金属切削的基础知识ppt课件.ppt

1 第五篇切削加工 2 第一章金属切削的基础知识 1切削运动及切削要素一 零件表面的形成及切削要素表面形成的几何原理 任何表面都可以看作是一条线 母线 沿着另一条线 导线 运动的轨迹 3 柱面的形成 4 机床的表面成形运动就是基于 表面形成 原理而设计的 只是机床的运动多数是复合运动的分运动 因此 多数是简单运动如 旋转运动 圆 直线运动 切削运动 形成加工表面的运动 按其在切削中的作用 分为主运动和进给运动 主运动 切下切屑最基本的运动 或 消耗功率最多的运动 进给运动 使金属层不断投入切削 从而加工出完整表面所需的运动 5 二 切削用量切削三要素 切削速度 进给量和切削深度 1 切削速度 在单位时间内 工件和刀具沿主运动方向的位移 m min 对于旋转主运动 直线主运动 6 主运动 进给运动 7 2 进给量f 工件或刀具运动在一个工作循环 或单位时间 内 刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移 8 3 切削深度 p 待加工表面与已加工表面间的垂直距离 mm dw dm ap 9 三 切削层几何参数切削层 指工件上正被切削刃切削的一层材料 即两个相邻加工表面之间的那层材料 10 1 切削厚度ac 3 切削面积Ac 2 切削宽度aw 11 12 2刀具材料及刀具构造 一 刀具材料1 对刀具材料的基本要求 13 制造刀具的难易程度 14 2 常用的刀具材料 w18cr4v YG类 YT类 Al2O3 15 16 二 刀具角度刀具的种类很多 但切削部分的结构要素和几何角度 都有一个共同的特征 每个切削部分都相当于一把刨刀的刀头 如图1 3刀具的切削部分 17 刨削平面 18 1 车刀切削部分的组成 19 20 1 辅助平面 为确定刀具的几何角度而建立的坐标平面 直角坐标系 基面 通过主切削刃上某一点 与该点切削速度方向垂直的平面 切削平面 通过主切削刃上某一点 与该点加工表面相切且包含切削速度的平面 主剖面 通过主切削刃上某一点 与主切削刃在基面上投影垂直的平面 2 车刀切削部分的主要角度 21 22 X Z Y O 基面 X OY 主剖面 X OZ切削平面 Y OZ 23 2 标注角度 K 24 刃倾角 25 26 三 刀具结构 车刀 铣刀滚刀 钻头 车刀 刨刀 车刀 优点 27 硬质合金刀片 28 29 3金属切削过程 一 切屑形成过程及切屑种类1 切屑形成过程 刀刃 挤压撕裂 30 切屑的变形 切屑的变形程度反映了切削力 切削热的大小 也反映出切削表面的粗糙度 31 变形系数 切削力 切削温度 Ra 32 2 切屑的种类 带状切屑 节状切屑 崩碎切屑 33 积屑瘤切削现象 二 积屑瘤 34 积屑瘤 在切削过程中 粘着在前刀面上切削刃附近的一小块金属 1 积屑瘤的形成其形成机理与摩擦焊相似 即前刀面与切屑的相对摩擦运动造成的局部高温高压符合焊接条件 因而产生积屑瘤 35 积屑瘤使刀具实际工作前角增大 积屑瘤是在不断的产生 脱落循环进行 将影响加工的尺寸精度和表面粗糙度 36 2 积屑瘤对切削加工的影响粗加工时产生积屑瘤使刀具的实际工作前角增大 更锋利 使切削轻快 同时高硬度的积屑瘤又起到保护切削刃的作用 所以 粗加工希望产生积屑瘤 对于精加工 则不希望产生积屑瘤 因为积屑瘤的产生 消失在不断的循环 使切削深度不断发生变化而影响尺寸精 并使切削力不断的变化而引起振动 影响表面粗糙度 37 三 切削力和切削功率1 切削力的构成与分解切削力FR 在切削过程中 刀具对工件的作用力 包括 变形抗力 摩擦力等 1 主切削力FZ FR在切削速度方向的分力 它所消耗的功率约占总功率的90 以上 2 进给抗力FX FR在进给方向的分力 3 径向力FY FR在切削深度方向的分力 38 39 2 切削力的估算 经验公式3 切削功率 上述公式中的各项系数与刀具的几何参数 材料及工件的材料有关 40 四 切削热和切削温度1 切削热的产生 传出及对加工的影响产生 如图 传出 由切屑 刀具 工件和空气传出 对加工的影响 使工件受热膨胀 影响尺寸精度 刀具受热后 强度降低 磨损加剧 2 切削温度及其影响因素切削温度 指切削区的平均温度 41 50 80 3 9 40 10 42 其影响因素主要包括 切削用量 工件材料 刀具材料及几何参数等 V T f apT 工件HB T 五 刀具磨损和耐用度1 刀具磨损过程 如图2 影响刀具磨损的