìn)行。粗加工與精加工分開進(jìn)行。4 4、內(nèi)、內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差應(yīng)力重新分布引起的誤差5 5、其他、其他原因原因n) )原理誤差原理誤差用用近似的加工近似的加工方法，方法，近似的傳動比近似的傳動比和和近似近似形狀的刀具形狀的刀具進(jìn)行加工時，產(chǎn)生的加工誤差。進(jìn)行加工時，產(chǎn)生的加工誤差。n) )測量誤差測量誤差計量器具本身精度的影響；溫度的影響；計量器具本身精度的影

54、響；溫度的影響；人的主觀原因。人的主觀原因。n) )調(diào)整誤差調(diào)整誤差切削加工時，要獲得規(guī)定的尺寸就必須切削加工時，要獲得規(guī)定的尺寸就必須對機(jī)床對機(jī)床、刀具和夾具進(jìn)行調(diào)整，因此產(chǎn)生調(diào)、刀具和夾具進(jìn)行調(diào)整，因此產(chǎn)生調(diào)整誤差。整誤差。機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械加工表面質(zhì)量n一、表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響一、表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響n、對零件耐磨性的影響對零件耐磨性的影響零件的耐磨性與摩擦副的材料、潤滑條零件的耐磨性與摩擦副的材料、潤滑條件及表面質(zhì)量有關(guān)。件及表面質(zhì)量有關(guān)。表面表面粗糙度粗糙度及其及其硬度硬度，它們必須控制在，它們必須控制在一定范圍。一定范圍。13.5.1 加工質(zhì)量一、表面質(zhì)量對產(chǎn)品使

55、用性能的影響一、表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響n、對零件配合質(zhì)量的影響、對零件配合質(zhì)量的影響間隙配合表面，粗糙度越大，磨損越間隙配合表面，粗糙度越大，磨損越大；過盈配合表面，粗糙度越大，過盈量大；過盈配合表面，粗糙度越大，過盈量減少越多。減少越多。13.5.1 加工質(zhì)量n、對零件疲勞強(qiáng)度的影響、對零件疲勞強(qiáng)度的影響在在交變載荷交變載荷作用下表面作用下表面微觀不平微觀不平易易產(chǎn)生產(chǎn)生應(yīng)力集中應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力超過疲勞極限，當(dāng)應(yīng)力超過疲勞極限，造成疲勞損壞。造成疲勞損壞。防止方法防止方法：提高表面：提高表面硬度硬度；減小表；減小表面面粗糙度值粗糙度值；使表面產(chǎn)生；使表面產(chǎn)生壓應(yīng)力壓應(yīng)力。一、表面質(zhì)量對

56、產(chǎn)品使用性能的影響一、表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響n 4 4、對零、對零件抗腐蝕性能的影響件抗腐蝕性能的影響腐蝕介質(zhì)對零件表面粗糙、凹谷、腐蝕介質(zhì)對零件表面粗糙、凹谷、尖銳、裂紋處產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。尖銳、裂紋處產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。防止方法防止方法：減小表面：減小表面粗糙度值粗糙度值；控制控制加工硬化加工硬化和和殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力。13.5.1 加工質(zhì)量一、表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響一、表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響n 5 5、其他影響、其他影響）表面粗糙度影響密封性；）表面粗糙度影響密封性；）表面粗糙度影響滑動零件的）表面粗糙度影響滑動零件的靈活性，發(fā)熱、功率損失；靈活性，發(fā)熱、功率損失；）殘余應(yīng)力使加工

57、好的零件應(yīng)）殘余應(yīng)力使加工好的零件應(yīng)力重新分布，影響尺寸和形狀精度。力重新分布，影響尺寸和形狀精度。13.5.1 加工質(zhì)量二、影響加工表面質(zhì)量的工藝因素二、影響加工表面質(zhì)量的工藝因素n（一）影響加工表面粗糙度的工（一）影響加工表面粗糙度的工藝因素藝因素幾何因素幾何因素：刀刃與工件相對運(yùn)動：刀刃與工件相對運(yùn)動軌跡形成表面粗糙度；軌跡形成表面粗糙度；物理因素物理因素：被加工材料性質(zhì)及切：被加工材料性質(zhì)及切削機(jī)理有關(guān)的因素。削機(jī)理有關(guān)的因素。13.5.1 加工質(zhì)量（一）影響加工表面粗糙度的工藝因素（一）影響加工表面粗糙度的工藝因素n、切削加工后的表面粗糙度、切削加工后的表面粗糙度）刀具相對工件作進(jìn)給

58、運(yùn)動時，加工）刀具相對工件作進(jìn)給運(yùn)動時，加工表面留下的切削表面留下的切削殘留面積殘留面積的高度。的高度。13.5.1 加工質(zhì)量n）刀具刃口的表面粗糙度在工件表面）刀具刃口的表面粗糙度在工件表面產(chǎn)生產(chǎn)生“復(fù)映復(fù)映”效果。效果。（一）影響加工表面粗糙度的工藝因素（一）影響加工表面粗糙度的工藝因素n、磨削加工后的表面粗糙度、磨削加工后的表面粗糙度n（1 1）砂輪的粒度）砂輪的粒度n（2 2）砂輪的整修）砂輪的整修n （3 3）砂輪速度與工件速度）砂輪速度與工件速度 砂輪砂輪速度提高速度提高，工件表面粗糙度值低；砂輪速度，工件表面粗糙度值低；砂輪速度與工件速度不為與工件速度不為整數(shù)倍整數(shù)倍時工件表面粗

59、糙度值低。時工件表面粗糙度值低。n （4 4）磨削深度）磨削深度 減小磨削深度減輕工件材料的塑性變形，減小表減小磨削深度減輕工件材料的塑性變形，減小表面粗糙度值。面粗糙度值。13.5.1 加工質(zhì)量（二）影響表面層物理、力學(xué)性能（二）影響表面層物理、力學(xué)性能的工藝因素的工藝因素n、加工表面的加工硬化、加工表面的加工硬化加工硬化加工硬化： 金屬切削加工后巳加工面表面的強(qiáng)金屬切削加工后巳加工面表面的強(qiáng)度和硬度有所提高，而塑性有所下降的現(xiàn)象。度和硬度有所提高，而塑性有所下降的現(xiàn)象。產(chǎn)生機(jī)理產(chǎn)生機(jī)理：塑性變形；高溫引起相變；充分冷卻：塑性變形；高溫引起相變；充分冷卻引起二次淬火。引起二次淬火。13.5.

60、1 加工質(zhì)量、加工表面殘余應(yīng)力、加工表面殘余應(yīng)力沒有外力的情況下零件上存留的沒有外力的情況下零件上存留的應(yīng)力。應(yīng)力。殘余殘余拉應(yīng)力拉應(yīng)力使表面產(chǎn)生微裂紋，降使表面產(chǎn)生微裂紋，降低零件的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性。低零件的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性。殘余殘余壓應(yīng)力壓應(yīng)力提高零件的耐磨性、疲提高零件的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性。勞強(qiáng)度和耐腐蝕性。13.5.1 加工質(zhì)量、加工表面殘余應(yīng)力、加工表面殘余應(yīng)力 產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因：（1 1）冷塑性變形）冷塑性變形工件表面產(chǎn)生工件表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力殘余壓應(yīng)力，里層產(chǎn)生，里層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力殘余拉應(yīng)力。13.5.1 加工質(zhì)量 （3 3）相變引