1、 第一部分：機(jī)修鉗工的基本操作第一章 鉗工概述第二章 金屬材料和熱處理概述第三章 金屬切削的基本知識(shí)第四章 機(jī)修鉗工的基本操作第五章 金屬切削機(jī)床和夾具的基本知識(shí) 第二部分：設(shè)備裝修工藝第六章 設(shè)備裝配和修理的基本知識(shí) 第七章 固定連接及其裝修工藝第八章 常見機(jī)構(gòu)的裝配與修理第九章 軸承和軸組的裝修工藝第十章 典型設(shè)備修理第一章 鉗工概述 一、鉗工的分類： 1、鉗工的主要任務(wù)：加工工件、裝配、維修設(shè)備以及工具的制造和修理。 2、鉗工分類：工具鉗工：使用鉗工工具及設(shè)備，進(jìn)行刃具、量具、模具、夾具和索具等的加工和修理，并進(jìn)行組合裝配、調(diào)試與修理。裝配鉗工：使用鉗工工具及設(shè)備，按技術(shù)要求對(duì)工件進(jìn)行加

2、工、維修和裝配。機(jī)修鉗工：使用工具、量具和輔助設(shè)備等，對(duì)各類設(shè)備的機(jī)械部分進(jìn)行維護(hù)和修理。 3、鉗工的基本操作：劃線、鏨削、鋸削、銼削、孔加工（鉆、擴(kuò)、锪、鉸）、攻螺紋和套絲、矯正和彎形、鉚接、刮削和研磨、以及基本測(cè)量和簡(jiǎn)單熱處理。 二、機(jī)修鉗工專業(yè)技能知識(shí)范圍二、機(jī)修鉗工專業(yè)技能知識(shí)范圍 1、畫法幾何與機(jī)械制圖： 三視圖、點(diǎn)線面的投影規(guī)律、截交和相貫、基本幾何體和組合體的投影、視圖的常用表達(dá)方法（剖視、斷面、局部移出和放大、簡(jiǎn)化畫法）、軸測(cè)圖、機(jī)械零件圖、裝配圖、尺寸標(biāo)注。 2、互換性與技術(shù)測(cè)量： 互換性和標(biāo)準(zhǔn)化、公差與配合、長(zhǎng)度測(cè)量（尺寸、基準(zhǔn)）、形狀位置檢測(cè)、表面粗糙度檢測(cè)。 3、鉗工工

3、藝： 常用量具： 標(biāo)準(zhǔn)量具：量塊、粗糙度對(duì)照塊、塞尺 專用量具：卡規(guī)、塞規(guī)、通止規(guī) 萬(wàn)能量具：游標(biāo)卡尺、千分尺、萬(wàn)能角度尺、百分表 鉗工基本操作：劃線、鏨鋸挫削、鉆擴(kuò)锪鉸孔、攻套絲、刮削與研磨、矯正與彎形、焊接和粘接、簡(jiǎn)單的熱處理。 4、金屬切削原理與刀具： 切削加工的基本概念：切削運(yùn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）、切削加工在工件上形成的包面（待加工、加工、已加工）、工件成形運(yùn)動(dòng)（成形法、展成法）、切削用量三要素（v、af、ap）、切削力（理力和材力的基本概念）、切削熱和切削液、切屑和積屑瘤、加工表面質(zhì)量。 刀具知識(shí)：刀具組成和分類、刀具切削部分（三面、兩刃、一刀尖）、刀具角度、刀具的磨損和壽命、刀具

4、材料、復(fù)雜刀具。 5、機(jī)械零件（設(shè)計(jì)）和機(jī)械基礎(chǔ)： 強(qiáng)度理論，零件（包括標(biāo)準(zhǔn)件）的參數(shù)和檢測(cè)、零件設(shè)計(jì)，配合（嚙合）傳動(dòng)參數(shù)的檢測(cè)和設(shè)計(jì)；傳動(dòng)簡(jiǎn)圖（傳動(dòng)符號(hào)）、螺紋連接和傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、平面四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪和槽輪機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器與離合器、軸組。 6、金屬材料和熱處理： 金屬材料的類型和牌號(hào)、鐵碳合金相圖、常用熱處理方法。 7、金屬切削機(jī)床和夾具： 機(jī)床的類型和型號(hào)、各類機(jī)床的加工工藝范圍、典型加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)原理、機(jī)床典型部件、機(jī)床的傳動(dòng)分析和計(jì)算（轉(zhuǎn)速擬合圖）；機(jī)床設(shè)計(jì)、工件自由度和約束、六點(diǎn)定位、定位和卡緊元件、定位尺寸鏈和定位精度、通用和專用夾具及組

5、合夾具。 8、流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)技術(shù)： 流體力學(xué)基礎(chǔ)：帕斯卡定律、伯努力方程 液壓傳動(dòng)：傳動(dòng)參數(shù)、液壓元件（液壓元件符號(hào)）、典型回路、油路分析。 氣體動(dòng)力學(xué)：摩爾定律、熱力學(xué)方程 氣動(dòng)基礎(chǔ)：元件（符號(hào)）、典型氣動(dòng)回路 9、機(jī)械加工工藝學(xué)： 金屬切削加工的方法、典型表面加工方案（經(jīng)濟(jì)精度）、精密加工和特種加工、典型零件的加工工藝（軸類、盤套類、箱體類、底座和支架類）、機(jī)加工工藝過程（加工工藝規(guī)程制定、零件工藝分析、毛坯選擇、基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬定、加工余量的確定、工序尺寸的計(jì)算、加工生產(chǎn)率和工時(shí)、編寫工藝文件）。 10、機(jī)修工藝學(xué)： 機(jī)修鉗工常用設(shè)備：鉗工工作臺(tái)（臺(tái)虎鉗）、砂輪機(jī)、壓力

6、機(jī)、千斤頂、軸承加熱器、鉆床、電動(dòng)或風(fēng)動(dòng)工具、龍門吊架和手拉葫蘆。 常用工具、量具和儀器：通用工具和專用修理工具、鉗工量具、水平儀（框式、合像、電子）、光學(xué)平直儀、自準(zhǔn)直儀、轉(zhuǎn)速表、聲級(jí)計(jì)、測(cè)震儀、溫度測(cè)量?jī)x、經(jīng)緯儀（平行光管）、水準(zhǔn)儀（或全站儀）、偏擺檢查儀、表面粗糙度檢測(cè)儀、萬(wàn)能測(cè)齒儀、數(shù)字式萬(wàn)能工具顯微鏡等（量具的測(cè)量精度和誤差原理）。 設(shè)備修理基本知識(shí)：拆卸、修理、裝配。 典型機(jī)構(gòu)和部件的修理：固定連接的修理、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的修理與裝配、軸承和軸組的修理與裝配、機(jī)床導(dǎo)軌的修理。 典型設(shè)備的修理。 11、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)： 數(shù)控機(jī)床的類型、數(shù)控機(jī)床的組成和典型機(jī)械部件的結(jié)構(gòu)、數(shù)控裝置的組成和特點(diǎn)、

7、數(shù)控編程基礎(chǔ)。 12、電工學(xué)、電力拖動(dòng)、控制工程和測(cè)試技術(shù)。 電路原理：電壓、電流、電阻、電容、電感、歐姆定律、基爾霍夫定律、電壓源、電流源、電路分析（電位、等效變換、節(jié)點(diǎn)電壓和支路電流、戴緯南與諾頓定理、非線性電路、暫態(tài)分析）。 電子技術(shù)基礎(chǔ)：二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管和基本放大電路、集成運(yùn)算放大器、直流穩(wěn)壓電源、電力電子、門電路和組合邏輯電路。 正弦交流電、三相電路、磁場(chǎng)和磁路、電機(jī)（交流電機(jī)、直流電機(jī)、控制電機(jī)）、電氣開關(guān)和控制元件（符號(hào)、動(dòng)作原理、整定）、電工儀表。 電力拖動(dòng)：繼電控制（自保、互鎖、常開、常閉、得電延時(shí)、斷電延時(shí)、點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)、順序等基本概念）、PLC、常見的交流電機(jī)控制電

8、路、變頻調(diào)速、直流電機(jī)調(diào)速和控制。 自動(dòng)控制：開閉環(huán)、反饋、傳遞函數(shù)、線性微分方程、數(shù)學(xué)建模、時(shí)域與頻域分析、根軌跡法、采樣、拉氏變換和Z變換、非線性分析、最優(yōu)控制。 測(cè)試技術(shù)：傳感器、信號(hào)采集、編碼和譯碼、調(diào)制與解調(diào)、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、頻譜分析。第二章 金屬材料及熱處理概述課題一 金屬材料的性能金屬材料的性能主要是指力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能和工藝性能等。 名 稱 代 號(hào) 含 意計(jì)量單位強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 抗彎強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度 b bb bc 金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力 當(dāng)所受外力是拉力時(shí)所表現(xiàn)出米的抵抗能力 當(dāng)所受外力與材料的軸線相垂直，并在作用后使材料呈彎曲時(shí)所表現(xiàn)

9、出來的抵抗能力 當(dāng)所受外力是壓力時(shí)所表現(xiàn)出來的抵抗能力MPa硬度 布氏硬度 洛氏硬度HBS(壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)用HBW)HRC HRB HRA 金屬材料抵抗更硬物體壓入表面的能力 用一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球作為壓頭，在一定的壓力下，將壓頭壓入金屬材料的表面，測(cè)得壓痕的直徑，經(jīng)過計(jì)算即得布氏硬度值 用l 470 N的力將金剛石的圓錐壓頭壓入金屬材料的表面，以壓痕深度表示硬度的大小 用980 N的力和直徑1.5 9mm淬硬鋼球樂入金屬表面求得的硬度 用580 N的力和圓錐形金剛石壓入器求得的硬度塑性 金屬在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不會(huì)被破壞的能力沖擊韌性值 ak 金屬在沖擊載荷下，抵抗破壞

10、的能力Jcm!金屬材料的物理性能是指金屬的密度、熔點(diǎn)、熱膨脹、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和磁性等 金屬在常溫或高溫時(shí)抵抗各種化學(xué)作用的能力稱為化學(xué)性能，如耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性等 四、工藝性能：金屬材料是否易于加工成形的性能稱為工藝性，如鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、可切削加工性能和熱處理工藝性能等， 洛氏硬度與布氏硬度有下列近似關(guān)系：HRC1/10 HBs洛氏硬度中的HRA與HRC有下列近似關(guān)系：HRA=HRC/2+521394912FeFeaFe體心立方晶格面心立方晶格體心立方晶格鐵碳合金的基本組織課題三 金屬材料的分類和牌號(hào) 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法的規(guī)定，我國(guó)鋼號(hào)表示方法的基本原則如下： (1

11、)漢字牌號(hào)和漢語(yǔ)拼音字母牌號(hào)并用，其優(yōu)點(diǎn)是漢字牌號(hào)容易記憶和識(shí)別，漢語(yǔ)拼音字母牌號(hào)容易書寫和標(biāo)記。 (2)鋼號(hào)中化學(xué)元素采用國(guó)際化學(xué)符號(hào)或漢字表示，如Mn(錳)、Si(硅)、Cr(鉻)等，但稀土元素(總稱)用拉丁字母“RE”或漢字“稀土”表示。(3)鋼中碳和合金元素含量用數(shù)字表示，碳含量標(biāo)在鋼號(hào)最前面，合金元素含量則標(biāo)在相應(yīng)元素符號(hào)的后面。合金鋼編號(hào)采用漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)、化學(xué)元素符號(hào)和數(shù)字混合組成。 我國(guó)非鋼鐵材料及合金產(chǎn)品的牌號(hào)表示是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB3 4 0)的規(guī)定，采用漢字牌號(hào)和漢語(yǔ)拼音字母、國(guó)際化學(xué)元素符號(hào)、阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法，其表示原則如下： (1)產(chǎn)品牌號(hào)以代號(hào)或元素符

12、號(hào)、成分和順序號(hào)結(jié)合產(chǎn)品類別或組別名稱表示， (2)產(chǎn)品的統(tǒng)稱(如銅材、鋁材)、類別(如黃銅、青銅)以及產(chǎn)品標(biāo)記中的品種(如板、管、棒、帶、箔)等均用漢字表示。 (3)產(chǎn)品的狀態(tài)、加工方法和特性采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的漢語(yǔ)拼音字母表示 鑄造合金包括鑄鐵、鑄鋼和鑄造非鐵合金。1、碳素鋼 含碳量低于211，并含有少量的磷、硫、硅、錳等雜質(zhì)的鐵碳合金稱為碳素鋼，又名碳鋼。 1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 這種鋼內(nèi)所含雜質(zhì)較多，所以質(zhì)量差些。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其中甲類鋼只保證力學(xué)性能而不保證化學(xué)成分。這種鋼多制成鋼筋、槽鋼、角鋼和棒料等。一般用于制造力學(xué)性能要求不高的零件，如螺釘、螺母、墊圈、銷、鉚釘?shù)取Ｒ翌愪撝槐ＷC

13、化學(xué)成分而不保證力學(xué)性能，其用途基本上與甲類鋼相同。特類鋼既保證化學(xué)成分，又保證力學(xué)性能。但使用不多，往往被優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼所代替。2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 這種鋼中的有害雜質(zhì)磷和硫的含量比較少，鋼的質(zhì)量好，它既保證化學(xué)成分又保證力學(xué)性能。一般用來制造力學(xué)性能要求較高的機(jī)器零件。3）低碳鋼一般含碳量小于O2 5。它的強(qiáng)度比較低，但塑性、韌性都比較好，容易沖壓。因此常用來制成各種板材，制造各種沖壓零件與容器。低碳鋼也常用來制造各種滲碳零件(經(jīng)過淬火之后，鋼件表面硬度高、耐磨性好，而心部保持著一定的強(qiáng)度和韌性)，如齒輪、短軸、銷等。因此，這類鋼又稱滲碳鋼。常用的低碳鋼牌號(hào)有0 8、1 0、1 5、2 0和

14、2 5鋼等。4）中碳鋼的含碳量一般在0306之問。它具有較高的強(qiáng)度，但塑性和韌性差些。 中碳鋼可用調(diào)質(zhì)處理來提高強(qiáng)度和韌性，因此可用來制造各種軸類、桿件、套筒、螺栓和螺母等。如調(diào)質(zhì)之后再經(jīng)表面淬火，則可使表面硬而耐磨，可用來制造各種耐磨零件，如齒輪、花鍵軸等。這類鋼又稱調(diào)質(zhì)鋼。常用的中碳鋼牌號(hào)有3 0、4 0、4 5和5 0鋼等。 5）高碳鋼的含碳量一般大于06。這種鋼的硬度和強(qiáng)度高，但塑性和韌性差。如經(jīng)過淬火并中溫回火之后，不但具有較高的硬度，而且具有良好的彈性，因此可以用來制造對(duì)性能要求不太高的彈簧，如板彈簧、螺旋彈簧等。常用的高碳鋼牌號(hào)有6 5、7 0鋼等。6）碳素工具鋼 在碳素工具鋼中

15、，由于磷、硫含量較少，所以鋼的質(zhì)量較好。 碳素工具鋼具有較高的硬度、耐磨性和足夠的韌性，一般用來制造各種工具、模具、量具和切削刀具(低速)等。常用的碳素工具鋼牌號(hào)有優(yōu)質(zhì)鋼T7、T8、Tl 3和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼T7 A、T8 A、T l 3 A等兩大類。1）合金結(jié)構(gòu)鋼：合金結(jié)構(gòu)鋼分普通低合金鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼和滾動(dòng)軸承鋼五種。普通低合金鋼 在普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素，成為普通低合金鋼。普通低合金鋼的強(qiáng)度比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼高，且白重輕、韌性好、耐腐蝕。 滲碳鋼 這種鋼是指經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火后使用的鋼，主要用來制造表面承受強(qiáng)烈磨損，并承受沖擊載荷的零件 調(diào)質(zhì)鋼 指經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用的

16、鋼，主要用于制造承受很大的交變載荷與沖擊載荷或各種復(fù)合應(yīng)力下工作的零件。 彈簧鋼 指用于制造各種彈簧的鋼 。滾動(dòng)軸承鋼 指用于制造各種滾動(dòng)軸承內(nèi)外套圈及滾動(dòng)體的專用鋼種。 2）合金工具鋼： 合金工具鋼是指制造各種刃具、模具和量具的鋼。刃具鋼 主要用于制造切削刀具，要求它具有足夠的硬度和耐熱性，并有一定的抗彎強(qiáng)度。常用的有碳素工具鋼、低合金工具鋼和高速鋼等。模具鋼 主要用于制造冷沖模及冷擠壓模等，能承受壓力、摩擦或沖擊，因此要求它有較高硬度、高耐磨性及足夠的強(qiáng)度和韌性。 量具鋼 主要用于制造量具，如游標(biāo)尺、千分尺、塊規(guī)、樣板等。要求這種鋼經(jīng)熱處理后具有較高的硬度、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。常用的量具鋼

17、有5 0、5 5、6 0、6 5、T10 A、T12 A、CrWMn、GCr15、4 Crl 3、9 Cr18等。3特殊性能鋼 特殊性能鋼具有特殊的物理或化學(xué)性能，用來制造除要求有一定的力學(xué)性能外，還要求有特殊性能的零件。常用的特殊性能鋼有不銹鋼、耐熱鋼和耐磨鋼等。1)不銹鋼 能抵抗大氣腐蝕和在化學(xué)介質(zhì)(如酸類)中抵抗腐蝕的鋼統(tǒng)稱為不銹鋼。不銹鋼分馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼三類， 2)耐熱鋼 具有良好耐熱性的鋼稱為耐熱鋼，它能在高溫下抗氧化，并有較高的高溫強(qiáng)度。耐熱鋼有抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼兩類，3)耐磨鋼 它是指在強(qiáng)力沖擊載荷下才能發(fā)生硬化的高錳鋼，典型鋼號(hào)如ZG Mn13。高錳鋼主

18、要用于制造坦克、拖拉機(jī)履帶、破碎機(jī)顎板、防彈鋼板等。非鐵材料又稱有色金屬，它有銅、鋁、鎂、鈦及其合金等。常用的非鐵材料分四類： 1)重金屬 密度大于5 gcm2，如銅、鎳、鈷、鉛、鋅、錫等。 2)輕金屬 密度小于5gcm2，如鋁、鎂、鈉、鈣、鉀等。 3)貴金屬 金、銀等。 4)稀有金屬 包括稀有輕金屬(鈦、鋰、鈹?shù)?和稀有難熔金屬(鎢、鉬、鉭、鈮等)。含碳量大于211的鐵碳合金稱為鑄鐵。工業(yè)上常用的鑄鐵一般含碳量是254。鑄鐵除含碳量較高之外，還有較高的含硅量，雜質(zhì)元素硫和磷也較多。 鑄鐵中含有石墨。石墨本身具有潤(rùn)滑作用和吸油能力，因此它有良好的減摩性和切削加工性。此外，由于鑄鐵的含碳量較高，

19、使它的熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，因此易于鑄造。常用的鑄鐵有下面幾種： 1)白口鑄鐵 白口鑄鐵的斷口呈亮白色。它的硬度較高，脆性大，不易切削加工，因此工業(yè)上很少直接用它制造機(jī)械零件，而是用來作煉鋼原料。但也有用來制造軋輥、拉絲模、球磨機(jī)等零件的。 2)灰口鑄鐵 灰口鑄鐵的斷口呈灰色。它的硬度低，性質(zhì)較軟，容易切削加工；抗拉強(qiáng)度小，抗壓強(qiáng)度大(與抗拉強(qiáng)度相比)，塑性差，不能進(jìn)行壓力加工；熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，冷卻凝固時(shí)收縮量小，因此其鑄造性能較好。但灰口鑄鐵中的石墨呈片狀，對(duì)基體有割裂作用，當(dāng)鑄鐵受拉力或沖擊力作用時(shí)，容易破裂。 3)可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵中的石墨呈團(tuán)絮狀，對(duì)基體割裂作用小，所以它的強(qiáng)度、韌性和塑

20、性都比灰口鑄鐵高，可鍛鑄鐵并不能鍛造，這個(gè)名稱僅表示它比一般鑄鐵具有較高的韌性和塑性。 4)球墨鑄鐵 球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，對(duì)基體的割裂作用很小，所以它的力學(xué)性能與鋼相近。對(duì)于有些零件可以用球墨鑄鐵代替鋼， 鑄造合金 鑄造合金有鑄鐵、鑄鋼和鑄造非鐵合金三大類二十余種。 課題四 鋼的熱處理 把鋼件加熱到一定的溫度，進(jìn)行必要的保溫后，以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s到室溫，改變鋼件的內(nèi)部組織，從而獲得所需要性能的工藝方法稱為熱處理。按加熱和冷卻方法不同，熱處理大致可分為以下幾種 名 稱 熱處理過程 目 的 退 火 將鋼件加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻到室溫(1)降低鋼的硬度，提高塑性，以利 于切削加

21、工及冷變形加工；(2)細(xì)化晶粒，均勻鋼的組織，改善 鋼的性能及為以后的熱處理作 準(zhǔn)備；(3)消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力，防止零件 加工后變形及開裂 退 火 完 全 退 火 將鋼件加熱到臨界溫度(不同鋼材臨界溫度也不同，一般是710750，個(gè)別合金鋼的臨界溫度可達(dá)800900)以上3050，保溫一定時(shí)問，然后隨爐緩慢冷卻(或埋在沙中冷卻) 細(xì)化晶粒，均勻組織，降低硬度，充分消除內(nèi)應(yīng)力。 完全退火適用于含碳量在0.8以下的鍛件或鑄鋼件 類 別球化退火 將鋼件加熱到臨界溫度以上2030，經(jīng)過保溫以后，緩慢冷卻至500以下再出爐空冷 降低鋼的硬度，改善切削性能，并為以后淬火作好準(zhǔn)備，以減少淬火后變形和丌裂。 球

22、化退火適用于含碳量大于0.8的碳素鋼和合金工具鋼 名 稱 熱處理過程 目 的 退 火 類 別 去 應(yīng) 力 將鋼件加熱到500650，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻(一般采用隨爐冷卻) 消除鋼件焊接和冷校直時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，消除精密零件切削加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以防止以后加工和使用過程中發(fā)生變形。 去應(yīng)力退火適用于各種鑄件、鍛件、焊接件和冷擠壓件等 正 火 將鋼件加熱到臨界溫度以上4060 0C，保溫一定時(shí)問，然后在空氣中冷卻(1)改善組織結(jié)構(gòu)和切削加工性 能；(2)對(duì)力學(xué)性能要求不高的零件， 常用正火作為最終熱處理；(3)消除內(nèi)應(yīng)力 淬 火 將鋼件加熱到淬火溫度，保溫一段時(shí)問，然后在水、鹽水或油(個(gè)別

23、材料在空氣中)中急速冷卻(J_)使鋼件獲得較高的硬度和耐磨 性；(2)使鋼件在回火以后得到某種特 殊性能，如較高的強(qiáng)度、彈性和 單 液 洋 火 將鋼件加熱到淬火溫度，經(jīng)過保溫以后，在一種淬火劑中冷卻。 單液淬火只適用于形狀比較簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不太高的碳素鋼及合金鋼件。淬火時(shí)，對(duì)于直徑或厚度大于58 rnzn的碳素鋼件，選用鹽水或水冷卻；合金鋼件選用油冷卻 韌性等 淬雙液淬火 將鋼件加熱到淬火溫度，經(jīng)過保溫以后，先在水中快速冷卻至300400，然后移入油中冷卻 火 類 別火焰表面洋火 用乙炔和氧氣混合燃燒的火焰噴射到零件表面，使零件迅速加熱到淬火溫度，然后立即用水向零件表面噴射。 火焰表面淬火適用

24、于單件或小批生產(chǎn)、表面要求硬而耐磨，并能承受沖擊載荷的大型中碳鋼和中碳合金鋼件，如曲軸、齒輪和導(dǎo)軌等表面感應(yīng)洋火 將鋼件放在感應(yīng)器中，感應(yīng)器在一定頻率的交流電的作用下產(chǎn)生磁場(chǎng)，鋼件在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，使鋼件表而迅速加熱(2 名 稱 熱處理過程 目 的 淬 火 類 別 表 面 感 應(yīng) 淬 火 1 0 min)到淬火溫度，這時(shí)立即將水 噴射到鋼件表面。 經(jīng)表面感應(yīng)淬火的零什，表面硬而耐磨，而心部保持著較好的強(qiáng)度和韌性。 表面感應(yīng)淬火適用于中碳鋼和中等含碳量的合金鋼件 回 火 將淬火后的鋼件加熱到臨界溫度以下，保溫一段時(shí)問，然后在空氣或油L卜I冷卻。 回火是緊接著淬火以后進(jìn)行的，也是熱處理的最

25、后一道工序(1)扶得所需的力學(xué)性能。在通常 情況下，零件淬火后的強(qiáng)度和 硬度有很大提高，但塑性和韌 性卻有明顯降低，而零件的實(shí) 際工作條什要求有良好的強(qiáng)度 和韌性。選擇適當(dāng)?shù)幕鼗饻囟?進(jìn)行回火后，可以獲得所需的 力學(xué)性能；(2)穩(wěn)定組織，穩(wěn)定尺寸；(3)消除內(nèi)應(yīng)力低溫回火 將淬硬的鋼件加熱到1 50250，并在這個(gè)湍度保溫一定時(shí)問，然后在卒氣中冷卻。 低溫回火多用于切削刀具、量具、模具、滾動(dòng)軸承和滲碳零件等 消除鋼件兇淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力回火類 中 溫 回 火 將淬火的鋼件加熱到350450，經(jīng)保溫一段時(shí)問冷卻下米。 一般用于各類彈簧及熱沖模等零件 使鋼件獲得較高的彈性、一定的韌性和硬度別 高

26、溫 同 火 將淬火后的鋼什加熱到500650，經(jīng)過保溫以后冷卻。 土要用丁要求高強(qiáng)度、高韌性的重要結(jié)構(gòu)零件，如主軸、曲軸、凸輪、齒輪和連桿等 使鋼什獲得較好的綜合力學(xué)性能，即較高的強(qiáng)度和韌性及足夠的硬度，消除鋼件兇淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 調(diào) 質(zhì) 將淬火后的鋼件進(jìn)行高溫(500600)回火。 多用于重要的結(jié)構(gòu)零件，如軸類、齒輪、連桿等。 調(diào)質(zhì)一般是在粗加工之后進(jìn)行的 細(xì)化晶粒，使鋼件獲得較高韌性和足夠的強(qiáng)度，使其具有良好的綜合力學(xué)性能 名 稱 熱處理過程 目 的 人 工 時(shí) 效 將經(jīng)過淬火的鋼什加熱到1001 60，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)問的保溫，隨后冷卻 消除內(nèi)應(yīng)力，減少零什變形，穩(wěn)定尺寸，對(duì)精度要求較高的零件

27、更為重要 時(shí) 效 處 理 自 然 時(shí) 效 將鑄什放在露天；鋼什(如長(zhǎng)軸、絲杠等)放在海水中或長(zhǎng)期懸吊或輕輕敲打。 要經(jīng)自然時(shí)效的零件，最好先進(jìn)行粗加工 化 當(dāng) 丁 執(zhí) 處 理 將鋼件放到含有某些活性原子(如碳、氮、鉻等)的化學(xué)介質(zhì)中，通過加熱、保溫、冷卻等方法，使介質(zhì)中的某些原子滲入到鋼件的表層，從而達(dá)到改變鋼件表層的化學(xué)成分，使鋼件表層具有某種特殊的性能鋼的滲碳 將碳原子滲入鋼件表層。 常用丁耐磨并受沖擊的零件，如凸輪、齒輪、軸、活塞銷等 使表面具有高的硬度(HRC6065)和耐磨性，而中心仍保持高的韌件化學(xué)執(zhí)處理鋼的淬氮 將氮原子滲入鋼件表層。 常用于重要的螺栓、螺母、銷釘?shù)攘慵?提高鋼件

28、表層的硬度、耐磨性、耐蝕性類別鋼的氰化 將碳和氮原子同時(shí)滲入到鋼件表層。 適用于低碳鋼、中碳鋼或合金鋼零什，也可用于高速鋼刀具 提高鋼件表層的硬度和耐磨性 發(fā) 黑 將金屬零件放在很濃的堿和氧化劑溶液中加熱氧化，使金屬零件表面生成一層帶有磁性的四氧化三鐵薄膜。 常用丁低碳鋼、低碳合金工具鋼。 由于材料和其他因素的影響，發(fā)黑層的薄膜顏色有藍(lán)黑色、黑色、紅棕色、棕褐色等，其厚度為0.60.8 um 防銹、增加金屬表面美觀和光澤，消除淬火過程中的應(yīng)力第三章金屬切削加工的基本知識(shí)課題一 切削加工的基本定義 用金屬切削刀具切除工件上多余的(或預(yù)留的)金屬，從而使工件的形狀、尺寸精度及表面質(zhì)量都合乎預(yù)定要求

29、，這樣的加工稱為金屬切削加工。由刀具切除的多余金屬變?yōu)榍行级烹x工件。在切削加工過程中，刀具同工件之間必須有相對(duì)的切削運(yùn)動(dòng)，它可以通過人手或金屬切削機(jī)床的作用來實(shí)現(xiàn)。機(jī)床、夾具、刀具和工件，構(gòu)成金屬切削加工的工藝系統(tǒng)，切削過程的各種現(xiàn)象和規(guī)律，都要在這個(gè)工藝系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中去考察研究。1、車削運(yùn)動(dòng)和工件上的加工表面 車削加工是一種最常見的、典型的切削加工方法。如圖所示，普通外圓車削加工中的切削運(yùn)動(dòng)是由兩種運(yùn)動(dòng)單元組合而成的：其一是工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它是切除多余金屬以形成工件新表面的基本運(yùn)動(dòng)；其二是車刀的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，它保證了切削工作的連續(xù)進(jìn)行。在這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成的切削運(yùn)動(dòng)作用下，工件表而的一層金屬

30、不斷地被車刀切下來并轉(zhuǎn)變?yōu)榍行迹瑥亩庸こ鏊枰墓ぜ卤砻妗Ｔ谛卤砻娴男纬蛇^程中。工件上有三個(gè)依次變化著的表面；待加工表面、過渡表面和已加工表面。 (1)待加工表面：加工時(shí)即將被切除的工件表面。 (2)已加工表面：已被切去多余金屬面形成符合要求的工件新表面。 (3)過渡表而(或稱切削表面)：加工時(shí)由切削刃在工件上正在形成的那個(gè)表面。它是待加工表而和已加工表而之問的表面。 上述車削運(yùn)動(dòng)和加工表而的分析認(rèn)識(shí)，也適用于其他切削加工。2、各種切削加工的切削運(yùn)動(dòng)動(dòng)和加工表面 金屬切削加工的種類很多。各種切削加工的目的都是為了形成臺(tái)乎要求的工件表面，因此，表而形成問題是切削加工的基本問題。從這個(gè)意義上來

31、說，切削刃相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)過程，就是表面形成過程。在這個(gè)過程中，切削刃相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡面就是工件上的過渡表面和已加工表面。這里有兩個(gè)要素，一是切削刃，二是切削運(yùn)動(dòng)。不同形狀的切削刃加上不同切削運(yùn)動(dòng)的組合，即可形成各種加工表面。3、主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與合成切削運(yùn)動(dòng) 各種切削加工中的運(yùn)動(dòng)單元，按照它們?cè)谇邢鬟^程中所起的作用，可以分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩種。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的向量和，稱為合成切削運(yùn)動(dòng)。所有切削運(yùn)動(dòng)的速度及方向都是相對(duì)于工件定義的。（1）主運(yùn)動(dòng) 由機(jī)床或手動(dòng)提供的刀具與工件之間主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它使刀具切削刃及其毗鄰的刀具表面切入工件材料，使被切削層轉(zhuǎn)變?yōu)榍行迹瑥亩纬晒ぜ卤矶Ｈ鐖Dl_2所

32、示，在車削時(shí)，工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)。在鉆削、銑削和磨削時(shí)，刀具或砂輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)。在刨削時(shí)，刀具或工作臺(tái)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)。 由于切削刃上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況不一定相同，在研究問題時(shí)，應(yīng)選取切削刃上某一適宜點(diǎn)，這一為便于研究問題所選取的適宜點(diǎn)，稱為切削刃選定點(diǎn)。研究清楚該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，再研究整個(gè)切削刃就比較容易了。 主運(yùn)動(dòng)方向：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)主運(yùn)動(dòng)方向。 切削速度：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 由機(jī)床或手動(dòng)傳給刀具或工件的運(yùn)動(dòng)，它配合主運(yùn)動(dòng)依次地或連續(xù)不斷地切除切屑，同時(shí)形成具有所需幾何特性的已加工表面。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是間歇的，也可以是連續(xù)進(jìn)行

33、的。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向：切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。進(jìn)給速度：切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。對(duì)于間歇的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，例如刨削加工，可不規(guī)定進(jìn)給速度 （3）合成切削運(yùn)動(dòng) 由同時(shí)進(jìn)行的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)。合成切削運(yùn)動(dòng)方向：切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)合成切削運(yùn)動(dòng)的方向。合成切削速度：切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的合成切削運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)角：在同一瞬間的主運(yùn)動(dòng)方向和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。對(duì)于龍門刨、牛頭刨的刨削和拉削之類的加工，這個(gè)角度不作規(guī)定。合成切削速度角：主運(yùn)動(dòng)方向與合成切削方向之間的夾角。4、切削用量三要素 在切削加工過程中，需要針對(duì)不同的工件材料、刀具材料

34、和其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求來選定適宜的切削速度V0，進(jìn)給量f或進(jìn)給速度Vf，還要選定適宜的切削深度ap值。V0、f、ap稱之為切削用量三要素。 （1）切削速度V0大多數(shù)切削加工的主運(yùn)動(dòng)采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圓轉(zhuǎn)體(刀具或工件)上外圓或內(nèi)孔某-點(diǎn)的切削速度計(jì)算公式如下：min/10000msmdnv或式中：d ： 工件或刀具上某一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑，mm。n： 工件或刀具的轉(zhuǎn)速，r/s或rmin。 在當(dāng)前生產(chǎn)中，磨削速度單位用米秒(ms)，其他加工的切削速度單位尚習(xí)慣用米每分鐘(mmin)。 即使轉(zhuǎn)速一定，而切削刃上各點(diǎn)由于工件直徑不同，切削速度也就不相同。考慮到：切削速度對(duì)刀具磨損和已加工質(zhì)量有影響，在計(jì)算時(shí)，應(yīng)取

35、最大的切削速度；如外圓車削時(shí)計(jì)算待加工表面上的速度，內(nèi)孔車削時(shí)計(jì)算已如工表面上的速度，鉆削時(shí)計(jì)算鉆頭外徑處的速度。（2）進(jìn)給速度Vf、進(jìn)給量f和每齒進(jìn)給量fz 進(jìn)給速度Vf是單位時(shí)間的進(jìn)給量，單位是mms(或mmm in)。進(jìn)給量是工件或刀具每回轉(zhuǎn)一周時(shí)兩者沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移，單位是mmr 對(duì)于刨削、插削等主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的加工，雖然可以不規(guī)定進(jìn)給速度，卻需要規(guī)定間歇進(jìn)給的進(jìn)給量，其單位為mmdstr(毫米雙行程)。 在銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等多刃切削工具進(jìn)行切削時(shí)，還應(yīng)規(guī)定每一個(gè)刀齒的進(jìn)給量fz，即后一個(gè)刀齒相對(duì)于前一個(gè)刀齒的進(jìn)給量，單位是mmz(毫米齒)。 min)/(mms

36、mmnzffnvzf或 （3）切削深度ap。 對(duì)于車削和刨削來說，切削深度ap為工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mm。 外圓柱表面車削時(shí)的切削深度可用下式計(jì)算： 2dmdwap對(duì)于鉆削：2dwapdw已加工表面直徑，mm；dm待加工表面直徑，mm。 1、刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素 金屬切削刀具的種類雖然很多，但它們的切削部分的幾何形狀與參數(shù)都有著共性，即不論刀具結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，它們的切削部分總是近似地以外圓車刀的切削部分為基本形態(tài)。前刀面A 前刀面A是切屑流過的表面。如果前刀面是由幾個(gè)相互傾斜表面組成的，則可從切削刃開始，依次把它們稱為第一前刀面A1(有時(shí)稱為倒棱)、笫二前刀面A2等

37、。 還可以根據(jù)前刀面與主、副切削刃相毗鄰的情況區(qū)分：與主切削刃毗鄰韻稱為主前刀面，與副切削刃毗鄰的稱為副前刀面。 后刀面Aa 后刀面Aa是與工件上新形成的過渡表面相對(duì)的刀具表面。同樣，也可以分為第一后刀面Aa1(有時(shí)稱為刃帶)、第二后刀面Aa2等。與副切削刃毗鄰的與工件上已加工表面相對(duì)的刀面，稱為副后刀面Aa，伺樣，也可分為第一副后刀面Aa1第二副后刀面Aa2等。切削刃S 切削刃是前露面上直接進(jìn)行切削的邊鋒。有主切削刃S和副切削刃S之分。連接主副兩條切削刃之間的一小段切削刃，可以是直線，也可以是圓弧，它常稱過渡刃。刀尖 刀尖是指主切削刃與副切削刃的連接處相當(dāng)短的一部分切削刃。常用力尖有三種：交

38、點(diǎn)(點(diǎn)狀)刀尖、圓弧(修圓)刀尖和倒棱(倒角)刀尖。2、刀具角度的參考系 刀具切削部分必須具有合理的幾何形狀，才能保證切削加工的順利進(jìn)行和獲得預(yù)期的加工質(zhì)量。刀具切削部分的幾何形狀主要是由一些刀面和刀刃的方位角度來表示。為了確定刀具的這些角度，必須將刀具置于相應(yīng)的參考系里。按構(gòu)造參考系時(shí)所依據(jù)的切削運(yùn)動(dòng)的差異，參考系可分為：刀具標(biāo)注角度參考系和刀具工作角度參考系。前者由主運(yùn)動(dòng)方向確定，而后者則由合成切削運(yùn)動(dòng)方向確定。 （1）刀具標(biāo)注角度的參考系：構(gòu)成刀具標(biāo)注角度參考系的參考平面，通常有基平面、切削平面、主剖面、切削刃法剖面、進(jìn)給剖面和切深剖面。 a、基平面(簡(jiǎn)稱基面)Pr：通過切削刃選定點(diǎn)，垂

39、直于主運(yùn)動(dòng)方向的平面。通常，基面應(yīng)平行或垂直于刀具上制造、刃磨和測(cè)量時(shí)的某一安裝定位平面或軸線。 普通車刀、刨刀的基面Pf，它平行于刀具底面。要做到這一點(diǎn)，必須假設(shè)切削刃選定點(diǎn)與工件旋轉(zhuǎn)軸線同高(以刀具底面為測(cè)量基準(zhǔn))。 鉆頭、銑刀和絲錐等旋轉(zhuǎn)類刀具，其切削刃各點(diǎn)的主運(yùn)動(dòng)（即旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))方向都垂直于通過該點(diǎn)并包含刀具旋轉(zhuǎn)軸線的平面，故其基面Pr就是這些刀具的軸向剖面。b、切削平面Ps：通過切削刃選定點(diǎn)，與切削刃S相切，并垂直于基面Pr的平面。也就是切削刃S與切削速度方向構(gòu)成的平面。基面和切削平面十分重要。這兩個(gè)平面加上以下所講的任一剖面，便構(gòu)成各種不同的刀具標(biāo)注角度參考系。C、主剖面Po和主剖面

40、參考系：主剖面是通過切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面Pr，和切削平面Ps的平面。由此可知，主剖面垂直于主切削刃在基面上的投影。Pr-Ps-Po組成一個(gè)正交的主剖面參考系。這是目前生產(chǎn)中最常用的刀具標(biāo)注角度參考系。 d、切削刃法剖面Pn和法剖面參考系：法剖而Pn是通過切削刃選定點(diǎn)，垂直于切削刃的平面。Pr-Ps一Pn組成一個(gè)法剖面參考系。 e、進(jìn)給剖面Pf和切深剖面Pp及其組成的進(jìn)給、切深剖面參考系：進(jìn)給剖面Pf是通過切削刃選定點(diǎn)，平行于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向，并垂直于基面Pr的平面。通常，它也平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和測(cè)量的某一安裝定位平面或軸線。例如，普通車刀和刨刀的Pf垂直于刀柄底面，鉆頭、拉刀

41、、端面車刀、切斷刀等的Pf平行于刀具軸線，銑刀的Pf則垂直于銑刀軸線。 切深剖面Pp是通過切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于Pr和Pf的平面。 由Pr-Pf-Pp組成一個(gè)進(jìn)給、切探剖面參考系。（2)刀具工作角度參考系：上述刀具標(biāo)注角度參考系，在定義基面時(shí)，都是只考慮主運(yùn)動(dòng)，不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，卻在假定運(yùn)動(dòng)條件下確定的參考系。但刀具在實(shí)際使用時(shí)，這樣的參考系所確定的刀具角度，往往不能確切地反映切削加工的真實(shí)情形。只有用合成切削運(yùn)動(dòng)方向來確定參考系，才符合切削如工的實(shí)際。 刀具工作角度參考系同標(biāo)往角度參考系的唯一區(qū)別是構(gòu)造參考系時(shí)，前者以合成切削方向?yàn)橐罁?jù)，后者以主運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橐罁?jù)。3、刀具的標(biāo)注角度 在刀具標(biāo)注

42、角度參考系中確定的切削刃與各刀面的方位角度，稱為刀具標(biāo)注角度。 由于刀具角度的參考系沿切削刃各點(diǎn)可能是變化的，故所定義的刀具角度均應(yīng)指明是切削刃選定點(diǎn)處的角度；凡未特殊注明者，則指切削刃上與刀尖毗鄰的那一點(diǎn)的角度。在切削刃是曲線或者前、后刀面是曲面的情況下，定義刀具角度對(duì)，應(yīng)該用通過切削刃選定點(diǎn)的切線或切平面代替曲刃或曲面。 （1）主剖面參考系的標(biāo)注角度將主剖面參考系中的參考平面Pr、Po、Ps按工程制圖規(guī)則移置在一平面上，便可得到R向(Pr)、S向(Ps)視圖和O-0剖面翻(Po)。在Pr、Ps、Po內(nèi)有如下一些標(biāo)注角度：在主剖面Po內(nèi)的標(biāo)注角度： 前角o在主剖面內(nèi)度量的基面Pr與前刀面A的

43、夾角。 后角o在主剖面內(nèi)度量的后刀面A與切削平面Ps的夾角。楔角o在主剖面內(nèi)度量的后刀面A與前刀面A的夾角。在切削平面Ps內(nèi)的標(biāo)注角度：刃傾角s：在切削平面內(nèi)度量的主切削刃S與基面Pr的夾角。在基面Pr內(nèi)的標(biāo)注角度：主偏角Kr：在基面Pr內(nèi)度量的切削平面Ps與進(jìn)給平面Pf的夾角。它也是主切削刃S在基面上投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。 余偏角r：在基面Pr內(nèi)度量的切削平面Ps與切深剖面Pp的夾角。也是主偏角Kr的余角。r=900-Kr 在主剖面參考系里，前角o、后角o、刃傾角s、主偏角Kr為四個(gè)基本角度。若給定這四個(gè)獨(dú)立的角度，那么這把刀切削部分的主切削刃的幾何形狀便被確定。 具有主切削刃S和副切削

44、刃S的刀具，還得給定與副切削刃有關(guān)的四個(gè)獨(dú)立角度：副偏角Kr、副刃傾角s、副前角o和副后角o，這把刀切削部分的幾何形狀才能確定。這些冠以“副”字的角度，須在副剖面參考系中加以定義。副剖面參考系的建立和角度的定義，可以仿照主剖面參考系的辦法去做。 刀尖角r：在基面內(nèi)度量的切削平面Ps和副切削平面Ps的夾角。可以定義為刀尖角r是主切削刃S和副切削刃S在基面上投影的夾角。 前角o、后角o、刃傾角s是有正負(fù)號(hào)的。 o正負(fù)號(hào)判定：在主剖面Po里，若前刀面A在基面Pr的下方，o取正號(hào)，反之便取負(fù)號(hào)。 o正負(fù)號(hào)作如下規(guī)定：當(dāng)后刀面A在切削平面Ps的右邊時(shí)，o取正號(hào)，在左邊時(shí)取負(fù)號(hào)。 s正負(fù)號(hào)作如下趣定：當(dāng)?shù)?/p>

45、具底面處于水平位置，如果刀尖處在切削刃最高位置，s取正號(hào)，倘若刀尖處于切削刃的最低位置，則s取負(fù)號(hào)。也可以仿照判定前角正負(fù)號(hào)的辦法來判定s，即切削刃S處在基面Pr下方時(shí)，s取正號(hào)，切削刃處在基面上方時(shí)，s則取負(fù)號(hào)。 （2）法剖面參考系的標(biāo)注角度 法剖面參考系和主剖面參考系的差別足在于剖面的不同。以法剖面Pn代替主剖面Po，主剖面參考系便變?yōu)榉ㄆ拭鎱⒖枷怠Ｒ虼酥挥蟹ㄆ拭娴臉?biāo)法角度和主剖面的注角度不相同，其余角度是對(duì)應(yīng)相同的。 (1)法前角n：在法削面內(nèi)度量的前刀面與基面的夾角。 (2)法后角n：在法剖面內(nèi)度量的切削平面與后刀面九的夾角。 (3)法楔角n：在法剖面內(nèi)測(cè)量的前刀而與后刀面的夾角。 （

46、3）進(jìn)給、切深剖面參考系及其標(biāo)注角度 進(jìn)給、切深參考系由基面Pr進(jìn)給剖面Pf和切深剖面Pp構(gòu)成。Pr的定義同前述主剖面參考系。其他待定的有：進(jìn)給剖面Pf：過切削刃上選定點(diǎn)平行于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于基面Pr的平面。切深剖面Pp：過切削刃上選定點(diǎn)垂直于基面Pr和進(jìn)給剖面Pf的平面。 將進(jìn)給、切深剖面參考系的參考平面按工程制圖規(guī)則移置到一平面內(nèi)，便可得到R向視圖Pr、F-F(Pf)和PP(Pp)剖面圖。本參考系基面內(nèi)的標(biāo)注角度與主剖面參考系基面內(nèi)的標(biāo)注角度相同。 進(jìn)給剖面Pf內(nèi)的標(biāo)注角度有進(jìn)給前角f、進(jìn)給后角f和進(jìn)給楔角f；切深剖面Pp內(nèi)的標(biāo)注角度有切深前角p、切深后角p和切深楔角p。這些角度可以參

47、照給主剖面參考系標(biāo)注角度下定義的方法加以定義。 在設(shè)計(jì)和制造刀具時(shí)，需要對(duì)不同參考系內(nèi)的標(biāo)注角度進(jìn)行換算，也就是主剖面、法剖面、切深剖面、進(jìn)給剖面之間的角度換算。1、主剖面與法剖面內(nèi)的角度換算 在刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和檢驗(yàn)中，常常需要知道法剖面內(nèi)的角度；許多斜角切削刀具，特別是大刃傾角刀具，必須標(biāo)注法剖面角度。法剖面內(nèi)的角度一般是從主剖面內(nèi)的角度換算得來。換算公式如下：以前角計(jì)算為例，公式推導(dǎo)如下 2、主剖面與其他剖面內(nèi)的角度換算AGBE為通過主切削刃上A點(diǎn)的基面， Po(AEF)在主剖面上， Pf和Pp分別為切深剖面、進(jìn)給剖面，P(ABG)為垂直于基面的任意剖面，它與主切削刃AH在基面上投影

48、AG間的夾角為；AHCF在前刀面上。 求解任意剖面P內(nèi)的前角：最大前角所在剖面同主切削刃在基面上投影之間夾角rmax為：同理，可求出任意剖面內(nèi)的后角： 以上所講的是在假定運(yùn)動(dòng)條件和安裝條件下的標(biāo)注角度，如果考慮合成運(yùn)動(dòng)和實(shí)際安裝情形，則刀具的參考系將發(fā)生變化。按照切削工作的實(shí)際情況，在刀具工作角度的參考系中所確定的角度，稱為工作角度。由于通常的進(jìn)給速度遠(yuǎn)小于主運(yùn)動(dòng)速度，所以在一般的安裝條件下，刀具的工作角度近似地等于標(biāo)注角度，這樣，在大多數(shù)場(chǎng)合下(如普通車削、鏜削，端銑、周銑)不必考慮工作角度。只有在角度變化值較大時(shí)(如車螺紋或絲杠、鏟背和鉆孔時(shí)，研究鉆心附近的切削條件以及刀具特殊安裝時(shí))，才

49、需要計(jì)算工作角度。1、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響 a、橫車 以切斷車刀為倒，在不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，車刀主切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓周，切削平面Ps為通過切削刃上該點(diǎn)切于圓周的平面，基面Pr為平行于刀桿底面同時(shí)垂直于Ps的平面。當(dāng)考慮橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之后，切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡為一平面阿基米德螺旋線，切削平面變?yōu)橥ㄟ^切削刃切于螺旋面的平面Ps，基面也相應(yīng)傾斜為Pr，角度變化值為。工作主剖面Po仍為Po平面。此時(shí)，在工作參考系Ps，Pr，Po內(nèi)的工作角度o、o為：o=o +；o=o 。刀角稱為合成切削速度角。它是主運(yùn)動(dòng)方向與合成切削運(yùn)動(dòng)方向的夾角。dfvvtgf0式中d為隨著車刀進(jìn)給

50、而不斷變化著的切削刃選定點(diǎn)處工件旋轉(zhuǎn)直徑，值是隨著切削刃趨近工件中心而增大的；在常用進(jìn)給量下，當(dāng)切削刃距離工件中心1mm時(shí)，=1040，再靠近中心，其值急劇增大，工作后角變?yōu)樨?fù)值。在鏟背加工時(shí)，值很大，它是不可忽略的。b、縱車 同理，也是由于工作中基面和切削平面發(fā)生了變化，形成了一個(gè)合成切削速度角，引起了工作角度的變化。在不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削平面Ps垂直于刀柄底而，基面Pr平行于刀柄底面，標(biāo)注角度為o、o；考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)后，工作切削平面Ps為切于螺旋面的平面，刀具工作角度度參考系【Pr，Ps】?jī)A斜了一個(gè)角，則工作進(jìn)給剖面（仍為原進(jìn)給剖面)內(nèi)的工作角度為： 上述角度變化可以換算至主剖面內(nèi) 由上式

51、可知：值不僅與進(jìn)給量f有關(guān)，也同工件直徑dw有關(guān)，dw越小，角度變化值越大；實(shí)際上，一般外圓車削的值不過3040，因此可以忽略不計(jì)。但在車螺紋，尤其是車大螺旋升角的多頭螺紋時(shí)，的數(shù)值很大，必須進(jìn)行工作角度的計(jì)算。2、刀刃上選定點(diǎn)安裝高低對(duì)工作角度的影響當(dāng)?shù)度猩线x定點(diǎn)安裝得高于工件中心線時(shí)，工作切削平面將變?yōu)镻sp，工作基面變?yōu)镻rp，工作角度p增大，p減小。在工作切深剖面(P-P仍為標(biāo)注切深剖面)內(nèi)角度變化值為：則工作角度為： 當(dāng)?shù)度猩线x定點(diǎn)低于工件中心時(shí)，上述計(jì)算公式符號(hào)相反；鏜孔時(shí)計(jì)算公式符號(hào)同外圓車削計(jì)算公式符號(hào)相反。3、刀柄中心線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)工作角的的變化 車刀刀柄與進(jìn)給方向不垂

52、直時(shí)，工作主偏角和工作副偏角將發(fā)生變化。G進(jìn)給剖面Pf與工作進(jìn)給剖面Pfg之間的夾角，在基面內(nèi)測(cè)量。也就是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的垂線與刀柄中心線間的夾角。各種切削加工的切削層參數(shù)，可用典型的外圓縱車來說名。如圖所示，車刀主切削刃上任意一點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條空間螺旋線。s=0時(shí)，主切削刃所切出的過渡表面為阿基米德螺旋面。工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車刀沿工件軸線移動(dòng)一段距離，即進(jìn)給量(f，mmr)。這時(shí)，切削刃從加工表面的位置移至相鄰的過度表面的位置上。于是、之間的金屬層轉(zhuǎn)變?yōu)榍行肌Ｓ绍嚨墩谇邢髦倪@一層金屬就叫做切削層。切削層的大小和形狀直接決定了車刀切削部分所承受的負(fù)荷大小及切下切屑的形狀和尺寸。 1、

53、切削層在各種切削加工中，刀具向?qū)κ止ぜ剡M(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向每移動(dòng)f(mmr)或fz (mmz)之后，一個(gè)刀齒正在切削的金屬層稱為切削層。切削層的尺寸稱為切削參數(shù)。2、切削厚度 垂直于過渡表面來度量的切削層尺寸稱為切削厚度，以hp襲示。在外圓縱車(s=0=0)時(shí) hp=fsinkr。3、切削寬度 沿過渡表面度量的切削層尺寸稱為切削寬度，以bD表示 。 外回縱車(s=0時(shí)) ，bD=apsinkr 可見，在f與ap一定的條件下，切削層面積一定，主檣角越太，切削厚度也越大，但切削寬度越小。當(dāng)主偏角為900時(shí)，hp=f。 曲線形主切削刃，切削層各點(diǎn)的切削厚度互不相等 4、切削面積 切削層在基面Pr內(nèi)的面積，

54、稱為切削面積，以AD表示。其計(jì)算公式為： 對(duì)于車削，不論切削刃形狀如何，切削面積均為：上面所計(jì)算的均為名義切削面積(圖1-24中的AGDB)。實(shí)際切削面積Ads等于名義切削面積AD減去殘留面積AD所得之差。 5、正切屑和倒切屑 當(dāng)hD、bD與f、ap的關(guān)系屬于fsinkr apsinKr的情況，這時(shí)切下來的切屑稱為倒切屑。介于兩者之間fsinkr=apsinKr稱為對(duì)等屑。顯然，對(duì)于倒切屑來說，主要的切削工作已經(jīng)由主切削刃轉(zhuǎn)到副切削刃上了，其切削厚度hD=ap，切削寬度bD=f在這種情況下，刀具的副前角應(yīng)該是設(shè)計(jì)、刃磨的重點(diǎn)，而原來的主切削刃的前角變?yōu)榇我慕嵌取？梢姡瑢?duì)于各條切削刃在實(shí)際切削

55、工作中的“主”與“副”要做具體的分析。6、正切削與斜切削 切削刃垂直于合成切削方向的切削稱為正切削或直角切削。如切削刃不垂直于切削運(yùn)動(dòng)方向則稱為斜切削或斜角切削。 7、自由切削與非自由切削 只有直線形主切削刃參加切削工作，而副切削刃不參加切削工作，稱為自由切削，曲線形主切削刃或主、副切削刃都參加切削者，稱為非自由切削。這是根據(jù)切削變形是二維問題或三維問題進(jìn)行區(qū)分的。 課題二 刀具材料在切削過程中，刀具直接完成切除余量和形成已加工表面的任務(wù)刀具切削性能的優(yōu)劣，取決于構(gòu)成切削部分的材料、幾何形狀和刀具結(jié)構(gòu)。由此可見刀具材料的重要性，它對(duì)刀具使用壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本影極大。因此，應(yīng)當(dāng)重

56、視刀具材料的正確選擇和合理使用，重視新型刀具材料的研制。 在切削加工時(shí)，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時(shí)，還承受著切削力、沖擊和振動(dòng)，因此刀具材料應(yīng)具備以下基本要求。 1、硬度 刀具材料必須具有高于工件材料的硬度，常溫硬度須在HRC62以上，并要求保持較高的高溫硬度。 2、耐磨性耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力，它是刀具材料機(jī)械性能(力學(xué)性能)、組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)性能的綜臺(tái)反映。例如，組織中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度、數(shù)量、大小和分布對(duì)抗磨料磨損的能力有很大影響，面抗冷焊磨損(粘結(jié)磨損)、抗擴(kuò)散磨損和抗氧化磨損的能力還與刀具材料的化學(xué)穩(wěn)定性有關(guān)。 3、強(qiáng)

57、度和韌性 為了承受切削力、沖擊和振動(dòng)，刀具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性；一般，強(qiáng)度用抗彎強(qiáng)度表示，韌性用沖擊值表示。刀具材料中強(qiáng)度高者，韌性也較好，但硬度和耐磨性常因此而下降，這兩個(gè)方面的性能是互相矛盾的。一種好的刀具材料，應(yīng)當(dāng)根據(jù)它的使用要求，兼顧以上兩方面的性能，而有所側(cè)重。4、耐熱性 刀具材料應(yīng)在高溫下保持較高的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和和韌性，并有良好的抗擴(kuò)散、抗氧化的能力。這就是刀具材料的耐熱性。 5、導(dǎo)熱性和膨脹系數(shù) 在其他條件相同的情況下，刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)(熱導(dǎo)率)越大，則由刀具傳出的熱量越多，有利于降低切削溫度和提高刀具使用壽命。線膨脹系數(shù)小，則可減少刀具的熱變形。對(duì)子焊接刀具和沫層

58、刀具，還應(yīng)考慮刀片與刀桿材料、涂層與基體材料線膨脹系數(shù)的匹配。 6、工藝性 為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性，包括鍛、軋、焊接、切削加工和可磨削性、熱處理特性等。材料的高溫塑性對(duì)熱軋刀具十分重要。可磨削性可用磨削比磨削量與砂輪磨損體積之比來表示，磨削比大，則可磨削性好。 此外，在選用刀具材料時(shí)，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性。性能良好的刀具材料，如成本和價(jià)格較低，且立足于國(guó)內(nèi)資源，則有利于推廣應(yīng)用。刀具材料種類很多，常用的有工具鋼(包括碳索工具鋼、合金工具鋼和高速鋼)、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石(天然和人造)和立方氮化硼等。碳索工具鋼(如Tl0A、Tl2A)和合金工具鋼(如9CrSi、CrWMn)，因其

59、耐熱性很差，僅用于手工工具。陶瓷、金剛石和立方氮化硼則由于性質(zhì)脆、工藝性差及價(jià)格昂貴等原因，目前尚只在較小的范圍內(nèi)使用。當(dāng)今，用的最多的刀具材料為高速鋼和硬質(zhì)合金。高速鋼是加入了鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等合金元素的高合金工具銅。按重量計(jì)，鎢和鉬占l020，鉻約占4，釩占l以上，它們都是強(qiáng)烈的碳化物形成元素，在熔煉與熱處理過程中與碳形成丁高硬度的碳化物，從而提高了鋼的耐磨性。另外，高速鋼采用了接近熔點(diǎn)的淬火溫度，得到細(xì)品粒的合金化的馬氏體組織，它在低溫回火(約5600C)時(shí)衛(wèi)使臺(tái)金碳化物析出，從而進(jìn)一步提高了硬度與耐磨性。在高速鋼中，鉬和鎢的作用基本相同，l和的鉬可代替2的鎢。

60、鉬并能減少鋼中碳化物的不均勻性，細(xì)化碳化物品粒，提高韌性。1、高速鋼另外，在某些高速鋼中，為了提高高溫硬度，添加鈷、鋁、硅、鈮等元素；為了提高耐磨性，可適當(dāng)增加含釩量。但是，隨著含釩量的增加，可磨削性變差，釩的含量不宜超過3。高速鋼在600。C時(shí)，仍能保持切削加工所要求的硬度，切削中碳鋼時(shí)，切削速度可達(dá)05ms(30mmin)左右。 高速鋼的強(qiáng)度、韌性和工藝性能均較好，能進(jìn)行鍛造，磨出的切削刃比較鋒利，熔煉質(zhì)量穩(wěn)定，使用比較可算。各種刀具都可用高速鋼制造尤其是形狀復(fù)雜的刀具和小型刀具，均大量使用著高速鋼。目前，高速鋼占刀具材料總使用量的60以上。 按基本化學(xué)成分，高速鋼可分為鎢系、鎢鉬系和鉬鎢