切削加工 切削加工是指用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）把坯料或 工件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几何形状、尺 寸和表面质量的加工方法。 金属材料的切削加工有许多分类方法。常见的有以下3 种。 1.按工艺特征区分 切削加工的工艺特征决定于切削工具的结构以及切削工具与 工件的相对运动形式。按工艺特征，切削加工一般可分为：车削、铣 削、钻削、镗削、铰削、刨削、插削、拉削、锯切、磨削、研磨、珩 磨、超精加工、抛光、齿轮加工、蜗轮加工、螺纹加工、超精密加工、 钳工和刮削等。 2.按切除率和精度分 可分为：①粗加工：用大的切削深度，经一次或少数几次走刀从 工件上切去大部分或全部加工余量，如粗车、粗刨、粗铣、钻削和锯 切等，粗加工加工效率高而加工精度较低，一般用作预先加工，贝搏体育注册有时 也可作最终加工。②半精加工：一般作为粗加工与精加工之间的中间 工序，但对工件上精度和表面粗糙度要求不高的部位，也可以作为最 终加工。③精加工：用精细切削的方式使加工表面达到较高的精度和 表面质量，如精车、精刨、精铰、精磨等。精加工一般是最终加工。 ④精整加工：在精加工后进行，其目的是为了获得更小的表面粗糙度， 并稍微提高精度。贝搏体育注册精整加工的加工余量小，如珩磨、研磨、超精磨削 和超精加工等。⑤修饰加工：目的是为了减小表面粗糙度，以提高防 蚀、防尘性能和改善外观,而并不要求提高精度,如抛光、砂光等。⑥ 超精密加工：航天、激光、电子、核能等尖端技术领域中需要某些特 别精密的零件，其精度高达IT4以上，表面粗糙度不大于 Ra 0.01微 米。这就需要采取特殊措施进行超精密加工，如镜面车削、镜面磨削、 软磨粒机械化学抛光等。 3.按表面形成方法区分切削加工时，工件的已加工表面是依靠切 削工具和工件作相对运动来获得的。按表面形成方法，切削加工可分 为 3类。①刀尖轨迹法：依靠刀尖相对于工件表面的运动轨迹来获得 工件所要求的表面几何形状，如车削外圆、刨削平面、磨削外圆、用 靠模车削成形面等。刀尖的运动轨迹取决于机床所提供的切削工具与 工件的相对运动。②成形刀具法：简称成形法，用与工件的最终表面 轮廓相匹配的成形刀具或成形砂轮等加工出成形面。此时机床的部分 成形运动被刀刃的几何形状所代替，如成形车削、成形铣削和成形磨 削等。由于成形刀具的制造比较困难,机床-夹具-工件-刀具所形成的 工艺系统所能承受的切削力有限，成形法一般只用于加工短的成形 面。③展成法：又称滚切法，加工时切削工具与工件作相对展成运动， 刀具（或砂轮）和工件的瞬心线相互作纯滚动，两者之间保持确定的 速比关系，所获得加工表面就是刀刃在这种运动中的包络面。齿轮加 工中的滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿（不包括成形磨齿）等均属展 成法加工。 提高切削质量的途径 切削加工质量主要是指工件的加工精度（包括尺寸、几何形状和 各表面间相互位置）和表面质量（包括表面粗糙度、残余应力和表面 硬化）。随着技术的进步，切削加工的质量不断提高。18世纪后期， 切削加工精度以毫米计；20世纪初，切削加工精度最高已达0.01毫米； 至50年代，切削加工精度最高已达微米级；70年代,切削加工精度又 提高到0.1微米。影响切削加工质量的主要因素有机床、刀具、夹具、 工件毛坯、工艺方法和加工环境等方面。要提高切削加工质量，必须 对上述各方面采取适当措施，如减小机床工作误差、正确选用切削工 具、提高毛坯质量、合理安排工艺、改善环境条件等。 减小机床工作误差 通常采用的方法有：①选用具有足够精度和刚度的机床。②必要 时可以采取补偿校正的方法，如在螺纹磨床或滚齿机上，根据事先测 得的机床传动链误差加装误差校正装置，以校正机床的传动系统误 差。③采用机床夹具来保证加工精度，如利用镗模加工箱体上的孔系， 使孔距精度由镗模决定而不受机床定位误差的影响。④防止机床热变 形对加工精度的影响。⑤消除机床内部振源和采取隔振措施，以减少 振动对加工精度和粗糙度的影响。⑥提高机床自动化程度，如采用主 动测量或自动控制系统，以减少加工过程中的人为误差。 正确选用切削工具 应采用耐磨性好的刀具，合理选用刀具几何参数，并仔细地研磨 刃口，使其光滑而锋利。例如用磨具加工，一般选用较细、较硬磨粒 的磨具，砂轮要正确和及时地修整。 提高毛坯质量 工件毛坯要具有均匀的材质和加工余量，同时采用适当的热处 理，如时效处理、退火、正火、调质等措施以消减内应力，并改善材 料的切削加工性。 合理安排工艺 采用合理的工艺程序；正确选用切削用量，以减小切削力和切 削热的影响，并防止产生自激振动；选用合适的切削液对切削区进行 充分冷却和润滑；选择工件的安装定位基准和夹紧方式时，注意减小 安装误差和工件变形。 改善环境条件 保持加工环境清洁；对外部振源和热源采取隔离措施；精密加 工在恒温、恒湿和防尘的条件下进行。 提高切削用量以提高材料切除率，是提高切削加工效率的基本 途径。常用的高效切削加工方法有高速切削、强力切削、等离子弧加 热切削和振动切削。 高速切削 一般指采用硬质合金刀具所能达到的切削速度的切削加工。磨削 速度在45米/秒以上的切削称为高速磨削。采用高速切削(或磨削)既 可提高效率，又可减小表面粗糙度。用硬质合金刀具高速车削普通钢 材的切削速度可达200米/分；用陶瓷刀具可达500米/分；用金刚石刀 具车削有色金属的切削速度可达 900米/分。实验室中试验的超高速 切削的速度可达4000米/分以上。60年代以来， 磨削速度已从 30米/ 秒左右逐步提高到45、60、80以至 100米/秒；实验室中的磨削速度 已达200米/秒。 高速切削（或磨削）要求机床具有高转速、高刚度、 大功率和抗振性好的工艺系统；要求刀具有合理的几何参数和方便的 紧固方式，还需考虑安全可靠的断屑方法。 强力切削 指大进给或大切深的切削加工，一般用于车削和磨削（见缓进给 磨削）。强力车削的主要特点是车刀除主切削刃外，还有一个平行于 工件已加工表面的副切削刃同时参与切削，故可把进给量比一般车削 提高几倍甚至十几倍。在一般机床上，只要功率足够和工艺系统刚度 好就可实行强力切削。与高速切削比较，强力切削的切削温度较低， 刀具寿命较长，切削效率较高；缺点是加工表面较粗糙。强力切削时， 径向切削力很大，故不适于加工细长工件。 等离子弧加热切削 利用等离子弧的高温把工件切削区的局部瞬时加热到800～ 900℃的切削方法，常采用陶瓷刀具，适用于加工大件。切削时要根 据工件的材质、尺寸以及切削速度、切削深度和进给量来调整等离子 弧的加热强度。适当调整后，可使工件已加工表面的温度保持在 150℃以下而不致发生金相组织变化。这种方法适于加工淬硬工件和 难加工金属材料的切削。材料切除率可提高2～20倍，成本降低30～ 85%。 振动切削 沿刀具进给方向附加低频或高频振动的切削加工，可以提高切 削效率。低频振动切削具有很好的断屑效果，可不用断屑装置，使刀 刃强度增加，切削时的总功率消耗比带有断屑装置的普通切削降低 40%左右。高频振动切削也称超声波振动切削，有助于减小刀具与工 件之间的摩擦，降低切削温度，减小刀具的粘着磨损，从而提高切削 效率和加工表面质量，刀具寿命约可提高40%。