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中文譯文切削技術(shù)與加工工序基本上講，金屬切削是指一個(gè)磨尖的鍥形工具從有韌性的工件表面上去除一條很窄的金屬。切屑是被廢棄的產(chǎn)品，與其它工件相比切屑較短，但對(duì)于未切削部分的厚度有一定的增加。工件表面的幾何形狀取決于刀具的形狀以及加工操作過(guò)程中刀具的路徑。大多數(shù)加工工序產(chǎn)生不同幾何形狀的零件。如果一個(gè)粗糙的工件在中心軸上轉(zhuǎn)動(dòng)并且刀具平行于旋轉(zhuǎn)中心切入工件表面，一個(gè)旋轉(zhuǎn)表面就產(chǎn)生了，這種操作稱(chēng)為車(chē)削。如果一個(gè)空心的管子以同樣的方式在內(nèi)表面加工，這種操作稱(chēng)為鏜孔。當(dāng)均勻地改變直徑時(shí)便產(chǎn)生了一個(gè)圓錐形的外表面，這稱(chēng)為錐度車(chē)削。如果刀具接觸點(diǎn)以改變半徑的方式運(yùn)動(dòng)，那么一個(gè)外輪廓像球的工件便產(chǎn)生了；或者如果工件足夠的短并且支撐是十分剛硬的，那么成型刀具相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸正常進(jìn)給的一個(gè)外表面便可產(chǎn)生，短錐形或圓柱形的表面也可形成。速度，進(jìn)給量和切削深度是經(jīng)濟(jì)加工的三大變量。其他的量數(shù)是攻絲和刀具材料，冷卻劑和刀具的幾何形狀，去除金屬的速度和所需要的功率依賴(lài)于這些變量。切削深度，進(jìn)給量和切削速度是任何一個(gè)金屬加工工序中必須建立的機(jī)械參量。它們都影響去除金屬的力，功率和速度。切削速度可以定義為在旋轉(zhuǎn)一周時(shí)速度記錄面相對(duì)任何瞬間呈輻射狀擴(kuò)散的針，或是兩個(gè)相鄰溝槽的距離。切削深度是進(jìn)入的深度和溝槽的深度。在機(jī)動(dòng)車(chē)床上完成的基本操作已被介紹了。那些用單點(diǎn)刀具在外表面的操作稱(chēng)為車(chē)削。除了鉆孔，鉸孔，研磨內(nèi)部表面的操作也是由單點(diǎn)刀具完成的。所有的加工工序包括車(chē)削，鏜孔可以被歸類(lèi)為粗加工，精加工或半精加工。精加工是盡可能快而有效的去除大量材料，而工件上留下的一小部分材料用于精加工。精加工為工件獲得最后尺寸，形狀和表面精度。有時(shí)，半精加工為精加工留下預(yù)定的一定量的材料，它是先于精加工的。一般來(lái)說(shuō)，較長(zhǎng)的工件同時(shí)被一個(gè)或兩個(gè)車(chē)床中心支撐。錐形孔，所謂的中心孔，兩端被鉆的工件適于車(chē)床中心- 通常沿著圓柱形工件的軸線(xiàn)。工件接近為架的那端通常由尾架中心支撐，在靠近主軸承的那端由主軸承中心支撐或由爪盤(pán)夾緊。這種方法可以牢固的加緊工件并且能順利地將力傳給工件；由卡盤(pán)對(duì)工件提供的輔助支撐減少切削時(shí)發(fā)生的顫振趨勢(shì)，如果能小心準(zhǔn)確地采用卡盤(pán)支撐工件的方法，則可以得到精確的結(jié)果。在兩個(gè)中心之間支撐工件可以得到非常精確的結(jié)果。工件的一端已被加工，那么工件便可車(chē)削了。在車(chē)床上加工另一端，中心孔充當(dāng)精確定位面和承載工件重量和抵制切削力的支撐面。當(dāng)工件由于任何一原因從車(chē)床上移除后，中心孔將準(zhǔn)確地使工件回到這個(gè)車(chē)床上或另一個(gè)車(chē)床上或一個(gè)圓柱磨床上。工件不允許被卡盤(pán)和車(chē)床中心夾在主軸承上。然而首先想到的是一個(gè)快速調(diào)整卡盤(pán)上工件的方法，但這是不允許的因?yàn)樵谟煽ūP(pán)夾持的同時(shí)也由車(chē)床中心支撐是不可能的。由車(chē)床中心提供的調(diào)整將不能持續(xù)并且爪盤(pán)的壓力會(huì)損壞中心孔和車(chē)床中心，甚至是車(chē)床主軸。浮動(dòng)的爪盤(pán)為上述陳述提供了一個(gè)例外，它幾乎完全使用在高生產(chǎn)工作上，這些卡盤(pán)是真正的工作驅(qū)動(dòng)者并且不為同樣的目的如普通的三爪，四爪卡盤(pán)使用。而大直徑的工件有時(shí)裝在兩個(gè)中心，它們最好有由面板夾持在主軸承尾部來(lái)順利得到能量轉(zhuǎn)換；許多車(chē)床夾頭并不能足量的轉(zhuǎn)換能量，雖然可以作為特殊的能量轉(zhuǎn)換。作為產(chǎn)生形狀的一種方法，機(jī)械加工是所有制造過(guò)程中最普遍使用的而且是最重要的方法。機(jī)械加工過(guò)程是一個(gè)產(chǎn)生形狀的過(guò)程，在這過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)裝置使工件上的一些材料以切屑的形式被去除。盡管在某些場(chǎng)合，工件無(wú)支承情況下，使用移動(dòng)式裝備來(lái)實(shí)現(xiàn)加工，但大多數(shù)的機(jī)械加工是通過(guò)既支承工件又支承刀具的裝備來(lái)完成。在切削時(shí)基本工具工作的關(guān)系充分描述的方法有 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個(gè)因素：刀具幾何形狀，切削速度和切削深度。刀具必須由適當(dāng)?shù)牟牧献龀?；它必須有一定的?qiáng)度，粗糙度，硬度和抗疲勞度。刀具幾何形狀由面和角度描述，對(duì)每一種切削操作都是正確的。切削速度是指切削刃通過(guò)工作面的速度，它已每分鐘通過(guò)的英尺數(shù)表示。對(duì)于加工效率，切削速度相對(duì)于特殊工作組合必須具有適當(dāng)規(guī)模。一般來(lái)講，工件越硬，速度越小。進(jìn)給是刀具進(jìn)入工件的速率。當(dāng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)給量的單位是英寸每轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)毒呋蚬ぜ鶑?fù)移動(dòng)時(shí)，進(jìn)給量的單位是英寸沒(méi)次，總的來(lái)說(shuō)，在其他相似情況下進(jìn)給量與切削速度成反比。切削速度用英寸表示，是刀具進(jìn)入工件的距離表示的，它是指車(chē)削時(shí)屑片的寬度或是直線(xiàn)切削時(shí)屑片的厚度。粗加工時(shí)切削深度比精加工的切削深度大。在金屬切削作業(yè)中熱量產(chǎn)生于主要和第二變形區(qū)而這些結(jié)果導(dǎo)致了復(fù)雜溫度遍布于刀具，工件和屑片。一個(gè)典型的等溫先如圖所示，它可以看出正如預(yù)測(cè)的，當(dāng)工件材料經(jīng)歷主要變形，被減切時(shí)，有一個(gè)非常大溫度梯度遍布于屑片的整個(gè)寬度。當(dāng)?shù)诙冃螀^(qū)的屑片還有一小段距離就達(dá)到了最大溫度。因?yàn)閹缀跛械墓ぷ鞫家越饘偾邢鬓D(zhuǎn)化為熱量而完成，可以預(yù)測(cè)去除每一單位體積的金屬所增加的能量消耗將會(huì)提高切削溫度。因此在所有其他參數(shù)不變，前角變大時(shí)，將減少去除每單位體積金屬的能量和切削溫度。當(dāng)考慮到增加未形成屑片的厚度和速度，情況就更復(fù)雜了。增加切削厚度往往會(huì)大大影響熱量傳給工件，刀具的多少，而且會(huì)使屑片停留在一個(gè)固定數(shù)額，同時(shí)切削溫度的變化也會(huì)很小，可是增加切削速度會(huì)減少傳遞給工件的熱量，同時(shí)這將增大屑片主要變形的溫升。此外，第二變形區(qū)是比較小的，在這個(gè)變形區(qū)會(huì)提高溫度。切削參數(shù)的其他變化幾乎不影響去除每單位體積的能量消耗和切削溫度。因此已經(jīng)表明，即使是切削溫度的小規(guī)模變化對(duì)刀具磨損率也有重大影響，從切削數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)切削溫度是恰當(dāng)?shù)?。檢測(cè)高速鋼工具最直接最準(zhǔn)確的方法，特倫特給出了高速鋼工具溫度分布的詳細(xì)資料。該技術(shù)是基于高速鋼刀具的數(shù)據(jù)檢測(cè)并與對(duì)熱歷史的微觀(guān)變化有關(guān)。特倫特已經(jīng)描述了切削溫度的測(cè)量和加工大范圍工件時(shí)高速鋼工具的溫度分布。使用掃描電子顯微鏡來(lái)研究精細(xì)尺度微觀(guān)結(jié)構(gòu)變化，這項(xiàng)技術(shù)已得到了進(jìn)一步發(fā)展。這項(xiàng)技術(shù)也用于研究高速鋼單點(diǎn)車(chē)刀和麻花鉆的溫度分布，脆性斷裂已經(jīng)得到了處理，刀具磨損基本上有三個(gè)類(lèi)型。后刀面磨損，邊界磨損和前刀面磨損。刀面磨損發(fā)生在主切削刃和次切削刃。主切削刃負(fù)責(zé)去除大量金屬，這增加了切削力和溫度，如果任其發(fā)展會(huì)導(dǎo)致刀具和工件的振動(dòng)，這就再不能高效率地切削了。次切削刃決定工件尺寸和表面精度，后刀面的磨損會(huì)導(dǎo)致大量產(chǎn)品出現(xiàn)較差的表面精度。根據(jù)實(shí)際切削條件，刀具不可用的主要原因在于主刀面先于次刀面的磨損非常大，這導(dǎo)致了一個(gè)不可接受部分的產(chǎn)生。因?yàn)榈毒叩膽?yīng)力分布，剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)區(qū)域的摩擦力在屑片和面之間達(dá)到最大，最后摩擦力便為零。因此磨料磨損發(fā)生在這個(gè)區(qū)域，在屑片與相離處更多的磨損發(fā)生在與該區(qū)域相鄰處，這比相鄰于這點(diǎn)的更多。這導(dǎo)致了刀具面的局部點(diǎn)蝕與這面有一定距離，這面通常有一部分是圓弧形的。在許多方面并基于實(shí)際切削條件，邊界磨損相比后刀面是一個(gè)較不嚴(yán)重的磨損，因此刀面磨損是一種較常見(jiàn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。然后，由于各樣作者表明，伴隨著切削速度的增加面溫度的增加量多于刀面的增加量，而由于溫度變化嚴(yán)重影響任一類(lèi)型的磨損率，邊界磨損通常發(fā)生在較高切削速度的情況下。刀具與未切削面相接觸的地方，主刀面磨損的尾部的磨損比沿著剩余磨損面的地方更明顯。這是因?yàn)榫植坑绊懭缥辞邢髅媸怯上惹暗那邢鳎趸?guī)模，局部高溫所形成的加工硬化而造成的。這個(gè)局部磨損一般與邊界磨損有關(guān)，有時(shí)還很?chē)?yán)重。雖然出現(xiàn)凹口不會(huì)嚴(yán)重影響刀具的切削性能，凹口是往往比較深，如果繼續(xù)切削刀具很可能斷裂。如果任何形式的漸進(jìn)磨損讓其戲劇性的繼續(xù)存在，刀具將面臨災(zāi)難性的故障，如刀具再不能切割，在好的情況下，工件報(bào)廢，最壞時(shí)，機(jī)械工具可能造成損壞。對(duì)于硬質(zhì)合金刀具和各類(lèi)型的磨損，在出現(xiàn)災(zāi)難性故障之前達(dá)到最長(zhǎng)使用使用壽命的極限。但對(duì)于高速鋼切削工具的磨損是不均勻的，目前已發(fā)現(xiàn)當(dāng)磨損繼續(xù)并甚至出現(xiàn)災(zāi)難性故障時(shí)，便可得到最有意義的和可以復(fù)制的結(jié)果，當(dāng)然在實(shí)踐中，切削時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于故障時(shí)間。發(fā)生災(zāi)難性故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)現(xiàn)象，最常見(jiàn)的是切削力突然增加，工件出現(xiàn)亮環(huán)，噪音顯著增大。有五個(gè)基本機(jī)制對(duì)于已加工產(chǎn)品有影響：（1）切削過(guò)程的基本幾何形狀。（2）切削加工的效率。（3）機(jī)床的穩(wěn)定。。（4）去除切屑的有效性。（5）切削刀具的有效后角。機(jī)械零件被制造因此它們是可互換的。換句話(huà)說(shuō)，每一種機(jī)械零件或裝置被制成一定的大小和形狀來(lái)適用于其它型號(hào)的機(jī)器。為了使零件具有互換性，每一個(gè)零件都做成一個(gè)尺寸來(lái)用正確的方法與對(duì)應(yīng)的零件相配。這不僅不可能，而且是許多零件都做成一個(gè)尺寸是不切實(shí)際的。這是因?yàn)闄C(jī)器不是完美的，而工具會(huì)磨損。相對(duì)于正確尺寸的一點(diǎn)偏差通常是允許的。這個(gè)偏差的大小依賴(lài)于被制零件的種類(lèi)，比如一個(gè)零件可能是 6 英寸，上下偏差是 0003 英寸（三千分之一）。因此這個(gè)偏差可以是 5997 英寸到 6003 英寸之間并仍能保持正確尺寸。這就是偏差。上偏差和下偏差之差即是公差。公差是零件尺寸的最大變化量，基本尺寸是允許變動(dòng)量和公差范圍而衍生的尺寸限制。有時(shí)偏差只允許一個(gè)方向的變動(dòng)，它允許公差在孔或軸上變化而不會(huì)嚴(yán)重影響配合。當(dāng)公差在兩個(gè)方向上都變化時(shí)，稱(chēng)為完全偏差（正和負(fù)）。完全偏差是分開(kāi)的，并且在基本尺寸的每一邊都會(huì)有。而極限尺寸只有最大尺寸和最小尺寸。因此，公差是這兩個(gè)尺寸之差。產(chǎn)品已經(jīng)完成了應(yīng)有的形狀和大小，常常需要某種類(lèi)型的表面精度是它們能夠履行好自己的職能。在某些情況下為了抵抗劃破和擦破，提高表面材料的物理性能是必須的。在許多制造工藝中，產(chǎn)品表面留下污垢，屑片，油脂或其它有害物質(zhì)。由不同材料組成的混合物，不同方式加工的同種材料，可能需要一些特殊的面處理以提供均勻的外觀(guān)。表面拋光處理有時(shí)可能成為一個(gè)中間處理程序。舉例來(lái)說(shuō)，先于各種電鍍工藝，清潔和拋光通常是必不可少的。一些清洗程序也用來(lái)改善配合零件的表面光滑度，也為了去除毛邊，這些在以后使用中是有害的。表面拋光處理的另一個(gè)重要原因是在各種各樣的環(huán)境中的防腐保護(hù)。保護(hù)程序的類(lèi)型主要取決于預(yù)期暴露，并充分考慮到材料保護(hù)和經(jīng)濟(jì)因數(shù)。為了滿(mǎn)足上述目的，因此必須使用表面拋光的主要方法，表面力學(xué)的化學(xué)變化影響工作面的性能，用各種方法清洗，保護(hù)涂料和有機(jī)金屬的應(yīng)用。在早期的工程中，盡量接近的將配合零件加工到所需尺寸，把配合零件加工到相似尺寸然后完成加工，并不斷地將其它零件與它相配，直到得到理想的關(guān)系。如果在加工時(shí)不方便將一個(gè)零件另一個(gè)零件相配，則最后的工作是由鉗工坐在板凳上，刮削配合零件直到理想的配合，因此作為一名鉗工字面意為 J，顯而易見(jiàn)，兩個(gè)零件仍在一起而 M 不得不更換，必須再一次去相配合。在這些日子里，我們期望能為壞零件購(gòu)買(mǎi)一個(gè)替代品，而它的功能正常也不需要刮削和其它修改工序。當(dāng)一個(gè)零件能被用來(lái)替換另一個(gè)同尺寸和同材料規(guī)格的零件，這時(shí)我們稱(chēng)之為這些零件能互換?；Q系統(tǒng)通常可以降低生產(chǎn)成本，為了一個(gè)昂貴的操作是沒(méi)有必要的，這有益于客戶(hù)在需要時(shí)更換磨料零件。裝配設(shè)備的傳統(tǒng)同步夾子有更多的零件與中心線(xiàn)相對(duì)，以確保當(dāng)電弧從傳送帶回升時(shí)能在一個(gè)眾所周知的地方。然而，在某些應(yīng)用中，迫使零件與中心線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)，可能會(huì)損壞零件和設(shè)備。當(dāng)零件很小并有一些碰撞可導(dǎo)致刮擦，當(dāng)它的位置被機(jī)床主軸或絲杠固定，或公差是很小時(shí)，最好使夾子配合零件的位置而不是倒過(guò)來(lái)。對(duì)于這些任務(wù) Zaytran 公司Elyria 已經(jīng)創(chuàng)造了 GPN 不同步系列，它與夾持兼容。因?yàn)榱蛫A子的同步系統(tǒng)是獨(dú)立的，同步系統(tǒng)可以被一個(gè)精密的防滑系統(tǒng)取而帶之而不影響夾持力。夾子尺寸范圍從 51b 夾持力和 0.2 英寸沖程到 40Gb 夾持力和 6 英寸沖程。夾子產(chǎn)品的特點(diǎn)是批量的規(guī)模越來(lái)越小并且提供更多元的產(chǎn)品。作為最后一步生產(chǎn)步驟，裝配在批量大小和產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)特別容易變化。以前在這種情況下，迫使許多企業(yè)把更多的精力投入到廣泛合理化和自動(dòng)化裝配上。雖然在以靈活處理系統(tǒng)如工業(yè)機(jī)器人的背景下，彈性?shī)A具的發(fā)展在快速下降，但嘗試著增加彈性?shī)A具會(huì)成為可能。夾具是必需的產(chǎn)品投資，這一事實(shí)激化了使夾具更靈活地在經(jīng)濟(jì)上的必要性。夾具可以根據(jù)它們的靈活性分為單一夾具，組合夾具，模塊化夾具，高靈活?yuàn)A具。靈活?yuàn)A具的特點(diǎn)是對(duì)不同工件的高度適應(yīng)性，較少的變換時(shí)間和較低的價(jià)格。在生產(chǎn)任務(wù)中工件在夾具里是固定的，固定一個(gè)工件有幾個(gè)必要步驟。第一步要確定工件在夾具上的位置，考慮未加工面和工作特點(diǎn)。在此之后，固定面必須被選定。工件在確定的位置被固定在固定面上，并添加必要的力和力矩，保證獲得必要的工作特點(diǎn)。最后，必要的調(diào)動(dòng)位置或組合夾具因素都要考慮，調(diào)整或組裝，使工件牢牢地固定在夾具上。通過(guò)這樣一個(gè)程序，工序和工序卡片，夾具的裝配可自動(dòng)進(jìn)行。結(jié)構(gòu)造型任務(wù)就是要產(chǎn)生若干穩(wěn)定平面的組合，這樣在這些平面上的各夾緊力將使工件和夾具穩(wěn)定。按慣例，這個(gè)任務(wù)可用人- 機(jī)對(duì)話(huà)即幾乎完全自動(dòng)化的方式來(lái)完成。以人 -機(jī)對(duì)話(huà)即以自動(dòng)化方式確定夾具結(jié)構(gòu)造型的優(yōu)點(diǎn)是可有組織有規(guī)劃進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，減少所需的設(shè)計(jì)人員，縮短研究周期和能更好地配置工作條件。簡(jiǎn)言之，可成功地達(dá)到顯著提高夾具生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。