金属切削原理与刀具复习大纲.ppt

1、金属切削原理和工具复习大纲，第一章工具几何角度和切削要素，1-1切削运动和切削量1 .切削运动分为主运动和进给运动2 .切削量3要素，切削刃上各点的速度不同，一般取dw，1-2工具切削部分的基本定义的一三面二刃一尖3面：前刀面，后刀面，副后刀面2刃：主切削刃刀具角度参照系正交平面参照系：基面(Pr )、切削平面(Ps )、正交平面(Po )、二、刀具切削部分的几何角度(以外圆字节为例)、一、字节的组成、刀尖、刀棒、前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖、三面、双刃(2)字节的主要几何主偏角kr、副偏角kr、kr kr=180o、7个角(正交平面3个、基准面3个、切削平面、副偏角：

2、 副切削刃向基准面的投影和进给方向的夹角 . 刀尖角度：“主切削刃和副切削刃之间的角度”。 r=180-(r r )、三、刀具的尺寸角度、在正交平面内测量的角度、后刀角度： o后刀面与切削平面的角度、后刀角度： o后刀面与基准面之间的角度。 切削平面内：刃倾斜角： s主切削刃与基面之间的夹角、1-5工具的动作角度、切削刃安装的高度对动作前、后角的影响：高度：动作前角变大动作后角变小，重点：作图法表示外周、端面的第二章工具材料、2 .常用工具材料、结构复杂的成形有钨钴系硬质合金、钨钛钴系硬质合金和钨钛钽(铌)系硬质合金。 正在推进涂层工具、陶瓷工具、天然金刚石、多晶金刚石、立方晶氮化硼等新工具材

3、料的使用。 钨钴类(WC Co) YG是k种加工铸铁、有色金属及其合金，可断续切削或粗加工(不适合钢材加工，640处粘结严重，使刀具磨损)，Co含量高，适合粗加工， Co含量低的适用于精加工钨钛钴类(WC TiC Co )的YT属于p系加工碳钢、合金钢，在连续切削的半精加工和精加工中含有TiC高，适用于精加工，含有TiC适用于粗加工。 钨钽(铌)系硬质合金(WC TiC TaC (NbC) Co) :YW，适合属于m系(1)硬质合金的分类、陶瓷：适合微细加工的硬材料(缺陷强度韧性差、热传导率低、脆性大、拉伸性能立方氮化硼：适用于淬火材料的加工，重点：1.刀具切削部分应具有的性能2 .各种刀具材

4、料用于加工什么材料？ 第三章金属切削过程的基本规律，第一变形区域：(基本变形区域) OAOM之间的区域是切削过程中的主要变形区域，是切削力和切削热的主要来源。 主要特征：剪切面的滑动变形，第二变形区域：切屑底层与前倾面之间的摩擦变形区域。 主要影响切屑的变形和切屑积存的产生。 第三变形区域、第二变形区域、第一变形区域、第三变形区域：工件的加工完成面与刀具后刀面之间的挤出摩擦变形区域。 否则会导致工件表面的纤维化和加工硬化。 该区域对工件表面的残馀应力和后刀面的磨损有很大影响。1 .切削变形区，二，切屑的种类，带状切屑节状切屑粒状切屑脆切屑，切脆材料在不同的切削条件下形成的切屑种类不同，条件变化

5、时它们可以相互转化。 形成节状切削时，变更切削条件、进一步减小切削速度、减小前角、增大切削厚度可以得到粒状切削，相反，增大切削速度、增大前角、减小切削厚度可以得到带状切削。 掌握其变化规律有助于控制切屑的形态和控制切削过程。 三、变形程度的表示方法、变形系数：(切削厚度压缩比h )、厚度变形系数：长度变形系数：体积不变原理数：切割塑性金属时的前倾面上应力分布状况刃-屑接触区域，粘接区域lf1:为剪切滑动、内摩擦滑动四、前面上摩擦的特征， 切屑流出时与刀具前面的接触长度为Lf=Lfi Lfo，在一定速度范围内，切削塑性金属材料而形成带状的切屑时，总是在刀具的前刀面的靠近切削刃的部位粘接工件材料，

6、形成硬度高的楔，称为切屑积存部(the built-up edge ) 什么是刀头标记，(1)刀头标记的硬度比工件材料高23倍，能够代替切削刃和前刀面进行切削，保护切削刃，能够减小前刀面的磨损，3屑积存对切削过程的影响，(5)屑积存脱落的碎片在工件表面因此，在加工时需要想办法抑制芯片块的形成。 (4)切屑槽的阶梯会在工件表面引起“间隙”现象，影响工件的表面粗糙度(3)切屑槽突出到切削刃之外，增大实际的切削厚度，形成“过切现象”，影响工件的尺寸精度，(2)形成切屑槽后，工具的有利于减少切屑变形、减少切削力积极作用的刀刃与切屑界面的摩擦、减小粘接接触面积的因素，有利于抑制切屑滞留。 4屑积存的控制

7、措施，6、采用润滑性能良好的切削液，减小摩擦。 5、对工件材料进行适当的热处理，提高其硬度，减小塑性；4、提高刀刃的磨削质量，降低刀面的表面粗糙度；3、减小进给量；2、增大刀具的前角，减小刀具的接触压力；1、采用低速或高速切削，形成碎屑槽第二节切削力，一、切削力的来源：工件、切屑的变形阻力、刀具与切屑、工件与刀具之间的摩擦阻力、fc : FP : ff=1: (0.4-0.5) : (0二、影响切削力的因素有： 1、切削量ap f Vc(ap影响最大，f 一、切削热的来源：切削热的分布：热的20P%传递到刀具的磨损、硬度降低，二、影响切削温度的要素分析，一、切削量对切削温度的影响： Vc f

8、ap、vc、f、ap、2 .主偏角r的影响r、切削宽度aw、散热面积、3-4刀具磨损概念切削时的刀具为高温二、刀具磨损形式、正常磨损、前刀面磨损(前面磨损)、形式：月牙凹陷形成条件：加工塑性材料、v大、hD大影响：减弱刀刃强度、降低加工质量、后刀面磨损(主后面磨损)、形式加工脆性材料的影响：切削力、切削温度、振动的发生、加工质量的降低、边界磨损(副后面磨损)、三、刀具刀具磨损机理1 .磨粒磨损2 .相变磨损3 .粘接磨损4 .扩散磨损均与温度影响有关5. VB所示，5 .刀具寿命，一)刀具寿命的概念：“从刀具开始切削到磨损量达到磨损基准的总切削时间”。 t、切削量与刀具寿命的关系： vc对t的

9、影响最大，f次、aP最小。 为了提高生产率而喜欢切削量时，首先选择尽可能大的aP，其次根据加工条件和要求选择最大允许f，最后根据t选择合理的vc。 第四章切削基本理论的应用，第一节切屑控制第二节工件的切削加工性第三节切削液的选择第四节加工完毕的表面质量第五节工具几何残奥表的合理选择第六节切屑的合理选择，一、切屑形状的分类、1带状切屑、2管状切屑、3圆弧状切屑、6圆弧状切屑、5圆锥螺旋切屑7单元8针状切屑、2 .切屑的卷曲和在1切屑中流动的卷曲切屑的卷曲是由于切屑内部变形，或碰到在刀具的前刀面切出的切屑箱、凸台、附加挡块及其他障碍物而产生的。 2切屑流动的切屑流动主要受刀刃倾斜的影响。 4-2工

10、件材料的切削加工性，指某种材料的加工容易度，相对加工性： Kr，铸铁碳合金钢：硫s，磷p，铅Pb，钙Ca等一种或多种元素，可以改善切削的容易度3 .难加工材料，4-3切削液的选定减少工件工具的热变形，加工使用切削液时，在切屑、工件与刃面之间形成完全的润滑油膜，成为流体润滑摩擦，摩擦系数小实际上是边界润滑摩擦，其摩擦系数比流体润滑大，但比干摩擦小。 3 )切削液的排出和清洗作用，水溶液：的主要成分为水，加入少量防锈剂等添加剂，具有良好的冷却作用和清洗作用。 矿物油少量动植物油的不溶性切削液主要发挥润滑作用。 乳化液乳化油是用水稀释的，具有良好的流动性和冷却作用，有一定的润滑作用，1 .水溶液组成

11、：水防锈剂、清洗剂、油性添加剂(增加润滑性和清洗性)。 普通磨削、粗加工常用的2 .乳化液组成：乳化油水(混合后再搅拌)为粗加工、普通磨削(低浓度乳化液)精加工和复杂工具加工(高浓度乳化液)3.合成切削液组成：水表面活性剂化学添加剂为不锈钢、钛合金等难加工材料的穿孔常用的1 .切削油组成：矿物油、动植物油的复合油为钉书机， 由于刀片、车螺纹、一般的精加工煤油渗透作用和清洗作用比较突出，因此用于精铝合金、精铸铁平面和高速钢铰刀2加工完毕的表面品质、表面粗糙度、表面波度、表面物理力学性能的变化、表面微观几何形状特征、表面层冷硬化、表面层残馀应力、表面层金相组织的变化、4-4加工完毕的表面品质的意思

12、、机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致是刀尖圆弧半径r主偏角kr、副偏角kr的进给量f、H=f/(cotr cotr ) H=f 2/(8r )、二、影响加工表面粗糙度的因素及其控制、r、r、f、h、影响残留面积高度h的因素、增大主偏角r、副偏角r、刃尖圆弧半径r的进给量f、r或减小f、r、r时，可得到数值小的横向粗糙度因此，为了改善加工表面粗糙度，需要控制鳞刺。 一般来说，减少碎屑堆积的措施也适合减轻鳞刺。 b )在实际的粗糙度理论粗糙度上重叠异常因素。 (2)刀具磨损的影响、(3)振动的影响、影响切削加工表面粗糙度的要素、刀具几何形状、刀具材料、刃磨品质、切削量、工件材料、影响切削加工表面

13、粗糙度的要素、“锐字先在锐中固定”、4 1 .主偏角的作用Racaw单位刃长负荷t刃尖强度散热体积、Ra Fp变形加工精度、振动或如果刚性好，就不容易产生变形和振动，如果r取较小的值，就是刚性差(细长轴)，r取较大的值，考虑到工件形状、切屑控制、冲击降低等，取车的台阶轴，取90，钻孔90 r，小切屑成长的螺旋切削、三、主偏角的作用和选择、r、r选择的总原则：在不发生振动的条件下取较小的值。4-6切削量的选定原则粗加工的目的是在确保必要的刀具寿命的基础上，尽量提高生产率，降低成本。 根据刀具寿命和切削量的关系式，切削量、t，其中速度v对t影响最大，进给量f次、倒刀量ap的影响最小。 在粗加工中选

14、择切削量时，首先选择尽可能大的倒刀量ap，然后选择工艺条件允许的最大进给量f，最后根据刀具的适当寿命，用修正法或查找表法决定切削速度v。 这样使v、f、ap的积最大化，得到最大的生产率。 精加工时主要根据表面粗糙度和加工精度的要求确定切削量。 第十四章磨削和砂轮、磨削是精加工方法。 尺寸精度最高为IT5IT6。 表面粗糙度可达到0.80.08 .3、磨削运动和磨削量，在磨削过程中，磨削速度、工件圆周进给速度、轴向进给量、径向进给量等统称为磨削量。 合理选择磨削量对磨削加工质量的保证和生产率的提高有很大影响。 砂轮的高速旋转运动为主运动，磨削速度为砂轮外周的线速度。 指工件外周的线速度。 指工件旋转1圈后相对于砂轮沿轴线方向移动的距离