自考机械制造技术知识点复习
第1章 金属切削基础
? 金属切削加工是利用刀具从工件待加工表面切去一层多余的金属，从而使工件达到规定的几何形状、尺寸精度和表面质量的机械加工方法。 ? 机床的切削运动：主运动、进给运动。
? 切削用量：切削速度vc、进给量f和背吃刀量ap的总称。 ? 在切削时，工件上存在：
1. 待加工表面（工件上即将被切除的表面）； 2. 已加工表面（工件上经刀具切削后形成的表面）； 3. 过渡表面（工件上被切削刃正在切削着的表面）。
? 刀具切削部分的结构要素为：三面（前刀面、主后刀面、副后刀面）；二刃（主切削刃、副切削刃）；一点（刀尖）。 ? 刀具角度的参考系：正交平面参考系
1. 基面Pr：通过主切削刃上选定点，垂直于该点速度方向的平面；
2. 切削平面Ps：通过主切削刃上选定点，与主切削刃相切，且垂直于该点基面的平
面；
3. 正交平面Po：通过主切削刃上选定点，垂直于基面和切削平面的平面。 ? 刀具材料：
? 刀具材料应具有的性能：高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性、良好的热物理性能和耐热冲击性能、良好的工艺性能。 ? 常用材料：
1. 碳素工具钢、合金工具钢（这些刚因耐热性差，只适用于手工刀具，切削速度较
低的工具，如T10A\\T12A\\9SiCr\\CrW有色金属Mn）；
2. 高速钢（有较高硬度和耐热性以及高的强度和韧性其切削速度是碳素工具钢切削
速度的1-3倍，耐用度是他们的10-40倍，可加工碳素钢、有色金属和高温合金，
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可制造各种刀具和复杂刀具）；
3. 硬质合金（高硬度、高耐热性和高耐磨性，允许的切削速度达100-300m/min，应
用广泛，但其抗弯强度低，冲击韧性差，刀口不锋利，不易加工，不易做成形状较复杂的整体刀具）；其他材料（陶瓷、金刚石、立方氮化硼CBN）. ? 刀具角度选择：
? 前角?0：对切削难易程度有较大关系，增大前角是刀刃变得锋利，使切削变得轻快，可以减少切削变形，减少切削力和切削功率，但增大前角
会使刀刃和刀尖强度下降，刀具散热体积减小，影响刀具寿命， 前 角的大小对工作表面粗糙度、刀具的排屑及断屑性能也有一定影响；
? 前角的选择：工件的强度和硬度较低时应选用较大的前角，反之取较小的前角；加工塑性材料（钢）时应选较大的前角；加工脆性材料时（如铁）时选较小的前角；刀具材料韧性好（如高速钢）可选较大的前角，反之选较小的前角；粗加工时，特别是断续切削时，应选较小的前角；精加工是选较大的前角。
? 后角?0：它主要减小后刀面的与工件的摩擦和后刀面的摩损，其大小对刀具耐用度和工件已加工表面质量影响很大；
? 后角选择：切削层公称厚度越大，刀具后角越小；工件材料越软、塑性越大，后角越大；工艺系统刚性较差时应适当减小后角，尺寸精度要求较高的刀具，选较小的后角。
? 主偏角kr和负偏角kr?：两角对刀具耐用度有很大的影响，减小主偏角和负偏角可使刀尖角增大，刀尖强度提高，散热条件改善，使刀具耐用度提高；同时可将降低残留面积的高度，减小加工表面的粗糙度，增大主偏角可使切深抗力明显较小，进给抗力增大，有利于减小工艺系统的弹性变形和振动。 ? 刃倾角?s：主要影响刀头的强度和切屑的流动方向。 ? 刀具：
? 车刀的结构形式：整体式、焊接式、机夹重磨式和机夹可转位式； ? 孔加工定尺寸工具：钻头、扩孔钻、铰刀；
? 拉刀：有内外拉刀，可拉孔、加工内表面、外表面和平面；
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? 铣刀（多刃回转刀具）：铣刀方式是指铣削时铣刀相对于工件的运动和位置关系，它有固铣法、端铣法，固铣法分顺铣和逆铣：
1. 逆铣法：刀齿旋转方向和工件进给方向相反，由切屑层内切入，从待加工表面切
出，切屑厚度由小增至最大，刚切入时刀齿抬磨已加工表面，产生冷硬层，降低表面质量，但切削过程平稳切削分力使夹紧力增大；
2. 顺铣： 刀齿旋转方向和工件进给反方向响相同，切削厚度由小到大，切削分力
压向工件，可提高铣刀的耐用度和加工表面质量，但水平切削分力和进给方向相同，可能使铣床工作台产生窜动，引起震动和进给不均匀，加工有黑皮和硬皮工件时刀齿已损坏。
? 砂轮：最重要的磨削工具，砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织和形状尺寸等决定，
1. 砂轮硬度：砂轮的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度，其中不易脱落的硬度
高，反之硬度低；
2. 砂轮的选用：磨削钢时，选用刚玉砂轮，磨削硬铸铁、硬质合金和非铁合金时，
选用碳化硅砂轮；磨削软材料时，选用硬砂轮，磨削硬材料时，选用软材料；磨削软而刃的材料时，选用粗磨粒，磨削硬而脆材料时，选用细磨料；磨削表面的粗糙度值要求较低时，选用细磨粒，金属磨除率要求高时，选用粗磨粒；要求加工表面质量好时，选用树脂或橡胶结合剂的砂轮，要求最大金属磨除率时，选用陶瓷结合剂砂轮。
? 金属切削过程中的三个变形区：
? 第一变形区：产生剪切滑移变形，是切削变形的主要区域，在外力作用下，靠近切削刃处产生弹性变形，随着刀刃与工件变进，而变形增大，产生塑性变形，金属内部晶格产生畸形与滑移，到一定程度剪应力?max达到最大，切削金属变为切屑； ? 第二变形区：在第一变形区终了，切屑与基体分离，沿前刀面流出，受到前刀面的挤压和摩擦，使切屑进一步产生滑移变形，位于刀屑接触区；
? 第三变形区：刀具后刀面与已加工表面挤压和摩擦产生的加工硬化和残余应力为特征的滑移变形。
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