金属工艺切削部分.ppt

,二、刀具角度,切削部分（刀头）,前刀面：,主后刀面：,副后刀面：,主刀刃,副刀刃,刀尖,切屑流出所经过的表面。,刀具上与工件的加工表面相对的表面。,刀具上与工件的已加工表面相对的表面。,1、切削部分的组成,2、车刀切削部分的主要角度,(1).三个辅助平面,基面,过主刀刃上一点，与该点切削速度方向相垂直的平面。,切削平面,过主刀刃上一点，与该点加工表面相切的平面。,切削平面,主剖面,主剖面,过主刀刃上一点，与主刀刃在基面上的投影相垂直的平面。,(2).刀具的主要角度,1)前角（0）,前刀面和基面之间的夹角。,在主剖面内度量。,0,2）后角（0）,主后刀面和切削平面之间的夹角。,在主剖面内度量。,0,3）主偏角（kr）,4）副偏角（kr）,kr,Kr,5）刃倾角（S）,主切削刃与基面之间的夹角。,在切削平面内度量,(3).刀具的工作角度,3、刀具角度对加工过程的影响,1.前角（0）,作用,减小切屑的变形；,减小前刀面与切屑之间的摩擦力。,所以,a.减小切削力和切削热；,b.减小刀具的磨损；,c.提高工件的加工精度和表面质量。,0,选择：,前角（0）可正、可负、也可以为零。,高速钢车削碳钢：0=200300,硬质合金车削碳钢：0=100200,2.后角（0）,作用：,减小工件加工表面与主后刀面之间的摩擦力。,所以,a.减小切削力和切削热；,b.减小刀具的磨损；,c.提高工件的加工精度和表面质量。,0,选择：,后角（0）只能是正的。,精加工：0=80120,粗加工：0=4080,3.主偏角（kr）,改善切削条件，提高刀具寿命。,作用：,减小kr：当ap、f不变时，则aw增加ac减小使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。,选择,系统刚性好：取较小的kr。100300、450。,系统刚性差：取较大的kr。600、750、900。,但减小kr，加大工件的变形挠度，使工件精度降低。同时，容易引起系统振动。,4.副偏角（kr）,最终形成已加工表面。,作用：,选择：在不产生振动的前提下，取小值。,Kr：使已加工表面残留密集的高度减小，降低工件的表面粗糙度。,5.刃倾角（S）,作用,影响切削刃的锋利程度；,影响切屑流出方向；,影响刀头强度和散热条件；,影响切削力的大小和方向。,选择：,粗加工：可取零或负（S=0、-S）,精加工：取正（+S）,2)积屑瘤的形成条件,工件材料：塑性材料；,切削速度：中等（1050m/min），温度约300；,刀具角度：0偏小；,冷却条件：不加切削液。,2.积屑瘤对加工过程的影响,有利,使0增大，使切削过程变得轻快。,可代替主刀刃和前刀面进行切削，保护刀具。,所以：粗加工时可以利用。,3.积屑瘤的抑制,不利,积屑瘤不稳定，易引起振动，使Ra增大。,会引起ap的变化，使加工精度降低。,所以：精加工时应尽量避免。,利用切削液；,控制切削速度；,加大刀具前角0；,对工件进行正火、调质处理，降低、ak。,Fr,主切削力（切向分力）Fz,Fz,是Fr在切削速度方向上的分力。,主切削力占总切削力的80%90%，消耗的功率占总功率的95%以上。是计算机床动力及主要传动零件强度和刚度的依据。,进给抗力（轴向分力）Fx,Fx,是Fr在进给方向上的分力。,消耗的功率仅占总功率的15%。是设计和计算进给机构零件强度和刚度的依据。,切深抗力（径向分力）Fy,是Fr在切削深度方向上的分力。,Fy,FX、Y,3)影响切削力的因素,工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性韧性越好，Fr越大。,切削用量：ap、f增大，Fr越大。,刀具角度：增大0，Fr减小；增大kr，Fy减小、Fz增大。,冷却条件：加切削液，Fr减小。,4)切削力的估算,生产中常用单位切削力p估算切削力的大小。,单位切削力切削单位面积所需要的切削力。,单位：N/MM2,（N）,影响切削温度的因素：,工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好，切削温度越高；材料的导热性愈好，切削温度愈低。,刀具,冷却条件：加切削液，切削温度降低。,刀具角度：增大0，切削温度降低；减小kr、kr，切削温度降低。,刀具材料：导热性愈好，切削温度愈低。,切削用量：V、f、ap愈大，切削温度愈高。但V的影响最大、f次之、ap最小。,3.切削液,在切削过程中，正确的选择和使用切削液。对降低切削温度、减小刀具磨损，提高生产率和加工质量有着重要的意义。,1)切削液的作用,a.冷却作用：,b.润滑作用：,c.洗涤与排屑作用：,d.防锈作用：,2)切削液的种类,乳化液：乳化油+水；呈乳白色。应用最广泛。,切削油：矿物油；润滑作用。,水溶液：水+防锈剂等；呈透明状。,3.已加工表面质量,5.切削力,4.切屑的控制或断屑的难易,凡较容易获得好的表面质量的材料，其切削加工性较好；反之则较差。精加工时，常以此为衡量指标。,凡切屑较容易控制或易于断屑的材料，其切削加工性较好；反之则较差。在自动机床或自动线上加工时，常以此为衡量指标。,在相同切削条件下，凡切削力较小的材料，其切削加工性较好；反之则较差。在粗加工中，当机床刚性或动力不足时，常以此为衡量指标。,二、影响材料切削加工性的因素,1.物理性能,2.材料的力学性能,材料的导热性愈好、一定刀具耐用度下的切削速度愈高，材料的切削加工性愈好。,材料的强度、硬度愈高，切削力愈大，切削温度愈高，刀具磨损加剧，切削加工性愈差。,材料的塑性、韧性愈高，切削时切屑的变形加大，摩擦力提高，切削力愈大，切削温度愈高，刀具磨损加剧，切削加工性愈差。,二、改善材料切削加工性的途径,1.调整材料的化学成分,2.热处理,在钢中加入S、Pb等元素，可有效的改善材料的切削加工性。“易切削钢”。,中、高碳钢退火,低碳钢正火,车削的应用车床上使用不同的车刀或其它刀具，可加工各种回转表面如：内、外圆柱面，内外圆锥面螺纹，沟槽，端面和成形面等。车削可加工单一轴线轴、盘、套类等零件也可加工多轴线零件（改变工件安装位置）加工精度IT8IT7，Ra=1.60.8,四、镗孔用镗刀对已有孔进行再加工，称为镗孔对较大孔，内成形面，孔内环槽等，镗削是唯一合适的加工方法。一般镗孔：IT8IT7，Ra为0.81.6精细镗：IT7IT6，Ra为0.20.81、单刃镗刀镗孔(刀头结构与车刀类似)(1)适应性较广，灵活性较大可粗加，半精加，精加工一把镗刀可加工直径不同的孔(2)可以校正原有孔轴线歪斜或位置偏差(3)生产率较低，较适用于单件小批量生产单刃镗刀的刚度较低，为减少变形和振动，采用较小的切削用量，另外，仅有一个主切削刃工作，所以生产率较低。,2、多刃镗刀镗孔多刃镗刀的镗刀片是浮动的，两个对称的切削刃产生的切削力，自动平衡其位置。(1)加工质量较高刀片浮动可抵偿偏摆引起不良影响较宽的修光刃可减少孔壁粗糙度值(2)生产率较高，两刀刃同时工作，故生产率较高(3)刀具成本较单刃镗刀高浮动镗刀主要用于批量生产，精加工箱体零件上直径较大的孔。,二、铣削方式1、周铣法逆铣切削层由0增大到最大值切削开始刀刃不切入工件，而是挤压滑行，刀刃磨损，工件表面质量下降切削力上抬工件，增加了工件振动可能逆铣时，螺母中间隙处于有利位置，不至使工件窜动，不易损坏刀具目前常用逆铣法顺铣由于螺母中间隙处于不利位置，工件可能会窜动，可能会损坏刀具，损坏工件工件有黑皮时常用逆铣法2、端铣法,3、周铣法与端铣法的比较参加工作齿数周铣法，与ae有关(ae：铣削宽度，垂直于铣刀轴线)一般12齿(ap：铣削深度，同铣刀轴线)端铣法，与ae有关(相当于工件宽度)一般较多端铣的切削过程比周铣时平稳，有利于提高质量切削层厚度端铣：切削层厚度均匀，刀具磨损小，并减少表面粗糙度周铣：切削层厚度不均匀，刀具磨损稍大，表面粗糙度稍差两者比较后，端铣可达较小的表面粗糙度。端铣刚度较好，且多半采用硬质合金刀片，而周铣多半用高速钢，端铣可用高速铣削，生产率高，也提高工件表面质量目前铣削平面时多采用端铣法周铣法适应性广，除平面外，还有铣沟槽、齿形等，也常采用,磨削是一种精加工方法。尺寸精度可达IT5IT6。表面粗糙度能达到0.80.08.,3.5磨削的工艺特点及其应用,一、砂轮,1.砂轮组成,磨粒：主要起切削作用,粘结剂：主要起粘接作用,气孔：主要起容屑和冷却作用,砂轮的构造1砂轮2结合剂3磨粒4磨屑5气孔6工件,磨外圆的方法有纵磨法和横磨法两种。前者加工精度高，Ra值小，但生产率较低；后者生产率较高，但加工精度略低，Ra值略大。,1磨外圆(包括外锥面),纵磨法广泛用于各种类型的生产中；横磨法只适用于大批大量生产中磨削刚度较好，精度较低，长度较短的外圆或成形面。,磨内圆与磨外圆相比，生产率低，加工精度和表面质量较难控制，多用于加工淬硬的或高精度的内圆。,2磨内圆(包括内锥面),3磨平面,磨平面方法有周磨法和端磨法两种。前者加工精度高，Ra值小，但生产率较低；后者生产率较高，但加工精度略低，Ra值略大,周磨法多用于单件小批生产，也可用于大批大量生产；端磨法多用于大批大量生产中磨削精度要求不太高的平面,说明：,4、无心磨削,无心磨削的方法有纵磨法和横磨法两种。前者主要用于大批大量生产中磨削细长光滑轴及销钉、小套等零件的外圆；后者主要用于磨削带台肩而又较短的外圆、锥面和成形面等。,2.加工阶段的划分；,粗加工阶段：切除各加工表面上的大部分余量，并做出精基准。半精加工阶段：减小粗加工留下的误差，为主要表面的精加工作好准备，并完成一些次